KR20050111760A - 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치 및 목질계 복합재료의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조재로서도 사용할 수 있을 정도의 기계적 강도를 갖는 목질계 복합 재료를 연속적으로 길고 두께를 두껍게 제조할 수 있는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치, 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 방법 및 목질계 복합 재료의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 결합제가 부착된 목질 칩을 배향 및 적층하는 장치로서, 결합제가 부착된 목질 칩의 공급 수단, 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에 진동을 부여하는 수단 및 결합제가 부착된 목질 칩이 적층된 적층 매트의 운송 수단을 포함하며, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단은, 상기 적층 매트의 운송 수단에 의한 운송 방향과 평행하도록 병렬로 수직 설치된 복수의 판을 포함하는 것이며, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에 진동을 부여하는 수단에 의해 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단은, 상기 적층 매트의 운송 수단에 의한 운송 방향으로 수평 방향으로부터 경사진 상측을 향하여 진동하는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치이다.

Description

결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치 및 목질계 복합 재료의 제조 방법{APPARATUS FOR ORIENTING AND LAMINATING BINDER-ADHERED WOOD CHIPS AND METHOD OF MANUFACTURING WOODEN COMPOSITE MATERIAL}

본 발명은 구조재로서도 사용할 수 있는 정도의 기계적 강도를 갖는 목질계 복합 재료를 연속적으로 길고 두께가 두껍게 제조할 수 있는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치, 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 방법 및 목질계 복합 재료의 제조 방법에 관한 것이다.

목질 칩을 결합제를 이용하여 결합한 목질계 복합 재료 중에는 LSL(Laminated Strand Lumber)나 PSL(Parallel Strand Lumber) 등의 매우 높은 기계적 강도를 지니며, 구조재로서도 사용할 수 있는 것이 존재한다. 이러한 목질계 복합 재료에서는 목질 칩을, 목질 칩의 섬유 방향(이방성 재료의 고강도 방향)과 동일한 방향으로 배향시킴으로써 그 섬유 방향의 기계적 강도를 비약적으로 향상시키고 있다.

이와 같은 목질계 복합 재료의 제조에서는 먼저 목질 칩에 결합제를 부착한 후, 이 결합제가 부착된 목질 칩을 적층한 적층 매트를 제조한다. 얻어지는 목질계 복합 재료가 높은 기계적 강도를 발현하기 위해서는, 적층 매트에서 목질 칩이 그 섬유 방향으로 충분히 배향되고 있는 것이 매우 중요하다.

결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치로서는, 결합제가 부착된 목질 칩을 자연 낙하시키고, 배향 판 사이를 통과시켜 배향시키는 원리를 이용한 다양한 장치가 고안되어 있다. 예를 들면, 동축 상에서 여러 장의 원반을 일정 간격을 두고 배치하고, 원반을 회전시키면서 그 원반끼리의 사이에 결합제가 부착된 목질 칩을 통과시킴으로써 목질 칩을 배향하는 장치나, 평행하게 병설한 여러 장의 판을 배치하고, 서로 반대 방향으로 왕복 운동하는 판 사이를 목질 칩이 통과함으로써 배향하는 것 등이 있다. 그러나, 이들 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치에서는 자연 낙하에 의해 공급된 목질 칩 중에는 충분히 배향되지 않는 것이 있다는 문제가 있었다.

이것에 대하여, 일본 특허 공개 (소)59-48324호 공보에는 목재 삭편(削片, fragment)의 공급 위치로부터 하부에 배치된 운송 컨베어를 향해서 양측에 측벽을 장착한 기판을 임의의 경사각을 갖고 배치하며, 기판의 경사 방향과 직교하는 폭 방향으로 하부 단면을 연속하는 요철 형상으로 형성함과 함께 상기 요철 형상을 기판의 경사 방향과 평행하게 연장시키고, 또 기판에 진동을 부여하는 목질 삭편의 배향 수단이 개시되어 있다. 이 장치에서는 투하되는 목질 삭편은 투하된 직후의 공중 위치에서는 무지향 상태이지만, 요철 형상의 각 오목부에 분산 낙하되고, 또한, 기판의 진동을 받기 위해서 그 초기 단계에서 기판의 경사 방향, 즉 진동 운송 방향으로의 배향 작용이 개시된다. 이 상태에서, 목질 삭편의 선단이 무지향 상태에서 요철 형상의 오목부, 즉 파형상에서는 만곡면 또한 삼각형상으로 된 경사면에 낙하하면, 목질 삭편의 길이 방향은 기판의 진동에 의해 오목부의 면을 평행하게 따르는 작용을 받게 되며, 또한 볼록부에 진동 충돌 정지하면 목질 삭편의 길이 방향은 그 반작용으로서 충돌 정지 각도에 대하여 예각의 방향, 즉 볼록부와 평행한 방향으로 회전하고자 하는 모멘트를 받게 된다. 따라서, 회전하고자 하는 모멘트를 받은 목질 삭편의 길이 방향은 인접하는 다른 목재 삭편에 의해 규제되면서 기판의 경사 방향으로 진동 운송되어 배향되게 된다.

일본 특허 공개 (소)59-48324호 공보에 기재된 장치에서는, 배향 수단의 오목부에 낙하한 목질 삭편은 잘 배향되지만, 배향된 목질 삭편의 위로부터 차례로 다음의 목질 삭편이 낙하하여 적층되고, 오목부에 적층된 목질 삭편은 장치에 가해지는 진동에 의해 그 기판 상을 경사를 따라서 아래쪽으로 이동해 간다. 그런데, 적층된 목질 삭편은 저면이 장치 기판에 측면이 장치 오목부의 측벽에 접촉하고 있다. 따라서, 적층된 목질 삭편이 이동되기 위해서는 그 저면 및 측면이 기판 또는 측벽으로부터 받는 마찰 저항에 대항하는 추진력이 필요해지지만, 장치에 인가되는 진동에 의해 적층된 목질 삭편이 순간적으로 공중으로 튀어 오르는 것만으로는 진행에 필요한 추진력을 얻기 어렵고, 따라서 층 두께를 크게 할 수 없다는 문제점이 있었다. 즉, 목질 삭편으로부터 두께가 두꺼운 목질계 복합 재료를 얻기 위해서 적층 목질 삭편을 두껍게 적층하고자 하여도 그것이 곤란하여, 그 결과, 두께가 두꺼운 목질계 복합 재료를 얻는 것이 곤란하다는 문제점이 있었다.

