(57)【要約】【課題】構造材としても十分に使用でき、構成する原料全てが天然資源からなる木質系複合材料の製造方法を提供する。【解決手段】細長い木質材片と結合剤の混和物からなり、細長い木質材片が一方向に配向されて積層することにより木質マットを形成し、この木質マットを加熱加圧することで得られる木質系複合材であって、上記結合剤が天然物成分からなることを特徴とする木質系複合材。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い木質材片と結合剤の混和物からなり、細長い木質材片が一方向に配向されて積層されることにより木質マットが形成され、この木質マットが加熱加圧されることで得られる木質系複合材であって、上記結合剤が天然物成分からなることを特徴とする木質系複合材。
【請求項２】
上記細長い木質材片が、リサイクル木材からなることを特徴とする請求項１記載の木質系複合材。
【請求項３】
上記結合剤が、タンニン系接着剤であることを特徴とする請求項１又は２記載の木質系複合材。
【請求項４】
上記結合剤が、粘着性を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の木質系複合材。
【請求項５】
細長い木質材片と粘着性を有する天然物成分からなる結合剤とを混和して、細長い木質材片がその長手方向を一方向に配向して積層することにより木質マットを形成して、この木質マットを搬送機に載せてプレス機に入れて、この木質マットをプレス機によって加熱加圧するにより木質材片同士を結合させることを特徴とする木質系複合材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木質系材料が結合剤で結合されてなる木質系複合材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
結合剤を付着させた細長い木質材料片（チップ）の長手方向の向きを揃えて配向させ、積層しマットを形成し、このマットを加圧・加熱することによって、木質系複合材が得られることが知られている。木質材料片（チップ）を配向させることによって曲げ強度が高くなる（例えば、特許文献１）。
上記木質材料片を結合剤で結合されてなる木質系材料としては例えば、パーティクルボード、ＭＤＦ、ハードボード等が挙げられる。しかしながら、上記木質系材料は、使用される木質材料片は植物資源からなるので再生可能な資源材料であるが、結合剤は、一般にフェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、イソシアネート樹脂などの石油系樹脂であり、これらの石油系樹脂は、再生可能な天然資源ではなく、循環型材料とはいえない。
【０００３】
また、細長い木質材片と結合剤の混和物を一方向に配向させながら積層することにより形成された木質マットは、ベルトコンベア等の搬送機の上に載置されて、プレス機に搬送されるが、搬送中の振動によって配向が乱れたり、積層が崩れてしまって、成形品の物性が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−１０７５０７号公報（第１頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来木質系構造材料の問題点に省み、構造材としても十分に使用出来、構成する原材料全てが天然資源型からなる木質系複合材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、細長い木質材片と結合剤の混和物からなりかつ細長い木質材片が、一方向に配向しながら積層することによりマットを形成し、このマットを加熱加圧することで得られる木質材料で、結合剤が天然物もしくは天然物由来の成分からなることを特徴とする木質系複合材である。
【０００７】
上記結合剤は、天然物成分からなるものであり、天然物成分もしくは天然物から精製、抽出、変性等によって得られるものが挙げられる。具体的には、ゼラチン、カゼイングルー、大豆グルー、にかわ、アルブミン等のタンパク質系接着剤、でんぷん、デキストリン、米糊、グルコマンナンなどのデンプン系接着剤、キチン・キトサンなどの動物系接着剤、セルロース系接着剤、リグニン系接着剤、タンニン系接着剤などが挙げられる。これらの接着剤は、単独又は複数を併用しても良い。
【０００８】
特に、タンニン系接着剤は、天然木材からの抽出成分であるので木質材料片との親和性が良く、また、適度の粘着性を有し、更に、硬化すると高強度になるので好ましい。タンニン系接着剤はタンニン単独で使用して加熱等によって硬化させて使用しても良いが、耐久性が要求される用度においては、アルデヒド系化合物やイソシアネート系化合物、エポキシなどの架橋剤を併用することが好ましい。タンニン系接着剤を抽出する樹種は特に限定されないが、ラジアータパインやブラックワトル、ミモザ、ケブラチョ、チェスナッツから採取されるものが好ましい。木材から抽出したタンニンが固体の場合には、必要に応じて水や有機溶媒に溶解又は分散させて使用することができる。
【０００９】
粘着性を有する天然物成分からなる結合剤の粘着性とは、互いに接触した木質材料片が結合材の粘りつきによって剥がれたり移動し難くなる特性のことを意味し、具体的には、ＪＩＳ　Ｚ０２３７に記載されている傾斜式ボールタック試験において、傾斜３０度でのボールナンバーが２インチ以上の数値を示すものが好ましい。
【００１０】
上記木質材片の原料樹種としては、スギ、ヒノキ、マツ、スプルース、ファーなどの針葉樹、シラカバ、アピトン、センゴンラウト、アスペンなどの広葉樹が挙げられるが、これら樹木だけでなく竹、コウリャンといった植物材料をも含めることが出来る。
【００１１】
利用出来る形態としては、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。特に、解体廃材、廃パレット材、間伐材、製材時に発生する端材、燃料や製紙用原料として使用される木質材料等リサイクル材が好ましい。
