木質複合材の製造方法、及び木質複合材
【課題】樹脂と複合化していながら良好な木質感が維持され且つ高い耐久性を有する木質複合材が得られる木質複合材の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明方法は、含水率が１０質量％以下である第一の木質基材を用意する工程、前記第一の木質基材に、重量平均分子量１０００以下の熱硬化性樹脂を含有し、且つ粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下、固形分率が７０質量％以上である第一液を含浸させる工程、前記第一の木質基材に、前記熱硬化性樹脂の硬化剤を含有する第二液を含浸させる工程、及び前記第一液及び第二液が含浸している前記第一の木質基材を加熱・加圧する工程を含む。
【解決手段】本発明方法は、含水率が１０質量％以下である第一の木質基材を用意する工程、前記第一の木質基材に、重量平均分子量１０００以下の熱硬化性樹脂を含有し、且つ粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下、固形分率が７０質量％以上である第一液を含浸させる工程、前記第一の木質基材に、前記熱硬化性樹脂の硬化剤を含有する第二液を含浸させる工程、及び前記第一液及び第二液が含浸している前記第一の木質基材を加熱・加圧する工程を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は木質複合材の製造方法、及びこの方法で製造される木質複合材に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材の物理的特性を改善するための手法として、従来、木材を化学修飾する手法、木材成分を変性させる手法、木材の細胞壁に樹脂を含浸させる手法などが検討されてきた。これらの中でも、特に木材の細胞壁に樹脂を含浸させる手法は含浸型ＷＰＣ化処理とよばれている。含浸型ＷＰＣ化処理は木材の硬度や寸法安定性を向上させることで木材の耐久性を向上させるために有効であり、一部実用化もされている。
【０００３】
含浸型ＷＰＣ化処理では、木材の細胞壁中及び細胞壁内孔に樹脂が注入され、この樹脂が硬化することで木材と樹脂が複合化する。この含浸型ＷＰＣ化処理では、木材中の道管や細胞壁内孔などの空隙が樹脂で充填され、更に細胞壁中にも樹脂がある程度含浸するため、木材の耐久性が向上する。含浸型ＷＰＣ化処理は、木材への樹脂の含浸の仕方によって、次の二種類の手法に分類される。第一の手法では、ビニル系モノマーや不飽和ポリエステル、アクリル系オリゴマーなどが細胞壁中及び細胞壁内孔に含浸し、放射線照射や触媒加熱などの処理によって重合反応が生じる。第二の手法では、メラミン系、フェノール系等の樹脂が主に細胞壁中に含浸してから、熱により硬化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平０７−１２１５２１号公報
【特許文献２】特公平０６−０８１６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の含浸型ＷＰＣ化処理における第一の手法では、木材に存在する道管や細胞壁内孔などの空隙が樹脂で充填され、更に細胞壁中にも樹脂がある程度含浸するため、木材の耐久性が大きく向上し得る。しかし、道管中が樹脂で充填されるため、処理後の木材には木質感が少なくなり、外観が樹脂に近くなってしまうといった問題があった。
【０００６】
従来の含浸型ＷＰＣ化処理における第二の手法では、樹脂が主に細胞壁中に含浸するため、木材が本来有する外観があまり損なわれない。しかし、樹脂が細胞壁中に含浸するためには樹脂の粘度が低くなければならないため、溶媒によって希釈された固形分率の低い樹脂が木材に含浸することになる。このため、木材の樹脂含浸率を充分に高くすることが難しくなり、木材には充分な耐久性が付与されにくかった。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、樹脂と複合化していながら良好な木質感が維持され且つ高い耐久性を有する木質複合材が得られる木質複合材の製造方法、及び木質複合材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る木質複合材の製造方法は、熱硬化性樹脂の硬化物と複合化している第一の木質基材を備える木質複合材を製造する方法であって、含水率が１０質量％以下である第一の木質基材を用意する工程、前記第一の木質基材に、重量平均分子量１０００以下の熱硬化性樹脂を含有し、且つ粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下、固形分率が７０質量％以上である第一液を含浸させる工程、前記第一の木質基材に、前記熱硬化性樹脂の硬化剤を含有する第二液を含浸させる工程、及び前記第一液及び第二液が含浸している前記第一の木質基材を加熱・加圧する工程を含む。
【０００９】
本発明においては、前記木質複合材が第二の木質基材を備えると共に前記第一の木質基材が前記第二の木質基材に接合しており、前記第一の木質基材が接合される前の前記第二の木質基材の密度が０．７ｇ／ｃｍ３以上であり、前記第二の木質基材に前記第一の木質基材を接合してから、前記第一の木質基材に前記第一液及び第二液を含浸させ、これに続いて前記第一の木質基材を加熱・加圧してもよい。
【００１０】
本発明においては、前記第一の木質基材に前記第一液及び前記第二液を含浸させた後に前記第一の木質基材を加熱・加圧してから、前記第一の木質基材に研磨処理又はブラッシング処理を施してもよい。
【００１１】
本発明に係る木質複合材は、前記方法で製造され、且つ前記第一の木質基材の密度が０．８ｇ／ｃｍ３以上である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、樹脂と複合化していながら良好な木質感が維持され且つ高い耐久性を有する木質複合材が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態で製造される木質複合材は、第一の木質基材と、第二の木質基材とを備える。第一の木質基材は熱硬化性樹脂の硬化物と複合化しており、更に第一の木質基材は第二の木質基材に接合している。この木質複合材の製造にあたっては、第一の木質基材、第二の木質基材、第一液、及び第二液が使用される。尚、木質複合材は第二の木質基材を備えなくてもよい。例えば木質複合材は、熱硬化性樹脂の硬化物と複合化している第一の木質基材のみで構成されてもよい。
【００１４】
第一の木質基材の材質は木質材であれば特に制限されないが、樹脂が含浸しやすく、樹脂の硬化阻害を引き起こすような成分の含有量が少なく、更に含浸している樹脂の硬化中に割れなどの欠点が生じにくいような材質であることが好ましい。第一の木質基材の材質の好ましい具体例としては、床材の表面材に広く用いられている広葉樹であるブナ、ナラ、カバ、ウォールナット、針葉樹であるスギ、ヒノキ、マツなどが挙げられる。第一の木質基材は例えばこれらの木質材から形成される単板（木質単板）であってよい。
【００１５】
第一の木質基材の厚みは、特に制限されないが、０．２〜４．０ｍｍの範囲であることが好ましい。第一の木質基材の密度は０．２〜０．７ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。
【００１６】
第二の木質基材の材質も木質材であれば特に制限されないが、密度の高い材質であることが好ましく、特に第二の木質基材の密度が０．７ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。第二の木質基材の密度が第一の木質基材よりも高いと、第二の木質基材に起因して木質複合材の硬度が低下することが抑制される。第二の木質基材の密度上限は特に制限されないが、一般的には１．４ｇ／ｃｍ３程度が好ましい。
【００１７】
このような密度が０．７ｇ／ｃｍ３以上の第二の木質基材の具体例としては、ユーカリ、ラミン、メランチ、チーク、マカンバ、クルイン、アカガシなどの密度が高い材料から形成された合板や、高密度のパーティクルボード、ＭＤＦ、ハードボードなどが例示される。
【００１８】
第二の木質基材の厚みは特に制限されないが、第一の基材厚みに応じて、例えば９〜１２ｍｍの間で適宜設定される。第一の木質基材と第二の木質基材とを合計した厚みは、例えば木質複合材が一般的な木質材床材として使用される場合には１０〜１５ｍｍの範囲であることが好ましく、１２ｍｍ程度がより好ましい。
【００１９】
第一液は、重量平均分子量１０００以下の熱硬化性樹脂を含有し、且つこの第一液の粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下、固形分率が７０質量％以上である。
【００２０】
この熱硬化性樹脂の重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）分析（カラム：ＴＳＫｇｅｌＳｕｐｅｒ ＨＭ-Ｈ，溶離液：クロロホルム）により測定される。この重量平均分子量１０００以下の熱硬化性樹脂は、木材中の水酸基との間で化学結合を生じる樹脂であることが好ましい。このような熱硬化性樹脂としては、特に限定はされないが、重合度が低く、湿気硬化型であるイソシアネート系やエポキシ系の樹脂などが好ましい。イソシアネート系樹脂としては、ＭＤＩ（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系ポリイソシアネート等が挙げられる。熱硬化性樹脂の重量平均分子量の下限は特に制限されず、低いほど好ましいが、実際上の下限は５０である。
【００２１】
第一液は、粘度調整などのために、熱硬化性樹脂以外の成分を含有してもよい。例えば第一液は、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラエトキシシラン等のシラノール類、トルエン、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチル、ジメチルスルホキシドなどを含有してもよい。
【００２２】
第一液の粘度は、この第一液が第一の木質基材に含浸する時点において２００ｍＰａ・ｓ以下であればよい。例えば第一液が第一の木質基材に含浸する際に、第一液が加温されることによってその粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下となっていてもよい。第一液の粘度の下限は特に制限されず、低いほど好ましいが、通常２０ｍＰａ・ｓ程度である。
【００２３】
第一液の固形分率の上限は特に制限されず、固形分率が１００質量％、すなわち第一液が熱硬化性樹脂のみで構成されていてもよい。
【００２４】
第二液は、第一液中の熱硬化性樹脂と熱硬化反応を生じる硬化剤を含有する。硬化剤は、熱硬化性樹脂との組み合わせによって適宜選択されるが、例えば水酸基を２つ以上有する化合物が挙げられる。水酸基を２つ以上有する化合物としては、例えばポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテル系ポリオール；ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートジオール等のポリエステル系ポリオール；エチレングリコール、１，３-プロパンジオール、１、４−ブタンジオール、グリセリンなどのポリオール；セラック、タンニンなどの天然樹脂塗料などが挙げられる。
【００２５】
この第二液の粘度も２００ｍＰａ・ｓ以下が好ましいが、この範囲に限定されない。第二液の粘度の下限値も限定されないが通常２０ｍＰａ・ｓ程度である。また，第二液の固形分率（硬化剤の濃度）も特に制限されない。第二液の固形分率が１００質量％、すなわち第二液が硬化剤のみで構成されていてもよいし、２０〜８０質量％の範囲でもよい。
【００２６】
第二液は、粘度調整などのために、硬化剤以外の成分を含有してもよい。例えば第二液は、水；メタノール、エタノール、アセトン、イソプロパノール、メチルエチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、キシレンなどの種々の有機溶剤などを含有してもよい。また第二液は、ビスフェノール型、グリシジルエーテル型などの反応性希釈剤を含有してもよい。
【００２７】
本実施形態では、木質複合材を製造するにあたり、第一の木質基材に第一液と第二液とを、この順番に含浸させる。第一の木質基材に第一液と第二液を含浸させるための手法としては、第一の木質基材に第一液と第二液を塗布する方法が挙げられる。第一液と第二液の塗布方法としては、エアスプレー、ロールコート、カーテンフローコートなどが例示される。
