JP2023163281A - 木質ボード - Google Patents
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Abstract
Description
<木質ボード>
図1は本発明の第1の実施形態に係る木質ボードAsを示す。この木質ボードAsは、例えば、密度500kg/m3以上800kg/m3以下、厚さ3mm以上12mm以下のものが用いられている。厚さ3mm以上6mm未満の薄物タイプの木質ボードAsは、例えば、トラック等の車両の荷台に用いられる荷台用内壁材、室内に施工されるクッションフロアの下地材、化粧面材、内装建材(蹴込板等)等の内装材等として施工されるものである。厚さ6mm以上12mm以下程度の中厚タイプの木質ボードAsは、例えば、室内に施工される防音フロア基材、土足用床基材、玄関造作材等として施工されるものである。このように、木質ボードAsは、既存の台板用合板の代替材として用いられる。この木質ボードAsについて詳細に説明する。
[数1]
かさ密度=測定容器に充填させた木質小薄片の質量/該木質小薄片の体積 (1)。
次に、木質小薄片1の製造方法と、その木質小薄片1から木質ボードAsを製造する方法とについて図4により説明する。木質小薄片1の製造方法は、木質薄片製造工程P1及び木質小薄片製造工程P2を有する。木質ボードAsの製造方法は、さらにその後の接着剤塗布工程P3、マットフォーミング工程P4及び熱圧工程P5を有する。
材料となる丸太や間伐材等の原木を必要な場合には短くカットして樹皮を除去した後、場合によっては含水率の調整を行い、外刃型や内刃型の切削装置(ストランダー)により切削して、OSBの構成材料として通常使用される切削片よりも薄くて小さい多数の木質薄片(切削後木質薄片)を形成する。建築現場等で発生する端材や廃材、廃パレット材から形成することもできる。切削装置は一般的なものが用いられる。切削装置に原木を送り込む速度により木質薄片の厚さを調整する。この切削により形成された木質薄片(切削後木質薄片)は、本実施形態の木質ボードAsを構成する木質小薄片1とは異なり、それよりも面積(具体的には、繊維直交方向の長さ)が大きいものである。
次いで、上記切削後、必要に応じて分級した木質薄片(切削後木質薄片)をハンマーミル、ピンミル、ジェットミル等の刃物を使用しない粉砕機やナイフフレーカーやカッターミル等の刃物を使用した粉砕機を用いて粉砕し、切削直後の木質薄片の繊維直交方向の大きさよりも小さくして、木質ボードAsを構成する木質小薄片1,1,…を形成する。このとき、切削後木質薄片を繊維方向(長さ方向)に沿って割れるように幅方向に粉砕すると、細長形状の木質小薄片1,1,…を作ることができる。つまり、切削後木質薄片に繊維方向に直交する繊維直交方向に沿って力(衝撃)を加えると、割れ難いが、繊維方向に平行に沿って力を加えると、簡単に割れるようになる。切削後木質薄片がカールしていても、その粉砕により平面状に分割される。なお、切削後木質薄片に加える力の方向は上記の繊維方向に平行な方向に限定されない。切削後木質薄片に対してランダムな方向に力を加えると、通常、切削後木質薄片は力の弱い部分から割れていく(力の弱い方向に割れ易い)。切削後木質薄片の各繊維がつながる力(繊維直交方向の力)は繊維方向の力よりも圧倒的に弱いため、上記の一般的な粉砕機で切削後木質薄片をランダムな方向に粉砕すれば(力を加えると)、切削後木質薄片が繊維方向に沿って割れて繊維直交方向に短くなり、細長形状の木質小薄片1,1,…が得られる。
