JP3704378B2 - 木材チップ板体製造の過程において木材チップを予め設定される予備加熱温度に予備加熱する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は連続プレスないしサイクルプレスにおいて、木材チップマットを加熱プレスすることにより木材チップ板体を製造する過程で、木材チップを予め設定される予備加熱温度に予備加熱する方法、ことに接着剤で接着結合された木材薄片板体を製造する過程で木材薄片を予備加熱する方法に関する。
【０００２】
木片を材料としてプレスすることにより板体を製造する場合に、木材チップを予備加熱することは、プレス時間を短縮し得るのでチップ板体製造装置の効率を高めることができ、かつ／または木材チップ板体の質を改善することができる。本発明に関し、木材チップは接着剤結合されているもの、接着剤結合されていないもののいずれでもよいが、本発明方法は接着剤結合されている木材チップを使用する場合にことに有効である。この木材チップ合板製造に際して、慣用の接着剤が使用される。
【０００３】
本願明細書および請求範囲において言及される木材薄片は、その寸法に特別の制約はなく、また木材チップは、その構造ないし構成に特別の制約はない。しかしながら、本発明方法は、ＯＳＢ板体の製造にことに適する。このＯＳＢ板体は、Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｓｔｒａｎｄ Ｂｏａｒｄ、すなわち繊維配向板体を意味する。材料の木材薄片は、一般的に長さが７５から１５０ｍｍ、ことに１００から１２０ｍｍ、厚さがほぼ０．７５ｍｍである。
【０００４】
【従来技術】
木片合板の製造に当たり予備加熱するための手段として、種々の方法が公知である。西独特許１２７６９１２号公報により公知の方法においては、木材チップから接着剤結合プレスマットが形成され、これを切断してプレスマット帯片が得られる。このプレスマット帯片をプレートプレス装置中においてプレス温度まで加熱するために、水蒸気が使用される。過熱蒸気により１５０℃に加熱され、さらに処理される。加熱されたプレスマット帯片は開放されたプレートプレス装置内に導入された後、プレス装置は閉鎖される。プレスマット帯片は、まず蒸気を導入しないまま、プレスの上下プレート間において、最終厚さに対応する厚さまで予備プレスされる。次いで過熱蒸気が導入され、プレスマット帯片は最終厚さまで仕上げプレスされる。この場合、プレスプレートも加熱される。過熱蒸気導入のため、プレスプレートの少なくとも一方が水蒸気室に接続されており、このプレスプレートに穿設された水蒸気通過開口を経て、プレスの両プレート間の間隙に至る。この水蒸気室は過熱蒸気発生装置と接続されている。水蒸気室と接続するプレスプレートのプレス空間と反対側の面に溝腔が穿設されるか、あるいは水蒸気導通用溝腔を穿設した燒結金属板体が設けられる。しかしながら、この公知方法により製造される木材チップ板体の品質が悪く、改善を要する。
【０００５】
他の公知方法（西独特願公開３６４０６８２号公報）においては、木材チップから木材チップマットが連続的に成形される。上方および下方の非加熱プレスプレートを有する二重ベルトプレスにより行われる予備圧縮に引続き予備加熱される。プレスマットは無端スクリーンベルト上に載置され、搬送される。プレスマットの上方および下方にそれぞれ配置された各室において、過熱された流体、ことに過熱ないし飽和水蒸気は、二重ベルトプレスにおいてプレスマットに圧送され、吸収される。このようにして、連続的仕上げプレスに関する投資コストおよび加熱コストの節約を意図している。しかしながら、この公知方法においては、熱の転移は改善されねばならない。加熱されたプレスマットのプレス時間は短縮され得る。また処理速度も早くなされ得る。
【０００６】
しかしながら、上述した各種公知方法においては、木材チップの温度および湿気に関して、予備加熱を、木材チップ板体に関する種々の木材チップ、種々の接着剤および種々の製造パラメータに適合させる困難性が指摘されている。これは予備加熱を行う流体が、望ましい予備加熱のほかに、木材チップにおける好ましくない変化を惹起することに基因する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は木材チップ板体の製造に関連する木材チップの予備加熱を、木材チップにおける好ましくない変化がこの予備加熱により生じないようにする技術的課題を解決しようとするものである。
【０００８】
しかるに上述した課題ないしは本発明の目的は、連続プレスないしサイクルプレスにおいて、木材チップマットを加熱プレスすることにより木材チップ板体を製造する過程で、木材チップを予め設定される予備加熱温度に予備加熱する方法、ことに接着剤で接着結合された木材薄片板体を製造する過程で木材薄片を予備加熱する方法であって、
