(57)【要約】【課題】木材原料を接着剤とともに熱圧して木質ボード等を連続的に製造するホットプレス装置いわゆる連続式ホットプレス装置において、木質ボード等の熱圧・解圧に際して木材原料に発生した内部水蒸気による剥離現象（パンク）を適正に防止して、生材等の含水率の高い材料も乾燥工程なしに連続的にホットプレスできる技術を提供する。【課題を解決するための手段】本願発明は、駆動輪の間に架装されて無限走行する上下一対の熱盤間に所定のマット状にフォーミングされた木材原料を走行させつつ挟持・熱圧して木質ボードを形成する連続式ホットプレス装置であって、熱圧下における木材原料の一方側面から高圧空気を噴射注入して熱圧により木材原料の内部で発生した水蒸気を高圧空気に併せて木材原料の他方側面から排出させるための高圧空気噴射手段を設けてなる連続式ホットプレス装置の実現により、上記の課題を解決する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪の間に架装されて無限走行する上下一対の熱盤間に所定のマット状にフォーミングされた木材原料を走行させつつ挟持・熱圧して木質ボードを形成する連続式ホットプレス装置において、熱圧下における木材原料の一方側面から高圧空気を噴射注入して熱圧により木材原料の内部で発生した水蒸気を高圧空気に併せて木材原料の他方側面から排出させるための高圧空気噴射手段を設けたことを特徴とする連続式ホットプレス装置。
【請求項２】
請求項１記載の連続式ホットプレス装置において、前記高圧空気噴射手段は、高圧空気源とこの高圧空気源からの高圧空気を貯留し走行する木材原料の側面から高圧空気を木材原料内部に噴射注入する空気噴射部とからなることを特徴とする連続式ホットプレス装置。
【請求項３】
請求項２記載の連続式ホットプレス装置において、前記空気噴射部の一側面には高圧空気噴射口が形成され、走行する木材原料の側面に常時接する前記高圧空気噴射口から高圧空気を木材原料内部に噴射注入するようにしたことを特徴とする連続式ホットプレス装置。
【請求項４】
請求項３記載の連続式ホットプレス装置において、前記空気噴射部は木材原料に接する側面Ａは木材原料の厚さより小さくし、かつ空気噴射部の従断面が前記側面と対向する側面Ｂから側面Ａに向けて徐々に薄くなるように形成して、前記側面Ａにより木材原料の走行につれて木材原料の側面に当接させつつ側面Ａの高圧空気噴射口から高圧空気を木材原料内部に噴射注入するようにしたことを特徴とする連続式ホットプレス装置。
【請求項５】
請求項４記載の連続式ホットプレス装置において、前記空気噴射部は木材原料の走行方向の側面の全部又は一部を断面クサビ形状にして木材原料側面との摺接を容易にしたことを特徴とする連続式ホットプレス装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか記載の連続式ホットプレス装置において、前記高圧空気噴射手段は木材原料の側面に接して一又は複数設置したことを特徴とする連続式ホットプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、接着剤を塗布した単板、繊維、細いスティック、ストランド及びパーティクル等の集合体からなる木材原料を熱圧して木質ボード等を連続的に製造するホットプレス装置に関し、なお詳しくは、熱圧時に材料内部にこもる水蒸気を放出させて、水蒸気がこもることによって発生するパンクを防止できる連続式ホットプレス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木材を繊維状や小片状に加工し、これに接着剤を加えて成形した木質材料は、ファイバーボードやパーティクルボード等と呼ばれ、総称して木質ボードと呼ばれる。これらの木質ボードは、木材繊維や木材小片に、フェノール樹脂等の接着剤を添加してマット状に成形し、成形によって得られたマットを、接着剤の硬化温度まで加熱しながら加圧する、いわゆる熱圧成形によって製造される。このような熱圧成形のために用いられる加工装置としては、現在、いわゆる開放式ホットプレス装置が広く用いられているが、木質原料を連続的に熱圧して木質ボード類を製造する連続式ホットプレス装置がその高い生産性を有するので広く使用されつつある。
