JP2003062814A - 木質製品の製造方法と同木質製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生産性の向上が達成できると共に、木質製品に
生じる寸法変化を効率よく抑えることを可能にした製造
方法を提供すると共に、更には、製品化されたのちの形
態、製品強度、寸法の安定性に優れた木質製品を提供す
る。 【解決手段】製造用型に充填する木質原料の含水率を６
０％以下とし、製造用型内に充填した木質原料を圧縮成
形する。圧縮成形した木質原料を圧力容器内にセットし
たのち、圧力容器内に高圧水蒸気を充満させ、高圧水蒸
気の雰囲気中において所定時間放置して固定硬化させ
る。所定時間経過後、圧力容器内の圧力を開放して大気
圧に減圧し、圧力容器内で固定硬化した木質原料を乾燥
させる。木質製品の含水率ｘ（％）と縦弾性係数ｙ（Ｍ
Ｐａ）との関係が、ｙ＝ｙ₁ −ｙ₂、 ｙ＝ｙ₃ −ｙ₄
ただし、ｙ₁ ＝−１０．６ｘ₁ ＋６７０、 ｙ₂ ＝−
６．８ｘ₂ ＋４４３ ｙ₃ ＝−５．１ｘ₃ ＋４５０、
ｙ₄ ＝−２．３ｘ₄ ＋２６３１０≦ｘ₁ ，ｘ₂ ≦４０、
４０＜ｘ₃ ，ｘ₄ ≦６０の関係を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の技術分野】本発明は、木材粉、木材小片、木
材繊維等の木質原料を使って各種の形態をなす木質製品
を製造する製造方法と、同製造方法により製造された木
質製品に係わり、更に詳しくは、木質製品の効率的な製
造方法、及び形状、強度、寸法精度の安定性に優れた木
質製品を提供することに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、木材粉、木材小片、木材繊
維、竹材繊維、枝葉、木材薄板等の木質原料を、接着剤
を全く使用することなく、或いは微量の接着剤を使用し
てボード状、柱状、棒状、塊状、或いは立体形状等の各
種の形態に形成した木質製品が知られている。

【０００３】この種の木質原料を使用して木質製品を連
続的に製造する方法が、例えば特開平１１−３４２５０
４号公報に開示されている。同公報に開示された木質製
品の製造方法にあっては、先ず、製造用型に木質原料を
充填し、この製造用型を加熱装置に入れて高圧水蒸気下
で加熱し、木質原料を軟化させる。続いて、前記製造用
型を加熱装置から取り出して圧縮装置にセットする。製
造用型内に押え部を押し込んで、充填されている木質原
料を圧縮したのち、押え部をロック機構にて押し込み位
置にロックする。

【０００４】次いで、前記製造用型を圧縮装置から取り
出して加熱装置に入れる。製造用型内に圧縮状態で充填
されている木質原料を高圧水蒸気下で加熱したのち、木
質原料を圧縮したままの状態で製造用型を加熱装置中に
放置し、或いは加熱装置から取り出して冷却することに
より固定化する。最後に、前記ロック機構のロックを解
除し、押え部を取り外して製造用型から脱型することに
より所望の形態をなす木質製品を得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、木質原料を軟
化させる時間は、軟化した木質原料を圧縮する時間より
も長時間を要する。上記特開平１１−３４２５０４号公
報に開示された木質製品の製造方法は、単一の製造用型
毎に木質原料を軟化させる処理を施したのち、軟化した
木質原料を次の圧縮工程へと移行させている。このた
め、木質原料の軟化に多大な時間がかかり、木質製品の
製造効率が低下するという問題があった。

【０００６】また、上記従来の製造方法は、製造用型に
充填した木質原料を予備圧縮すると共に、予備圧縮した
複数の製造用型を段積みしたのち、固化、乾燥処理を行
なう必要があった。そのため、軟化処理、圧縮処理、固
定化処理を複数の製造工程を連続して行うことにより木
質製品の製造効率を向上させる工夫がなされている。

【０００７】しかしながら、木質原料を予備圧縮する
と、加熱処理時において製造用型に充填した木質原料内
部への熱の通りが悪くなり、加熱処理に要する時間が多
大となるばかりでなく、木質原料を加熱するための熱が
製造用型に多量に奪われることが起き、軟化効率が悪化
していた。特に、複数の製造用型を段積みして軟化する
場合には、木質原料が製造用型で囲まれ、木質原料を加
熱する熱が製造用型により多量に奪われるため、軟化効
率がさらに悪化していた。

