WO2004080675A1 - 結合剤が付着した木質チップの配向積層装置及び木質系複合材料の製造方法 - Google Patents

結合剤が付着した木質チップの配向積層装置及び木質系複合材料の製造方法 Download PDF

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WO2004080675A1
WO2004080675A1 PCT/JP2003/010197 JP0310197W WO2004080675A1 WO 2004080675 A1 WO2004080675 A1 WO 2004080675A1 JP 0310197 W JP0310197 W JP 0310197W WO 2004080675 A1 WO2004080675 A1 WO 2004080675A1
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binder
wood chips
wood
attached
orienting
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PCT/JP2003/010197
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French (fr)
Inventor
Koji Matsumoto
Takumi Murata
Original Assignee
Sekisui Chemical Co., Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/10—Moulding of mats
    • B27N3/14—Distributing or orienting the particles or fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/10—Moulding of mats
    • B27N3/14—Distributing or orienting the particles or fibres
    • B27N3/143—Orienting the particles or fibres
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/17—Surface bonding means and/or assemblymeans with work feeding or handling means

Definitions

  • the present invention is directed to an oriented lamination apparatus for a wood chip to which a binder is attached, which can continuously produce a long and thick wood-based composite material having mechanical strength enough to be used as a structural material.
  • the present invention relates to a method for orienting and laminating a wood chip to which a binder is attached, and a method for manufacturing a wood-based composite material.
  • the wood-based composite materials in which wood chips are bonded using a binder there are extremely high mechanical strengths such as LSL (laminated.strand.lampa) and PSL (parallel'strand-lumbar). Some can be used as structural materials.
  • LSL laminated.strand.lampa
  • PSL parallel'strand-lumbar
  • the wood chips are oriented in the same direction as the fiber direction of the wood chips (high-strength direction of the anisotropic material), thereby dramatically improving the mechanical strength in the fiber direction. ing.
  • a bonding agent is attached to a wood chip, and then a laminated mat is formed by stacking the wood chips to which the binding agent is attached.
  • a laminated mat is formed by stacking the wood chips to which the binding agent is attached.
  • Various devices have been devised as an orientation lamination device for wood chips to which a binder is attached, using the principle of allowing wood chips to which a binder is attached to fall naturally and passing between orientation plates to orient.
  • a device for orienting wood chips by arranging a plurality of disks coaxially at regular intervals and passing the wood chips with a binder attached between the disks while rotating the disks, In some cases, a plurality of boards arranged in parallel are arranged, and the wood chips pass between the boards that reciprocate in opposite directions and are oriented by the wood chips.
  • the orientation stacking device for wood chips to which these binders are attached there is a problem that some wood chips supplied by natural fall are not sufficiently oriented.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-483224 discloses that a board having side walls attached on both sides can be arbitrarily set from a wood chip supply position to a conveyor provided at a lower portion.
  • the lower section is formed in a concavo-convex shape that is continuous in the width direction orthogonal to the tilt direction of the substrate, and the convex shape is extended in parallel with the tilt direction of the substrate.
  • a means for orienting wood chips that imparts vibration to the wood.
  • the dropped wood chips are omni-directional at the aerial position immediately after being dropped, but are dispersed and dropped in each concave and convex shape, and are subjected to vibration of the substrate.
  • the orientation action in the tilt direction of the substrate that is, the vibration transfer direction is started.
  • the tip of the wood chip falls in a non-directional concave shape, that is, a curved or triangular inclined surface in the wave shape
  • the length direction of the wood chip becomes Due to the vibration, the surface of the wood chip is subjected to an action following the surface of the concave portion in parallel with the surface of the concave portion. It will receive momentum to rotate in the direction parallel to the projection. Accordingly, the length direction of the wood chip subjected to the moment to be rotated is vibrated and conveyed in the inclined direction of the substrate while being regulated by other adjacent wood chip, and is oriented.
  • the wood chips that have fallen into the recesses of the orienting means are well oriented, but from the top of the oriented wood chips,
  • the wood chip is dropped and stacked, and the wood chip stacked in the recess moves downward on the substrate along the slope by the vibration applied to the device.
  • the laminated wood chip has a bottom surface in contact with the device substrate and a side surface in contact with the side wall of the device recess. Therefore, in order for the laminated wood chips to move, a propulsive force is required on the bottom and side surfaces against the frictional resistance received from the substrate or the side walls, but the vibration applied to the device causes the laminated wood chips to move.
  • the interval between the desired opposed slit plates among the slit plates is set to be equal to or less than half the average length dimension of the strip of wood.
  • the gap between the other opposing slit plates is arranged so as to be equal to or more than the average length of the strip of wood, and the strip of wood is dropped from between the above-mentioned slit plates, so that it is not oriented with the alignment part.
  • slit boards having different intervals are combined, a gap is provided between the lower end side and the upper surface of the conveyance, and a thin wood piece is passed between the slit boards to make the wood thin strip.
  • Different orientations are formed in the piece sediments. Wood strips that are oriented and stacked in the gaps below the slit strips generate friction between the wood strips or between the wood strips and the slit board. It gets bigger as it gets bigger. Therefore, when the lamination thickness is increased to some extent, the laminate may be broken due to the movement of the coal plate. In order to prevent this, the frictional force is reduced by reciprocating the slit plate in the plate surface direction, that is, double-acting in the horizontal direction, thereby preventing the wood strip from being clogged between the slit plates. Things.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-334615 discloses a configuration in which an aligner is installed at a predetermined pitch.
  • a wood flake orienting means for orienting a wood flake by passing between facing blades is disclosed, in which an orientation assisting tool having auxiliary blades arranged side by side at a predetermined pitch is arranged immediately below an orienting machine.
  • This orienting machine has an auxiliary orienting blade placed on the conveyor and sent out in the lower stage, and by passing the upper orienting blade, the woody pieces are oriented and the adjacent orienting blades are vibrated alternately up and down.
  • the wood flakes In addition to preventing the wood flakes from clogging between the alignment blades, the wood flakes, whose orientation has been disturbed by vibration, are stacked while being reoriented by the lower auxiliary alignment blade.
  • the reason for the vibration is the same as that of the invention described in Japanese Patent Publication No. Hei 4-16046.
  • the woody flakes are oriented when passing through the upper alignment plate, but by vibrating adjacent alignment blades in the vertical direction. It is oriented while preventing clogging, and is dropped and stacked on the feed-out conveyor.
  • the orientation of the wood flakes is disturbed at the time of falling, so an auxiliary orientation blade is placed on the conveyor, dropped and laminated, but this auxiliary orientation blade is not vibrated, so if the lamination thickness is increased, There was a problem that the laminate was broken.
  • the vibration direction of the upper orientation blade is vertical, the horizontal position of the vibrated wood flakes may remain stuck without change.
  • the present invention is directed to an oriented lamination apparatus for a wood chip to which a binder is attached, which can continuously produce a long and thick wood-based composite material having mechanical strength enough to be used as a structural material. It is an object of the present invention to provide a method for orienting and laminating a wood chip to which a binder is attached, and a method for manufacturing a wood-based composite material.
  • the present invention relates to an apparatus for orienting and laminating wood chips to which a binder has been attached, comprising: a supply means for wood chips to which a binder has been attached; a means for orienting a wood chip to which a binder has been attached; Means for imparting vibration to the oriented wood chip orientation means, and means for transporting the laminated wood chips on which the wood chips to which the binder has been adhered are laminated.
  • the means for orienting the wood chips to which the binder has been adhered is: How to transport by transport means A plurality of plates erected in parallel so as to be parallel to the direction, and a means for orienting the wood chip to which the binder is attached by means for applying vibration to the means for orienting the wood chip to which the binder is attached.
  • a laminating apparatus for wood chips to which a binder is attached which vibrates obliquely upward from a horizontal direction in a transport direction of the laminated mat by a transport means.
  • the means for orienting the wood chips to which the binder has been attached by vibrating the means for orienting the wood chips to which the binder has been attached, raises the angle of elevation 15 obliquely upward from the horizontal direction in the transport direction of the laminated mat by the transport means. It is preferable to vibrate at an angle of ° to 70 °.
  • the present invention relates to an apparatus for orienting and laminating wood chips to which a binder has been attached, comprising: a supply means for wood chips to which a binder has been attached; a means for orienting a wood chip to which a binder has been attached; Means for imparting vibration to the oriented wood chip orientation means, and means for transporting the laminated wood chips on which the wood chips to which the binder has been adhered are laminated.
  • the means for orienting the wood chips to which the binder has been adhered is: It is composed of a plurality of plates erected in parallel so as to be parallel to the direction of conveyance by the conveyance means, and the plurality of plates have a binder whose upper end is inclined along the conveyance direction. This is an orientation lamination device for wood chips to which is attached.
  • the gap between the lower ends of the plurality of plates in the means for orienting the wood chips to which the binder is attached and the transport means for the laminated mat in which the wood chips to which the binder is attached is stacked in the transport direction of the transport means. Preferably, it is gradually increased.
  • the method for oriented lamination of wood chips with a binder attached thereto using the apparatus for oriented lamination of wood chips with a binder attached thereto of the present invention is also one of the present invention.
  • the laminated mat is compressed to have an average cross-sectional area of 70% or less with respect to the wood chips made from the wood chips.
  • a wood-based composite material obtained by using the method for producing a wood-based composite material of the present invention is also one of the present inventions.
  • FIG. 1 is a perspective view of an example of a wood chip oriented laminating apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view showing an example of the distance between the lower end of the plate and the upper surface of the conveying means.
  • Fig. 3 is a graph showing the relationship between the elevation angle of vibration and the stacking height of wood chips for each board interval.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a method for producing a woody composite material of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a cross-sectional view of a wood-based composite material.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the orientation of a wood chip in a wood-based composite material.
  • FIG. 7 is a simplified perspective view of a conventional orientation means used in a comparative example.