【０００３】
一般に、ホットプレス装置は、加圧定盤を加熱し、加圧定盤の表面からの熱供給によってマットを加熱しながら加圧するものである。
例えば、木材原料の密度が0.4g/立方センチメートルである場合、製造される木質ボードの密度はそれよりも高くなり、その密度は0.7g/立方センチメートル以上までになる。    このように、圧縮されるため木材原料内部の水蒸気は外部に逃げられず、内部にこもりやすくなる。
【０００４】
そして、内部にこもった水蒸気は加圧定盤の解圧時に急激に外部に放出され、木質ボードが破裂する現象、いわゆるパンクが発生する。このパンクは木質ボードの製造工程の最終段階で生じるため、パンクが発生するとそれまでの製造工程がすべて無駄になり、生産性の大幅な低下につながり、ひいては製造コストの増大を招来する。
上記のようなパンク現象は、連続式、非連続式（開放式）を問わずホットプレスの動作時に発生する。
【０００５】
したがって、パンクの防止は木質ボードの製造において枢要事であるにもかかわらず、現状ではパンク防止のために採用されている有効な手段としては熱圧前の木材原料の十分な乾燥程度しか見当たらないのが実情である。例えば、真空空間内で、熱圧作業をなす技術等が開示されているが、装置が複雑になり生産性にも問題があり実用性を有していない。
【０００６】
そして、パンクの発生を防止できる程度に木材原料の含水率を下げるには、多大のエネルギーを費消しなければならない。  
しかし、このようなエネルギーの費消を避けて木材原料を乾燥せず高い含水率のまま接着剤を塗布し、フォーミング・熱圧を行えば、パンクが発生し木質ボードの製造は不可能ともいえる。ここにおいて、木質ボードを高含水率のまま熱圧しても、解圧時にパンクを防止できれば、乾燥工程の省略につながり、省エネルギー・省スペースが実現できるのである。
【０００７】
なお、本願発明に関連する技術が以下のような文献において開示されている。
【特許文献１】特許公表２００２−５３５１８５号公報
【特許文献２】特開２０００−２９６５０２号公報
【特許文献３】特開２００６−２３１６２１号公報
【特許文献４】特開２０００−２９２０５６号公報
【特許文献５】特開平０８−５７８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明は、木材原料を接着剤とともに熱圧して木質ボード等を連続的に製造するホットプレス装置いわゆる連続式ホットプレス装置において、木質ボード等の熱圧・解圧に際して木材原料に発生した内部水蒸気による剥離現象（パンク）を適正に防止して、生材等の含水率の高い材料も乾燥工程なしに連続的にホットプレスできる技術を提供し、併せて製造工程における省エネルギー・省スペースを可能とするばかりか高い生産性のもとに高品質の木質材料を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、駆動輪の間に架装されて無限走行する上下一対の熱盤間に所定のマット状にフォーミングされた木材原料を走行させつつ挟持・熱圧して木質ボードを形成する連続式ホットプレス装置であって、熱圧下における木材原料の一方側面から高圧空気を噴射注入して熱圧により木材原料の内部で発生した水蒸気を高圧空気に併せて木材原料の他方側面から排出させるための高圧空気噴射手段を設けてなる連続式ホットプレス装置を提供して、上記従来の課題を解決しようとするものである。
【００１０】
また、前記段落０００９記載の連続式ホットプレス装置において、前記高圧空気噴射手段は、高圧空気源とこの高圧空気源からの高圧空気を貯留し走行する木材原料の側面から高圧空気を木材原料内部に噴射注入する空気噴射部とから構成することがある。
【００１１】
さらに、上記段落００１１記載の連続式ホットプレス装置において、前記空気噴射部の一側面には高圧空気噴射口が形成され、走行する木材原料の側面に常時接する前記高圧空気噴射口から高圧空気を木材原料内部に噴射注入するように構成することがある。