【０００８】ところで、木質製品は水を吸収しやすく、
吸水により膨潤して柔軟になり、その膨潤に伴い内部に
空隙が増大することにより強度が低下する。特に、圧縮
状態で固化された木質製品は、水を含むことによる膨潤
の他に、元の状態に復元しようとする回復現象が起きる
ことにより木質原料の圧縮形態を解除しようとする働き
をする。このことは、単に木質製品の寸法変化だけでな
く、木質製品の剥離や崩れなどの原因に繋がる。

【０００９】また、上述のごとき軟化工程、圧縮工程及
び固定化工程の一連の工程から構成される製造ラインの
うちの軟化工程には、熱水、温水等に浸漬する方法、高
温高圧水蒸気下に放置する方法などがある。この場合に
は、特に、上記軟化工程以降の各工程中で木質原料に含
まれる水分を最小限に除去しておかなければ、成形後の
製品強度が低下するばかりでなく、最終製品としての外
観のみならず品質の低下をもたらすものである。

【００１０】しかも、製品対象となる木質原料は、各処
理を終えたのちにも極めて寸法変化が起こりやすい条件
下にあり、成形条件や処理時間などの幾つかの条件を満
足しなければ、木質製品の製造後に圧縮の回復が起こ
り、形状や寸法の安定性の確保が難しい。

【００１１】本発明は、かかる従来の課題を解消すべく
なされたものであり、生産性の向上が達成できると共
に、木質製品に生じる寸法変化を効率よく抑えることを
可能にした製造方法を提供することを目的とし、更に
は、製品化されたのちの形態、強度、寸法の安定性に優
れた木質製品を提供することをも目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び作用効果】本件発明者
等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねたところ、
製品化される以前における木質原料の含水率が、ある特
定の範囲内を満足すれば、その製造後の木質製品の含水
率及び縦弾性係数が、適正な領域内に維持して安定化
し、製品として実用上に問題が生じないことを知った。
すなわち、本発明は、成形前に初期の目的に沿った所定
の含水率を有する木質原料を、圧縮及び固定硬化に続い
て積極的に乾燥を行うことにより、製品化されたのちに
も前記含水率を越えてまで水分を含むことがなくなり、
しかも適正な縦弾性係数を有する木質製品は、製品ＪＩ
Ｓ規格に基づく撓み寸法を満足するようになり、形態、
製品強度、寸法の安定した状態で実用に耐え得るように
なる。

【００１３】本件請求項１に係る発明は前述の検討結果
から導出された発明であり、木材粉、木材小片、木材繊
維等の木質原料からなる木質製品を製造する製造方法で
あって、製造用型に充填する木質原料の含水率を６０％
以下とする工程、前記製造用型内に充填した木質原料を
圧縮成形する工程、圧縮成形した木質原料を圧力容器内
にセットしたのち、圧力容器内に高圧水蒸気を充満さ
せ、高圧水蒸気の雰囲気中において所定時間放置して固
定硬化させる工程、及び前記固定硬化させる工程の完了
後に前記木質原料(1) を乾燥させる工程を含んでなるこ
とを特徴とする木質製品の製造方法である。

【００１４】本発明製造方法は、先ず、自然乾燥させた
含水率が６０％以下の木質原料を予め用意しておく。次
に、含水率を６０％以下の木質原料を製造用型に所定量
充填したのち圧縮成形する。次いで、圧縮した木質原料
を圧力容器内の高圧水蒸気下で所定の温度、時間をもっ
て固定硬化する。

【００１５】含水率が６０％以下の木質原料を圧縮・固
定硬化すると、軟化された木質原料の表面同士は物理的
な係合を強固に且つ細かく生じると共に、木質原料中に
含まれる樹液、リグニンやヘミセルロース等の木材成分
が軟化して流動化し、流動性を得た木材成分の一部が圧
縮により搾り出される。このとき、圧縮により搾り出し
た前記木材成分が粘性を持つと共に、圧縮した木質原料
の内部に高圧水蒸気が浸透して化学反応（縮合）を起こ
すことにより、圧縮した木質原料が寸法的に安定した状
態で固定硬化する。

【００１６】このように、物理的接着と化学的接着とが
有機的に結び付くことにより、接着剤を用いなくても、
強力な自己接着性及び良好な形態安定性が得られるよう
になる。木質原料の含水率が６０％を越えると、木質原
料中に含まれる樹液等の木材成分の粘性等が不足して自
己接着性及び形態安定性が得られないため、あまり実用
的には馴染まない。

【００１７】元々、含水率が６０％以下である木質原料
は圧縮処理に必要な軟化状態を有しているため、軟化工
程、圧縮工程及び固定化工程などの一連の工程から構成
される製造ラインのうちの軟化工程を不要にする。その
圧縮成形は、圧縮前の木質原料の厚みに対して約３／４
程度になるまで圧縮することが好ましく、次の固定化処
理では、圧縮した状態の木質原料を圧力容器内に約１
０．２気圧、約１８０℃の温度の高圧水蒸気下で、約１
０分間放置することが好ましい。

