JPH09511799A - ウッドチップ要素分割装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ２個のロール(34,36)がフレーム(30)に取付られ、それらのロールは減速機(58)を介して作動する電気モータ(56)により、間隔をおいて位置する平行軸(62)のまわりで回転する。各ロール(34,36)は、均等な間隔をおいて円周上に伸長する三角溝(44)と、それらの溝(44)間に形成されるうね部(46)とで形成される表面(40,42)を有する。片方のロール(34,36)のうね部(46)は、他方のロール(34,36)の溝(44)からわずかに間隔をおいて位置し、そこに屈曲ニップ(32)を形成する。振動コンベア(23)は木材要素(22)を方向づけ、その木材要素(22)の木目をロールのうね部(46)と溝(44)とに平行に配列した状態で、木材要素(22)をニップ(32)へ供給する。木材要素(22)は木目を横切る方向において強度が落ちるので、対向ロール(34,36)の互いにかみ合い関係にあるうね部(46)と溝(44)とによって強制的に力を加えるとき、要素はもっと細い要素に裂かれる。

Description

【発明の詳細な説明】 名称：ウッドチップ要素分割装置 （技術分野） 本発明は一般に、チップ状材料、或いはウェーファー状材料を処理する方法と 装置に関し、特に、ジャンボウッドチップ、或いはウェーファーを処理する方法 と装置に関する。 （背景技術） 木材は木繊維がリグニンのマトリックス中に埋め込まれたもので成る自然に生 じた複合材料である。かくして、伐採した木で成る木材は、繊維の方向、又は木 目の方向次第で決る強度特性を有する。最近の木製品の開発における２つの傾向 を集約すれば、それは木を主とした新しい加工用構造部材の開発に到達する。そ の第１傾向は、木材の需要は増大しているのに、木材伐採量が環境問題により制 限されるために、供給量が減退するという理由で木材の価格が高騰することであ る。過去においては、定形木材の形成に適さない木材は、捨てられたり、燃料と して燃やすことが多かった。しかしながら、現在、スクラップ木材は製紙のため 、粒状ボードのため、或いは加工用建造部材に使用するためにウッドチップに変 形される。第２の傾向は、複合材料を加工して特定の用途に適用するという考え に、複合構造材業界が注目して見通しをつけた帰結である。その成果は、多くの 適用例において、合板より安価で、しかも合板より強い合板代替製品を形成する ため、共に積層される任意の方向に配列された木材のチップ又はウェーファーを 有するウェーファーボード或いはチップボードのような製品であった。 構造用木材は、チップの繊維が主応力の方向へ方向づけられたウッドチップで 構成される。そのウッドチップは加熱、加圧のもとに積層され、大型積層塊を形 成し、それが順次、ミルにより加工され、構造部材にされる。この方法により、 木材の構造部材を製造することができ、この構造部材は、スタート材料として、 大型又は均一の丸材を必要としない。さらに、その構造部材の構造上の特性を設 計することができるので、その梁材は、ウッドボードで構成されるものより強力 であり、かつ軽い。 これらの新しい木製品の構成に使用されるウッドチップ、またはウッドウェー ファーは、広範囲の丸素材や木片で製造される。典型的には、ウェーファーは、 厚みが千分の40〜60インチ、長さが４〜12インチ、幅が0.5〜３インチである。 特に、要素ボードの製造において、及び一般に、構造的に加工される木製品にお いて、その要素は幅が広すぎないのが望ましい。そうすることによって、要素の 方位、特に、要素ボードにおける要素の層の任意の方位をよりよくコントロール することができ、それによって所望の構造特性を達成する。 均一幅をもつウェーファーはまた、表面を均一にし、ウェーファーの糊コーテ ィングの均一性を改善し易くすることによって製品の外観全体を改善することが できる。ウェーファーを適切な幅のウェーファーにスライスする時、いくつかの 問題が生じる。