(57)【要約】【課題】  結合剤が混和された細長い木質チップをほぼ長さ方向に揃え、かつ、搬送台上に、厚さが厚い木質マットをスムースに積層できる装置を提供する。【解決手段】  結合剤が混和された木質チップの供給手段と、この供給手段から供給される結合剤が混和された木質チップを配向させる配向手段と、結合剤が混和された木質チップが配向手段を通って配向状態で上面にマット状に積層されるとともに、積層された積層マットを搬送する搬送手段とを備える結合剤が混和された木質チップを配向、積層する装置であって、前記配向手段が、その間に配向用隙間を形成するように前記積層マットの搬送手段による搬送方向と略平行に立設された複数の配向板を有するとともに、この配向板に搬送手段の搬送方向の斜め前上方への振動を与える振動付与手段を備えていることを特徴としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合剤が混和された木質チップの供給手段と、この供給手段から供給される結合剤が混和された木質チップを配向させる配向手段と、結合剤が混和された木質チップが配向手段を通って配向状態で上面にマット状に積層されるとともに、積層された積層マットを搬送する搬送手段とを備える結合剤が混和された木質チップを配向、積層する装置であって、前記配向手段が、その間に配向用隙間を形成するように前記積層マットの搬送手段による搬送方向と略平行に立設された複数の配向板を有するとともに、この配向板に搬送手段の搬送方向の斜め前上方への振動を与える振動付与手段を備えていることを特徴とする結合剤が混和された木質チップの配向積層装置
【請求項２】
振動付与手段が、搬送手段の搬送方向に対して仰角１５°〜７５°の角度で、搬送手段に振動を付与することを特徴とする請求項１に記載の結合剤が混和された木質チップの配向積層装置。
【請求項３】
結合剤が混和された木質チップの供給手段と、この供給手段から供給される結合剤が混和された木質チップを配向させる配向手段と、結合剤が混和された木質チップが配向手段を通って配向状態で上面にマット状に積層されるとともに、積層された積層マットを搬送する搬送手段とを備える結合剤が混和された木質チップを配向、積層する装置であって、前記配向手段が、その間に配向用隙間を形成するように前記積層マットの搬送手段による搬送方向と略平行に立設された複数の配向板を有し、これらの配向板の上端縁が傾斜しているとともに、前記配向板に振動を付与する振動付与手段を備えていることを特徴とする結合剤が混和された木質チップの配向積層装置。
【請求項４】
結合剤が混和された木質チップの供給手段と、この供給手段から供給される結合剤が混和された木質チップを配向させる配向手段と、結合剤が混和された木質チップが配向手段を通って配向状態で上面にマット状に積層されるとともに、積層された積層マットを搬送する搬送手段とを備える結合剤が混和された木質チップを配向、積層する装置であって、前記配向手段が、その間に配向用隙間を形成するように前記積層マットの搬送手段による搬送方向と略平行に立設された複数の配向板を有し、これらの配向板の下端と搬送手段との隙間が、段階的または無段階で搬送手段の搬送方向前方に向かって大きくなっているとともに、前記配向板に振動を付与する振動付与手段を備えていることを特徴とする結合剤が混和された木質チップの配向積層装置。
【請求項５】
配向板の下端と搬送手段との間に隙間を有し、この隙間は配向板の下端が振動によって搬送装置に接触せず、少なくとも搬送装置の上流側端部で結合剤が混和された木質チップが通過不可能な大きさに形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の結合剤が混和された木質チップの配向積層装置。
【請求項６】
結合剤が混和された木質チップの供給手段と、この供給手段から供給される結合剤が混和された木質チップを配向させる配向手段と、結合剤が混和された木質チップが配向手段を通って配向状態で上面にマット状に積層されるとともに、積層された積層マットを搬送する搬送手段とを備える結合剤が混和された木質チップを配向、積層する装置であって、配向手段が、その間に配向用隙間を形成するように前記積層マットの搬送手段による搬送方向と略平行に立設された複数の配向板を有し、この配向板に振動を付与する振動付与手段を備えるとともに、配向板の下端と搬送手段との間に隙間を有し、この隙間は少なくとも搬送装置の上流側端部で配向板の下端が振動付与手段によって付与された振動によって搬送装置に接触せず、かつ、結合剤が混和された木質チップが通過不可能な大きさに形成されていることを特徴とする結合剤が混和された木質チップの配向積層装置。