【００１８】請求項２に係る発明では、前記固定硬化さ
せる工程の完了後の所定時間経過後に、前記圧力容器内
の圧力を開放して大気圧まで減圧して、前記圧力容器内
で前記木質原料を乾燥させることを含んでいる。この発
明では、木質原料を所要の圧縮状態に固定化したのち、
前記圧力容器内の圧力を大気圧に減圧した状態を保ちな
がら、固定化した木質原料を積極的に乾燥している。初
期の目的とする含水率が６０％を越えると、木質原料の
物性に変化を生じるため、木質原料を所要の圧縮状態に
固定化させたのち、更に木質原料の含水率を制御する必
要がある。従って、製品化されたのちにも前記含水率を
越えてまで寸法的に変化することはなくなり、製品形態
の崩れや剥がれ等の発生が生じない。

【００１９】本発明製造方法は、圧力容器内で木質原料
を所要の圧縮状態に固定化したのち、更に同一の圧力容
器内で木質原料を乾燥するため、木質原料の固定化工程
と、その固定化以降の乾燥工程とを単一の圧力容器内で
連続して行うことが可能となり、製造効率を極めて向上
させることができる。

【００２０】また、本発明製造方法は、従来のごとく単
一の製造用型毎に木質原料を軟化させることなく、６０
％以下の含水率を有する予め軟化した状態にある木質原
料を製造用型に充填して圧縮成形するため、製造用型の
容積よりも多い大量の木質原料を予め準備しておけばよ
く、所要の軟化状態で木質原料を複数の製造用型にそれ
ぞれ所定量充填して圧縮成形する前に、木質原料を軟化
させる必要がない。従って、木質原料の充填と、充填し
た木質原料の圧縮成形、又はその圧縮成形以降の処理と
を同時に且つ迅速に行うことが可能となり、製造効率を
極めて向上させることができるようになる。

【００２１】請求項３に係る発明は、前記圧力容器内の
乾燥時間を３〜６０分間に設定することを特徴としてい
る。この発明によれば、木質原料を所要の圧縮状態に固
定化したのち、圧力容器内の圧力を大気圧に保持しなが
ら、固定化した木質原料を前記圧力容器内で乾燥する
が、その際、固定化した木質原料を前記圧力容器内の大
気圧以下の雰囲気中に３〜６０分間放置することが有効
である。

【００２２】また、この発明にあっては、固定化した木
質原料を前記圧力容器内の余熱により乾燥することもで
きる。前記圧力容器内の余熱を使って前記木質原料を乾
燥すれば、乾燥処理に使用する装置を必要とすることも
なくなり、製造ラインの省スペース化を確実に達成する
ことができる。更に、熱源、電力等に使われる燃費、設
備管理費等をも大幅に削減させることができる。

【００２３】請求項４に係る発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の製造方法により得られる所望の形態を有
する木質製品であって、同木質製品の含水率ｘ（％）と
縦弾性係数ｙ（ＭＰａ）とが、ｙ＝ｙ₁ −ｙ₂ 、 ｙ＝
ｙ₃ −ｙ₄ ただし、ｙ₁ ＝−１０．６ｘ₁ ＋６７０、
ｙ₂ ＝−６．８ｘ₂ ＋４４３、 ｙ₃ ＝−５．１ｘ₃＋
４５０、 ｙ₄ ＝−２．３ｘ₄ ＋２６３、 １０≦
ｘ₁ ，ｘ₂ ≦４０、 ４０＜ｘ₃ ，ｘ₄ ≦６０の関係を
満足することを特徴としている。

【００２４】ここで、製品化された木質製品は一定の弾
性限度内において、その木質原料固有の縦弾性係数を有
していることは一般に知られた事項である。この発明に
あっては、木質原料固有の性質を縦弾性係数を用いて表
すことにより、例えば木質製品の性質を特定することと
した。その結果、木質製品の含水率ｘ（％）と縦弾性係
数ｙ（ＭＰａ）との関係が、ある特定の条件を満足して
いれば、前記木質製品としての機能を奏することが判明
した。

【００２５】この発明は、木質製品の縦弾性係数は木質
原料の成形条件や熱処理条件等により変わるため、実用
に耐え得る製品後の適正な縦弾性係数の遷移の上限及び
下限を規定したものである。すなわち、木質製品の含水
率ｘと縦弾性係数ｙとの関係が、前記含水率ｘを１０〜
４０％以下とするときは、前記含水率ｘの値に対する縦
弾性係数ｙの各上限値を結んで得られる直線をｙ₁ ＝−
１０．６ｘ₁ ＋６７０とし、前記含水率ｘに対する縦弾
性係数ｙの各下限値を結んで得られる直線をｙ₂ ＝−
６．８ｘ₂ ＋４４３とする。ただし、このときの木質製
品の含水率ｘ₁ ，ｘ₂ に見合った縦弾性係数ｙ₁ ，ｙ₂
は、１０≦ｘ₁ ，ｘ₂ ≦４０の間に囲まれる領域内でな
ければならない。

