JP6083700B2 - オイルパームの乾燥装置及びその乾燥方法 - Google Patents
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なお、一般に「板」とは、広辞苑によれば「材木を薄く平たくひきわったもの」、「金属や石などを薄く平たくしたもの」等として説明されるが、ここでは、オイルパームが木材の性状を有するものではなく、竹材に近い性状をもつものであるが、オイルパームにおいても「薄く平たくしたもの」を「板」と呼び、厚い板材、柱等を含む材料をオイルパーム材と呼ぶこととする。特に、オイルパームの材料を仔細に呼称する用語がないので、木材と同様に扱うこととする。
即ち、オイルパームは、果肉と種子から油脂が取れ、単位面積当たり得られる油脂の量は他の植物を群を抜いていることから、商業作物としてマレーシア等の東南アジア諸国を中心に大規模なプランテーション農業が行われているので、油脂の方を「オイルパーム」と呼ぶ方が著名になりつつあるかもしれない。
しかし、本発明においては、果肉と種子から取れる油脂のオイルパームを意味するものではなく、油椰子の幹自体または植物の個体全体をオイルパームと呼ぶこととする。
したがって、オイルパームの空果房を解繊して得た油ヤシ繊維は、例えば、ココヤシ繊維等の他のヤシ繊維に比して、繊維表面にパームオイルが付着しているために繊維の撥水性が優れていると共に、繊維中に含まれるセルロース及びリグニンの量が相対的に多いので、耐水性に優れる。加えて、油ヤシ繊維は、ココヤシ繊維等の他のヤシ繊維に比して、繊維強度が大であると共に、繊維径が大きく、かつ、繊維長が長いので、寸法安定性が優れている。また、油ヤシ繊維は、その表面の凹凸が大きいと共に屈曲の強度が大きくて繊維同士のからみあいが大きいから、このことによっても寸法安定性が高められる。そのため、この板状体または成形体は、吸水、吸湿時における寸法安定性が優れている。
そして、油ヤシ繊維表面の凹凸が大きいので、ゴム状弾性を示す樹脂が油ヤシ繊維の表面の空隙に侵入して固化又は硬化し、これが釘または楔のように作用して、所謂、アンカー効果を発揮するから、油ヤシ繊維はゴム状弾性を示す樹脂により強く結合する。このことも吸水、吸湿時における寸法安定性の向上に寄与していると考えられる。
この板状体または成形体では、油ヤシ繊維を使用するから、他の種類のヤシ繊維に比して解繊等に要する労力が少なく、そのため、製造コスト及びエネルギーが節減でき、製品が安価となる。例えば、ココヤシ繊維では、ヤシ殻を軟化させるために長期間水中に浸漬し、その後に機械的に繊維状に解繊するために長期間多大のエネルギーを必要とする。これに対してオイルパームは、もともと繊維状のままで集合体となっている空果房を解繊するから、水中浸漬の必要はなく、解繊のために要するエネルギーも非常に少なくて済む。 また、油ヤシ繊維はココヤシ繊維に比して発塵性が少なく、その取り扱いにおいて作業環境の悪化が避けられる。
更に、油ヤシ繊維の繊維間に大きな隙間が形成されるので、噴霧または浸漬によりゴム状弾性を示す樹脂を供給したときには、樹脂が上記隙間を介して全繊維に均等に付着し、強度分布が均一になるという板状態が得られる。
特許文献3に係るパーム合板は、樹脂接着剤で貼り合わされた複数の単板を備え、複数の単板のうちの最も外側の少なくとも1枚の単板は、パーム単板であり、パーム単板の表面に露出しているパーム繊維に樹脂接着剤が浸透させたものである。これにより、品質が比較的良好な樹木の単板をフェイスとバックとして使用せずに、安価な廃棄材のヤシの幹から製造可能なパーム単板を使用して表面を樹脂接着剤で処理することで、低コストで合板を製造する。
また、特許文献3のパーム合板は、複数の単板を全てパーム単板とし、安価な廃棄材のヤシの幹から製造可能なパーム単板のみを使用し、互いを樹脂接着剤で接着してもよい。このときのパーム繊維に浸透させてある樹脂接着剤は、複数の単板を貼り合わせる樹脂接着剤と同系のものである。樹脂接着剤が同系であるため、安価に合板を製造することができる。なお、ここで、同系とは、同一の樹脂接着剤、配合(例えば、配合比率)を変えたものを含む。
このように、特許文献3によれば、品質が比較的良好な樹木の単板をフェイスとバックとして使用せずに、低いコストで製造が可能な合板およびパーム合板、合板製造方法が開示されている。
特に、マレーシア等の東南アジア等では、パームオイルの生産のためにオイルパームが栽培されているが、パームオイル採取後の空果房には繊維等が多く含まれていることから、その空果房は繊維ボード等種々の用途に活用されている。しかし、毎年伐採されているヤシの幹は有効に活用されておらず、廃棄処分されているのが現状である。