또한, 일본 특허 공고 (평)4-16046호 공보에는, 목재의 가늘고 긴 부재와 결합제를 혼합하여 이루어지는 혼합물을, 평행하게 병설하여 이루어지는 복수의 슬릿판 사이로부터 낙하시키고, 콜판 상에 차례로 퇴적시킨 후 가압 성형하여 이루어지는 목편 판 형상체의 제조 방법에서, 상기 슬릿판 중 원하는 대향하는 슬릿 판의 간격을 목재의 가늘고 긴 부재의 평균 길이 치수의 반 이하가 되도록 배치하는 한편, 다른 대향하는 슬릿판의 간격을 목재의 가늘고 긴 부재의 평균 길이 치수 이상이 되도록 배치하고, 목재의 가늘고 긴 부재를 상기 슬릿판의 사이로부터 낙하시킴으로써 배향부와 무배향부를 형성하여 이루어지는 목편 판 형상체의 제조 방법이 개시되어 있다. 이 제조 방법에서는, 간격이 다른 슬릿판이 조합되어 하단변과 운송 상면과의 사이에 간극이 설치되어 배치되고, 슬릿판의 사이에 목재의 가늘고 긴 부재를 통과시켜 목재의 가늘고 긴 부재의 퇴적물에 배향이 다른 부위를 형성한다. 배향되어 슬릿판끼리의 하측의 간극에 적층된 목재의 가늘고 긴 부재는 목재의 가늘고 긴 부재끼리 또는 목재의 가늘고 긴 부재와 슬릿판과의 사이에 마찰이 생기고, 이 마찰력은 목질의 가늘고 긴 부재의 적층 두께가 두꺼워짐에 따라서 커지게 된다. 따라서, 어느 정도 적층 두께가 두꺼워지면, 콜판이 이동함으로써 적층물이 균열될 우려가 있다. 이것을 방지하기 위해서 슬릿판을 판면 방향으로 왕복 이동 즉 수평 방향으로 왕복 이동함으로써 상기 마찰력을 저하시켜, 목재의 가늘고 긴 부재가 슬릿판의 사이에서 막히는 것을 방지하고 있는 것이다.

일본 특허 공고 (평)4-16046호 공보에 기재된 제조 방법에서는, 배향 수단을 수평 방향으로 진동시킴으로써 막힘을 방지하고 있다. 그러나, 진동 방향이 수평 방향이면 적층된 목질의 가늘고 긴 부재는 수평 방향으로 미소하게 진동하지만, 그 목질의 가늘고 긴 부재의 진동의 전후 방향에 존재하는 목질의 가늘고 긴 부재는 그 칩 자체도 진동하되 진동에 의해 목질의 가늘고 긴 부재의 이동 거리가 충분하게 되지는 않고, 목질의 가늘고 긴 부재가 어느 정도 이상의 두께로 적층된 경우에는 판과의 마찰에 의해 막히게 되어, 얻어지는 적층 매트에 균열이 생겨 적층 두께를 두껍게 하기 어렵다는 문제점이 있었다. 또한, 슬릿판의 하단 변과 운송 수단 상면과의 사이에 간극이 있으며, 또한, 목질의 가늘고 긴 부재는 배향 후에 적층되므로 슬릿판의 진동에 의해 배향이 흐트러진다는 문제점이 있었다.

또한, 일본 특허 공개 (평)10-34615호 공보에는, 배향기의 소정 피치로 병설한 배향 블레이드 사이를 통과시켜 목재 박편을 배향하는 목재 박편 배향 수단에 서, 배향기의 바로 아래에 보조 블레이드를 소정 피치로 병설한 배향 보조구를 배치한 목재 박편 배향 수단이 개시되어 있다. 이 배향기는 하단에 송출 컨베어 상에 실린 보조 배향 블레이드를 지니며, 상단의 배향 블레이드를 통과시킴으로써 목질 박편을 배향시키면서 인접하는 배향 블레이드를 교대로 상하로 진동시킴으로써 목재 박편이 배향 블레이드의 사이에서 막히는 것을 방지함과 함께 진동에 의해 배향이 흐트러진 목재 박편을 하단의 보조 배향 블레이드로 재차 배향하면서 적층하는 것이다. 진동시키는 이유는 일본 특허 공고 (평)4-16046호 공보에 기재된 발명과 마찬가지이다.

일본 특허 공개 (평)10-34615호 공보에 개시된 장치에서는, 상단의 배향 블레이드를 통과시킬 때 목질 박편을 배향시키지만, 인접하는 배향 블레이드를 상하방향으로 진동시킴으로써 막힘을 방지하면서 배향시키고 송출 컨베어 상에 낙하시켜 적층하는 것이다. 그러나, 낙하 시에 목재 박편의 배향이 흐트러지기 때문에 컨베어 상에 보조 배향 블레이드를 배치하고, 그곳에 낙하시켜 적층하지만, 이 보조 배향 블레이드는 진동되어 있지 않아, 따라서 적층 두께를 두껍게 하면 적층물이 균열된다고 하는 문제점이 있었다. 한편, 상단의 배향 블레이드의 진동 방향이 상하 방향의 진동으로 되어 있으면, 진동이 가해진 목재 박편의 수평 방향의 상대 위치는 변하지 않고 걸린 상태 그대로 될 우려도 있었다.

<발명의 요약>

본 발명은 구조재로서도 사용할 수 있는 정도의 기계적 강도를 갖는 목질계 복합 재료를 연속적으로 길고 두께가 두껍게 제조할 수 있는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치, 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 방법 및 목질계 복합 재료의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 결합제가 부착된 목질 칩을 배향, 적층하는 장치로서, 결합제가 부착된 목질 칩의 공급 수단, 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에 진동을 부여하는 수단 및 결합제가 부착된 목질 칩이 적층된 적층 매트의 운송 수단을 포함하며, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단은 상기 적층 매트의 운송 수단에 의한 운송 방향과 평행하게 되도록 병렬로 수직 설치된 복수의 판을 포함하는 것이며, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에 진동을 제공하는 수단에 의해, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단은, 상기 적층 매트의 운송 수단에 의한 운송 방향으로 수평 방향으로부터 경사진 상측을 향해서 진동하는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치이다. 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에 진동을 제공하는 수단에 의해, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단은 적층 매트의 운송 수단에 의한 운송 방향으로 수평 방향으로부터 경사진 상측으로 앙각 15° 내지 70°의 각도에서 진동하는 것이 바람직하다.

본 발명은 결합제가 부착된 목질 칩을 배향 및 적층하는 장치로서, 결합제가 부착된 목질 칩의 공급 수단, 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에 진동을 부여하는 수단 및 결합제가 부착된 목질 칩이 적층된 적층 매트의 운송 수단을 포함하며, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단은, 상기 적층 매트의 운송 수단에 의한 운송 방향과 평행하게 되도록 병렬로 수직 설치된 복수의 판을 포함하는 것이며, 상기 복수의 판은 상단변이 운송 방향을 따라서 경사져 있는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치이다.