【００２６】好ましくは、木質製品の含水率ｘの最小値
は１０％程度が望ましい。この含水率ｘが１０％よりも
減小すると、本発明の初期の目的とする木質製品の縦弾
性係数ｙの範囲内を越えるため、製品強度が低下して木
質製品の破壊や破損などを生じやすくなり、あまり実用
的には馴染まない。

【００２７】更に、木質製品の含水率ｘを４０〜６０％
とするとき、含水率ｘの値に対する縦弾性係数ｙの各上
限値を結んで得られる直線をｙ₃ ＝−５．１ｘ₃ ＋４５
０とし、前記含水率ｘの値に対する縦弾性係数ｙの各下
限値を結んで得られる直線をｙ₄ ＝−２．３ｘ₄ ＋２６
３とする。ただし、このときの木質製品の含水率ｘ₃，
ｘ₄ に見合った縦弾性係数ｙ₃ ，ｙ₄ は、４０＜ｘ₃ ，
ｘ₄ ≦６０の間に囲まれる領域内でなければならない。
前記含水率ｘ₃ ，ｘ₄ が６０％よりも増えると、上述の
ように製品強度が低下するため好ましくない。

【００２８】この発明の対象とする木質製品は、従来か
ら広く知られた周知の形状、構造及び原材料を採用する
ことができる。元々含水率が６０％以下である木質原料
は、上述の圧縮工程、固定化工程及び乾燥工程により、
成形前の木質原料の含水率を６０％以下に抑えて寸法的
に安定化させているため、前記縦弾性係数ｙが前記領域
内に制御される。成形条件や処理時間などの諸々の条件
下にあっても、製品ＪＩＳ規格に基づく撓み寸法を満足
するようになるばかりでなく、木質原料の含水率に見合
った最適な縦弾性係数ｙが効果的に得られる。また、成
形後の木質製品の崩れや剥がれなどを防止することがで
きると共に、製品価値を低下させることなく製品品質を
高めることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明
の代表的な実施形態である木質製品を製造する工程の一
例を示す概略説明図、図２は図１の次の工程の一例を示
す概略説明図である。本発明の対象とする木質製品は、
例えば木材粉、木材小片、木材繊維、竹材繊維、枝葉、
木材薄板等の木質原料からなり、接着剤を使用すること
なくボード状、柱状、棒状、塊状、或いは立体形状等の
各種の形態に連続成形される。

【００３０】かかる構成からなる木質製品は、本発明の
特徴部である自然乾燥させた成形前の木質原料の含水率
が６０％以下である場合には、後述するように木質原料
の軟化工程を不要として木質原料を圧縮する圧縮工程、
高温高圧水蒸気下で固定化する固定化工程などから構成
される多様な成形条件下においても含水率が６０％以下
を維持する。しかも、成形後の木質製品は最適な縦弾性
係数を有しており、製品ＪＩＳ規格に基づく撓み寸法を
満足する。このため、形状、製品強度、寸法精度の安定
した状態で実用に耐え得るようになる。かかる特性は、
木質製品の上記形態や材質に限定されるものではなく、
従来から広く知られた周知の形態や材質によっても何ら
変わるものではない。

【００３１】本発明の対象とする木質製品は、前記各成
形条件下における含水率が６０％以下であれば、前述の
圧縮処理及び固定化処理により、軟化された木質原料同
士に物理的な係合を強固に且つ細かく生じさせることが
できるようになり、更には流動化した木質原料中に含ま
れる樹液、リグニンやヘミセルロース等の粘性をもつ木
材成分同士を効果的に縮合させることができる。このた
め、木質原料自体に強力な自己接着性及び良好な形態安
定性が得られるようになり、実用に支障を来すような木
質製品の崩れや剥離などが防止できる。木質原料中の含
水率が６０％を越えると、木質原料中に含まれる樹液等
の木材成分の粘性等が不足して、製品として必要な形態
安定性などが得られないため実用上好ましくない。

【００３２】上記構成をもつ本発明の木質製品は、木質
原料の軟化を除く圧縮及び固定化の連続的な成形に続い
て、大気圧下の減圧雰囲気中で乾燥する本発明の製造方
法によって、以下のようにして効率的に製造される。な
お、以下の実施形態に係る製造方法にあっては、板状を
なすバスターボードを例に挙げて説明する。