また、特許文献3には、最も外側の少なくとも1枚の単板がパーム単板を複数樹脂接着剤で貼り合わせる工程と、パーム単板の表面であり、露出しているパーム繊維に樹脂接着剤を浸透させる面を研磨する工程と、研磨した面に樹脂接着剤を塗布してパーム繊維に樹脂接着剤を浸透させる工程と、樹脂接着剤を乾燥させる工程とを備えた合板製造方法を開示している。しかし、オイルパームの単板に如何に樹脂接着剤を塗布するか、露出しているパーム繊維に樹脂接着剤を浸透させるかについては説明されておらず不明であり、具体的な合板の製造方法が不明である。
したがって、オイルパームは機械的強度を要求されない木材(建材)の一部で断熱性の材料として使用されていたが、建築材料等に使用できないものとされていた。
特に、オイルパームの長さ方向に対し垂直に切断した断面は、オイルパーム幹WDの中心を挟み直径の1/3の径程度が中心部のA領域、中心部のA領域の外側の径で直径の1/3乃至1/6の範囲が内部領域となるB領域、A領域の外側の径から1/6の範囲が外部のC領域とすると、乾燥重量を基準とする各部位の含水率は、A領域が502%、B領域が313%、C領域が217%である。また、糖濃度は、A領域が67.5mg/ml、B領域が76.6mg/ml、C領域が55.4mg/mlである。
ここで、上記オイルパーム材は、所定長のオイルパーム幹をその周方向に所定の厚みに剥いて合板とするオイルパーム材または所定長のオイルパーム幹をその長さ方向に所定の厚みに製材した単独のオイルパーム材とすることができる。
また、上記熱板は、前記オイルパーム材を両面から加熱するものである。したがって、2枚以上として使用される。
そして、上記プレス機構は、前記オイルパーム材に対して前記熱板を所定の圧力で圧縮力を付与するものである。
更に、上記収容室は、前記オイルパーム材及び前記熱板を収容し、当該収容室から空気を排気するように加圧したり、減圧したりするものであればよく、加圧または減圧を問うものではなく、吸気側又は排気側の何れの側に配設してもよい。いずれにせよ、収容室内の空気化が動くものであればよい。
更にまた、上記ポンプは、前記収容室から空気を排気または吸気するものであり、特殊なものが必要となるものではない汎用性の非容積形ポンプとして遠心ポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプが使用できる。また、容積形ポンプとして回転ポンプ、往復ポンプ等が使用できる。
また、オイルパームの乾燥装置の前記オイルパーム材を加熱する熱板の加熱温度または誘電加熱される温度は、オイルパーム材の固定化温度よりも低い100〜150℃の範囲内の温度を上限の温度としたものである。ここで、オイルパーム材の固定化温度160〜180℃よりも低い100〜150℃の温度であれば、水分の蒸発が容易であり、その熱でオイルパーム自体が自己の成分によって、変質したりすることがなく、安定した塑性変形に陥る前であり、乾燥のみを行った材料となる。
ここで、上記材料形成工程は、所定長のオイルパーム幹をその周方向に所定の厚みに剥いたオイルパーム材、または所定長のオイルパーム幹をその長さ方向に所定の厚みに製材したオイルパーム材を形成する工程である。
また、上記熱板加熱工程は前記オイルパーム材を両面から熱板で加熱する工程である。
そして、上記圧縮力付与工程は、前記オイルパーム材に対してプレス機構で前記熱板を所定の圧力で圧縮する工程である。
更に、上記湿気排出工程は、前記オイルパーム材及び前記熱板を収容した収容室の内部圧力を大気圧と分離し、前記収容室から空気をポンプで排気または吸気する工程である。
また、オイルパームの乾燥方法の前記オイルパーム材を加熱する熱板の加熱温度または誘電加熱される温度は、オイルパーム材の固定化温度よりも低い100〜150℃の範囲内の温度を上限の温度としたものである。ここで、オイルパーム材の固定化温度160〜180℃よりも低い100〜150℃の温度であれば、水分の蒸発が容易であり、その熱でオイルパーム自体が自己の成分によって、変質したりすることがなく、安定した塑性変形に陥る前であり、乾燥のみを行った材料となる。
ここで、上記オイルパーム材は、所定長のオイルパーム幹をその周方向に所定の厚みに剥いて合板とするオイルパーム材または所定長のオイルパーム幹をその長さ方向に所定の厚みに製材した単独のオイルパーム材とすることができる。
また、上記誘電加熱源は、前記オイルパーム材を誘電加熱するものであり、工業用の数MHz〜数100MHzの高周波交流電界中に前記オイルパーム材を被加熱物として置き、当該電磁波の作用によって昇温加熱するものである。
そして、上記収容室は、前記オイルパーム材を収容し、当該収容室から空気を排出するように加圧したり、減圧したりするものであればよく、加圧または減圧を問うものではなく、吸気側または排気側の何れの側に配設してもよい。いずれにせよ、収容室内の空気化が動くものであればよい。更に、上記ポンプは、前記収容室から空気を排気または吸気するものである。