상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에서의 복수의 판의 하단과, 결합제가 부착된 목질 칩이 적층된 적층 매트의 운송 수단과의 사이의 간극이, 상기 운송 수단의 운송 방향을 향해서 서서히 크게 되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치를 이용하는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 방법도 본 발명의 특징 중의 하나이다.

원료재로부터 목질 칩을 얻는 공정과, 상기 목질 칩을 길이 및 두께에 따라서 등급 분류하는 공정과, 상기 등급 분류된 목질 칩의 함수율을 조정하는 공정과, 상기 함수율이 조정된 목질 칩의 표면에 결합제를 부착시키는 공정과, 상기 결합제가 부착된 목질 칩을 배향 및 적층하여 적층 매트를 얻는 공정과, 상기 적층 매트를 가열 및 길이 방향에 대하여 수직 방향으로부터 가압하는 공정을 포함하는 목질계 복합 재료의 제조 방법으로서, 상기 결합제가 부착된 목질 칩을 배향 및 적층하여 적층 매트를 얻는 공정에서 청구 범위 제1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치를 이용하는 목질계 복합 재료의 제조 방법도 본 발명의 특징 중의 하나이다.

상기 적층 매트를 가열 및 길이 방향에 대하여 수직 방향으로부터 가압하는 공정에서, 목질 칩을 원료로 한 목질 칩에 대하여 평균 70% 이하의 단면적이 되도록 압축하는 것이 바람직하며, 적층 매트를 가열 및 길이 방향에 대하여 수직 방향으로부터 가압하는 공정에서 0.5 내지 2MPa의 증기로 가열하는 것이 바람직하다.

본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법을 이용하여 이루어지는 목질계 복합 재료도 본 발명의 특징 중의 하나이다.

도 1은 본 발명의 목질 칩의 배향 적층 장치의 일례를 나타내는 사시도.

도 2는 판의 하단과 운송 수단 상면과의 거리의 일례를 나타내는 측면도.

도 3은 판 간격 별도의 진동 앙각과 목질 칩의 적층 높이와의 관계를 나타내는 그래프.

도 4는 본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법의 일례를 설명하는 모식도.

도 5는 목질계 복합 재료의 단면도를 나타내는 모식도.

도 6은 목질계 복합 재료에서의 목질 칩의 배향을 설명하는 모식도.

도 7은 비교예에서 이용한 종래 형태의 배향 수단의 간략한 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 배향 적층 장치

2 : 공급 수단

3 : 배향 수단

31, 32, … : 판

41, 42, … : 간극

5 : 진동 부여 수단

51 : 금속 벨트

52 : 바이브레이터

53 : 스프링

54 : 지지대

6 : 운송 수단

P : 결합제가 부착된 목질 칩

M : 적층 매트

K : 간극

7b : 목질 칩

7c : 결합제가 부착된 목질 칩

8 : 등급 분류기

9 : 건조기

10 : 드럼 블렌더

11 : 결합제

<발명의 상세한 개시>

이하에 본 발명을 상술한다.

본 발명의 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치(이하, 간단히 배향 적층 장치라 함)는 결합제가 부착된 목질 칩의 공급 수단(이하, 간단히 공급 수단이라 함), 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단(이하, 간단히 배향 수단이라 함), 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에 진동을 부여하는 수단(이하, 진동 부여 수단이라 함) 및 결합제가 부착된 목질 칩이 적층된 적층 매트의 운송 수단(이하, 간단히 운송 수단이라 함)으로 이루어지는 것이다. 도 1은 본 발명의 배향 적층 장치의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시한 본 발명의 배향 적층 장치(1)는 공급 수단(2), 배향 수단(3) 및 운송 수단(6)을 포함하며, 배향 수단(3)에 진동 부여 수단(5)이 접속되어 있다. 이하, 도 1을 참조하면서, 본 발명의 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치를 설명한다.

상기 공급 수단으로서는, 결합제가 부착된 목질 칩을 일정 속도로 상기 배향 수단에 공급할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 벨트 컨베어, 롤러 컨베어 등을 들 수 있다. 도 1에 도시한 예에서는, 공급 수단(2)은 벨트 컨베어(21)와 그 표면에 평행한 링형의 볼록조(23)가 복수 라인 설치된 고르기 롤러(22)를 구비하고 있다.

상기 배향 수단은, 상기 운송 수단에 의한 운송 방향과 평행하게 되도록 병렬로 수직 설치된 복수의 판을 포함한다. 상기 판으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 금속 등을 포함하는 것을 들 수 있다.

상기 배향 수단에서, 병렬로 수직 설치된 복수의 판의 인접하는 판 사이의 간격은 각각 같은 것이 바람직하다. 판끼리의 간격이 같은 경우에는, 각각의 판끼리의 사이를 통과하여 배향되는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 정도가 거의 동일하게 되어, 얻어지는 적층 매트의 성질의 변동이 적어진다. 상기 판 사이의 간격으로서는, 배향시키고자 하는 목질 칩의 두께에 의해 적절하게 적당한 값이 선택된다. 예를 들면, 결합제가 부착된 목질 칩의 두께가 1 내지 11mm인 경우에는 20 내지 40mm 정도가 바람직하며, 결합제가 부착된 목질 칩의 두께가 3 내지 5mm인 경우에는 20 내지 30mm 정도가 바람직하다.

상기 복수의 판의 상단변은 운송 방향을 따라서 경사져 있다. 즉, 판 상에 가설된 가늘고 긴 결합제가 부착된 목질 칩은 후술하는 바와 같이 판이 진동함으로써 미끄러지기 용이해져서 일부는 간극에 낙하하고, 또한 일부는 경사를 따라서 미끄러져 이동한다. 따라서, 다음에 투입되는 결합제가 부착된 목질 칩이 원활하게 간극에 낙하하는 것을 방해하지 않게 되므로, 운송 수단 상에 결합제가 부착된 목질 칩이 한층 더 균일하며 원활하게 배향 적층된다. 따라서, 상기 경사는 낙하한 결합제가 부착된 목질 칩이 판 상단변의 동일한 장소에 머물러, 다음에 낙하해 오는 결합제가 부착된 목질 칩에 충돌하여 그 낙하를 방해하지 않도록 할 목적으로 설치되는 것이다. 판을 진동시킴으로써 판 상단변에 가설된 목질 칩은 미끄러지기 쉬워져서 그 위치를 바꾼다. 따라서, 경사 방향은 운송 방향을 향하여 내려가는 경사로 될 수도 있지만, 목질 칩이 그 위치를 바꾸기만 할 수도 있기 때문에, 운송 방향을 향해서 올라가는 경사로 될 수도 있다.