  • 1 represents an orientation laminating apparatus
  • 2 represents a supply means
  • 3 represents an orientation means
  • 31 represents a plate
  • 32 represents a plate
  • 41 represents a gap
  • 5 represents a vibration applying means
  • 51 represents a metal belt
  • 52 represents a vibrator
  • 53 represents a spring
  • 54 represents a support
  • 6 represents a conveying means
  • P represents a wood chip with a binder
  • M represents a laminated mat
  • K represents a gap
  • 7b represents a wood chip
  • 7c represents a wood chip with a binder
  • 8 represents a classifier.
  • 9 represents a dryer
  • 10 represents a drum blender
  • 11 represents a binder.
  • the apparatus for orienting and stacking wood chips to which a binder has been attached according to the present invention is a means for supplying wood chips to which a binder is attached (hereinafter simply referred to as a means for supplying ), Means for orienting the wood chips to which the binder is attached (hereinafter simply referred to as orientation means), and means for applying vibration to the means for orienting the wood chips to which the binder is attached (hereinafter also referred to as vibration applying means). ) And means for transporting the laminated mat in which the wood chips to which the binder is attached (hereinafter, simply referred to as transport means).
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the orientation laminating apparatus of the present invention.
  • the orientation laminating apparatus 1 of the present invention shown in FIG. 1 includes a supply means 2, an orientation means 3, and a transport means 6, and a vibration applying means 5 is connected to the orientation means 3.
  • a description will be given of an oriented laminating apparatus for wood chips to which a binder according to the present invention is attached.
  • the supply means is not particularly limited as long as it can supply the wood chips to which the binder has been attached to the orientation means at a constant speed, and examples thereof include a belt conveyor and a roller conveyor.
  • the supply means 2 includes a belt conveyor 21 and a leveling roller 22 provided with a plurality of ring-shaped ridges 23 parallel to the surface thereof.
  • the orienting means comprises a plurality of plates erected in parallel so as to be parallel to the direction of conveyance by the conveying means.
  • the plate is not particularly limited, and examples thereof include a plate made of metal or the like.
  • the intervals between adjacent plates of the plurality of plates erected in parallel are equal to each other.
  • the degree of orientation of the wood chips with the binder attached passing between the boards is almost the same, and the property of the obtained laminated mat is less scattered.
  • An appropriate value is appropriately selected as the interval between the boards depending on the thickness of the wood chip to be oriented. For example, if the thickness of the wood chip to which the binder is attached is 1 to 11 mm, 2
  • the thickness is preferably about 0 to 4 Omm, and when the thickness of the wood chip to which the binder is attached is 3 to 5 mm, the thickness is preferably about 20 to 3 Omm.
  • the upper ends of the plurality of plates are inclined along the transport direction. That is, the wood chips with the elongated binder attached on the board become slippery due to the vibration of the board as described later, some fall into the gaps, and some slip along the slope. Moving. Therefore, the wood chips to which the binder is next attached will not be prevented from dropping smoothly into the gaps, and the wood chips to which the binder has been attached on the transport means will be more likely. Uniform and smooth alignment lamination. Therefore, the above-mentioned inclination can prevent the dropped wood chips with the binder attached from being stuck at the same location on the upper edge of the plate and colliding with the next falling wood chips with the binder attached to prevent the wood chips from falling. It is provided for the purpose of avoiding this.
  • the direction of the inclination is a slope that goes down in the transport direction.However, since it is only necessary to change the position of the wood chips, the slope may be an upward slope in the transport direction. Good.
  • the plurality of plates are preferably connected to each other and integrated.
  • the method of connection is not particularly limited as long as the method does not prevent the wood chips to which the binder has adhered from falling between the boards.
  • the upper end of the upstream side or the upper end of the downstream side of the above-described board is welded with an iron plate or the like.
  • the orienting means 3 is composed of plates 31, 32,... Made of a plurality of metals arranged in parallel along the direction in which the wooden mat is conveyed by the conveying means 4. , 42, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ are configured.
  • the vibration imparting means is not particularly limited, but is preferably one in which the amplitude, the frequency or the vibration direction is variable and the vibration conditions can be selected.
  • the orientation means is vibrated obliquely upward from the horizontal direction in the transport direction of the laminated mat by the transport means by the vibration imparting means.
  • the boards vibrate diagonally forward and upward, The distance traveled by the ball is longer, so there is no clogging between the plates.
  • the angle of the vibration There is no particular limitation on the angle of the vibration.
  • the transfer speed of the laminated mat is 0.2 to 3 m / min, and the bonding in the wood mat is performed.
  • the angle of elevation is preferably from 15 ° to 70 ° in the direction of transport of the wood mat. Outside of this range, as the stacking height is increased, wood chips to which the binder has adhered may clog in the gaps between the boards.
  • the stacking height of the stacking mat can be adjusted by the angle of vibration.
  • Fig. 3 shows the relationship between the angle of vibration and the thickness of the laminated mat for each spacing between the plates.
  • ⁇ represents the case where the plate interval is 12 mm
  • ⁇ represents the case where the plate interval is 24 mm
  • the mouth represents the case where the plate interval is 36 mm.
  • the height of the laminated mat can be increased by setting the vibration angle to the elevation angle of 15 to 70 °.
  • the amplitude and frequency of the vibration the wood chips with the binder attached over the board fall into the gaps and fall and are oriented on the transport means. It is sufficient that the orientation is not disturbed by slipping or dancing again, and may be appropriately selected and determined according to the amount, properties, size, etc. of the wood chips to which the binder is supplied.
  • the mounting position and the mounting method of the vibration imparting means are not particularly limited as long as the wood chips to which the binder is attached are not prevented from dropping into the gaps between the boards.
  • the vibration applying means 5 includes a vibrator 52 and an orientation laminating device 1 on a metal plate 51 provided over two plates on both sides of the orientation means 3. And a panel 53 for supporting the body on the support portion 54.
  • the panels 53 are provided at the four corners of the orientation laminating apparatus 1.
  • the number, the supporting position or the supporting method are not particularly limited, and the apparatus vibrates stably. Any method may be used as long as the method is adopted, and a suitable method may be appropriately selected according to the situation depending on the device weight, size, position of the center of gravity, and the like.
  • the biplane 52 may be mounted anywhere on the orienting means 3, but it must be noted that the center of gravity must be balanced so that abnormal vibration and residual vibration do not occur in the entire orienting means 3. Not even.
  • the vibration direction is in the traveling direction (MD) of the belt conveyor 6. Toward, it is preferable to be upward, diagonally upward and forward from the surface of the belt conveyor 6, or in the transverse direction (TD) of the belt conveyor 6. However, if the supply of wood chips to which the binder is attached is small, the plates 31
  • a support spring for supporting the entire oscillating means 3 for example, a plurality of support springs 54, is provided at a main part of the orienting means 3. Further, the entire orientation means 3 may be suspended by a spring.
  • the transporting means is not particularly limited, and includes, for example, a belt conveyor, a roller conveyor and the like, and includes a means for placing a laminated mat such as a call plate placed on the belt conveyor or the roller conveyor.
  • the above-mentioned coal plate refers to a metal plate of a predetermined size such as stainless steel, iron, and aluminum.
  • the transfer means 6 is formed of a belt conveyor, and the transfer direction is parallel to the plates 31, 32,.
  • the vibrating means 5 causes the vibrating means 31 to vibrate the plates 31 1, 32,..., And the wood chips P on which the binder has adhered are attached to the gaps 41, 4 2 ⁇ Drops on the carrier means 6 while being oriented by the gaps 4 1, 4 2,--.
  • the wood chip P to which the binder has fallen while maintaining the orientation state is received directly on the upper surface of the transport means 6 or on the wood chip P to which the binder has been previously placed on the transport means 6, and
  • the laminated mats M are successively laminated so as to form a laminated mat M having the following thickness, and the laminated mats M are conveyed by the conveying means 6 toward a pressing device (not shown).
  • FIG. 6 shows the degree of orientation described above. Will be explained.
  • the wood-based composite material 12 is laminated and bonded by a binder so that the elongated wood chips 12b are oriented in the longitudinal direction.
  • the chips are preferably oriented such that the average of the absolute value of the angle between the fiber direction ⁇ of each wood chip 12 b and the longitudinal direction of the wood-based composite material 12 is within 30 °. If it exceeds 30 °, sufficient mechanical strength may not be obtained so as to be used as a structural material.
  • the method of measuring the orientation angle is not particularly limited, but for example, it can be measured by the following method. That is, first, an image of the wood chip of the wood-based composite material is taken by a digital still camera and is taken into a computer. Using image processing software such as “Paint Shop” (manufactured by Jask Software, ver. 6), the shape of the image data is extracted from the color value and luminance value of the wood chip. Next, this image is subjected to force print processing in Photoshop (product name, manufactured by Adobe Systems, Inc., ver. 5), and the orientation angle and dimensions are measured using a judgment program (in-house developed elliptical model software). The same operation is repeated several times, and the orientation angle distribution and dimensional distribution are measured statistically.
  • image processing software such as “Paint Shop” (manufactured by Jask Software, ver. 6)
  • Photoshop product name, manufactured by Adobe Systems, Inc., ver. 5
  • the orientation angle and dimensions are measured using a judgment program (in-house developed
  • the use of the apparatus for orienting and laminating wood chips to which the binder is attached according to the present invention does not have a bottom plate unlike conventional orientation means, so that the wood chips to which the binder is attached are oriented and laminated to form a thicker laminate.
  • a mat can be obtained, and a long and thick wood-based composite material can be obtained continuously.
  • the orienting means vibrates, the wood chip with a binder can be smoothly dropped without clogging such as a bridge phenomenon between the plates constituting the orienting means.
  • Such a method for oriented lamination of wood chips to which a binder is attached using the apparatus for oriented lamination of wood chips to which the binder of the invention is attached is also one of the present invention.
  • a step of obtaining wood chips from raw materials is performed.
  • the crusher is not particularly limited, and a conventionally known crusher can be used.