また、オイルパームの乾燥装置の前記オイルパーム材を加熱する熱板の加熱温度または誘電加熱される温度は、100〜150℃の範囲内の温度を上限の温度としたものである。ここで、オイルパーム材の固定化温度160〜180℃よりも低い100〜150℃の温度であれば、水分の蒸発が容易であり、その熱でオイルパーム自体が自己の成分によって、変質したりすることがなく、安定した塑性変形に陥る前であり、乾燥のみを行った材料となる。
ここで、上記材料形成工程は、所定長のオイルパーム幹をその周方向に所定の厚みに剥いたオイルパーム材、または所定長のオイルパーム幹をその長さ方向に所定の厚みに製材したオイルパーム材を形成する工程である。
また、上記誘電加熱工程は、前記オイルパーム材を誘電加熱源で誘電加熱する工程であり、工業用の数MHz〜数100MHzの高周波交流電界中に前記オイルパーム材を被加熱物として置き、当該電磁波の作用によって加熱するものである。
そして、上記湿気排出工程は、前記オイルパーム材を収容して前記誘電加熱源で誘電加熱する室内圧力を大気圧と分離し、前記収容室から空気をポンプで排気または吸気する工程である。
本発明にかかるオイルパームの乾燥方法の前記オイルパーム材を加熱する熱板の加熱温度または誘電加熱される温度は、100〜150℃の範囲内の温度を上限の温度としたものである。ここで、前記オイルパーム材の固定化温度160〜180℃よりも低い100〜150℃の温度であれば、水分の蒸発が容易であり、その熱でオイルパーム自体が自己の成分によって、変質したりすることがなく、安定した塑性変形に陥る前であり、乾燥のみを行った材料となる。
したがって、前記オイルパーム材は熱板によって加熱され、その水蒸気が収容室からポンプを介してから放出されるから、加熱によって発生する水蒸気と、必要に応じて脱気によって発生する水分が排出され、乾燥能率を上げることができる。また、前記オイルパーム材は熱板によって加熱及び加圧されるから、熱板の熱が前記オイルパーム材の芯まで届き、全体の乾燥を急速に行うことができる。
よって、カビ細菌が繁殖しない程度に前記オイルパーム材を乾燥させることができ、爾後の加工に影響を及ぼすことのない前記オイルパーム材が用意できる。
また、前記オイルパーム材を加熱する熱板の加熱温度は、前記オイルパーム材の固定化温度よりも低い100〜150℃の範囲内の温度を上限の温度としたものであるから、乾燥時に熱を使用していても、その熱でオイルパーム自体が自己の成分によって、硬化したり、変質したりすることがなく、安定した塑性変形に陥る前であるから、乾燥のみを行った材料となる。
したがって、前記オイルパーム材は熱板によって加熱され、その水蒸気が収容室からポンプを介してから放出されるから、加熱によって発生する水蒸気と、必要に応じて脱気によって発生する水分が排出され、乾燥能率を上げることができる。また、前記オイルパーム材は熱板によって加熱及び加圧されるから、熱板の熱が前記オイルパーム材の芯まで届き、全体の乾燥を急速に行うことができる。
よって、カビ細菌が繁殖しない程度に前記オイルパーム材を乾燥させることができ、爾後の加工に影響を及ぼすことのない前記オイルパーム材が用意できる。
また、前記オイルパーム材を加熱する熱板の加熱温度は、前記オイルパーム材の固定化温度よりも低い100〜150℃の範囲内の温度を上限の温度としたものであるから、乾燥時に熱を使用していても、その熱でオイルパーム自体が自己の成分によって、硬化したり、変質したりすることがなく、安定した塑性変形に陥る前であるから、乾燥のみを行った材料となる。
したがって、前記オイルパーム材は誘電加熱によって加熱され、その水蒸気が収容室からポンプを介してから放出されるから、加熱によって発生する水蒸気と、必要に応じて脱気によって発生する水分が排出され、乾燥能率を上げることができる。また、前記オイルパーム材は誘電加熱によって加熱及び加圧されるから、誘電加熱の熱が前記オイルパーム材の芯まで届き、全体の乾燥を急速に行うことができる。
よって、カビ細菌が繁殖しない程度に前記オイルパーム材を乾燥させることができ、爾後の加工に影響を及ぼすことのない前記オイルパーム材が用意できる。
また、前記オイルパーム材を加熱する熱板の加熱温度は、前記オイルパーム材の固定化温度よりも低い100〜150℃の範囲内の温度を上限の温度としたものであるから、乾燥時に熱を使用していても、その熱でオイルパーム自体が自己の成分によって、硬化したり、変質したりすることがなく、安定した塑性変形に陥る前であるから、乾燥のみを行った材料となる。
したがって、前記オイルパーム材は誘電加熱によって加熱され、その水蒸気が収容室からポンプを介してから放出されるから、加熱によって発生する水蒸気と、必要に応じて脱気によって発生する水分が排出され、乾燥能率を上げることができる。また、前記オイルパーム材は誘電加熱によって加熱及び加圧されるから、誘電加熱の熱が前記オイルパーム材の芯まで届き、全体の乾燥を急速に行うことができる。