상기 복수의 판은 상호 연결되어 일체화되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 1개의 진동 수단을 접속함으로써 상기 목질 칩의 배향 수단의 전체를 진동시킬 수 있다. 연결 방법으로서는 결합제가 부착된 목질 칩이 판 사이를 낙하하는 것을 방해하지 않는 방법이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 판의 상류측 상단부 또는 하류측 상단부를 철판 등으로 용접하여 연결하는 방법 등을 들 수 있다.

도 1에 도시한 예에서는, 배향 수단(3)은 복수의 금속으로 이루어지는 판(31, 32, …)이 운송 수단(4)에 의한 목질 매트의 운송 방향을 따라서 병렬로 수직 설치되고, 간극(41, 42, …)이 구성되어 있다. 복수의 판(31, 32, …)은 단부가 금속대(51)에서 용접하여 연결되어 있다. 또한, 판(31, 32, …)의 상단변은 운송방향을 향해서 서서히 낮아진 경사로 되어 있다. 판(31, 32, …)의 하단과 운송 수단(6)의 상면과의 사이에는 간극 K가 설치되어 있다. 이 간극 K는 도 2에 도시된 바와 같이, 운송 방향을 향하여 서서히 커지도록 될 수도 있다. 이러한 간극 K를 설치함으로써 간극에 목질 칩의 일부가 끼워졌다고 하여도, 운송 수단을 이동시킴으로써 용이하게 제거할 수 있다.

상기 진동 부여 수단으로서는 특별히 한정되지 않지만, 진폭, 진동 수 또는 진동 방향이 가변으로서 진동 조건을 선택할 수 있는 것이 바람직하다. 상기 진동제공 수단에 의해, 상기 배향 수단은, 상기 운송 수단에 의한 적층 매트의 운송 방향으로 수평 방향으로부터 경사진 상측을 향하여 진동된다. 이것에 의해, 상기 배향 수단의 인접하는 판끼리의 간극에 투입된 결합제가 부착된 목질 칩은, 마찰력에 의해 판에 걸리더라도 판이 경사 전 상측으로 진동하고 있기 때문에, 경사 전 상측으로 비산되어 이동 거리가 길어지므로 판 사이에 막히는 일이 없다. 상기 진동 각도로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 적층 매트의 운송 속도 0.2 내지 3m/분, 목질 매트에서의 결합제가 부착된 목질 칩의 길이 축 방향과 적층 매트의 운송 방향이 이루는 각도의 평균치가 10 내지 30°, 적층 높이가 30 내지 100mm인 적층 매트를 얻는 경우에는 목질 매트의 운송 방향을 향해서 앙각 15° 내지 70°가 바람직하다. 이 범위 외에서는 적층 높이를 높게 해 가면 결합제가 부착된 목질 칩이 판끼리의 간극에 막히는 경우가 있다. 또한, 진동 각도에 의해 적층 매트의 적층 높이를 조정할 수가 있다. 판끼리의 간격별 진동 각도와 적층 매트의 적층 두께와의 관계를 도 3에 나타내었다. 도면 중 ○는 판 간격이 12mm인 경우, △는 판 간격이 24mm인 경우, □는 판 간격이 36mm인 경우를 나타낸다. 어느 쪽의 판간격의 경우에서도 진동 각도를 앙각 15 내지 70°의 범위로 함으로써 적층 매트의 적층 높이를 높게 할 수가 있다.

상기 진동의 진폭 및 진동수로서는, 판 상에 걸친 결합제가 부착된 목질 칩이 간극에 낙하하고 또한 낙하하여 운송 수단 상으로 배향하여 적층된 결합제가 부착된 목질 칩이 다시 미끄러지거나 흔들리게 되어 그 배향이 흐트러지지 않는 정도일 수도 있고, 공급되는 결합제가 부착된 목질 칩의 양이나 성상, 크기 등에 의해 적절하게 선택하여 정할 수도 있다.

상기 진동 부여 수단의 부착 위치 및 부착 방법으로서는, 결합제가 부착된 목질 칩이 판끼리의 간극에 낙하하는 것이 방해받지 않으면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 상기 배향 수단의 복수의 판끼리가 금속판 등으로 연결되어 있는 경우에는 그 금속판에 부착하는 것이 바람직하다.

도 1에 도시한 예에서는, 상기 진동 부여 수단(5)은 배향 수단(3)의 양 사이드의 2장의 판에 걸쳐 설치된 금속판(51)에 바이브레이터(52)와, 배향 적층 장치(1) 전체를 지지부(54)에 지지하는 스프링(53)으로 구성되어 있다. 또, 도 1의 경우에는 스프링(53)은 배향 적층 장치(1)의 네 코너에 설치되어 있지만, 이 수와 지지 위치 또는 지지 방법은 특별히 한정되는 것이 아니라, 장치가 안정적으로 진동하도록 되어 있으면, 어떠한 방법이어도 구애받지 않고 장치 중량이나 크기 또는 중심 위치 등에 의해 적절하게 상황에 따라 적합한 방법을 선택하여 설계될 수도 있다. 또한, 바이브레이터(52)는 배향 수단(3) 중 어디에나 부착될 수 있지만, 배향 수단(3) 전체에 이상 진동이나 잔류 진동이 발생하지 않도록 중심 밸런스를 취해 두어야 하는 것은 물론이다. 진동 방향은 벨트 컨베어(6)의 진행 방향(MD)을 향해서 벨트 컨베어(6)의 면으로부터 상측, 경사진 상 전방 또는 벨트 컨베어(6)의 횡단 방향(TD)이 되는 것이 바람직하다. 다만, 결합제가 부착된 목질 칩의 공급량이 적은 경우에는 경사진 상 후방으로 진동하여도 판(31, 32, 33, …)의 위에 가설된 결합제가 부착된 목질 칩 P는 간극(41, 42, …)에 낙하하기 때문에, 경우에 따라서 적절하게 변경될 수도 있다. 또한, 배향 수단(3)의 주요부에는 진동하는 배향 수단(3) 전체를 지지하기 위한 지지 스프링, 예를 들면 복수의 지지 스프링(54)이 설치되어 있다. 또한, 배향 수단(3) 전체를 스프링에 의해 매달리도록 하여도 무방하다.