  • the method of obtaining wood chips from the above-mentioned raw materials is not particularly limited. For example, a method in which a beer processed by a rotary cutter is cut into chopsticks into a stick; a log is cut with a rotating blade of a flaker. A method of forming a strand; a known method such as a method of crushing wood by rotating a roll provided with a blade on the surface of a uniaxial crusher can be used.
  • a small-piece manufacturing machine using cutting as an element generally used for a particle board can also be used.
  • wood chips produced by a crusher are preferable because they have a spindle shape and can easily obtain strength.
  • the crusher also includes a machine generally called a crusher.
  • a wood chip already processed into a wood chip may be purchased and used.
  • a step of classifying the wood chips according to length and thickness is then performed.
  • the classification method is not particularly limited, and examples thereof include a method of classifying using a classifier such as a wave roller type. The length of the classified wood chips can be confirmed by image measurement.
  • the wood chips it is preferable to classify the wood chips so as to have a length of 20 to 15 Omm and a thickness of 1 to 11 mm. If the length is less than 20 mm, sufficient mechanical strength may not be obtained so that it can be used as a structural material. In some cases, the number of intersections of wood chips increases, and sufficient consolidation cannot be achieved.
  • the length of a wood chip means the length of the wood chip in the longitudinal direction. If the thickness is less than l mm In this case, the constituent material pieces become too small and a large amount of binder is required, and it may not be possible to obtain sufficient mechanical strength to be able to be used as a structural material.
  • the thickness of the wood chip means the shorter one of the two wood chips in the axial direction orthogonal to the longitudinal direction of the wood chip and orthogonal to each other. Wood chips of less than 15 O mm in length and less than 11 mm in thickness can be easily obtained from wood waste, which has recently become a problem.
  • wood waste includes scrap materials generated at factories and housing construction sites, waste pallet materials discarded after transporting components, and demolition waste materials generated when dismantling buildings.
  • the method for producing a wood-based composite material of the present invention which can produce a wood-based composite material having excellent mechanical strength using such a wood chip having a length and a thickness, can effectively utilize resources. Therefore, it can be said that this is extremely effective.
  • a step of adjusting the water content of the classified wood chips is performed.
  • the water content of the wood chip is adjusted to be 10% or less.
  • a method for adjusting the water content for example, a method in which a wood chip is left in a temperature-controlled oven for a certain period of time may be used. When left in an oven at 50 ° C for 24 hours, the water content is adjusted to about 5%.
  • a step of attaching a binder to the surface of the woody chip whose moisture content has been adjusted is performed.
  • the method for adhering the binder is not particularly limited.
  • a method of spraying the binder on the wood chip or stirring and mixing the wood chip and the binder may be used.
  • the above combination When the agent is in the form of powder, a method of uniformly mixing the wood chip and the binder can be used.
  • FIG. 4 shows a step of obtaining wood chips from raw materials, a step of classifying the wood chips according to length and thickness, and a step of classifying the wood chips in the method for producing a wood-based composite material of the present invention.
  • a schematic diagram showing an example of a specific method of the step of adjusting the moisture content and the step of attaching a binder to the surface of the wood chip having the adjusted moisture content are shown.
  • a wood chip 7a obtained by crushing raw materials such as waste wood with a crusher is used to classify the wood chips by a wave roller classifier. Classify by 8 to obtain wood chips 7b of uniform length and thickness.
  • FIG. 4 shows a step of obtaining wood chips from raw materials, a step of classifying the wood chips according to length and thickness, and a step of classifying the wood chips in the method for producing a wood-based composite material of the present invention.
  • the wood chips 7 b are placed in a drier 9 and dried until the water content becomes 10% or less, and then, as shown in FIG. Into the wood chip 7 b inside the drum blender 10, and the wood chip 7 b carried the binder 11 1 in the drum blender 10 to attach the binder. Get wood chips 7c. .
  • the wood chips to which the binding agent thus obtained is adhered are oriented and laminated as described above using the apparatus for orienting and laminating wood chips to which the binding agent of the present invention is attached, to obtain a laminated mat.
  • a step of heating the obtained laminated mat and pressing the laminated mat in a direction perpendicular to the longitudinal direction is performed.
  • the heating method is not particularly limited. For example, a method in which heat is transferred from the surface of the laminated mat to the inside by using a hot plate, and a method in which the inside is directly heated such as steam injection or high-frequency heating are used. No.
  • the heating temperature is preferably from 100 to 250 ° C.
  • steam is preferably injected at a pressure of 0.5 to 2 MPa. If it is less than 0.5 MPa, the laminated mat may not be softened and cannot be compressed. If it exceeds 2 MPa, the equipment becomes too large and is not realistic.
  • the method of pressurization is not particularly limited, and examples thereof include a method of using a conventionally known vertical press or continuous press for forming wood-based materials in a vertical direction.
  • the conditions for pressurization are not particularly limited, but pressurize at a pressure of 1 to 1 OMPa. Is preferred. If it is less than IMPa, it may not be possible to compress it sufficiently. If it exceeds 1 OMPa, the equipment for the press becomes expensive and impractical.
  • the wood chips from the wood chips as a raw material it is preferable to compress the wood chips from the wood chips as a raw material so that the wood chips have an average cross section of 70% or less.
  • it is preferable to compress the obtained wood-based composite material so that the specific gravity becomes 0.6 or more. Further, it is preferable to compress the obtained wood-based composite material so that the porosity is 10% or less.
  • the method for producing a wood-based composite material of the present invention since the wood chips are oriented and laminated using the orientation and lamination apparatus for the wood chips to which the binder of the present invention is attached, such high compression can be achieved. It is possible. By high compression, the resulting wood-based composite material exhibits extremely high mechanical strength.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the obtained wood-based composite material.
  • Fig. 5 (a) shows the state of the laminated mat before being pressed in a U-shaped guide, and (b) shows the formed wooden composite material after being pressed.
  • Laminated mats that are simply piled up with the wood chips oriented in the longitudinal direction have voids between the wood chips and have low strength.
  • the voids between the wood chips are physically small and the strength is high.
  • heating and pressurization may be performed simultaneously, heating may be performed after pressurization, or pressurization may be performed after heating. Heating and pressurizing are performed until the binder hardens.
  • an annealing treatment, cutting, and sanding treatment are further performed to improve the dimensional accuracy and surface properties of the obtained wood-based composite material. It is preferred to do so.
  • the wood chip oriented and laminated device to which the binder of the present invention is applied since the wood chip oriented and laminated device to which the binder of the present invention is applied is used, the wood chips are well oriented and a thick laminated mat is continuously formed. Can be obtained by high compression. A wood-based composite material having excellent mechanical strength that can be used as a building material can be manufactured.
  • a wood-based composite material obtained by using the method for producing a wood-based composite material of the present invention is also one of the present inventions.
  • wood used as the raw material for the wood chips to be used in the method for producing a wood-based composite material of the present invention examples include broadleaf trees such as Sengong Laut and Aspen.
  • plant materials produced outside the forest such as bamboo and Korean, can also be used.
  • the form that can be used as a raw material for the above-mentioned wood chips is not particularly limited.
  • raw materials such as logs of the above-mentioned tree species, thinned wood, scraps generated at factories and housing construction sites, and waste pallets discarded after transporting members And demolition waste generated during the demolition of buildings.
  • the binder used in the method for producing a wood-based composite material of the present invention is not particularly limited.
  • an adhesive for wood industry used for plywood or particle board such as phenol resin, urea resin, and isocyanate may be used. Can be.
  • These binders may be used alone or in combination of two or more.
  • Wave Roller Screen manufactured by Taihei Co., Ltd.
  • a wood chip with an adjusted water content and an isocyanate-based adhesive as a binder were put into a drum blender, and a wood chip with a binder was obtained in which 5% by weight of the isocyanate-based adhesive was applied to the wood chip.
  • the obtained wood chips with a binder are supplied to the upstream side of the orientation laminating apparatus 1 by a free means, which is disposed at the upstream side of the orientation laminating apparatus 1 shown in Fig. 1 at a rate of 4 kg / min. It was put into the side end, oriented and laminated to obtain a laminated mat having a height of 12 O ram.
  • stainless steel plates with a length of 50 Omm, a height of 50 Omm, and a thickness of 1.2 mm are erected in parallel at a pitch of 25 mm, and the lower end of the plate is a bell.
  • the clearance is 3 O mm from the conveyor surface, and only the lower ends of the plates on both sides are 2 mm from the belt conveyor surface.
  • a metal belt is provided by winding the whole of the orientation laminating apparatus 1 in a belt shape, and the individual plates 3 1, 3 2, 3 3, and 1. It is configured so that it is welded to 1 and the whole becomes a body.
  • a vibrator 52 (vibration motor RV—24D, manufactured by Shinko Electric Co., Ltd.) is fixed to the metal belt on the TD side of the belt conveyor 6 so that the vibration direction is 25 ° obliquely forward from the horizontal. I have.
  • Supporting springs 53 are provided at four corner positions of the metal belt 15 1, and support the entire orientation laminating apparatus 1 on a support 54. The vibration conditions were an amplitude of 2 mm, a vibration frequency of 1710 times / min, and a conveyance speed of the belt conveyor of 1 mZ.
  • the obtained laminated mat is put into a heat transfer type press machine (300 t press manufactured by Kawasaki Yue Co., Ltd.), and heated at 180 ° C and pressure of 30 k.
  • the press board was kept while pressurizing so that the final height became 3 Omm in a press time of 10 minutes to obtain a wood-based composite material.
  • the specific gravity, flexural strength and flexural modulus of the obtained plate are in accordance with JISZ2101. The specific measurements were 0.78, the flexural strength was 45 MPa, and the flexural modulus was 11 GPa. Also, copy the cross section of the molded sample with a copy machine, measure the weight (A) of the paper at the cross section, cut out the gap between the wood chips, measure the weight (B), The porosity was calculated by the following formula and found to be 5%.