よって、カビ細菌が繁殖しない程度に前記オイルパーム材を乾燥させることができ、爾後の加工に影響を及ぼすことのない前記オイルパーム材が用意できる。
また、前記オイルパーム材を加熱する熱板の加熱温度は、前記オイルパーム材の固定化温度よりも低い100〜150℃の範囲内の温度を上限の温度としたものであるから、乾燥時に熱を使用していても、その熱でオイルパーム自体が自己の成分によって、硬化したり、変質したりすることがなく、安定した塑性変形に陥る前であるから、乾燥のみを行った材料となる。
視認できる0.2〜1.0mmの繊維、即ち、維管束と維管束の間はリグニン等の樹脂成分及びセルロース、ヘミセルロース等の糖類、少ない空孔によって一体になっている。
オイルパーム材Wは、20年以上成長した単一の幹を所定長のオイルパーム幹WDとして切断し、それを大根のかつら剥きと同様の周方向の剥きを行うロータリーレースと呼ばれる装置にセットする。そして、オイルパーム幹WDを回転させ刃物CTによって周方向の剥きを行う。これは、所定長のオイルパーム幹WDをその周方向に回転させながらロータリーレースで外周から所定の厚みに剥いて複数枚のオイルパーム材W(格別、オイルパーム材Wの枚数を意図しない場合には、単にオイルパーム材Wと記す)に形成する材料形成工程となり、この材料形成工程によってオイルパーム材Wが得られる。
なお、オイルパーム幹WDを除くオイルパームの葉、空果房、根等は、チップ状に裁断され、好気性細菌処理によってコンポスト化(堆肥化)する有機廃棄物発酵処理方法によって処理される。特に、空果房は他の実用性のある処理を行ってもよい。また、細かく破砕し、セルロース、ヘミセルロース、リグニン等の成分抽出を行って、接合補助にそれを利用してもよい。
このように、所定の面積、所定の厚みの所定枚数の所定面積、所定厚さのオイルパーム材Wが切断分離され、それがオイルパームの乾燥装置100の熱板N1,・・・,N5の間にオイルパーム材W1,・・・W4が挿入される。
前述したように、オイルパーム幹WDから板材の製材同様に柾目及び板目を得られるように切断しても、図2(c)のように、年輪がなく、図2(b)のように、オイルパーム幹WDの長さ方向に繊維の束が形成されているだけであるから、図2(a)の何れで切り出しても、図2(a)のように、柾目状の製材板としてのオイルパーム材W(W1,・・・W4、X1,・・・X4)となる。
ところが、所定長のオイルパーム幹WDから、所定の寸法の柱、厚板、ウッドデッキ、床柱、床板等の厚みのある板材を得るには、自然乾燥ではカビ細菌の繁殖速度に対応できない。
このオイルパームの乾燥装置100は、必要数の段に設定したn枚の熱板N1,・・・,Nnと、そこに所定の温度の水蒸気圧を導くバルブ53−1,・・・,53−n及び供給管路54−1,・・・,54−nを具備し、更に、バルブ53−1,・・・,53−nに蒸気圧を導くバルブ51、更には、バルブ51の出力で、バルブ53−1,・・・,53−nの入力の蒸気圧を計測する圧力計Pを具備している。なお、供給管路54−1,・・・,54−nの温度の管理は、個々のバルブ53−1,・・・,53−nの開度によって、温度上昇を任意に設定できる。
具体的には、必要枚数配設した熱板N1,・・・,Nnを有するオイルパームの乾燥装置100を使用する。熱板N1,・・・,Nnには、バルブ51及び供給管路53−1,・・・,53−nを介して所定の水蒸気圧の蒸気圧が供給される。
結果、熱板N1,・・・,Nnの温度が高効率でオイルパーム材W1,・・・,Wnに伝えられ、オイルパーム材W1,・・・,Wnの温度上昇により、オイルパーム材W1,・・・,Wnの含水成分を水蒸気として排出できる。
なお、オイルパーム材Wに対して熱板N1,・・・,Nnを所定の圧力で圧縮力を付与するプレス機構は、公知であるからそれを図示していないが、熱板N1,・・・,Nnの全体に対して所定の圧縮力を与えるものである。オイルパーム材Wに対して熱板N1,・・・,Nnで所定の圧縮力を付与するプレス機構の工程は、圧縮力付与工程に相当する。
図5(a)のように、オイルパームの乾燥装置100の必要枚数配設した熱板N1,・・・,Nnの間隔が広がるようにその相対間隔を広げる。このとき、加熱管路56−1,・・・,56−nには、蒸気圧を供給していない。
オイルパーム材W1,・・・,Wnは、熱板N1,・・・,Nnに形成されたピット57−2,・・・,57−nまで移動される。
更に、オイルパーム材W1,・・・,Wnの面積が広いもの、厚みのあるものを乾燥させる場合には、ピット57−2,・・・,57−nの底面に0.5〜3mm程度幅の溝を形成したり、補助空間55−1,・・・,55−n−1の上面に0.5〜3mm程度幅の溝を形成したりして、上記の排気経路を形成することになる。