【００２８】
第一液が第一の木質基材に塗布される場合、第一の木質基材への第一液の塗布量は、固形分量で１００〜２００ｇ／ｍ２の範囲となることが好ましい。すなわち、第一の木質基材に第二液が含浸することで、第一の木質基材と第二の木質基材との積層方向への投影面積に対する、第一の木質基材中の熱硬化性樹脂の量が、１００〜２００ｇ／ｍ２の範囲となることが好ましい。
【００２９】
第二液が第一の木質基材に塗布される場合、第一の木質基材への第二液の塗布量は、固形分で５〜１００ｇ／ｍ２の範囲となることが好ましい。すなわち、第一の木質基材に第二液が含浸することで、第一の木質基材と第二の木質基材との積層方向への投影面積に対する、第一の木質基材中の硬化剤の量が、５〜１００ｇ／ｍ２の範囲となることが好ましい。
【００３０】
第一の木質基材に第一液が含浸する際、第一の木質基材の含水率は１０質量％以下に調整される。第一の木質基材の含水率は、例えば第一の木質基材に予め加熱処理が施されることで調整される。
【００３１】
大気中における木材の含水率は、気候条件にもよるが、通常は１５質量％前後である。それに対し、第一の木質基材の含水率が１０質量％以下であると、第一液が第一の木質基材に非常に含浸しやすくなり、このため第一の木質基材の樹脂含有量が向上する。また、第一の木質基材に含浸した熱硬化性樹脂が第一の木質基材中の水分と反応することが抑制され、更に木材中の水酸基への水分の吸着も抑制される。これにより、熱硬化性樹脂間の反応が促進されると共に、熱硬化性樹脂と第一の木質基材との反応も促進される。これらのことによって、木質複合材の硬度、耐水性、及び耐汚染性が向上し、これにより木質複合材の耐久性が大きく向上する。第一の木質基材の含水率は低いほど好ましく、特に５質量％以下であることが好ましい。可能であれば第一の木質基材の含水率は０質量％であってもよい。
【００３２】
第一液及び第二液が第一の木質基材に更に含浸しやすくなるために、第一液及び第二液が第一の木質基材に含浸する前に第一の木質基材に適宜の前処理が施されてもよい。この前処理としては、例えば第一の木質基材にプレヒートを施すことで内部の空気を除去する処理、第一の木質基材の表面に機械加工を施すなどして通道性を向上する処理、第一の木質基材を加圧圧縮してから加圧力を解除して元の形状に回復させることでこの回復力を利用して樹脂の含浸性を向上する処理などが挙げられる。また第一液及び第二液にも、加熱による低粘度化などの処理が施されてもよい。
【００３３】
第一液及び第二液は、第一の木質基材が第二の木質基材と接合されていない状態で第一の木質基材に含浸してもよく、第一の木質基材が第二の木質基材と接合してから第一の木質基材に含浸してもよい。
【００３４】
第一の木質基材が第二の木質基材と接合してから第一液及び第二液が第一の木質基材に含浸する場合には、例えばまず第一の木質基材が第二の木質基材に接着剤などで接着されて接合する。接着剤としては、特に限定されないが、例えば酢酸ビニル樹脂エマルション接着剤、水性高分子・イソシアネート系接着剤など、一般的な突板複合材用途に用いられる接着剤が挙げられる。続いて、第一の木質基材の第二の木質基材側とは反対側の面上に第一液及び第二液が順次塗布されるなどして、第一の木質基材に第一液及び第二液が含浸する。続いて熱盤などにより、第一の木質基材が第二の木質基材と共に、第一の木質基材と第二の木質基材の積層方向に加圧されると共に加熱される。これにより木質複合材が得られる。この場合、第一の木質基材が加熱加圧される際にはこの第一の木質基材が熱により可塑化されているため、加圧には第一の木質基材が選択的に圧縮変形され、これにより木質複合材の表面硬度が大幅に向上し得る。
【００３５】
第一の木質基材が第二の木質基材と接合されていない状態で第一液及び第二液が第一の木質基材に含浸する場合には、例えばまず第一の木質基材の、第二の木質基材と重なることになる面とは反対側の面上に第一液及び第二液が順次塗布されるなどして、第一の木質基材に第一液及び第二液が含浸する。一方、第二の木質基材の、第一の木質基材と重なることになる面上に、接着剤が塗布される、続いて、第二の木質基材と第一の木質基材とが重ねられ、この状態で、熱盤などにより、第一の木質基材が第二の木質基材と共に、第一の木質基材と第二の木質基材の積層方向に加圧されると共に加熱される。これにより木質複合材が得られる。この場合、一回の加熱加圧工程で、第一の木質基材と熱硬化性樹脂とが複合化すると同時に第一の木質基材と第二の木質基材とが接合される。
【００３６】
尚、熱硬化性樹脂の硬化物と複合化された第一の木質基材のみで木質複合材が構成される場合には、例えば第一液及び第二液が第一の木質基材に含浸した後、第一の木質基材のみが加熱加圧されることで、木質複合材が得られる。
【００３７】
上記のようにして木質複合材が製造されると、第一の木質基材に第一液が含浸する際、この第一液が含有する熱硬化性樹脂の重量平均分子量が１０００以下であり且つこの第一液の粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下であることから、第一液が第一の木質基材に非常に含浸しやすくなる。更に第一液の固形分率が７０質量％以上であれば、第一の木質基材がより多くの熱硬化性樹脂を含有し得るようになる。これにより、例えば０．５５ｇ／ｃｍ３という一般的な木材と同程度の密度を有し、且つ厚みが０．５ｍｍ以上ある第一の木質基材に第一液が含浸することで、第一の木質基材の樹脂含有量が１００ｇ／ｍ２以上となることが可能となり、また重量割合でいえば第一の木質基材に熱硬化性樹脂を２５質量％以上の割合で含有させることが可能となる。
【００３８】
また、第一の木質基材に第一液が含浸すると、第一の木質基材の可塑性が高くなって圧縮されやすくなる。この第一の木質基材に更に第二液が含浸し、その後に第一の木質基材が加熱加圧されることで、第一の木質基材が加圧によって容易に圧縮されて緻密化する。更に第一の木質基材中の熱硬化性樹脂と硬化剤との反応が熱により急激に促進されて、第一の木質基材と熱硬化性樹脂の硬化物とが複合化する。このため、第一の木質基材は緻密化した状態で熱硬化性樹脂の硬化物と複合化し、これにより第一の木質基材の硬度や耐水性が高くなり、第一の木質基材の耐久性が高くなる。
【００３９】
第一液及び第二液が含浸している第一の木質基材が加熱加圧される際の加熱加圧条件は、熱硬化性樹脂の種類や、第一の木質基材の材質、含水率、厚みなどに応じて適宜設定されるが、特に処理後の第一の木質基材の密度が０．８ｇ／ｃｍ３以上となるような条件であることが好ましい。このためには、第一の木質基材の加熱温度が９０〜２００℃の範囲、加圧力が１〜１０ＭＰａの範囲、加熱加圧時間が３０〜３００秒の範囲で調整されることが好ましい。第一の木質基材に第一液が含浸し、更に第二液が含浸すると、熱硬化性樹脂の硬化反応が促進されるため、第一の木質基材に第二液が含浸してから、できるだけ速やかに第一の木質基材が加熱・加圧されることが好ましい。この第一の木質基材の加熱加圧には、例えば平板プレスやロールプレスなどが用いられるが、特にこれらに制限されない。
【００４０】
加熱加圧された後の第一の木質基材には、更に研磨処理とブラッシング処理のうち少なくとも一方が施されてもよい。この場合、第一の木質基材の表面上に付着している熱硬化性樹脂が除去され、第一の木質基材の木質感が更に向上する。
【００４１】
研磨処理に用いられる装置としては、例えば研磨布紙やサンディングベルトなどを備える研磨機やブラスト処理装置などが挙げられる。研磨機における研磨布紙やサンディングベルトの番手は８０〜２４０番手（＃８０〜＃２４０）であることが好ましいが、これに限られず、樹脂の種類や第一の木質基材の材質などに応じて適宜設定される。
【００４２】
研磨処理においてブラスト処理装置が用いられる場合、砥粒としてはけい砂、アルミナ、ガラスビーズ、スチールショット、スチールグリッドなど適宜の粒子が用いられる。砥粒の粒子径は０．１〜０．３ｍｍの範囲であることが好ましい。砥粒の噴射圧力は例えば０．１〜０．８ＭＰａの範囲で調整される。これらの砥粒の種類、粒子径、噴射圧力などの処理条件は、熱硬化性樹脂の種類、第一の木質基材の材質などに応じて適宜設定される。
【００４３】
ブラッシング処理には、例えばブラシロールが使用される。ブラシロールとしては例えばワイヤーブラシやグリッドブラシが用いられる。ブラッシング処理の処理回数は１〜１０回程度が好ましいが、熱硬化性樹脂の種類、第一の木質基材の材質などに応じて適宜設定される。
【００４４】
このようにして得られる木質複合材には、表面保護等のために、必要に応じて塗装が施されてもよい。
【００４５】
以上のようにして得られる木質複合材は種々の用途に適用可能であり、例えば床材や化粧材などの建築材などして利用可能である。
【実施例】
【００４６】
［実施例１］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は４．８質量％であった。この含水率は、非破壊式高周波木材水分計ＨＭ８−ＷＳ１（菊川鉄工所製）により測定した。第二の木質基材としては厚み９．０ｍｍ、密度０．８２ｇ／ｃｍ３のユーカリ合板を用意した。
【００４７】
また、第一液として、重量平均分子量３７０のＭＤＩ（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート）を含有する、粘度３４ｍＰａ・ｓ、固形分率９５質量％，テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）含有量５質量％の樹脂液を用意した。第二液としては、分子量６２、粘度１６ｍＰａ・ｓのエチレングリコールを用意した。
【００４８】
第一の木質基材を第二の木質基材に合成ゴムラテックス接着剤（商品名インスターボンドＬＢ３７０、住友林業クレスト株式会社製）で接合した。次に、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面上に第一液をロールコーターで１０２ｇ／ｍ２の塗布量で塗布した。続いて、この第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面上に第二液をロールコーターで２７ｇ／ｍ２の塗布量で塗布した。続いてこの第一の木質基材を第二の木質基材と共に加熱温度１５０℃、加圧力１０ＭＰａの条件で６０秒加熱加圧した。続いて、この第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面にブラシロールを用いてブラッシング処理を２回施すことで、第一の木質基材に付着した樹脂を除去した。続いて、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面上に、ロールコーターで紫外線硬化型ウレタンアクリレート塗装を施すことで厚み３０μｍの塗装膜を形成した。
【００４９】
［実施例２］
第一の木質基材として厚み０．８２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は５．４質量％であった。
【００５０】
また、第二液としては、分子量７６、粘度４８ｍＰａ・ｓのプロピレングリコールを用意した。
【００５１】
第一の木質基材への第二液の塗布量は２３ｇ／ｍ２とした。
【００５２】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００５３】
［実施例３］
第一の木質基材として厚み０．８２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は３．４質量％であった。
【００５４】
第二液として、硬化剤として分子量９０の１，４−ブタンジオールを、溶媒として１−ブタノールをそれぞれ含み、硬化剤の割合が２０質量％である、粘度３２ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【００５５】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１５３ｇ／ｍ２、第二液の塗布量は５１ｇ／ｍ２とした。
【００５６】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力３ＭＰａ、処理時間１８０秒とした。
【００５７】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００５８】
［実施例４］
第一の木質基材として厚み１．０５ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は７．３質量％であった。
【００５９】
