(57)【要約】木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体の表面寄りの部分をより小さい圧縮量で硬化させる工程と、表面寄りの部分の硬化工程後により大きい圧縮量で成形原体の中心寄りの部分を硬化させる工程とを備える木質成形体の製造方法を提供する。この方法によれば、表面寄りの成形原体をより小さい圧縮量で硬化させることにより、木質材料が疎で互いの接触面積が小さく、成形材料が低密度な状態で結合する。また、中心寄りの成形原体をより大きな圧縮量で硬化させることにより、木質材料が密で互いの接触面積が大きく、成形材料が高密度な状態で結合する。したがって、表面寄りに低密度で柔軟な部分を有し、中心寄りに高密度で硬い部分を備える木質成形体が得られる。
2003101690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質成形体の製造方法であって、
木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体の表面寄りの部分をより小さい圧縮量で硬化させる工程と、
前記表面寄りの部分の硬化工程後により大きい圧縮量で前記成形原体の中心寄りの部分を硬化させる工程とを備える、木質成形体の製造方法。
【請求項２】
前記表面寄りの部分の硬化工程における圧縮量に対する前記中心寄りの部分の硬化工程における圧縮量の増分を、前記表面寄りの部分の硬化工程における圧縮量より大きくする、請求項１に記載の木質成形体の製造方法。
【請求項３】
木質成形体の製造方法であって、
木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体を圧縮し、前記成形原体の表面寄りの部分を硬化させる工程と、
前記表面寄りの部分の硬化工程後に、前記成形原体を更に圧縮し、前記成形原体の中心寄りの部分を硬化させる工程と
を備える、木質成形体の製造方法。
【請求項４】
木質成形体の製造方法であって、木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体の表面寄りの部分を所定の圧縮量で硬化させる工程と、
前記表面寄りの部分の硬化工程後に硬化していない前記中心寄りの部分をさらに圧縮し、硬化させる工程とを備え、
表面寄りの部分の密度を中心寄りの密度より小さくする、木質成形体の製造方法。
【請求項５】
前記表面寄りの部分の硬化工程では、前記成形原体を表面側から加熱するとともに、前記成形原体を所定の厚みに所定時間だけ保持する、請求項１から４のいずれかに記載の木質成形体の製造方法。
【請求項６】
前記表面寄りの部分の硬化工程では、前記成形原体を表面側から加熱しながら、前記成形原体を前記中心寄りの部分の硬化工程における圧縮量まで所定の時間をかけて圧縮し、
前記中心寄りの部分の硬化工程では、前記表面寄りの部分の硬化工程におけるより大きい単位時間圧縮量で圧縮する、請求項１から５のいずれかに記載の木質成形体の製造方法。
【請求項７】
木質成形体の製造方法であって、
木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体を上型および下型により加熱圧縮する工程を備え、
前記加熱圧縮工程は、前記上型を下降させ所定時間だけ定位置に保持して前記成形原体の表面寄りの部分を硬化させる第１下降工程と、
表面寄りの部分の硬化工程後に前記定位置より上型を更に下降させて前記成形原体の中心寄りの部分を硬化させる第２下降工程と
を備える木質成形体の製造方法。
【請求項８】
木質成形体の製造方法であって、
木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体を上型および下型により加熱圧縮する工程を備え、
前記加熱圧縮工程は、前記上型を下降させて前記成形原体の表面寄りの部分を硬化させる第１下降工程と、前記表面寄りの部分の硬化工程後に上型を更に下降させて前記成形原体の中心寄りの部分を硬化させる第２下降工程とを備え、
前記第２下降工程では、前記第１下降工程での上型下降速度より上型を速く下降させる、木質成形体の製造方法。
【請求項９】
木質成形体の製造方法であって、
木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体の表面寄りの部分を所定の圧縮率で硬化させる工程と、前記表面寄りの部分の硬化工程後に、成形原体の中心寄りの部分を前記表面寄りの部分よりも大きい圧縮率となるように圧縮して硬化させる工程と
