JPS62135307A - 木質系成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は木質系成形体の製造方法、詳しくは結合剤を加
えた木質繊維を用いて、直接圧縮成形体を製造する方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、木材等をほぐした木質繊維をそれ自体の結合性
を利用して圧縮成形することによって木質系成形体の製
造が行われている。この木質系成形体は、いわゆるハー
ドボードであり。

合板よりもさらに材質が均一で軽く、欠点が少ないもの
で、表面が平滑で、耐熱、耐水、耐湿性に富んだものが
得られ、板厚の割に強度があることなどから建築用の内
装材、家具、自動車の内装基材、テレビ、ステレオ等の
キャビネットなどの材料として広く利用されている。

この木質系成形体の製造方法としては、例えば木材チッ
プを蒸煮解繊して木質繊維を形成し、この木質繊維に合
成樹脂とセルロースペーパーを混合して水中に分散させ
たのち、加圧ろ過及び圧搾（いわゆる抄造）し、得られ
たマット（軟質繊維板）を熱圧縮成形する湿式成形法や
、木材等を蒸煮解繊して得られた木質繊維に合成樹脂等
の結合剤を添加して混合したのち、堆積し、熱ロールプ
レスして成形用マットを形成し、この成形用マットを熱
圧縮成形する乾式マット法などが挙げられる。

この木質系成形体の製造を、乾式マット法を例として、
更に詳しく説明する。

まず、木材チップを解繊機の蒸煮タンクに入れ、１６０
〜１８０℃のスチームで蒸煮してチップを柔らかくし、
繊維をほぐしやすい状態にしたのち、解繊ディスクに供
給し、該解繊ディスクでもみほぐして木質繊維にする。

この解繊した木質繊維を熱風乾燥したのち、深絞シ性を
向上させるための長繊維、例えば麻繊維１７％及びポリ
グロビレ／繊維７％と、フェノール系熱硬化性樹脂や熱
可塑性樹脂等からなる結合剤８％と、ロジンやパラフィ
ンなどのようなはっ水剤１〜５％とを十分に混合する。

次に、結合剤等を添加したこの木質繊維を堆積し、熱ロ
ールプレスして第８図に示すような厚さ１０〜４０．程
度の持ち搬び容易なマツ）Ｍｌを形成する。

次に、上記成形用マツ）Ｍｌを、完成後の木質系成形体
の形状より少し大きく裁断して第９：図に示すように圧
縮成形型１０下型２上に載置する。次いで熱板乙により
１８０〜２２０℃九加熱された下型２と上型３とを、上
型５を下降させることにより合わせる。するとガスが発
生するので、型開きしてガスを抜き、また、上下型を合
わせる。このようにして予備圧縮とガス抜きを数回繰り
返えしたのち第１０図に示すように上型３と下型２とで
圧縮する。次いで型開きして製品を取りだすことにより
木質系成形体Ｍ２が得られる。図中、Ｍ２’は派生材を
示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記したような従来の木質系成形体の製
造方法は、次のような問題点を有している。

乾式マット法では、木質繊維を圧縮成形型に容易に供給
できるようにするため、木質繊維を取υ扱いやすいマッ
トに成形する工程と、このマットを所定形状に裁断する
工程を必要とし、製造工程が多く、煩雑であるとともに
、木質繊維をマット化するためには、熱可塑性樹脂等の
結合剤が必要である。また、マットを圧縮成形する際に
絞り部によってマットは引きずりこまれるため、マット
を完成後の成形体より少し大きく裁断する必要があり、
裁断くずや、成形後に切り落す派生材へ１２′等が無駄
となり、歩留まりが悪く、生産コストが上昇するととも
に、成形後の切断工程を必要とするという問題点がある
。更に、深絞り部分を有する。成形体を製造する場合、
マットの深絞り性を向上させるために。

