JPS6311334A - 木質系成形板の製造方法 - 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〕 本発明は耐水性、耐熱性、耐候性、および耐薬品性に優
れたプラスチック様の木質系成形板の製造方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

再生可能な資源である森林資源、なかでも小径木、間伐
材等の未利用木材の有効な利用方法が現在強く望まれて
いる。また、木材を使用する工業において工業廃棄物と
して副生ずる木材小片などについてもより一層有効な利
用方法の確立が急がれている。

本発明者らは上記の実状にかんがみ、先に木材小片を主
原料としたプラスチック様の外観を呈する木質系成形品
を開発し特許出願（特開昭５９−１５２８３号公報）を
行った。これは、木材小片に二塩基酸無水物を反応させ
て木材中にカルボキシル基を導入したエステル化木材小
片に着目して。

該エステル化木材小片にエボキン化合物を混合し、該混
合物を熱圧成形することにより得られるものである。得
られた木質系成形品し１、成形品を構成している木材小
片が可塑化されており、表面が平滑で光沢のあるプラス
チック様の外観を呈し、また木材成分が主成分であるに
もかかわらず水に対する寸法安定性々らびに機械的強度
の優れたものである。

しかしながら、上記木質系成形品は下記のような問題点
があり、その用途を限定しなければならないという難点
があった。即ち、上記木質系成形品は水に浸せきした場
合、寸法安定性においては良好であるが、表面の平滑性
および光沢が低下する問題があった。また、耐候性にお
いても木質系成形品の艶落ちおよび劣化が見られるとい
う欠点があった。さらにまた、耐熱性および耐薬品性に
おいても改良することが望まれていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は耐水性、耐熱性、耐候性、および耐薬品性の優
れたプラスチック様の木質系成形板を得る方法を提供す
るにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記木質系成形板の有する問題点を解決す
べく研究を重ねた結果、熱圧成形時に樹脂含浸紙布を介
在させ、これを同時に積層接着することにより上記の問
題点が一挙に解決された成形板が得られることを見い出
した。

即ち、本発明は、木材中の水酸基に多塩基酸無水物を反
応させて得られるカルボキシル基含有エステル化木材小
片まだは未反応多塩基酸無水物を含有している該カルボ
キシル基含有エステル化木材小片と、分子中に２ヶ以上
のエポキシ基を含む化合物からなる混合物を熱圧成形し
て木質系成形板を得る方法において、熱圧成形時に該混
合物の片面または両面に１紙、布などの補強材と熱硬化
性樹脂からなる樹脂含浸紙布な施して、次いでこれらを
加熱加圧して一体に成形することを特徴とする耐水性、
耐熱性、耐候性、および耐薬品性の優れたプラスチック
様の木質成形板の製造方法に関するものである。

本発明において使用するカルボキシル基含有エステル化
木材小片とはチップ状、繊維状、あるいは粉末状の木材
小片に多塩基酸無水物を反応させ、木材組織中に含まれ
ているセルロース、ヘミセルロース、リグニン等の化学
成分中の水酸基をエステル化することにより、木材小片
中にカルボキシル基を化学的に導入したもので、本発明
者らの方法（特開昭５９−１５２８３７号公報）に従っ
て容易に製造することができる。これは未反応の多塩基
酸無水物を含有しているものであっても差しつかえない
。即ち、本発明においてはカルボキシル基含有エステル
化木材小片または未反応多塩基酸無水物を含有している
該カルボキシル基含有エステル化木材小片のいずれを用
いてもよい。

分子中に２ヶ以上のエポキシ基を含む化合物としては、
例えば、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンより得
られるビスフェノール型エポキシ化合物、フェノール樹
脂とエピクロルヒドリンより得られろノボラック型エポ
キシ化合物、ノｈロゲン化ビスフェノールＡとエピクロ
ルヒドリンより得られるハロゲン化エポキシ化合物、ポ
リアルキ＝　４− レンゲリコールとエピクロルヒドリンより得られるポリ
アルキレンエーテル型エポキシ化合物等が挙げられる。

特に工業的に多量生産されており、かつ安価に入手でき
るビスフェノール型エポキシ化合物が好ましい。これら
エポキシ化合物の使用量は混合物中のカルボキシル基１
当量または未反応の多塩基酸無水物が存在している場合
は、カルボキシル基と無水酸基の合計１当量に対してエ
ポキシ基０．３〜２当量、好ましくは０．８〜１．４当
量になるようにするのがよい。

本発明において樹脂含浸紙布は熱圧成形によって基材と
強固に接着して一体化し、得られる木質系成形板の耐水
性、耐熱性、耐候性、および耐薬品性を改良する役目を
果すものである。