第二液として、硬化剤として分子量９２のグリセリンを、溶媒として蒸留水をそれぞれ含み、硬化剤の割合が５０質量％である、粘度６ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【００６０】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１５３ｇ／ｍ２、第二液の塗布量は４８ｇ／ｍ２とした。
【００６１】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力３ＭＰａ、処理時間１８０秒とした。
【００６２】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００６３】
［実施例５］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのナラスライス単板を用意した。このナラスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このナラスライス単板の含水率は６．２質量％であった。
【００６４】
また、第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。第二液としては、重量平均分子量１３４、粘度７５ｍＰａ・ｓのジプロピレングリコールを用意した。
【００６５】
第一の木質基材への第一液の塗布量は９８ｇ／ｍ２、第二液の塗布量は７２ｇ／ｍ２とした。
【００６６】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【００６７】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００６８】
［実施例６］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのナラスライス単板を用意した。このナラスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このナラスライス単板の含水率は４．８質量％であった。
【００６９】
また、第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。第二液としては、重量平均分子量１９２、粘度５７ｍＰａ・ｓのトリプロピレングリコールを用意した。
【００７０】
第一の木質基材への第一液の塗布量は９８ｇ／ｍ２、第二液の塗布量は７８ｇ／ｍ２とした。
【００７１】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【００７２】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００７３】
［実施例７］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのナラスライス単板を用意した。このナラスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このナラスライス単板の含水率は７．８質量％であった。
【００７４】
また、第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。
【００７５】
第二液として、硬化剤として重量平均分子量８５０のポリカーボネートジオールを、溶媒としてナガセケムテックス株式会社製の商品名デナコールＥＸ２１２Ｌをそれぞれ含み、硬化剤の割合が３０質量％である、粘度１０２ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【００７６】
第一の木質基材への第一液の塗布量は９８ｇ／ｍ２、第二液の塗布量は９８ｇ／ｍ２とした。
【００７７】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【００７８】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００７９】
［実施例８］
第一の木質基材として厚み０．５８ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は４．２質量％であった。
【００８０】
第二液として、硬化剤として重量平均分子量１６００のセラック（株式会社岐阜セラツク製造所製）を、溶媒としてエタノールをそれぞれ含み、硬化剤の割合が７０質量％である、粘度５４ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【００８１】
第一の木質基材への第二液の塗布量は４７ｇ／ｍ２とした。
【００８２】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１６０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【００８３】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００８４】
［実施例９］
第一の木質基材として厚み０．５８ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は４．１質量％であった。
【００８５】
第二液として、硬化剤として分子量３５０の没食子酸（富士化学工業株式会社製）を、溶媒として蒸留水をそれぞれ含み、硬化剤の割合が７０質量％である、粘度８２ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【００８６】
第一の木質基材への第二液の塗布量は５１ｇ／ｍ２とした。
【００８７】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１６０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【００８８】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００８９】
［実施例１０］
第一の木質基材として厚み０．５８ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は２．８質量％であった。
【００９０】
第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。
【００９１】
第二液として、硬化剤として重量平均分子量１８００のタンニン酸（富士化学工業株式会社製）を、溶媒としてアセトンをそれぞれ含み、硬化剤の割合が７０質量％である、粘度１３５ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【００９２】
第一の木質基材への第一液の塗布量は９８ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は５０ｇ／ｍ２とした。
【００９３】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１６０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【００９４】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００９５】
［実施例１１］
第一の木質基材として厚み０．３９ｍｍのカバスライス単板を用意した。このカバスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このカバスライス単板の含水率は４．２質量％であった。
【００９６】
第一液として、熱硬化性樹脂として重量平均分子量７２８のＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系ポリイソシアネート（旭化成ケミカルズ株式会社製の商品名デュラネートＴＬＡ１００）を、溶媒としてテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）１０質量％をそれぞれ含み、粘度１９５ｍＰａ・ｓ、固形分率９０質量％の樹脂液を用意した。
【００９７】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１５７ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は５１ｇ／ｍ２とした。
【００９８】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力５ＭＰａ、処理時間１８０秒とした。
【００９９】
加熱加圧処理後には、ブラッシング処理に代えて、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面に、粒径０．６ｍｍのアルミナ粒子を用いて噴射圧力０．４ＭＰａの条件でブラスト処理を１分間施した。
【０１００】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１０１】
［実施例１２］
第一の木質基材として厚み０．３９ｍｍのカバスライス単板を用意した。このカバスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このカバスライス単板の含水率は３．５質量％であった。
【０１０２】
第一液として、熱硬化性樹脂として重量平均分子量７２８のＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系ポリイソシアネート（旭化成ケミカルズ株式会社製の商品名デュラネートＡＥ７００）を、溶媒としてテトラエトキシシラン２０質量％をそれぞれ含み、粘度１００ｍＰａ・ｓ、固形分率８０質量％の樹脂液を用意した。
【０１０３】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１５２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は４９ｇ／ｍ２とした。
【０１０４】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力５ＭＰａ、処理時間１８０秒とした。
【０１０５】
加熱加圧処理後には、ブラッシング処理に代えて、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面に、粒径０．６ｍｍのアルミナ粒子を用いて噴射圧力０．４ＭＰａの条件でブラスト処理を１分間施した。
【０１０６】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１０７】
［実施例１３］
第一の木質基材として厚み０．８１ｍｍのスギスライス単板を用意した。このスギスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このスギスライス単板の含水率は４．２質量％であった。第二の木質基材としては厚み１２．０ｍｍ、密度０．７８ｇ／ｃｍ３のパーティクルボードを用意した。
【０１０８】
第二液として、硬化剤として重量平均分子量１６００のセラック（株式会社岐阜セラツク製造所製）を、溶媒としてエタノールをそれぞれ含み、硬化剤の割合が７０質量％である、粘度５４ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【０１０９】
第一液と第二液の塗布はフローコートによりおこない、第一の木質基材への第一液の塗布量は１０２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は４８ｇ／ｍ２とした。
【０１１０】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１６０℃、加圧力５ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【０１１１】
加熱加圧処理後には、ブラッシング処理に代えて、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面に、粒径１．０ｍｍのアルミナ粒子を用いて噴射圧力０．４ＭＰａの条件でブラスト処理を１分間施した。
【０１１２】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１１３】
［実施例１４］
第一の木質基材として厚み０．８１ｍｍのスギスライス単板を用意した。このスギスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このスギスライス単板の含水率は４．３質量％であった。第二の木質基材としては厚み１２．０ｍｍ、密度０．７８ｇ／ｃｍ３のパーティクルボードを用意した。
