JPH0639083B2 - 木質系成形体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は木質系成形体の製造方法、特に木質系繊維から
成る成形用素材により、直接圧縮成形体を製造する方法
に関するものである。

（従来の技術） 一般に、例えばチップ等の木片を解繊機等により解繊し
て木質繊維を形成し、この木質繊維に合成樹脂等の結合
剤を添加して、後述するような成形用マットを形成し、
この成形用マットを熱圧成形等により圧縮成形して硬質
の木質系成形体を得るようにしており、この木質系成形
体は所謂ハードボードとして建築用，家具用の材料に広
く利用されている。

従来、上記木質系成形体を製造するには、第５図乃至第
７図に示すように、まず、原料となる成形体素材を製造
する。この素材の製造工程は、第５図に示す解繊機１の
ホッパ２に木片等のチップＣを供給し、このホッパ２の
底部に設けられたスクリュフィーダ３によりチップＣを
蒸煮タンク４に供給する。蒸煮タンク４の上部からはス
チームＳが供給されてチップＣをふやかして繊維分がバ
ラけ易い状態とし、タンク４の底部よりこのチップＣを
スクリュフィーダ５により解繊ディスク６に供給し、モ
ータ７により駆動される解繊ディスク６によりチップＣ
を木質繊維W1に解繊する。このようにして解繊した木質
繊維W1は、圧送機７により圧送管８を介して、第６図に
示す乾燥機10に供給されて乾燥させられる。この乾燥機
10は、ドライヤ11から供給される熱風Ｈにより、前述の
湿った木質繊維W1を蛇行する乾燥管12にて乾燥させた
後、サイクロン13に供給し、このサイクロン13により水
分Ａを含む熱風と微粉とを除去し、乾燥した 5〜40mm程
度の木質繊維W2を得る。次にこの木質繊維W2を、第７図
に示すように撹拌機15の供給口16から供給し、複数のス
プレーノズル17から夫々耐水剤（パラフィン）を１〜５
％、接着剤（フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂又は熱可
塑性樹脂）等を結合剤（バインダー）として５〜10％程
度供給し、さらに深絞り成形用の麻繊維を約17％，マッ
ト化に必要な熱可塑性樹脂としてのポリプロピレン繊維
等を約７％程度添加し、回転する撹拌羽根18によりこれ
らを均一に混合，撹拌し、取出し口19より木質系成形用
素材B1を得る。

次に、上記素材B1を成形用マット材製造装置（図示せ
ず）に供給して、この装置によりロール成形等を行い、
一定規格の形状で約10〜40mmの厚さを有する成形用マッ
トを製造する。この成形用マットは、上述した原材料で
ある木質繊維及び麻繊維とが押し付けられたような状態
となっており、保管，運搬等の扱いが容易であるため、
マットの状態で保管され、必要なときにマットの状態で
運搬されることになる。

上記成形用マットを用いて、木質系成形体を製造するに
は、完成後の成形体の形状例えば自動車用のドアトリム
を圧縮成形する場合であれば、このドアトリムより幾分
大き目に裁断したマット材を圧縮成形型内に供給し、こ
の成形型により熱圧成形等により圧縮成形して、ドアト
リム等の成形体を得るようにしている。このとき、成形
用マットを形成している素材に含まれる木質繊維が多い
場合には、深絞り性を得るために成形用マットをスチー
ム等により硬化させてから、さらに予備成形型により所
定形状になるように予備成形を行なうようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の木質系成形体の製造方法によ
れば、以下の問題点を有していた。

まず、圧縮成形工程への供給を容易にするために、木質
系の素材を用いて成形用マットを形成し、このマットを
所定形状に裁断する工程を必要としていたので、製造工
程が煩雑で作業性が悪いばかりでなく、マットを完成後
の成形体より幾分大き目に裁断する際に、切り落とす部
分が無駄となり、製品の歩留まりが悪いという問題点が
あった。また、素材をマット化するには熱可塑性樹脂の
結合材が余分に必要となり、さらに深絞り性を向上させ
るためには、マット材として木質繊維以外に原料価格の
高い麻等の長繊維や熱可塑性樹脂ネットが必要であり、
麻繊維を使用する場合にはさらに余分に熱硬化性樹脂分
を添加する必要があり、これらの点でもコスト高となる
問題点があった。