マット材として木質繊維のほかに、原料価格の高い麻等
の長繊維や熱可塑性樹脂の網などが必要であり、接着性
のない麻繊維を使用する場合は余分に熱硬化性樹脂等の
結合剤を添加する必要があり、これらの点でもコスト高
となる問題点がある。

また、深絞り部分を有する成形体を製造する場合におい
て、マットに含まれる木質繊維が多いとき、深絞り性を
向上させるためにマットをスチームにより軟化させて予
め成形体の形状に予備成形しなければならない。更に、
加工工程が増加するだけでなく、深絞り加工によりマッ
トが延ばされた角部等が薄肉化してしまい、この予備成
形体をそのまま圧縮成形すると、薄肉：ヒした角部等が
低密度となり、完成した木質系成形体の角部等の深絞り
部分の強度が低下するという問題点も有している。また
、単一のマットで深絞り部を有する大きな板状体を成形
すると、マットが深絞シ部に引きづりこまれるため。

深絞り部周辺等で裂けたり、折り重なって高密度となシ
ふくれ等が生じて、所望の成形体が得られない。そのた
め、マットを形成した素材と同様の素材からなるパッチ
材を深絞り部分に当ててから圧縮成形したシする必要が
あり、成形作業が煩雑である。

一方、湿式成形法では、抄造するだめ、大量の水を使い
、大型排水処理設備を必要とする問題点を有するととも
に、マット状に抄造したものを用いた深絞り部分を有す
る成形体の製造は、抄造したマットは繊維がからんでい
るので、上記の乾式マット法による場合と同様に又はそ
れ以上に困難であり、同様の問題点、例えば深絞り部又
はその周辺が薄肉化したり、裂けたりする問題点を有し
ている。

そこで、上記問題点を解決するために、木質繊維を直接
底形型内に供給して圧縮成形する方法が考えられる。こ
の方法によって平板状の成形体を製造する場合は上記問
題点をほぼ解消することができるが、深絞り成形を行う
場合、成形条件の設定に注意を要し、ただ単に圧縮した
だけでは十分な深絞り性がイ辞られない恐れがある。

本発明は上記問題点を解体するだめのもので。

深絞り性を向上させ、作業性及び生産性並びに生産コス
トを改善し、そして得られる成形体の強度を向上させた
木質系成形体の製造方法を提供することを目的とするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の木質系成形体の製造方法は、木質繊維を深絞り
成形して木質系成形体を製造するに際し、合成樹脂を含
む結合剤を添加した木質繊維を成形型内に直接供給し、
深絞シ成形する部分又はそれ以外の部分のどちらか一方
を先に絞めてから全体を加熱圧縮成形することを特グと
する。

本発明に用いる木質繊維は、木材などをほぐしたもので
あり、木材としては特に限定されず。

例えばアカマツ、スギ、ラワン、ブナなどが挙げられ、
ほかに捕ワラ、亜麻殻、バガスなども用いることができ
る。

木材などを解繊して木質繊維を形成する方法は特に限定
されず、当業者において慣用の方法を用いることができ
１例えば、加圧して蒸煮Ｕそのままの圧で機械的にほぐ
す方法や蒸煮したのち常圧で機械的にほぐす方法などが
挙げられる。

木質繊維に添加する結合剤は木質繊維自体の結合性を補
って木質繊維を結合させるもので、その成分及び量は、
熱圧縮により木質繊維を一体的に結合させ、所望強度の
成形体とすることができれば、特に限定されず、その成
分としては合成樹脂が好ましく、例えばクマロン樹脂な
どのような熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂な
どのような熱硬化性樹脂が挙げられ。