本発明で用いられる樹脂含浸紙布とは１紙、布などの補
強材に熱硬化性樹脂を含浸させたものである。これらは
、生産性１品質管理面からできるだけ長尺のものが好１
しく、通常はロール巻状で使用される。その補強材とし
ては有機質の天然繊維をペースにしたものが適当である
が、合成繊維まだは無機質繊維をベースにしたものも用
いることができろ。天然繊維をベースとしだものには、
ｌ）　７タ一系紙、レーヨンパルプ系紙、クラフト紙、
もめん糸布等が、合成繊維をベースとしたものにはナイ
ロン布、テトロン布、ビニロン布等が、無機質繊維をベ
ースとしたものにはアスベスト紙、ガラス繊維布等が挙
げられる。−１だ、これら補強材はその用途によってオ
ーバレイ紙布用、パターン紙布用、遮断紙布用、コアー
紙布用、またはバランス紙布用として用いられるもので
もよい。特に、補強材としては、厚さ０．０５〜Ｑ、１
５ｍ＋ｎの高α−セルローズパルプから製造されるオー
バレイ紙布を用いると、樹脂金没後加熱加圧した場合、
透明性に優れた成形板が得られろ。また、場合によって
は、無地および模様柄を印刷したパターン紙布に樹脂を
含浸させた樹脂含浸パターン紙布を本発明の樹脂含浸紙
布として用いてもよい。更にまた、木質系成形板の裏面
には成形板の反りを防ぐために、表面と同じ種類の樹脂
を含浸させた樹脂含浸バランス紙布を用いてもよい。

一方、熱硬化性樹脂としてはメラミン樹脂、ユリア樹脂
、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、ジアリ
ルフタレート樹脂、またはアニリン樹脂等が挙げられる
。中でも特に、メラミン樹脂は基材との接着性が良好で
、表面硬度が高く。

耐熱性、耐薬品性が優れており好ましい。補強材を基準
とした樹脂付着量は補強材および樹脂の種類、あるいは
木質系成形板の求めようとする性能によって異なるが、
一般には、オーバレイ紙布で６５〜９０係、パターン紙
布で４５〜７０係、バランス紙布で３０〜５０係である
。

次に本発明の製造方法を手順を追って説明する。

まず、カルボキシル基含有エステル化木材小片まだは未
反応多塩基酸無水物を含有している該カルボキシル基含
有エステル化木材小片と分子中に２ヶ以上のエポキシ基
を含む化合物を充分に混合する。この際必要に応じて、
エポキシ基とカルボキシル基および組成によっては酸無
水物の付加反応による硬化反応を促進させるために従来
、エポキシ樹脂の多価カルボン酸や酸無水物硬化におい
て使用されている触媒、例えば、カルボン酸の金属塩、
三級アミン等を添加してもよい。また得られる木質系成
形板の機械的強度をさらに向上させるためにガラス繊維
を、難燃性を付与するために、・ロゲン含有化合物、例
えば、テトラブロムビスフェノールＡ、テトラクロルビ
スフェノールＡ、ヘキサクロルベンゼン等を、着色剤と
して染料、顔料等を同時に添加混合してもよい。

これらの混合はブレンダー、ニーダ−、ミキシングロー
ル等を用いて行うことができる。なお、場合によっては
混合時に加熱工程を設けることによシ、混合をより効率
的に行うことができる。

次に、上記の如くして得られた混合物の片面または両面
に樹脂含浸紙布を施して熱圧成形する。

熱圧成形方法としてはどのような方法でも差しつかえな
いが、例えば、ホットプレスを用いて以下のように行う
ことができる。まず、コール板の上に直接か、またはコ
ール板の上に施された樹脂含浸紙布の上に前記混合物を
フォーミングしてマットを形成する。次いで、該マント
の上に樹脂含浸紙布を施して、さらにその上に平滑な鏡
面板または凹凸模様を有するエンボス板をあてがって、
所要時間加熱加圧を行う。熱圧条件としては、樹脂含浸
紙布の熱硬化性樹脂が硬化し、かつ混合物中の木材小片
が可塑化すると同時に硬化するに必要な温度、圧力、お
よび時間でなければならない。

混合物中の木材小片は１２０℃以上、６０　＃　／　ｃ
ｍ２以上の熱圧により可塑化される。

上記混合物は、上記熱圧条件下では主としてエステル化
木材小片中のカルボキシル基とエポキシ化合物中のエポ
キシ基との付加エステル化反応により、架橋結合されて
強靭な木質系成形板となる。