また、素材に含まれる木質繊維が多い場合、深絞り性向
上のためマットをスチームにより軟化させて予め成形体
の形状に予備成形しなければならず、加工工程が増加す
るばかりでなく、絞り加工によりマットが延ばされた角
部等が薄肉化してしまい、この予備成形体を成形型に供
給してそのまま圧縮成形加工すると、薄肉化した角部が
低密度となり、完成した木質系成形体の深絞り部分の突
出角部の強度が低下するという問題点も有していた。因
に木質繊維85％の場合も同様な問題が生じ、マットを形
成した素材と同様の素材を所謂パッチ当てするように前
記深絞り部分の突出角部に当接させて、補強してから熱
圧成形するようにしていた。

ところで、最近に至って本発明者達は、上記のような問
題を一挙に解決するために、前記木質繊維から成る成形
用素材を用いて、低密度の素材集合体を形成し、この素
材集合体を直接成形用型内に供給して成形用マットを経
ることなく直接熱圧成形するようにした木質系成形体の
製造方法を提案している（未公知・特願昭60−230483
号）。この成形用素材から形成した集合体は、前記詳述
した成形用マットとは異り、極めて低密度であり、かさ
比重が 0.008〜0.05と軽く、厚さも同一の成形体を形成
するのにも拘らず50mm〜 300mm程度はあり、木質繊維の
結合状態はさほど強固なものとはなっていない。

しかしながら、このような素材集合体を経由する製造方
法においても、積層・吸引等種々の方法によって形成し
た素材集合体を熱圧成形用型に配設する際に、集合体の
形状や密度に片寄りが生じたり、成形型内に配置したと
きに位置ずれが生じたりして、熱圧成形加工後の成形体
の特に深絞り成形部分等の脆弱部分が形成されてしまう
という問題点があった。

本発明は上記種々の問題点を解決するためになされたも
のであり、木質系の素材を異形状に形成した素材集合体
を成形型に直接供給して木質系の熱圧成形体を製造する
ようにして、作業性及び生産コストの改善と、成形体の
強度の向上とを図ると共に、成形体を製造するための素
材集合体の、特に搬送・供給工程での集合体の位置ずれ
を防止するようにして製品歩留まりの向上させることを
目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明に係る木質系成形体の
製造方法の特徴は、木質繊維に合成樹脂を含む結合剤を
加えて撹拌した木質系成形用素材を用いて、、低密度の
素材集合体を形成し、次いで、この素材集合体を直接成
形型内に供給して熱圧成形する木質系成形体の製造方法
において、前記素材集合体を熱圧成形型に供給する際
に、前記集合体形状に対応する形状の保持器により保持
すると共に、該保持器内方へ多数突出形成された針状の
形状保持部材により該集合体を突き刺すようにしたこと
にある。

（作 用） 上記のような工程を経るだけで、木質系成形体を製造す
ることができるので、木質繊維等の素材を用いて成形用
マットを形成したり、この成形用マットを裁断したりす
る工程を省略することができ、またマット化するための
結合剤や、深絞り性向上のための麻等の長繊維，熱可塑
性樹脂ネット，熱硬化性樹脂分等の添加を不要乃至は減
少させることができる。また、平坦面の一面または両面
に突出形成された凹凸部分（以下この形状を深絞り部分
という）を有する圧縮成形体を製造する場合でも、深絞
り部分の最も突出する部分の角部（以下肩部という）が
薄肉化したり、脆弱化したりするのを防止するために、
マットの熱圧成形を行うに際して、予備成形体を形成し
たり、所謂パッチ当て等の補強作業を行わなくても成形
体の各部分の密度を均一にして熱圧成形することができ
る。