  • This orientation laminating apparatus has the same structure as the orientation means 3 of the orientation laminating apparatus used in Example 1, except that a bottom plate B is provided at the lower end of each plate. Therefore, in this orientation laminating apparatus, the wood chips that have fallen to the upstream side of the apparatus are stacked on the inclined bottom plate B, and are sent downward along the inclined plane by the vibration of the apparatus.
  • a laminated mat was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the amplitude was 1.2 mm and the number of vibrations was 350 times Z.
  • the input amount of wood chips with a binder must be 1 kg per minute, and the moving speed of the wood chips in the orientation laminating machine increases, resulting in a partial thickness increase.
  • the thickness of the resulting laminated mat was limited to about 6 Omm.
  • the wood chips were transferred onto the belt conveyor 6, a phenomenon was seen in which the orientation direction was shifted from the horizontal direction to the vertical direction, while the chips were sequentially climbed on the already transferred wood chips.
  • the obtained laminated mat is reduced to a final thickness of 15 mm in the same manner as in Example 1.
  • a wood-based composite material was obtained, and the entire surface was pressed to obtain a plate-like body of the wood-based composite material.
  • the specific gravity, porosity, flexural strength and flexural modulus of the obtained plate were measured in the same manner as in Example 1.
  • the specific gravity was 0.78, the porosity was 5%, and the flexural strength was 25.
  • a wood-based composite material having a mechanical strength of such a degree that it can be used also as a structural material is attached to a binder capable of continuously producing a long and thick wooden composite material.
  • An apparatus for orienting and laminating a wood chip, a method for orienting and laminating a wood chip to which a binder is attached, and a method for producing a wood-based composite material can be provided.

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Abstract

　本発明の目的は、構造材としても使用できる程度の機械的強度を有する木質系複合材料を連続的に長尺で厚さを厚く製造することができる結合剤の付着した木質チップの配向積層装置、結合剤の付着した木質チップの配向積層方法、及び、木質系複合材料の製造方法を提供することである。　本発明は、結合剤の付着した木質チップを配向、積層する装置であって、結合剤の付着した木質チップの供給手段と、結合剤の付着した木質チップの配向手段と、前記結合剤の付着した木質チップの配向手段に振動を与える手段と、結合剤の付着した木質チップが積層された積層マットの搬送手段とからなり、前記結合剤の付着した木質チップの配向手段は、前記積層マットの搬送手段による搬送方向と平行になるように並列に立設された複数の板からなるものであり、前記結合剤の付着した木質チップの配向手段に振動を与える手段により前記結合剤の付着した木質チップの配向手段は、前記積層マットの搬送手段による搬送方向に水平方向から斜め上方に向かって振動する結合剤の付着した木質チップの配向積層装置である。

Description

明細書
結合剤が付着した木質チップの配向積層装置及び木質系複合材料の製造方法 技術分野
本発明は、 構造材としても使用できる程度の機械的強度を有する木質系複合材 料を連続的に長尺で厚さを厚く製造することができる結合剤の付着した木質チッ プの配向積層装置、 結合剤の付着した木質チップの配向積層方法、 及び、 木質系 複合材料の製造方法に関する。 背景技術
木質チップを結合剤を用いて結合した木質系複合材料のなかには、 L S L (ラ ミネ一ティッド .ストランド . ランパ一) や P S L (パラレル 'ストランド -ラ ンバー) 等の極めて高い機械的強度を有し、 構造材としても使用することができ るものが存在する。 このような木質系複合材料では、 木質チップを、 木質チップ の繊維方向 (異方性材料の高強度方向) と同方向に配向させることにより、 その 繊維方向の機械的強度を飛躍的に向上させている。
このような木質系複合材料の製造では、 まず、 木質チップに結合剤を付着した 後、 この結合剤が付着した木質チップを積層した積層マットを作製する。 得られ る木質系複合材料が高い機械的強度を発現するためには、 積層マツトにおいて木 質チップがその繊維方向に充分に配向していることが極めて重要である。
結合剤が付着した木質チップの配向積層装置としては、 結合剤が付着した木質 チップを自然落下させ、 配向板の間を通過させて配向させる原理を利用した種々 の装置が考案されている。 例えば、 同軸上で複数枚の円盤を一定間隔をおいて配 置し、 円盤を回転させながらその円盤同士の間に結合剤が付着した木質チップを 通過させることによって木質チップを配向する装置や、 平行に併設した複数枚の 板を配置し、 相互に反対方向へ往復運動する板間を木質チップが通過することに よって配向するもの等がある。 し力 し、 これらの結合剤が付着した木質チップの 配向積層装置では、 自然落下により供給された木質チップの中には充分に配向し ないものがあるという問題があった。 これに対して、 特開昭 5 9 - 4 8 3 2 4号公報には、 木材削片の供給位置から 下部に配設された搬送コンベアに向かって、 両側に側壁を取着した基板を任意の 傾斜角を有して配設し、 基板の傾斜方向と直交する幅方向に下部断面を連続する 凹凸形状に形成すると共に、 該 凸形状を基板の傾斜方向と平行に延在せしめ、 更に基板に振動を付与する木質削片の配向手段が開示されている。 この装置にお いては、 投下される木質削片は、 投下された直後の空中位置においては、 無指向 な状態であるが、 凹凸形状の各凹部に分散落下され、 かつ、 基板の振動を受ける ため、 その初期段階において、 基板の傾斜方向、 即ち振動搬送方向への配向作用 が開始される。 この状態において、 木質削片の先端が無指向な状態で凹凸形状の 凹部、 即ち波形状においては湾曲面また三角形状とされた傾斜面に落下すると、 木質削片の長さ方向は、 基板の振動によつて凹部の面と平行に倣う作用を受ける ことになり、 また凸部に振動衝止すると木質削片の長さ方向は、 その反作用とし て衝止角度に対して鋭角の方向、 即ち凸部と平行な方向へ回転しようとするモー メントを受けることになる。 従って、 回転しょうとするモーメントを受けた木質 削片の長さ方向は、 隣接する他の木材削片によつて規制されながら基板の傾斜方 向へ振動搬送され配向されることになる。