また、得られた木質系成形板は木材小片が可塑化されて
おり１表面が平滑で光沢のあるプラスチック様の外観を
呈する。この美麗なプラスチック様の外観を木質系成形
板の表面に現出させるために。

樹脂含浸紙布としては、加熱加圧により優れた透明性を
発揮する樹脂含浸オーバレイ紙布を使用するのが好まし
い。

このようにして得られた木質系成形板は、樹脂含浸紙布
が基材と一体化して強固に結合していることが認められ
ろ。即ち、一般に加熱加圧により樹脂含浸紙布中の熱硬
化性樹脂の流動と木材小片を含む混合物の溶融流動が起
こり、互に充分に接触し、さらに該熱硬化性樹脂の硬化
反応と該混合物の付加エステル化反応の進行により樹脂
含浸紙布と基材がお互に強固に接着するものと考えられ
る。この場合、架橋結合がかなり進むか、または完了し
た段階の基材に樹脂含浸紙布な熱圧しても接着性の良好
なものは得られない。

〔発明の効果〕

前述の如く、本発明においてはエステル化木材小片とエ
ポキシ化合物からなる混合物を熱圧して、木材小片が可
塑化された緻密なプラスチック様の木質系成形板を成形
する際に、樹脂含浸紙布を介在させることにより、該樹
脂含浸紙布が基材の表面と効果的に接着し、同時に一体
成形されることが見い出された。このことにより、木質
系成形板の緻密性、光沢性、その他の優れた特徴を損う
こと々く、さらには沸騰水中に浸せきしても表面の平滑
性及び光沢の低下がなく、また耐候性においても表面の
艶落ちおよび劣化が見られず、木質系成形板の耐水性お
よび耐候性を改善することができだ。さらにまた、表面
硬度、熱変形温度などの耐熱性、および耐薬品性につい
ても、同時に改善することができだ。以上の如く、本発
明の製造方法により得られた優れた特性を有する木質系
成形板は建築材料、電気絶縁材料、工業用部品拐料等と
して多くの分野において好適である。

以下、製造例、実施例、比較例によってさらに詳細に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

〔製造例〕カルボキシル基含有エステル化木材の製造 製造例１ ２４メツシユ篩を通過した赤松材の乾燥木粉２００７、
無水マレイン酸２００５’、触媒として炭酸ナトリウム
４．０２を容量５ρのニーグー中に添加して、１２０℃
で１時間攪拌下にエステル化反応を行った。反応後、反
応生成物を取り出し、ソックスレー抽出器を用いてアセ
トンで洗浄した後、水で洗浄した。その後、熱風乾燥器
で乾燥したものをエステル化木粉として用いた。このエ
ステル化木粉中の木粉に付加された無水マレイン酸の付
加率は木粉な基準として２３．１重量％であった。

製造例２ ２４メソシユ篩を通過した赤松材の乾燥木粉５５０７、
無水フタル酸工４０７、触媒として炭酸ナトリウム２．
９７を容量５ρのニーダ−中に添加して、１７０℃で２
時間攪拌下にエステル化反応を行った。反応後、反応生
成物を取り出し、洗浄することなく該反応生成物をエス
テル化木粉として用いた。このエステル化木粉中の木粉
に付加された無水フタル酸の付加率は木粉を基準として
１６．１重量％であった。

実施例１ 製造例１で得られたエステル化本粉１４０．７ｆにビス
フェノールＡのジグリシジルエーテル（三井石油化学エ
ポキシ■製ＥＰＯＭＩＫＲ−１３９、エポキシ当量１８
０〜１９０）４９．３ｆを添加しミキシングロールで均
一に混合した。その後、該混合物を８０℃の熱風乾燥器
で約１時間乾燥した。

次に、該混合物をコール板の上に施されたメラミン樹脂
含浸オーバレイ紙（オーバレイ紙を基準とした樹脂付着
量８０係）の上にフォーミングしてマットを形成した。

次いで、該マットの上にさらに上記と同一のメラミン樹
脂含浸オーバレイ紙を施して、その上に鏡面板をあてが
い、これらをプレス機の熱板間に挿入して熱圧成形を行
った。熱圧は金型挿入直後、温度１５０℃、圧力５ｋｇ
／ｃｒｒＬ２で１０分間加熱加圧した後、更に、温度１
８０℃、圧力１５０　ｋ’ｉ　／　ｃｒｎ２　　の条件
で２５分間加熱加圧した。熱圧成形後、厚さ６．４　ｗ
ｎの木質系成形板を得た。