また、上記のように前工程において成形した素材集合体
を熱圧成形型に搬送するに際して、略均一で低密度に積
層乃至は集合させた素材集合体を、保持器及び針状の形
状保持部材により素材の積層乃至集合形状を壊さないよ
うにすると共に、成形型への配設時の位置ずれを防止す
るようにしているので、木質系成形体に深絞り部分が形
成される場合でも、深絞り部分の肩部の脆弱化を防止で
きる。

（実施例） 以下本発明に係る木質系成形体の製造方法の実施例につ
いて、図面に従い詳細に説明する。

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を説明するもの
で、第５図乃至第７図と同一符号のものは同一または相
当する部材を示している。

原料となる木質系素材を製造する工程については、第５
図乃至第７図を用いて説明した従来の方法と略同一であ
るので相違点のみ説明し、重複説明を省略する。

まず、第５図に示す解繊機１により、木片等のチップＣ
を解繊して、木質繊維W1を製造し、この木質繊維W1を第
６図に示す乾燥機10に供給して乾燥を行い、この乾燥さ
れた木質繊維W2を第７図に示す撹拌機15に供給する過程
までは従来と同じである。異なる点は、撹拌機15で撹拌
する際に、複数のスプレーノズル17から乾燥木質繊維W2
に添加する材料及びその分量である。耐水剤（例えばパ
ラフィン）は従来と略同じ１〜５％程添加するが、本発
明はマット化を行わないので、結合剤（バインダー）と
しての接着剤（フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂又は熱
可塑性樹脂）等の分量は、２〜10％（好ましくは５％）
程度添加するだけでよい。この割合で、充分に撹拌して
均一に混合すると、木質繊維を主体とした成形用素材B1
ができ上がり、必要に応じてこの状態でも貯蔵しておい
てもよい。

次に、上記成形用素材B1を用いて素材集合体を形成する
工程について、第３図を用いて説明する。第３図の集合
体製造装置20は、例えば鉄板等を屋根形に形成した散布
用容器24と、この散布用容器24の下部側に設けられて、
上述した木質繊維等の成形用素材B1を積層させる積層用
容器22とにより概略構成されている。前記散布用容器24
の上部には、圧送管（図示せず）を介して供給された上
記素材B1を散布する散布器23が設けられており、また散
布用容器24の上部に設けられたエア吹出容器21の内側に
は、エア吹出口21ａ，21ａが形成されている。前記散布
用容器24と積層用容器22との間には、上記素材B1が浮遊
しつつ降下する際に素材B1が周囲に零れ出るのを防止す
るための嵌合部29が設けられており、また上記積層用容
器22の底部側には、積層用容器22内を真空引きするため
のバキューム管22ａが接続され、その上部には集合体の
底面形状を規整する金網，パンチングメタル等の下面付
形部材25が設けられている。この積層容器22の下面付形
部材25上方の側壁には、集合体を所望の厚さとするため
素材B1の積層量を検知する高さセンサー26が設けられて
いる。なお、符号27は、散布用容器24内にエアを供給す
るエア供給管，符号28はその切換えバルブである。

以上の構成を有する集合体製造装置20を用いて素材集合
体を形成する工程につき説明する。まず、切換えバルブ
28を開口状態にしてエア供給管27より散布用容器24内に
エアを供給して積層用容器22に至るエアの流れを形成
し、このエアの流れに対して図示しない圧送管によって
供給された素材B1を、散布器23の下面より散布して浮遊
状態で積層容器22方向に降下させる。このときエア吹出
容器21の両側にはエア吹出口21ａ，21ａが開口し、この
エア吹出口21ａ，21ａから吹出すエアを左右に切換えバ
ルブ28で切換え、又は両方とも閉の状態にすることによ
り前記素材B1は所定部位に散りばめられ積層されること
になる。また、前記積層用容器22の底面側からはバキュ
ーム管22ａにより真空引きが行われており、下面付形部
材25を介して積層用容器22の下方側には、図中矢印に示
すような特殊な気流が形成されているので、前記素材B1
は下面付形部材25の形状に沿うようにして積層されてい
くことになる。このようにして、積層された素材B1は、
次第に素材集合体の形状となり、積層用容器22の側壁に
設けられた高さセンサー26により切換えバルブ28を操作
し、設定されたセンサー全てが素材B1の積層量を検知し
たとき、素材B1の供給が停止され、同時にエア供給管27
からのエアの供給も停止して、素材集合体B2の形成が完
了することになる。