【００３３】また、本実施形態に係る製造方法は、高圧
水蒸気下の圧力容器内で木質原料を所要の圧縮状態に固
定化したのち、更に同一の圧力容器内で木質原料を乾燥
するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ば高圧水蒸気下の圧力容器内で木質原料を所要の圧縮状
態に固定化したのち、木質原料を圧縮したままの状態で
圧力容器内から取り出して冷却することにより固定硬化
することをも、当然に包含するものである。

【００３４】本発明製造方法によれば、先ず、自然乾燥
させた含水率が６０％以下の木質原料を図３に示す貯留
ホッパ３に投入して予め貯留しておく。元々含水率が６
０％以下である木質原料は圧縮処理に必要な軟化状態を
有しているため、軟化工程、圧縮工程及び固定化工程な
どの一連の工程から構成される製造ラインのうちの軟化
工程を不要にする。

【００３５】図３は貯留ホッパ３及び計量・充填機４を
示している。貯留ホッパ３に投入された含水率が６０％
以下の木質原料１は、搬送手段であるスクリューコンベ
ヤ５を駆動することにより計量・充填機４へと搬送され
る。同計量・充填機４の架台４ａ上に製造用型２が載置
されている。上面と下面が開口した箱形状をなす計量ま
す４ｂの下部開口を開閉するスライドダンパー４ｃを閉
じた状態で、スクリューコンベヤ５を駆動して前記木質
原料１を計量ます４ｂ内に山盛りに投入する。山盛りの
木質原料１をすり切りして計量ます４ｂの上面と面一に
することにより木質原料１を計量する。次に、前記スラ
イドダンパー４ｃを開放位置にスライドして計量ます４
ｂ内の木質原料１を製造用型２内に充填する。図１
（ａ）に木質原料１を製造用型２内に充填した状態を示
す。

【００３６】前記製造用型２は、図１及び図４に示すよ
うに、上面が開口した細長い矩形状の箱型をなす下型２
ａと、同下型２ａの内部に挿脱自在に配される上下面が
開口した細長い矩形枠状をなす上枠２ｂと、前記下型２
ａの底部に配される細長い板状をなす底板２ｃと、充填
された木質原料１を押圧する押し板２ｄと、前記下型２
ａの両側側壁部に形成された一対のピン孔２ｂ−１，２
ｂ−１に挿脱自在に配される細長いロック用ピン２ｅと
により構成される。前記下型２ａの底部には脱型用穴２
ａ−１が形成されている。同脱型用穴２ａ−１は前記底
板２ｃにより閉鎖される。前記押し板２ｄは前記底板２
ｃよりも厚肉に形成された略同一形状をなしており、前
記ロック用ピン２ｅにて前記下型２ａ内の圧縮位置にロ
ックされる。

【００３７】いま、所要量の木質原料１を製造用型２に
充填したのち、製造用型２を計量・充填機４の架台４ａ
から取り出す。製造用型２を取り出したのち、図１
（ｂ）及び図４に示すように製造用型２内に充填された
木質原料１上に前記押し板２ｄを載置し、木質原料１を
充填した製造用型２を圧縮機６に搬送してセットする。

【００３８】前記圧縮機６は、図１（ｃ）及び図５に示
すように、プレスヘッド６ａを昇降可能に備えたプレス
機により構成される。プレスヘッド６ａのロッド端を下
降させて製造用型２の押し板２ｄの上面を押圧し、その
下型２ａ内の木質原料１を圧縮する。その際、圧縮前の
木質原料１の厚みに対して約３／４程度になるまで圧縮
することが好ましい。前記押し板２ｄが、図６に示すよ
うに、下型２ａ内に入り込むまで下降したのち、製造用
型２における上枠２ｂの上端縁に額縁状に形成されたフ
ック片２ｂ−２に昇降用シリンダ６ｂのロッド端を係合
させ、同昇降用シリンダ６ｂを上昇することにより前記
上枠２ｂを上方へと移動させる。

【００３９】このように、単一の製造用型２毎に木質原
料１を軟化させることなく、６０％以下の含水率を有す
る木質原料１を製造用型２に充填して圧縮成形するた
め、製造用型２の容積よりも多い大量の木質原料１を予
め準備しておけばよく、所要の軟化状態で木質原料１を
複数の製造用型２にそれぞれ所定量充填して圧縮成形す
る間に、次の木質原料１を軟化させる作業を省くことが
でき、製造効率を極めて向上させることができる。

