MDFは弱い⁉MDFの耐久性とは?
そんなMDFが実は、耐久性に優れているということをお話いたします。
目次
MDFの屋外暴露実験
結論から申し上げますと、MDFは他の木質系ボードに勝るとも劣らない耐久性があります。
木質ボードの屋外暴露実験についてご紹介します。日本木材学会の木質パネル研究会によって2004～2011年に行われ、実験材としてMDF、合板、OSB、パーティクルボードが、全国8試験場（旭川、能代、盛岡、つくば、静岡、岡山県北、岡山県南、都城）で最長7年間、屋外で暴露されました。
各実験材とも耐水性の高いグレードが用いられています。
＊屋外暴露の様子（試験地：盛岡）
耐久性の求められる構造用途を意識し、釘接合や曲げ強さを、接着耐久性評価としてはくり強さを、1年間隔でサンプリングし計測しています。その結果の一部を抜粋します。
＊MDF：厚さ9mm、Pタイプ相当品、PB：厚さ12mmパーティクルボードPタイプ相当品
引用：木質パネル第二次耐久性評価プロジェクト研究成果報告書（日本木材学会木質パネル研究会、平成28年８月）
グラフは曲げ強さとはくり強さの残存率を暴露期間ごとに示したものです。残存率とは初期（暴露前）の値を100とした係数で、各暴露年に測定した値の比を百分率で表しています。残存率は値の大きいほど初期状態に近く、耐久性は高いと言えます。
MDFの残存率の高いことがお分かりいただけるかと思います。
MDFの製法からみた特徴
では、なぜMDFの残存率は高いのでしょうか。MDFの製法からご説明します。
MDFの製造工程は、ウッドチップを繊維状にほぐし、接着剤等を塗布したのち堆積したマット（カステラのようなイメージです）を、熱圧成型し板状にする成板工程と、その後に研削して厚さを調整し、規定寸法に切断する仕上工程によります。このうち、MDFの耐久性や物性に大きな影響を与えるのは、前者の成板工程です。
繊維は長さ数ミリ、太さは0.2ミリ程度と木質系ボードの中では構成要素が比較的小さく、それらの周囲を接着剤が覆います。一部は繊維に染み込みます。繊維に染み込むと繊維の耐水性を、表面に残ると繊維同士の接合力をそれぞれ高めることができるため、接着剤の分子量分布のバランスを取ることが重要です。接着剤にもいくつか種類があり、安価で汎用性のある尿素メラミン樹脂や、強固な接着力のウレタン樹脂などが多く使われます。接着剤を薄くムラなく繊維にコーティングする製造技術も耐水性に関わります。
熱圧成型も重要です。熱圧時にはプレス機と接触するマット表裏層の圧縮されるタイミングが早いため、結果、原板には岩盤層と呼ばれる高密度層が生成されます。熱圧の温度や圧力、圧締速度を変えることによって岩盤層の密度をある程度は制御できます。接着剤の繊維への広がり方も熱圧条件によって効果が異なります。MDF表面に岩盤層が生じることによって繊維間隔が狭まり接着剤も密集しますので、結果的に外から水が入りにくくなります。このように、接着剤の改良進化とそれに製造技術開発が伴って、MDFは耐水性・耐久性が向上したと言えます。
＊MDFの厚さ方向の密度分布イメージ図
先の屋外暴露試験においてMDFが高い耐久性を示した理由として、表面から水分が入りにくいため、という考察が報告書に示されていますが、上記の説明からお分かりいただけると思います。一方で、密度の低い部分が露出される側面（以下、“木口”）からは水を吸い込みやすいとも評されています。
このことからも、MDFの表面の「岩盤層」の存在が、その耐久性に大きく関与していると言えるでしょう。
MDFの適切な利用
MDFの耐久性の高さが屋外暴露試験で分かったとは言え、長期的に水の掛かる恐れのある用途には防水加工を施すのが適切です。密度の高くない木口は特に注意が必要です。
例えば、キッチン扉のような部材は水が日常的に掛かりますので、木口を含めMDF全面をシートやテープで被覆します。窓枠においてはMDF6面のうち室内側と長辺の木口面をシートで被覆することが多く、また、MDFは耐水性の高いグレードを使います。言い換えれば、適切に防水を行えば耐久材として十分使用に耐えます。
最後に当社工場外壁の使用事例についてご紹介します。厚さ18ミリ耐水MDFを全面ウレタン塗装した非耐力壁です。大阪湾に面し、暴風に晒される過酷な立地条件です。2018年9月に台風21号が当社を直撃し、MDFが全て剥がれ落ちてしまったのですが、塗装を除去して物性試験を行ったところ、曲げ強さは30N/mm2（JIS基準：25以上）はくり強さは0.7N/mm2（同0.4以上）と、1994年の設置当時と変わらない値であると分かりました。
＊台風被害前の外壁の様子
ウレタン塗装が劣化しますので、適宜の上塗りは不可欠ですが、MDFの耐久性の高さを実用的に証明できた好例です。
現在は張り直しています。構造用スターウッドのマスコットキャラ「構造くん」も描かれました。これから長い年月、工場を守ってくれることを期待しています。
まとめ
・MDFは他の木質ボードと比較して耐久性が高い。
・MDFの耐久性はその製法や接着剤の進化によって改良が進んだ。
・MDFは適切に処理を施せば、耐久材としても利用が可能。