【請求項７】
供給手段から供給される結合剤が混和された木質チップを搬送手段の搬送方向に平行に並設された複数の配向板の配向板間に形成される配向用隙間を通して配向させながら前記搬送手段上に配向状態で積層する結合剤が混和された木質チップを配向積層方法であって、
少なくとも搬送装置の上流側端部で配向板の下端が振動によって搬送装置に接触せず、結合剤が混和された木質チップが通過不可能な大きさの隙間を形成させた状態で、前記配向板を振動させることを特徴とする木質チップの配向積層方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細長い木質チップを結合剤と共に加圧成形して高強度木質系複合材料を得る際の、木質チップを配向し、積層する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
結合剤が混和された木質チップを、木質チップの繊維方向（異方性材料の高強度方向）と同方向に揃えて、即ち配向して、木質系マットを形成し、これを加圧又は加熱工程などを経て固着し成形して得られた成形板は、その繊維方向の機械的強度並びに、物理的強度が飛躍的に向上することが知られており、ＬＳＬ（ラミネーティッド・ストランド・ランバー）やＰＳＬ（パラレル・ストランド・ランバー）といった、構造材として使用可能なものが存在している。
【０００３】
木質チップの配向積層装置としては、木質片を自然落下させ、配向板の間を通過させて配向する種々の装置が考案されている。例えば、同軸上で複数枚の円盤を一定間隔をおいて配置し、円盤を回転させながらその円盤同士の間に木質チップを通過させることによって木質チップを配向する装置や、平行に併設した複数枚の板を配置し、相互に反対方向へ往復運動する板間を木質チップが通過することによって配向するものなどがある。
【０００４】
これらの装置では、自然落下により供給された木質片の中には充分に配向しないものがあり、これを少なくする装置としては、例えば、「木材削片の供給位置から下部に配設された搬送コンベアに向かって、両側に側壁を取着した基板を任意の傾斜角を有して配設し、前記基板の傾斜方向と直交する幅方向に下部断面を連続する凹凸形状に形成すると共に、該凹凸形状を前記基板の傾斜方向と平行に延在せしめ、さらに前記基板に振動を付与する」ことを特徴とする木質削片の配向装置」が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
特許文献１の装置においては、投下される木質削片（本発明にいう、木質チップに相当。）は、投下された直後の空中位置においては、無指向な状態であるが、凹凸形状の各凹部に分散落下され、かつ基板の振動を受けるため、その初期段階において、基板の傾斜方向、即ち搬送方向への配向作用が開始される。
【０００６】
すなわち、木質削片が、凹凸形状をした基板の凹部に入ると、凹部の壁面、即ち波形状においては湾曲面また三角形状とされた傾斜面に受けられ、基板の振動によって木質削片が長さ方向を凹部の面と平行に倣う作用を受けることになる。したがって、木質削片は、無配向な状態で凹部に供給されても凹部内で配向状態にされる。また、木質削片が基板の凸部に当たると、衝突の反作用として、凸部の長手方向と、木質削片の長手方向のなす角度の鋭角の方向、即ち凸部と平行な方向へ木質削片を回転させようとするモーメントが働くことになる。従って、回転しようとするモーメントを受けた木質削片の長さ方向は、隣接する他の木材削片によって規制されながら基板の傾斜方向へ振動により搬送され配向されることになる。
【０００７】
別に、「木材細長片と結合剤とを混合してなる混合物を、平行に併設してなる複数のスリット板の間から落下させ、コール板上に順次堆積させた後、加圧成形してなる木片板状体の製造方法において、上記スリット板のうち、所望の対向するスリット板の間隔を、前記木材細長片の平均長さ寸法の半分以下となるように配する一方、他の対向するスリット板の間隔を木材細長片の平均長さ寸法以上となるように配し、木材細長片を上記スリット板の間から落下させることにより、配向部と無配向部とを形成してなる」ことを特徴とす
る木片板状体の製造方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