【０１１４】
第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。
【０１１５】
第二液として、硬化剤として分子量３５０の没食子酸（富士化学工業株式会社製）を、溶媒として蒸留水をそれぞれ含み、硬化剤の割合が７０質量％である、粘度８２ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【０１１６】
第一液と第二液の塗布はフローコートによりおこない、第一の木質基材への第一液の塗布量は１５２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は５３ｇ／ｍ２とした。
【０１１７】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１６０℃、加圧力５ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【０１１８】
加熱加圧処理後には、ブラッシング処理に代えて、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面に、粒径０．７ｍｍのスチールグリッド粒子を用いて噴射圧力０．４ＭＰａの条件でブラスト処理を１分間施した。
【０１１９】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１２０】
［実施例１５］
第一の木質基材として厚み１．０７ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は３．９質量％であった。第二の木質基材としては厚み１２．０ｍｍ、密度０．７８ｇ／ｃｍ３のパーティクルボードを用意した。
【０１２１】
第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。
【０１２２】
第一液と第二液の塗布はフローコートによりおこない、第一の木質基材への第一液の塗布量は１５２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は４８ｇ／ｍ２とした。
【０１２３】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間１８０秒とした。
【０１２４】
加熱加圧処理後には、ブラッシング処理に代えて、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面を、１８０番手（＃１８０）の研磨布紙を備える研磨機で研磨した。
【０１２５】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１２６】
［実施例１６］
第一の木質基材として厚み０．８２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は２．７質量％であった。第二の木質基材としては厚み９．０ｍｍ、密度０．５２ｇ／ｃｍ３のスギ合板を用意した。
【０１２７】
第二液としては、分子量７６、粘度４８ｍＰａ・ｓのプロピレングリコールを用意した。
【０１２８】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１０２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は２３ｇ／ｍ２とした。
【０１２９】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１３０】
［実施例１７］
第一の木質基材として厚み０．３９ｍｍのカバスライス単板を用意した。このカバスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このカバスライス単板の含水率は４．２質量％であった。第二の木質基材としては厚み９．０ｍｍ、密度０．５２ｇ／ｃｍ３のスギ合板を用意した。
【０１３１】
第一液として、熱硬化性樹脂として重量平均分子量７２８のＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系ポリイソシアネート（旭化成ケミカルズ株式会社製の商品名デュラネートＴＬＡ１００）を、溶媒としてテトラエトキシシラン１０質量％をそれぞれ含み、粘度１９５ｍＰａ・ｓ、固形分率９０質量％の樹脂液を用意した。
【０１３２】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１５７ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は５１ｇ／ｍ２とした。
【０１３３】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力５ＭＰａ、処理時間１８０秒とした。
【０１３４】
加熱加圧処理後のブラッシング処理は施さなかった。
【０１３５】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１３６】
［比較例１］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め１ｍ２あたり５００ｇの水を霧吹きで噴霧することで添加しておいた。このブナスライス単板の含水率は３０．６質量％であった。
【０１３７】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１０２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は２５ｇ／ｍ２とした。
【０１３８】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１３９】
［比較例２］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は２．８質量％であった。
【０１４０】
第一液として、熱硬化性樹脂として重量平均分子量２３２９のＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系ポリイソシアネート（旭化成ケミカルズ株式会社製の商品名デュラネートＴＳＥ１００）からなる、粘度１５２０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００％の樹脂液を用意した。
【０１４１】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１０２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は２４ｇ／ｍ２とした。
【０１４２】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１４３】
［比較例３］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は２．７質量％であった。
【０１４４】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１０２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は２５ｇ／ｍ２とした。
【０１４５】
第一の木質基材への第一液及び第二液の塗布後には、第一の木質基材の加熱加圧処理、ブラッシング、及び塗装は施さなかった。
【０１４６】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１４７】
［比較例４］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのナラスライス単板を用意した。このナラスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このナラスライス単板の含水率は２．４質量％であった。
【０１４８】
第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。第二液は使用しなかった。
【０１４９】
第一の木質基材への第一液の塗布量は９８ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は２５ｇ／ｍ２とした。
【０１５０】
第一液を塗布した後の第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【０１５１】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１５２】
［評価試験］
木質複合材における第一の木質基材の樹脂含浸率、圧縮率及び密度を調査した。
【０１５３】
樹脂含浸率は、全乾重量法により算出し，圧縮率について第一の木質基材の処理前の厚みに対する処理後の厚みの百分率（（処理後厚み／処理前厚み）×１００）を算出した。また密度は、ＪＩＳ Ｚ ２１０１により算出した。
【０１５４】
また、木質複合材における第一の木質基材のブリネル硬度を、ＪＩＳ Ｚ ２１０１に規定される木材の評価手法に従って測定した。
【０１５５】
また、２４時間吸水による寸法変化率を、ＪＩＳ Ｚ２１０１に従って測定した。
【０１５６】
また、意匠性の評価のため、ＪＩＳ Ｚ８７４１に規定される光沢値の測定方法に基づき、木質複合材の光沢値を測定した。
【０１５７】
結果を表１，２に示す。
【０１５８】
【表１】
【０１５９】
【表２】
尚、比較例４では第二の樹脂液が使用されていないことから、樹脂が硬化せず、このため評価は行わなかった。
【０１６０】
表１に示されるように、実施例１〜１７によれば、本発明は含水率が１０％以下、厚さ０．２〜３．０ｍｍの一般的な広葉樹・針葉樹に適用可能であることが確認できる。
【０１６１】
特に実施例１〜４では、比較例１と較べて、樹脂含浸率が非常に高く、更に寸法安定性も高いことが確認できる。このことより、乾燥状態の単板に樹脂塗布することで、木材中への樹脂含浸率を向上させることができ、耐久性を向上できることが確認できた。また、実施例１〜４では、比較例２と較べても樹脂含浸率が非常に高く、寸法安定性も高いことが確認できる。
【０１６２】
これにより、重量平均分子量が１０００以下の熱硬化性樹脂を含有し、粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下であり、固形分率が７０質量％以上である第一液が用いられることで、第一の木質基材の樹脂含浸率が向上し、耐久性が向上することが確認された。
【０１６３】
一方、比較例３では加熱加圧処理が施されていないことから、樹脂の硬化が不十分であり、耐久性に劣るものであった。すなわち、実施例においては、加熱加圧処理によって熱硬化性樹脂の硬化が促進されると共に第一の木質基材が緻密化することで、耐久性が向上していることが確認された。
【０１６４】
また、実施例５と比較例４とを比較すると、第二液を含浸させない場合，低分子量・低粘度の樹脂を熱圧締するのみでは硬化させることが困難であることが確認できた。
【０１６５】
また実施例２と実施例１６とを較べると、第一の木質基材の圧縮率、密度、及び硬度は、実施例２の方が高かった。これにより、実施例２のように第二の木質基材の密度が高いと、加熱加圧処理時に第二の木質基材が圧縮されにくくなって、その分、第一の木質基材が、より圧縮されて緻密化しやすくなることが確認された。
【０１６６】
また実施例１１と実施例１７とを較べると、加熱加圧処理後に実施例１１のように表面処理が施されることで、第一の木質基材の表面の樹脂光沢が抑制され、木質感のある良好な意匠性が発揮されることが確認された。
【技術分野】
【０００１】
本発明は木質複合材の製造方法、及びこの方法で製造される木質複合材に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材の物理的特性を改善するための手法として、従来、木材を化学修飾する手法、木材成分を変性させる手法、木材の細胞壁に樹脂を含浸させる手法などが検討されてきた。これらの中でも、特に木材の細胞壁に樹脂を含浸させる手法は含浸型ＷＰＣ化処理とよばれている。含浸型ＷＰＣ化処理は木材の硬度や寸法安定性を向上させることで木材の耐久性を向上させるために有効であり、一部実用化もされている。
【０００３】