상기 운송 수단으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 벨트 컨베어, 롤러 컨베어 등을 들 수 있으며, 벨트 컨베어 상 또는 롤러 컨베어 상에 놓여진 콜판 등의 적층 매트의 적재 수단을 포함한다. 또, 상기 콜판이란 스테인레스 스틸, 철, 알루미늄 등의 소정 크기의 금속판을 말한다.

도 1에 도시한 예에서는, 상기 운송 수단(6)은 벨트 컨베어를 포함하며, 그 운송 방향이 판(31, 32, …)과 평행하게 되어 있다.

다음에 본 발명의 배향 적층 장치를 이용하여 결합제가 부착된 목질 칩을 배향하여 적층하는 방법에 대하여 도 1에 도시한 장치를 이용하여 설명한다. 결합제가 부착된 목질 칩 P는 공급 수단(2)의 벨트 컨베어(21)에 실리고, 고르기 롤러(22)에 의해 두께가 대략 일정하게 되도록 고르면서 배향 수단(3)의 간극(41, 42, …)에 연속적으로 공급된다. 배향 수단(3)에서는 진동 부여 수단(5)에 의해 배향 수단의 판(31, 32, …)이 진동하고, 이 진동에 의해 판 상에 가설된 결합제가 부착된 목질 칩 P가 간극(41, 42, …)에 낙하하고, 간극(41, 42, …)에 의해 배향되면서 운송 수단(6) 상에 적층된다. 배향 상태를 유지하면서 낙하한 결합제가 부착된 목질 칩 P는 운송 수단(6)의 상면에서 직접 또는 먼저 운송 수단(6) 상에 실린 결합제가 부착된 목질 칩 P의 위에서 받아지고, 소정 두께의 적층 매트 M이 되도록 잇달아 적층됨과 동시에 이 적층 매트 M이 운송 수단(6)에 의해 프레스 장치(도시 생략)를 향해서 운송된다.

본 발명의 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치를 이용하면, 목질 칩이 매우 잘 배향되어 적층된 적층 매트가 얻어지고, 나아가서는, 매우 높은 기계적 강도를 갖는 목질계 복합 재료가 얻어진다. 상기 배향 정도에 대하여 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 목질계 복합 재료(12)는 가늘고 긴 목질 칩(12b)이 그 길이 방향으로 배향하도록 적층되고 결합제에 의해 결합되어 있다. 이때, 각 목질 칩(12b)의 섬유 방향 α와 목질계 복합 재료(12)의 길이 방향이 이루는 각도의 절대치의 평균이 30° 이내가 되도록 배향되고 있는 것이 바람직하다. 30°를 초과하면, 구조재로서 사용할 수 있을 정도로 충분한 기계적 강도가 얻어지지 않는 경우가 있다.

상기 배향 각도를 측정하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 이하의 방법에 의해 측정할 수가 있다. 즉, 먼저 목질계 복합 재료의 목질 칩의 화상을 디지털 스틸 카메라로 촬상하여 컴퓨터에 저장한다. 이 화상 데이터를, "페인트샵"(자스크소프트웨어사 제조, ver.6) 등의 화상 처리 소프트를 이용하여 목질 칩의 색치와 휘도치로 형상을 추출한다. 다음에, 이 화상을 포토샵(상품명, 아도비시스템즈사 제조, ver.5)으로 컷 아웃 처리하고, 판정 프로그램(세키스이카가쿠사 개발 타원 모델 소프트웨어)으로 배향 각도와 치수를 측정한다. 동일 작업을 수회 반복하여 통계적으로 배향 각도 분포와 치수 분포를 측정한다.

본 발명의 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치를 이용하면, 종래의 배향 수단과 같은 바닥판이 없기 때문에, 결합제가 부착된 목질 칩을 배향, 적층하여 두께가 두꺼운 적층 매트를 얻는 것이 가능해져서, 연속적으로 길고 두께가 두꺼운 목질계 복합 재료를 얻을 수 있다. 또한, 상기 배향 수단이 진동하기 때문에 결합제가 부착된 목질 칩이 상기 배향 수단을 구성하는 판과 판과의 사이에서 브릿지 현상 등의 막힘이 발생되지 않아 원활하게 낙하할 수가 있다.

이와 같은 본 발명의 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치를 이용한 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 방법도 본 발명의 특징 중의 하나이다.

원료재로부터 목질 칩을 얻는 공정과, 목질 칩을 길이 및 두께에 따라서 등급 분류하는 공정과, 등급 분류된 목질 칩의 함수율을 조정하는 공정과, 함수율이 조정된 목질 칩의 표면에 결합제를 부착시키는 공정과, 결합제가 부착된 목질 칩을 배향 및 적층하여 적층 매트를 얻는 공정과, 적층 매트를 가열 및 길이 방향에 대하여 수직 방향으로부터 가압하는 공정을 갖는 목질계 복합 재료의 제조 방법으로서, 상기 결합제가 부착된 목질 칩을 배향 및 적층하여 적층 매트를 얻는 공정에서 본 발명의 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치를 이용하는 목질계 복합 재료의 제조 방법도 본 발명의 특징 중의 하나이다.

본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법에서는, 먼저, 원료재로부터 목질 칩을 얻는 공정을 행한다. 파쇄기로서는 특별히 한정되지 않으며, 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 상기 원료재로부터 목질 칩을 얻는 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 로터리 커터에 의해 베니어 가공한 것을 나무젓가락 형상으로 절단하여 스틱으로 하는 방법; 플레이커의 회전칼에 의해 통나무를 절삭하여 스트랜드로 하는 방법; 일축 파쇄기의 표면에 날이 붙은 롤을 회전시켜 목재를 파쇄하는 방법 등의 공지 방법을 사용할 수 있다. 또한, 일반적으로 파티클 보드에 사용되고 있는 절삭을 요소로 한 소편 제조기도 이용할 수 있다. 그 중에서도 파쇄기에 의해 제조된 목질 칩은 방추형상으로 되어 강도가 얻어지기 쉽기 때문에 바람직하다. 또, 본 명세서에서 파쇄기에는 일반적으로 분쇄기라 불리는 기계 등도 포함된다. 또한, 본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법에서는, 상기 목질 칩을 원료재로부터 직접 얻을 수 있는 것 외에 이미 목질 칩에 가공된 것을 구입하여 이용할 수도 있다.

본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법에서는, 계속해서, 목질 칩을 길이 및 두께에 따라서 등급 분류하는 공정을 행한다. 이러한 등급 분류 공정에 의해 등급 분류된 길이 및 균질한 두께의 목질 칩을 이용함으로써 얻어지는 목질계 복합 재료의 성능 변동을 억제할 수 있다. 상기 등급 분류 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 웨이브 롤러 방식 등의 등급 분류기를 이용하여 등급 분류하는 방법 등을 들 수 있다. 또, 등급 분류된 상기 목질 칩의 길이에 대해서는 화상 측정에 의해 확인할 수가 있다.