を備える木質成形体の製造方法。
【請求項１０】
木質材料はケナフコアである、請求項１から９のいずれかに記載の木質成形体の製造方法。
【請求項１１】
得られる木質成形体において、前記表面寄りの部分の圧縮率を、前記中心寄りの部分の圧縮率の２／９以下とする、請求項１から１０に記載の木質成形体の製造方法によって得られる、木質成形体。
【請求項１２】
全体が、熱硬化性樹脂と均等な大きさ及び比重の細片状の木質材料とを含有する材料の連続体で形成されており、表面部分の密度は内部より小さい、木質成形体。
【請求項１３】
木質材料はケナフコアである、請求項１２に記載の木質成形体。
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、熱圧成形によって成形される木質成形体およびその製造方法に関する。
［背景技術］
木質材料、例えば木質チップなどを含有するボードは、芯材、断熱材、遮音材など種々の用途で建築物や車両において用いられている。パーティクルボードなどの木質ボードは、木質材料やバインダの種類、圧締条件などを調節することで、強度、曲げ強度、断熱性、柔軟性など種々の性質を調整することができる。例えば、特開平６−２９７４１７号には、表層が比重０．５未満のパーティクルで構成され、内層が比重０．５以上のパーティクルで構成されている木質成形体が開示されている。この成形体は、曲げ強度と寸法安定性の両方が向上されている。
しかしながら、前記公報に記載されている成形体は、表層の材料と内層の材料とが異なるため、２種以上の成形材料を準備しなければならない。また、フォーミング工程は、一面側の表層の材料、内層の材料、他面側の表層の材料をこの順で積層して成形材料をフォーミングするために、煩雑になっている。
［発明の開示］
本発明は、より単純な工程で、表面側がより柔軟で中心寄りの部分がより硬質な木質成形体の製造方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するための１つの解決方法は、木質成形体の製造方法で、木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体の表面寄りの部分をより小さい圧縮量で硬化させる工程と、前記表面寄りの部分の硬化工程後により大きい圧縮量で前記成形原体の中心寄りの部分を硬化させる工程とを設けることである。
この方法によれば、表面寄りの成形原体をより小さい圧縮量で硬化させることにより、木質材料が疎で互いの接触面積が小さく、成形材料が低密度な状態で結合する。また、中心寄りの成形原体をより大きな圧縮量で硬化させることにより、木質材料が密で互いの接触面積が大きく、成形材料が高密度な状態で結合する。したがって、本製造方法では、表面寄りに低密度で柔軟な部分を有し、中心寄りに高密度で硬い部分を備える木質成形体が得られる。
ここで、本明細書において圧縮量とは、表面寄りの部分の硬化工程の前の成形原体の厚みから圧縮時の厚みを引いた長さであり、成形原体の厚み方向における圧縮ストロークである。
中心寄りの部分の硬化工程における圧縮量は、表面寄りの部分の硬化工程における圧縮量と比較して大きいため、表面寄りの部分の硬化工程の後の圧縮状態からさらに所望の量だけ圧縮することで、本製造方法によって木質成形体を得ることができる。一実施形態として、前記表面寄りの部分の硬化工程における圧縮量に対する前記中心寄りの部分の硬化工程における圧縮量の増分を、前記表面寄りの部分の硬化工程における圧縮量より大きくする方法を挙げることができる。この方法では、表面寄りの部分をより低密度に、すなわち、より空隙の多い状態に形成するとともに、中心寄りの部分をより高密度に、すなわち高剛性、高強度に形成することができる。このような木質成形体は、断熱性が高く、高強度を保持する。
前記目的を達成するための別の１つの解決方法は、木質成形体の製造方法で、木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体を圧縮し、前記成形原体の表面寄りの部分を硬化させる工程と、前記表面寄りの部分の硬化工程後に、前記成形原体を更に圧縮し、前記成形原体の中心寄りの部分を硬化させる工程とを設けることである。成形原体の表面寄りの部分を圧縮状態で硬化した後、更に圧縮してから中心寄りの部分を硬化させることにより、表面寄りの部分に比して大きい圧縮量まで圧縮した状態で中心寄りの部分を硬化させることができる。したがって、表面寄りの部分がより低密度で中心寄りの部分がより高密度な木質成形体を得ることができる。