木材チップ中を貫流する、温度調節された、空気および水蒸気から成る流体で木材チップを予備加熱する過程で、木材チップ中を貫流する流体に、飽和温度との間に温度差を持たせて飽和温度より高い温度にし、しかも被加熱木材チップの予め設定される予備加熱温度がもたらされるように、流体流量、飽和温度、及び飽和温度より高い温度が選定される方法を利用することにより以下のように解決されることを見いだした。
【０００９】
ここで温度調整流体と称するのは、空気および水蒸気から成る混合流体であって、空調技術に慣用されているようにその温度および湿度が調整されている流体を意味する。従ってこの空調技術的調整は、空調技術的経験および空調技術的装置により行われ得るが、また他の数値的パラメータ処理も行われる。また本発明において飽和温度と称するのは、空気／水蒸気混合流体において、空気がこれに含まれている量の水蒸気により飽和状態になる温度である。飽和温度以下の温度においては、過飽和により水蒸気の凝縮が生起する。水蒸気は例えば露状に沈降する。本発明において空気湿度は、一般的に理解されているように空気中の水蒸気含有量であって、相対湿度として表わされる。空気の相対的湿度１００％は、空気が水蒸気で飽和していることである。過剰の水蒸気は凝縮する。
【００１０】
本発明は、木材チップ板体の製造に際して、木材チップを予備加熱することにより、流体流量、飽和温度、飽和温度より高い温度（およびさらに処理時間）は、加熱される木材チップのために設定される予備加熱温度が達成されるように、困難なく調整され得るとの認識から出発する。接着剤結合されている、あるいは接着剤結合されていない所定の木材チップに対する具体的数値は、困難なく実験的に算定され得る。本発明において、木材チップ中において流体中の水蒸気の一部が凝縮して木材チップを湿らせることは不可避的である。しかしながら、加熱された木材チップ中の湿気は、以下に詳述するように、必要に応じて本発明方法の追加的処理工程により、困難なく調整され、低減され得る。
【００１１】
本発明方法は、種々の態様においてさらに展開され、特殊化され得る。通常の実施態様においては、流体は９０℃以上、ことに１００℃以上の温度を示すようになされることか好ましい。この場合、流体を構成する空気の相対湿度は、４０％以下、ことに３０％以下を示すようにするのが好ましい。本発明方法において、木材チップ中における水蒸気の凝縮は、木材チップ中の湿度が予備加熱により最大限５％だけ高くなる範囲で容認される。流体温度は、調整されるべき予備加熱温度より少なくともその２０％だけ、好ましくはほぼその３０％高くなるように選定される。装置中もしくは木材チップ中において、プレス結果に悪影響を及ぼすほどの量の凝縮水は生じない。
【００１２】
循環する流体を空調装置中に案内し、走過させ、ここで水蒸気含有量、飽和温度およびこの飽和温度より高い温度を調整することが推奨される。本発明において、予備加熱により結果的に水蒸気が消費されるので、この循環流体流において絶えず水蒸気を補給しなければならない。
【００１３】
加熱された木材チップの湿気を調整するために、本発明方法において種々の実施態様があり得る。例えば、加熱されるべき木材チップを本発明方法において処理する前に、これを乾燥処理し、予備加熱を行う際に発生する水蒸気凝縮のため に入ってくる湿気の量を見越して、木材チップの湿気を調節することができる。また、加熱される木材チップの湿気は、木材チップの接着結合の際に接着剤がもたらす水分を、予備加熱の際に生じる水蒸気凝縮を見込んで低減させることによって、調整され得る。被加熱木材チップの湿気は、予備加熱に関連して乾燥を行うことにより調整され得る。本発明の好ましい実施態様においては、被加熱木材チップの乾燥を、予備加熱用流体と同じ飽和温度を有するが、これに対して充分に高い温度を有する、空気と水蒸気から成る乾燥用流体で行う。多層木材チップマットから多層木材板体を製造する場合には、多層チップマットの中間層を構成する木材チップのみを予備加熱するだけでも有効である。
【００１４】