ここで収容室50は、オイルパーム材W及び熱板N1,・・・,Nnを収容し、その収容内部圧力を大気圧と分離するものである。しかし、この収容室50内に図示しないプレス機構の全体を収容してもよいし、その一部を収容してもよい。また、油圧ピストン等の出力軸のみを収容してもよい。
まず、ステップS1で熱板N1,・・・,Nn相互間を最大に開き、そこにオイルパーム材W1,・・・,Wnの挿入を自在にする。ステップS2でオイルパーム材W1,・・・,Wnを配置し、その配置がステップS3で確認されると、ステップS4でバルブ51が開となり熱板N1,・・・,Nnの加熱が開始され、ステップS5でポンプ49が駆動され、湿気の排出が開始される。
また、熱板加熱工程はステップS6乃至ステップS8からなる熱板N1,・・・,Nnで加熱する工程である。
本実施の形態1では、オイルパーム材Wが板材状のものを前提としたが、柱状のものでも同様に乾燥を行うことができる。
更に、湿気排出工程は、収容室50から空気をポンプ49で排気または吸気する工程でステップS5乃至ステップS13の間の湿度を除去する工程を意味する。
また、オイルパームの乾燥装置200のようにマイクロ波を利用した誘電加熱とすることもできる。
誘電加熱炉73は、耐火煉瓦等でtanδ等の非常に小さい、即ち、良好な誘電体で温度に耐える材料で構成したハウジングであり、その外側には、マイクロ波が漏れないようにシールド室72を形成している。このシールド室72は銅板及び鉄板によって形成されている。シールド室72及び誘電加熱炉73によって収容室70を構成している。
誘電加熱炉73内には、被加熱体の位置を決めるための良好な誘電体からなる台座74及び熱的に断熱効果を得るスペーサ76が配置されている。
したがって、誘電加熱炉73内に各テーブル板75−1,・・・,75−n相互間にオイルパーム材W1−1,・・・,Wn−1、オイルパーム材W1−2,・・・,Wn−2、オイルパーム材W1−3,・・・,Wn−3、オイルパーム材W1−4,・・・,Wn−4を載置し、所定の荷重によってオイルパーム材Wが変形しないように加熱すれば、オイルパーム材Wの水分のみが気化し、オイルパーム材Wを乾燥させることができる。
なお、本実施の形態2では、台座74が固定のもので説明したが、通常は、回転させ、マイクロ波が特定の位置のみを加熱させないようにしている。
しかし、導電体の粉末を入れなくても、オイルパーム材W1−1,・・・,Wn−1、オイルパーム材W1−2,・・・,Wn−2、オイルパーム材W1−3,・・・,Wn−3、オイルパーム材W1−4,・・・,Wn−4から発生する熱で、100℃程度に上昇している。
まず、ステップS21でオイルパーム材W1,・・・,Wnの搬入、配置を行い、ステップS22でその終了が確認されるまで行う。通常、収容室70の図示しない扉のロックにより完了が検出される。ステップS22で完了が確認されると、ステップS23でポンプ49が駆動され、湿気の排出が開始される。
次に、ステップS24で誘電加熱源71を駆動し、収容室70内にマイクロ波出力を出力し、ステップS25でその所定時間の誘電加熱の継続を判断し、所定時間を経たとき、ステップS26でマイクロ波出力を停止する。更に、ステップS27で、余熱による加熱として所定の時間の経過を判断する。そして、ステップS28でオイルパーム材W1,・・・,Wnの温度が所定の温度まで低下しているかを判断し、所定の温度まで温度が低下しているとき、ステップS29でポンプ49を停止し、ステップS30でオイルパーム材W1,・・・,Wnを搬出し、本実施の形態2のオイルパームの乾燥装置200の動作を終了する。
また、誘電加熱工程は、ステップS24乃至ステップS25からなる前記オイルパーム材を誘電加熱源71で誘電加熱する工程である。
そして、湿気排出工程は、収容室70から空気をポンプ49で排気または吸気する工程でステップS23乃至ステップS29の間の湿度を除去する工程を意味する。
なお、本実施の形態2では、オイルパーム材Wが板材状のものを前提として説明したが、柱状のものでも同様に乾燥を行うことができ、特に、厚みが厚いものは誘電加熱を行うとオイルパーム材Wの芯から加熱することで乾燥速度を速めることができ。
よって、カビ細菌が繁殖しない程度にオイルパーム材Wまたは板材を乾燥させることができ、爾後の加工に影響を及ぼすことのないオイルパーム材Wまたは板材が用意できる。
よって、カビ細菌が繁殖しない程度にオイルパーム材Wまたは板材を乾燥させることができ、爾後の加工に影響を及ぼすことのないオイルパーム材Wまたは板材が用意できる。
このように、オイルパームの乾燥装置100またはオイルパームの乾燥装置200の乾燥工程で乾燥させたオイルパーム材Wまたは板材を所定の状態に複数枚積層する工程を、ここでは配置工程と呼ぶ。