実施例２ 製造例２で得られたエステル化木粉１４゜３．４２に実
施例１で使用したものと同じビスフェノールＡのジグリ
シジルエーテル４６．６ｆを添加しミキシングロールで
均一に混合し、さらに容量５ρのニーダ−中で、１７０
℃で２５分間加熱攪拌を行った。次に、該混合物をコー
ル板の上に施されたメラミン樹脂含浸オーバレイ紙（オ
ーバレイ紙を基準とした樹脂付着量８０係）の上にフォ
ーミングしてマットを形成した。次いで、該マットの上
にさらに上記と同一のメラミン樹脂含浸オーバレイ紙を
施して、その上に鏡面板をあてがい、これらをプレス機
の熱板間に挿入して熱圧成形を行った。熱圧条件は温度
１８０℃、圧力１５０ｋｇ／ｃｍ２時間３０分であった
。熱圧成形後、厚さ６．４閣の木質系成形板を得だ。

実施例３ 実施例２で使用したメラミン樹脂含浸オーバレイ紙をエ
ポキシ樹脂含浸オーバレイ紙（オーバレイ紙を基準とし
た樹脂付着量８４係）に換えること以外は実施例２と同
様に成形して、厚さ６４調の木質系成形板を得た。

実施例４ 実施例２で使用したメラミン樹脂含浸オーバレイ紙をメ
ラミン樹脂含浸パターン紙（パターン紙を基準とした樹
脂付着量５６係）に換えろこと以外は実施例２と同様に
成形して、厚さ６．５祁の木質系成形板を得た。

実施例５ 実施例２で使用したメラミン樹脂含浸オーバレイ紙をフ
ェノール樹脂含浸パターン紙（パターン紙を基準とした
樹脂付着！ｉ　４．７　％　）に換えること以外は実施
例２と同様に成形して、厚さ６．５　Ｍｎの木質系成形
板を得だ。

比較例１ 実施例１で使用したメラミン樹脂含浸オーバレイ紙を使
用しなかったこと以外は実施例１と同様に成形して、厚
さ６．３調の木質系成形板を得た。

比較例２ 実施例２で使用したメラミン樹脂含浸オーバレイ紙を使
用しなかつたこと以外は実施例２と同様に成形して、厚
さ６．３咽の木質系成形板を得だ。

（以下余白） 実施例１〜５および比Ｉ咬例１，２で得られた木質系成
形板において、各々成形板の引きかき硬度、耐水性、熱
変形温度、ｍｌ候性、および耐薬品性について調べた。

引きかき硬度試験は次の如く行った。試験片を取付台に
水平に固定し、ダイヤ針を使用して２００７の荷重を加
え、試験片の表面に長さ５０筋の線状のきずを３本つけ
た後、試験片につけたきすの深さを測定してその平均値
を求めた。

耐水試験は次の如く行った。即ち、試験片を沸騰水中に
３時間浸せきした後、６０℃で２時間乾燥して、試験片
表面の光沢の減少および表層シートと基材との接着の状
態について観察した。

熱変形温度はＡ　Ｓ　Ｔ　Ｍ　−Ｄ　６４．８−５６に
準じて測定した。

耐候試験については、サンシャインウェザ−メーターを
用いて、試験経過時間による試験片表面の状態を観察す
ることによって行った。

耐薬品性試験はＡ　Ｓ　Ｔ　Ｍ　−Ｄ　５４−８−６７
に準じて行った。

これらの結果を表−１に示す。

表−１から明らかな如く、実施例１〜５の本発明の製造
方法による木質系成形板は比較例１，２０表層シートを
貼着していない木質系成形板に比べて硬度、耐水性、耐
熱性、耐候性、および耐薬品性において優れていること
が認められる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）木材中の水酸基に多塩基酸無水物を反応させて得
   られるカルボキシル基含有エステル化木材小片または未
   反応多塩基酸無水物を含有している該カルボキシル基含
   有エステル化木材小片と、分子中に２ケ以上のエポキシ
   基を含む化合物からなる混合物を熱圧成形して木質系成
   形板を得る方法において、熱圧成形時に該混合物の片面
   または両面に、紙、布などの補強材と熱硬化性樹脂から
   なる樹脂含浸紙布を施して、次いでこれらを加熱加圧し
   て一体に成形することを特徴とする木質系成形板の製造
   方法。
2. （２）紙、布などの補強材がオーバレイ紙布である特許
   請求の範囲第１項記載の木質系成形板の製造方法。
3. （３）樹脂含浸紙布の熱硬化性樹脂がメラミン樹脂であ
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の木質系成形
   板の製造方法。