JPH0712604B2 - 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、特に木質系成形用素
材を用いて、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、まず、上述し
た解繊機等により解繊された木質繊維や、麻，綿などの
繊維等とフェノール系熱硬化性合成樹脂または熱可塑性
合成樹脂等より成る結合剤とを、十分に攪拌した木質系
成形用素材（以下素材という）を用いて、厚さ10〜40mm
の成形用マットを形成する。

次に、上記成形用マットを完成後の木質系成形体の形状
より幾分大き目に裁断して圧縮成形型内に供給し、例え
ば熱圧成形等の方法により圧縮成形して、成形体を得る
ようにしていた。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軟化させ予
備成形を行うようにしていた。

（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、生産コストが上昇するという問題点が
あった。また、素材をマット化するには熱可塑性樹脂の
結合剤が必要となり、さらに深絞り性を向上させるため
には、マット剤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、深い絞り性
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屈曲部分の強
度が低下するという問題点も有していた。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屈曲部分に補強し
てから圧縮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は上記のような問題を
解決するために前記木質繊維よりな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
接成形型に配設して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。この成形用素材により形
成した集合体は、従来のマットとは異なり極めて低密度
であり、かさ比重がわずかに0.008〜0.05と軽く、厚さ5
0mm〜300mmというもので、木質繊維の結合状態はそれほ
ど強固なものとはなっていない。

しかしながら、上述の素材集合体を経由する製造方法に
おいても、前記素材集合体を形成する過程で、成形用素
材が若干の湿り気を有しているとはいえ、極めて低比重
であるために、一定量の素材を用いて略均一で低密度の
集合体を一定形状に形成することは、かなりの技術を要
し、単に木質繊維を無秩序に寄せ集めただけでは、所望
の密度及び形状を有する素材集合体を形成することがで
きないという問題点を有していた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、木質系の素材をマット化することなく成形体を製造
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、素材集合体を作業性に
優れた積層工程によって形成するようにして、一層のコ
ストの改善を達成す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
加えて攪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、上記素材集合体の形成に際し、前記木質系成
形用素材を下降気流に乗せて浮遊降下させて、所定形状
の積層用容器内に積層用容器内に堆積させることにあ
る。

（作用） 上記のような工程を経ることにより、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，綿等の長繊維
や熱可塑性樹脂ネット又は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、屈曲部分を有
する圧縮成形体を製造するために、深絞り成形を行う場
合でも、素材集合体は、単に下降気流に乗せて成形用素
材を浮遊降下させ、積層形成するので、その繊維のから
みは最小限に抑えられ、後の圧縮成形に際して深絞り成
形部内への周辺繊維の流動が抑えられて、深絞り部の周
縁の角部に薄肉部が形成されることはなくなる。

以上のように作用して、従来に比べ幾つかの工程を省略
することができるので作業性の向上を図れると共に、原
材料コストの低廉化を図ることもでき、さらに深絞り成
形を行う場合であっても成形体の密度を均一にして各部
分の強度性を一定にすることができ、強度特性に優れた
成形体を提供することができる。

（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、図面を用いて詳細に説明する。

第１図乃至第８図は本発明の一実施例を説明するもの
で、第１図は前記素材集合体を形成する工程を示す概略
断面図、第２図，第３図は形成された集合体を吸引搬送
する工程を夫々示す概略断面図、第４図，第５図は木質
系成形用素材により形成した素材集合体を圧縮成形型に
セットして圧縮成形する工程を夫々示す概略断面図、第
６図乃至第８図は成形体の原料となる木質系素材の製造
工程を示す斜視図、概略構成図及び一部切欠斜視図であ
る。

