JP2003236811A - 木質系複合材料の製造方法 - Google Patents

木質系複合材料の製造方法

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JP2003236811A
JP2003236811A JP2002044482A JP2002044482A JP2003236811A JP 2003236811 A JP2003236811 A JP 2003236811A JP 2002044482 A JP2002044482 A JP 2002044482A JP 2002044482 A JP2002044482 A JP 2002044482A JP 2003236811 A JP2003236811 A JP 2003236811A
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Toshiyuki Suzuki
俊之 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】含水率のバラツキの大きい木質材料片を原料と
しても、長期間の養生を必要としない木質系複合材料の
製造方法を提供する。 【解決手段】結合剤と混合状態の木質材料片をマット状
になるように積層する積層工程と、この積層工程で得ら
れた積層マットに蒸気噴射しながら積層マットを熱盤間
でプレス成形する成形工程とを備える木質系複合材料の
製造方法において、木質材料片を一旦略全乾状態になる
まで乾燥したのち、乾燥した木質材料片と結合剤とを混
合するとともに、成形工程において、熱盤温度を蒸気噴
射される蒸気温度より低い温度に保つことを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、木質材料片が結合
剤で結合されてなる木質系複合材料を製造する方法に関
する。 【0002】 【従来の技術】エンジニアリングウッドと称される木質
系複合材料は、例えば、細長い木質材料片に結合剤を塗
布するなどして担持させた結合剤付き木質材料片を、そ
の長手方向に向きを揃えてマット状に積層し、この積層
マットを加圧・加熱することによって得られている(例
えば、特公昭50−17512号公報)。ところで、こ
のような木質系複合材料は、製造時に各木質材料片の含
水率が一定でないと、その品質が安定しない。しかしな
がら、原料となる木質材料片は、その含水率が通常殆ど
一定していない。特に、廃棄材等の粉砕物を用いようと
した場合、その傾向が顕著である。そこで、従来、原料
となる木質材料片を小ロットに分けて個別に含水率を測
定してそれぞれの含水率に合わせた条件で乾燥するか、
含水率の最大値に合わせた条件で木質材料片全体を一度
略全乾まで乾燥させ、一定期間同条件で養生することに
よって含水率を一定に調湿する方法が採られている。 【0003】しかしながら、前者の調湿方法の場合、ロ
ット毎に個別に条件を設定する必要があるため多数の工
数と装置が必要であるという問題があり、後者の調湿方
法の場合、長期間の養生が必要である。特に、木質材料
片に結合剤を複合させて成形した木質系複合材料の製造
については、出荷後の寸法変化を防ぐために出荷前に気
乾含水率になるまで養生する必要があるが、全乾に近い
含水率で成形した厚みの大きい成形品については、内部
まで空気中の水分が浸透するのに非常に長い期間を必要
とするため、広大な養生庫が必要であった。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来の問題点に鑑み、含水率のバラツキの大きい木質材
料片を原料としても、長期間の養生を必要としない木質
系複合材料の製造方法を提供することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる木質系複合材料の製造方法は、結合
剤と混合状態の木質材料片をマット状になるように積層
する積層工程と、この積層工程で得られた積層マットに
蒸気噴射しながら積層マットを熱盤間でプレス成形する
成形工程とを備える木質系複合材料の製造方法におい
て、木質材料片を一旦略全乾状態になるまで乾燥したの
ち、乾燥した木質材料片と結合剤とを混合するととも
に、成形工程において、熱盤温度を蒸気噴射される蒸気
温度より低い温度に保つことを特徴としている。 【0006】本発明において、略全乾状態とは、含水率
2%以下を意味し、好ましくは含水率0〜1%である。 【0007】本発明で用いられる木質材料片は、特に限
定されないが、例えば、柱材や板材などが廃棄物となっ
た廃木材をハンマーミルなどの破砕機で破砕したもの、
丸太や小径木、製材端材などの製材端材を、スライサー
やフレーカーなどの切削機で細片化したもの、ロータリ
ーカッターによってベニア加工したものを割り箸状に切
断してスティック状にしたもの、フレーカーの回転刃に
よって丸太を切削してストランド状にしたもの、一軸破
砕機の表面に刃物のついたロールを回転させて木材を破
砕したもの等が挙げられ、その大きさが1mm〜数百m
mのものが挙げられる。 【0008】そして、上記のようにして得られた木質材
料片は、必要に応じて、その厚さや長さで分級して使用
