JP2003311718A - 木質繊維板の製造方法 - Google Patents

木質繊維板の製造方法

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JP2003311718A
JP2003311718A JP2002125576A JP2002125576A JP2003311718A JP 2003311718 A JP2003311718 A JP 2003311718A JP 2002125576 A JP2002125576 A JP 2002125576A JP 2002125576 A JP2002125576 A JP 2002125576A JP 2003311718 A JP2003311718 A JP 2003311718A
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crushing
fiberboard
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Yuichi Oshima
雄一 大島
Yosuke Kagotani
陽介 篭谷
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Eidai Co Ltd
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  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来廃棄処分されてきた使用済み木質繊維板
の粉砕物を原料の一部(再生原料)として用いて、従来
製法による木質繊維板と同等あるいはそれ以上の強度を
備えた木質繊維板を得る。本発明により、新規原料、す
なわち天然木材の消費量を低減することが可能となり、
結果として、自然環境の保護に寄与することができる。 【解決手段】 新規な木材片を粉砕または切削して得た
原料と既存の木質繊維板(例えば、MDF)を粉砕して
得た再生原料とを接着剤により一体に熱圧成形して木質
繊維板(例えば、MDF,PB)をうる。生成原料は、
見かけ比重50kg/m3〜250kg/m3、繊維長
0.01mm〜20mmの繊維状またはチップ状のもの
であることが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、木質繊維やチップ
片を接着剤により一体に熱圧成形してなる木質繊維板の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】パーティクルボード(PB)、中密度木
質繊維板(MDF)、高密度木質繊維板(HDF)、配
向性ストランドボード(OSB)、ウエハーボート(W
B)などのように、木材片をリファイナーやミルなどで
粉砕して繊維状にしたもの、あるいは、木材片を粉砕機
によりチップ状にしたものを原料として用い、それを接
着剤と共に熱圧成形して製造される木質繊維板はひろく
知られている。それらの原料は、木材チップ、木質繊
維、ストランド片などとよばれている。
【0003】木質繊維板の製造に際して、例えばMDF
の場合には、25mm角あるいはそれよりも小さく裁断
された木材片が原料として用いられる。それがリファイ
ナー(シングルディスクリファイナー、ダブルディスク
リファイナーなど)などで見かけ比重20kg/m3
50kg/m3、繊維長0.4mm〜4mm程度の繊維
状に解繊される。次に、解繊した原料に接着剤を塗布し
た後、乾燥し、フォーミング、トリミングなどの工程を
経て、熱圧プレスで熱圧成形される。単層構造のものも
あり、多層構造のものもある。多層構造の場合には、フ
ォーミングの工程で木質材層が多層に積層される。その
際に、通常は、中央に比較的大きな繊維長からなる中層
がおかれ、表層すなわち表面層と裏面層には繊維長の短
いものからなる層がおかれる。
【0004】PBの場合もほぼ同様にして製造される
が、原料として2mm〜50mm程度の大きさであるチ
ップ状のものを用いるようにしている。PBの場合に
は、スクリーンにより原料片の大きさによる選別が行わ
れ、それらを区分けして多層状に積層する場合が多い。
その場合、表層は3mm程度以下、中層は2mm〜50
mm程度のものが通常用いられる。もちろん、単層構造
のPBもある。
【0005】上記のようにして製造される木質繊維板