이때, 목질 칩을 길이 20 내지 150mm, 두께 1 내지 11mm의 범위가 되도록 등급 분류하는 것이 바람직하다. 길이가 20mm 미만이면 구조재로서 사용할 수 있을 정도로 충분한 기계적 강도가 얻어지지 않는 경우가 있고, 150mm를 초과하면 목질 칩을 적층했을 때 1개의 목질 칩의 적층 교점이 늘어나 충분한 압밀화가 불가능한 경우가 있다. 또, 본 명세서에서, 목질 칩의 길이란 목질 칩의 길이 방향의 길이를 의미한다. 또한, 두께가 1mm 미만이면 구성 재료 부재가 지나치게 작아져서 많은 결합재가 필요해지고, 구조재로서 사용할 수 있는 정도로 충분한 기계적 강도가 얻어지지 않는 경우가 있으며, 11mm를 초과하면 두께 방향으로의 목질 칩의 적층 수가 적어지게 되어 응력 전달을 충분히 행할 수 없어 목질 칩 사이의 이음매에 응력 집중을 일으키기 쉬워지기 때문에, 구조재로서 사용할 수 있을 정도로 충분한 기계적 강도가 얻어지지 않는 경우가 있다. 또, 본 명세서에서 목질 칩의 두께란 목질 칩의 길이 방향에 직교하고 또한 상호 직교하는 2개의 축 방향의 목질 칩의 치수 중 짧은 축 방향의 치수를 의미한다.

이와 같은 길이 150mm 이하, 두께 11mm 이하의 목질 칩은 최근 문제로 되어 있는 목재의 폐기물로부터 용이하게 얻어지는 것이다. 즉, 목재의 폐기물에는 공장이나 주택 건축 현장에서 발생하는 단부 부재, 부재 수송 후에 폐기되는 폐펠릿재, 건축물 해체 시에 발생하는 해체 폐기재 등이 있지만, 이들은 통상적으로는 금속 등의 이물이 혼입되어 있기 때문에, 이들을 파쇄하여 목질 칩을 제조할 때에는 절삭 가공용의 날이 손상되지 않도록 강력한 파쇄기를 이용해야만 한다. 이러한 파쇄기를 이용하여 건조한 목재의 폐기물을 파쇄한 경우에는, 얻어지는 목질 칩은 길이 2 내지 10cm 정도의 짧은 것으로 될 수밖에 없었다. 따라서, 이러한 길이 및 두께의 목질 칩을 이용하여 기계적 강도가 우수한 목질계 복합 재료를 제조할 수 있는 본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법은 자원의 유효 이용의 점에서도 매우 바람직하다고 할 수 있다.

본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법에서는, 계속해서, 상기 등급 분류된 목질 칩의 함수율을 조정하는 공정을 행한다. 함수율을 조정함으로써 얻어지는 본 발명의 목질계 복합 재료의 성질의 변동을 억제할 수 있다. 이때, 목질 칩의 함수율이 10% 이하가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 함수율을 조정하는 방법으로서는, 예를 들면, 온도 조절한 오븐 중에 일정 시간 목질 칩을 방치하는 방법 등을 들 수 있다. 또, 50℃의 오븐에 24시간 방치하면 함수율은 대체로 5% 정도로 조정된다.

본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법에서는, 계속해서, 함수율이 조정된 목질 칩의 표면에 결합제를 부착시키는 공정을 행한다. 상기 결합제를 부착시키는 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 상기 결합제가 액상인 경우에는 목질 칩에 결합제를 분무하거나, 목질 칩과 결합제를 교반 혼합하는 방법을 들 수 있고, 상기 결합제가 분말 형상인 경우에는 목질 칩과 결합제를 균일하게 혼합하는 방법 등을 들 수 있다.

도 4는 본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법에서의 원료재로부터 목질 칩을 얻는 공정과, 상기 목질 칩을 길이 및 두께에 따라서 등급 분류하는 공정과, 상기 등급 분류된 목질 칩의 함수율을 조정하는 공정과, 상기 함수율이 조정된 목질 칩의 표면에 결합제를 부착시키는 공정의 구체적인 방법의 일례를 나타내는 모식도이다. 본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법으로서는, 먼저, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 폐재 등의 원료재를 파쇄기로 파쇄하여 얻은 목질 칩(7a)을 웨이브 롤러 방식의 등급 분류기(8)로 등급 분류하고, 길이 및 두께가 균질한 목질 칩(7b)을 얻는다. 다음에, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 목질 칩(7b)을 건조기(9)에 넣어 10% 이하의 함수율이 될 때까지 건조한 후, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 드럼 블렌더(10)에 투입하고, 결합제(11)를 드럼 블렌더(10) 내의 목질 칩(7b)에 분무 산포하여 드럼 블렌더(10) 내에서 목질 칩(7b)에 결합제(11)를 담지시켜서 결합제가 부착된 목질 칩(7c)을 얻는다.

이와 같이 하여 얻어진 결합제가 부착된 목질 칩은 본 발명의 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치를 이용하고, 상술된 바와 같이 배향 및 적층되어 적층 매트가 얻어진다.

본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법에서는, 얻어진 적층 매트를 가열 및 길이 방향에 대하여 수직 방향으로부터 가압하는 공정을 행한다. 상기 가열 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 열판을 이용하여 적층 매트의 표면으로부터 전열에 의해 내부에 열을 전달하는 방법; 증기 분사나 고주파 가열 등과 같이 내부를 직접 가열하는 방법을 들 수 있다. 가열하는 온도로서는 100 내지 250℃가 바람직하다. 증기로 가열하는 경우에는 0.5 내지 2MPa의 압력으로 증기를 분사하는 것이 바람직하다. 0.5MPa 미만이면 적층 매트가 연화되지 않아 압축할 수 없는 경우가 있고, 2MPa를 초과하면 설비가 지나치게 대형화되어 현실적이지 않다.

상기 가압 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 종래 공지의 목질계 재료 성형용 종형 프레스기나 연속 프레스기를 수직 방향 동작으로 한 것을 이용하는 방법을 들 수 있다. 가압 조건으로서는 특별히 한정되지 않지만, 1 내지 10MPa의 압력으로 가압하는 것이 바람직하다. 1MPa 미만이면 충분히 압축할 수 없는 경우가 있고, 10MPa를 초과하면 프레스를 위한 설비가 고가로 되어 현실적이지 않다.