前記目的を達成するためのさらに別の１つの解決方法は、木質成形体の製造方法で、木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体の表面寄りの部分を所定の圧縮量で硬化させる工程と、前記表面寄りの部分の硬化工程後に硬化していない前記中心寄りの部分をさらに圧縮し硬化させる工程とを設け、表面寄りの部分の密度を中心寄りの密度より小さくすることである。
これらの解決方法では、表面寄りの部分の硬化工程では、前記成形原体を表面側から加熱するとともに、前記成形原体を所定の厚みに所定時間だけ保持することができる。このときの圧縮量を調節することで得られる木質成形体の表面寄りの部分の密度を調節することができる。また、保持する時間を調節することによって、低密度な状態に形成する部分、すなわち表面寄りの部分の厚みを調節することができる。この方法は、特に、比較的均一な密度に形成された表面寄りの部分を得ようとする場合に好ましい。
あるいは、前記表面寄りの部分の硬化工程では、前記成形原体を表面側から加熱しながら、前記成形原体を前記中心寄りの部分の硬化工程における圧縮量まで所定の時間をかけて圧縮し、前記中心寄りの部分の硬化工程では、前記表面寄りの部分の硬化工程におけるより大きい単位時間圧縮量で圧縮することができる。この方法では、表面寄りの部分の硬化工程における単位時間圧縮量、すなわち圧縮速度（プレススピード）を調節することにより、表面寄りの部分の密度や厚みを調整して、成形体を得ることができる。また、中心寄りの部分の硬化工程における単位時間圧縮量、すなわち圧縮速度（プレススピード）を調節することにより、中心寄りの部分の密度や厚みを調整して、成形体を得ることができる。
前記目的を達成するためのもう一つの解決方法は、木質成形体の製造方法で、木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体を上型および下型により加熱圧縮する工程を設け、前記加熱圧縮工程に、前記上型を下降させ所定時間だけ定位置に保持して前記成形原体の表面寄りの部分を硬化させる第１下降工程と、表面寄りの部分の硬化工程後に前記定位置より上型を更に下降させて前記成形原体の中心寄りの部分を硬化させる第２下降工程とを設けることである。
また、前記目的を達成するための別のもう一つの解決方法は、木質成形体の製造方法で、木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体を上型および下型により加熱圧縮する工程を設け、前記加熱圧縮工程に、前記上型を下降させて前記成形原体の表面寄りの部分を硬化させる第１下降工程と、前記表面寄りの部分の硬化工程後に上型を更に下降させて前記成形原体の中心寄りの部分を硬化させる第２下降工程とを設け、前記第２下降工程では、前記第１下降工程での上型下降速度より速く上型を下降させることである。
これらの方法では、上型と下型とを備える公知の成形装置を利用して、より低密度な表面寄りの部分とより高密度な中心寄りの部分とを備える木質成形体を得ることができる。
前記目的を達成するための更に異なる１つの解決方法は、木質成形体の製造方法で、木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形原体の表面寄りの部分を所定の圧縮率で硬化させる工程と、前記表面寄りの部分の硬化工程後に、成形原体の中心寄りの部分を前記表面寄りの部分よりも大きい圧縮率となるように圧縮して硬化させる工程とを設けることである。この方法では、表面寄りの部分を硬化させてから中心寄りの部分を表面寄りの部分よりも大きい圧縮率で硬化させるため、表面寄りの部分は中心寄りの部分の硬化工程においてもより小さい圧縮率を保持する。したがって、得られる木質成形体は、表面寄りの部分が低密度で中心寄りの部分が高密度になっている。
これらのいずれの解決方法においても、木質材料としてケナフコアを選択することができる。
また、本発明の別の目的は表面側がより柔軟で中心寄りの部分がより硬質な木質成形体を提供することである。
この目的を達成するための１つの解決方法は、上記いずれかの木質成形体の製造方法によって得られる木質成形体において、前記表面寄りの部分の圧縮率を、前記中心寄りの部分の圧縮率の２／９以下とすることである。この木質成形体では、表面寄りの部分の圧縮率が十分に低く、柔軟かつ低密度となり、断熱性に優れる。一方、中心寄りの部分の圧縮率は、表面寄りの部分に比してかなり高いため、硬質且つ高密度となっており、剛性、強度などが良好である。したがって、この木質成形体は、表面の断熱性がよく、強度が高い。