は、建築材をはじめ自動車、家具などの幅広い用途に使
用されている。使用目的に応じて、繊維状あるいはチッ
プ状の木質原料中に、さらにバカス、穀物わら、竹、さ
さのように植物材料を混入した状態で熱圧成形すること
も行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この種の木質繊維板
は、その使用目的を終えた後はそのまま廃材とされ、例
えば燃料用として焼却処理されるのが通常である。しか
し、自然保護の観点から木材資源の保護と有効活用が求
められている現在、廃材となった木質繊維板について
も、何らかの形で再利用する手法を見いだすことが今後
の課題となってきている。
【0007】本発明は上記のような観点からなされたも
のであり、従来、焼却処分などにより廃棄処理されてき
た使用済みの木質繊維板を、新規な木質繊維板のための
再生原料として再利用することにより、天然木材の消費
量を低減し、結果として、自然環境の保護に寄与するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべ
く、本発明者は多くの実験と研究を行うことにより、廃
材である木質繊維板、すなわち従来法で製造された既存
の木質繊維板を、粉砕機などで粉砕して繊維状あるいは
チップ状にし、それを、従来木質繊維板を製造するとき
に用いる木材片を粉砕または切削して得られる新規原料
に混入するか、あるいは、新規原料に層状に積層した状
態とし、それを従来法に則って木質繊維板として製造し
た場合に、得られた木質繊維板は、新規な木材片を粉砕
または切削して得た新規原料のみで製造した木質繊維板
と比較して、強度的に劣らない、むしろ向上した強度を
備えた木質繊維板が得られるという驚くべき事実を発見
した。
【0009】この発見は、新規原料に中に、廃材からの
再生原料を混合したり付加すると、製造される木質繊維
板に悪影響を与えるという、業界での固定概念をまった
く覆すものであり、当業者といえども予見できないもの
であった。
【0010】本発明はそのような発見に基づいており、
本発明による木質繊維板の製造方法は、基本的に、新規
な木材片を粉砕または切削して調整した新規原料と既存
の木質繊維板を粉砕して調整した再生原料とを用い、そ
れらを接着剤により一体に熱圧成形して製造することを
特徴とする。なお、本発明で「粉砕」の語は、いわゆる
粉砕することに加え、解繊すなわち繊維状にする状態も
含むものとして用いている。また、本発明において、新
規原料と再生原料とは、相互に混合して用いてもよく、
混合することなく単に層状に積層して用いてもよい。ま
た、混合したものと混合しないものとを層状に積層して
用いるようにしてもよい。得ようとする木質繊維板の形
態に応じて選択される。
【0011】すなわち、本発明による製造方法で製造さ
れる木質繊維板の形態は、単層構造であってもよく、3
層構造など多層構造であってもよい。単層構造の場合に
は、新規原料と再生原料とは相互に混合した混合原料
(ただし、混合比はいろいろと異なる)の形で用いられ
る。一方、多層構造の場合に、すべての層が前記混合原
料で構成されていてもよく、前記のように新規原料と再
生原料とを混合することなく、単に層状に積層した形で
用いるようにしてもよい。もちろん、混合したものと混
合しないものとを層状に積層して用いるようにしてもよ
い。また、いずれの場合にも、従来の製造方法と同様
に、他の植物材料を適宜混入した状態で用いるようにし
てもよい。
【0012】本発明による木質繊維板の製造方法の好ま
しい態様においては、製造工場において、新規な木材片
を粉砕または切削して調整した新規原料を原料とする木
質繊維板の製造ラインと、既存の木質繊維板を粉砕処理
して再生原料を調整する再生原料調整ラインとを配置
し、木質繊維板の製造ラインでの木質繊維板の製造工程
の途中に、再生原料調整ラインで調整した再生原料を取
り込む工程を含ませるようにする。それにより、新規な
木材片を粉砕または切削して調整した新規原料と既存の
木質繊維板を粉砕して調整した再生原料との双方を用い
て、木質繊維板を製造することが可能となる。ここにお
いて、木質繊維板の製造ラインは従来知られたあるいは
既存のものであってよく、必要な場合には、新規原料と
供給される再生原料とを混合する機能を備えた手段が付
加的に備えられる。
【0013】この態様によれば、既存の設備に近接して