特に好ましくは水溶性フェノール樹脂である。

そして、これらは単独でも混合物として用いてもよい。

更に、結合剤のほかに、耐水性を向上させるためのはっ
水剤牢番墨書などの添加剤も加えるとよい。

本発明の製造方法では、上記したように、木質繊維をマ
ット化せずに、直接成形型内に供給するが、その具体的
方法としては、木質繊維を直接型内供給することができ
ればよく、例えば結合剤を加えた木質繊維を空気等のガ
スとともに一方から圧送他方から吸引、又は、吸引ある
いは圧送することにより型内に供給してもよいし、又は
該木質繊維を型内に直接、落下させて堆積させてもよい
し、又は堆積させた該木質繊維を吸引して網等に吸い付
けた状態で型内に運び入れてもよく１％に限定されない
。

深絞り成形をする部分又はそれ以外の部分のどちらか一
方を先に絞めてから全体を圧縮成形する方法としては、
例えば成形型を、圧縮する方向、通常は垂直に、深絞り
成形する部分とそれ以外の部分とに分割し、そのどちら
か一方を先行させて、木質繊維を押圧して絞めてから加
熱圧縮成形する。ここで絞めるということは、木質繊維
が動かない程度にしっかり押えることである。成形型の
分割は上型か下型のどちらか一方を行えばよい。分割し
た型を先行させる方法としては、例えば先行させる型を
シリンダやトグル機構によシ先行させてもよいし、先行
させる型をあらかじめばね等により他の部分の型面より
高くしておいて全体を型閉めすることＫよって先行させ
てもよく、特に限定されない。

成形型内に入れた木質繊維を加熱圧縮して一体的に結合
させるとともに成形するが、この成形条件は使用する木
質繊維や結合剤等の材料、成形体の形状、必要とする強
度などにより適宜決定するもので、特に限定されないが
、例えば成形温度１００〜２２０℃１．成形圧力２０〜
８０Ａ１１／ｃ肩、成形時間２０秒ないし５分とするこ
とができる。

〔作　用〕

本発明の木質系成形体の製造方法は、結合剤を添加した
木質繊維を圧縮成形するため、木質繊維を一体的に結合
させることができるとともに木質繊維をマット化せずに
例えば空気流などにより直接型内に供給するので、繊維
がからまず、ばらばらであるため、木質繊維が流動しや
すく、また、結合剤の使用量も少なくて済み、加えて深
絞り成形する際に、深絞り成形する部分の木質繊維を先
に絞めることによって予備成形のように深絞り部分に木
質繊維を安定して確保することができ、又は深絞り成形
する以外の部分を先に絞めることによって先に絞めた部
分から深絞り部分に木質繊維が押しをせられて十分に充
満するため、薄肉部分又は亀裂を生じることなしに安定
して深絞シ成形することができる。

そのため、木質繊維のマット化の工程及びマットを裁断
する工程を省くことができ、そしてマット化するための
結合剤を不要とすることができる。また、深絞り性を向
上させるための麻等の長繊維及びそれを結合させるため
の熱硬化性樹脂等や、熱可塑性樹脂製の網を不要とする
ことができ、また、深絞り部分を有する成形体を製造す
る際の、予備成形する工程や深絞シ部分にパッチ材を当
てたりする補強作業や深絞シ部分の木質繊維にスチーム
を当てる作業などを行わなくても優れた強度の成形体と
することができる。

以上のように作用して、深絞シ性が向上し、優れた強度
を有する木質成形体を容易に安定して製造できるととも
に、従来のマット法に比べていくつかの工程を省くこと
ができるので、作業性及び生産性を改善することができ
、更に、原材料のコストを低減させることができる。

〔実施例〕

本発明を自動車の、アームレストラ有するドアトリム基
板に適用した実施例により図面を参照して説明する。

実施例１ まず、木質繊維の製造について説明する。木材を削って
つくった小片であるチップを１６０〜１８０℃で蒸煮解
繊し、次いで解繊して得られた湿った木質繊維を熱風乾
燥する。

次に、この乾燥した木質繊維をプレ／ダに入れて攪拌し
ながら、はっ水剤としてパシフィ／を１〜５％、結合剤
としてフェノール樹脂水溶液（含樹脂率５０％）を乾燥
重量で２〜１０％及び離壓剤等を噴楊し、十分にブレン
ドするとともに木質繊維の水分含量を調節して結合剤を
加えた木質繊維を得る。