即ち、加熱工程によって加熱した積層されたオイルパーム材W1,・・・,W4に、そのオイルパーム材Wの面に対して直角方向の圧縮力を加える圧縮工程を行い、その圧縮工程で所定の温度で所定時間押圧した後、加熱工程で供給していた温度を降下させ、その圧縮状態を維持させる固定化工程を経て、圧密化した積層合板PWを得るものである。
図13のフローチャートに示されるように、最初に、所定長のオイルパーム幹WDをその周方向に回転させながらロータリーレースの刃物CTで所定の厚みに剥いて複数枚のオイルパーム材Wに形成するステップS40の材料形成工程において、所定長のオイルパーム幹WDをその周方向に所定の厚みに剥いたオイルパーム材Wまたは所定長のオイルパーム幹WDをその長さ方向に所定の厚みに製材したオイルパーム材Wは所定の形状に形成され、次いで、ステップS41の乾燥工程において、オイルパームの乾燥装置100またはオイルパームの乾燥装置200で含水率10%〜30%の範囲内に乾燥され、乾燥されたオイルパーム材Wとなる。
また、オイルパームの乾燥装置100またはオイルパームの乾燥装置200の使用によって、カビ等の細菌による商品価値や生産性の低下を招くことなく、低コストにできることが確認された。
このため、オイルパーム幹WDから厚み3mm以上、20mm以下の範囲内のオイルパーム材Wを剥き、天然乾燥でもカビ等の細菌による商品価値や生産性の低下を招くことなく、低コストで乾燥でき、更に、切り出し作業が容易で、後述する圧密加工後の寸法形状安定性も高いものとなる。
なお、オイルパームの乾燥装置100の場合、好ましくは、オイルパーム幹WDからオイルパーム材Wの厚みが、6mm以上、15mm以下の範囲内である。
しかし、オイルパームの乾燥装置200は、オイルパームの乾燥装置100よりも厚物の処理が可能となる。
ここで、オイルパーム材Wを積層してなる加圧前多層材NWの圧密加工を行う圧密加工材製造装置300について図10乃至図12を参照して説明する。
本実施の形態1では、プレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bで形成される内部空間IS及び位置決め孔18内を加熱するためにバルブV4に接続された配管12を用いて高温の水蒸気を導入しているが、この他、高周波加熱、マイクロ波加熱等を用いることも可能である。特に、板材に対する高周波加熱は、マイクロ波による誘電過熱よりも、マイクロ波よりも若干周波数の低い高周波で、板材の中心から加熱する方法が好適である。
勿論、本発明を実施する場合には、プレス盤10にてプレス圧縮される方向は、加圧前多層材NWの5枚のオイルパーム材Wの面に対して直角方向に圧縮力が加えられる。
ここで、本実施の形態においては、積層合板PWの原材料となる加圧前多層材NWは、所定の寸法(厚み・幅・長さ)に形成されたものであり、計4枚のオイルパーム材Wの面側をプレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bに対向させ、下プレス盤10Bの位置決め孔18に載置した。
加熱タイミングのとき、ステップS46で上プレス盤10Aの配管路15及び下プレス盤10Bの配管路16に所定温度(例えば、110〜180〔℃〕)の水蒸気が通され、内部空間IS及び位置決め孔18内が所定温度(例えば、110〜180〔℃〕)に保持される。ステップS44で加熱タイミングでないと判断したとき、ステップS45で圧縮タイミングであるかを判断し、圧縮タイミングのとき、ステップS47で圧縮工程に入る。
ステップS48の圧縮力は、割れを防止するために、加圧前多層材NWの温度上昇、即ち、ステップS43のタイマIの経過時間に応じて加圧前多層材NWの内部の温度状態、加熱時間の経過に応じて徐々に大きくするのが望ましく、加熱圧縮の時間も加熱時間を考慮して設定するのが好ましい。
加圧前多層材NWと積層合板PWの全体の圧縮率は、式
{(加圧前多層材NWの厚み)−(積層合板PWの厚み)}/加圧前多層材NWの厚み
で算出し、単板の圧縮率は、式
{(加圧前の厚み)−(加圧後の厚み)}/加圧前の厚み
で算出した。
なお、このように、本実施の形態においては、加圧前多層材NWの表裏面に上プレス盤10A及び下プレス盤10Bが面接触し、密閉状態の内部空間IS及び位置決め孔18に保持されるため、加圧前多層材NWは、厚み全体が十分に加熱され、効率よく圧縮変形されることになる。
更に、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによる加熱圧縮から冷却圧縮へと移行する直前に、蒸気圧制御処理としてバルブV5が開状態とされることで配管口13a、配管13を通って内部空間IS及び位置決め孔18からドレン配管14側に高温高圧の水蒸気が排出される。