상기 가압에서는 목질 칩을 원료로 한 목질 칩의 단면적에 대하여 평균 70% 이하가 되도록 압축하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 가압에서는 얻어지는 목질계 복합 재료의 비중이 0.6 이상이 되도록 압축하는 것이 바람직하다. 또한, 얻어지는 목질계 복합 재료의 공극율이 10% 이하가 되도록 압축하는 것이 바람직하다. 본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법에서는 본 발명의 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치를 이용하여 목질 칩의 배향, 적층을 행하고 있기 때문에, 이러한 고압축이 가능하다. 고압축함으로써 얻어지는 목질계 복합 재료는 매우 높은 기계적 강도를 발현한다.

이와 같이 고압축하는 경우에는 얻어진 목질계 복합 재료에서, 목질 칩은 목질계 복합 재료를 길이 방향에 대하여 수직인 단면으로부터 관찰했을 때 압축 방향으로 편평형상으로 관찰된다. 도 5는 얻어진 목질계 복합 재료의 길이 방향에 대하여 수직인 단면도를 나타낸다. 도 5의 (a)는 "ㄷ"자 형상의 가이드에 넣어지고, 가압하기 전의 적층 매트의 상태를 나타내며, (b)는 가압된 후의 성형된 목질계 복합 재료를 나타내고 있다. 목질 칩을 길이 방향으로 배향시켜 단순히 적층한 것 뿐인 적층 매트는 목질 칩 사이에 공극이 생겨 강도가 낮다. 그러나, 고압축하여 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 편평한 목질 칩이 적층된 목질계 복합 재료에서는 목질 칩 사이의 공극이 물리적으로 작아져 강도가 높다.

상기 가열과 가압은 동시에 행할 수도 있고, 가압을 한 후에 가열을 할 수도 있으며, 가열한 후에 가압할 수도 있다. 가열 및 가압은 상기 결합제가 경화할 때까지 행한다.

본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법에서는, 상기 가열 및 가압 공정 후 얻어지는 목질계 복합 재료의 치수 정밀도나 표면성을 더욱 향상시키기 위해서 어닐링 처리나, 절삭, 샌딩 가공을 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법에 의하면, 본 발명의 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치를 이용하기 때문에, 목질 칩이 잘 배향되고 두께가 두꺼운 적층 매트를 연속적으로 얻을 수 있어, 이것을 고압축함으로써 구조재로서도 이용할 수 있는 정도로 기계적 강도가 우수한 목질계 복합 재료를 제조할 수 있다.

본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법을 이용하여 이루어지는 목질계 복합 재료도 본 발명의 특징 중의 하나이다.

본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법에 기여하는 목질 칩의 원료재의 수종으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 삼나무, 노송나무, 가문비나무, 전나무, 라디에이터 파인(Radiata Pine) 등의 침엽수; 자작나무, 아피통, 카메레레(Kamerere), 센곤 라우트(Sengon laut), 사시나무 등의 활엽수를 들 수 있지만, 이들 삼림으로부터 생산되는 식물 재료 이외에도 대나무, 고량 등의 삼림 이외에서 생산되는 식물 재료도 이용할 수 있다.

상기 목질 칩의 원료재로서 이용할 수 있는 형태로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 상기 수종의 통나무, 간벌재 등의 생재료, 공장이나 주택 건축 현장에서 발생되는 단부 부재, 부재 수송 후에 폐기되는 폐펠릿재, 건축 해체 시에 발생되는 해체 폐기재 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명의 목질계 복합 재료의 제조 방법에 기여하는 결합제로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 페놀 수지, 요소 수지, 이소시아네이트 등의 합판이나 파티클 보드에 이용되는 목재 공업용의 접착제를 사용할 수 있다. 이들 결합제는 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

목재 폐기물 처리 업자로부터 구입한 보드용 칩을, 웨이브 롤러 방식의 등급 분류기 웨이브 롤러 스크린(다이헤이사 제조)을 이용하여 등급 분류하고, 두께 1mm 내지 11mm, 길이 20mm 내지 150mm, 길이/두께=10 이상, 비중 0.3 내지 0.6의 목질 칩을 얻었다. 또, 목질 칩의 비중은 랜덤으로 검사하고, 길이에 대해서는 화상 측정으로 확인하였다.

얻어진 목질 칩을 가열 오븐 중에 50℃, 24시간 방치하여 함수량을 5.2%로 조정하였다.

드럼 블렌더에 함수량을 조정한 목질 칩과 결합제로서 이소시아네이트계 접착제를 투입하고, 목질 칩에 대하여 이소시아네이트계 접착제가 5 중량% 도포된 결합제가 부착된 목질 칩을 얻었다.

얻어진 결합제가 부착된 목질 칩을, 도 1에 도시한 배향 적층 장치(1)의 상류측에 배치되는 공급 수단(2)으로부터 매분 4kg의 비율로 자유 낙하에 의해 배향 적층 장치(1)의 상류측 단부에 투입하고, 배향 및 적층시켜 높이 120mm의 적층 매트를 얻었다.

또, 배향 적층 장치(1)는 길이 500mm, 높이 500mm, 두께 1.2mm의 스테인레스 스틸판이 피치 25mm로 병렬하여 수직 설치되고, 판 하단이 벨트 컨베어면으로부터 30mm의 클리어런스로 되며, 양 사이드의 판 하단만 벨트 컨베어면으로부터 2mm의 클리어런스로 되어 있다. 판 상단은 벨트 컨베어의 진행 방향을 향해서 수평으로부터 10°의 경사면으로 되어 있다. 배향 적층 장치(1) 전체를 띠형상으로 감아 금속 벨트가 설치되고, 개개의 판(31, 32, 33, …)은 벨트 컨베어(6)의 MD 방향의 단부에서 금속 벨트(51)에 용접되어, 전체가 일체가 되도록 구성되어 있다. 금속벨트의 벨트 컨베어(6)의 TD측 사이드에 바이브레이터(52: 진동 모터 RV-24D, 신코덴키사 제조)가 진동 방향이 수평으로부터 25° 경사진 상 전방이 되도록 고정되어 있다. 금속 벨트(151)의 네 코너 위치에 지지 스프링(53)이 설치되고, 배향 적층 장치(1) 전체를 지지대(54) 상에 지지하고 있다. 또, 진동 조건은 진폭 2mm, 진동횟수 171O회/분이고, 벨트 컨베어의 운송 속도는 1m/분으로 하였다.

얻어진 적층 매트를, 전열 타입의 프레스기(가와사키유코사 제조 300t 프레스)에 투입하고, 가열 온도 18O℃, 가압력 30kg/㎠, 프레스 시간 1O분, 최종 높이가 30mm가 되도록 가압하면서 프레스반을 유지하여 목질계 복합 재료를 얻었다.