される。木質材料片の樹種としては、スギ・ヒノキ・ス
プルース・ファー・ラジアータパイン等の針葉樹、シラ
カバ・アピトン・カメレレ・センゴンラウト・アスペン
等の広葉樹など、ほとんど全ての種類の木材が挙げられ
る。 【0009】結合剤としては、熱硬化性のものがほとん
ど使用可能で、例えばフェノール樹脂、尿素樹脂、イソ
シアネート等、合板やパーティクルボードに用いられる
木材工業用の接着剤が挙げられ、これらの結合剤が、単
独或いは数種類を併用しても良いが、反応時に水分が発
生しないMDI等のイソシアネート系接着剤が特に有効
である。結合剤の配合量は、木質材料片の密度、形状、
表面状態にもよるが、通常は木質材料片の重量に対し
て、1重量%〜20重量%が好ましい。 【0010】木質材料片と結合剤との混合状態とは、特
に限定されないが、例えば、コンベア上やドラムブレン
ダ等の撹拌装置内で、木質材料片に対し、結合剤をスプ
レー等の塗布手段を用いて、木質材料片の表面に結合剤
を付着させたり、塗布したりして結合剤が直接木質材料
片の担持した状態、あるいは、結合剤が粉体である場
合、単に木質材料片と結合剤とを撹拌混合等した状態を
意味する。熱盤温度と蒸気温度の設定値については一概
に言うことはできない。理由は、熱盤温度と蒸気温度の
設定が同一でも、木質材料片の形状や樹種、成形品の密
度等により蒸気の浸透速度が変わり、成形後の木質系複
合材料の含水率が変化するためである。 【0011】熱盤温度と蒸気温度の設定値は実験・検討
を繰り返すことにより調節して求める設定する必要があ
るが、検討開始時の初期値としては、噴射する蒸気温度
に対し0.2MPa低い蒸気の温度、さらに具体的に言
うと0.9MPa(約180℃)の蒸気に対し、熱盤温
度を10℃低い170℃とする設定が目安となる。木質
材料片の各部寸法は、その厚さ、幅がそれぞれ1mm以
上で製造する木質系複合材料の厚さ寸法の1/8程度以
下が好ましく、その長さが幅の5倍以上が好ましく、上
限の規制は特にない。 【0012】含水率を一定にする方法としては、例え
ば、温調したオーブン中に一定時間木質材料片を放置す
る方法が挙げられる。 【0013】プレス機としては、特に限定されないが、
例えば、既存の木質系材料成形用の縦型プレス機や連続
プレス機を垂直方向動作にしたものを用いることができ
る。プレス機の温度条件は、通常100〜250℃の範
囲が好ましい。圧力条件は、10〜100kgf/cm
2の範囲が好ましい。プレス時間は、結合剤が硬化する
時間加熱と圧力を加えればよい。 【0014】また、本発明においては、プレス成形後、
得られる木質系複合材料の寸法精度や表面性を向上させ
るために、必要に応じてアニール処理や、切削、サンデ
ィング加工を行うようにしても構わない。 【0015】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。図1および図2は、本発明にかかる木質
系複合材料の製造方法の1つの実施の形態をあらわして
いる。 【0016】この製造方法は、まず、図1(a)に示す
ように,廃材等の原料木材を粉砕機や切削機等で(図示
せず)で粉砕あるいは切削して得た木質系粉砕チップ1
aをウェーブローラー方式の分級機2で分級し、厚さ1
mm〜15mmの木質材料片1bを得る。つぎに、図1
(b)に示すように、木質材料片1bを乾燥機3に入れ
て略全乾状態である2%以下の含水率になるまで乾燥す
る。 【0017】乾燥させた木質材料片1bを図1(c)に
示すように、ドラムブレンダ4に投入し、結合剤5をド
ラムブレンダ4内の木質材料片1bにスプレー散布し、
ドラムブレンダ4内で木質材料片1bに結合剤5を担持
させて結合剤付き木質材料片1cを得る。そして、図2
(a)および図2(b)に示すように、コンベア6の受
け61上に得ようとする仕切り壁71によって複数の分
割枠部72に分割されたフォーミング型7をセットした
後、図2(c)に示すように、コンベア6によって配向
手段としてのディスクオリエンター73の下方にフォー
ミング型7を移動させる。 【0018】フォーミング型7がディスクオリエンター
73の下方の所定位置まで移動したら、上方から結合剤
付き木質材料片1cをディスクオリエンター73に供給
し、ディスクオリエンター73で木質材料片1bの繊維
方向が分割枠部72の長手方向に向くように配向させな
がら、各分割枠部72内に結合剤付き木質材料片1cを
投入する。また、このとき、結合剤付き木質材料片1c
を分割枠部72の長手方向に均一に投入できるようにフ
ォーミング型7をコンベア6の移送方向(図2で矢印B
方向)に前後動させる。 【0019】そして、結合剤付き木質材料片1cをフォ
ーミング型7の所定高さまで積層させた後、図2(d)
に示すように、フォーミング型7を上方に引き上げて取
り除き、図2(e)に示すように、木質材料片1bが積
層された積層マット1dをコンベア6によってプレス機
8のところまで移動させる。つぎに、蒸気噴霧される蒸
気の温度より低い温度に設定されたプレス機8の熱盤8
1の間に積層マット1dを挟み込んでプレスするととも
に、積層マット1dに蒸気を噴射して結合剤を加熱硬化