【００１２】
上記原材料を細長い木質材片に加工する方法としては、ハンマーミル、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一軸破砕機、回転刃がかみ合った構造の二軸もしくは多軸破砕機等の破砕機が使用されるが、ベニヤ加工したものを割り箸状に切断してスティックにするロータリーカッター、丸太などを回転刃で切削してストランドにするフレーカー等も使用出来る。特に原料としてリサイクル材を使用する場合、異物が混入し易く刃の耐久性が高いという点で破砕機が好ましい。
【００１３】
上記の方法で得られた細長い木質材片はサイズのばらつきがあるので、分級工程によって所定のサイズの木質材片を得る。このときの分級方法としては、ローラースクリーン方式や振動メッシュ方式、風選方式等があり、必要に応じて使い分ければ良い。木質材片が細長いとは、２０〜１５０ｍｍの長さで、１〜１５ｍｍの厚みである。
【００１４】
分級された細長い木質材片は、含水率を一定範囲に調整して置くことが好ましい。含水率を一定にすることで生産時の成形品の品質ばらつきがなくなる。好ましい含水率としては０〜１４％である。
【００１５】
分級され、含水率を調整された細長い木質材片は、上記結合剤と混合される。結合剤の混和量は、木質材料片の密度、形状、表面状態にもよるが、通常は木質材料片の重量に対して、１〜２０重量％が好ましい。
【００１６】
上記木質材料片と結合剤の混和手段としては、木質材料片と結合剤をヘンシェルミキサーのようなミキサーに投入し混合する方法が挙げられるが、結合剤が液体の場合はコンベア上やドラムブレンダー内等で木質材料片に対し、スプレー等の塗布手段を用いることにより、木質材料片の表面に結合剤を付着させると、均一で安定した強度の構造材が得られる。
【００１７】
上記木質材片と結合剤の混和物は、一定方向へ配向しながら積層することにより木質系マットを形成する。具体的には木質材片を型の中に投入し、積層することで行うことが出来る。一定方向へ配向とは、木質チップの繊維方向が、成形された木質系複合材料の長手方向に対して、平均２０度未満の角度で配向している事である。一方向に配向させるには、一定間隔に分割されたフォーミング型や、オリエンテッドストランドボード（ＯＳＢ）等の製造で用いられるディスクオリエンター等の配向積層装置が用いられる。
【００１８】
上記マット形成後、加熱可能なプレス装置へ投入して加圧加熱成形する。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。上記プレス装置としては、熱板のように木質材料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。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
木質系複合材を、以下の製造プロセスで成形した。
細長い木質材片は、木材廃棄物処理業者から購入したボード用チップ（一軸破砕機にて破砕）を、ローラースクリーン方式であるウエーブローラースクリーン装置（たいへい社製）を用いて、厚み１〜８ｍｍの木質チップを分級した。
【００２０】
上記木質チップを含水率６％に調整した後、結合剤としてセルロース系接着剤（商品名「アウロ木部用接着剤」、玄々化学工業社製）を木質チップに対して１０重量％、ドラムブレンダーに投入して混合した。次に、ブレンドされた結合剤と木質チップをＯＳＬフォーミングマシーン（たいへい社製）に投入し、フォーミング金型（縦２０００ｍｍ、横５００ｍｍ、高さ１００ｍｍ）に投入した。フォーミング型内は金属製の仕切り板（厚み２ｍｍ）を用いて、５０ｍｍ間隔に１０等分したものを用い、一方向に配向積層した。
【００２１】
次に、フォーミング型、仕切り板を脱型し、マットをプレス機に投入した。プレス機の金型は縦２５００ｍｍ、横５００ｍｍ、高さ１５０ｍｍである。プレス機は伝熱タイプで、川崎油工製３００ｔプレスを用いた。加熱温度１８０℃、圧力３ＭＰａで、２０分間プレスして成型品の最終形状が２０００ｍｍ×５００ｍｍ×３０ｍｍの板状成形体を得た。作製した成形体の曲げ強度を測定したところ、２５ＭＰａであった。
（実施例２）
結合剤として、タンニン系接着剤を用いた以外は、実施例１と同じである。タンニン系接着剤として、主剤（天然タンニンの４０％水溶液）を１００部に対して、硬化剤（ホルムアルデヒド５７％、尿素２３％、水２０％の混合液）を６部とした。
タンニン系接着剤の粘着性をＪＩＳ　Ｚ０２３７に従って測定した。ボールナンバーは５インチであった。木質チップのマットをプレス機に搬送する際に、約１０ｍの距離を台車上に載せて搬送したが、粘着性を有するため目立った配向の乱れや端部の積層崩れは起こらなかった。作成した成形体の曲げ強度を測定したところ、４１ＭＰａであった。
【００２２】
（比較例）
結合剤として、イソシアネート系接着剤を用いた以外は、実施例１と同じである。イソシアネート系接着剤の粘着性をＪＩＳ　Ｚ０２３７に従って測定した。ボールナンバーは２インチであった。木質チップのマットをプレス機に搬送する際に、約１０ｍの距離を台車上に載せて搬送したら、粘着性を有さないためマット全体に渡って配向が乱れ、端部において顕著な積層崩れが発生した。作成した成形体の曲げ強度を測定したところ、３３ＭＰａであった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、木材の破砕物と天然物成分からなる結合剤より構成されていることから再生可能な資源を原料とする木質系複合材である。しかも、構造材としても十分に使用出来る強度も有することが可能である。
また、粘着性を有する結合剤であると、木質チップのマットをプレス機に搬送する際に、目立った配向の乱れや端部の積層崩れは起こらない。