再生原料調整ラインを増設することで、既存の設備をそ
のまま利用して、本発明による木質繊維板の製造方法を
効果的に実施することが可能であり、初期投資コスト、
ランニングコストの低減効果ももたらされる。さらに好
ましくは、再生原料調整ラインにおいて、既存の木質繊
維板を再生原料化するに際して、粗粉砕する第1の粉砕
工程と、該粗粉砕された粉砕品を微粉砕する第2の粉砕
工程との2工程を経るようにされる。これにより、品質
が一定し安定化した再生原料を調整することができ、得
られる木質繊維板の品質は一層向上する。また、好まし
い態様において、再生原料調整ラインは、再生原料を貯
蔵するタンクを備え、必要に応じて、再生原料を該貯蔵
タンクに一旦貯蔵するようにする。そして、木質繊維板
の製造ライン側の処理に合わせて、必要量の再生原料を
製造ライン側に供給する。この態様を取ることにより、
再生原料の供給量や新規材料と再生原料との混合比率な
どを、必要時にかつ容易に調整することが可能となり、
種々の態様の木質繊維板を製造することが容易となる。
【0014】本発明において、製造の対象となる木質繊
維板の種類に制限はなく、木材片を適宜の手段により繊
維状あるいはチップ状に解繊あるいは粉砕して得られる
ものを原料とし、それに接着剤を塗布した状態で熱圧成
形して得られる、従来から知られた木質繊維板はすべて
対象となる。本発明者の実験では、製造される木質繊維
板がMDFおよびPBの場合に、本発明は特に有効であ
った。
【0015】本発明において、新規な原料の元となる木
材片は、製造しようとする木質繊維板の種類に応じて適
宜のものを選択すればよく、従来法により製造する場合
と同様であってよい。一方、再生原料の元となる既存の
木質繊維板の種類も特に制限はないが、MDFは最適で
ある。理由は、MDFの粉砕品は一定の大きさの繊維が
多く、得られる木質繊維板の表面が均質なものなるから
である。他の種類の廃木質繊維板であっても、粉砕片の
大きさや混合量を調整することにより、効果的に利用す
ることができる。
【0016】本発明において、既存の木質繊維板を粉砕
して調整される再生原料の見かけ比重と繊維長は、得よ
うとする木質繊維板の種類に応じて、適宜選択される。
いずれにしても、見かけ比重50kg/m3〜250k
g/m3、繊維長0.01mm〜20mmの繊維状また
はチップ状のものであることは好ましい。見かけ比重が
50kg/m3未満だと接着剤の塗布ムラが生じやすく
好ましくない。また、250kg/m3を越えると充分
な曲げ強度が得られないと共に、ダストが多く発生し作
業環境上からも好ましくない。また、繊維長0.01m
m未満だと必要とする接着剤量が多くなると共に、ダス
トが多く発生し作業環境上からも好ましくない。また、
20mmを越えると接着剤の塗布ムラが生じ好ましくな
い。
【0017】本発明による木質繊維板の製造方法は、原
料が新規な木材片を粉砕または切削して得た新規原料と
既存の木質繊維板を粉砕して得た再生原料との双方であ
ることで、従来の木質繊維板の製造方法と異なるだけで
あり、他は従来の木質繊維板の製造方法と異なるところ
はない。通常、接着剤塗布工程の前に両者は混合され、
以下、従来法による製造工程に従い、製造すればよい。
多層構造の場合において、再生原料のみからなる層を形
成する場合には、少なくともその層については、新規原
料と混合することなく再生原料に対して接着剤の塗布を
行い、それを他の層の上に直接積層した状態で、以下の
熱圧成形工程などを行う。
【0018】また、新規な原料と既存の木質繊維板を粉
砕して得た再生原料の混合比率に特に制限はなく、本発
明者の行った実験では、見かけ比重や繊維長にある程度
は左右されたが、再生原料が多い方がむしろ得られた木
質繊維板の曲げ強度が強くなる傾向が見られた。特に、
層構造とし、その内のいくつかの層(特に表層)を再生
原料のみで成形するようにした場合に、大きな曲げ強度
の向上が見られた。この理由は、通常のPBなどの表層
材に比べ、繊維状であり量的にも充分であるために繊維
間での絡みつき効果が有効に働いているためと解され
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明による木質繊維板の
製造方法をいくつかの実施の形態に基づき説明する。図
1は、本発明による木質繊維板の製造方法によってMD
Fを製造する場合の一例を示す工程図であり、ラインA
