(57)【要約】【課題】厚肉の配向木質熱圧成形材を分割、薄肉化しても反りの程度を軽減しえ、生産性向上を図れる加工方法を提供する。【解決手段】上記配向木質熱圧成形材の分割加工方法を、配向木質熱圧成形材を、その表面から削り取ったのち、厚さ方向に分割するものとする。配向木質熱圧成形材は、長手方向に配向させた結合剤付きの細長い木質材片の積層物を熱圧成形してなるもの、さらには比重０．６〜１．０や厚さ５０ｍｍ以上や長さ１８００ｍｍ以上のものが好ましい。木質材片は、間伐材、端材、廃パレット材または解体廃材由来のもの、さらには重量比で７０％以上が厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にあるのが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向木質熱圧成形材を、その加圧された表面から少なくとも４ｍｍ削り取ったのち、厚さ方向に分割することを特徴とする配向木質熱圧成形材の分割加工方法。
【請求項２】
配向木質熱圧成形材は、長手方向に配向させた結合剤付きの細長い木質材片の積層物を熱圧成形してなる成形材であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
木質材片は、間伐材、端材、廃パレット材または解体廃材由来のものであることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
木質材片は、重量比で７０％以上が厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０〜１５０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項２又は３記載の方法。
【請求項５】
配向木質熱圧成形材は、比重が０．６〜１．０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
配向木質熱圧成形材は、厚さが５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
配向木質熱圧成形材は、長さが１８００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
熱圧成形は、水蒸気加熱とプレス機での加圧により行われることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
分割するのを、等厚に行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
結合剤は、接着剤であることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
接着剤は、イソシアネート系接着剤及び／又はタンニン系接着剤であることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配向木質熱圧成形材の分割加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材として、無垢のものとは別に種々加工された木質材料、例えば合板、集成材、ＬＶＬ、パーティクルボード等の各種ボードなどが多用されている。
【０００３】
また、森林資源には限りがあり、またその保守維持も大変であることから、廃棄木材の有効活用が有望視され、その一環として、長手方向に配向させた結合剤付きの細長い木質材片の積層物（例えばマット等）を加圧・加熱するなどして得られる成形材（以下、配向木質熱圧成形材と称する）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
配向木質熱圧成形材の用途としては、壁芯材などの造作材があるが、製品厚さは２０〜４０ｍｍ程度の薄肉である。
一方、薄肉品より厚肉品を生産する方が製造効率は向上する。
しかし、上記の薄肉の造作材は、厚肉の配向木質熱圧成形材を原材とし、分割加工等により製造すると、それをスライス加工等で厚さ方向に分割して薄肉化する必要があり、かかる分割時に反りが生じるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５２００７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、このような事情の下、厚肉の配向木質熱圧成形材を分割、薄肉化しても反りの程度を軽減しえ、生産性向上を図れる加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、配向木質熱圧成形材を、その加圧面から所定深さ削り取ったのち、厚さ方向に分割するのが課題解決に資することを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、配向木質熱圧成形材を、その加圧された表面から少なくとも４ｍｍ削り取ったのち、厚さ方向に分割することを特徴とする配向木質熱圧成形材の分割加工方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、配向木質熱圧成形材は、長手方向に配向させた結合剤付きの細長い木質材片の積層物を熱圧成形してなる成形材であることを特徴とする配向木質熱圧成形材の分割加工方法が提供される。