この製造方法においては、間隔の異なるスリット板が組み合わされて、下端辺がと搬送装置上面との間に隙間が設けられて配置され、スリット板の間に木材細長片を通過させて木材細長片の堆積物に配向の異なる部位を形成するとともに、スリット板が板面方向に往復移動、即ち水平方向に往復動することにより落下時の木質細長片の目詰まりを防止している。
【０００９】
更に、「配向機の所定ピッチで併設した配向ブレード間を通過させて木材薄片を配向する木材薄片配向装置において、前記配向機の真下に、補助ブレードを所定ピッチで並設した配向補助具を配置した」ことを特徴とする木材薄片配向装置が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【００１０】
この配向機は、下段に送り出しコンベア上に載せられた補助配向ブレードを有し、上段の配向ブレードを通過させることで木質薄片を配向させつつ隣り合う配向ブレードを交互に上下に往復動させることで木材薄片が配向ブレードの間で目詰まりしてしまうことを防止すると共に、落下途中で配向の乱れた木材薄片を下段の補助配向ブレードで、再度配向しつつ積層するものである。往復動させる理由は特許文献２と同じである。
【００１１】
【特許文献１】特開昭５９−４８３２４号公報
【特許文献２】特公平４−１６０４６号公報
【特許文献３】特開平１０−３４６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記特許文献１の装置では、配向装置の凹部に落下した木質削片（木質チップ）は良く配向されるが、配向された木質チップの上から、順次、次の木質チップが落下して積層され、凹部に積層された木質チップは、装置に加えられる振動によりその基板上を傾斜に沿って下方に移動していく。
【００１３】
しかるに、積層された木質チップの積層底面は装置基板に接触し、側面は装置凹部の側壁に接触している。従って、積層された木質チップが移動するには、その底面及び側面が基板又は側壁から受ける摩擦抵抗に抗する推進力が必要となるが、装置に印加される振動により、積層された木質チップが瞬間的に空中に飛び上がるだけでは、進行に必要な推進力が得られ難く、それ故に積層厚さを大きくできないという問題点がある。従って、例えば、細長い木質チップにより、厚さが厚い木質系複合材料を得るために、積層木質チップを厚く積層しようとしてもそれが困難であり、その結果、厚さの厚い複合材料を得ることが困難であるという問題点がある。
【００１４】
特許文献２においては、配向装置は複数の板を水平方向に交互に往復動作させることで落下時の目詰まりを防止している。しかしながら、この配向装置では、板を水平方向に交互に往復動させる際に、板の下端との摩擦によって積層された積層マットに割れが生じたりしないように、配向装置の下端と、搬送装置上面との間にかなり大きな隙間が形成されている。しかし、上記のような大きな隙間を設けると、長さの短い木質チップ片の場合、板の下端から搬送装置上面に達するまで落下する間に、木質チップ片の配向が乱れてしまい、その状態で積層されてしまう恐れがある。
【００１５】
特許文献３においては、配向装置は上段の配向ブレードを通過させるときに木質薄片（木質チップ）を配向させるが、隣り合う配向ブレードを上下方向に振動させることで目詰まりを防止しつつ配向させ、送り出しコンベア上に落下させて積層するものである。しか
しながら、落下時に木質チップの配向が乱れるので、コンベア上に補助配向ブレードを配置し、そこに落下させて積層するが、この補助配向ブレードでは積層厚さを厚くすると、その摩擦が増大し、積層物が割れてしまうという問題点がある。
【００１６】
本発明は、上記従来の技術が有する課題を解決し、結合剤が混和又は付着された細長い木質チップをほぼ長さ方向に揃え、かつ、搬送台上に、厚さが厚い木質マットをスムーズに積層できる装置を提供する目的でなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の結合剤が混和された木質チップの配向積層装置（発明１）は、結合剤が混和された木質チップの供給手段と、この供給手段から供給される結合剤が混和された木質チップを配向させる配向手段と、結合剤が混和された木質チップが配向手段を通って配向状態で上面にマット状に積層されるとともに、積層された積層マットを搬送する搬送手段とを備える結合剤が混和された木質チップを配向、積層する装置であって、前記配向手段が、その間に配向用隙間を形成するように前記積層マットの搬送手段による搬送方向と略平行に立設された複数の配向板を有するとともに、この配向板に搬送手段の搬送方向の斜め前上方への振動を与える振動付与手段を備えていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項２記載の結合剤が混和された木質チップの配向積層装置（発明２）は、発明１において、振動付与手段が、搬送手段の搬送方向に対して仰角１５°〜７５°の角度で、搬送手段に振動を付与することを特徴とするの結合剤が混和された木質チップの配向積層装置である。