は、新規な木材片を粉砕して調整した新規原料を原料と
する木質繊維板(MDF)の製造ラインであり、ライン
Bは、既存の木質繊維板を粉砕処理して再生原料を調整
する再生原料調整ラインである。
【0020】ラインAは、従来知られているMDF製造
ラインにおける解繊工程(工程4)(粉砕装置やリファ
イナーで行われる)の前に、適宜の混合装置による混合
工程(工程4aまたは工程4b)を追加している。すな
わち、工程1で原料として投入された新規原料である木
材片は、必要な場合には工程2において金属などの異物
が取り除かれた後、一旦貯蔵される(工程3)。その
後、原料は工程4aにおいて、後記する再生原料と混合
され、混合した原料は工程4で繊維状に解繊される。次
に、従来のMDFの製造におけると同様に、接着剤塗布
(工程5)、乾燥(工程6)、フォーミング(工程
7)、トリミング(工程8)、プレス(熱圧成形)(工
程9)を経て、MDFが完成する。
【0021】ラインBは、上記のMDF製造ラインに近
接して設置されており、工程11で廃材MDFが原料と
して投入され、1次粉砕(工程12)で粗粉砕された
後、好しくは、一旦貯蔵される(工程13)。必要時に
必要量が定量供給され(工程14)、2次粉砕工程(工
程15)で微粉砕され、必要に応じて2次貯蔵される
(工程16)。
【0022】MDFの製造に際しては、図1に実線で示
すように、ラインBの2次粉砕工程(工程15)から直
接再生原料をラインAの混合工程(工程4a)に供給し
てもよく、場合によっては、2次貯蔵されている再生原
料(工程16)をラインAの混合工程(工程4a)に供
給してもよい。ラインAにおいて、混合工程を解繊工程
の前でなく後に配置することもできる(工程4b)。そ
の場合にも、図1に鎖線で示すように、再生原料はライ
ンBの2次粉砕工程(工程15)から直接該混合工程
(工程4b)に供給してもよく、場合によっては、2次
貯蔵されている再生原料(工程16)を該混合工程(工
程4b)に供給してもよい。MDFを多層構成のものと
し、その内の特定の層を再生原料のみの構成するような
場合には、ラインAにおける混合工程(工程4aまたは
工程4b)においてラインBにおける再生原料のみが供
給され、以下、解繊、接着剤塗布・・・などの工程を行
う。
【0023】図2は、本発明による木質繊維板の製造方
法によってPBを製造する場合の一例を示す工程図であ
って、図1と同様、ラインCは、新規な木材片を切削し
て調整した新規原料を原料とする木質繊維板(PB)の
製造ラインであり、ラインDは、既存の木質繊維板を粉
砕処理して再生原料を調整する再生原料調整ラインであ
る。
【0024】ラインCは、従来知られているPB製造ラ
インにおけるスクリーン(工程26)の前に、適宜の混
合装置による混合工程(工程26aまたは工程26b)
を追加配置している。すなわち、工程21で原料として
投入された新規原料である木材片は、必要な場合には工
程2において金属などの異物が取り除かれ、貯蔵される
(工程23)。貯蔵原料は工程24において所要の大き
さに切削され、再度貯蔵される(工程25)。その後、
原料は工程26aおいて、後記する再生原料と混合され
た後、スクリーンで選別が行われる(工程26)。次
に、従来のPBの製造におけると同様に、混合原料の乾
燥(工程27)、接着剤塗布(工程28)、フォーミン
グ(工程29)、トリミング(工程30)、プレス(熱
圧成形)(工程31)を受け、PBが完成する。
【0025】ラインDは、図1に示したMDF製造装置
にラインBと同じである。ラインBにおけると同様、工
程45で2次粉砕された再生原料は、必要に応じて2次
貯蔵されており(工程46)、PBの製造に際しては、
図2に実線で示すように、ラインDの2次粉砕工程(工
程45)から直接再生原料をラインBの混合工程(工程
26a)に供給してもよく、場合によっては、工程46
で2次貯蔵されている再生原料をラインBの混合工程に
供給してもよい。ラインBにおいて、混合工程をスクリ
ーンの前でなく後に配置することもできる(工程26
b)。その場合にも、図2に鎖線で示すように、再生原
料はラインDの2次粉砕工程から該混合工程26bに供
給してもよく、場合によっては、2次貯蔵されている再
生原料を該混合工程26bに供給してもよい。PBを多
層構成のものとし、その内の特定の層を再生原料のみの
構成するような場合には、ラインBにおける混合工程