特開昭 5 9— 4 8 3 2 4号公報に記載された装置では、 配向手段の凹部に落下 した木質削片はよく配向されるが、 配向された木質削片の上から、 順次、 次の木 質削片が落下して積層され、 凹部に積層された木質削片は、 装置に加えられる振 動によりその基板上を傾斜に沿って下方に移動していく。 ところが、 積層された 木質削片は、 底面が装置基板に、 側面が装置凹部の側壁に接触している。 従って、 積層された木質削片が移動するには、 その底面及び側面が基板又は側壁から受け る摩擦抵抗に抗する推進力が必要となるが、 装置に印加される振動により、 積層 された木質削片が瞬間的に空中に飛び上がるだけでは、 進行に必要な推進力が得 られにくく、 従って層厚さを大きくできないという問題点があった。 即ち、 木質 削片から厚さが厚い木質系複合材料を得るために積層木質削片を厚く積層しょう としてもそれが困難であり、 その結果、 厚さの厚い木質系複合材料を得ることが 困難であるという問題点があつた。 また、 特公平 4一 1 6 0 4 6号公報には、 木材細長片と結合剤とを混合してな る混合物を、 平行に併設してなる複数のスリッ ト板の間から落下させ、 コール板 上に順次堆積させた後、 加圧成形してなる木片板状体の製造方法において、 上記 スリツト板のうち、 所望の対向するスリット板の間隔を、 木材細長片の平均長さ 寸法の半分以下となるように配する一方、 他の対向するスリット板の間隔を木材 細長片の平均長さ寸法以上となるように配し、 木材細長片を上記スリット板の間 から落下させることにより、 配向部と無配向部とを形成してなる木片板状体の製 造方法が開示されている。 この製造方法においては、 間隔の異なるスリ ッ ト板が 組み合わされて、 下端辺がと搬送上面との間が隙間が設けられて配置され、 スリ ット板の間に木材細長片を通過させて木材細長片の堆積物に配向の異なる部位を 形成する。 配向されてスリット板同士の下方の隙間に積層された木材細長片は、 木材細長片同士或いは木材細長片とスリット板との間に摩擦が生じ、 この摩擦力 は木質細長片の積層厚さが大きくなるにつれ大きくなる。 従って、 ある程度積層 厚が大きくなると、 コール板が移動することで、 積層物が割れてしまう恐れがあ る。 これを防止する為に、 スリット板を板面方向に往復移動即ち水平方向に複動 することにより上記摩擦力を低下させ、 木材細長片がスリット板の間に目詰まり してしまうことを防止しているものである。
特公平 4一 1 6 0 4 6号公報に記載された製造方法においては、 配向手段を水 平方向に振動させることで目詰まりを防止している。 しかしながら、 振動方向が 水平方向であれば、 積層された木質細長片は水平方向に微小に振動するが、 その 木質細長片の振動の前後方向に存在する木質細長片は、 そのチップ自体も振動す るものの振動によって木質細長片の移動距離が充分とはならず、 木質細長片がぁ る程度以上の厚さに積層された場合には、 板との摩擦により詰まってしまい、 得 られる積層マットに割れが生じて、 積層厚さを大きくしにくいという問題点があ つた。 また、 スリ ット板の下端辺と搬送手段上面との間に隙間があり、 かつ、 木 質細長片は配向後に席層されるので、 スリツト板の振動により配向が乱れてしま うという問題点があった。
更に、 特開平 1 0— 3 4 6 1 5号公報には、 配向機の所定ピッチで併設した配 向プレード間を通過させて木材薄片を配向する木材薄片配向手段において、 配向 機の真下に、 補助ブレードを所定ピッチで並設した配向補助具を配置した木材薄 片配向手段が開示されている。 この配向機は、 下段に送り出しコンベア上に乗せ られた補助配向ブレードを有し、 上段の配向ブレードを通過させることで木質薄 片を配向させつつ隣り合う配向ブレードを交互に上下に振動させることで木材薄 片が配向ブレードの間で目詰まりしてしまうことを防止すると共に、 振動により 配向が乱れた木材薄片を下段の補助配向ブレードで、 再度配向しつつ積層するも のである。 振動させる理由は特公平 4一 1 6 0 4 6号公報に記載された発明と同 じである。
特開平 1 0— 3 4 6 1 5号公報に開示された装置においては、 上段の配向プレ 一ドを通過させるときに木質薄片を配向させるが、 隣り合う配向ブレードを上下 方向に振動させることで目詰まりを防止しつつ配向させ、 送り出しコンベア上に 落下させて積層するものである。 しかしながら、 落下時に木材薄片の配向が乱れ るので、 コンベア上に補助配向ブレードを配置し、 そこに落下させて積層するが、 この補助配向ブレードは振動されておらず、 従って積層厚さを厚くすると積層物 が割れてしまうという問題点があった。 加えて、 上段の配向ブレードの振動方向 が上下方向の振動とされていると、 振動を加えられた木材薄片の水平方向の相対 位置は変わらずに引っ掛かったままとなってしまう恐れもあった。 発明の要約
本発明は、 構造材としても使用できる程度の機械的強度を有する木質系複合材 料を連続的に長尺で厚さを厚く製造することができる結合剤の付着した木質チッ プの配向積層装置、 結合剤の付着した木質チップの配向積層方法、 及び、 木質系 複合材料の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、 結合剤の付着した木質チップを配向、 積層する装置であって、 結合 剤の付着した木質チップの供給手段と、 結合剤の付着した木質チップの配向手段 と、 上記結合剤の付着した木質チップの配向手段に振動を与える手段と、 結合剤 の付着した木質チップが積層された積層マツトの搬送手段とからなり、 上記結合 剤の付着した木質チップの配向手段は、 上記積層マツトの搬送手段による搬送方 向と平行になるように並列に立設された複数の板からなるものであり、 上記結合 剤の付着した木質チップの配向手段に振動を与える手段により上記結合剤の付着 した木質チップの配向手段は、 上記積層マツトの搬送手段による搬送方向に水平 方向から斜め上方に向かって振動する結合剤の付着した木質チップの配向積層装 置である。 上記結合剤の付着した木質チップの配向手段に振動を与える手段によ り上記結合剤の付着した木質チップの配向手段は、 積層マツトの搬送手段による 搬送方向に水平方向から斜め上方に仰角 1 5 ° 〜7 0 ° の角度で振動することが 好ましい。
本発明は、 結合剤の付着した木質チップを配向、 積層する装置であって、 結合 剤の付着した木質チップの供給手段と、 結合剤の付着した木質チップの配向手段 と、 上記結合剤の付着した木質チップの配向手段に振動を与える手段と、 結合剤 の付着した木質チップが積層された積層マツトの搬送手段とからなり、 上記結合 剤の付着した木質チップの配向手段は、 上記積層マツトの搬送手段による搬送方 向と平行になるように並列に立設された複数の板からなるものであり、 かつ、 上 記複数の板は、 上端辺が搬送方向に沿って傾斜されている結合剤の付着した木質 チップの配向積層装置である。
上記結合剤の付着した木質チップの配向手段における複数の板の下端と、 結合 剤の付着した木質チップが積層された積層マツトの搬送手段との間の隙間が、 上 記搬送手段の搬送方向に向かって徐々に大きくされていることが好ましい。 本発明の結合剤の付着した木質チップの配向積層装置を用いる結合剤の付着し た木質チップの配向積層方法もまた、 本発明の 1つである。
原料材から木質チップを得る工程と、 上記木質チップを長さ及び厚さに応じて 分級する工程と、 上記分級された木質チップの含水率を調整する工程と、 上記含 水率を調整された木質チップの表面に結合剤を付着させる工程と、 上記結合剤の 付着した木質チップを配向、 積層して積層マツトを得る工程と、 上記積層マツト を加熱、 及ぴ、 長手方向に対して垂直方向から加圧する工程とを有する木質系複 合材料の製造方法であって、 上記結合剤の付着した木質チップを配向、 積層して 積層マットを得る工程において請求の範囲第 1、 2、 3又は 4項記載の結合剤の 付着した木質チップの配向積層装置を用いる木質系複合材料の製造方法もまた、 本発明の 1つである。
上記積層マットを加熱、 及び、 長手方向に.対して垂直方向から加圧する工程に おいて、 木質チップを原料とした木質チップに対して平均 7 0 %以下の断面積に なるように圧縮することが好ましく、 積層マットを加熱、 及び、 長手方向に対し て垂直方向から加圧する工程において、 0 . 5〜2 M P aの蒸気で加熱すること が好ましい。
本発明の木質系複合材料の製造方法を用いてなる木質系複合材料もまた、 本発 明の 1つである。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の木質チップの配向積層装置の一例の斜視図である。 図 2は、 板の下端と搬送手段上面との距離の一例を示す側面図である。 図 3は、 板間隔別 の振動仰角と木質チップの積層高さとの関係を示すグラフである。 図 4は、 本発 明の木質系複合材料の製造方法の一例を説明する模式図である。 図 5は、 木質系 複合材料の断面図を示す模式図である。 図 6は、 木質系複合材料における木質チ ップの配向を説明する模式図である。 図 7は、 比較例で用いた従来型の配向手段 の簡略な斜視図である。
図中、 1は配向積層装置を表し、 2は供給手段を表し、 3は配向手段を表し、 3 1、 3 2、 · · ·は板を表し、 4 1、 4 2、 · · 'は隙間を表し、 5は振動付 与手段を表し、 5 1は金属ベルトを表し、 5 2はバイブレータを表し、 5 3はバ ネを表し、 5 4は支持台を表し、 6は搬送手段を表し、 Pは結合剤の付着した木 質チップを表し、 Mは積層マットを表し、 Kは隙間を表し、 7 bは木質チップを 表し、 7 cは結合剤付き木質チップを表し、 8は分級機を表し、 9は乾燥機を表 し、 1 0はドラムプレンダを表し、 1 1は結合剤を表す。 発明の詳細な開示
以下に本発明を詳述する。
本発明の結合剤の付着した木質チップの配向積層装置 （以下、 単に配向積層装 置ともいう） は、 結合剤の付着した木質チップの供給手段 （以下、 単に供給手段 ともいう） と、 結合剤の付着した木質チップの配向手段 （以下、 単に配向手段と もいう） と、 上記結合剤の付着した木質チップの配向手段に振動を与える手段 （ 以下、 振動付与手段ともいう） と、 結合剤の付着した木質チップが積層された積 層マッ トの搬送手段 （以下、 単に搬送手段ともいう） とからなるものである。 図 1に本発明の配向積層装置の一例を表す斜視図を示した。 図 1に示した本発明の 配向積層装置 1は、 供給手段 2と配向手段 3と搬送手段 6とからなり、 更に、 配 向手段 3に振動付与手段 5が接続されている。 以下、 図 1を参照しながら、 本発 明の結合剤の付着した木質チップの配向積層装置を説明する。
上記供給手段としては、 結合剤の付着した木質チップを一定の速度で上記配向 手段に供給できるものであれば特に限定されず、 例えば、 ベルトコンベア、 ロー ラーコンベア等が挙げられる。 図 1に示した例では、 供給手段 2は、 ベルトコン ベア 2 1とその表面に平行なリング状の凸条 2 3が複数本設けられた均しローラ 2 2とを備えている。
上記配向手段は、 上記搬送手段による搬送方向と平行になるように並列に立設 された複数の板からなる。 上記板としては特に限定されず、 例えば、 金属等から なるものが挙げられる。 上記配向手段において、 並列に立設された複数の板の隣接する板間の間隔はそ れぞれ等しいことが好ましい。 板同士の間隔が等しい場合には、 それぞれの板同 士の間を通つて配向される結合剤の付着した木質チップの配向の程度がほぼ同じ となり、 得られる積層マッ トの性質のばらつきが少なくなる。 上記板間の間隔と しては、 配向させようとする木質チップの厚さにより適宜適当な値が選択される。 例えば、 結合剤の付着した木質チップの厚さが 1 ~ 1 1 mmである場合には、 2