本発明の好ましい実施態様において処理は連続的に行われる。木材チップはまず木材チップマットに形成され、これが予備加熱される。原則として木材チップマットは連続プレスにより予備プレスされる。また接着剤結合された木材チップの場合、連続的に木材チップマットに形成され、適当寸法のマット帯片に切断され、これら木材チップマット帯片は、連続的に予備加熱処理に付される。これはまたサイクルプレスによる場合にも同様にして行われる。この場合、予備加熱は「対称的」に行われ、その結果、チップマットの全厚さにわたって予備加熱温度の均斉なを分布もたらすことが好ましい。これを達成するため、木材チップマットないしチップマット帯片の予備加熱は、空調流体を使用し、これを上方および下方から案内給送（実際には、後述するように上方から給送後、下方から給送、或いはその反対、又は上方と下方を同時に給送）することにより行われる。空調流体、すなわち温度、湿度を調整された流体を、マットないしマット帯片の上方および下方から同時に、同じ個所に案内給送するのが好ましい。空調流体による連続的予備加熱は、またマットないしマット帯片の並置隣接個所をまず下方から、次いで上方から流体を案内給送することもできる。この連続的予備加熱は、連続プレス装置の直前に配置された予備加熱圏において行われるのが好ましい。
【００１５】
【実施例】
以下において、１実施態様を例示する添付図面を参照しつつ、本発明をさらに具体的に説明する。この実施態様は、明細書冒頭に定義されたＯＳＢ板体の製造に関するものである。
【００１６】
図１のグラフにおいて、横軸に０から２４０秒の時間が、縦軸に温度がとられている。この実験において、厚さ１２ｍｍのＯＳＢ板体が製造され、同じ構成および同じ厚さの木材チップマットについて、予備加熱処理圏、予備加熱処理圏とプレス処理圏との間の搬送の際、プレス処理の際のプレス内において、その温度経過が検査された。予備加熱は時間区分Ｉにおいて、搬送は時間区分ＩＩにおいて、プレス処理は時間区分ＩＩＩにおいて、それぞれ記入されているカーブの端部まで行われた。カーブ１、２、３および４は、それぞれ木材チップマットの、従ってまた成形されたＯＳＢ板体の中心点で測定された温度を示す。カーブ１は、グラフ自体から認識され得るように、予備加熱を行わない従来技術による場合の温度経過である。カーブ２は本発明により７０℃まで、カーブ３は同じく８０℃、カーブ４は同じく９０℃まで予備加熱された場合の温度経過を示す。予備加熱は請求項３および４に示されるように、温度調節された流体により行われる。プレス成形マットの湿気は約１０％であるが、カーブから認められるように、いわゆる処理時間ファクタＰＺＦは、予備加熱温度の上昇につれて短縮し、９０℃の予備加熱の場合、ほぼ７秒／ｍｍとなる。処理時間ファクタは、周知のように板体厚さ（ｍｍ）について必要なプレス時間を秒で表わす。下表から本発明により達成される質の改善が認められ得る。
【００１７】
【表１】

【００１８】
製造されるべきＯＳＢ板体の厚さを変える場合、上記表から認められる品質のパラメータは類似する。９０℃に予備加熱する場合の７秒／ｍｍの処理時間ファクタは不変であって、ＯＳＢ板体厚さは、例えば６０ｍｍ程度まで不変である。
【００１９】
図２に示される装置は、プレス板体材料マット成形装置、成形、搬送ベルト１０、連続二重ベルトプレス装置および予備加熱装置１１を有する。成形装置は、図２の右方矢印１２の方向において本発明装置部分に接続されている。また二重ベルトプレス装置は、図２の右方矢印１３の方向において本発明装置部分に接続されている。図２に対して、図３は本発明装置における予備加熱装置を拡大された縮尺で示す。この図３から予備加熱装置１１が、変向部材１４により案内される上方無端スクリーンベルト１５と、変向部材１６により案内される下方無端スクリーンベルト１７とを有することが認められる。この上方および下方無端スクリーンベルト１５、１７の下方および上方ベルト走行区間１８、１９が、プレス板体材料マットのための予備加熱間隙２０をその間に形成していることが認められる。この下方および上方ベルト走行区間１８、１９には、温度調節された流体の給送、排出を行う流体室２１、２２が配置されており、これら流体室はそれぞれ流体導管２３に接続され、これは流体調節、制御装置による流体循環流を形成する。これら調節、制御装置は、空気技術的装置により流体、すなわち空気および水蒸気から成る流体の温度調節を行う。これは慣用のいわゆる空調設備のように作用するだけでなく本発明によるパラメータにより作用する。図２において、下方ないし上方ベルト走行区間１８、１９に、それぞれ流体室２１、２２が配置されていることが認められる。また図３において、無端スクリーンベルト１５、１７の下方および上方のベルト走行区間１８、１９が、予備加熱間隙２０を形成し、それぞれ対向する複数個の流体室２１、２２がここに設けられていることが認められる。この実施態様においては、これら流体室２１、２２は同じ流体還流系に所属する。しかしながら、対向流体室２１、２２が対をなし、その対をなしたものが別個の還流系に所属させることも可能である。還流系はコンピュータを具備し、プレス処理される木材チップ材料マットを、種々相違するプログラムの指示により制御、調節して予備加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＯＳＢプレス成形板体の場合の本発明による予備加熱ならびにこれにより達成される利点を説明するグラフである。