含浸型ＷＰＣ化処理では、木材の細胞壁中及び細胞壁内孔に樹脂が注入され、この樹脂が硬化することで木材と樹脂が複合化する。この含浸型ＷＰＣ化処理では、木材中の道管や細胞壁内孔などの空隙が樹脂で充填され、更に細胞壁中にも樹脂がある程度含浸するため、木材の耐久性が向上する。含浸型ＷＰＣ化処理は、木材への樹脂の含浸の仕方によって、次の二種類の手法に分類される。第一の手法では、ビニル系モノマーや不飽和ポリエステル、アクリル系オリゴマーなどが細胞壁中及び細胞壁内孔に含浸し、放射線照射や触媒加熱などの処理によって重合反応が生じる。第二の手法では、メラミン系、フェノール系等の樹脂が主に細胞壁中に含浸してから、熱により硬化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平０７−１２１５２１号公報
【特許文献２】特公平０６−０８１６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の含浸型ＷＰＣ化処理における第一の手法では、木材に存在する道管や細胞壁内孔などの空隙が樹脂で充填され、更に細胞壁中にも樹脂がある程度含浸するため、木材の耐久性が大きく向上し得る。しかし、道管中が樹脂で充填されるため、処理後の木材には木質感が少なくなり、外観が樹脂に近くなってしまうといった問題があった。
【０００６】
従来の含浸型ＷＰＣ化処理における第二の手法では、樹脂が主に細胞壁中に含浸するため、木材が本来有する外観があまり損なわれない。しかし、樹脂が細胞壁中に含浸するためには樹脂の粘度が低くなければならないため、溶媒によって希釈された固形分率の低い樹脂が木材に含浸することになる。このため、木材の樹脂含浸率を充分に高くすることが難しくなり、木材には充分な耐久性が付与されにくかった。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、樹脂と複合化していながら良好な木質感が維持され且つ高い耐久性を有する木質複合材が得られる木質複合材の製造方法、及び木質複合材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る木質複合材の製造方法は、熱硬化性樹脂の硬化物と複合化している第一の木質基材を備える木質複合材を製造する方法であって、含水率が１０質量％以下である第一の木質基材を用意する工程、前記第一の木質基材に、重量平均分子量１０００以下の熱硬化性樹脂を含有し、且つ粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下、固形分率が７０質量％以上である第一液を含浸させる工程、前記第一の木質基材に、前記熱硬化性樹脂の硬化剤を含有する第二液を含浸させる工程、及び前記第一液及び第二液が含浸している前記第一の木質基材を加熱・加圧する工程を含む。
【０００９】
本発明においては、前記木質複合材が第二の木質基材を備えると共に前記第一の木質基材が前記第二の木質基材に接合しており、前記第一の木質基材が接合される前の前記第二の木質基材の密度が０．７ｇ／ｃｍ３以上であり、前記第二の木質基材に前記第一の木質基材を接合してから、前記第一の木質基材に前記第一液及び第二液を含浸させ、これに続いて前記第一の木質基材を加熱・加圧してもよい。
【００１０】
本発明においては、前記第一の木質基材に前記第一液及び前記第二液を含浸させた後に前記第一の木質基材を加熱・加圧してから、前記第一の木質基材に研磨処理又はブラッシング処理を施してもよい。
【００１１】
本発明に係る木質複合材は、前記方法で製造され、且つ前記第一の木質基材の密度が０．８ｇ／ｃｍ３以上である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、樹脂と複合化していながら良好な木質感が維持され且つ高い耐久性を有する木質複合材が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態で製造される木質複合材は、第一の木質基材と、第二の木質基材とを備える。第一の木質基材は熱硬化性樹脂の硬化物と複合化しており、更に第一の木質基材は第二の木質基材に接合している。この木質複合材の製造にあたっては、第一の木質基材、第二の木質基材、第一液、及び第二液が使用される。尚、木質複合材は第二の木質基材を備えなくてもよい。例えば木質複合材は、熱硬化性樹脂の硬化物と複合化している第一の木質基材のみで構成されてもよい。
【００１４】
第一の木質基材の材質は木質材であれば特に制限されないが、樹脂が含浸しやすく、樹脂の硬化阻害を引き起こすような成分の含有量が少なく、更に含浸している樹脂の硬化中に割れなどの欠点が生じにくいような材質であることが好ましい。第一の木質基材の材質の好ましい具体例としては、床材の表面材に広く用いられている広葉樹であるブナ、ナラ、カバ、ウォールナット、針葉樹であるスギ、ヒノキ、マツなどが挙げられる。第一の木質基材は例えばこれらの木質材から形成される単板（木質単板）であってよい。
【００１５】
第一の木質基材の厚みは、特に制限されないが、０．２〜４．０ｍｍの範囲であることが好ましい。第一の木質基材の密度は０．２〜０．７ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。
【００１６】
第二の木質基材の材質も木質材であれば特に制限されないが、密度の高い材質であることが好ましく、特に第二の木質基材の密度が０．７ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。第二の木質基材の密度が第一の木質基材よりも高いと、第二の木質基材に起因して木質複合材の硬度が低下することが抑制される。第二の木質基材の密度上限は特に制限されないが、一般的には１．４ｇ／ｃｍ３程度が好ましい。
【００１７】
このような密度が０．７ｇ／ｃｍ３以上の第二の木質基材の具体例としては、ユーカリ、ラミン、メランチ、チーク、マカンバ、クルイン、アカガシなどの密度が高い材料から形成された合板や、高密度のパーティクルボード、ＭＤＦ、ハードボードなどが例示される。
【００１８】
第二の木質基材の厚みは特に制限されないが、第一の基材厚みに応じて、例えば９〜１２ｍｍの間で適宜設定される。第一の木質基材と第二の木質基材とを合計した厚みは、例えば木質複合材が一般的な木質材床材として使用される場合には１０〜１５ｍｍの範囲であることが好ましく、１２ｍｍ程度がより好ましい。
【００１９】
第一液は、重量平均分子量１０００以下の熱硬化性樹脂を含有し、且つこの第一液の粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下、固形分率が７０質量％以上である。
【００２０】
この熱硬化性樹脂の重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）分析（カラム：ＴＳＫｇｅｌＳｕｐｅｒ ＨＭ-Ｈ，溶離液：クロロホルム）により測定される。この重量平均分子量１０００以下の熱硬化性樹脂は、木材中の水酸基との間で化学結合を生じる樹脂であることが好ましい。このような熱硬化性樹脂としては、特に限定はされないが、重合度が低く、湿気硬化型であるイソシアネート系やエポキシ系の樹脂などが好ましい。イソシアネート系樹脂としては、ＭＤＩ（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート）、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系ポリイソシアネート等が挙げられる。熱硬化性樹脂の重量平均分子量の下限は特に制限されず、低いほど好ましいが、実際上の下限は５０である。
【００２１】
第一液は、粘度調整などのために、熱硬化性樹脂以外の成分を含有してもよい。例えば第一液は、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラエトキシシラン等のシラノール類、トルエン、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチル、ジメチルスルホキシドなどを含有してもよい。
【００２２】
第一液の粘度は、この第一液が第一の木質基材に含浸する時点において２００ｍＰａ・ｓ以下であればよい。例えば第一液が第一の木質基材に含浸する際に、第一液が加温されることによってその粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下となっていてもよい。第一液の粘度の下限は特に制限されず、低いほど好ましいが、通常２０ｍＰａ・ｓ程度である。
【００２３】
第一液の固形分率の上限は特に制限されず、固形分率が１００質量％、すなわち第一液が熱硬化性樹脂のみで構成されていてもよい。
【００２４】
第二液は、第一液中の熱硬化性樹脂と熱硬化反応を生じる硬化剤を含有する。硬化剤は、熱硬化性樹脂との組み合わせによって適宜選択されるが、例えば水酸基を２つ以上有する化合物が挙げられる。水酸基を２つ以上有する化合物としては、例えばポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテル系ポリオール；ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートジオール等のポリエステル系ポリオール；エチレングリコール、１，３-プロパンジオール、１、４−ブタンジオール、グリセリンなどのポリオール；セラック、タンニンなどの天然樹脂塗料などが挙げられる。
【００２５】
この第二液の粘度も２００ｍＰａ・ｓ以下が好ましいが、この範囲に限定されない。第二液の粘度の下限値も限定されないが通常２０ｍＰａ・ｓ程度である。また，第二液の固形分率（硬化剤の濃度）も特に制限されない。第二液の固形分率が１００質量％、すなわち第二液が硬化剤のみで構成されていてもよいし、２０〜８０質量％の範囲でもよい。
【００２６】
第二液は、粘度調整などのために、硬化剤以外の成分を含有してもよい。例えば第二液は、水；メタノール、エタノール、アセトン、イソプロパノール、メチルエチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、キシレンなどの種々の有機溶剤などを含有してもよい。また第二液は、ビスフェノール型、グリシジルエーテル型などの反応性希釈剤を含有してもよい。
【００２７】
本実施形態では、木質複合材を製造するにあたり、第一の木質基材に第一液と第二液とを、この順番に含浸させる。第一の木質基材に第一液と第二液を含浸させるための手法としては、第一の木質基材に第一液と第二液を塗布する方法が挙げられる。第一液と第二液の塗布方法としては、エアスプレー、ロールコート、カーテンフローコートなどが例示される。
【００２８】
第一液が第一の木質基材に塗布される場合、第一の木質基材への第一液の塗布量は、固形分量で１００〜２００ｇ／ｍ２の範囲となることが好ましい。すなわち、第一の木質基材に第二液が含浸することで、第一の木質基材と第二の木質基材との積層方向への投影面積に対する、第一の木質基材中の熱硬化性樹脂の量が、１００〜２００ｇ／ｍ２の範囲となることが好ましい。
【００２９】
第二液が第一の木質基材に塗布される場合、第一の木質基材への第二液の塗布量は、固形分で５〜１００ｇ／ｍ２の範囲となることが好ましい。すなわち、第一の木質基材に第二液が含浸することで、第一の木質基材と第二の木質基材との積層方向への投影面積に対する、第一の木質基材中の硬化剤の量が、５〜１００ｇ／ｍ２の範囲となることが好ましい。
【００３０】
第一の木質基材に第一液が含浸する際、第一の木質基材の含水率は１０質量％以下に調整される。第一の木質基材の含水率は、例えば第一の木質基材に予め加熱処理が施されることで調整される。
【００３１】
大気中における木材の含水率は、気候条件にもよるが、通常は１５質量％前後である。それに対し、第一の木質基材の含水率が１０質量％以下であると、第一液が第一の木質基材に非常に含浸しやすくなり、このため第一の木質基材の樹脂含有量が向上する。また、第一の木質基材に含浸した熱硬化性樹脂が第一の木質基材中の水分と反応することが抑制され、更に木材中の水酸基への水分の吸着も抑制される。これにより、熱硬化性樹脂間の反応が促進されると共に、熱硬化性樹脂と第一の木質基材との反応も促進される。これらのことによって、木質複合材の硬度、耐水性、及び耐汚染性が向上し、これにより木質複合材の耐久性が大きく向上する。第一の木質基材の含水率は低いほど好ましく、特に５質量％以下であることが好ましい。可能であれば第一の木質基材の含水率は０質量％であってもよい。
【００３２】
第一液及び第二液が第一の木質基材に更に含浸しやすくなるために、第一液及び第二液が第一の木質基材に含浸する前に第一の木質基材に適宜の前処理が施されてもよい。この前処理としては、例えば第一の木質基材にプレヒートを施すことで内部の空気を除去する処理、第一の木質基材の表面に機械加工を施すなどして通道性を向上する処理、第一の木質基材を加圧圧縮してから加圧力を解除して元の形状に回復させることでこの回復力を利用して樹脂の含浸性を向上する処理などが挙げられる。また第一液及び第二液にも、加熱による低粘度化などの処理が施されてもよい。