また、上記目的を達成するための他の解決方法は、全体が、熱硬化性樹脂と均等な大きさ及び比重の細片状の木質材料とを含有する材料の連続体で形成されており、表面部分の密度は内部より小さい、木質成形体を提供することである。この木質成形体は、熱硬化性樹脂と均等な大きさ及び比重の細片状の木質材料とを含有する材料の連続体であるため、表面部分の密度が内部より小さく形成されていても、材料全体は連続しており、剥離しにくい。なお、本明細書において連続体とは、細片状の木質材料同士の辛みあいや重なり合いが相対的に少ないいわゆる境界を有しない構成を指す。
これらの木質成形体では、木質材料としてケナフコアを好適に用いることができる。
［発明を実施するための最良の形態］
本発明の一実施形態である木質成形体１を図１に示す。木質成形体１は、木質材料と木質材料を結合する熱硬化性樹脂とを含有する材料で形成されている。
木質材料は、木本類、草本類に由来する繊維を含む材料でチップ状、剥片状、繊維状、粉状、粒子状など細片化された材料が用いられる。木質材料は、木本類、草本類の乾燥物を機械的に破砕、研削等して細片状に形成された材料とすることができる。また、種々の化学的処理が施されている木質材料を用いることもできる。例えば、蒸煮などによって繊維化された材料や、パルプ化された材料を使用しても良い。木質材料の大きさは特に限定されないが、畳の芯材などとされる木質成形体１では、平均長さが約１〜１０ｍｍの長尺体又はチップであることが好ましい。木質材料は、例えば、栽培可能な一年草が好ましく、具体的には、サイザル、ケナフ等を用いることができる、また、これらのどの部位を用いても良いが、例えば、繊維を得る場合には、廃棄されるコア（芯材）を有効に利用することができ、例えば、ケナフコアがより好ましい。
熱硬化性樹脂は、公知のバインダとして用いられる熱硬化性樹脂材料から生成される樹脂である。例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン−ユリア樹脂、イソシアネート樹脂などとされる。熱硬化性樹脂は、木質成形体１中に分散しており、木質材料どうしを結合している。
木質成形体１は、防腐剤、補強材、着色剤など種々の副資材を含有していて良い。また、例えば、補強材としての炭素繊維、グラスウール、熱硬化性合成繊維などの繊維材料を含有していても良い。
木質成形体１は、全体が同一の材料で構成されており、両側の表面寄りの部分２がより低密度で木質材料が疎になっており、中心寄りの部分４はより高密度で、木質材料が密に分布している。表面寄りの部分２から中心寄りの部分４へは、低密度の部分から高密度の部分へと滑らかに移行している。
表面寄りの部分２では、木質材料どうしの熱硬化性樹脂による結合部分の割合が小さく、低密度である。また、木質材料は製造時の圧縮によって潰れるなどの変形を全く又はほとんどしていないものや、変形の程度が小さいものの割合が大きい。すなわち、表面寄りの部分２では原材料の圧縮率が小さい。このため、表面寄りの部分２では、木質材料間に隙間があり、押圧などの外力によって木質材料が移動したり変形したりしやすい。このように表面寄りの部分２は木質材料の自由度、変形能が高い状態であるため柔軟性が高く形成されている。また、木質材料間の隙間は空隙となっており、断熱性が高くなっている。
一方、中心寄りの部分４では、木質材料どうしが密接して熱硬化性樹脂で結合されており、高密度になっている。中心寄りの部分４の木質材料は、多くは押し潰されて変形されていることが考えられるが、細片状に形成されたときのままの形状でも良い。すなわち、中心寄りの部分４は原材料の圧縮率が表面寄りの部分２より大きい。このため、中心寄りの部分４の木質材料は外力によって移動したり変形したりしにくい。このように、中心寄りの部分４は、木質材料の自由度、変形能が小さく硬質に形成されている。これにより、中心寄りの部分４は剛性が高くなっており、木質成形体１に高強度を付与している。
木質成形体１は、所定の強度を有し、表面が柔軟で、クッション性（柔軟で弾発力を有する）を付与したい部材として好適に用いることができる。例えば、畳の芯材や、人間が接触しやすい内装材等に利用することができる。特に、畳の芯材のように、部材表面に垂直な大きな荷重がかかる部材としての利用が可能となっている。また、クッション性を有する床材や壁材として用いることができる。更に、表面寄りの部分２は空隙が多く、断熱性が高いため、人間が直接接触するフローリングなどの床材として、良好に使用できる。また、空隙が多いことから、遮音性も期待でき、足音等の衝撃音が低減された床材としての利用が期待できる。