얻어진 목질계 복합 재료의 6면 전부를 커트하고, 목질계 복합 재료의 판형체를 얻었다.

얻어진 판형체의 비중, 굽힘 강도 및 굽힘 탄성률을 JIS Z 2101에 준거하여 측정한 바 비중 0.78, 굽힘 강도 45MPa, 굽힘 탄성률 11GPa였다. 또한, 성형 샘플의 단면을 복사기로 복사하여 단면 부분의 종이의 무게(A)를 측정하고, 또한, 목질 칩 사이의 공극 부분을 추출하여 그 무게(B)를 측정한 다음에 하기 화학식에 의해 공극율을 산출한 바 5%였다.

공극율(%)=B/A×100

(비교예 1)

도 7에 도시한 바닥판을 갖는 종래 형태의 배향 적층 장치를 이용하여 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층을 행하였다.

도 7에서는, 목질 칩 공급 수단이나 진동 부여 수단, 적층 매트는 생략하고 있다. 이 배향 적층 장치는, 실시예 1에서 이용한 배향 적층 장치의 배향 수단(3)과 마찬가지의 구조이지만, 각 판의 하단에 바닥판 B가 설치되어 있다. 따라서, 이 배향 적층 장치에서는 장치 상류측에 낙하한 목질 칩은 경사면으로 된 바닥판 B 상에 적층되고, 장치의 진동에 의해 경사면을 따라서 아래쪽으로 송출되게 된다.

바닥판의 기울기를 10°, 진동 조건을 진폭 0.8mm, 진동 횟수 3600회/분으로 하여, 실시예 1과 동일한 결합제가 부착된 목질 칩을 동일 속도로 공급하였다. 그러나, 목질 칩이 배향 적층 장치 내에서 막히게 되어 적층 매트를 얻을 수 없었다.

(비교예 2)

진폭 1.2mm, 진동 횟수 3500회/분으로 한 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여 적층 매트를 제조하였다. 다만, 목질 칩이 막히지 않도록 하기 위해서는 결합제가 부착된 목질 칩의 투입량을 매분 1kg으로 하지 않으면 안 되어, 배향 적층 장치 내에서 목질 칩의 이동 속도가 상승하여 부분적으로 두께가 얇아지는 개소가 발생되고, 얻어지는 적층 매트의 두께는 60mm 정도가 한계였다. 또한, 목질 칩을 벨트 컨베어(6) 상에 옮겨 실을 때 차례로 전에 이미 옮겨 실은 목질 칩 상에 올려, 배향 방향이 수평 방향으로부터 수직 방향으로 어긋나는 현상이 보였다.

얻어진 적층 매트를 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 최종의 두께가 15mm가 되도록 가열 및 가압하여 목질계 복합 재료를 얻고, 이 면 전체를 커트하여 목질계 복합 재료의 판형체를 얻었다.

얻어진 판형체에 대하여 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 비중, 공극율, 굽힘 강도 및 굽힘 탄성률을 측정한 바 비중 0.78, 공극율 5%, 굽힘 강도 25MPa, 굽힘 탄성률 4GPa였다.

본 발명에 의하면, 구조재로서도 사용할 수 있을 정도의 기계적 강도를 갖는 목질계 복합 재료를 연속적으로 길고 두께를 두껍게 제조할 수 있는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치, 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 방법 및 목질계 복합 재료의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. 결합제가 부착된 목질 칩을 배향 및 적층하는 장치에 있어서,

   결합제가 부착된 목질 칩의 공급 수단, 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에 진동을 제공하는 수단, 및 결합제가 부착된 목질 칩이 적층된 적층 매트의 운송 수단을 포함하고,

   상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단은, 상기 적층 매트의 운송 수단에 의한 운송 방향과 평행하도록 병렬로 세워 설치된 복수의 판을 포함하는 것이며, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에 진동을 제공하는 수단에 의해, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단이, 상기 적층 매트의 운송 수단에 의한 운송 방향에 수평 방향으로부터 경사진 상측을 향하여 진동하는 것을 특징으로 하는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에 진동을 제공하는 수단에 의해, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단이, 적층 매트의 운송 수단에 의한 운송 방향에 수평 방향으로부터 경사진 상측으로 앙각 15°내지 70°의 각도에서 진동하는 것을 특징으로 하는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치.
3. 결합제가 부착된 목질 칩을 배향 및 적층하는 장치에 있어서,

   결합제가 부착된 목질 칩의 공급 수단, 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단, 상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에 진동을 제공하는 수단, 및 결합제가 부착된 목질 칩이 적층된 적층 매트의 운송 수단을 포함하고,

   상기 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단은, 상기 적층 매트의 운송 수단에 의한 운송 방향과 평행하도록 병렬로 세워 설치된 복수의 판을 포함하는 것이며, 또한 상기 복수의 판이, 상단변이 운송 방향을 따라서 경사져 있는 것을 특징으로 하는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 수단에서 복수의 판의 하단과, 결합제가 부착된 목질 칩이 적층된 적층 매트의 운송 수단과의 사이의 간극이, 상기 운송 수단의 운송 방향을 향하여 서서히 커지게 되어 있는 것을 특징으로 하는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 기재된 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 방법.
6. 원료재로부터 목질 칩을 얻는 공정, 상기 목질 칩을 길이 및 두께에 따라서 등급 분류하는 공정, 상기 등급 분류된 목질 칩의 함수율을 조정하는 공정, 상기 함수율이 조정된 목질 칩의 표면에 결합제를 부착시키는 공정, 상기 결합제가 부착된 목질 칩을 배향 및 적층하여 적층 매트를 얻는 공정, 및 상기 적층 매트를 가열하고 길이 방향에 대하여 수직 방향으로부터 가압하는 공정을 포함하며,

   상기 결합제가 부착된 목질 칩을 배향 및 적층하여 적층 매트를 얻는 공정에서 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 기재된 결합제가 부착된 목질 칩의 배향 적층 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 목질계 복합 재료의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서, 적층 매트를 가열하고 길이 방향에 대하여 수직 방향으로부터 가압하는 공정에서, 원료인 목질 칩에 대하여 평균 70 ％ 이하의 단면적이 되도록 목질 칩을 압축하는 것을 특징으로 하는 목질계 복합 재료의 제조 방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 적층 매트를 가열하고 길이 방향에 대하여 수직 방향으로부터 가압하는 공정에서, 0.5 내지 2 MPa의 증기로 가열하는 것을 특징으로 하는 목질계 복합 재료의 제조 방법.
9. 제6항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 기재된 목질계 복합 재료의 제조 방법을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 목질계 복합 재료.