JPH0140722B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は木質材料の強度を著しく増大させるた
めの木質材料の圧縮加工法に関するものである。

従来からこのような圧縮木材を得るには、木質
材料をホツトプレス等によつて外部より加熱しな
がら圧縮加工を施しているが、この方法によれば
材の中心部にまで加熱するのに長時間を要するた
めに生産性が悪く、又、昇温過程で木質材料の表
層部の水分が蒸発して表面硬化が生じ、割れが生
じ易いという欠点があつた。

特に、短時間の熱処理では木質材料の中心部に
おいては木質細胞が殆んど可塑化されていないた
めに大きく変形圧縮させることは困難であつた。

又、圧縮処理後、吸水等により大きな復元が生
じて木質材料が所望の圧縮厚さを保持し得ない等
問題点があつた。

本発明はこのような問題点をなくするために、
木質材に平衡含水率以上に吸湿させると共に少な
くとも表層部に硬化温度が120℃以上の熱硬化性
合成樹脂液を含浸させた状態でマイクロ波を照射
することにより木質材の表層部から内部に亘つて
均一且つ充分に可塑化させ、しかるのち、含浸さ
せた熱硬化性合成樹脂液が未硬化のうちに圧縮加
工を施すと共に乾燥固化されることを特徴とする
木質材料の圧縮加工法を提供するものである。

本発明の実施例を図面について説明すると、板
状或いは角形形状等の適宜厚さを有する木質材１
に浸水、水打ち或いはスチーミング処理等を施し
て水分を保有させる。

この含水処理は〓後に行うマイクロ波照射によ
つて木質材１に充分な可塑性を与えるために必要
であり、木質材１の中心部にまで充分に吸水させ
るものであつて、具体的には繊維飽和点（25％）
以上、即ち、平衡含水率以上になるように水分を
保有させて用いる。

なお、木質材１が生材にあつては、材中に多量
の水分を保有しているので、そのまま用いてもよ
い。

次に、この含水木質材１に合成樹脂液を浸漬又
は注入若しくは塗布によつて含浸させる。この合
成樹脂液の含浸は木質材１の内部にまで行つても
よいが、少なくともその表層部に合成樹脂液を含
浸させておけばよい。

又、木質材１の内部まで熱硬化性合成樹脂液を
含浸させる場合は、水溶性の熱硬化性合成樹脂を
水で希釈して吸水処理と同時に含浸してもよい。

又、含水木質材１は、〓後のマイクロ波照射に
よつて100〜120℃の温度に加熱されて可塑化した
のち圧縮加工されるので、使用する合成樹脂とし
ては圧縮加工前に硬化しない、即ち、硬化温度が
120℃以上の熱硬化性合成樹脂が用いられ、この
ような合成樹脂としてはフエノール、不飽和ポリ
エステル、メラミン、ユリア等がある。

こうして、含水木質材１の少なくとも表層部に
熱硬化性合成樹脂液を含浸させたのち、この湿潤
状態の木質材１をマイクロ波照射炉内に入れて該
木質材１にマイクロ波２を照射し、木質材１の温
度を上昇させる。

このマイクロ波の照射による温度上昇は、極性
材料を高周波電場に置いた時の誘電損失による発
熱現象を利用したもので、高周波としてマイクロ
波（300MHz〜300KMHz）を用いるものである。

ここにおいて、マイクロ波を用いた理由は、木
質材１にマイクロ波２を照射すると、温風加熱や
熱板間での加熱と異なつて木質材１の内部から均
等に発熱させることができるため、木質材１に保
有させた水分が木質材の表層部だけでなく中心部
においても活発に移動するようになつて木質材１
の可塑化現象を木質材全体に発生させることがで
きるためである。

又、通常の高周波（10MHz〜100MHz）ではな
くマイクロ波を使用したのは、湿潤状態にある木
質材１の誘電損率が極大となる周波数はマイクロ
波領域にあるため、誘電損率と周波数の積に関与
する発熱量は通常の高周波領域に比べてマイクロ
波領域で著しく大きくなり、発熱が急激で木質材
１の可塑化を短時間で行うことができるためであ
る。

こうして木質材１にマイクロ波を照射すると、
木質材１中の木材成分及び水分がマイクロ波を吸
収して誘電損失により急激な発熱を生じるように
なり、木質材１の温度が100℃以上に上昇して木
質材中のヘミセルロースやリグニン等の木材成分
が軟化すると共に木質材中の水分が内部で盛んに
移動するようになり、木質材全体が可塑化される
ものである。

