(57)【要約】【課題】蒸気噴射法により加熱されつつ加圧されて得られる木質系複合材料の寸法変化が少なく、機械的強度が高い成形品を得ることができる、木質系複合材料の製造方法を提供する。【解決手段】結合剤が混和された細長い木質チップを、長さ方向に略揃えて積層し、これを蒸気により加熱しつつ加圧し、木質系複合材料を製造する方法であって、上記細長い木質チップが、予め、木質系材料の含水率を、３０重量％以下にしてから、衝撃型破砕機で破砕して得られる木質チップであることを特徴とする木質系複合材料の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合剤が混和された細長い木質チップを、長さ方向に略揃えて積層し、これを蒸気により加熱しつつ加圧し、木質系複合材料を製造する方法であって、上記細長い木質チップが、予め、木質系材料の含水率を、３０重量％以下にしてから、衝撃型破砕機で破砕して得られる木質チップであることを特徴とする木質系複合材料の製造方法。
【請求項２】
上記木質系材料の含水率が、２０重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の木質系複合材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結合剤が混和された細長い木質チップを、長さ方向に略揃えて積層し、これを蒸気により加熱しつつ加圧し、木質系複合材料を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木質系複合材料として、例えば、細長い木質チップと結合剤との混和物を長手方向に向きを揃えて積層し、加熱加圧することにより得られる木質系複合構造材料や、木質チップの長さ方向を木質系複合材料の長さ方向に揃えて積層し、マット状にしてから加熱加圧することによって得られる木質系構造材料が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記木質構造材料の製造においては、加熱加圧工程でおいて、蒸気噴射方式により木質系マットの内部まで高温蒸気を吹き込んで急速に加熱し、木質チップを軟化させた状態で加圧することにより、厚さ方向に密度が均一な木質系複合材料成形する方法が採られている。
【０００４】
【特許文献１】
特許登録公報  ２５２７７６１号（第１頁〜第６頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、細長い木質チップを得る原料の一つとして木材の廃棄物がある。すなわち、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、建築解体時に発生する解体廃材等があるが、これらはいずれも乾燥しており、かつ異物の混入があるため、切削加工用の刃物では損傷しやすく、安定した操業が難しいという問題があり、細長い木質チップを得ることが困難になりつつある。
【０００６】
木材の廃棄物は、その回収方法などにより、屋外などに保管されていれば雨水などにより、水分を吸収し、含水率が高い状態で処理業者に持ち込まれる。
また、処理業者においても、金属片などの不純物を除去する工程において、水選別機などを使用すれば得られる木質チップは含水率が高い状態で納入されることになる。
【０００７】
回収された木材廃棄物を破砕する際、木材の含水率が高いと、ハンマー式破砕機により破砕される木材材料は、弾性を有する為、木材の繊維方向にせん断破砕されず、繊維を断ち切る方向にも破砕し、結果として、細長い寸法の木質チップを得ることが困難である。
【０００８】
また、水選別機により選別工程を経た木質チップを納入し、原材料をして使用する際においては、所望のサイズ（厚み）のチップに分級する工程において発生した所望サイズ以上の木質チップを再破砕する際においても、上記を同様の課題が発生する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の木質系複合材料の製造方法（以下、発明１という）は、結合剤が混和された細長い木質チップを、長さ方向に略揃えて積層し、これを蒸気により加熱しつつ加圧し、木質系複合材料を製造する方法であって、上記細長い木質チップが、予め、木質系材料の含水率を、３０重量％以下にしてから、衝撃型破砕機で破砕して得られる木質チップであることを特徴とする木質系複合材料の製造方法を提供する。
【００１０】
また、請求項２記載の発明（以下、発明２という）は、上記木質系材料の含水率が、２０重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の木質系複合材料の製造方法を提供する。
【００１１】
以下に本発明を詳述する。
上記木質系材料の樹種としては、杉、檜、赤松、姫小松、唐松、蝦夷松、とど松、椹、栂、檜葉、樅、ねずこ、エンゲルマンスプルース、シトカスプルース、米栂、レッドウッド、米檜葉、ポンデローサパイン、アガチス、米松、ノーブルファー、欧州赤松、ホワイトウッド、ラジャータパイン等の針葉樹類；樫、桐、楠、栗、シナノキ、タブノ木、ぶなのき、ラミン、白樺、アピトン、センゴンラウト、アスペン等の広葉樹類等が挙げられるが、これら樹木だけでなく、竹、コウリャンといった植物材料等をも含めることができる。
【００１２】
上記木質系材料の利用できる形態としては、上記樹種の丸太、製材品、背板、間伐材等の生材料だけでなく、合板や単板積層材（ＬＶＬ）等の集成材；パーチクルボード、オリエンテッドストランドボード（ＯＳＢ）等木質系材料の加工品も利用できるが、木質の繊維の方向性を有する生材料が望ましい。又、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や建築解体時等に発生する解体廃材等も利用可能である。
【００１３】
上記原材料の細長い木質チップ、すなわち細長い木質系材料片に加工する方法は、ハンマーミルと呼ばれる衝撃式破砕機がもっとも有用である。なぜなら、衝撃式破砕機は木質系材料を打撃により破砕する方式であるため、破砕された木質チップは木材の繊維方向に破断されやすい為、他の破砕機（一軸、二軸、多軸せん断式破砕機）に比べ、細長いチップが得られやすいからである。