【００３３】
第一液及び第二液は、第一の木質基材が第二の木質基材と接合されていない状態で第一の木質基材に含浸してもよく、第一の木質基材が第二の木質基材と接合してから第一の木質基材に含浸してもよい。
【００３４】
第一の木質基材が第二の木質基材と接合してから第一液及び第二液が第一の木質基材に含浸する場合には、例えばまず第一の木質基材が第二の木質基材に接着剤などで接着されて接合する。接着剤としては、特に限定されないが、例えば酢酸ビニル樹脂エマルション接着剤、水性高分子・イソシアネート系接着剤など、一般的な突板複合材用途に用いられる接着剤が挙げられる。続いて、第一の木質基材の第二の木質基材側とは反対側の面上に第一液及び第二液が順次塗布されるなどして、第一の木質基材に第一液及び第二液が含浸する。続いて熱盤などにより、第一の木質基材が第二の木質基材と共に、第一の木質基材と第二の木質基材の積層方向に加圧されると共に加熱される。これにより木質複合材が得られる。この場合、第一の木質基材が加熱加圧される際にはこの第一の木質基材が熱により可塑化されているため、加圧には第一の木質基材が選択的に圧縮変形され、これにより木質複合材の表面硬度が大幅に向上し得る。
【００３５】
第一の木質基材が第二の木質基材と接合されていない状態で第一液及び第二液が第一の木質基材に含浸する場合には、例えばまず第一の木質基材の、第二の木質基材と重なることになる面とは反対側の面上に第一液及び第二液が順次塗布されるなどして、第一の木質基材に第一液及び第二液が含浸する。一方、第二の木質基材の、第一の木質基材と重なることになる面上に、接着剤が塗布される、続いて、第二の木質基材と第一の木質基材とが重ねられ、この状態で、熱盤などにより、第一の木質基材が第二の木質基材と共に、第一の木質基材と第二の木質基材の積層方向に加圧されると共に加熱される。これにより木質複合材が得られる。この場合、一回の加熱加圧工程で、第一の木質基材と熱硬化性樹脂とが複合化すると同時に第一の木質基材と第二の木質基材とが接合される。
【００３６】
尚、熱硬化性樹脂の硬化物と複合化された第一の木質基材のみで木質複合材が構成される場合には、例えば第一液及び第二液が第一の木質基材に含浸した後、第一の木質基材のみが加熱加圧されることで、木質複合材が得られる。
【００３７】
上記のようにして木質複合材が製造されると、第一の木質基材に第一液が含浸する際、この第一液が含有する熱硬化性樹脂の重量平均分子量が１０００以下であり且つこの第一液の粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下であることから、第一液が第一の木質基材に非常に含浸しやすくなる。更に第一液の固形分率が７０質量％以上であれば、第一の木質基材がより多くの熱硬化性樹脂を含有し得るようになる。これにより、例えば０．５５ｇ／ｃｍ３という一般的な木材と同程度の密度を有し、且つ厚みが０．５ｍｍ以上ある第一の木質基材に第一液が含浸することで、第一の木質基材の樹脂含有量が１００ｇ／ｍ２以上となることが可能となり、また重量割合でいえば第一の木質基材に熱硬化性樹脂を２５質量％以上の割合で含有させることが可能となる。
【００３８】
また、第一の木質基材に第一液が含浸すると、第一の木質基材の可塑性が高くなって圧縮されやすくなる。この第一の木質基材に更に第二液が含浸し、その後に第一の木質基材が加熱加圧されることで、第一の木質基材が加圧によって容易に圧縮されて緻密化する。更に第一の木質基材中の熱硬化性樹脂と硬化剤との反応が熱により急激に促進されて、第一の木質基材と熱硬化性樹脂の硬化物とが複合化する。このため、第一の木質基材は緻密化した状態で熱硬化性樹脂の硬化物と複合化し、これにより第一の木質基材の硬度や耐水性が高くなり、第一の木質基材の耐久性が高くなる。
【００３９】
第一液及び第二液が含浸している第一の木質基材が加熱加圧される際の加熱加圧条件は、熱硬化性樹脂の種類や、第一の木質基材の材質、含水率、厚みなどに応じて適宜設定されるが、特に処理後の第一の木質基材の密度が０．８ｇ／ｃｍ３以上となるような条件であることが好ましい。このためには、第一の木質基材の加熱温度が９０〜２００℃の範囲、加圧力が１〜１０ＭＰａの範囲、加熱加圧時間が３０〜３００秒の範囲で調整されることが好ましい。第一の木質基材に第一液が含浸し、更に第二液が含浸すると、熱硬化性樹脂の硬化反応が促進されるため、第一の木質基材に第二液が含浸してから、できるだけ速やかに第一の木質基材が加熱・加圧されることが好ましい。この第一の木質基材の加熱加圧には、例えば平板プレスやロールプレスなどが用いられるが、特にこれらに制限されない。
【００４０】
加熱加圧された後の第一の木質基材には、更に研磨処理とブラッシング処理のうち少なくとも一方が施されてもよい。この場合、第一の木質基材の表面上に付着している熱硬化性樹脂が除去され、第一の木質基材の木質感が更に向上する。
【００４１】
研磨処理に用いられる装置としては、例えば研磨布紙やサンディングベルトなどを備える研磨機やブラスト処理装置などが挙げられる。研磨機における研磨布紙やサンディングベルトの番手は８０〜２４０番手（＃８０〜＃２４０）であることが好ましいが、これに限られず、樹脂の種類や第一の木質基材の材質などに応じて適宜設定される。
【００４２】
研磨処理においてブラスト処理装置が用いられる場合、砥粒としてはけい砂、アルミナ、ガラスビーズ、スチールショット、スチールグリッドなど適宜の粒子が用いられる。砥粒の粒子径は０．１〜０．３ｍｍの範囲であることが好ましい。砥粒の噴射圧力は例えば０．１〜０．８ＭＰａの範囲で調整される。これらの砥粒の種類、粒子径、噴射圧力などの処理条件は、熱硬化性樹脂の種類、第一の木質基材の材質などに応じて適宜設定される。
【００４３】
ブラッシング処理には、例えばブラシロールが使用される。ブラシロールとしては例えばワイヤーブラシやグリッドブラシが用いられる。ブラッシング処理の処理回数は１〜１０回程度が好ましいが、熱硬化性樹脂の種類、第一の木質基材の材質などに応じて適宜設定される。
【００４４】
このようにして得られる木質複合材には、表面保護等のために、必要に応じて塗装が施されてもよい。
【００４５】
以上のようにして得られる木質複合材は種々の用途に適用可能であり、例えば床材や化粧材などの建築材などして利用可能である。
【実施例】
【００４６】
［実施例１］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は４．８質量％であった。この含水率は、非破壊式高周波木材水分計ＨＭ８−ＷＳ１（菊川鉄工所製）により測定した。第二の木質基材としては厚み９．０ｍｍ、密度０．８２ｇ／ｃｍ３のユーカリ合板を用意した。
【００４７】
また、第一液として、重量平均分子量３７０のＭＤＩ（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート）を含有する、粘度３４ｍＰａ・ｓ、固形分率９５質量％，テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）含有量５質量％の樹脂液を用意した。第二液としては、分子量６２、粘度１６ｍＰａ・ｓのエチレングリコールを用意した。
【００４８】
第一の木質基材を第二の木質基材に合成ゴムラテックス接着剤（商品名インスターボンドＬＢ３７０、住友林業クレスト株式会社製）で接合した。次に、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面上に第一液をロールコーターで１０２ｇ／ｍ２の塗布量で塗布した。続いて、この第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面上に第二液をロールコーターで２７ｇ／ｍ２の塗布量で塗布した。続いてこの第一の木質基材を第二の木質基材と共に加熱温度１５０℃、加圧力１０ＭＰａの条件で６０秒加熱加圧した。続いて、この第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面にブラシロールを用いてブラッシング処理を２回施すことで、第一の木質基材に付着した樹脂を除去した。続いて、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面上に、ロールコーターで紫外線硬化型ウレタンアクリレート塗装を施すことで厚み３０μｍの塗装膜を形成した。
【００４９】
［実施例２］
第一の木質基材として厚み０．８２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は５．４質量％であった。
【００５０】
また、第二液としては、分子量７６、粘度４８ｍＰａ・ｓのプロピレングリコールを用意した。
【００５１】
第一の木質基材への第二液の塗布量は２３ｇ／ｍ２とした。
【００５２】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００５３】
［実施例３］
第一の木質基材として厚み０．８２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は３．４質量％であった。
【００５４】
第二液として、硬化剤として分子量９０の１，４−ブタンジオールを、溶媒として１−ブタノールをそれぞれ含み、硬化剤の割合が２０質量％である、粘度３２ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【００５５】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１５３ｇ／ｍ２、第二液の塗布量は５１ｇ／ｍ２とした。
【００５６】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力３ＭＰａ、処理時間１８０秒とした。
【００５７】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００５８】
［実施例４］
第一の木質基材として厚み１．０５ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は７．３質量％であった。
【００５９】
第二液として、硬化剤として分子量９２のグリセリンを、溶媒として蒸留水をそれぞれ含み、硬化剤の割合が５０質量％である、粘度６ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【００６０】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１５３ｇ／ｍ２、第二液の塗布量は４８ｇ／ｍ２とした。
【００６１】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力３ＭＰａ、処理時間１８０秒とした。
【００６２】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００６３】
［実施例５］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのナラスライス単板を用意した。このナラスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このナラスライス単板の含水率は６．２質量％であった。
【００６４】
また、第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。第二液としては、重量平均分子量１３４、粘度７５ｍＰａ・ｓのジプロピレングリコールを用意した。
【００６５】
第一の木質基材への第一液の塗布量は９８ｇ／ｍ２、第二液の塗布量は７２ｇ／ｍ２とした。
【００６６】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【００６７】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００６８】
［実施例６］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのナラスライス単板を用意した。このナラスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このナラスライス単板の含水率は４．８質量％であった。
【００６９】
また、第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。第二液としては、重量平均分子量１９２、粘度５７ｍＰａ・ｓのトリプロピレングリコールを用意した。
【００７０】
第一の木質基材への第一液の塗布量は９８ｇ／ｍ２、第二液の塗布量は７８ｇ／ｍ２とした。
