(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に所定のピッチで配向プレートを立設し、かつ、略Ｌ字形の搬送路を形成する配向エンドレスベルトと、前記配向エンドレスベルトの片側外周面に沿うように形成され、かつ、前記配向プレートの周辺縁部に摺接する内周面を備えた略Ｌ字形のケーシングとからなり、前記配向エンドレスベルトと前記ケーシングとで形成される上方開口部から木材薄片を散布し、前記配向プレートに堆積した木材薄片を搬送して起立させることを特徴とする木材薄片配向装置。
【請求項２】
前記上方開口部の上方に、複数枚の配向ブレードを所定のピッチで並設した予備配向機を配置したことを特徴とする請求項１に記載の木材薄片配向装置。
【請求項３】
前記配向機の水平部に位置する起立した木材薄片を、配向機の搬送方向に直交する横方向に突き出す突き出し機を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の木材薄片配向装置。
【請求項４】
前記配向機が、その水平部の先端開口部から起立した木材薄片を押し出すことを特徴とする請求項１または２に記載の木材薄片配向装置。
【請求項５】
前記配向機に、同一直線上に配置された第１，第２搬送コンベアからなり、かつ、前記第２搬送コンベアの搬送速度が前記第１搬送コンベアの搬送速度よりも遅い搬送機を、接続したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の木材薄片配向装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木材薄片を構成材料とした高強度木質材を製造するための木材薄片配向装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、木材薄片配向装置としては、例えば、平行に並設した複数枚の配向ブレードの上方から、予め接着剤を塗布した木材薄片を散布して自然落下させ、前記配向ブレード間を通過させて配向するものがある。この木材薄片配向装置によれば、木材薄片の長さ方向を概ね揃えて堆積したマットができ、これをプレスで熱圧することによって一般にＯＳＢと呼ばれる木質板が得られる。このＯＳＢは配向していない木材薄片積層板よりも強度が優れているので、合板と同様、建築の構造用材料として用いられている。
【０００３】
しかしながら前述の木材薄片配向装置を用いた場合、落下した木材薄片は水平に倒れた状態で堆積するため、得られる木質板（ＯＳＢ）の断面は層状となっており、大きな剪断応力を受けた場合に、連続した破断面が生じていた。また、落下時に木材薄片が滑ってしまうことがあり、木材薄片の配向度が不十分になるという問題点もあった。
【０００４】
本発明は、前記問題点に鑑み、木材薄片を起立させたままの状態でプレス加工するための木材薄片配向装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる木材薄片配向装置は、前記目的を達成するため、外周面に所定のピッチで配向プレートを立設し、かつ、略Ｌ字形の搬送路を形成する配向エンドレスベルトと、前記配向エンドレスベルトの片側外周面に沿うように形成され、かつ、前記配向プレートの周辺縁部に摺接する内周面を備えた略Ｌ字形のケーシングとからなり、前記配向エンドレスベルトと前記ケーシングとで形成される上方開口部から木材薄片を散布し、前記配向プレートに堆積した木材薄片を搬送して起立させる構成としてある。
【０００６】
前記上方開口部の上方には、複数枚の配向ブレードを所定のピッチで並設した予備配向機を配置しておいてもよい。
【０００７】
前記配向機の水平部に位置する起立した木材薄片を、配向機の搬送方向に直交する横方向に突き出す突き出し機を設けておいてもよい。
【０００８】
前記配向機は、その水平部の先端開口部から起立した木材薄片を押し出すものであってもよい。
【０００９】
前記配向機には、同一直線上に配置された第１，第２搬送コンベアからなり、かつ、前記第２搬送コンベアの搬送速度が前記第１搬送コンベアの搬送速度よりも遅い搬送機を、接続しておいてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる一実施形態を図１ないし図３の添付図面に従って説明する。
本実施形態にかかる木材薄片配向装置は、図１に示すように、木材薄片を配向する配向機１０と、この配向機１０が配向した木材薄片を側方に突き出す突き出し機２０と、この突き出し機２０に突き出された木材薄片をプレス台へ搬送する搬送機３０とで構成されている。なお、配向機１０と突き出し機２０とは一体化しておいてもよい。
【００１１】
前記配向機１０は、図２に示すように、配向エンドレスベルト１１と、ガイドケーシング１５とから構成されている。前記配向エンドレスベルト１１は、両端に配置したローラ１２ａ，１２ｂで駆動され、かつ、中間部に配置したローラ１２ｃを介して搬送路を略Ｌ字形としてある。さらに、前記配向エンドレスベルト１１は、その外周面に所定のピッチで配向プレート１３を立設してある。
なお、前記エンドレスベルト１１の内周面には所定のピッチで突条（図示せず）を並設してある一方、前記ローラの外周面には前記突条に係合して駆動する爪部（図示せず）を突設してある。