【００１０】
また、本発明の第３の発明によれば、第２の発明において、木質材片は、間伐材、端材、廃パレット材または解体廃材由来のものであることを特徴とする配向木質熱圧成形材の分割加工方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の第４の発明によれば、第２又は３の発明において、木質材片は、重量比で７０％以上が厚み１〜１１ｍｍ、長さ２０〜１５０ｍｍの範囲にあることを特徴とする配向木質熱圧成形材の分割加工方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の第５の発明によれば、第１〜４のいずれかの発明において、配向木質熱圧成形材は、比重が０．６〜１．０であることを特徴とする配向木質熱圧成形材の分割加工方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の第６の発明によれば、第１〜５のいずれかの発明において、配向木質熱圧成形材は、厚さが５０ｍｍ以上であることを特徴とする配向木質熱圧成形材の分割加工方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の第７の発明によれば、第１〜６のいずれかの発明において、配向木質熱圧成形材は、長さが１８００ｍｍ以上であることを特徴とする配向木質熱圧成形材の分割加工方法が提供される。
【００１５】
また、本発明の第８の発明によれば、第１〜７のいずれかの発明において、熱圧成形は、水蒸気加熱とプレス機での加圧により行われることを特徴とする配向木質熱圧成形材の分割加工方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の第９の発明によれば、第１〜８のいずれかの発明において、分割するのを、等厚に行うことを特徴とする配向木質熱圧成形材の分割加工方法が提供される。
【００１７】
また、本発明の第１０の発明によれば、第２〜９のいずれかの発明において、結合剤は、接着剤であることを特徴とする配向木質熱圧成形材の分割加工方法が提供される。
【００１８】
また、本発明の第１１の発明によれば、第１０の発明において、接着剤は、イソシアネート系接着剤及び／又はタンニン系接着剤であることを特徴とする配向木質熱圧成形材の分割加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の加工方法によれば、厚肉の配向木質熱圧成形材を分割、薄肉化しても反りの程度を軽減しえ、生産性向上を図れるという利点がある。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の加工方法は、配向木質熱圧成形材（以下、単に成形材ということもある。）を、その加圧された表面から少なくとも４ｍｍ削り取ったのち、厚さ方向に分割加工するというものである。
上記成形材については特に限定されないが、好ましくは、長手方向に配向させた結合剤付きの細長い木質材片の積層物を熱圧成形してなる成形材が挙げられる。
【００２１】
上記木質材片は、細長い木質材片に結合剤を噴霧、塗布、浸漬等の処理により付着させるか、あるいは細長い木質材片と結合剤とを混和させるなどして結合剤付きの細長い木質材片とし、これを長手方向に配向装置等により配向させてなるものである。
【００２２】
この細長い木質材片について、その原料材の樹種としては、主に、スギ、ヒノキ、スプルース、ファー、ラジアータパイン等の針葉樹、シラカバ、アピトン、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だけでなく、竹、コウリャンといった森林以外で生産される植物材料をも含めることができる。原料材に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。
【００２３】
上記原料材を木質材片にする加工方法としては、ロータリーカッターによってベニ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を用いることができる。破砕機とは、一般的に粉砕機と呼ばれる機械も含まれる。また、一般にパーティクルボー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の使用も可能であるが、小片が薄く削られた物になり強度が比較的でにくく、破砕を要素とする破砕機により作製された破砕チップは紡錘状になり強度がでやすく、こちらの方がより好ましい。