(工程26aまたは工程26b)においてラインDにお
ける再生原料のみが供給され、以下、スクリーン、乾
燥、接着剤塗布・・・などの工程を行う。
【0026】[実施例1]図1に示したラインを備えた
装置を用いてMDFを製造した。従来のMDF製造ライ
ン(ラインA)に投入する新規原料として25mm角以
下に粉砕した木材片を用いた。廃材MDF粉砕装置(ラ
インB)の1次粉砕工程ではハンマーミルを用い、そこ
に廃材MDFを投入して70mm角以下となるように1
次粉砕した。その粉砕物を定量フィーダ(定量供給工程
14)により2次粉砕機(2次粉砕工程15)に送り、
そこで、さらに繊維状となるまで解繊して再生原料を得
た。2次粉砕機としてはMDF製造ラインにおけると同
じリファイナーを使用した。得られた再生原料の見かけ
比重は、50kg/m3〜250kg/m3、繊維長は、
0.01mm〜20mmの範囲であった。
【0027】得られた再生原料を2次貯蔵しておき、そ
こから、MDF製造ライン(ラインA)における解繊装
置(解繊工程4)の前に配置した混合装置(混合工程4
a)に投入して新規原料と混合し、混合原料とした後、
解繊装置に送り込み(解繊工程4)、以下、従来のMD
Fと同じ製造工程を経て、MDFを得た。解繊装置の後
に混合装置(混合工程4b)を配置し、そこに再生原料
を投入して混合原料とした後、従来のMDFと同じ製造
工程を経て、MDFを作ることも行った。二次粉砕の後
に、再生原料を直接ラインAの混合装置に投入すること
も行った。これらの場合にも、従来法で製造したと同様
なMDFを製造することができた。
【0028】[実施例2]図2に示したラインを備えた
装置を用いてPBを製造した。PB製造ライン(ライン
C)に投入する新規原料として25mm角以下に粉砕し
た木材片を用いた。廃材MDF粉砕装置(ラインD)の
1次粉砕工程42で用いる粉砕機はハンマーミルであ
り、そこに廃材MDFを投入して70mm角以下となる
ように1次粉砕した。その1次粉砕物を定量フィーダ
(定量供給工程44)で2次粉砕機(2次粉砕工程4
5)に送り、そこで、繊維長が0.01mm〜10mm
となるまで解繊するか、または、小片状態(長さ0.0
1mm〜10mmで太さが繊維よりも太い小片状)に粉
砕して、再生原料を得た。2次粉砕機としては従来のリ
ファイナーを使用した。得られた再生原料の見かけ比重
は50kg/m3〜250kg/m3であった。
【0029】得られた再生原料をPB製造ライン(ライ
ンC)におけるスクリーン(工程26)の前に配置した
混合装置に投入して(工程26a)新規原料と混合して
混合原料とした後、従来と同様にスクリーンに送り込
み、以下、従来のPBと同じ製造工程を経て、PBを得
た。再生原料を2次貯蔵した後、PB製造ライン(ライ
ンC)の進行に合わせて、再生原料を混合装置に投入す
ることも行った。また、PB製造ライン(ラインC)に
おけるスクリーンの後に混合装置を配置し(工程26
b)、そこに2次粉砕から直接または2次貯蔵を経由し
て、再生原料を投入することも行った。いずれの場合に
も、従来法で製造したと同様なPBを製造することがで
きた。
【0030】[実施例3]本発明による製造方法に則り
3層構造のPBを製造した。中心層は従来法により(す
なわち、再生原料を用いることなく)調整し、表層(表
面層および裏面層)は新規原料と再生原料との混合物、
および再生原料のみによって調整した。比較例として、
表層を新規材料のみで調整したものも製造した(表層に
おける再生原料の占める割合を0w%のものであり、現
行のPBに相当する)。層構造とした後の工程は、従来
のPBを製造する場合と同様にして行った。プレスは1
60℃で3分間行った。
【0031】中心層には、見かけ比重100kg/m3
〜200kg/m3の新規なチップ片のみを用い、ホル
ムアルデヒド系接着剤とMDIとを7w%で塗布した。
表層は、見かけ比重150kg/m3〜250kg/m3
の新規なチップ片と、既存のMDFの粉砕物であり見か
け比重50kg/m3〜150kg/m3(平均見かけ比
重70kg/m3)、繊維長0.01mm〜20mmで
ある再生原料とを混合し、同じホルムアルデヒド系接着
剤とMDIを12w%で塗布したものを用いた。表層に
おける再生原料の占める重量割合を、25w%と、50
w%とした。また、前記再生原料のみに同じw%で接着
剤を塗布したもの(すなわち、重量比100%のもの)