させた後、必要に応じてアニール処理や、切削、サンデ
ィング加工を行い、図2(f)に示すように、木質系複
合材料1eを得る。 【0020】この木質系複合材料の製造方法は、以上の
ように、木質材料片1bを一旦略全乾状態になるまで乾
燥したのち、結合剤を乾燥した木質材料片1bに担持さ
せ、成形工程において、熱盤81の温度を蒸気噴射され
る蒸気温度より低い温度に保つようにしたので、含水率
のバラツキの大きい木質材料片を原料としても、吸湿な
どによって寸法変形を起こしたりすることのない気乾含
水率の木質系複合材料1eをプレス成形だけで得ること
ができ、長期間の養生が不要となり生産性が向上する。
また、結合剤付き木質材料片1cが配向させられてフォ
ーミング型7に供給されるが、フォーミング型7内が幅
の狭い分割枠部72分割されているので、フォーミング
型7内に供給された結合剤付き木質材料片1cが、分割
枠部72の仕切り壁71で規制されて、繊維長が短く、
長さもランダムな木質材料片1cであっても、極めて均
等均質に配向することが可能となるとともに、分割枠部
72の長手方向に配向した状態で型崩れすることなくマ
ット状に確実に積層される。 【0021】そして、この積層マット1dをプレスする
ようにしたので、例えば、15cm未満の短い木質材料
片を用いた場合であっても、構造材としても充分使用で
きる高強度な木質系複合材料を製造できるようになる。
しかも、結合剤付き木質材料片1bの積層方向からプレ
スするようにしたので、製造方法が簡略化でき、製造コ
ストが低減される。 【0022】本発明にかかる木質系複合材料の清掃方法
は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記の
実施の形態では、積層マットを上下方向からプレスする
ようになっていたが、水平方向からプレスするようにし
ても構わない。 【0023】 【実施例】以下に、本発明の具体的な実施例を比較例と
ともに詳しく説明する。 【0024】(実施例1)含水率が10〜50%の範囲
のスギの粉砕品(粒径:1〜5mm)を深さ100mm
のステンレスバット上に入れ、雰囲気温度100℃のオ
ーブン中で8時間加熱した。含水率を測定したところ、
1〜2%となった。さらに100℃で8時間加熱した
が、含水率の分布に変化は見られなかった。次に、粉砕
品をオーブンから取り出して室温まで放冷し、イソシア
ネート接着剤(住化バイエルウレタン製44v20)を
7重量%塗布して、密度0.7g/cm3になるよう
に、熱盤温度170℃で、0.9MPaの蒸気(約18
0℃)を噴射し、蒸気圧を1分保持して成形した。得ら
れた木質系複合材料の含水率は8〜10%となり、略気
乾状態となった。 【0025】(比較例1)熱盤温度を180℃とした以
外は実施例1と同様にして木質系複合材料を得た。そし
て、得られた木質系複合材料は、その含水率が略0〜1
%で、ほとんど全乾状態であった。上記実施例1および
比較例1から本発明の製造方法によれば、養生工程を省
いても吸湿などによる寸法変形を起こさない木質系複合
材料を得られることがよくわかる。 【発明の効果】本発明にかかる木質系複合材料の製造方
法は、以上のように構成されているので、全乾状態に乾
燥した木質材料片から、吸湿等により寸法変化を起こす
ことがない気乾含水率の木質系複合材料をプレス成形だ
けで得ることができる。したがって、プレス成形後、長
期間の養生工程が不要となり生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明にかかる木質系複合材料の製造方法の第
1の実施の形態であって、その結合剤付き木質材料片の
製造工程を説明する説明図である。 【図2】図1の後工程を工程順にあらわす説明図であ
る。 【符号の説明】 1b 木質材料片 1d 積層マット 1e 木質系複合材料 5 結合剤 8 プレス機 81 熱盤

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】結合剤と混合状態の木質材料片をマット状
    になるように積層する積層工程と、この積層工程で得ら
    れた積層マットに蒸気噴射しながら積層マットを熱盤間
    でプレス成形する成形工程とを備える木質系複合材料の
    製造方法において、木質材料片を一旦略全乾状態になる
    まで乾燥したのち、乾燥した木質材料片と結合剤とを混
    合するとともに、成形工程において、熱盤温度を蒸気噴
    射される蒸気温度より低い温度に保つことを特徴とする
    木質系複合材料の製造方法。
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CN106239643A (zh) * 2016-06-24 2016-12-21 福建金竹竹业有限公司 一种竹胶板的制作方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106239643A (zh) * 2016-06-24 2016-12-21 福建金竹竹业有限公司 一种竹胶板的制作方法
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