【００７１】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【００７２】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００７３】
［実施例７］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのナラスライス単板を用意した。このナラスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このナラスライス単板の含水率は７．８質量％であった。
【００７４】
また、第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。
【００７５】
第二液として、硬化剤として重量平均分子量８５０のポリカーボネートジオールを、溶媒としてナガセケムテックス株式会社製の商品名デナコールＥＸ２１２Ｌをそれぞれ含み、硬化剤の割合が３０質量％である、粘度１０２ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【００７６】
第一の木質基材への第一液の塗布量は９８ｇ／ｍ２、第二液の塗布量は９８ｇ／ｍ２とした。
【００７７】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【００７８】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００７９】
［実施例８］
第一の木質基材として厚み０．５８ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は４．２質量％であった。
【００８０】
第二液として、硬化剤として重量平均分子量１６００のセラック（株式会社岐阜セラツク製造所製）を、溶媒としてエタノールをそれぞれ含み、硬化剤の割合が７０質量％である、粘度５４ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【００８１】
第一の木質基材への第二液の塗布量は４７ｇ／ｍ２とした。
【００８２】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１６０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【００８３】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００８４】
［実施例９］
第一の木質基材として厚み０．５８ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は４．１質量％であった。
【００８５】
第二液として、硬化剤として分子量３５０の没食子酸（富士化学工業株式会社製）を、溶媒として蒸留水をそれぞれ含み、硬化剤の割合が７０質量％である、粘度８２ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【００８６】
第一の木質基材への第二液の塗布量は５１ｇ／ｍ２とした。
【００８７】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１６０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【００８８】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００８９】
［実施例１０］
第一の木質基材として厚み０．５８ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は２．８質量％であった。
【００９０】
第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。
【００９１】
第二液として、硬化剤として重量平均分子量１８００のタンニン酸（富士化学工業株式会社製）を、溶媒としてアセトンをそれぞれ含み、硬化剤の割合が７０質量％である、粘度１３５ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【００９２】
第一の木質基材への第一液の塗布量は９８ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は５０ｇ／ｍ２とした。
【００９３】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１６０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【００９４】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【００９５】
［実施例１１］
第一の木質基材として厚み０．３９ｍｍのカバスライス単板を用意した。このカバスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このカバスライス単板の含水率は４．２質量％であった。
【００９６】
第一液として、熱硬化性樹脂として重量平均分子量７２８のＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系ポリイソシアネート（旭化成ケミカルズ株式会社製の商品名デュラネートＴＬＡ１００）を、溶媒としてテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）１０質量％をそれぞれ含み、粘度１９５ｍＰａ・ｓ、固形分率９０質量％の樹脂液を用意した。
【００９７】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１５７ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は５１ｇ／ｍ２とした。
【００９８】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力５ＭＰａ、処理時間１８０秒とした。
【００９９】
加熱加圧処理後には、ブラッシング処理に代えて、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面に、粒径０．６ｍｍのアルミナ粒子を用いて噴射圧力０．４ＭＰａの条件でブラスト処理を１分間施した。
【０１００】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１０１】
［実施例１２］
第一の木質基材として厚み０．３９ｍｍのカバスライス単板を用意した。このカバスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このカバスライス単板の含水率は３．５質量％であった。
【０１０２】
第一液として、熱硬化性樹脂として重量平均分子量７２８のＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系ポリイソシアネート（旭化成ケミカルズ株式会社製の商品名デュラネートＡＥ７００）を、溶媒としてテトラエトキシシラン２０質量％をそれぞれ含み、粘度１００ｍＰａ・ｓ、固形分率８０質量％の樹脂液を用意した。
【０１０３】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１５２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は４９ｇ／ｍ２とした。
【０１０４】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力５ＭＰａ、処理時間１８０秒とした。
【０１０５】
加熱加圧処理後には、ブラッシング処理に代えて、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面に、粒径０．６ｍｍのアルミナ粒子を用いて噴射圧力０．４ＭＰａの条件でブラスト処理を１分間施した。
【０１０６】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１０７】
［実施例１３］
第一の木質基材として厚み０．８１ｍｍのスギスライス単板を用意した。このスギスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このスギスライス単板の含水率は４．２質量％であった。第二の木質基材としては厚み１２．０ｍｍ、密度０．７８ｇ／ｃｍ３のパーティクルボードを用意した。
【０１０８】
第二液として、硬化剤として重量平均分子量１６００のセラック（株式会社岐阜セラツク製造所製）を、溶媒としてエタノールをそれぞれ含み、硬化剤の割合が７０質量％である、粘度５４ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【０１０９】
第一液と第二液の塗布はフローコートによりおこない、第一の木質基材への第一液の塗布量は１０２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は４８ｇ／ｍ２とした。
【０１１０】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１６０℃、加圧力５ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【０１１１】
加熱加圧処理後には、ブラッシング処理に代えて、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面に、粒径１．０ｍｍのアルミナ粒子を用いて噴射圧力０．４ＭＰａの条件でブラスト処理を１分間施した。
【０１１２】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１１３】
［実施例１４］
第一の木質基材として厚み０．８１ｍｍのスギスライス単板を用意した。このスギスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このスギスライス単板の含水率は４．３質量％であった。第二の木質基材としては厚み１２．０ｍｍ、密度０．７８ｇ／ｃｍ３のパーティクルボードを用意した。
【０１１４】
第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。
【０１１５】
第二液として、硬化剤として分子量３５０の没食子酸（富士化学工業株式会社製）を、溶媒として蒸留水をそれぞれ含み、硬化剤の割合が７０質量％である、粘度８２ｍＰａ・ｓの樹脂液を用意した。
【０１１６】
第一液と第二液の塗布はフローコートによりおこない、第一の木質基材への第一液の塗布量は１５２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は５３ｇ／ｍ２とした。
【０１１７】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１６０℃、加圧力５ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【０１１８】
加熱加圧処理後には、ブラッシング処理に代えて、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面に、粒径０．７ｍｍのスチールグリッド粒子を用いて噴射圧力０．４ＭＰａの条件でブラスト処理を１分間施した。
【０１１９】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１２０】
［実施例１５］
第一の木質基材として厚み１．０７ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は３．９質量％であった。第二の木質基材としては厚み１２．０ｍｍ、密度０．７８ｇ／ｃｍ３のパーティクルボードを用意した。
【０１２１】
第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。
【０１２２】
第一液と第二液の塗布はフローコートによりおこない、第一の木質基材への第一液の塗布量は１５２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は４８ｇ／ｍ２とした。
【０１２３】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間１８０秒とした。
【０１２４】
加熱加圧処理後には、ブラッシング処理に代えて、第一の木質基材の第二の木質基材とは反対側の面を、１８０番手（＃１８０）の研磨布紙を備える研磨機で研磨した。