0〜4 O mm程度が好ましく、 結合剤の付着した木質チップの厚さが 3〜 5 mm である場合には、 2 0〜 3 O mm程度が好ましい。
上記複数の板の上端辺は搬送方向に沿って傾斜されている。 即ち、 板上に架か つた細長い結合剤の付着した木質チップは、 後述するように板が振動することで 滑り易くなり、 一部は隙間に落下し、 また一部は傾斜に沿って滑って移動する。 従って、 次に投入される結合剤の付着した木質チップがスムーズに隙間に落下す ることを妨げなくなるので、 搬送手段上に結合剤の付着した木質チップがいっそ う均一にかつスムーズに配向積層される。 従って、 上記傾斜は、 落下した結合剤 の付着した木質チップが板上端辺の同じ場所に滞まって、 次に落下してくる結合 剤の付着した木質チップに衝突してその落下を妨げることがないようにする目的 で設けられるものである。 板を振動させることで、 板上端辺に架かった木質チッ プは滑り易くなり、 その位置を変える。 従って、 傾斜の方向は搬送方向に向かつ て下がる傾斜とされることがよいが、 木質チップがその位置を変えさえすればよ いのであるから、 搬送方向に向かって上がる傾斜とされていてもよい。
上記複数の板は互いに連結されて一体化されていることが好ましい。 これによ り、 1つの振動手段を接続することにより上記木質チップの配向手段の全体を振 動させることができる。 連結の方法としては結合剤の付着した木質チップが板間 を落下することを妨げない方法であれば特に限定されず、 例えば、 上記板の上流 側上端部又は下流側上端部を鉄板等で溶接等して連結する方法等が挙げられる。 図 1に示した例では、 配向手段 3は、 複数の金属からなる板 3 1、 3 2、 · · •が搬送手段 4による木質マツトの搬送方向に沿つて並列に立設され、 隙間 4 1、 4 2、 · ■ ·が構成されている。 複数の板 3 1、 3 2、 · · ·は、 端部が金属帯 5 1で溶接して連結されている。 更に、 板 3 1、 3 2、 ■ · ·の上端辺は、 搬送 方向に向かって徐々に低くされた傾斜とされている。 板 3 1、 3 2、 · · ·の下 端と搬送手段 6の上面との間には、 隙間 Kが設けてある。 この隙間 Kは、 図 2に 示されるように、 搬送方向に向かって徐々に大きくなるようにされていてもよい。 このような隙間 Kを設けることにより、 隙間に木質チップの一部が挟まってしま つたとしても、 搬送手段を移動させることにより容易に取り外すことができる。 上記振動付与手段としては特に限定されないが、 振幅、 振動数又は振動方向が 可変であって振動条件を選択できるものが好ましい。 上記振動付与手段により上 記配向手段は、 上記搬送手段による積層マツトの搬送方向に水平方向から斜め上 方に向かって振動される。 これにより、 上記配向手段の隣り合う板同士の隙間に 投入された結合剤の付着した木質チップは、 摩擦力によって板に引っ掛かっても、 板が斜め前上方に振動しているので、 斜め前上方に飛ばされて移動距離が長くな るので、 板の間に詰まることがない。 上記振動の角度としては特に限定されない 力 例えば、 積層マットの搬送速度 0 . 2〜3 m/分、 木質マットにおける結合 剤の付着した木質チップの長軸方向と積層マットの搬送方向とがなす角度の平均 値が 1 0〜3 0 ° 、 積層高さが 3 0〜1 0 O mmである積層マットを得る場合に は、 木質マットの搬送方向に向かって仰角 1 5 ° 〜7 0 ° が好適である。 この範 囲外であると、 積層高さを高くしていくと、 結合剤の付着した木質チップが板同 士の隙間に詰まることがある。 また、 振動の角度により積層マットの積層高さを 調整することができる。 板同士の間隔別の、 振動の角度と積層マットの積層厚さ との関係を図 3に示した。 図中、 〇は板間隔が 1 2 mmの場合、 △は板間隔が 2 4 mmの場合、 口は板間隔が 3 6 mmの場合を表す。 いずれの板間隔の場合でも、 振動の角度を仰角 1 5〜7 0 ° の範囲とすることで、 積層マットの積層高さを高 くすることができる。 上記振動の振幅及び振動数としては、 板上に跨った結合剤の付着した木質チッ プが隙間に落下しかつ落下して搬送手段上に配向し積層された結合剤の付着した 木質チップが、 再び滑ったり踊り出したりしてその配向が乱れない程度であれば よく、 供給される結合剤の付着した木質チップの量や性状、 サイズ等によって適 宜選択して決められればよい。
上記振動付与手段の取り付け位置及び取り付け方法としては、 結合剤の付着し た木質チップが板同士の隙間に落下することが妨げられなければ特に限定されず、 例えば、 上記配向手段の複数の板同士が金属板等で連結されている場合には、 そ の金属板に取り付けることが好ましい。
図 1に示した例では、 上記振動付与手段 5は、 配向手段 3の両サイドの 2枚の 板に跨がって設けられた金属板 5 1に、 バイブレータ 5 2と、 配向積層装置 1全 体を支持部 5 4に支持するパネ 5 3とで構成されている。 なお、 図 1の場合は、 パネ 5 3は配向積層装置 1の四隅に設けられているが、 この数と支持位置又は支 持方法は特に限定されるものではなく、 装置が安定して振動するようにされてい れば、 どのような方法であっても構わず、 装置重量やサイズ又は重心位置等によ り適宜状況に応じた好適な方法を選択して設計されればよい。 また、 バイプレー タ 5 2は、 配向手段 3のどこに取り付けられていてもよいが、 配向手段 3全体に 異常振動や残留振動が発生しないように、 重心パランスを取っておかねばならな いことはいうまでもない。 振動方向は、 ベルトコンベア 6の進行方向 （MD ) に 向かって、 ベルトコンベア 6の面から上方、 斜め上前方、 又は、 ベルトコンベア 6の横断方向 （T D) となることが好ましい。 但し、 結合剤の付着した木質チッ プの供給量が少ない場合には、 斜め上後方に振動しても、 板 3 1、 3 2、 3 3、
• · 'の上に架かった結合剤の付着した木質チップ Pは隙間 4 1、 4 2、 ■ · ■ に落下するので、 場合に応じて適宜変更されればよい。 また、 配向手段 3の要部 には、 振動する配向手段 3全体を支持するための支持スプリング、 例えば複数の 支持スプリング 5 4が設けられている。 更に、 配向手段 3全体をバネによって吊 り下げるようにしても構わない。
上記搬送手段としては特に限定されず、 例えば、 ベルトコンベア、 ローラーコ ンベア等が挙げられ、 ベルトコンベア上又はローラーコンベア上に置かれたコー ル板等の積層マットの載置手段を含む。 なお、 上記コール板とは、 ステンレスス チール、 鉄、 アルミニウム等の所定サイズの金属板のことをいう。
図 1に示した例では、 上記搬送手段 6はベルトコンベアからなり、 その搬送方 向が板 3 1、 3 2、 ■ · · と平行になっている。
次に本発明の配向積層装置を用いて結合剤の付着した木質チップを配向して積 層する方法について、 図 1に示した装置を用いて説明する。 結合剤の付着した木 質チップ Pは、 供給手段 2のベルトコンベア 2 1に載せられ、 均しローラ 2 2に よって厚みが略一定になるように均されながら配向手段 3の隙間 4 1、 4 2、 ·
• ■に連続的に供給される。 配向手段 3では、 振動付与手段 5によって配向手段 の板 3 1、 3 2 , · · ·が振動し、 この振動によって板の上に架かった結合剤の 付着した木質チップ Pが、 隙間 4 1、 4 2、 · ■ 'に落下し、 隙間 4 1、 4 2、 - - ·によって配向されながら搬送手段 6の上に積層される。 配向状態を保ちな がら落下した結合剤の付着した木質チップ Pは、 搬送手段 6の上面で直接又は先 に搬送手段 6上に載つた結合剤の付着した木質チップ Pの上で受けられ、 所定の 厚みの積層マット Mになるように次々に積層されるとともに、 この積層マット M が搬送手段 6によって図示していないプレス装置に向かって搬送される。
本発明の結合剤の付着した木質チップの配向積層装置を用いれば、 木質チップ が極めてよく配向して積層した積層マットが得られ、 ひいては、 極めて高い機械 的強度を有する木質系複合材料が得られる。 上記配向の程度について図 6を用い て説明する。 図 6に示したように、 木質系複合材料 1 2は、 細長い木質チップ 1 2 bがその長手方向に配向するように積層され結合剤により結合されている。 こ のとき、 各木質チップ 1 2 bの繊維方向 αと木質系複合材料 1 2の長手方向との なす角度の絶対値の平均が 3 0 ° 以内になるように配向していることが好ましい。 3 0 ° を超えると、 構造材として使用できる程度に充分な機械的強度が得られな いことがある。
上記配向の角度を測定する方法としては特に限定されないが、 例えば、 以下の 方法により測定することができる。 即ち、 まず、 木質系複合材料の木質チップの 画像をデジタルスティルカメラで撮像し、 コンピューターに取り込む。 この画像 データを、 「ペイントショップ」 (ジャスクソフトウエアー社製、 v e r . 6 ) 等の画像処理ソフトを用いて木質チップの色値と輝度値で形状を抽出する。 次に、 この画像をフォトショップ (商品名、 ァドビシステムズ社製、 v e r . 5 ) で力 ットァゥト処理し、 判定プログラム （自社開発楕円モデルソフトウェア一） で配 向角度と寸法を測定する。 同じ作業を数回繰り返し、 統計的に配向角度分布と寸 法分布を測定される。
本発明の結合剤の付着した木質チップの配向積層装置を用いれば、 従来の配向 手段のような底板がないことから、 結合剤の付着した木質チップを配向、 積層し て、 厚さが厚い積層マットを得ることが可能となり、 連続的に長尺で厚さの厚い の木質系複合材料を得ることができる。 また、 上記配向手段が振動することから、 結合剤付き木質チップが、 上記配向手段を構成する板と板との間でプリッジ現象 等の詰まりを生じることなく、 スムーズに落下することができる。
このような、 本発明の結合剤の付着した木質チップの配向積層装置を用いた結 合剤の付着した木質チップの配向積層方法もまた、 本発明の 1つである。