次に、第１図，第２図を用いて、上記素材集合体B2を熱
圧成形用の金型に搬送する過程について説明すると、ま
ず、第３図に示す散布用容器24と、積層用容器22とが離
脱して、第２図に示すように、搬送用容器30が積層用容
器22の上部側に位置決めされる。この保持器30は、積層
用容器22の形状に略対応する形状をしており、上部側に
は素材集合体B2の上部側の形状に対応するように金網，
パンチングメタル等の上面付形部材31が設けられてお
り、さらに上部側には保持器30内を吸引する吸引管32が
接続されている。前記保持器30の天板下面30ａには、第
２図に示すような形状保持部材としてのニードル33が保
持空間内に向って突出形成されている。本実施例におい
ては、ニードル33は保持器30の天板30ａより下方に向い
て多数突出し、細径の針の外周面の任意の位置には、交
互に細かい突起33ａが形成されている。この突起33ａは
木質繊維を絡み付けるように、下側にテーパ面となり、
上側に係止面が形成されていてもよい。

従って、第１図に示すように、吸引管32より図示しない
吸引装置により保持器30内を吸引し、積層容器22の下方
側からも矢印のように圧縮空気等を送り込んでやると、
集合体B2は比重が軽いために上方に移動し、この移動に
より素材集合体B2は低密度であるために、前記針状の形
状保持部材が素材集合体B2に突き刺さり、さらに集合体
B2が上昇すると、保持器30上部の上面付形部材31に密着
して保持されることになる。以上のようにして保持さ
れ、吸引を続けたままシリンダ等の図示しない移動手段
により保持器30を移動させて、後述する熱圧成形用金型
の上部に搬送し、吸引を解除することにより金型へのセ
ットを行うことができる。

上記のようにして、図示しない金型にセットされた素材
集合体B2は、一定の温度・圧力により加熱・加圧され
て、圧縮成形体が完成する。

上記実施例に特有する効果は、針状の形状保持部材とし
て細径のニードル33を適用し、素材集合体B2の浮遊力を
利用して集合体B2に針を突き刺し素材集合体B2の位置ず
れを防止しているので、簡単な構成でも顕著な効果を奏
する。

なお、上述したものは本発明の一実施例を示すのみであ
り、本発明の目的・構成・効果を逸脱しない限り如何な
る変形変更も自由である。

例えば針状の形状保持部材として、細径のニードル33を
用いるものとして説明したが、これに限定されず、第４
図に示すように、直径 0.5〜２mm程度のドリル40を多数
設けてもよい。また、保持器30の吸引開始により、素材
集合体B2が、積層容器22内から保持器30内に上昇すると
同時に、このドリル40が回転するように構成して、保持
器30の吸引力のみに頼ることなく、ドリル40の外周面に
形成された螺旋状の連続溝40ａ、集合体B2に回転螺入し
て集合体を上昇させるようにしてもよい。このように構
成することにより、集合体B2を保持するに際して、針状
の形状保持部材の下側先端部が集合体B2の内部側に突き
刺さるための駆動力を付与されて、集合体の保持を確実
に行えるという特有の効果を奏する。