【００２４】
上記のようにして破砕された木質材片は、その厚さが不揃いの場合は、一定範囲の厚さの木質材片に分級される。分級方法は、一定範囲の厚さで分級できるものであれば特に限定されないが、例えば、ウェーブローラー方式等の分級機を用いて分級する方法が挙げられる。なお、ウェーブローラー方式の分級機は、チップの厚さを基準に連続的に分級する装置である。
【００２５】
木質材片は、その比重が０．３〜０．６、その長さが２０〜１５０ｍｍであり、その厚さ（短辺）が１〜１１ｍｍであることが好ましい。木質材片の比重が０．６を越えると、木質材片が固く、所望の成形が難しい。
【００２６】
木質材片の厚さが１ｍｍ未満のものを用いると、構成材料片が小さくなりすぎ、多くの結合材が必要となり、強度を発現しない。一方、木質材片の厚さが１１ｍｍを越えると、構造材料の厚さ方向への木質材片の積層数が少なくなってしまい、応力伝達が十分に行えず、木質材片の継ぎ目に応力集中を起こしやすく、所望の強度を得ることができない。木質材片の長さが２０ｍｍ未満のものを用いると、構造材として使用する場合、軸方向の強度が不十分となり、１５０ｍｍを越えるものを用いると、木質材片を積層したとき、１本の木質材片の積層交点が増してしまい、十分な圧密化ができない。木質材片の長さは、分離が完全にはできないため、重量比で、７０％以上、好ましくは８０％以上、所望長さの木質材片が含有されていれば十分効果が発揮される。
【００２７】
また、木質材片の長さと厚さとの比は、特に限定されないが、長さが厚さの１０倍以上となることが好ましい。長さが厚さの１０倍未満であると、成形材の軸方向の強度が不十分となる恐れがある。
【００２８】
嵩密度が０．６未満では木質材片の十分な結合が得られず、十分な強度を得ることができない恐れがある。さらに、空隙率は、特に限定されないが、１０％以下となることが好ましい。すなわち、空隙率が１０％を越えると、成形材中の各木質材片同士の結合が不十分となり、十分な強度を発現しなくなる恐れがある。
【００２９】
また、木質材片は、含水率を一定にすることが好ましい。含水率を一定にすることで生産時の成形材の品質バラツキがなくなる。好ましい含水率としては、０〜１０％である。含水率を一定にする方法としては、例えば、温調したオーブン中に一定時間木質材片を放置する方法が挙げられる。
【００３０】
上記結合剤としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、イソシアネート系等、合板やパーティクルボード等に用いられる木材工業用の接着剤が挙げられ、これらの結合剤は、単独で用いるか或いは２種以上併用してもよい。また、結合剤は、液状でも粉末状でも構わないが、液状の場合は一般に木質材片に噴霧したり、木質材片と撹拌混合して予め木質材片に担持させた状態で、粉末状の場合は、一般に木質材片と均一に混合した状態で付着される。
【００３１】
結合材の付着された木質材片は、長手方向に配向させて積層しマットに形成させる。その具体的方法としては、ベルトコンベア−の上方に複数の板状体が搬送方向に沿って並列に立設され、並列された板状体の上から木質材片を投下して、配向させながら、ベルトコンベア−の上に積層しマットに形成させながら搬送する方法や、該方法において、その配向手法を、幅方向に樋状体を並設させて、凹凸溝形状として、木質材片が溝の内を流れることで並べる方法や、ディスクオリエンター等の公知の配向手段をフォーミング型の上方に配置し、この配向手段により配向させながら投入する方法等に変えてなる方法等が挙げられる。
【００３２】
上記のようにして得られた結合剤付き木質材片をフォーミング型に投入する方法としては、オリエンテッド・ストランド・ボード（ＯＳＢ）等の既存の木質系成形材料の製造装置で用いられるディスクオリエンター等の公知の配向手段をフォーミング型の上方に配置し、この配向手段により配向させながら投入する方法が使用できるが、上部の投入口から結合剤付き木質材片が投入されスリット状の排出口に向かって幅が縮小する内面形状（嘴形状）の配向部を有するホッパをその排出口が各分割枠部の上部開口を臨むようにフォーミング型の上方に配置し、ホッパを介して投入する方法を用いることが好ましい。その他、幅方向に樋状体を並設させて、凹凸溝形状として、溝を流れることで並べる方法を用いることが可能である。
【００３３】
すなわち、上記のようなホッパを用いることによって、フォーミング型の各分割枠部に効率よく、すなわち、ロスなく結合剤付き木質材片を供給することが可能になる。ホッパの内面形状はフォーミング型の形状により決まってくるが、結合剤付き木質材片が詰まらない形状であればよい。具体的には、排出口のスリット幅を１５ｍｍ以上で分割枠部の内幅より小さい形状であることが好ましい。
【００３４】