【００４０】製造用型２の上枠２ｂを上方へ移動させた
のち、下型２ａのピン孔２ｂ−１とプレスヘッド６ａの
両側部に開口した溝６ａ−１とに沿って製造用型２のロ
ック用ピン２ｅを挿入して前記押し板２ｄを圧縮位置に
ロックする。木質原料１は、図６に示すように、前記底
板２ｃと押し板２ｄとの間にあって下型２ａ内に圧縮さ
れた状態でロックされる。ロック終了後に、前記昇降用
シリンダ６ｂを下降させて前記上枠２ｂを前記ロック用
ピン２ｅ上に載置する。前記押し板２ｄをロックするこ
とにより、その押し力を解除しても、木質原料１が元の
状態に弾性復元しない。

【００４１】前記押し板２ｄを圧縮位置にロックしたの
ち、木質原料１を充填した製造用型２を圧縮機６から取
り出し、図示せぬ上枠外し機へ搬送する。この上枠外し
機により前記上枠２ｂを前記下型２ａから取り外す。図
１（ｄ）に前記上枠２ｂを下型２ａから取り外した状態
を示している。次に、前記下型２ａ及び押し板２ｄを上
枠外し機から取り出したのち、図示せぬ段積み機を使っ
て、前記下型２ａを複数段に段積みする。図１（ｅ）及
び図７に複数個の下型２ａを段積みした状態を示す。

【００４２】次に、段積みした複数個の下型２ａを固定
化炉７へ搬送する。図２（ａ）及び図８に段積みした複
数個の下型２ａを固定化炉７に収納した状態を示す。固
定化炉７は圧力容器７ａにより構成される。固定化炉７
の圧力容器７ａの長手方向両端部には図示せぬ蓋がそれ
ぞれ着脱自在に設けられている。前記固定化炉７は、圧
力容器７ａ内に高圧水蒸気を供給する図示せぬボイラ
ー、及び圧力容器７ａ内を大気圧以下に減圧する同じく
図示せぬ真空ポンプに接続される。

【００４３】複数個の下型２ａのセットが完了したの
ち、圧力容器７ａ内に高圧水蒸気を供給して木質原料１
を圧縮した状態で固化する。このとき、圧縮した状態の
木質原料１を圧力容器７ａ内に約１０．２気圧、約１８
０℃の温度の高圧水蒸気下で、約１０分間放置すること
が好ましい。

【００４４】前記圧力容器７ａ内で木質原料１を所要の
圧縮状態に固定硬化したのち、更に同一の圧力容器７ａ
内の圧力を大気圧以下に減圧する。図２（ａ）に示すご
とく圧力容器７ａ内を大気圧以下の圧力に保ちながら、
固定化した木質原料１を前記圧力容器７ａ内の余熱によ
り積極的に乾燥する。その際、固定化した木質原料１を
前記圧力容器７ａ内の大気圧以下の雰囲気中に３〜６０
分間放置することが好ましい。

【００４５】このように、同一の圧力容器７ａ内で木質
原料１を乾燥するため、木質原料１の固定化工程と、そ
の固定化以降の乾燥工程とを単一の圧力容器７ａ内で連
続して行うことができるようになり、製造効率を効率的
に向上することができる。更には、前記圧力容器７ａ内
の余熱を使って木質原料１を乾燥すれば、乾燥処理に使
用する装置を必要とすることもなくなり、製造ラインの
省スペース化を確実に達成することができる。更に、熱
源、電力等に使われる燃費、設備管理費等をも大幅に削
減させることができる。

【００４６】固定化した木質原料１を乾燥したのち、そ
の木質原料１をロック解除機８により製造用型２のロッ
ク用ピン２ｅを下型２ａから抜き出して押し板２ｄのロ
ック状態を解除する。図２（ｃ）及び図９に脱型状態を
示す。下型２ａ毎にロック解除機８に搬送され、前記ロ
ック用ピン２ｅを引き抜くことによりロック状態を解除
する。シリンダ等により昇降する押し上げプレート８ａ
を上昇させることにより押し棒９を下型２ａの脱型用穴
２ａ−１に挿入して、前記底板２ｂ、木質製品１０及び
押し板２ｄを同時に下型２ａから脱型する。押し板２ｄ
を下型２ａから取り外し可能な状態とする。次に、ロッ
ク状態を解除した下型２ａを図示せぬ脱型機へ搬送す
る。脱型機により下型２ａから木質製品１０と押し板２
ｄを脱型する。

【００４７】次に、下型２ａから脱型した木質製品１０
及び底板２ｃの双方を図示せぬ製品取出し機へ搬送す
る。製品取出し機により木質製品１０のみを図２（ｄ）
及び図１０に示すように積み重ねる。こうして、上記操
作を順次繰り返すことにより、本発明の対象とする所望
数の木質製品１０が効率的に、しかも速やかに製造でき
る。