も用いた。それらについて、曲げ強度を測定した。その
結果を表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】[実施例4]再生原料として、見かけ比重
100kg/m3〜250kg/m3(平均見かけ比重1
50kg/m3)であるものを用いた以外は、実施例3
と同様にして実施例品と比較例品を製造し、同様にして
曲げ強度を測定した。この結果を表2に示す。
【0034】
【表2】
【0035】[考察]表1および表2に示されるよう
に、本発明による製造方法で作られたPBは廃材である
MDFの粉砕品を再生原料と使用しながら、再生原料な
しのPB(すなわち、従来法により製造されたPB)と
ほぼ同等以上、さらには150%以上の曲げ強度を示し
ており、廃材の使用が、製造されたPBに何の影響も与
えていないことがわかる。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、従来廃棄処分されてき
た使用済み木質繊維板の粉砕物を原料(再生原料)とし
て用いても、従来製法による木質繊維板と同等あるいは
それ以上の強度を備えた木質繊維板が得られている。従
って、本発明による木質繊維板を利用することにより、
新規原料、すなわち天然木材の消費量を低減することが
可能となり、結果として、自然環境の保護に寄与するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による木質繊維板の製造方法によってM
DFを製造する場合の一例を示す工程図。
【図2】本発明による木質繊維板の製造方法によってP
Bを製造する場合の一例を示す工程図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2B260 AA20 BA02 BA05 BA18 BA19 CB01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 新規な木材片を粉砕または切削して調整
    した新規原料と既存の木質繊維板を粉砕して調整した再
    生原料とを用い、それらを接着剤により一体に熱圧成形
    して製造することを特徴とする木質繊維板の製造方法。
  2. 【請求項2】 新規な木材片を粉砕または切削して調整
    した新規原料を原料とする木質繊維板の製造ラインと、
    既存の木質繊維板を粉砕処理して再生原料を調整する再
    生原料調整ラインとを配置し、前記木質繊維板の製造ラ
    インでの木質繊維板の製造工程の途中に、前記再生原料
    調整ラインで調整した再生原料を取り込む工程を含ませ
    ることにより、新規な木材片を粉砕または切削して調整
    した新規原料と既存の木質繊維板を粉砕して調整した再
    生原料との双方を用い得るようにしたことを特徴とする
    請求項1記載の木質繊維板の製造方法。
  3. 【請求項3】 再生原料調整ラインにおいて、既存の木
    質繊維板は、粗粉砕する第1の粉砕工程と、該粗粉砕さ
    れた粉砕品を微粉砕する第2の粉砕工程を経て、再生原
    料とされることを特徴とする請求項2記載の木質繊維板
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 再生原料調整ラインは、再生原料を貯蔵
    するタンクを備えており、再生原料は該貯蔵タンクに一
    旦貯蔵され、木質繊維板の製造ライン側の処理に合わせ
    て、必要量が木質繊維板の製造ライン側に供給されるこ
    とを特徴とする請求項2または3記載の木質繊維板の製
    造方法。
  5. 【請求項5】 既存の木質繊維板を粉砕して得た再生原
    料として、見かけ比重50kg/m3〜250kg/
    3、繊維長0.01mm〜20mmの繊維状またはチ
    ップ状のものを用いることを特徴とする請求項1ないし
    4いずれか記載の木質繊維板の製造方法。
  6. 【請求項6】 既存の木質繊維板として中密度繊維板
    (MDF)を用い、熱圧成形される木質繊維板が中密度
    繊維板(MDF)またはパーティクルボード(PB)で
    あることを特徴とする請求項1ないし5いずれか記載の
    木質繊維板の製造方法。
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