JP2003260703A - 木質チップ配向積層体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短い木質チップを用いた場合であっても、密
度が高くなり過ぎずに、構造材としても充分使用出来る
木質チップ配向積層体を提供すること。 【解決手段】 木質チップを一定方向に配向積層されて
なる木質チップ配向積層体において、上記木質チップ自
身の空隙率は、原材から圧縮されていない状態に保持さ
れつつ、各木質チップ間の空隙率は圧密されていること
を特徴とする木質チップ配向積層体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木質チップ配向積
層体に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成木材（木質系複合材）として例え
ば、細長い木質材料片（以下、木質チップ）と結合剤の
混和物を木質チップの長手方向に向きを揃えて積層し、
マット状にしてから加圧・加熱することによって得られ
ることが知られている。このようにして製造される木質
系複合材の内、構造用材料用途のものは必要十分な強度
を得るために、一般的には１５ｃｍ以上の繊維方向長さ
を有する木質材片が用いられている（例えば、特公昭５
０−１７５１２号）。

【０００３】しかしながら、上記木質チップを積層して
合成木材とする場合、加熱・加圧することにより木質チ
ップが圧縮され、天然木が本来有する空隙を潰されるこ
とになってしまい、得られる成形体（木質チップ配向積
層体）の密度は通常の天然木材よりも高比重になってし
まうという問題がある。また、加圧力を落とすことによ
り、得られる木質チップ配向積層体を低密度にすること
も考えらえるが、その場合上記積層体の物理的強度は低
下してしまい構造用材料用途のものに必要十分な強度が
得られないという問題がある。

【０００４】また、近年、リサイクルという観点から木
材の廃棄物を有効利用する検討が色々と試みられてい
る。しかしながら、木材の廃棄物を原材料として利用す
る場合、１５ｃｍ以上の繊維方向長さを有する木質材料
片は得られにくい。すなわち、木材廃棄物には、工場や
住宅建築現場で発生する端材、部材輸送後に廃棄される
廃パレット材、建築解体時に発生する解体廃材等がある
が、これらからは１５ｃｍ未満の比較的短い木質チップ
しか得られないのが現状であり、これら木質チップから
構造用強度を必要とする木質系複合材を得ることは困難
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来の木質系複合材料の製造方法上の問題点に鑑みてな
されたものであり、短い木質チップを用いた場合であっ
ても、密度が高くなり過ぎずに、構造材としても充分使
用出来る木質チップ配向積層体を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、木質チップを
一定方向に配向積層されてなる木質チップ配向積層体に
おいて、上記木質チップの自身の空隙率は、原材から圧
縮されていない状態に保持されつつ、各木質チップ間の
空隙率は圧密されていることを特徴とする木質チップ配
向積層体である。

【０００７】上記木質チップとして用いられる樹種とし
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等が挙げられるが、
これら森林から生産される植物材料だけでなく、竹、コ
ウリャンといった森林以外で生産される植物材料等も挙
げられる。

【０００８】また、上記木質チップの利用出来る形態と
しては、上記樹種の丸太、間伐材等の生材料、工場や住
宅建築現場で発生する端材、部材輸送後に廃棄される廃
パレット材、建築解体時に発生する解体廃材等のリサイ
クル木材が資源有効利用という点で好ましく挙げられ
る。

【０００９】上記木質チップにする加工方法としては、
ベニア加工したものを割り箸状に切断してスティックに
するロータリーカッター、丸太を回転刃で切削してスト
ランドにするフレーカー、表面に刃物のついたロールを
回転させて木材を破砕する一軸破砕機等があり、それら
を用いることにより木質チップを得る。

【００１０】上記破砕された木質チップの水分含有量は
通常、高いが、含水率は小さい方が好ましい。そのよう
な含水率としては、０〜１０ｗｔ％が好ましい。

【００１１】本発明の木質チップ配向積層体は、上記破
砕木質チップに結合剤をブレンドすることにより成形加
工され易くなる。上記結合剤としては、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
ボード等に用いられる木材工業用の接着剤が挙げられ、
これら接着剤は、単独或いは数種類を併用しても良い。
上記結合剤の混和量は、木質チップの密度、形状、表面
状態にもよるが、通常は木質チップの全重量に対して１
〜２０重量％が好ましい。

【００１２】上記木質チップと結合剤の混和方法として
は、コンベア上やドラムブレンダー内等で、木質チップ
に対し、結合剤をスプレー等の塗布手段を用いることに
より木質チップの表面に結合剤を付着させることにより
行われることが好ましい。

【００１３】また、木質チップ配向積層体として成形す
る手段としては、上記木質チップと結合剤からなる混合
物を一定方向に配向（並べ）させ、熱と圧力を同時にか
けてプレス成形することが好ましい。

【００１４】上記加熱温度として、より低温で固める方
が木質チップの空隙率を保持し易いという点で好まし
い。また、加圧する圧力としては、木質チップの樹種に
より異なるが出来るだけ低圧でゆるやかに加圧する方
が、木質チップ自身の内部空隙は変化させず、各チップ
間の空隙を少なくするという点で好ましい。

【００１５】本発明の木質チップ配向積層体において
は、上記木質チップの自身の空隙率は、原材からなるべ
く圧縮されていない状態に保持されつつ、各木質チップ
間の空隙率は圧密されている。