まず、第６図乃至第８図を用いて原料となる木質系素材
を製造する工程から説明する。第６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、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７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にて乾燥した後、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
微粉を除去し、乾燥した木質繊維W2を得る。次に乾燥し
た木質繊維W2を、第８図に示すように攪拌機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）、接着剤（フェノール樹脂等の熱硬化性
樹脂乃至は熱可塑性樹脂）等を結合剤（バインダー）と
して２〜10％程度供給し、回転する攪拌羽根18により両
者を均一に混合，攪拌して取出し口19より木質系成形用
素材B1を得る。なお、従来はこの素材B1を厚さ50〜300m
mの集合体にし、それを加熱後、ロール圧縮などにより
厚さ10〜40mmのハンドリング可能な柔軟性を有する成形
用マットを製造していたが、本発明では成形用マットを
形成することなく、素材B1により集合体を形成する。

前記工程に引き続いて素材集合体を形成する工程につい
て説明する。

まず、第１図に示すように、集合体製造装置20は、例え
ば鉄板等を山形状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、散布方向を規制
するための素材B1のエア吹出口21a,21aが設けられてい
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が接続されており、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
グメタル等の付形部材25が設けられている。この積層用
容器22の付形部材25上方の側壁には、集合体の上面側を
所望形状にするため素材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、エア吹出容
器21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よりエア吹出容器21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り上
記散布器23に供給された素材B1を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が開口しているので、この
エア吹出口21a,21aから吹出すエアを左右に切換バルブ2
8で切換え、もしくは両方とも閉の状態とすることによ
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22bにより真空引きが行われており、付形部材25
を介して積層用容器22の下方側には特殊な気流が形成さ
れているので、前記素材B1は付形部材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
切換バルブ28を操作し、設定されたセンサーすべてが素
材B1の積層量を検知したときに、素材集合体B2の形成が
完了することになる。

次に、第２図，第３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１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、搬送用保持器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形成
された金網等の付形部材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。従って、第３図に示すように、吸引管32より図示し
ない吸引装置等により保持器30内を吸引すると、素材集
合体B2は比重が軽いために上方に移動して保持器30上部
の付形部材31に密着し、この吸引状態を続けたまま図示
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。

以上のようにして搬送された素材集合体B2を圧縮成形し
て、木質系成形体を製造する工程について説明する。

本実施例においては、第４図，第５図に示す熱圧成形用
の成形型35を用いて圧縮成形を行うものとする。まず、
第３図に示すように素材集合体B2を保持する保持器30
は、シリンダ（図示せず）の駆動により、第４図に示す
成形型35の下型36の上方まで移動し、この位置でバルブ
を閉じると素材集合体B2が落下して下型36上にセットさ
れる。このとき、下型36の外周には成形時に上型37をガ
イドする位置決め部材（図示せず）が設けられており、
素材集合体B2は下型36の外周部材38によって型外に零れ
ることなく確実に載置される。この集合体B2のセットが
完了したら、成形型35のヒータ及び温調機（図示せず）
によって熱せられた熱板39,39により夫々加熱された下
型36,上型37を、上型37の下降により合わせると共に、
上型37に形成した吸引孔37a,吸引空間37b,吸引管40を介
して成形空間内を吸引し、素材集合体B2内のガス塗りを
行って、第５図に示すように、深絞り部M2を有する木質
系成形体M1が圧縮成形される。この圧縮成形に際して
は、繊維のからみの少ない状態から圧縮が進行するの
で、深絞り成形部内への周辺繊維の流動が抑えられて、
深絞り部M2の周縁の角部に薄肉部が形成されることはな
くなる。また、本実施例では、特に素材集合体B3の、深
絞り部M2に対応する部分を厚肉に形成しているので、深
絞り成形部に対する繊維の補充も十分となり、前記深絞
り成形部内への繊維の流動がより一層抑えられる。な
お、符号41は吸引を行う際、吸引管40を開閉するバルブ
であり、このバルブ41により熱圧成形時には、上型37の
下死点の十数mm前から吸引を開始して成形空間内のガス
抜きを行うと共に、脱型時には、引き続いて上型37の上
死点まで吸引して成形体M1の下型36からの離型を行い、
図示しない搬送機構等を上下の型間に差し入れてから、
前記バルブ41を切換えて上型37から離型させ、次工程に
供給することができる。