また、木質成形体１は、全体が、熱硬化性樹脂と均等な大きさ及び比重の細片状の木質材料とを含有する材料の連続体によって形成されており、木質材料どうしの絡み合いや重なりが少ない境界が、表面寄りの部分２と中心寄りの部分４との間に存在しない。したがって、剥離強度の高い木質成形体となっている。また、１種類の成形原料を用意して表面寄りの部分が柔軟で中心寄りの部分が硬質な成形体に形成されており、材料コスト、作業工数を低減して形成されている。
次に、本発明の木質成形体の製造方法について、図１の木質成形体１を製造する場合を例に挙げて、図２〜４を参照して詳細に説明する。
木質材料と熱硬化性バインダとを含有する成形材料を用意する。成形材料に含有される木質材料は、上述の通りである。また、熱硬化性バインダは、加熱によって上述の熱硬化性樹脂になる熱硬化性樹脂材料である。例えば、木質材料としてケナフの芯材を細かく切断したものを使用した場合、フェノール樹脂を好適に用いることができる。
木質材料に対する熱硬化性バインダの割合は、特に限定されないが、木質材料１００重量部に対して５重量部以上２０重量部以下であることが好ましい。特に、表面寄りの部分に、畳の芯材などに利用できる程度の強度および柔軟性を付与したい場合、木質材料１００重量部に対して１０重量部以上２０重量部以下であることが好ましい。例えば、成形材料（１０）が、ケナフコアよりなる平均長さ５ｍｍのチップ状の木質材料と、粉体状のフェノール樹脂材料とからなる場合、その重量比は９：１であることが好ましい。
木質材料と熱硬化性バインダとは、均一に混合された状態で供給される。木質材料と熱硬化性バインダとは、典型的には、所定の形状まで細分された木質材料中に粉状の熱硬化性バインダが投入されて、均一になるように攪拌等される。また、静電気を利用して木質材料表面に付着させるなど、木質材料中に熱硬化性バインダを均一に分散可能な公知の方法を用いることができる。
この成形材料を、所定の形状を有する成形原体１０に形成する。公知のフォーミング装置を用いて、成形材料を、均一な厚みを有し、均一な形状の成形原体１０に成形することができる。図２に示す、本実施形態の成形原体１０は、木質成形体１より大きな厚みを有し、木質成形体１と同様な形状に成形されている。
木質成形体の製造方法は、加熱圧縮工程を有する。加熱圧縮工程は、表面寄りの部分２を硬化させる工程と、中心寄りの部分４を硬化させる工程とを有する。圧縮は、公知のプレス成形装置によって行うことができる。図３に示す本実施形態では、上下のプレス面２１が平面に形成された一対のプレス型２０を用いている。プレス型２０は特に限定されないが、例えば、圧縮速度やプレス型２０の静止位置、静止時間を容易に制御できるサーボ制御式のものが好適に用いられる。このような上型と下型とを備えるプレス型２０を用いる場合、加熱圧縮工程は、上型を所定位置まで下降させて表面寄りの部分２を硬化させる第１下降工程と、この所定位置より上型を更に下降させて中心寄りの部分４を硬化させる第２下降工程とで構成することができる。すなわち、成形原体を圧縮して表面寄りの部分を硬化させた後、この圧縮状態の成形原体を更に圧縮して中心寄りの部分を硬化させる。
まず、成形原体１０をプレス型２０の間に配置して、より小さい圧縮量、すなわち木質成形体１を得るのに必要な最大圧縮量より小さい圧縮量だけ圧縮する。具体的には、図３に示すように、製造後の木質成形体１の厚みより大きい厚みに圧縮する。この圧縮状態で、少なくとも成形原体１０の表面寄りの部分を加熱する。加熱方法は特に限定されないが、典型的には、プレス面２１が加熱されるタイプのプレス型２０を用いて成形原体１０の表面側から加熱することで、中心部分より先に表面寄りの部分を加熱することができる。
本実施形態では、一対のプレス型２０の両方のプレス面２１を図示しないヒータによって予め加熱しておく。加熱温度は、木質材料が破壊されない温度で、かつ熱硬化性バインダが硬化する温度である。バインダとしてフェノール樹脂を含有する成形原体１０を成形するときは、プレス面２１を１８０〜２２０℃（フェノール樹脂を用いた場合の一般的なプレス最適温度）に加熱することが好ましい。
成形原体１０を、図３のように所定の厚みまで圧縮し、所定の時間この状態を保持することにより、表面から所定の厚みまでの部分、すなわち表面寄りの部分２を熱硬化性バインダの硬化温度以上の温度に加熱する。表面寄りの部分２の木質材料どうしは圧縮によって互いに接触しており、熱硬化性バインダの硬化によって確実に結合される。また、成形原体１０に加わっている圧力は比較的小さいため、木質材料の押し潰れを抑制した状態で成形原体１０を硬化させることができる。これにより、表面寄りの部分の硬化工程が完了する。