【００１９】
本発明の請求項３記載の結合剤が混和された木質チップの配向積層装置（発明３）は、結合剤が混和された木質チップの供給手段と、この供給手段から供給される結合剤が混和された木質チップを配向させる配向手段と、結合剤が混和された木質チップが配向手段を通って配向状態で上面にマット状に積層されるとともに、積層された積層マットを搬送する搬送手段とを備える結合剤が混和された木質チップを配向、積層する装置であって、前記配向手段が、その間に配向用隙間を形成するように前記積層マットの搬送手段による搬送方向と略平行に立設された複数の配向板を有し、これらの配向板の上端縁が傾斜しているとともに、前記配向板に振動を付与する振動付与手段を備えていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項４記載の結合剤が混和された木質チップの配向積層装置（発明４）は、結合剤が混和された木質チップの供給手段と、この供給手段から供給される結合剤が混和された木質チップを配向させる配向手段と、結合剤が混和された木質チップが配向手段を通って配向状態で上面にマット状に積層されるとともに、積層された積層マットを搬送する搬送手段とを備える結合剤が混和された木質チップを配向、積層する装置であって、前記配向手段が、その間に配向用隙間を形成するように前記積層マットの搬送手段による搬送方向と略平行に立設された複数の配向板を有し、これらの配向板の下端と搬送手段との隙間が、段階的または無段階で搬送手段の搬送方向前方に向かって大きくなっているとともに、前記配向板に振動を付与する振動付与手段を備えていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項５記載の結合剤が混和された木質チップの配向積層装置（発明５）は、発明１〜発明４のいずれかにおいて、配向板の下端と搬送手段との間に隙間を有し、この隙間は配向板の下端が振動によって搬送装置に接触せず、少なくとも搬送装置の上流側端部で結合剤が混和された木質チップが通過不可能な大きさに形成されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項６記載の結合剤が混和された木質チップの配向積層装置（発明６）は、
結合剤が混和された木質チップの供給手段と、この供給手段から供給される結合剤が混和された木質チップを配向させる配向手段と、結合剤が混和された木質チップが配向手段を通って配向状態で上面にマット状に積層されるとともに、積層された積層マットを搬送する搬送手段とを備える結合剤が混和された木質チップを配向、積層する装置であって、配向手段が、その間に配向用隙間を形成するように前記積層マットの搬送手段による搬送方向と略平行に立設された複数の配向板を有し、この配向板に振動を付与する振動付与手段を備えるとともに、配向板の下端と搬送手段との間に隙間を有し、この隙間は少なくとも搬送装置の上流側端部で配向板の下端が振動付与手段によって付与された振動によって搬送装置に接触せず、かつ、結合剤が混和された木質チップが通過不可能な大きさに形成されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項７記載の結合剤が混和された木質チップの配向積層方法（発明７）は、供給手段から供給される結合剤が混和された木質チップを搬送手段の搬送方向に平行に並設された複数の配向板の配向板間に形成される配向用隙間を通して配向させながら前記搬送手段上に配向状態で積層する結合剤が混和された木質チップを配向積層方法であって、少なくとも搬送装置の上流側端部で配向板の下端が振動によって搬送装置に接触せず、結合剤が混和された木質チップが通過不可能な大きさの隙間を形成させた状態で、前記配向板を振動させることを特徴とする。
【００２４】
本発明において、用いられる木質チップの樹種としては、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。
【００２５】