次に、この結合剤等を加えた木質繊維を、マットを形成
せずに直接、成形型内に供給する工程を説明する。

上記の、結合剤等を加えた木質繊維Ｍ６を、第６図に示
すような光てん装置２０の供給容器２１に入れる。この
充てん装置２ｏは供給容器２１と圧送容器２２とからな
るもので、両容器は、供給容器２１の底部の開口部２３
と圧送容器２２の上部の開口部２６とでつながっていて
、該開口部２３はシリンダ２６て開閉可能な遮へい坂２
４でふさがれている。シリンダ２６によって穴を有する
遮へい板２４をスライドさせて穴を開口部２３に介オで
閲は　μ目−十膚を劫訝ｔ〜雪３の入っている供給容器
２１の下部に、ブラシの先が互いにかみ合うように設け
られた対のブラシホイール２５を回転させて、結合剤等
を加えた木質繊維Ｍ３を繊維のからみをほぐしながら開
口部２３を通して圧送容器２２へ落とす。

この圧送容器２２には該開口部２３の下方に秤量板２７
が設けられているので、落とされた木質繊維Ｍ３は該秤
量板２７上に堆積する。該秤量板２７に取り付けた図示
しないロードセルによシ秤量板２７上の木質繊維Ｍ５の
重量を量り、所定重量になった時点でブラシホイル２５
を止め、遮゛へい板２４を閉め、木質繊維Ｍ３の圧送容
器２２への供給を止める。

一方、成形型５０は第１図に示すように、上型３１と下
型３２とからなり、型は深絞シ部の圧縮する角度が大き
くならないような角度に傾斜して形成されている。そし
て、下型３２は型の中央に位置する深絞シ部分の、固定
された下型５２ａと深絞り部分の周囲の、ばね４８で支
えられた可動の下型３２ｂとに分割されていみ−上型３
１と下型３２が開いた状態で、下型３２の深絞り部の周
囲の可動型３２ｂは、ばね４Ｂにより上昇して固定下型
３２ａより高くなるが、該下型３２ｂの下部のストッパ
ープレート４６がストッパー４７によって上昇が止めら
れている。上型５１は、深絞シ部が凹部となっている。

この型開きした状態では成形型３０は一定の空間を形成
し、深絞り部がそれ以外の部分よシ広くなっている。そ
の成形型５０周囲は供給された木質繊維Ｍ５が成形型６
０の外に出ないようにするための側板で囲まれている。

対向する側板３３，３４は成形型４０の側面に沿って可
動に取シ付けられていて、一方の側板３４は第１図及び
第４図に示すように開いた成形型３０の側面の開口部に
対応する位置開口した供給口３５を有し、他方の側板３
４は木質繊維Ｍ３を保持する網３６を開いた成形型３０
の開口部に対応する位置に有している。

上記の圧送容器２２に設けられた一方の口を上記成形型
３０に取９付けられた側板３！１の供給口３５に当接さ
せて、該圧送容器２２の他方の口から空気を送る。そう
すると、圧送容器２２内の秤量板２７上に堆積していた
木質繊維Ｍ３は繊維がばらばらになって空気とともに成
形型３０内へ送り込まれる。このとき、空気は他方の側
板５４の網３６を通り抜けるが、木質繊維Ｍ５は網３６
で止められ、Ｖ　Ｄ”ｌ彫型３０の空間内に充てんされ
る。そしてこの圧送時、下流の網３６側から吸引する。

成形型３０内に圧送された木質繊維Ｍ５は線維のからみ
を生じずに下流の網３６側から堆積していく。このとき
吸引管４３を介して上型３１及び下型３２に形成したガ
ス抜き孔４２から吸引して木質繊維Ｍ５が含んでいる空
気を抜いて、該木質繊維Ｍ６を均一に充てんさせる。こ
のエア抜きは充てんするに従って下流側のガス抜き孔か
ら上流側のガス抜き孔へ順に切シ換えて行ってもよい。