次いで、木質材１に含浸させた熱硬化性合成樹
脂液が未硬化のうちに可塑化された木質材１をホ
ツトプレスの熱盤３，４間に挿入し、該ホツトプ
レスによつて木質材１の繊維方向に直交する方向
の外力を加えて圧縮加工を行うものである。

この圧縮加工はマイクロ波照射炉内でマイクロ
波を照射しながら行つてもよく、又、マイクロ波
の照射を一旦停止してマイクロ波照射炉外で行つ
てもよい。

このように、木質材１が内部まで高温状態にあ
るうちに圧縮加工を施すと、細胞空隙部分が閉塞
する方向に圧縮変形すると共に材温やリグニンや
ヘミセルロースのガラス転移点以上に保たれてい
るので、細胞相互のすべりが容易となつて木材繊
維が空隙部分に転移し、亀裂等の破壊が生じるこ
となく短時間で容易に高比重になるまで圧縮加工
が可能となるものである。

こうして木材細胞に圧縮変形を生じさせた状態
で木質材を乾燥すると、密になつた木材成分分子
間で新たな水素結合が生じ、これを冷却すること
によつて木材成分分子が固定された圧縮木材が得
られると共に熱硬化性合成樹脂の固化によつて木
質材の寸法安定性、強度、緻密性が一層向上し、
厚さ復元率が殆んどなくなるものである。

なお、木質材１の圧縮加工は、木質材全体に行
つてもよいが、凹凸が生じるように部分的に行つ
てもよく、この場合においても、熱硬化性合成樹
脂の固化によつて木質材が圧縮成形された形状を
保持することができるものである。

以上のように本発明は、平衡含水率以上に水分
を付与された木質材の少なくとも表層部に硬化温
度が120℃以上の熱硬化性合成樹脂液を含浸させ
たのち、該木質材にマイクロ波を照射することに
より、木質材表面の湿潤状態を保持させたまま木
質材内部の温度を上昇させ、次いで含浸させた熱
硬化性合成樹脂液が未硬化の状態にあるうちにホ
ツトプレスにて木質材を加熱圧縮して該木質材の
圧縮と同時に熱硬化性合成樹脂液を硬化させ、圧
縮した木質材を乾燥することを特徴とする木質材
料の圧縮加工法に係るものであるから、平衡含水
率以上に水分を付与された木質材をマイクロ波の
照射によつてその内部にまで短時間で充分に可塑
化させることができ、この状態でホツトプレスに
て木質材を加熱圧縮するので、木材組織が殆んど
破壊されることなく内部の細胞空隙まで充分に圧
縮させて繊維を緻密化することができるものであ
る。

さらに、木質材が圧縮加工時にその材温がリグ
ニンやヘミセルロースのガラス転移点以上に保た
れているので、細胞相互間のスベリが良好となつ
て短時間で圧縮加工を行うことができて生産能率
を向上させることができると共に表層部が大きく
圧縮されて木目が密になり、その上、木質材に含
浸させた熱硬化性合成樹脂が未硬化の状態にある
うちに加熱圧縮を行うので、圧縮と同時に熱硬化
性合成樹脂が硬化して表面の緻密性が一層良好と
なり、化粧性に優れた木質材を得ることができる
ばかりでなく、強度が増大すると共に寸法安定性
が向上し、吸放湿によつて圧縮された形状を保持
して寸法変化が殆んど生じない圧縮木材を得るこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法の実施例を示すもので、第１
図はマイクロ波を照射している状態の正面図、第
２図は圧縮加工を施している状態の正面図であ
る。 １……木質材、２……マイクロ波、３，４……
ホツトプレスの熱盤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 木質材に平衡含水率以上に水分を付与させる
   と共に少なくとも表層部に硬化温度が120℃以上
   の熱硬化性合成樹脂液を含浸させたのち、該木質
   材にマイクロ波を照射することにより、木質材表
   面の湿潤状態を保持させたまま木質材内部の温度
   を上昇させ、次いで含浸させた熱硬化性合成樹脂
   液が未硬化の状態にあるうちにホツトプレスにて
   木質材を加熱圧縮して圧縮と同時に熱硬化性合成
   樹脂液を硬化させ、圧縮した木質材を乾燥するこ
   とを特徴とする木質材料の圧縮加工法。 ２ 圧縮した木質材の乾燥固化手段として外部加
   熱又はマイクロ波加熱或いはこれらの加熱手段の
   併用により行うことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の木質材料の圧縮加工法。