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。
【００２６】
上記原料材を木質チップ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。そして上記のようにして破砕された木質チップは、その厚さが不揃いの場合は、必要に応じて一定範囲の厚さの木質チップに分級されるが、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。
【００２７】
本発明において、結合剤が混和された木質チップとは、通常、積層前に塗布、噴霧して結合剤を木質チップに付着されたり、結合剤と木質チップとが混合された状態のものをいう。
結合剤としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、イソシアネート等、合板やパーティクルボード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、単独或いは数種類を併用しても良い。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チップに噴霧したり、木質チップと撹拌混合して予め木質チップに担持させた状態で配向積層装置に供給され、粉末状の場合は、一般に木質チップと均一に混合した状態で、配向積層装置に供給される。
【００２８】
さらに、木質チップは、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木質系複合材料の品質バラツキがなくなる。好ましい含水率としては、０〜３０％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
木質チップを放置する方法が挙げられる。因みに、５０℃のオーブンに２４時間放置すると、含水率はほぼ５％程度に保たれる。
【００２９】
木質チップは細長い形状のものである。即ち、樹木の繊維方向が長さ方向と同じ方向とされたチップであり、厚さ及び幅は、いずれも０．１ｍｍ以上で上限は特にないが、製造される木質系複合材料の厚さの５分の１以下とされることが好ましい。長さは幅又は厚さの大きい方の寸法の５倍以上が好ましい。但し、製品の外観向上のために、０．１ｍｍ以下の木質チップが表面側に配される場合もある。
本発明の配向積層装置および配向積層方法によって得られる木質積層マットは、特に限定されないが、積層状態で少なくとも加熱及びプレスのいずれかを行うことによって、構造材や家具材として好適な木質系複合材料を得ることができるが、得られた木質系複合材料は、成形後の寸法精度や表面性を向上させるために、アニール処理や、切削、サンディング加工を行うことが好ましい。
【００３０】
本発明において配向とは、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（平均配向角度ともいう）が、±２５度の範囲内にある状態をいう。即ち、木質チップは、配向用隙間を通過する時にその長さ方向をほぼ揃えられるが、その平均配向角度が２５°を超えると配向が不足して、必要な強度の木質系複合材料が得られなくなる恐れがある。
【００３１】
なお、基準線の方向とは、搬送方向に沿った方向をいい、得られる木質系複合材料の長さ方向と一致するものである。
また、平均配向角度は、木質チップの積層後の表面状態を撮像し、細長い木質チップの長軸方向と基準線とがなす角度を測定し、測定値を平均することによって算出できる。
【００３２】
搬送手段としては、ベルトコンベア、又はベルトコンベア上もしくはローラーコンベア上に置かれたコール板などが挙げられる。また、搬送手段上に積層された木質積層マットは、通常、搬送手段によって、プレス機のところまで運ばれる。そして、プレス装置によって加圧又は加熱成形されて所望の厚さの木質系複合材料が形成されるようになっている。
加熱方法としては、特に限定されないが、例えば、熱盤のように木質チップ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。なお、コール板とは、ステンレススチール、鉄、アルミニウム等の所定サイズの金属板であり、その上に配向積層された木質チップを載置して木質積層マットを搬送するものである。
【００３３】
配向手段は、特に限定されないが、複数の配向板が隣接する配向板との間に等間隔の配向用隙間を形成するようになっていることが望ましく、さらに、すべての配向板が、互いに連結されて一体となって振動する（後述）ようにされることが好ましい。