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・降下を逸脱しない限り如何なる
変形変更も自由である。

例えば上記実施例においては、散布用容器24の上方側よ
り浮遊状態の成形用素材を積層用容器22側に送り込むエ
アを供給し、積層用容器22の下方側からも吸引すること
により素材集合体の形状を付形部材25に沿わせるものと
して説明したが、本発明はこれに限定されず、送り込み
用のエア及び形状出し用のバキュームを行うことなく、
単に上方より素材を散りばめるようにして素材集合体を
積層形成するようにしてもよい。このように、積層機構
をより簡略化することにより、設備コストの一層の低減
化を図れるという特有の効果を奏する。

（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、木質系成形用素材を下降気流に
乗せて浮遊降下させて、所定形状の積層用容器内に堆積
させて低密度の素材集合体を形成し、この素材集合体を
成形型に供給して熱圧成形を行うようにしたので、以下
のような効果を奏する。

素材集合体は、単に下降気流に乗せて成形用素材を
浮遊降下させ、積層形成するので、その密度はきわめて
低く、繊維のからみの少ない状態から圧縮成形が進行す
るので、圧縮成形性が良好となり、深絞り部を有する成
形体を安定して得ることができる。また、素材集合の厚
み方向で繊維質が一定となり、表・裏面側で密度差のな
い均質な成形体を得ることが可能になる。さらに積層用
容器内の多孔部材の形状を変更することで、簡単に素材
集合体の形状を変更することができる。

従来のような成形用マットの製造及び裁断工程や所
謂パッチ当て作業等を省略でき、素材の運搬作業等も簡
略化できるので、木質系成形体の製造の全般に関して、
作業性を大幅に向上することができる。

また、上述したように成形用マットの裁断や所謂パ
ッチ当て作業を省略できるので、裁断の際に生ずるマッ
ト切落とし部分やパッチ材等の素材の無駄使いをなくし
て原料を節約することができ、製品歩留まりの向上を図
ることもできる。

さらに、成形体が所謂深絞り部分を有し、かつ成形
用材料としての木質系素材中に線維分が多い場合でも、
素材集合体の深絞り加工部分を予め厚肉上にしておくだ
けで、直ちに圧縮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、また、マット化するための熱可塑性
樹脂等が不要となり、深絞り性を得るための麻等の繊維
や熱可塑性樹脂ネット等をも不要とすることができるの
で、これら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、熱圧成形とは別工程で素材集合体を形成する
ので、素材集合体の形成と熱圧成形とを同時に進行させ
ることができ、いわゆるライン生産により生産性を大幅
に向上せしめることが可能になる。また、この素材集合
体を成形型に供給して直ちに熱圧成形を行うことができ
るので、素材中の結合剤が部分的に硬化することはな
く、均一に圧縮することができて、品質的に安定した成
形体を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明に係る木質系成形体の製造方
法の一実施例を説明するためのものであり、第１図は前
記素材集合体を形成する工程を示す概略断面図、第２
図，第３図は形成された集合体を吸引搬送する工程を夫
々示す概略断面図、第４図，第５図は木質系成形用素材
により形成した素材集合体を圧縮成形型にセットして圧
縮成形する工程を夫々示す概略断面図、第６図は同じく
木質系成形体の原料となる木質繊維を解繊する解繊機を
示す斜視図、第７図は同じく木質繊維の乾燥機を示す概
略構成図、第８図は同じく木質繊維と結合剤とを攪拌す
る攪拌機を示す一部切欠斜視図である。 20……素材集合体製造装置、21……エア吹出容器、22…
…積層用容器、24……散布用容器、35……圧縮成形型、
36……下型、37……上型、38……外周部材、39……熱
板、B1……木質系成形用素材、B2……素材集合体、M1…
…木質系成形体、M2……深絞り部。

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、上記素材集合体の形成に際し、前記木質系成形用素
   材を下降気流に乗せて浮遊降下させて、所定形状の積層
   用容器内に堆積させることを特徴とする木質系成形体の
   製造方法。