そして、最後に、図11(f)に示すように、ステップS21で解圧工程に入り、固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aを上昇させ、内部空間IS及び位置決め孔18から仕上がり品である積層合板PWが取出されることで一連の処理工程が終了する。
繊維方向を同一にして積層した場合には、圧密加工において軟化した板材表面層の木繊維が、積層方向(縦方向)に隣接する繊維方向が同一の他の板材表層の木繊維と絡み易く、その絡み合った状態で固定化された板材同士は強固に接合される。しかも、接合面における膨張率及び収縮率を完全に等しくできることから周囲環境条件が変化しても接合面に全くストレスが掛かることがない。したがって、接合強度が高くて機械的強度も高く、圧密化後の安定した寸法形状性が確保される。
特に、全枚数が奇数枚の場合には、繊維方向を互いに直交させて積層したとき表裏で単板の繊維方向が平行で断面が対称となるため、周囲環境条件の変化による歪み等が防止される。また、全枚数を4枚以上の偶数枚とする場合には、内部の一部にて繊維方向を同一にして積層しその他は繊維方向を互いに直交させて積層することによって、表裏の繊維方向を合わせ周囲環境条件の変化による歪み等を防止することが可能となる。
そして、圧密加工の最初は、まず、加熱工程(ステップS46)における加熱を開始し、バルブV1,バルブV2,バルブV3(図10)が開かれ図示しないボイラ装置から上プレス盤10Aの配管路15及び下プレス盤10Bの配管路16に加熱用の水蒸気が通されて内部空間IS及び位置決め孔18内が所定の加熱温度に保持され、積層した加圧前多層材NWが加熱される。
なお、後述の冷却開始前にその蒸気圧制御を終了させるのが好ましい。後述の冷却開始前にその蒸気圧制御を終了しない場合には、冷却処理効率が低下する。
そして、最後に、ステップS49の固定化工程において解圧し、図11(f)に示すように、固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aを徐々に上昇させて離間させることによってプレス圧力および密閉状態を開放し、内部空間IS及び位置決め孔18から仕上がり品である積層合板PWが取出されることで一連の処理工程が終了する。
しかも、接着剤の使用によってオイルパーム材Wを接合する場合には、接着剤を塗布等した後、圧締して接着剤を硬化するのが一般的であり、接着剤塗布等の工程及び圧締工程が必要であるのに対し、本実施の形態に係る積層合板PWによれば、圧密加工によって接着剤を使用することなく板材同士が接合されるため、上記別個の接合工程が不要であり、製造工程の簡略化を図ることができる。
一方、加圧前多層材NWの繊維方向を互いに直交させて積層した場合には、圧密加工後の周囲環境条件の変化によって膨張収縮力が生じでも互いの板材同士が相互に作用し合って特定方向の反り変形が防止される。殊に、全枚数が奇数枚の場合には、繊維方向を互いに直交させて積層したとき表裏で単板の繊維方向が平行で断面が対称となるため、周囲環境条件の変化による歪み等が防止される。
また、全枚数を偶数枚とする場合には、内部の一部にて繊維方向を同一にして積層しその他は繊維方向を互いに直交させて積層することによって、表裏の繊維方向を合わせ周囲環境条件の変化による歪み等を防止することが可能となる。
更に、厚み全体が塑性加工されたものであることから、厚み側面の稜線に対して大きな面取り加工や曲面加工を施したとしてもその端面では、高い硬度による材強度が確保される。
特に、乾燥させたオイルパーム材Wのうち、乾燥後の気乾比重が小さい表裏に配置して積層した場合には、上述したように、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bに接触する表裏層に乾燥後の気乾比重が小さい材料が配設され、圧密加工がなされることになるから、乾燥後の気乾比重が小さい材料において上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによって十分な加熱圧縮がされて板材相互間の比重の差が小さくなり、製品化後における寸法変化率の差も小さくなる。よって、製品化後における寸法形状の安定性が増す。
下プレス盤10Bのベース板25に同一高さの外側下プレス盤10Ba及び内側下プレス盤10Bbを配設し、その間に枠体溝21を形成する。枠体溝21のベース板25側には複数のコイルスプリング22が配設され、その上部に四角の可動枠23が配設されている。可動枠23の内面には、切欠きが形成されていて加圧前多層材NWの側面からの水蒸気等の流体を導く流体路24となっている。四角の可動枠23の内周は加圧前多層材NWの外周に略等しくなっており、四角の可動枠23に加圧前多層材NWが入るとオイルパーム材Wに位置ずれが生じないようになっている。