次に、表面寄りの部分２の硬化工程におけるより大きい圧縮量、すなわち木質成形体１を得るために必要な最大圧縮量まで圧縮して、成形原体１０の中心寄りの部分を硬化させる。中心寄りの部分の硬化工程では、前の工程よりも圧縮量を大きくして、成形原体１０を小さい厚みまで圧縮する。本実施形態では、図４に示すように、木質成形体１の厚みとほぼ等しい厚みまで圧縮する。この工程でも、プレス型２０のプレス面２１によって、成形原体１０の表面寄りの部分２を通して中心寄りの部分４を熱硬化性バインダの硬化温度まで加熱する。このとき、加熱により、あるいはこの加熱と木質材料や熱硬化性バインダの硬化によって発生する蒸気との組合わせにより、木質材料が柔軟になる。このため、圧縮によって容易に木質材料を押し潰して木質材料どうしの接触面積を増大させることができる。
成形原体１０の中心寄りの部分４の木質材料を密接させて接触面積を増大させた状態で熱硬化性バインダを硬化させる。本実施形態では、図４に示すように、成形原体１０の中心部分全体を硬化させる。これにより、中心寄りの部分の硬化工程が完了する。成形原体１０全体が硬化することで、木質成形体１が得られる。
ここで、表面寄りの部分２の硬化工程の完了後に中心寄りの部分４を硬化するために圧縮する量、すなわち圧縮量の増分は、表面寄りの部分２の硬化工程後の上型の下降距離である。この量は、特に限定されないが、表面寄りの部分２の硬化工程での上型の下降距離（圧縮量）よりも大きくすると、中心寄りの部分４の密度を表面寄りの部分２に比して十分に大きくすることができる。反対に、このの増分を表面寄りの部分２を硬化させるときの成形原体１０の厚みからの圧縮量より小さくすると、表面寄りの部分２と中心寄りの部分４との密度差の小さい成形体が得られる。
換言すると、圧縮率、すなわち、圧縮前（成形原体１０）の厚みに対する硬化時の厚みの割合｛（成形原体１０のときの対応する材料部分の厚み−硬化後の対応する材料部分の厚み）／成形原体１０のときの対応する材料部分の厚み｝は、表面寄りの部分２より中心寄りの部分４が大きくなる範囲で自由に選択できる。表面寄りの部分２の圧縮率は、中心寄りの部分４の圧縮率に対してより小さいと、より低密度となり、空隙が多く、断熱性が高くなる。例えば、表面寄りの部分２の圧縮率が中心寄りの部分４の圧縮率の２／９以下となるように加熱圧縮すると、フローリングなど住居の床材など強度と断熱性が要求される部材として好適な木質成形体を得ることができる。なお、木質成形体における圧縮率は、厚さ方向の密度の極大部分を境界として極大部分より表面側を表面寄りの部分、極大部分より中心側を中心寄りの部分として測定することができる。
この製造方法では、成形原体の各部位が硬化温度に達するときの圧縮量を調節することにより、当該部位における密度を調節することができ、その部位の柔軟性（硬さ）を調節することができる。すなわち、圧縮量が小さいと、木質材料どうしの接触量が低減され、隙間すなわち空隙が増大して密度が小さくなる。木質材料は、空隙に向かって移動したりそれ自体が外力によって変形でき、柔軟な構造となる。また、断熱性が高くなる。一方、圧縮量が大きいと、木質材料どうしが密接されて、密度が大きくなる。また、木質材料が圧力によって押し潰されて、より密接する形状に変形した状態で硬化されることで、より高密度で隙間の少ない、硬い構造となる。
したがって、本製造方法では、単一の材料を用いて表面寄りの部分の密度が小さく、中心寄りの部分の密度が大きい木質成形体を得ることができる。この木質成形体は、木質材料が連続する連続体であり、密度が変化する境界領域での剥離が良好に抑制されている。
本製造方法では、表面寄りの部分２を硬化するときの圧縮量を調節することで、表面寄りの部分２の柔軟性を調節できる。
また、表面寄りの部分の硬化工程での加熱時間（所定圧縮量での保持時間）を調節することにより、表面寄りの部分２の厚みを調節することができる。加熱時間が短いと熱伝達量が小さく、成形原体の表面近傍のみが熱硬化性バインダの硬化温度に達して硬化されるため、厚みの小さい表面寄りの部分２となる。また、加熱時間が長いと熱伝達量が大きくなり、表面からより深い部分までが硬化されて、厚みの大きい表面寄りの部分２となる。