原料材から木質チップを得る工程と、 木質チップを長さ及び厚さに応じて分級 する工程と、 分級された木質チップの含水率を調整する工程と、 含水率の調整さ れた木質チップの表面に結合剤を付着させる工程と、 結合剤の付着した木質チッ プを配向、 積層して積層マットを得る工程と、 積層マットを加熱、 及び、 長手方 向に対して垂直方向から加圧する工程とを有する木質系複合材料の製造方法であ つて、 上記結合剤の付着した木質チップを配向、 積層して積層マットを得る工程 において本発明の結合剤の付着した木質チップの配向積層装置を用いる木質系複 合材料の製造方法もまた、 本発明の 1つである。
本発明の木質系複合材料の製造方法では、 まず、 原料材から木質チップを得る 工程を行う。 上記破砕機としては特に限定されず、 従来公知のものを用いること ができる。 上記原料材から木質チップを得る方法としては特に限定されず、 例え ば、 ロータリーカッターによってべユア加工したものを割り箸状に切断してステ ィックにする方法；フレーカーの回転刃によって丸太を切削してストランドにす る方法；一軸破砕機の表面に刃物のついたロールを回転させて木材を破砕する方 法等の公知の方法を用いることができる。 また、 一般にパーティクルボ一ドに使 用されているような切削を要素とした小片製造機も用いることができる。 なかで も、 破砕機により作製された木質チップは紡錘状になり強度が得られやすいこと から好ましい。 なお、 本明細書におレヽて破砕機には、 一般的に粉砕機と呼ばれる 機械等も含まれる。 また、 本発明の木質系複合材料の製造方法においては、 上記 木質チップを原料材から直接得る他、 既に木質チップに加工されたものを購入し て用いてもよい。
本発明の木質系複合材料の製造方法では、 次いで、 木質チップを長さ及び厚さ に応じて分級する工程を行う。 このような分級工程により分級された長さ及び厚 さの均質な木質チップを用いることにより、 得られる木質系複合材料の性能のば らっきを抑えることができる。 上記分級方法としては特に限定されず、 例えば、 ウェーブローラ一方式等の分級機を用いて分級する方法等が挙げられる。 なお、 分級された上記木質チップの長さについては、 画像測定により確認することがで さる。
このとき、 木質チップを長さ 2 0〜1 5 O mm, 厚さ 1〜1 1 mmの範囲にな るように分級することが好ましい。 長さが 2 0 mm未満であると、 構造材として 使用できる程度に充分な機械的強度が得られないことがあり、 1 5 O mmを超え ると、 木質チップを積層したときに 1本の木質チップの積層交点が増してしまい、 充分な圧密化ができないことがある。 なお、 本明細書において、 木質チップの長 さとは、 木質チップの長手方向の長さを意味する。 また、 厚さが l mm未満であ ると、 構成材料片が小さくなりすぎて多くの結合材が必要となり、 構造材として 使用できる程度に充分な機械的強度が得られないことがあり、 1 1 mmを超える と、 厚さ方向への木質チップの積層数が少なくなつてしまい応力伝達が充分に行 えず、 木質チップ間の継ぎ目に応力集中を起こしやすくなることから、 構造材と して使用できる程度に充分な機械的強度が得られないことがある。 なお、 本明細 書において木質チップの厚さとは、 木質チップの長手方向に直交しかつ互いに直 交する 2方の軸方向の木質チップの寸法のうち、 短い方の寸法を意味する。 このような長さ 1 5 O mm以下、 厚さ 1 1 mm以下の木質チップは、 近年問題 になっている木材の廃棄物から容易に得られるものである。 即ち、 木材の廃棄物 には、 工場や住宅建築現場で発生する端材、 部材輸送後に廃棄される廃パレット 材、 建築物解体時に発生する解体廃材等があるが、 これらは通常は金属等の異物 が混入していることから、 これらを破砕して木質チップを製造する際には、 切削 加工用の刃物が損傷しないように強力な破碎機を用いなければならない。 このよ うな破砕機を用いて乾燥した木材の廃棄物を破砕した場合には、 得られる木質チ ップは長さ 2〜1 0 c m程度の短いものにならざるを得なかった。 したがって、 このような長さ及び厚さの木質チップを用いて機械的強度に優れた木質系複合材 料を製造することができる本発明の木質系複合材料の製造方法は、 資源の有効利 用の点からも極めて有効であるといえる。
本発明の木質系複合材料の製造方法では、 次いで、 上記分級された木質チップ の含水率を調整する工程を行う。 含水率を調整することにより、 得られる本発明 の木質系複合材料の性質のばらつきを抑えることができる。 このとき、 木質チッ プの含水率が 1 0 %以下になるように調整することが好ましい。 含水率を調整す る方法としては、 例えば、 温調したオーブン中に一定時間木質チップを放置する 方法等が挙げられる。 なお、 5 0 °Cのオーブンに 2 4時間放置すると、 含水率は ほぼ 5 %程度に調整される。
本発明の木質系複合材料の製造方法では、 次いで、 含水率を調整された木質チ ップの表面に結合剤を付着させる工程を行う。 上記結合剤を付着させる方法とし ては特に限定されず、 上記結合剤が液状の場合には、 木質チップに結合剤を噴霧 したり、 木質チップと結合剤とを撹拌混合したりする方法が挙げられ、 上記結合 剤が粉末状の場合には、 木質チップと結合剤とを均一に混合する方法等が挙げら れる。
図 4に、 本発明の木質系複合材料の製造方法における、 原料材から木質チップ を得る工程と、 上記木質チップを長さ及び厚さに応じて分級する工程と、 上記分 級された木質チップの含水率を調整する工程と、 上記含水率を調整された木質チ ップの表面に結合剤を付着させる工程の具体的な方法の一例を表す模式図を示し た。 本発明の木質系複合材料の製造方法では、 まず、 図 4 ( a ) に示したように、 廃材等の原料材を破砕機で破砕して得た木質チップ 7 aをウェーブローラー方式 の分級機 8で分級し、 長さ及び厚さが均質な木質チップ 7 bを得る。 次に、 図 4 ( b ) に示すように、 木質チップ 7 bを乾燥機 9に入れて 1 0 %以下の含水率に なるまで乾燥した後、 図 4 ( c ) に示したように、 ドラムプレンダ 1 0に投入し、 結合剤 1 1をドラムブレンダ 1 0内の木質チップ 7 bにスプレー散布し、 ドラム プレンダ 1 0内で木質チップ 7 bに結合剤 1 1を担持させて結合剤の付着した木 質チップ 7 cを得る。 .
このようにして得られた結合剤の付着した木質チップは、 本発明の結合剤の付 着した木質チップの配向積層装置を用いて、 上述のように配向、 積層されて、 積 層マツトが得られる。
本発明の木質系複合材料の製造方法では、 得られた積層マットを加熱、 及び、 長手方向に対して垂直方向から加圧する工程を行う。 上記加熱の方法としては特 に限定されず、 例えば、 熱板を用いて積層マツトの表面から伝熱により内部に熱 を伝える方法；蒸気噴射や高周波加熱等のように内部を直接加熱する方法が挙げ られる。 加熱する温度としては 1 0 0〜2 5 0 °Cが好ましい。 蒸気で加熱する場 合には、 0 . 5〜2 M P aの圧力で蒸気を噴射することが好ましい。 0 . 5 M P a未満であると、 積層マットが軟化せず圧縮できないことがあり、 2 M P aを超 えると、 設備が大型化しすぎて現実的ではない。
上記加圧の方法としては特に限定されず、 例えば、 従来公知の木質系材料成形 用の縦型プレス機や連続プレス機を垂直方向動作にしたものを用いる方法が挙げ られる。 加圧の条件としては特に限定されないが、 1〜 1 O M P aの圧力で加圧 することが好ましい。 I M P a未満であると、 充分に圧縮できないことがあり、 1 O M P aを超えるとプレスのための設備が高価になり現実的でない。
上記加圧においては、 木質チップを原料とした木質チップの断面積に対して平 均 7 0 %以下になるように圧縮することが好ましい。 また、 上記加圧においては、 得られる木質系複合材料の比重が 0 . 6以上となるように圧縮することが好まし い。 更に、 得られる木質系複合材料の空隙率が 1 0 %以下になるように圧縮する ことが好ましい。 本亮明の木質系複合材料の製造方法では、 本発明の結合剤の付 着した木質チップの配向積層装置を用いて木質チップの配向、 積層を行っている ことから、 このような高圧縮が可能である。 高圧縮することにより、 得られる木 質系複合材料は、 極めて高い機械的強度を発現する。
このように高圧縮して場合には、 得られた木質系複合材料において、 木質チッ プは、 木質系複合材料を長手方向に対して垂直な断面から観察したときに、 圧縮 方向に偏平状に観察される。 図 5に、 得られた木質系複合材料の長手方向に対し て垂直な断面図を示した。 図 5 ( a ) はコの字状のガイドに入れられ、 加圧する 前の積層マットの状態を表し、 （b ) は加圧された後の成形された木質系複合材 料を表している。 木質チップを長手方向に配向させて単に積んだだけの積層マツ トは、 木質チップ間に空隙が生じ、 強度が低い。 しカゝし、 高圧縮して長手方向に 対して垂直方向に扁平された木質チップが積まれた木質系複合材料では、 木質チ ップ間の空隙が物理的に小さくなり強度が高い。
上記加熱と加圧とは、 同時に行ってもよいし、 加圧をした後に加熱をしてもよ いし、 加熱した後に加圧してもよい。 加熱及び加圧は、 上記結合剤が硬化するま で行う。
本発明の木質系複合材料の製造方法では、 上記加熱 ·加圧工程後、 更に、 得ら れる木質系複合材料の寸法精度や表面性を向上させるために、 ァニール処理や、 切削、 サンディング加工を行うことが好ましい。
本発明の木質系複合材料の製造方法によれば、 本発明の結合剤の付着した木質 チップの配向積層装置を用いることから、 木質チップがよく配向し、 しかも、 厚 さの厚い積層マットを連続的に得ることができ、 これを高圧縮することにより構 造材としても用いることができる程度に機械的強度に優れた木質系複合材料を製 造することができる。
本発明の木質系複合材料の製造方法を用いてなる木質系複合材料もまた、 本発 明の 1つである。
本発明の木質系複合材料の製造方法に供する木質チップの原料材の樹種として は特に限定されず、 例えば、 スギ、 ヒノキ、 スプルース、 ファー、 ラジア一タパ イン等の針葉樹；シラカバ、 アビトン、 カメレレ、 センゴンラウト、 アスペン等 の広葉樹が挙げられるが、 これら森林から生産される植物材料以外にも、 竹、 コ ゥリヤン等の森林以外で生産される植物材料をも用いることができる。