ウェーファーは、それらがナイフに送り込まれて、木目に対して 横断方向に切断されないように、さらに、ウェーファーの繊維が切断されないよ うに、正確に方向づけられなければならない。また、ウェーファーを切断するこ とによって生じる細かいくずは最少限に抑えることが望ましい。なぜなら、小粒 子はウェーフマーボードの形成に使用するには適さないからである。 必要なことは、有用な繊維を破断させることなしに、要素ボードを細い均一の 長さに裂く方法と装置を提供することである。 （発明の開示） 本発明の要素分割装置は、一対の対向ロールを使用する。各ロールの表面には 、等間隔をおいて位置する円周上の三角溝が形成され、その隣接する溝間には、 三角形うねが形成される。片方のロールのうね部は、対向ロールの溝から約1/8 インチだけ間隔をおいて位置した状態で、両ロール間に屈曲ニップを形成する。 両ロールはフレームに取付られ、減速機を介して作動する電気モータによって互 いに間隔をおいた平行軸のまわりで回転するように駆動される。ウッドチップ要 素、又はウェーファーは、その要素を方向づける振動コンベアからニップに送ら れ、ロールに流入する。その時、要素の木目はロールのうね部と溝に平行に位置 する。厚みが千分の40〜60インチの流入するウッドチップの強度は、木目の方向 に対して横断する方向において弱いので、それらのウッドチップは、対向ロール の交互に組み合ううね部と溝とによって強制的に屈曲される時、溝側部の長さと 両ロール間の間隙の幅とを加えた長さに等しいかそれ以下の幅を有する要素に裂 かれる。 そこで、本発明の特徴は、繊維を切断せずに完全に保持するウッドチップ要素 分割装置を提供することである。 本発明のもうひとつの特徴は、細かいくずの発生を減少させるウッドチップ要 素分割装置を提供することである。 本発明の更にもうひとつの特徴は、供給されるウェーファーを繊維の長さに沿 って裂くウッドチップ要素分割装置を提供することである。 本発明の更にもうひとつの特徴は、要素ボードを構成する要素の費用を軽減す ることによって要素ボードの製造を容易にすることである。 本発明のその他の目的、特徴及び効果は、添付図面に関連して説明した次の詳 細な説明から明らかとなるであろう。 （図面の簡単な説明） 図１は本発明のウッドチップ要素分割装置の平面図である。 図２は、２−２線に沿ってとった図１のウンドチップ要素分割装置の横断面図 である。 図３は、３−３線に沿ってとった図１の要素分割装置の横断面図である。 図４は、図１の要素分割装置の組み合いロールの拡大部分平面図である。 図５は、先端と先端が当接した状態で作動する本発明の別の実施の形態の要素 分割装置の組み合いロールの拡大部分平面図である。 （発明を実施するための最良の形態） 特に、図１〜図５を参照する時は、同一符号は同一部品を示す。図１〜図３に 、ウッドチップ要素分割装置20を示す。図１に示すように、木材要素22が振動コ ンベア23によって分割装置20に導入される。ウェーファー、またはジャンボウッ ドチップとしても知られている要素22は、ウッドチップ22の木目に沿ってその最 長寸法、即ち長さを有する。チップの長さは典型的なものでは、４〜12インチで ある。ウッドチップ22は典型的には、厚さが千分の40〜60インチであり、幅は１ 〜３インチである。 図１、図２に示すように、振動コンベア23は、直立した垂直リブ24を有する。 リブ24は互いに間隔をおいて位置づけられ、それらの間に、約３インチ幅の樋部 材28を形成する。コンベア23の振動は、チップ22をコンベアの排出辺縁26へ向か って前進させるばかりでなく、チップをリブ24間の樋部材28内に一線に整列させ 、かつそれらの間に落下させる。振動コンベア23の全体的効果は、木目を移動方 向に沿って配列させた状態でウッドチップ24を拡散させ、供給することである。 樋部材28内へ落下しないようなウッドチップがコンベアの排出辺縁26へ前進しな いように、振動コンベアの上方にスクレーパー、またはブラシ（図示せず）を設 ける。コンベア23は要素分割装置20のフレーム30の上方に取付られる。コンベア 23から排出されたチップ22は、軸受38上で回転するようにフレーム30に取付られ た第１ロール34と第２ロール36との間に形成される屈曲ニップ32内に供給れる。 