フォーミング型の形状は、得ようとする成形材によって適宜決定されるが、例えば、１０００×５００×３０ｍｍの板形状の成形材を得る場合は、フォーミング型により１０００×５００×１００ｍｍ程度の積層マットがつくられなければならない。すなわち、積層マットの縦、横の寸法は、得ようとする成形材の縦、横と同じ寸法或いは、少し大きめで作製しておき、積層マットの厚さは少なくとも得ようとする成形材の３倍以上の厚さとすることが好ましい。
【００３５】
上記成形材は、上記のように配向、積層されたもの、例えばマット等を、熱圧成形することにより得られる。
熱圧成形は、例えばプレス機等を用い加熱、加圧することにより行われる。
加熱方法としては、特に限定されないが、例えば、熱盤のように木質材片の表面から伝熱により内部に熱を伝える方法や、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。
【００３６】
プレス機としては、特に限定されないが、例えば、既存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ことができる。プレス機の温度条件は、通常１００〜２５０℃の範囲が好ましい。圧力条件は、１〜１０ＭＰａの範囲が好ましく、１ＭＰａ未満であると、充分に圧縮できず、１０ＭＰａ以上であると、プレスのための設備が高価になる。プレス時間は、結合剤が硬化する時間であればよい。
このようにして得られた成形材は、比重が０．６以上、好ましくは比重が０．６〜１．０の範囲のものである。比重が０．６未満では強度が十分には得られない。
【００３７】
本発明の加工方法においては、上記成形材、好ましくは肉厚５０ｍｍ以上のもの、さらには長さ１８００ｍｍ以上のものが、その加圧された表面から少なくとも４ｍｍ削り取られたのち、厚さ方向に分割加工される。削り取られる削除深さは、少なくとも５ｍｍであるのが好ましい。この深さが浅すぎると反り軽減効果が十分には得られにくくなるし、また、深すぎても更なる反り軽減効果は得られにくくなる上に、材料ロスが多くなる。
分割は、多くとも４分割とするのが、コストや作業性の面から好ましい。
分割加工は、等厚に行うのが好ましい。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００３９】
実施例１
原材に建築解体材リサイクルチップを用い、該チップに対し、タンニン系接着剤を７重量％の割合で付着させてなる接着剤付きチップを調製し、該チップを、その長手方向に配向させ、かつ得ようとする成形体の長手方向に配向するように、積層させてマットを形成させ、このマットを蒸気吹き込み型プレス機により１８０℃、２．５ＭＰａで３１０秒熱圧成形して厚さ８０ｍｍ、長さ３０００ｍｍ、幅３００ｍｍ、比重０．６５の成形材を得た。
この成形材の長手方向両端を切除して２４００ｍｍとし、表層を４．０ｍｍ切削したのち、厚さ方向に２分割して反りを測定した結果、反りは２．７２ｍｍで、長さに対する反り変形率は０．１１％と低かった。
【００４０】
実施例２
表層の切削深さを５．０ｍｍとした以外は実施例１と同様にして反りを測定した結果、反りは１．９２ｍｍで、長さに対する反り変形率は０．０８％と低かった。
【００４１】
比較例１
表層の切削深さを１．５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして反りを測定した結果、反りは５．８６ｍｍで、長さに対する反り変形率は０．２４％と高かった。
【００４２】
実施例３
原材に建築解体材リサイクルチップを用い、該チップに対し、ＭＤＩ系接着剤を４重量％の割合で付着させてなる接着剤付きチップを調製し、該チップを、その長手方向に配向させ、かつ得ようとする成形体の長手方向に配向するように、積層させてマットを形成させ、このマットを蒸気吹き込み型プレス機により１８０℃、２．５ＭＰａで３４０秒熱圧成形して厚さ１５０ｍｍ、長さ３０００ｍｍ、幅３００ｍｍ、比重０．６５の成形材を得た。
この成形材の長手方向両端を切除して２４００ｍｍとし、表層を４．０ｍｍ切削したのち、厚さ方向に３分割して反りを測定した結果、反りは２．０７ｍｍで、長さに対する反り変形率は０．０９％と低かった。
【００４３】
実施例４
表層の切削深さを５．０ｍｍとした以外は実施例１と同様にして反りを測定した結果、反りは１．８９ｍｍで、長さに対する反り変形率は０．０８％と低かった。
【００４４】
比較例２
表層の切削深さを１．５ｍｍとした以外は実施例２と同様にして反りを測定した結果、反りは５．２２ｍｍで、長さに対する反り変形率は０．２２％と高かった。
以上より、実施例の加工方法はいずれも比較例の加工方法に比し、反りが小さく、長さに対する反り変形率が低いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、厚肉の配向木質熱圧成形材を分割、薄肉化しても反りの程度を軽減しえ、生産性向上を図れる配向木質熱圧成形材の加工方法を提供しうるので、産業上大いに有用である。