木質小薄片製造工程P2において、選別により細かくて大きさや形状が均質に揃った多数の木質小薄片1,1,…が得られると、その後、接着剤塗布工程P3を行い、それら木質小薄片1,1,…を接着剤塗布装置に搬入して接着剤を塗布する。接着剤としては、例えばイソシアネート系の接着剤を用いることができ、その他、例えばフェノール樹脂、ユリア樹脂やメラミン樹脂等のアミン系接着剤、木質用天然物(タンニン)系接着剤を用いてもよい。また、接着剤と共に、一般に使用される撥水剤を併用してもよい。
次に、図5左側に示すように、上記接着剤の塗布された多数の木質小薄片1,1,…を繊維方向に配向して又は配向せずに、厚さ方向に集合させた状態で所定厚さ(高さ)まで積層する(積み重ねる)ことで、木質小薄片1,1,…のマットA1を形成する。例えば厚さ4mmの木質ボードAsを形成する場合には、マットA1の厚さ(高さ)が40mm程度の厚さになるように、厚さtが0.2mmの木質小薄片1,1,…を積み重ねる。
このマットA1を熱圧プレス装置に搬入して熱盤間にセットし、熱圧プレス装置によりマットA1を所定の圧力及び温度で熱圧プレス処理して圧縮し、かつ接着剤の硬化により一体に成形する。このことで、図1に示す木質ボードAsが形成される。
木質ボードAsの製造方法は、その他の工程として、熱圧工程P5の後に、木質ボードAsを平衡含水率まで養生させてから表裏面をサンダーにより研削し、最終厚さを調整する仕上げ工程を有していてもよい。サンダーは、一般に使用されるものを使用でき、例えば#150番手等が挙げられる。この仕上げ工程を経ることで、表面性により一層優れた木質ボードAsが得られる。
木質ボードAsは、その表面における二乗平均平方根高さSqが0.005μm以上0.015μm以下又は表面における算術平均高さSaが0.002μm以上0.007μm以下であることが好ましい。なお、木質ボードAsの表面は、上記仕上げ工程後の木質ボードAsの表面をいい、例えば#150番手のサンダーで製品厚さに調整した木質ボードAsの表面をいう。二乗平均平方根高さSq及び算術平均高さSaは、ISO25178で規定される表面性状を表す面粗さのパラメータである。すなわち、木質ボードAsは、その表面性状を特定するパラメータSq、Saをそれぞれ特定の範囲に制御することで、表面性に優れたものとなる。
<木質ボード(木質積層ボード)>
図7は本発明の第2の実施形態に係る木質ボードAmを示す。本実施形態に係る木質ボードAmは、第1の実施形態に係る木質ボードAsの表裏面に木質材層が積層されて一体化されたものであり、木質積層ボードともいえる。以下、木質ボードAmを木質積層ボードAmともいう。なお、木質積層ボードAmを構成する木質材層以外の、木質ボードAsに係る構成については、第1の実施形態と同様の構成であるため、ここでは詳しい説明を省略する。また、第1の実施形態と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
第1木質材層Bは、上述したように、第1の実施形態に係る木質ボードAsで構成される。つまり、第1木質材層Bには、木質ボードAsで説明した全ての構成が適用される。
第2木質材層Cは、図8に拡大して示すように、繊維方向に沿った表裏面を有する多数の木質極小薄片2,2,…が集合状態で積層されて接着一体化されてなり、多数の木質極小薄片2,2,…は1種類の厚さを有する。
次に、木質小薄片1,1,…及び木質極小薄片2,2,…の製造方法と、これら木質小薄片1,2,…から木質積層ボードAmを製造する方法とについて図10により説明する。木質小薄片1,1,…の製造方法は、木質薄片製造工程P1及び木質小薄片製造工程P2を有する。木質極小薄片2,2,…の製造方法は、さらにその後の木質極小薄片製造工程P6を有する。木質積層ボードAmの製造方法は、さらにその後の接着剤塗布工程P3、マットフォーミング工程P4及び熱圧工程P5を有する。