ロール34、36はほぼ円筒形である。典型的なロールは長さが10フィートで、直 径が約11ンチである。ロール34、36の表面40、42には、互いに間隔をおいて位置 する平行な円周溝44が形成されている。隣接する溝44間には、円周うね部46が形 成される。各溝44は２つの切頭円錐形側面55の共通部分として形成される。図４ に示すように、第１ロール34の溝44は第２ロール36のうね部と組み合う。図１及 び図４に示すように、ニップ32は、屈曲しており、第１ロール34と第２ロール36 の対向するうね部と溝との間を行ったり来たりして蛇行する。木材要素22は、図 ２及び図３に示すように、振動コンベア23からロール34、36間のニップ32へ自由 に落下する。木材要素22はその木目を移動方向に向けて位置づけた状態でニップ 32に流入するので、その要素22の木目は、ロール34、36に対して実質的に正接す る。 木材要素22がニップ32を通過する時、それらの木材要素はニップ32の鋸歯形屈 曲間隙48へ押し込まれる。その結果、要素22は木目に対して平行に、鋭く屈曲し 、それによって、チップは細い要素50に分割される。そこで処理される要素50の 幅は、溝44とうね部46との寸法次第で決まる。深さが3/4インチ、幅が3/4インチ であるような溝を備えたロールを有する要素分割装置は、最大幅が約１インチの 本材要素を作ることになる。供給される木材要素22はその幅が種々異なり、供給 される木材要素22の辺縁51は、うね部46と正確には整列していないので、溝の間 隔どりによって、チップの最大幅が調節され、チップはその最大幅以下の寸法で 分配される。 或る要素ボードで成る製品では、木材要素は全て、幅が１インチ以下であるの が望ましい。図４に示すように、このロール34、36の溝は、幅が3/4インチ、深 さも3/4インチに形成したものであって、それによって、この所望の寸法でうま く分配される。 処理された要素50のサイズは一般に、溝の側部55の長さと、平坦部から平坦部 までのロール間の間隙の幅、好ましくは約1/8インチとによって左右される。 ロールは減速機58を介してモータ56により駆動される。減速機58は、ロール軸 60に取付られる。軸60は、その軸の回転軸線62を構成する。モータはＶベルト64 によって減速機58に接続され、軸60を駆動することにより、ロールが互いに反対 方向に回転し、ニップ32を通って木材要素22を引き込む。ウッドチップ22は、或 る長さと幅と厚みの寸法を有する。木材繊維は、その長さに沿って伸長する棒状 構造をなす。要素22は、その長さを横切るように折ろうとしても折れにくい。な ぜなら、繊維が長さ方向に走っているからである。他方、幅方向に走る繊維はほ とんどないか、全くないので、要素を幅を横切るように曲げると、木材要素22は 簡単に割れる。木材チップ22はリグニンのマトリックス中に木材繊維が埋め込ま れた複合物質であるので、それを横に折る場合には、リグニンが割れるのであっ て、個々の繊維は損傷を受けない。 通常、木材要素は切断刃によって適切な幅に薄切りされる。その薄切りを行う 時に、いくつかの問題が生じる。これらの問題は本発明の要素分割装置20により 克服することができる。切断刃は摩耗し、そうなれば研がなければならない。切 断刃はさらに、木材要素に付着している小砂やごみによって急速に摩耗を生じる こともある。薄切り切断刃のもうひとつの欠点は、木目は完全にまっすぐになっ ているものではなく、要素も、スライサーの切断刃と完全に一線に整列している わけでもないので、木材繊維が薄切り操作で切断されてしまうことである。その 薄切り操作は細片を生じさせ、これは廃物となる。要素の木目を横切ってスライ サーにより切断されることになれば、要素の全体的強度が低下してしまう。 他方、本発明の要素分割装置20は、木目に沿ってチップを裂くことによって、 破断線を木目に沿って入れることができる。かくして、要素22は木目に沿って小 さな要素に裂かれ、それは切断されるのではないので、繊維の断裂を回避できる 。