【００１２】
前記ガイドケーシング１５は、前記配向プレート１３の周辺縁部に摺接する内周面を有し、かつ、前記配向エンドレスベルト１１の片側外周面に沿うように略Ｌ字形に形成されている。そして、前記ガイドケーシング１５は、配向機１０の水平部１０ｂを形成する側壁の一部が切り取られ、配向プレート１３の側端縁部が露出している。さらに、前記配向機１０の水平部の先端は開口しており、受け止め板１４を回動可能に設けてある。
【００１３】
したがって、図３に示すように、配向機１０の上方開口部１６に木材薄片４０を散布すると、木材薄片４０が配向プレート１３に堆積しつつ、配向機１０の垂直部１０ａを下降する。そして、ローラ１２ｃを介して配向エンドレスベルト１１の移動方向を水平方向に変更することにより、木材薄片４０が起立する。その後、木材薄片４０を起立させたままの状態で配向機１０の水平部１０ｂの先端側に搬送する。このため、前記配向プレート１３は、摩擦係数が小さく、粘りのある材質で構成されていることが好ましく、例えば、金属，強化プラスチックで形成してもよい。さらに、配向プレート１３の外形寸法，ピッチ等は、ケーシング１５の形状や大きさ、配向する木材薄片４０の形状や大きさ、使用する接着剤の種類等に応じて適宜選択すればよい。
【００１４】
なお、均一な製品を製造するためには、木材薄片４０を隙間のない状態で搬送する必要がある。このため、堆積させ、あるいは、起立させた木材薄片４０を配向プレート１３を適度な圧力で挾持しつつ、搬送できるようにしておくことが好ましい。
また、垂直部１０ａの傾斜角度は必ずしも直角である必要はなく、必要に応じ、その傾斜角度を変えてもよい。
【００１５】
前記木材薄片４０は、その樹種は問わないが、厚さ０．１ないし３ｍｍが適当であり、撹拌しながらバインダーを添加して予め付着させたものが使用される。バインダーとしては、フェノール樹脂系、メラミン樹脂系、尿素樹脂系、イソシアネート系などの熱硬化性接着剤あるいはこれらの混合物が挙げられる。
【００１６】
突き出し機２０は、配向機１０が起立させた木材薄片４０を搬送機３０に移し替えるためのものである。このため、突き出し機２０は、水平方向に往復移動可能な少なくとも１本のピストン（図示せず）を有している。そして、このピストンの先端部には、前記配向エンドレスベルト１１と２枚の配向プレート１３，１３とで仕切られた１区画内の木材薄片４０を突き出しできるプレス板（図示せず）を設けてある。
したがって、前記突き出し機２０のピストンが往復移動することにより、前記配向エンドレスベルト１１と２枚の配向プレート１３，１３とで仕切られた１区画内の木材薄片４０が起立したままの状態で搬送機３０に突き出される。
【００１７】
なお、前記ピストンのピッチや移動速度、前記プレス板の外形寸法，材質等は、配向機１０と同様、ケーシング１２の形状や大きさ、木材薄片４０の形状等に応じて適宜選択できる。また、前記突き出し機２０は、配向機１０の横隣りに配置されるが、必ずしも一体化する必要はない。さらに、前記ピストンが複数本ある場合は、これらが一斉に往復移動するものであってもよく、あるいは、１本ずつ往復移動するものであってもよい。
【００１８】
搬送機３０は、前記配向機１０から突き出し機２０によって突き出された木材薄片４０を起立させたままの状態で図４に示すプレス台４１に搬送するためのものである。このため、第１搬送コンベア３１、第２搬送コンベア３２は同一直線上に配置されている。さらに、第１，第２搬送コンベア３１，３２の上面両側縁部に、起立した木材薄片４０の傾倒を防止するガイドプレート３３，３３を平行に立設してある。
ただし、第２搬送コンベア３２の搬送速度は、第１搬送コンベア３１の搬送速度よりも遅い。起立したままの状態で突き出された木材薄片４０をプレス台４１に隙間なく搬送するためである。
【００１９】
そして、搬送機３０で搬送された木材薄片４０は、図４に示すよう、プレス台４１に導かれた後、プレス４２によってプレスされる。起立した木材薄片４０を加熱，圧締するプレス方法としては、例えば、熱盤プレス，スチームインジェクションプレス等の既存の方法が挙げられるが、これらに高周波加熱などの内部加熱方法を併用すれば、より一層、均一な強度を有する木質成形材が得られる。
なお、主たるプレス方向は上下方向であるが、木材薄片４０の傾倒を阻止できる程度の圧力で側方から同時にプレスしてもよい。
【００２０】
本実施形態では、起立した木材薄片４０を配向機１０から搬送機３０に順次突き出し、連続的に搬送して製造する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、搬送機３０を使用せず、１ロットごとに製造してもよい。
【００２１】
また、起立した木材薄片４０を突き出し機で突き出す場合に限らず、配向機１０の水平部１０ａの先端開口部から押し出してもよい。この場合には、起立した木材薄片４０を配向プレートにより適度な圧力で押し付けておけば、起立した木材薄片が傾倒することが少ない。このため、配向エンドレスベルト１１を一時的に停止し、起立した木材薄片４０を取り出した後、プレスするバッチ方式が有効である。
【００２２】