木質繊維Ｍ３の成形型３０内への充てん量は、上記のよ
うに重量によシ決めるだけでなく、圧送する圧力によっ
て充てん密度を調節して決めてもよい。

次に、結合剤等を加えた木質繊維Ｍ３を圧縮成形する工
程を説明する。

まず、成形型３０の側面に取り付けられている側板３５
を、その下部に設けたラック３７と、そのラック３７と
かみ合うビニオン３９とを用い、ブラケット４０に取り
付けたモータ３８でビニオン３９を回転させることによ
って該側面に沿ってスライドさせて第２図に示すように
側板３３の供給口３５のない部分で該成形型３０を覆う
。網６６を有する側板６４も上記と同様の図示しない側
板開閉機構によってスライドさせ、該側板３４の網３６
のない部分で該成形型３０を覆う。そして、側板５５．
３４をそれぞれ下型３２に位置めする。

次に、第２図に示すように熱板４１によって１５０〜２
２０℃に加熱された上型３１と下型３２とで結合剤等を
加えた木質繊維Ｍ３を該上型３１を下降させることによ
って圧縮し成形する。このとき、深絞り部４５の周囲の
下型３２ｂは、ばね４８によって型面が上昇しているの
で、木質繊維Ｍ３は深絞り部４５の周囲で下降してきた
上型３１と下型３２ｂで挟まれ、押圧されて絞められる
。該下型３２ｂはばね４８で支持されているので、ばね
４８による押圧力を木質繊維Ｍ３に与えるが、ばね４８
が縮むので、上型３１がさらに下降するにつれて下降す
る。すると下型５２ｂは、その下部に取付けたストッパ
ープレート４６が下部の熱板４１と当接し、下降が止ま
る。この状態では木質繊維Ｍ５は深絞シ部４５の周辺が
絞められているが、まだ、大きな圧力が加わっていない
ので、成形体とはなっていない。このときまでに周辺部
の余分な木質繊維は深絞り部の方へ流動して充満してい
る。

第５図に示すように上型３１をさらに下降させて上型３
１と下型３２とで圧縮して成形する。

このとき、上型４１の下死点の十数開削から上型３１及
び下型３２のガス抜き孔４１から吸引管４３及びバルブ
４４を介して吸引し、発生するガスを抜く。成形条件は
、例えば成形圧力２０〜８０Ａ９／ｉ、成形時間２０秒
〜５分とする。

深絞シ部４５の周囲を先に絞めてから全体を圧縮成形す
るため、薄肉化したり、裂けたシせずに安定して深絞り
成形ができる。また、周辺部を先に絞めてから圧縮する
ため、周辺部が圧縮の初期で確実に成形され、歩留まり
が向上する。

上型！＋１のガス抜き孔４２から吸引したまま型開きす
ると上型３１に木質系成形体Ｍ４が吸い付けられて上が
ってくる。バルブ４４を切り換えて吸引を解除すると、
第７図に示すような、厚さ２．５門で曲げ強度２ｏｏ、
ｓｓｏｋｇ／ｉ以上を有し、アームレストである深絞り
部４５を有する木質成形体Ｍ４からなる欠陥のないドア
トリム基板が得られる。