上記木質チップの原料材として利用できる形態としては特に限定されないが、 例えば、 上記樹種の丸太、 間伐材等の生材料、 工場や住宅建築現場で発生する端 材、 部材輸送後に廃棄される廃パレット材、 建築解体時に発生する解体廃材等が 挙げられる。
また、 本発明の木質系複合材料の製造方法に供する結合剤としては特に限定さ れず、 例えば、 フエノール樹脂、 尿素樹脂、 ィソシァネート等の合板やパーティ クルボードに用いられる木材工業用の接着剤を用いることができる。 これらの結 合剤は単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。 発明を実施するための最良の形態
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、 本発明はこれら実施例 のみに限定されるものではない。
(実施例 1 )
木材廃棄物処理業者から購入したボード用チップを、 ウェーブローラー方式の 分級機ウェーブローラースクリーン （たいへい社製） を用いて分級し、 厚さ l m m〜 1 1 mm、 長さ 2 O mm〜 1 5 O mm、 長さ Z厚さ = 1 0以上、 比重 0 . 3 〜0 . 6の木質チップを得た。 なお、 木質チップの比重は、 抜き取り検査し、 長 さについては画像測定により確認した。 得られた木質チップを、 加熱オーブン中に 5 0 °C、 2 4時間放置して、 含水量 を 5 . 2 %に調整した。
ドラムプレンダに含水量を調整した木質チップと結合剤としてイソシァネート 系接着剤とを投入し、 木質チップに対してイソシァネート系接着剤が 5重量％塗 布された結合剤付き木質チップを得た。
得られた結合剤付き木質チップを、 図 1に示した配向積層装置 1の上流側に配 置される供給手段 2力ゝら、 毎分 4 k gの割合で自由落下により配向積層装置 1の 上流側端部に投入し、 配向、 積層させて、 高さ 1 2 O ramの積層マットを得た。 なお、 配向積層装置 1は、 長さ 5 0 O mm、 高さ 5 0 O mm, 厚さ 1 . 2 mm のステンレススチール板が、 ピッチ 2 5 mmで並列して立設され、 板下端がベル トコンベア面から 3 O mmのクリアランスとされ、 両サイドの板下端のみベルト コンベア面から 2 mmのクリアランスとされている。 板上端は、 ベルトコンベア の進行方向に向かって水平から 1 0 ° の傾斜面とされている。 配向積層装置 1全 体を帯状に卷き回して金属ベルトが設けられ、 個々の板 3 1、 3 2、 3 3、 ■ · ■は、 ベルトコンベア 6の M D方向の端部で金属べノレト 5 1に溶接されて、 全体 がー体となるように構成されている。 金属ベルトの、 ベルトコンベア 6の T D側 サイドに、 バイブレータ 5 2 (振動モーター R V— 2 4 D、 神鋼電機社製） が、 振動方向が水平から 2 5 ° 斜め上前方となるように固定されている。 金属ベルト 1 5 1の四隅位置に、 支持スプリング 5 3が設けられて、 配向積層装置 1全体を、 支持台 5 4の上に支持している。 なお、 振動条件は、 振幅 2 mm、 振動回数 1 7 1 0回/分であり、 ベルトコンベアの搬送速度は l mZ分とした。
得られた積層マツトを、 伝熱タイプのプレス機 （川崎油ェ社製 3 0 0 tプレス ) へ投入し、 加熱温度 1 8 0 °C、 加圧力 3 0 k
Figure imgf000019_0001
プレス時間 1 0分で、 最終の高さが 3 O mmになるように加圧しつつプレス盤をキープし木質系複合材 料を得た。
得られた木質系複合材料の 6面すべてを力ットし、 木質系複合材料の板状体を 得た。
得られた板状体の比重、 曲げ強度及び曲げ弾性率を J I S Z 2 1 0 1に準 じて測定したところ、 比重 0 . 7 8、 曲げ強度 4 5 M P a、 曲げ弾性率 1 1 G P aであった。 また、 成形サンプルの断面をコピー機で写し取り、 断面部分の紙の 重さ （A) を測定し、 また、 木質チップ間の空隙部分を切り取り、 その重さ （B ) を測定したうえで、 下記式により空隙率を算出したところ 5 %であった。
空隙率 （％) = B ノ A X 1 0 0
(比較例 1 )
図 7に示した底板を有する従来型の配向積層装置を用いて結合剤の付着した木 質チップの配向積層を行つた。
図 7では、 木質チップ供給手段や振動付与手段、 積層マットは省略してある。 この配向積層装置は、 実施例 1で用いた配向積層装置の配向手段 3と同様の構造 であるが、 各板の下端に底板 Bが設けられている。 従って、 この配向積層装置で は、 装置上流側に落下した木質チップは、 傾斜面とされた底板 Bの上に積層され 、 装置の振動によって傾斜面に沿って下方に送り出されることになる。
底板の傾きを 1 0 ° 、 振動条件を振幅 0 . 8 mm、 振動回数 3 6 0 0回/分と して、 実施例 1と同じ結合剤の付着した木質チップを同速度で供給した。 しかし 、 木質チップが配向積層装置内で詰まってしまい、 積層マットを得ることができ なかった。 (比較例 2 )
振幅 1 . 2 mm、 振動回数 3 5 0 0回 Z分とした以外は比較例 1と同様にして 、 積層マットを作製した。 ただし、 木質チップが詰まらないようにするためには 結合剤付き木質チップの投入量を毎分 1 k gとしなければならず、 配向積層装置 内で木質チップの移動速度が上昇して部分的に厚さが薄くなる箇所が発生し、 得 られる積層マットの厚さは 6 O mm程度が限界であった。 更に、 木質チップがベ ルトコンベア 6上に乗り移る際、 順次前既に乗り移った木質チップ上に乗り上げ て、 配向方向が水平方向から垂直方向にずれる現象が見られた。
得られた積層マツトを実施例 1と同様の方法により最終の厚さが 1 5 mmにな るように加熱、 加圧して木質系複合材料を得、 この面すべてを力ットし、 木質系 複合材料の板状体を得た。
得られた板状体について、 実施例 1と同様の方法により比重、 空隙率、 曲げ強 度及び曲げ弾性率を測定したところ、 比重 0 . 7 8、 空隙率 5 %、 曲げ強度 2 5
M P a、 曲げ弾性率 4 G P aであった。 産業上の利用可能性 本発明によれば、 構造材としても使用できる程度の機械的強度を有する木質系 複合材料を連続的に長尺で厚さを厚く製造することができる結合剤の付着した木 質チップの配向積層装置、 結合剤の付着した木質チップの配向積層方法、 及び、 木質系複合材料の製造方法を提供できる。

Claims

請求の範囲
1 . 結合剤の付着した木質チップを配向、 積層する装置であって、
結合剤の付着した木質チップの供給手段と、 結合剤の付着した木質チップの配向 手段と、 前記結合剤の付着した木質チップの配向手段に振動を与える手段と、 結 合剤の付着した木質チップが積層された積層マットの搬送手段とからなり、 前記結合剤の付着した木質チップの配向手段は、 前記積層マツトの搬送手段によ る搬送方向と平行になるように並列に立設された複数の板からなるものであり、 前記結合剤の付着した木質チップの配向手段に振動を与える手段により前記結合 剤の付着した木質チップの配向手段は、 前 ΪΗ積層マットの搬送手段による搬送方 向に水平方向から斜め上方に向かつて振動する
ことを特徴とする結合剤の付着した木質チップの配向積層装置。
2 . 結合剤の付着した木質チップの配向手段に振動を与える手段により前記結合 剤の付着した木質チップの配向手段は、 積層マットの搬送手段による搬送方向に 水平方向から斜め上方に仰角 1 5 ° 〜7 0 ° の角度で振動することを特徴とする 請求の範囲第 1項記載の結合剤の付着した木質チップの配向積層装置。
3 . 結合剤の付着した木質チップを配向、 積層する装置であって、
結合剤の付着した木質チップの供給手段と、 結合剤の付着した木質チップの配向 手段と、 前記結合剤の付着した木質チップの配向手段に振動を与える手段と、 結 合剤の付着した木質チップが積層された積層マットの搬送手段とからなり、 前記結合剤の付着した木質チップの配向手段は、 前記積層マツトの搬送手段によ る搬送方向と平行になるように並列に立設された複数の板からなるものであり、 かつ、 前記複数の板は、 上端辺が搬送方向に沿って傾斜されている
ことを特徴とする結合剤の付着した木質チップの配向積層装置。
4 . 結合剤の付着した木質チップの配向手段における複数の板の下端と、 結合剤 の付着した木質チップが積層された積層マツトの搬送手段との間の隙間が、 前記 搬送手段の搬送方向に向かって徐々に大きくされていることを特徴とする請求の 範囲第 1、 2又は 3項記載の結合剤の付着した木質チップの配向積層装置。
5 . 請求の範囲第 1、 2、 3又は 4項記載の結合剤の付着した木質チップの配向 積層装置を用いることを特徴とする結合剤の付着した木質チップの配向積層方法。
6 . 原料材から木質チップを得る工程と、 前記木質チップを長さ及び厚さに応じ て分級する工程と、 前記分級された木質チップの含水率を調整する工程と、 前記 含水率を調整された木質チップの表面に結合剤を付着させる工程と、 前記結合剤 の付着した木質チップを配向、 積層して積層マットを得る工程と、 前記積層マツ トを加熱、 及び、 長手方向に対して垂直方向から加圧する工程とを有する木質系 複合材料の製造方法であって、
前記結合剤の付着した木質チップを配向、 積層して積層マットを得る工程におい て請求の範囲第 1、 2、 3又は 4項記載の結合剤の付着した木質チップの配向積 層装置を用いる
ことを特徴とする木質系複合材料の製造方法。
7 . 積層マツトを加熱、 及び、 長手方向に対して垂直方向から加圧する工程にお いて、 木質チップを原料とした木質チップに対して平均 7 0 %以下の断面積にな るように圧縮することを特徴とする請求の範囲第 6項記載の木質系複合材料の製 造方法。
8 . 積層マットを加熱、 及び、 長手方向に対して垂直方向から加圧する工程にお いて、 0 . 5〜2 M P aの蒸気で加熱することを特徴とする請求の範囲第 6又は 7項記載の木質系複合材料の製造方法。
9 . 請求の範囲 6、 7又は 8記載の木質系複合材料の製造方法を用いてなること を特徴とする木質系複合材料。
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