さらに、加熱温度を変えることによっても、加熱時間の調節と同様の効果を得ることができる。例えば、プレス面２１の温度をより高くすることにより、同じ加熱時間で厚みの大きい表面寄りの部分２を成形することができ、プレス面２１の温度をより低くすることにより、同じ加熱時間で厚みの小さい表面寄りの部分２を成形することができる。
したがって、本製造方法では、表面寄りの部分２を成形する時の圧縮量および成形時間（成形原体への熱伝達量）を変更することによって、表面寄りの部分２の厚みや密度を変更することができる。また、同一種類の材料を同一量だけ用いて、重量を変えずに表面寄りの部分と中心寄りの部分との厚みの割合や密度差の異なる木質成形体を製造することができる。例えば、均一な密度の成形体と同量の成形原体で、同一の厚みを有し、中心寄りの部分４が硬質で、表面が柔軟な成形体をせいぞうすることにより、より剛性、強度が高く断熱性を備える成形体を得ることができる。
上述のように、圧縮量と熱伝達状態（バインダの硬化状態）とのバランスを利用する本発明にかかる木質成形体の製造方法では、成形原体の表面寄りの部分を硬化させる工程を、前記成形原体を表面側から加熱しながら、前記成形原体を当該成形体の厚みまで所定の時間をかけて圧縮することで行うこともできる。例えば、木質成形体１にほぼ等しい圧縮量にまでゆっくり圧力をかける、すなわち小さいプレススピードで上型を下降させながら成形原体１０を圧縮する。このことにより、圧縮量が変動する間に表面側の成形原体１０を硬化させていく。一定の速度で圧縮量を変化させながら成形原体１０を硬化させる方法では、表面側から中心寄りの部分に向かって密度が大きくなる、滑らかな密度勾配を有する木質成形体が得られることが期待される。なお、本実施形態のように所定の圧縮量で保持する方法、すなわち上型を所定時間だけ定位置に保持する方法では、比較的一定の密度に形成された層状の表面寄りの部分を得やすく、全体として積層体状の密度勾配を得ることができる。また、初期段階、すなわち表面寄りの部分の硬化工程では小さい圧縮速度で、また所定の圧縮量まで圧縮した後、すなわち中心寄りの部分の硬化工程では、圧縮速度を速くして加圧成形することによっても表面寄りの部分と中心寄りの部分とを積層体状の密度勾配に形成することができる。この方法で上型と下型とを備えるプレス型を用いる場合、表面寄りの部分を硬化する第１下降工程での上型下降速度に対して、中心寄りの部分を硬化させる第２下降工程での上型下降速度を早くする。
本発明の製造方法は上記実施形態に限定されない。
成形原体は、表面寄りの部分と中心寄りの部分とで、その組成が異なる材料でフォーミングされていても良い。表面寄りの部分と中心寄りの部分とで、柔軟性や密度など異なる材料を用いることにより、各部分の性質を増強した木質成形体を得ることができる。
また、成形原体の表面寄りの部分を硬化させる工程（第１下降工程）は、所定圧縮量に所定時間保持して硬化させる方法と、圧縮量を変動させながら硬化させる方法との組合わせであっても良い。また、圧縮量、すなわち圧縮速度は、一定でも良いし、連続的にまたは断続的に変化されても良い。また、表面寄りの部分をより均一な密度に形成したい場合は、加熱開始から所定の圧縮量まで圧縮する時間を、中心寄りの部分をより均一な密度に形成したい場合は、より小さい圧縮量（表面寄りの部分の硬化工程後完了後の圧縮量）からより大きい圧縮量（最終圧縮量）まで圧縮する時間を短くする。
また、本実施形態では、両側の表面寄りの部分２と中心寄りの部分４の２段階の密度分布としたが、これに限定されず、複数段階の密度分布を有する構成としても良い。例えば、最も小さい圧縮量での最表面寄り部分の硬化工程と、この工程より大きい圧縮量での表面寄り部分（最表面寄り部分と中心寄り部分との間）の硬化工程と、最も大きい圧縮量での中心寄り部分の硬化工程とを備えていても良い。
また、表面寄りの部分の硬化工程では、一方の表面側からのみ加熱することにより、一方の表面寄りの部分のみを低密度に形成することができる。この場合、好ましくは、最終的な圧縮量で成形原体を硬化させる工程では、成形原体の両側から加熱することにより、成形原体全体を熱硬化性バインダの硬化温度以上の温度まで効率よく加熱できる。
また、本発明に係る製造方法は、平板状の木質成形体を製造する場合に密度の調節が良好に行われるが、所定の立体形状に成形する場合にも適用できる。
［実施例］
密度分布の測定
ケナフコアを粉砕して得られるチップ１００重量部に対してフェノール樹脂１０重量部となるように混合した材料を、目付け約５ｋｇ／ｍ２、厚さ約１００ｍｍの板状に積層して、上型と下型とを備えるプレス型で加熱圧縮し、ボードを得た。プレスの条件は、以下のとおりである。