木質薄片製造工程P1は、第1の実施形態に係る木質薄片製造工程P1と同様の工程であるため、ここでは詳しい説明を省略する。なお、以降の工程では、基本的に木質小薄片1及び木質極小薄片2の厚さtが切削後木質薄片の厚さから変わらず、この切削後木質薄片の厚さがそのまま木質小薄片1及び木質極小薄片2の厚さtとなる。
木質小薄片製造工程P2も、第1の実施形態に係る木質小薄片製造工程P2と同様の工程であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
木質小薄片製造工程P2において、形成された木質小薄片1,1,…や、木質小薄片1,1,…の分級工程で除去された木質小薄片3,3,…(不図示)から、木質小薄片1,1,…よりも大きさの小さい木質極小薄片2,2,…を得ることができる。なお、上記分級工程で除去された木質小薄片3とは、木質小薄片製造工程P2で形成された木質小薄片1以外の木質小薄片をいい、木質小薄片1の大きさ(厚さt、第1長さd1及び/又は第2長さ(幅)d2のうち少なくとも一つ)が範囲外となる木質小薄片をいう。
木質小薄片製造工程P2及び木質極小薄片製造工程P6において、選別により細かくて大きさや形状が均質に揃った多数の木質小薄片1,1,…及び木質極小薄片2,2,…が得られると、その後、接着剤塗布工程P3を行い、それら木質小薄片1,1,…及び木質極小薄片2,2,…をそれぞれ接着剤塗布装置に搬入して接着剤を塗布する。接着剤としては、例えばイソシアネート系の接着剤を用いることができ、その他、例えばフェノール樹脂、ユリア樹脂やメラミン樹脂等のアミン系接着剤、天然系接着剤を用いてもよい。また、接着剤と共に、一般に使用される撥水剤を併用してもよい。
次に、図11左側に示すように、まず、上記接着剤の塗布された多数の木質極小薄片2,2,…を繊維方向に配向して又は配向せずに、厚さ方向に集合させた状態で所定厚さ(高さ)まで積層する(積み重ねる)ことで、木質極小薄片2,2,…のみで構成されるマットC1(第2集合体)を形成する。続いて、形成されたマットC1上に、上記接着剤の塗布された多数の木質小薄片1,1,…を繊維方向に配向して又は配向せずに、厚さ方向に集合させた状態で所定厚さまで積層することで、木質小薄片1,1,…のみで構成されるマットB1(第1集合体)を形成する。最後に、形成されたマットB1上に、上記と同様にして木質極小薄片2,2,…のみで構成されるマットC1を形成する。このように、マットC1、マットB1及びマットC1を順に積層することで、3層構造の積層マットA1を形成する。
この積層マットA1を通常の木質ボードで行われるように、積層マットA1をまず圧締し少し押し固めてから、熱圧プレス装置に搬入して熱盤間にセットする。熱圧プレス装置により積層マットA1を所定の圧力及び温度で熱圧プレス処理して圧縮し、かつ接着剤の硬化により一体に成形する。このことで、図7に示す木質積層ボードAmが形成される。
木質積層ボードAmの製造方法は、その他の工程として、熱圧工程P5の後に、木質積層ボードAmを平衡含水率まで養生させてから表裏面としての第2木質材層Cをサンダーにより研削し、最終厚さを調整する仕上げ工程を有していてもよい。サンダーは、一般に使用されるものを使用でき、例えば#150番手等が挙げられる。この仕上げ工程を経ることで、表面性にさらに一層優れた木質積層ボードAmが得られる。
上記実施形態では、木質ボードAs(第2の実施形態では、第1木質材層(芯層)B)は、原木から切削されたままの木質薄片(切削後木質薄片)が破砕されてそれよりも小さくなった木質小薄片1で構成しているが、本発明は、原木から切削されたままの木質薄片(切削後木質薄片)で構成することもできる。