【００４８】上記のごとく製造された木質製品１０は、
一定の弾性限度内において、その木質原料固有の縦弾性
係数を有していることは一般に知られている。この木質
原料固有の性質を縦弾性係数を用いて表すことにより、
木質製品１０の性質を特定することができる。つまり、
木質製品１０のｘ（％）と縦弾性係数ｙ（ＭＰａ）との
関係が、次式及びを満足していれば、木質製品１０
の崩れや剥がれなどを防止することができると共に、製
品価値を低下させることなく製品品質を高めることがで
きる。

【００４９】 ｙ＝ｙ₁ −ｙ₂ … ｙ＝ｙ₃ −ｙ₄ … ただし、ｙ₁ ＝−１０．６ｘ₁ ＋６７０、 ｙ₂ ＝−６．８ｘ₂ ＋４４３ ｙ₃ ＝−５．１ｘ₃ ＋４５０、 ｙ₄ ＝−２．３ｘ₄ ＋２６３ １０≦ｘ₁ ，ｘ₂ ≦４０、 ４０＜ｘ₃ ，ｘ₄ ≦６０ 図１１は本発明における木質製品１０の縦弾性係数と含
水率との相関をグラフで示している。同図において、２
本の実線で示すグラフは６０％以下の含水率ｘを有する
木質製品１０に対する縦弾性係数ｙの変化をそれぞれ示
している。その結果をグラフ上に○、△でプロットして
いる。

【００５０】同図から明らかなように、前記含水率
ｘ₁ ，ｘ₂ が１０〜４０％に変化するときは、縦弾性係
数ｙ₁ の上限値が５６４〜２４６ＭＰａに直線的に漸減
する。これらの弾性係数ｙ₁ の上限値５６４〜２４６Ｍ
Ｐａを結んで得られる直線ｙ₁ は、ｙ₁ ＝−１０．６ｘ
₁ ＋６７０となることが理解できる。一方、縦弾性係数
ｙ ₂ の下限値は３７５〜１７１ＭＰａに直線的に漸減
し、これらの弾性係数ｙ₂ の下限値３７５〜１７１ＭＰ
ａを結んで得られる直線ｙ₂ がｙ₂ ＝−６．８ｘ₂ ＋４
４３となることが分かる。

【００５１】従って、前記含水率ｘ₁ ，ｘ₂ を１０〜４
０％とするとき、前記各直線ｙ₁ ＝−１０．６ｘ₁ ＋６
７０及びｙ₂ ＝−６．８ｘ₂ ＋４４３と、前記含水率１
０≦ｘ₁ ，ｘ₂ ≦４０の間に囲まれる領域Ｄ１内にあれ
ば、本発明の初期の目的とする木質製品１０の縦弾性係
数ｙ₁ ，ｙ₂ の範囲内を維持して安定化する。本発明の
初期の目的である木質製品１０の含水率ｘ₁ ，ｘ₂ が１
０％よりも減小すると、この木質製品１０の縦弾性係数
ｙ₁ ，ｙ₂ の範囲内を越えるため、製品強度が低下して
木質製品１０の破壊や破損などを生じやすくなる。

【００５２】更に、前記含水率ｘ₃ ，ｘ₄ が４０〜６０
％に変化するとき、前記縦弾性係数ｙ₃ の上限値は２４
６〜１４４ＭＰａに直線的に漸減し、これらの弾性係数
ｙ₃の上限値２４６〜１４４ＭＰａを結んで得られる直
線ｙ₃ は、ｙ₃ ＝−５．１ｘ ₃ ＋４５０となることが分
かる。この直線ｙ₃ は、上述の直線ｙ₁ ＝−１０．６ｘ
₁ ＋６７０よりも緩やかな勾配をもつ。一方、前記縦弾
性係数ｙ₄ の下限値は、上述の直線ｙ₂ よりも緩やかな
勾配をもって、１７１〜１２５ＭＰａに直線的に漸減
し、これらの弾性係数ｙ₄ の下限値１７１〜１２５ＭＰ
ａを結んで得られる直線ｙ₄ がｙ₄ ＝−２．３ｘ₄ ＋２
６３となることが理解できる。

【００５３】従って、前記含水率ｘ₃ ，ｘ₄ を４０〜６
０％とするとき、本発明の初期の目的である木質製品１
０の縦弾性係数ｙ₃ ，ｙ₄ を最適な範囲内に抑えるに
は、前記各直線ｙ₃ ＝−５．１ｘ₃ ＋４５０及びｙ₄ ＝
−２．３ｘ₄ ＋２６３と、前記含水率４０＜ｘ₃ ，ｘ₄
≦６０の間に囲まれる領域Ｄ２内にあればよく、本発明
の初期の目的とする木質製品１０の縦弾性係数ｙ₃ ，ｙ
₄ の範囲内を維持して安定化することが理解できる。前
記縦弾性係数ｙ₃ の上限値１４４ＭＰａ及び縦弾性係数
ｙ₄ の下限値１２５ＭＰａを越えると、前記含水率
ｘ₃ ，ｘ₄ が６０％よりも増えるため、製品強度が低下
して木質製品１０の崩れや破損などを生じやすくなり、
あまり実用的には馴染まない。