【図２】本発明方法を実施する装置を説明する略図である。
【図３】図２に示される装置の細部を説明するための拡大された縮尺で示す略図である。
【符号の説明】
Ｉ‥‥‥‥予備加熱処理が行われる時間区分
ＩＩ‥‥‥搬送処理が行われる時間区分
ＩＩＩ‥‥プレス処理が行われる時間区分
１‥‥‥‥従来技術による予備加熱を行わない方法によるＯＳＢ板体成形用材料マット、ＯＳＢ板体の温度経過を示すカーブ
２、３、４‥‥本発明により予備加熱（それぞれ７０℃、８０℃、９０℃に予備加熱）された成形用材料マット、成形されたＯＳＢ板体の温度経過を示すカーブ
１０‥‥‥成形、搬送ベルト
１１‥‥‥予備加熱装置
１２‥‥‥矢印（接続されている成形処理圏の方向を示す）
１３‥‥‥矢印（接続されている二重ベルトプレス圏の方向を示す）
１４、１６‥‥上方および下方の変向部材
１５、１７‥‥上方および下方の無端スクリーンベルト
１８、１９‥‥下方および上方のベルト走行区間
２０‥‥‥予備加熱間隙
２１、２２‥‥流体室
２３‥‥‥流体導管

Claims (11)

1. 連続プレスないしサイクルプレスにおいて、木材チップマットを加熱プレスすることにより木材チップ板体を製造する過程で、木材チップを予め設定される予備加熱温度に予備加熱する方法、ことに接着剤で接着結合された木材薄片板体を製造する過程で木材薄片を予備加熱する方法であって、
   木材チップ中を貫流する、温度調節された、空気および水蒸気から成る流体で木材チップを予備加熱する過程で、木材チップ中を貫流する流体に、飽和温度との間に温度差を持たせて飽和温度より高い温度にし、しかも被加熱木材チップの予め設定される予備加熱温度がもたらされるように、流体流量、飽和温度、及び飽和温度より高い温度が選定される方法において、
   上記の予備加熱処理が行われる前に、木材チップを乾燥処理に付し、予備加熱処理で発生する水蒸気凝縮によって入り込む湿分を見込んで、被加熱木材チップの湿気を予め低減し調節することを特徴とする方法。
2. 流体が９０℃以上の流体温度を有するようにすることを特徴とする、請求項１による方法。
3. 流体が４０％以下の空気相対湿度を有するようにすることを特徴とする、請求項１または２による方法。
4. 木材チップにおける水蒸気の凝縮を、木材チップの湿気が予備加熱により最大限５％まで増加する程度に、制限することを特徴とする、請求項１から３のいずれかによる方法。
5. 木材チップ中を貫流して循環する流体を空調装置に導き、ここで水蒸気含有量、飽和温度および飽和温度より高い温度を調整することを特徴とする、請求項１から４のいずれかによる方法。
6. 木材チップを接着するための接着剤中に存在する水分を、予備加熱処理で発生する水蒸気凝縮によって入り込む湿分を見込んで、低減させることによって、被加熱木材チップの湿気を調節することを特徴とする、請求項１から５のいずれかによる方法。
7. 連続プレスないしサイクルプレスにおいて、木材チップマットを加熱プレスすることにより木材チップ板体を製造する過程で、木材チップを予め設定される予備加熱温度に予備加熱する方法、ことに接着剤で接着結合された木材薄片板体を製造する過程で木材薄片を予備加熱する方法であって、
   木材チップ中を貫流する、温度調節された、空気および水蒸気から成る流体で木材チップを予備加熱する過程で、木材チップ中を貫流する流体に、飽和温度との間に温度差を持たせて飽和温度より高い温度にし、しかも被加熱木材チップの予め設定される予備加熱温度がもたらされるように、流体流量、飽和温度、及び飽和温度より高い温度が選定される方法において、
   被加熱木材チップの乾燥処理を、空気と水蒸気から成る乾燥用流体で行い、この乾燥用流体がほぼ予備加熱用流体と同じ飽和温度を有するが、この予備加熱用流体にくらべて飽和温度との間の温度差がより大きく、より高い温度を有することを特徴とする方法。
8. 加熱されるべき木材チップを連続的に木材チップマットに成形し、この木材チップマットを連続的に予備加熱に付することを特徴とする、請求項１から７のいずれかによる方法。
9. 木材チップマットの予備加熱を、その上方および下方から温度調節された流体を導入することにより行なうことを特徴とする、請求項８による方法。
10. 連続的予備加熱に際して、木材チップマットないしこのマット切断帯片に、同時にまた同じ個所で、温度調節された流体を導入することを特徴とする、請求項９による方法。
11. 連続的予備加熱を、予備加熱された木材チップマットをプレス処理する連続プレスの直前に配置された予備加熱圏で行うことを特徴とする、請求項８から１０のいずれかによる方法。

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