さらに、配向機１０の上方開口部１６の上方に、複数枚の配向ブレードを並設した予備配向機（図示せず）を配置し、前記配向ブレード間を通過させることにより、木材薄片を繊維方向に予め揃えた後、配向機１０の上方開口部１６に散布することが好ましい。比較的肉厚の木材マットを形成する場合は、厚さ方向への規制が緩むため、木材薄片の配向度合が若干低下するからである。
【００２３】
【実施例】
（実施例１）
厚さ約０．５ｍｍのベイツガのスライス単板を適宜切断し、繊維方向の長さ１０ｃｍ以下、繊維直角方向の長さ５ｃｍ以下のランダムな形状を有する木材薄片を得た。そして、この木材薄片を撹拌しながら、アセトンで濃度３０％に希釈したＭＤＩ系接着剤を固形分換算で５重量％添加して付着させた。ついで、図２で示した配向機で配向し、厚さ約５０ｍｍに堆積させつつ、下降させた。さらに、搬送方向を垂直方向から水平方向に変更することにより、木材薄片を起立させた。その後、搬送コンベアでプレス台まで移動し、プレス台に位置決めした。
【００２４】
前記配向機は、巾１，０００ｍｍ、全長７，０００ｍｍの配向エンドレスベルトの外周面に配向プレートをピッチ２００ｍｍで平行に立設したものである。前記配向プレートは、厚さ５ｍｍ、高さ５０ｍｍ、巾９８０ｍｍのアルミ製である。そして、前記配向エンドレスベルトは、毎分１２０ｃｍの速度で移動した。
【００２５】
そして、図４（ａ）で示すように、起立状態の木材薄片４０を、温度１７０℃、圧力３０ｋｇｆ／ｃｍ２で２０分間、プレス台４１，プレス４２によって熱圧プレスすることにより、図４（ｂ）の概略断面図で示す厚さ１２ｍｍ、比重０．７１の板状体４３を得、これをサンプルとした。このサンプルの曲げヤング率、曲げ強度、および、吸水厚さ膨張率を測定した。測定結果を図６の図表に示す。
【００２６】
（比較例１）
前記配向機を使用せず、単に自然落下させて堆積させることにより、厚さ４０ｍｍの堆積物を得、これを図５（ａ）で示すように前述の第１実施例と同一条件でプレスし、図５（ｂ）の概略断面図で示した厚さ１２ｍｍ、比重０．７３の板状体４４を得、これをサンプルとした。このサンプルの曲げヤング率、曲げ強度、および、吸水厚さ膨張率を測定した。測定結果を図６の図表に示す。
【００２７】
図６に示した測定結果から明らかなように、曲げヤング率、曲げ強度、および、吸水厚さ膨張率において、実施例１が比較例１よりもすべての測定結果において優れていることが判った。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の請求項１にかかる木材薄片配向装置によれば、積層するように堆積させた木材薄片を連続的に起立させることができ、生産性が著しく向上する。
さらに、この起立させた木材薄片をプレスで褶曲させつつ、圧締一体化することにより、巾方向に積層したコルゲート構造を有し、剪断破壊による連続した破断面が発生しにくく、曲げヤング率，曲げ強度が大きい木質成形体が得られる。
特に、本願の木材薄片配向装置で起立させた木材薄片を褶曲させつつ、圧締一体化することにより、木材薄片の木材成分の方向性が分散される。このため、吸水膨張によるプレス方向の膨張回復（いわゆるスプリングバッグ）が低減し、単に水平配向した通常の木質成形体に比し、吸水厚さ膨張率が低い。
請求項２によれば、予備配向機で木材薄片を予め所定の方向に配向することにより、配向効率が向上し、木材薄片の起立度を高めることができる。
請求項３によれば、起立したままの状態で木材薄片を横方向に突き出すことができ、移し替え作業が簡単になり、生産性がより一層向上する。
請求項４によれば、他の搬出機器を使用することなく、起立したままの状態で木材薄片を一塊ごとに取り出すことができる。
請求項５によれば、第１搬送コンベアの搬送速度が第２搬送コンベアの搬送速度よりも速いので、起立した後方の木材薄片が前方の木材薄片に押し付けられることになり、搬送方向において隙間のない緻密な組織を有する木質成形体が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明にかかる木材薄片配向装置を示し、図（ａ）は正面図、図（ｂ）は平面図である。
【図２】  配向機の斜視図である。
【図３】  配向機の概略正面図である。
【図４】  起立させた木材薄片のプレス工程を示し、図（ａ）は正面図、図（ｂ）はプレスして得たサンプルの概略断面図である。
【図５】  自然落下させて配向した木材薄片のプレス工程を示し、図（ａ）は正面図、図（ｂ）はプレスして得たサンプルの概略断面図である。
【図６】  実施例１、比較例１の測定結果を示す図表である。
【符号の説明】
１０…木材配向装置、１１…配向エンドレスベルト、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…ローラ、１３…配向プレート、１４…受け止め板、１５…ケーシング、１６…上方開口部、２０…突き出し機、３０…搬送機、３１，３１…第１，第２搬送コンベア、４０…木材薄板、４１…プレス台、４２…プレス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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