【００１６】より具体的には、上記木質チップ自身の空
隙保持率は少なくとも３０％以上有する方が好ましい。
上記空隙保持率が３０％より小さくなると得られる木質
チップ配向積層体の比重が大きくなり加工性や施工性が
低下する。本発明でいう木質チップの空隙とは木質材料
自身の内部に有する導管、師管などの空孔部分のことを
意味する。また、上記空隙保持率とは、成形される前に
上記木質材料自体が保有している空隙と、成形後に有す
る空隙の比率（成形後空隙／成形前空隙×１００）を意
味する。上記空隙率は、使用した木質チップ全体の成形
前の比重と、成形後チップを再度取り出し測定した比重
から求められる。

【００１７】また、各木質チップ間の空隙は全断面積
中、５〜２０％であることが好ましい。小さくなること
でチップ間の接着面積が増加し、成形体の機械強度が向
上するからである。さらに好ましくは０〜２０％であ
る。２０％を越えると機械強度が急激に低下する。上記
チップ間の空隙率は全断面積に対して、画像処理法を用
いて測定することにより求めることが出来る。

【００１８】（作 用）破砕された木質チップを一定方
向に配向積層されてなる成形体において、木質チップ個
々の空隙（導管、師管）は保持されており、かつ、チッ
プ間の空隙は潰されていることで木材としての比重を保
持しつつ、強度の高い成形体を得ることが可能である。

【００１９】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１に示したプロセ
スにより木質チップ配向積層体を作成した。（ａ）に示
したように、木材廃棄物処理業者から購入したボード用
チップを、ウェーブローラー方式の分級機ウェブローラ
ースクリーン（たいへい社製）を用いて、厚み１〜１５
ｍｍの木質チップを分級した。上記木質チップを、加熱
オーブン（５０℃、２４ｈｒ）にて含水量を５．２％に
調整した（ｂ）。

【００２０】次に、（ｃ）に示したように、ドラムブレ
ンダーに上記分級したチップを投入し、結合剤としてイ
ソシアネート系接着剤（チップに対して５重量％）を投
入して両者を混合塗布した。次に、結合剤が塗布された
チップを、ＯＳＬフォーミングマシーン（たいへい社
製）に投入し、（ｄ）に示した方法でフォーミング金型
に投入した。前記フォーミング金型は、縦２０００ｍ
ｍ、横５００ｍｍ、高さ１００ｍｍであり、金属製の仕
切り板（鉄、厚み２ｍｍ）を用いて、５０ｍｍ間隔に１
０等分したものを用いた。

【００２１】次にフォーミング金型、仕切り板を（ｅ）
のように脱型し、プレス機へ投入した。プレス機の金型
は縦２５００ｍｍ、横５００ｍｍ、高さ１５０ｍｍであ
った（伝熱タイプ、川崎油工社製、３００ｔプレス）。
加熱温度１８０℃、圧力１０ＭＰａで、プレス時間１０
分、成形品の最終形状が２０００×５００×３０ｍｍに
なるように加圧しプレス盤をキープした。

【００２２】次に成形品の６面すべてをカットし、１５
００×４００×２５ｍｍの成形品を得た（ｆ）。成形体
の木質チップの空隙率は、使用したチップ全体の成形前
と成形後のチップの比重から求めた。木質チップの空隙
保持率は９０％であった。また、チップ間の空隙率は全
断面積に対して、画像処理法を用いて測定した。その結
果、空隙率は１０％であった。

【００２３】（実施例２）実施例１において成形圧力を
２ＭＰａにすることで、木質チップの空隙保持率は７０
％、木質チップ間の空隙率は５％であった。

【００２４】（実施例３）実施例１において成形圧力を
３ＭＰａにすることで、木質チップの空隙保持率は４０
％、木質チップ間の空隙率は１０％であった。

【００２５】（比較例１）実施例１において成形圧力を
６ＭＰａにすることで、木質チップの空隙保持率は１０
％、木質チップ間の空隙率は２％であった。上記サンプ
ルの比重と曲げ強度を、ＪＩＳＺ ２１０１に準じて測
定した。その結果を表１に示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明の木質チップ配向積層体は、木質
チップの個々の空隙率が原木材の状態に保持されつつ、
木質チップ間の空隙率は圧密されていることにより比重
は高くならずに且つ、物理的強度が確保出来る。特に、
木質チップがリサイクル木材から得られたものである場
合には、破砕された木質チップは短いものしか得られな
いので、本発明の構成要件を満たすことにより強度が高
く且つ比重の小さい木質チップ配向積層体を得ることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】分級された木質チップから本発明の木質チップ
配向積層体を製造するプロセスを示したプロセス図であ
る。

【符号の説明】

ａ 破砕木質チップを分級する工程 ｂ 木質チップを乾燥する工程 ｃ 結合剤と木質チップとの混合工程 ｄ 木質チップをフォーミング金型に投入する工程 ｅ フォーミング終了工程 ｆ 木質マットをプレス加工して木質チップ配向積層
体を得る工程 １ ウエブローラー（分級機） １ａ 破砕木質チップ １ｂ 分級された木質チップ ３ 加熱オーブン ４ ドラムブレンダー ５ 結合剤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】木質チップを一定方向に配向積層されてな
   る木質チップ配向積層体において、上記木質チップ自身
   の空隙率は、原材から圧縮されていない状態に保持され
   つつ、各木質チップ間の空隙率は圧密されていることを
   特徴とする木質チップ配向積層体。
2. 【請求項２】上記木質チップ自身の空隙保持率は少なく
   とも３０％以上あり、各木質チップ間の空隙は全断面積
   中、５〜２０％である請求項１記載のチップ配向積層
   体。
3. 【請求項３】上記木質チップは、リサイクル木材から得
   られたものである請求項１、又は２記載の木質系複合
   材。