上記木質小薄片製造工程で製造された木質小薄片のかさ密度を測定した。具体的には、10L容積の測定容器に木質小薄片を隙間なく盛り、その盛られた木質小薄片の頂部を圧力はかけずにヘラ等で摺り切り平らにした面一状態の質量を測定した。当該質量から測定容器の質量を引いた数値を「木質小薄片の質量」とし、測定容器の容積(0.01m3)を「木質小薄片の体積」として、上記数式(1)によりかさ密度を求めた。なお、厚さの平均値が0.05mm以上0.5mm以下、表裏面の面積が64cm2以下(0.5cm2以上)という範囲にある大きさの異なる数種類の木質小薄片をそれぞれ製造し、1種類の大きさの木質小薄片ごとにそのかさ密度を測定した。その結果、木質小薄片のかさ密度は何れも10kg/m3以上100kg/m3以下であることが分かった。なお、厚さの平均値が0.05mm以上0.35mm以下である木質小薄片のかさ密度は20kg/m3以上90kg/m3以下であることが分かった。
上記木質薄片製造工程の原料に用いられる切削片(OSBの構成材料として通常使用されるストランド相当)のかさ密度を実施例1と同様にして測定した。なお、厚さの平均値が0.6mm以上1.5mm以下、表裏面の面積が36cm2以上という範囲にある大きさの異なる数種類の切削片をそれぞれ製造し、1種類の大きさの切削片ごとにそのかさ密度を測定した。その結果、切削片のかさ密度は何れも150kg/m3以上であることが分かった。
上記木質極小薄片製造工程で製造された木質極小薄片のかさ密度を実施例1と同様にして測定した。なお、表裏面の面積が実施例1で用いた木質小薄片よりも小さく(例えば5cm2以下)、厚さの平均値が0.05mm以上0.5mm以下という範囲にある大きさの異なる数種類の木質極小薄片をそれぞれ製造し、1種類の大きさの木質極小薄片ごとにそのかさ密度を測定した。その結果、木質極小薄片のかさ密度は何れも10kg/m3以上100kg/m3以下であることが分かった。
Am 木質積層ボード(木質ボード)
A1 マット
B 第1木質材層
B1 マット
C 第2木質材層
C1 マット
P1 木質薄片製造工程
P2 木質小薄片製造工程
P3 接着剤塗布工程
P4 マットフォーミング工程
P5 熱圧工程
P6 木質極小薄片製造工程
1 木質小薄片
1a 繊維
2 木質極小薄片
2a 繊維
t 厚さ
d1 第1長さ
d2 第2長さ
Claims (6)
- 繊維方向に沿った表裏面を有する多数の木質小薄片が集合状態で積層されて接着一体化されてなる木質ボードであって、
上記木質小薄片は、そのかさ密度が10kg/m3以上100kg/m3以下であることを特徴とする木質ボード。 - 請求項1に記載の木質ボードにおいて、
上記木質小薄片は、上記表裏面間の厚さが0.05mm以上0.35mm以下であり、かさ密度が20kg/m3以上90kg/m3以下であることを特徴とする木質ボード。 - 請求項1に記載の木質ボードにおいて、
上記木質ボードの表裏面に木質材層が積層されて一体化され、
上記木質材層は、上記木質小薄片よりもその面積の小さい木質極小薄片が集合状態で積層されて接着一体化されてなることを特徴とする木質ボード。 - 請求項3に記載の木質ボードにおいて、
上記木質材層の上記木質ボード全体に占める厚さの割合が5%以上40%以下であることを特徴とする木質ボード。 - 請求項1~4のいずれか1つに記載の木質ボードにおいて、
密度が500kg/m3以上800kg/m3以下であることを特徴とする木質ボード。 - 請求項1~4のいずれか1つに記載の木質ボードにおいて、
表面における二乗平均平方根高さSqが0.005μm以上0.015μm以下又は表面における算術平均高さSaが0.002μm以上0.007μm以下であることを特徴とする木質ボード。
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