木目に沿ってこのように裂断させると、繊維を最大限に利用することができ、 ま た、要素の強度をも最大限に利用できる。ロールに形成された溝やうね部は、丸 味のある辺縁を有し、それは、うね部の頂部及び溝の底部に対して例えば0.032 の半径を有する。かくして、要素分割装置20は鋭利なとがった辺縁を有しないの で、スライサーの場合より、保守が非常に少なくてすむ。 最良の実施の形態において、ロール34、36のうね部は互いに組み合っているけ れども、図５に示されたように、別の一組のロール72、74は、うね部の頂部と頂 部を当接させた状態で作動する。うね部が対向して作動する時、そのうね部の先 端が接触するので、うね部の先端と先端との間で分割が生じ、その結果、要素22 は圧縮分割が行われる。図５の溝付きロールによって形成される要素の最大幅は 、図４のロールとはちがって、うね部の先端のスペースによって左右される。図 ４のロールの場合、最大幅は、うね部の先端と溝の底部との間の溝の側部の長さ によって左右される。 本発明では、幅が種々異なる溝を使用することもでき、1/2〜3/4インチの幅を 有する溝は、要素ボード構造のため、好みのサイズで分配されるチップを形成す る時に特に有用である。 また、チップを一線に整列させ、それを供給する振動コンベアの代わりに、デ ィスクやその他同様の装置を使用した方位ロールを使用することもできる。 溝付きロールをニッケルめっきの鋳鉄で形成し、ロールにはまた、高硬度プラ スチックの外層を装着することにより、ごみがニップ32を通過する時、そのごみ によってロールを傷つけないようにすることもできる。 本発明は、明細書に図示かつ説明した通りの部品の構造や配置に制限されるも のではなく、請求の範囲の範ちゅうに包含されるような変形例をも包含するもの とする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．フレーム(30)と、 前記フレーム(30)に回転自在に取付られた第１ロール(34)とを備え、第１ロー ル(34)は、複数の軸方向に間隔をおいて円周方向に伸長する溝(44)を形成し、隣 接溝は、半径方向に突出するうね部(46)を形成しており、 フレーム(30)に回転自在に取付られた第２ロール(36)を備え、同第２ロール(3 6)は、複数の軸方向に間隔をおいて円周方向に伸長する溝(44)を形成し、隣接溝 は、半径方向に突出するうね部(46)を形成しており、前記第２ロール(36)は前記 第１ロール(34)と間隔をおいた平行関係に取付られて、前記第１ロール(34)のう ね部(46)は前記第２ロール(36)のうね部(46)とかみ合い閏係におかれ、その結果 、前記第１ロール(34)のうね部(46)は前記第２ロール(36)の溝(44)から極く接近 して位置するが接触はせず、また、前記第２ロール(36)のうね部(46)は前記第１ ロール(34)の溝(44)から極く接近して位置するが接触はせず、そうして第１ロー ル(34)と第２ロール(36)が互いに向かって回転すると、供給されるウッドチップ (22)はその木目が一線に並んだ状態で分割されてなることを特徴とする木材チッ プ(22)分割装置(20)。 ２．前記各溝(44)のうね部(46)からうね部(46)までの幅は、0.5インチ〜0.75 インチとした、請求の範囲１記載の装置。 ３．前記第１及び第２ロール(34,36)の上方に位置する振動コンベア(23)を備 え、ウッドチップ(22)はコンベア(23)上で振動し、一線に並べられて後、回転す る前記第１及び第２ロール(34,36)内へ排出されてなることを特徴とする請求の 範囲１記載の装置。 ４．木目方向を有する木材要素(22)を、その木材要素(22)が木目方向に整列す るように方向づけ、その一線に整列した木材要素(22)を木目の方向に前進させる 工程と、 木目方向に並んだ木材要素(22)を、組み合い関係にある溝付ロール(34,36)間 に形成されたニップ(32)内へ供給する工程と、 供給された木材要素(22)をロール間の屈曲間隙に強制的に一致させることによ って木目に沿って分割するように対向溝付ロール(34,36)を回転させる工程とで 成ることを特徴とする木材要素の分割方法。