特に、ヘミセルロースはリグニンとセルロースとの結び付ける機能を有しており、オイルパーム幹WDの自然栽培されている状態では、互いにどれだけ干渉し合っているかは不明である。しかし、所定の温度、例えば、リグニンの反応開始温度の80度以上に温度を上げることにより、ヘミセルロースの反応開始温度の60度以上となり、互いに反応し、堅固な特性となることが確認された。
したがって、少なくとも圧密加工したオイルパーム材Wであるから、オイルパーム材W含有する樹脂成分及び糖成分が不足した場合には、接合対象に接着剤を追加して貼り合せることにより、所望の積層合板PWを製造するものである。よって、オイルパーム材Wが含有する樹脂成分及び糖成分が不足した場合に接着剤を使用するものであるから、シックハウス症候群の原因となるホルムアルデヒド系接着剤の使用を抑え、オイルパームが本来的に有している成分を利用した積層合板PWが得られる。
したがって、2枚以上のオイルパーム材Wを積層合板PWとして、オイルパーム材Wが含有する樹脂成分及び糖成分を用いて一体に接合できるから、シックハウス症候群の原因となるホルムアルデヒド系接着剤の使用を抑え、オイルパーム幹WDが本来的に有している成分を利用した積層合板PWが得られる。
特に、ラワン板の枚数をオイルパーム材Wの枚数よりも少なくすることにより、少なくとも従来の積層合板に比較して、シックハウス症候群の原因となるホルムアルデヒド系接着剤の使用を1/2以下に抑えることができる。
加えて、前記圧縮工程で所定時間圧縮した後、前記加熱工程で供給していた温度を降下させ、積層合板PWの圧縮状態を固定化し、所定の圧縮率で圧縮していた圧縮力を解圧するものであり、これを積層合板PWから捉えて固定化工程とすることができる。
W、W1,・・・,W4 オイルパーム材
NW 加圧前多層材
PW 積層合板
10 プレス盤
49 ポンプ
50,70 収容室
100 オイルパーム(板材)の乾燥装置
200 オイルパーム(板材)の乾燥装置
300 圧密加工材製造装置
Claims (4)
- 所定長のオイルパーム幹をその周方向に所定の厚みに剥いたオイルパーム材または所定長のオイルパーム幹をその長さ方向に所定の厚みに製材したオイルパーム材を両面から100〜150℃の範囲内の温度を上限の温度として加熱する複数枚の熱板と、
前記オイルパーム材に対して前記熱板を所定の圧力で相互間に圧縮力を付与するプレス機構と、
前記オイルパーム材及び前記熱板を収容し、その収容内部圧力を大気圧と分離する収容室と、
前記収容室の湿気を排出して前記収容室の湿度状態を、乾燥後の含水率10%〜30%の範囲内とするために前記収容室の空気を排気するポンプと
を具備することを特徴とするオイルパームの乾燥装置。 - 所定長のオイルパーム幹をその周方向に所定の厚みに剥いたオイルパーム材または所定長のオイルパーム幹をその長さ方向に所定の厚みに製材したオイルパーム材を形成する材料形成工程と、
前記オイルパーム材の両面から100〜150℃の範囲内の温度を上限の温度として加熱する複数枚の熱板からなる熱板加熱工程と、
前記熱板相互間の前記オイルパーム材に対して、プレス機構で所定の圧縮力を付与する圧縮力付与工程と、
前記オイルパーム材及び前記熱板を収容した収容室の内部圧力を大気圧と分離し、前記収容室の湿度状態を乾燥後の含水率10%〜30%の範囲内とするために前記収容室から空気をポンプで排気する湿気排出工程と
を具備することを特徴とするオイルパームの乾燥方法。 - 所定長のオイルパーム幹をその周方向に所定の厚みに剥いたオイルパーム材または所定長のオイルパーム幹をその長さ方向に所定の厚みに製材したオイルパーム材を100〜150℃の範囲内の温度を上限の温度として誘電加熱する誘電加熱源と、
前記オイルパーム材を収容して前記誘電加熱源で誘電加熱する室内圧力を大気圧と分離する収容室と、
前記収容室の湿気を排出して前記収容室の湿度状態を、乾燥後の含水率10%〜30%の範囲内とするために前記収容室の空気を排気するポンプと
を具備することを特徴とするオイルパームの乾燥装置。 - 所定長のオイルパーム幹をその周方向に所定の厚みに剥いたオイルパーム材または所定長のオイルパーム幹をその長さ方向に所定の厚みに製材したオイルパーム材を形成する材料形成工程と、
前記オイルパーム材を100〜150℃の範囲内の温度を上限の温度として誘電加熱源で誘電加熱する誘電加熱工程と、
前記オイルパーム材を収容して前記誘電加熱源で誘電加熱する室内圧力を大気圧と分離する収容室と、
前記収容室の湿気を排出して前記収容室の湿度状態を、乾燥後の含水率10%〜30%の範囲内とするために、前記オイルパーム材を収容して前記誘電加熱源で誘電加熱する室内圧力を大気圧と分離し、前記収容室から空気をポンプで排気する湿気排出工程と
を具備することを特徴とするオイルパームの乾燥方法。
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