【００１２】
さらにまた、上記段落００１１記載の連続式ホットプレス装置において、前記空気噴射部は木材原料に接する側面Ａは木材原料の厚さより小さくし、かつ空気噴射部の従断面が前記側面と対向する側面Ｂから側面Ａに向けて徐々に薄くなるように形成して、前記側面Ａにより木材原料の走行につれて木材原料の側面に当接させつつ側面Ａの高圧空気噴射口から高圧空気を木材原料内部に噴射注入するように構成することがある。
【００１３】
さらに、上記段落００１２記載の連続式ホットプレス装置において、前記空気噴射部は木材原料の走行方向の側面の全部又は一部を断面クサビ形状にして木材原料側面との摺接を容易となるように構成することがある。
【００１４】
そして、上記段落０００９ないし００１３いずれか記載の連続式ホットプレス装置において、前記高圧空気噴射手段は木材原料の側面に接して一又は複数設置するように構成することがある。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明は、以上の構成を具備することにより、木質ボード等の木質材料の熱圧・解圧に際して木材原料に発生した内部水蒸気による剥離現象（パンク）を適正に防止できて、生材等の含水率の高い材料を使用する場合にも、乾燥工程なしにホットプレスが可能となり、製造工程における省エネルギー・省スペースを実現できるばかりか高い生産性のもとに高品質の木質材料を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本願発明において使用する木材原料は、単板、繊維、細いスティック、ストランド及びパーティクル等あらゆる形状ものを使用することができ、いずれも熱圧時に、質原料内部からの効果的な水蒸気放出が可能である。
現在、ホットプレスを用いて製造される木質材料は、合板、OSB（Oriented
Strand Board）、ファイバーボード、パーティクルボード等があるが、いずれの場合にも、パンクを防止して高品質の製品を省エネルギー下に効率よく生産できる。
【００１７】
木質材料に添加される接着剤はユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂やイソシアネート樹脂など、従来使用されているすべての接着剤においてパンク防止の効果が得られる。
【００１８】
一般的なホットプレスの温度は、それぞれの接着剤や木質材料の種類によって異なるが、120℃から220℃であり、本願発明においてホットプレスの温度から特に作用に影響を受けることはない。
【００１９】
本願発明における連続式ホットプレス装置は、熱圧部を具え、接着剤を添加した木材原料を熱圧して接着剤の硬化により木材原料を結合させて合板、パーティクルボード、ファイバーボードその他の木質材料を形成する構成を具備し、熱圧下における木材原料の一方側面から高圧空気を噴射注入して熱圧により木材原料の内部で発生した水蒸気を高圧空気に併せて木材原料の他方側面から排出させるための高圧空気噴射手段が熱圧部に設けられる。
【００２０】
前記高圧空気噴射手段は、高圧空気源とこの高圧空気源からの高圧空気を貯留し走行する木材原料の側面から高圧空気を木材原料内部に噴射注入する空気噴射部とから構成される。
【００２１】
高圧空気の圧力は高いほど効果的であるが、一般的なコンプレッサーで得られる圧力でも内部水蒸気の排出には十分な効果が得られる。
【００２２】
前記空気噴射部の一側面には高圧空気噴射口が形成され、走行する木材原料の側面に常時接する前記高圧空気噴射口から高圧空気を木材原料内部に噴射注入するように構成するが、高圧空気の木材原料内部への噴射注入を効果的に実行するために、空気噴射部の高圧空気噴射口が木材原料の側面に密接するようにする必要がある。このため、例えば、前記空気噴射部は木材原料に接する側面Ａは木材原料の厚さより小さくし、かつ空気噴射部の従断面が前記側面と対向する側面Ｂから側面Ａに向けて徐々に薄くなるように形成して、前記側面Ａにより木材原料の走行につれて木材原料の側面に溝部を形成しつつ溝部に接する側面Ａの高圧空気噴射口から高圧空気を木材原料内部に噴射注入するように構成することが望ましい。