【００５４】このように、元々含水率が６０％以下であ
る木質原料１は、上述の圧縮工程、固定化工程及び乾燥
工程により、木質製品１０の含水率ｘを６０％以下に抑
えて寸法的に安定化されるため、木質原料１の成形条件
や熱処理条件等の諸々の条件下にあっても、製品ＪＩＳ
規格に基づく撓み寸法を満足するようになるばかりでな
く、含水率ｘに見合った最適な縦弾性係数ｙを有する木
質製品１０が効果的に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施形態である木質製品を製
造する工程を示す概略説明図である。

【図２】図１の次の工程を示す概略説明図である。

【図３】貯留ホッパ、計量・充填機の側面図である。

【図４】木質原料を充填した製造用型の断面図である。

【図５】圧縮機で製造用型内の木質原料を圧縮した状態
の説明図である。

【図６】押し板をロックした状態の説明図である。

【図７】上枠を取り外した製造用型を段積みした状態の
説明図である。

【図８】固定炉の説明図である。

【図９】脱型動作状態の説明図である。

【図１０】木質製品を重ね合わせた状態の説明図であ
る。

【図１１】木質製品の縦弾性係数と含水率との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１ 木質原料 ２ 製造用型 ２ａ 下型 ２ａ−１ 脱型用穴 ２ｂ 上枠 ２ｂ−１ ピン孔 ２ｂ−２ フック片 ２ｃ 底板 ２ｄ 押し板 ２ｅ ロック用ピン ３ 貯留ホッパ ４ 計量・充填機 ４ａ 架台 ４ｂ 計量ます ４ｃ スライドダンパー ５ スクリューコンベヤ ６ 圧縮機 ６ａ プレスヘッド ６ａ−１ 溝 ６ｂ 昇降用シリンダ ７ 固定化炉 ７ａ 圧力容器 ８ ロック解除機 ８ａ 押し上げプレート ９ 脱型用押し棒 １０ 木質製品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 593227523 棚橋 光彦 岐阜県岐阜市白山町３丁目２番地３号 藤 和シティホームズ新岐阜1002 (72)発明者 高橋 伸彦 東京都港区赤坂２−３−６ 株式会社小松 製作所内 (72)発明者 森 達也 東京都港区赤坂２−３−６ 株式会社小松 製作所内 Ｆターム(参考） 2B260 AA12 BA01 BA02 BA03 BA07 BA18 BA19 CB01 EA05 EB02 EB05 EB06 EB19 EB21 EC18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木材粉、木材小片、木材繊維等の木質原
   料(1) からなる木質製品(10)を製造する製造方法であっ
   て、 製造用型(2) に充填する木質原料(1) の含水率を６０％
   以下とする工程、 前記製造用型(2) 内に充填した木質原料(1) を圧縮成形
   する工程、 圧縮成形した木質原料(1) を圧力容器(7a)内にセットし
   たのち、圧力容器(7a)内に高圧水蒸気を充満させ、高圧
   水蒸気の雰囲気中において所定時間放置して固定硬化さ
   せる工程、及び前記固定硬化させる工程の完了後に前記
   木質原料(1) を乾燥させる工程、を含んでなることを特
   徴とする木質製品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記乾燥させる工程が、前記固定硬化さ
   せる工程の完了後の所定時間経過後に、前記圧力容器(7
   a)内の圧力を開放して大気圧まで減圧して、前記圧力容
   器(7a)内で前記木質原料(1) を乾燥させることを含んで
   なることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
3. 【請求項３】 前記圧力容器(7a)内の乾燥時間を３〜６
   ０分間に設定することを特徴とする請求項１又は２記載
   の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の製造方
   法により得られる所望の形態を有する木質製品(10)であ
   って、 同木質製品(10)の含水率ｘ（％）と縦弾性係数ｙ（ＭＰ
   ａ）とが次式及びを満足することを特徴とする木質
   製品。 ｙ＝ｙ₁ −ｙ₂ … ｙ＝ｙ₃ −ｙ₄ … ただし、ｙ₁ ＝−１０．６ｘ₁ ＋６７０、 ｙ₂ ＝−６．８ｘ₂ ＋４４３ ｙ₃ ＝−５．１ｘ₃ ＋４５０、 ｙ₄ ＝−２．３ｘ₄ ＋２６３ １０≦ｘ₁ ，ｘ₂ ≦４０、 ４０＜ｘ₃ ，ｘ₄ ≦６０