【０１２５】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１２６】
［実施例１６］
第一の木質基材として厚み０．８２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は２．７質量％であった。第二の木質基材としては厚み９．０ｍｍ、密度０．５２ｇ／ｃｍ３のスギ合板を用意した。
【０１２７】
第二液としては、分子量７６、粘度４８ｍＰａ・ｓのプロピレングリコールを用意した。
【０１２８】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１０２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は２３ｇ／ｍ２とした。
【０１２９】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１３０】
［実施例１７］
第一の木質基材として厚み０．３９ｍｍのカバスライス単板を用意した。このカバスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このカバスライス単板の含水率は４．２質量％であった。第二の木質基材としては厚み９．０ｍｍ、密度０．５２ｇ／ｃｍ３のスギ合板を用意した。
【０１３１】
第一液として、熱硬化性樹脂として重量平均分子量７２８のＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系ポリイソシアネート（旭化成ケミカルズ株式会社製の商品名デュラネートＴＬＡ１００）を、溶媒としてテトラエトキシシラン１０質量％をそれぞれ含み、粘度１９５ｍＰａ・ｓ、固形分率９０質量％の樹脂液を用意した。
【０１３２】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１５７ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は５１ｇ／ｍ２とした。
【０１３３】
第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力５ＭＰａ、処理時間１８０秒とした。
【０１３４】
加熱加圧処理後のブラッシング処理は施さなかった。
【０１３５】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１３６】
［比較例１］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め１ｍ２あたり５００ｇの水を霧吹きで噴霧することで添加しておいた。このブナスライス単板の含水率は３０．６質量％であった。
【０１３７】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１０２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は２５ｇ／ｍ２とした。
【０１３８】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１３９】
［比較例２］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は２．８質量％であった。
【０１４０】
第一液として、熱硬化性樹脂として重量平均分子量２３２９のＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系ポリイソシアネート（旭化成ケミカルズ株式会社製の商品名デュラネートＴＳＥ１００）からなる、粘度１５２０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００％の樹脂液を用意した。
【０１４１】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１０２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は２４ｇ／ｍ２とした。
【０１４２】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１４３】
［比較例３］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのブナスライス単板を用意した。このブナスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このブナスライス単板の含水率は２．７質量％であった。
【０１４４】
第一の木質基材への第一液の塗布量は１０２ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は２５ｇ／ｍ２とした。
【０１４５】
第一の木質基材への第一液及び第二液の塗布後には、第一の木質基材の加熱加圧処理、ブラッシング、及び塗装は施さなかった。
【０１４６】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１４７】
［比較例４］
第一の木質基材として厚み０．６２ｍｍのナラスライス単板を用意した。このナラスライス単板には予め乾燥機で１０５℃で３０分間加熱する処理を施しておいた。このナラスライス単板の含水率は２．４質量％であった。
【０１４８】
第一液として、重量平均分子量５２１のエポキシ樹脂を含有する、粘度１８０ｍＰａ・ｓ、固形分率１００質量％の樹脂液（コニシ株式会社製の商品名ユニエポ）を用意した。第二液は使用しなかった。
【０１４９】
第一の木質基材への第一液の塗布量は９８ｇ／ｍ２とし、第二液の塗布量は２５ｇ／ｍ２とした。
【０１５０】
第一液を塗布した後の第一の木質基材の加熱加圧条件は、加熱温度１５０℃、加圧力７ＭＰａ、処理時間６０秒とした。
【０１５１】
それ以外の条件は実施例１の場合と同じにして、木質複合材を得た。
【０１５２】
［評価試験］
木質複合材における第一の木質基材の樹脂含浸率、圧縮率及び密度を調査した。
【０１５３】
樹脂含浸率は、全乾重量法により算出し，圧縮率について第一の木質基材の処理前の厚みに対する処理後の厚みの百分率（（処理後厚み／処理前厚み）×１００）を算出した。また密度は、ＪＩＳ Ｚ ２１０１により算出した。
【０１５４】
また、木質複合材における第一の木質基材のブリネル硬度を、ＪＩＳ Ｚ ２１０１に規定される木材の評価手法に従って測定した。
【０１５５】
また、２４時間吸水による寸法変化率を、ＪＩＳ Ｚ２１０１に従って測定した。
【０１５６】
また、意匠性の評価のため、ＪＩＳ Ｚ８７４１に規定される光沢値の測定方法に基づき、木質複合材の光沢値を測定した。
【０１５７】
結果を表１，２に示す。
【０１５８】
【表１】
【０１５９】
【表２】
尚、比較例４では第二の樹脂液が使用されていないことから、樹脂が硬化せず、このため評価は行わなかった。
【０１６０】
表１に示されるように、実施例１〜１７によれば、本発明は含水率が１０％以下、厚さ０．２〜３．０ｍｍの一般的な広葉樹・針葉樹に適用可能であることが確認できる。
【０１６１】
特に実施例１〜４では、比較例１と較べて、樹脂含浸率が非常に高く、更に寸法安定性も高いことが確認できる。このことより、乾燥状態の単板に樹脂塗布することで、木材中への樹脂含浸率を向上させることができ、耐久性を向上できることが確認できた。また、実施例１〜４では、比較例２と較べても樹脂含浸率が非常に高く、寸法安定性も高いことが確認できる。
【０１６２】
これにより、重量平均分子量が１０００以下の熱硬化性樹脂を含有し、粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下であり、固形分率が７０質量％以上である第一液が用いられることで、第一の木質基材の樹脂含浸率が向上し、耐久性が向上することが確認された。
【０１６３】
一方、比較例３では加熱加圧処理が施されていないことから、樹脂の硬化が不十分であり、耐久性に劣るものであった。すなわち、実施例においては、加熱加圧処理によって熱硬化性樹脂の硬化が促進されると共に第一の木質基材が緻密化することで、耐久性が向上していることが確認された。
【０１６４】
また、実施例５と比較例４とを比較すると、第二液を含浸させない場合，低分子量・低粘度の樹脂を熱圧締するのみでは硬化させることが困難であることが確認できた。
【０１６５】
また実施例２と実施例１６とを較べると、第一の木質基材の圧縮率、密度、及び硬度は、実施例２の方が高かった。これにより、実施例２のように第二の木質基材の密度が高いと、加熱加圧処理時に第二の木質基材が圧縮されにくくなって、その分、第一の木質基材が、より圧縮されて緻密化しやすくなることが確認された。
【０１６６】
また実施例１１と実施例１７とを較べると、加熱加圧処理後に実施例１１のように表面処理が施されることで、第一の木質基材の表面の樹脂光沢が抑制され、木質感のある良好な意匠性が発揮されることが確認された。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂の硬化物と複合化している第一の木質基材を備える木質複合材を製造する方法であって、
含水率が１０質量％以下である第一の木質基材を用意する工程、
前記第一の木質基材に、重量平均分子量１０００以下の熱硬化性樹脂を含有し、且つ粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下、固形分率が７０質量％以上である第一液を含浸させる工程、
前記第一の木質基材に、前記熱硬化性樹脂の硬化剤を含有する第二液を含浸させる工程、
及び前記第一液及び第二液が含浸している前記第一の木質基材を加熱・加圧する工程を含む木質複合材の製造方法。
【請求項２】
前記木質複合材が第二の木質基材を備えると共に前記第一の木質基材が前記第二の木質基材に接合しており、
前記第一の木質基材が接合される前の前記第二の木質基材の密度が０．７ｇ／ｃｍ３以上であり、前記第二の木質基材に前記第一の木質基材を接合してから、前記第一の木質基材に前記第一液及び第二液を含浸させ、これに続いて前記第一の木質基材を加熱・加圧する請求項１に記載の木質複合材の製造方法。
【請求項３】
前記第一の木質基材に前記第一液及び前記第二液を含浸させた後に前記第一の木質基材を加熱・加圧してから、前記第一の木質基材に研磨処理又はブラッシング処理を施す請求項１又は２に記載の木質複合材の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法で製造され、前記第一の木質基材の密度が０．８ｇ／ｃｍ３以上である木質複合材。
【請求項１】
熱硬化性樹脂の硬化物と複合化している第一の木質基材を備える木質複合材を製造する方法であって、
含水率が１０質量％以下である第一の木質基材を用意する工程、
前記第一の木質基材に、重量平均分子量１０００以下の熱硬化性樹脂を含有し、且つ粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下、固形分率が７０質量％以上である第一液を含浸させる工程、
前記第一の木質基材に、前記熱硬化性樹脂の硬化剤を含有する第二液を含浸させる工程、
及び前記第一液及び第二液が含浸している前記第一の木質基材を加熱・加圧する工程を含む木質複合材の製造方法。
【請求項２】
前記木質複合材が第二の木質基材を備えると共に前記第一の木質基材が前記第二の木質基材に接合しており、
前記第一の木質基材が接合される前の前記第二の木質基材の密度が０．７ｇ／ｃｍ３以上であり、前記第二の木質基材に前記第一の木質基材を接合してから、前記第一の木質基材に前記第一液及び第二液を含浸させ、これに続いて前記第一の木質基材を加熱・加圧する請求項１に記載の木質複合材の製造方法。
【請求項３】
前記第一の木質基材に前記第一液及び前記第二液を含浸させた後に前記第一の木質基材を加熱・加圧してから、前記第一の木質基材に研磨処理又はブラッシング処理を施す請求項１又は２に記載の木質複合材の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法で製造され、前記第一の木質基材の密度が０．８ｇ／ｃｍ３以上である木質複合材。
【公開番号】特開２０１２−４５８５２（Ｐ２０１２−４５８５２Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９１２５４（Ｐ２０１０−１９１２５４）
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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