【００２３】
さらに、空気噴射部の木材原料の側面における摺接を円滑にするため、空気噴射部における木材原料の走行方向の側面、すなわち走行方向の前側となる側面の全部又は一部を断面クサビ形状にして走行時における木材原料に対する空気噴射部の抵抗を減殺するように構成することが望ましい。一方、熱圧下におけるパンクは、木材原料の解圧時すなわち木材原料から形成された木質材料が上下一対の熱盤からなる熱圧部から排出される際に発生するから、前記高圧空気噴射手段は熱盤間を走行する木材原料のいずれかに設ければよいが、熱盤の始端側近傍に設置すれば、そこで水蒸気が排出されてしまうのでその後の走行中にパンクが発生するリスクは大幅に減少する。
また、前記高圧空気噴射手段は木材原料の側面に接して複数設置することは、特に熱圧工程が長い場合に適応できる。
【実施例】
【００２４】
以下、図面に基づいて実施例を説明する。
図１および図２に基づいて、本願発明に係る連続式ホットプレス装置の１実施例を説明する。図１は、連続式ホットプレスＡの概要構成を示す側面図である。連続式ホットプレス装置Ａは、上下一対のロールプレス１１と１２および熱圧のために前記各ロールプレスの間にマットＭ（所定の寸法形状に成形された木材原料）を搬送するコンベヤー１３を具えている。
【００２５】
前記ロールプレス１１は、駆動源として所定間隔をおいて設置される一対の回転ドラム２１、２１とこれらの間に巻装され無限走行する熱盤としての熱圧ベルト２１aとを具えている。同様に、前記ロールプレス１２も、駆動源として所定間隔をおいて設置される一対の回転ドラム２２、２２とこれらの間に巻装され無限走行する熱盤としての熱圧ベルト２２aとを具えている。
それぞれステンレス、アルミ、鉄などの金属剤材から形成されている熱圧ベルト２１aと２２aとは、前記マットMを挟持して熱圧成形できるようにマットMに接するそれぞれの面が所定間隔をもって対向している。
熱圧ベルト２１aの内側には加熱・加圧手段２１ｂ、２１ｂが設けられ、また、熱圧ベルト２２aの内側にも加熱・加圧手段２２ｂ、２２ｂが設けられていて、各熱圧ベルト２１a,２２aに挟持されるマットMを熱圧成形し、合板、パーティクルボード、ファイバーボードなどが形成されるようになっている。  
【００２６】
図２は、図１に示す連続式ホットプレスに高圧空気噴射手段を設けた状態を示す側面図である。図において、Ｍは所定の寸法形状に成形されて熱圧部としての熱圧ベルト２１aと２２a間に連続的に挿入される木材原料である。
また、Ｐ１はマットＭが各熱圧ベルト２１a,２２aによる連続的熱圧により形成され熱圧部の終端（図で左端）から解圧されて連続的に排出される合板、パーティクルボード、ファイバーボードなどである。そして、２３は高圧空気噴射手段であり、この高圧空気噴射手段は、熱圧下における木材原料の一方側面から高圧空気を噴射注入して熱圧によりマットＭが圧締された状態のプレ木質材Ｐ２の内部で発生した水蒸気を高圧空気に併せて木材原料の他方側面から排出させて、熱圧によるパンクを防止するようになっている。
【００２７】
そして、図３に示すように、前記高圧空気噴射手段２３は、高圧空気源（不図示）とこの高圧空気源からの高圧空気を貯留し走行する前記プレ木質材Ｐ２（熱圧下の木材原料すなわちマットＭ）の側面から高圧空気を前記プレ木質材Ｐ２（熱圧下の木材原料すなわちマットＭ）内部に噴射注入する空気噴射部２４とから構成されている。
【００２８】
空気噴射部２４は、図３の（a）に示すように、一方側端（図で右側）から他方側端２５（図で左側）にかけて徐々に先細りとなって薄くなるように形成されている。
すなわち、走行中の前記プレ木質材Ｐ２（熱圧下の木材原料すなわちマットＭ）の側面に摺接する他方側端（図で左側）２５は、プレ木質材Ｐ２との接触時に抵抗を減殺するために前記のような薄型形状となっている。そして、空気噴射部２４の前記他方側端２５には高圧空気噴射口２５aが複数設けられている。なお、２７，２７は高圧空気源（不図示）と空気噴射部２４とを連結する高圧パイプである。