さらに、上記実施例では何れも素材集合体の製造に関し
ては、上部側より素材を降り積らせる方法によって形成
するものであったが、本発明はこれに限定されず、上下
対向して設けられた容器を用い、下側容器内で浮遊する
素材を上側容器（保持器で兼用してもよい。）により吸
引して素材集合体を形成してもよい。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明に係る木質系成形
体の製造方法によれば、まず、木質系成形用素材を用い
て、低密度の素材集合体を形成し、次いで、この素材集
合体を直接成形型内に供給して圧縮成形し、木質系成形
体を製造する方法において、素材集合体を形成して熱圧
成形型に供給する際に、前記集合体形状に対応する形状
の保持器により保持すると共に、該保持器内方へ多数突
出形成された針状の形状保持部材によりこの集合体を突
き刺すようにしたので、以下のような種々の効果を奏す
る。

略均一で低密度に積層又は集合させた素材集合体
を、保持器及び針状の形状保持部材により素材の積層乃
至集合形状を壊さないようにして成形型へ配設すること
により、集合体の保持を確実に行うことができる。さら
に、成形型の所定位置に集合体を配設することができる
ので、熱圧成形した後の木質系成形体に深絞り部分があ
る場合でも、肩部等の脆弱な部位が形成されることがな
く、成形体の強度化を図れると共に、適正な位置で成形
を行うことができ、製品歩留まりの向上を図ることがで
きる。

従来のような成形用マットの製造工程や、裁断工
程、或はパッチ当て作業等を省略することができるの
で、木質系成形体の製造工程全般に渡って、作業性を大
幅に向上できる。

また、で述べたような作業を省略できることによ
り、裁断の際に生ずるマットの切落とし部分や、パッチ
材等の素材の無駄使いを防止して原料の木質繊維を節約
できるので、この点でも製品歩留まりの向上を図ること
ができる。

上述したとも関連して、所謂深絞り部分を有する
成形体を製造する場合でも、集合体の深絞り加工部分を
予め厚肉状にしておくだけで、直ちに熱圧成形工程に供
することができ、成形用マットのようにスチームで軟化
させたり、予備成形したりする必要がなく、マット化す
るための熱可塑性樹脂が不要となり、深絞り性を得るた
めの麻等の長繊維や熱可塑性樹脂ネット等も不要となる
ので、この点でも製造工程の簡略化と低コスト化を図る
ことができる。

また、成形用マット及び予備成形体を経由する従来
の方法と異り、所謂パッチ当て等を行わなくとも、深絞
り成形部分の成形体密度を均一かつ緊密にすることがで
き、強度性に優れた成形体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を説明するもの
で、第１図は素材集合体を保持器により熱圧成形型内へ
搬送する工程を示す概略断面図、第２図は同じく保持器
内に設けられた針状の形状保持部材を示す拡大斜視図、
第３図は集合体の積層工程を示す概略断面図である。 また、第４図は本発明の他の実施例に係る針状の形状保
持部材を示す拡大斜視図である。 さらに、第５図〜第７図は、木質繊維を製造する工程を
説明するもので、第５図は解繊機を示す概略斜視図、第
６図は乾燥機を示す概略構成図、第７図は撹拌機を示す
一部切欠き斜視図である。 20……素材集合体製造装置、22……積層用容器、30……
保持器、30ａ……天板、33……ニードル（針状の形状保
持部材）、33ａ……突起、40……ドリル（針状の形状保
持部材）、B2……素材集合体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】木質繊維に合成樹脂を含む結合剤を加えて
   撹拌した木質系成形用素材を用いて、まず、低密度の素
   材集合体を形成し、次いで、この素材集合体を直接成形
   型内に供給して熱圧成形する木質系成形体の製造方法に
   おいて、 上記素材集合体を形成して熱圧成形型に供給する際に、
   前記集合体形状に対応する形状の保持器により保持する
   と共に、該保持器の内方へ多数突出形成された針状の形
   状保持部材により該集合体を突き刺すようにしたことを
   特徴とする木質系成形体の製造方法。