また、本実施例は、型を傾斜させて形成させたので、深
絞り部の圧縮角及び抜き角が小さくなり、深絞り部が裂
けずに成形できるとともに成形体を容易に脱型できる。

実施例２ 木材のチップを実施例と同様に蒸煮解繊し。

乾燥して木質繊維を得る。この木質繊維を実施例１で用
いたのと同様の結合剤、はり水剤及び離型剤等を実施例
１と同様にしてプレ／ドする。

この結合剤等を加えた木質繊維を、実施例１で用いたも
のと同様の充てん装置を用いて第５図に示す成形型５０
に入れる。

該成形型５０は上型５１と下型５２とからなシ、そして
、上型５１は深絞り成形する可動の上型５１ａとその周
囲の上型５１ｂとに分離されている。側板５５．５４を
スライドさせて成形型５０を覆う。次に、深絞り成形す
る上型５１ａをビ／４９によって下降させ、深絞シ部４
５の木質繊維ＭＳを押さえて絞める。次いで、上型５１
ｂも下降させて、上型５１と下型５２とで加熱圧縮成形
する。深絞シ部４５は予備成形のように押圧されて絞め
ら、れているので、安定して深絞り成形でき、薄肉化し
たり、裂けたりしない。成形は実施例１と同様の条件と
することができる。得られる成形体は実施例１と同様に
優れた強度を有する。本実施例では予備圧縮のような別
工程を必要とせずに同様ないしそれ以上の効果が得られ
る。

〔発明の効果〕

本発明の木質系成形体の製造方法は、上記したようＫ、
結合剤を添加した木質繊維を直接成形型に供給し、深絞
り成形する部分又はそれ以外の部分を先に絞めてから全
体を圧縮成形するため、安定して深絞シ成形することが
でき、成形体の深絞り部分及びその周辺が薄肉化したり
。

亀裂が生じたすせずに、優れた強度の木質系成形体が得
られ、深絞り性が向上した。その結果。

作業性及び生産性を向上させることができるとともに深
絞り性を向上させるだめの麻繊維及びそのだめの結合剤
や熱可塑性樹脂製網などが必要なく、原料コストの低減
が可能であり１強度の優れた木質系成形体（！−製造す
ることができる。

更に、木質繊維をマット化する工程及びマットを裁断す
る工程並びにそれらの設備が不要であるため、作業性及
び生産性の向上並びに設備費を低減させることができる
とともに、マット化するための結合剤が不要であシ、マ
ットの裁断くず、及び成形時の派生材がでないので、歩
留まりが向上し、原料コストの低減が可能である。

更に、木質繊維をマット化しないで直接成形型内に供給
するため、木質繊維の充てん量、すなわち充てん密度や
充てん高さを容易に変更することができ、所望の基材厚
さや密度が得られ、また、それらを部分的に変えること
も容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の木質繊維を充てんした成形
型の断面図、 第２図は本発明の実施例１の押圧時の成形型の断面図、 第３図は本発明の実施例１の圧縮時の成形型の断面図、 第４図は本発明の実施例１の成形型の側板の平面図、 第５図は本発明の実施例２の成形型の断面図、第６図は
本発明の実施例１の木質繊維の充てん装置の断面図、 第７図は本発明の実施例１により製造した木質系成形体
の斜視図。 第８図は従来の木質繊維のマットの斜視図、第９図は従
来技術によるマットを載置した成形型の断面図、 第１０図は従来技術によるマットの圧縮時の成形型の断
面図を表わす。 図中、 ３０・・・成形型　　　　３１・・・上型６２・・・下
型　　　　　　５５．３４・・・側板３５・・・供給口
　　　　３６・・・網４８・・・ばね　　　　　Ｍ３・
・・木質線維へ１４・・・木質系成形体 特許量、頴人　　トヨタ自動車株式会社代理人　弁理士
　　萼　　　優　美　、＜；、ｌｌ−１・・ （ほか１名）−１ 第１図 ４．１　４２　３１ 第２図 ４１　４２　Ｍ３　３１ 呂３図 第４図 乃　５　図 第６図 第７図 Ｍ４ 第８図 第９　図 ＝　　１ｏ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 木質繊維を深絞り成形して木質系成形体を製造するに際
   し、合成樹脂を含む結合剤を添加した木質繊維を成形型
   内に直接供給し、深絞り成形する部分又はそれ以外の部
   分のどちらか一方を先に絞めてから全体を加熱圧縮成形
   することを特徴とする木質系成形体の製造方法。