【００２９】
また、図３の（ｂ）に示すように空気噴射部２４におけるプレ木質材Ｐ２の走行方向の側端部２６（図で上側）は、プレ木質材Ｐ２との接触時の抵抗を減殺するために断面クサビ形状に形成されている。なお、このクサビ形状は先端部に曲部が形成され接触時の抵抗を減殺するようになっている。
【００３０】
図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。  図示のように、空気噴射部２４の他方側端２５は走行するプレ木質材Ｐ２の一方の側面に溝を形成する如く当接していて他方側端２５の端面に形成された複数の前記高圧空気噴射口２５aから高圧空気を噴射注入して内部の水蒸気とともにプレ木質材Ｐ２の他方の側面から排気され、これによりプレ木質材Ｐ２内部のパンクが防止されることになる。
【００３１】
高圧空気噴射手段２３の空気噴射部２４の設置位置は、走行するプレ木質材Ｐ２の側面のどこでも効果を奏するが、熱盤の始端側近傍に設置するとパンクの原因である水蒸気を始めに掃射除去できるからより効果的である。
【００３２】
ところで、マットＭは、木材原料である単板、繊維、細いスティック、ストランド及びパーティクル等に、接着剤としてのユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂やイソシアネート樹脂などの熱硬化樹脂を混合してホットプレスに投入すべく所定の寸法形状に成形したものであり、熱圧により樹脂を硬化させて木質材料に圧締時の形態を維持させて合板、OSB（Oriented Strand Board）、ファイバーボード、パーティクルボード等を生産する。  然るに、高圧空気噴射手段２３は熱圧下におけるプレ木質材Ｐ２の一方の側面に高圧空気を噴射して内部を貫通させ内部の水蒸気とともに他方の側面から排気しようとするものである。したがって、また、水蒸気を冷却して水に戻せばパンクの発生を一層低減できる。そのため、高圧空気を冷却して使用するか、空気噴射部２４に冷却装置を設ける構成なども有効である。
また、走行中のプレ木質材Ｐ２内部での硬化がそれほど進行しないうちに高圧空気を噴射することも有効であり、この見地から前述（段落００３１）のように空気噴射部２４の設置位置を熱盤の始端側近傍に設置するとことは有意義である。
さらに、熱圧工程が長い場合は高圧空気噴射手段２３を、木材原料の側面に沿って複数設けることもパンク防止上、有効である
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】連続式ホットプレスＡの概要構成を示す側面図である。
【図２】図１に示す連続式ホットプレスに高圧空気噴射手段を設けた状態を示す側面図である。
【図３】図２に示す高圧空気噴射手段に係る空気噴射部の実施例を示す説明図で、空気噴射部の斜視図と空気噴射部の木材原料の走行方向の側面の一部断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図で、木材原料側面と空気噴射部との関連構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ．．．．．．．．．．連続式ホットプレス装置
Ｍ．．．．．．．．．．マット
Ｐ１．．．．．．．．．合板、パーティクルボード、ファイバーボードその他の木質材料
Ｐ２．．．．．．．．．プレ木質材
１１，１２．．．．．．ロールプレス
１３．．．．．．．．．コンベヤー
２１，２２．．．．．．回転ドラム
２１a、２2a．．．．．熱圧ベルト
２１b,２２b．．．．．加熱・加圧手段
２３．．．．．．．．．高圧空気噴射手段
２４．．．．．．．．．空気噴射部
２５．．．．．．．．．空気噴射部２４の他方側端
２６．．．．．．．．．プレ木質材Ｐ２の走行方向の側端部
２７．．．．．．．．．高圧パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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