なお、ハンマーの形状は特に限定ず、四角形、多角形、丸形などが使用できる。ハンマーは固定式、可動式でも利用可能である。
【００１４】
３０重量％以下であれば、破砕時に細長いチップが得られやすく、３０重量％を超えると巨大チップの発生が増える。また、含水率は０重量％と見なし得る状態であっても構わない。
【００１５】
木質チップを一方向に配向した状態に積層する方法としては、一定間隔に分割されたフォーミング型に投入したり、ＯＳＢ等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配向積層装置を用いることができる。
【００１６】
木質チップは木質系材料を木質系材料片に加工されたものであるが、本発明の細長い形状としては、通常、厚さが１ｍｍ〜２０ｍｍ程度、長さが０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度で、長さが厚さより大きい形状である。好ましくは、厚さが１ｍｍ〜１０ｍｍ程度、長さが１ｍｍ〜１００ｍｍ程度で、長さが厚さより大きい形状をいう。
【００１７】
本発明に用いられる結合剤は特に限定されないが、フェノール樹脂、尿素樹脂、イソシアネート類等、合板やパーティクルボードの製造に用いられる木材工業用の接着剤が挙げられ、これらの接着剤は単独、あるいは数種類を併用されても良い。結合剤の混和量は、木質チップの密度、形状、表面状態、含水率にもよるが、通常は木質チップの重量に対し１〜２０重量％が望ましい。
【００１８】
混和の方法は、特には限定されず、ドラム形バッチ式ブレンダーや、連続式グルーブレンダーなどが使用できる。
【００１９】
木質チップを一方向に配向した状態に積層する方法としては、一定間隔に分割されたフォーミング型に投入したり、ＯＳＢ等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配向積層装置を用いることができる。
【００２０】
配向状態の評価方法は、積層後の表面状態を撮像し、細長い木質チップの長軸の長軸方向と基準線の方向とがなす角度を測定し、その平均値を算出して行う。ほぼ一方向に配向した状態とは、この方法により、基準線の方向と木質チップの長軸方向とがなす角度の平均値が、±３０度の範囲内にある状態を言う。
【００２１】
積層マットの加圧又は加熱方法としては、通常の水蒸気加熱式プレス機を用いることができる。例えば、厚さ３０ｍｍの木質系複合材を得るためには、熱板温度１８０℃、加圧圧力２．９４ＭＰａ、加圧時間１０分が可能なものであればよい。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の範囲が好ましい。プレス時間は、結合剤が硬化する時間だけ加熱と圧力を加えればよい。
【００２２】
（作用）
予め、木質系材料の含水率を調整し、衝撃式破砕機にて細長い木質チップ、すなわち細長い木質系材料片に加工することにより、破砕された木質チップは木材の繊維方向に破断されやすい為、他の破砕機（一軸、二軸、多軸せん断式破砕機）に比べ、細長いチップが得られやすい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に実施例を掲げて本発明をさら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。
【００２４】
（実施例１）
含水率１０重量％の木質系材料をハンマー式破砕機にて破砕し、ローラー式スクリーン（（株）たいへい製ウェーブローラー）にて分級し、厚みが１〜１０ｍｍの木質チップを得た。得られた木質チップを、乾燥して含水率５％の木質チップを得た。さらにその後、イソシアネート系接着剤を木質チップの重量に対して、５重量％を塗布した。
【００２５】
次に、塗布された木質チップを長さ方向に略揃えさせるフォーミング金型に挿入し、縦５００ｍｍ、横５００ｍｍ、高さ１００ｍｍの積層マットを形成した。得られた積層マットは蒸気噴射式プレス機にて１８０℃の蒸気を噴射し、３ＭＰａの加圧力にて５分間保持し、木質系複合材料を得た。
【００２６】
木質チップの含水率は、１１０℃のオーブンにて６時間放置し、乾燥前後の重量変化より計算して算出した。
【００２７】
（比較例１）
含水率４０重量％の木質系材料をハンマー式破砕機にて破砕し、得られた木質チップを分級し、乾燥して含水率５重量％の木質チップを得た以外は、実施例１と同様にして木質系複合材料を得た。
【００２８】
（比較例２）
含水率１０重量％の木質系材料をハンマー式破砕機にて破砕し、水選別工程を経て得られた木質チップを分級し、所望サイズ（厚み）以上の木質チップを再度ハンマー式破砕機にて破砕し、分級して得られた所望サイズの木質チップと混合し、乾燥して含水率５％の木質チップを得た以外は、実施例１と同様にして木質系複合材料を得た。
【００２９】
１）物性評価（曲げ強度試験）
木質複合材の曲げ試験法（ＪＩＳ  Ｚ  ２１０１）に基づき、実施した。結果を表１に示した。
【００３０】
【表１】
2004268333.tif 000002
【００３１】
【発明の効果】
本発明の木質系複合材料の製造方法は、結合剤が混和された細長い木質チップを、長さ方向に略揃えて積層し、これを蒸気により加熱しつつ加圧し、木質系複合材料を製造する方法であって、上記細長い木質チップが、予め、木質系材料の含水率を、３０重量％以下にしてから、衝撃型破砕機で破砕して得られる木質チップであることを特徴としているため、成形された木質系複合材料は、寸法変化安定性に優れ、曲げ強度が高い。
また、請求項２に記載した本発明の木質系複合材料の製造方法は、上記木質系材料の含水率が、２０重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の木質系複合材料の製造方法であるため、成形された木質系複合材料は、更に、寸法変化安定性に優れ、曲げ強度が高い。