実施例１：
各型面の温度：１８０℃
プレス方法：上型を下降速度５ｍｍ／ｓで型間距離８０ｍｍとなるまで下降させた後、約５分静止させ、その後下降速度５ｍｍ／ｓで、型間距離１０ｍｍとなるまで下降させた後、１０分間型締めしてから型開きした。
比較例１：
各型面の温度：１８０℃
プレス方法：上型を囲う速度５ｍｍ／ｓで型間距離１０ｍｍとなるまで下降させた後、１０分間型締めしてから型開きした。
実施例１のボードと比較例１のボードのそれぞれについて厚さ方向の密度勾配を、Ｘ線解析によって測定した。実施例１の結果を図５に、比較例１の結果を６に、それぞれ示す。
図５に示すように、実施例１では、表面寄りの部分の密度が小さく、中心寄りの密度がより大きかった。表面寄りの部分では、上型と下型との距離が８０ｍｍのときに接着剤が硬化温度に達して硬化するため、後に続く上型下降時には、表面寄りの部分のヤング率が中心寄りの部分のヤング率よりも高いと考えられる。この結果、表面寄りの部分は圧縮が抑制され、中心寄りの部分は、後に続く上型の下降によってさらに圧縮された状態で接着剤の硬化温度に達し、高密度状態で硬化したと考えられる。なお、実施例１のボードの厚さは８．９３ｍｍ、平均密度は、５６４ｋｇ／ｍ３であった。また、表面寄りの部分と中心寄りの部分との境界に極大が存在し、最大密度を示した。
一方、図６に示す比較例１では、表面寄りの部分が接着剤の硬化温度まで加熱されるより早く上型の下降が進行し、圧縮が略完了した状態で硬化するものと考えられる。表面部分の木質材料は、より早く加熱されて水蒸気などによってより早い段階で柔軟になり押し潰されやすいため、表面部分が最大密度となっている。また、表面から内側に向かって徐々に密度が小さくなり、中心寄りの部分は低密度となっている。比較例１のボードの厚さは９．５９ｍｍ、平均密度は４９９ｋｇ／ｍ３であった。
圧縮率の算出
実施例１のボードについて、極大部分を境界として表面側を表面寄りの部分とし、中心側を中心寄りの部分として圧縮率を求めた。圧縮率は、
（圧縮率）＝｛（圧縮前の厚さ）−（圧縮後の厚さ）｝／（圧縮前の厚さ）
である。
各部分の厚みは、それぞれ、図５において左側から順に１．２ｍｍ、４．６ｍｍ、２．７ｍｍであり、全体の厚さは８．９３ｍｍだった。表面寄りの部分の圧縮率は、実施例１のボードのプレス条件より、（１００ｍｍ−８０ｍｍ）／１００ｍｍ＝０．２である。また、中心寄りの部分の圧縮率は、表面寄りの部分の硬化工程後は、表面寄りの部分は厚さが変化しないとみなして、（表面寄りの部分の硬化工程後の厚さ）−（ボードの表面寄りの部分の厚さの和）＝（中心寄りの部分の表面寄りの部分の硬化工程での圧縮率の時の厚さ）として算出した。すなわち、中心寄りの部分は、圧縮率０．２のときに８０ｍｍ−（１．２ｍｍ＋２．７ｍｍ）＝７６．１ｍｍであるため、圧縮前は７６．１ｍｍ／（１−０．２）＝９５．１ｍｍである。したがって、（９５．１ｍｍ−４．６ｍｍ）／９５．１ｍｍ＝０．９５であった。
官能試験
実施例１のボード、比較例１のボード、一般的な木製フローリング材のそれぞれを、気温５℃、湿度３０％の恒温室に放置し、４０人の被験者に、各ボードの表面に触れたときに、フローリング材を基準としてどの程度温かく感じるか、評価してもらった。その結果、実施例１のボードおよび比較例１のボードは、フローリング材よりも温かく感じられ、実施例１のボードは、比較例１のボードよりも温かく感じられることが明らかとなった。この結果は、実施例１のボードの表面寄りの部分、すなわち低密度の部分によって、良好な断熱性が得られることを示している。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施形態に係わる木質成形体の斜視図である。
図２は、本発明の木質成形体の製造方法の一実施形態で用いられる成形原体を示す斜視図である。
図３は、本発明の木質成形体の製造方法の一実施形態において、成形原体を所定の厚みに圧縮して保持するようすを示す平面図である。
図４は、本発明の木質成形体の製造方法の一実施形態において、成形原体を製造する成形体の厚みに圧縮したようすを示す平面図である。
図５は、本発明に係る製造方法で得られる木質成形体（実施例１）の厚さ方向の密度分布を示すグラフである。
図６は、従来の製造方法で得られる木質成形体（比較例１）の厚さ方向の密度分布を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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