配向板の連結の方法は特に制限されないが、木質チップが配向用隙間内を落下することを妨げない方法でなければならない。例えば一例として、配向手段を構成する配向板の、上流側上端部又は下流側上端部を、帯状鉄板等の金属板を溶接等して連結する方法などが挙げられる。
【００３４】
上記配向用隙間の大きさ（幅）と木質チップの厚さとの間には、高強度の木質系複合材料を得るために、より好ましい関係があり、例えば、木質チップの厚さが１ｍｍ〜１１ｍｍである場合、配向用隙間を２０ｍｍ〜４０ｍｍとすることが好ましく、木質チップの厚さが３ｍｍ〜５ｍｍである場合、配向用隙間を１５ｍｍ〜３０ｍｍとすることが好ましい。即ち、この範囲を超えて配向用隙間の大きさが不均一になれば、得られる木質系複合材料の強度がばらつく恐れがある。また、平均配向角度をより小さくしようとすれば、配向
用隙間をより小さくすればよい。しかし、木質チップのアスペクト比にもよるが、配向用隙間を１５ｍｍ以下にすると、平均配向角度が±１０°以内となる木質積層マットを得ることができるものの、木質チップが配向用隙間内で詰まり易くなる。
【００３５】
また、均一な物性を持つ木質系複合材料を得るには、配向用隙間は等間隔とされることが望ましい。すべての配向用隙間が同じ大きさであれば、それぞれの配向用隙間毎の木質チップの配向の程度がほぼ同じとなり、従って得られる木質系複合材料の強度ばらつきを少なくする効果が大きくなる。
【００３６】
配向積層装置には、配向板に振動を付与する振動付与手段が取り付けられるが、振動付与手段の取り付け方法は、木質チップの投入に影響が出なければ、特に限定されない。例えば、前述のような複数の配向板同士が金属板等で連結されている場合は、その金属板に取り付けるようにされるか最も外側の配向板に取り付けられると良い。また、振動付与手段は、特に限定されないが、振幅、振動数又は振動方向が可変であって、状況に合わせて最適の振動条件を選択できるものが好ましい。
【００３７】
振動付与手段によって付与される振動の振幅、又は振動数は、木質チップが配向用隙間内を落下する際、かつ落下して搬送装置上で配向し積層されたのち、再び滑ったり踊り出したりしてその配向が乱れない程度であれば良く、供給される木質チップの量や性状、サイズ等によって適宜選択して決められれば良い。
振動方向は、木質チップを搬送したい方向とし、水平方向から斜め上方に向かって振動される。配向板の振動により連結された配向板が振動し、配向用隙間に、搬送装置の進行方向に沿って手前側上方から、結合剤が混和された木質チップ細長い木質チップが投入されると、各配向板上に跨って架かった木質チップは、配向板上端縁上を滑りまたハネながら搬送方向に移動すると同時に、その重心位置がずれ、配向板の上端縁からズレ落ちて配向板と配向板との間の配向用隙間内に落下し、この配向用隙間を通って搬送装置上に積層される。
【００３８】
配向用隙間内に落下した木質チップは、その長さ方向が配向用隙間を形成する配向板により規制されながら落下し、長さ方向が搬送方向に沿うように略揃えられた状態に配向する。即ち、配向用隙間内に落下し、配向板と接触している木質チップは、配向板を振動させると、配向板との摩擦より振動を受けて動き、容易にその姿勢を変えることが出来る。従って配向が容易に行われる。更に、振動を受けることで、長さ方向が垂直方向に向いている木質チップは、その方向が水平方向に倒れ易くなり、更に、隣り合う木質のチップ同士の摩擦力も減少して木質チップ同士によるブリッジ現象が起こり難くなり、配向が容易になる。
【００３９】
また、配向板を振動させないと、配向用隙間を通って搬送装置上に落下して配向積層された木質チップが、配向板との摩擦によって詰まってしまう恐れがあり、搬送装置上の木質積層マットが割れて不連続になってしまったり、積層厚さを大きくできなかったりすることがあるが、振動を加えることで、木質チップと配向板との摩擦は減少し、これらを防止できるのである。
【００４０】
細長い木質チップは、積層されていても配向板からの振動を受けると、姿勢を変え、配向が進む場合がある。即ち、木質チップは、振動によってわずかに空中に浮いた瞬間、その上下、左右又は前後で隣り合う細長い木質チップと衝突し、衝突した同士の双方の木質チップ同士は、その長軸方向が揃うように姿勢を変える場合もある。これが繰り返されると、木質チップは徐々にその長軸方向が揃えられることがある。
【００４１】
発明１又は２の配向積層装置は、振動付与手段が配向板に搬送手段の搬送方向斜め上方
への振動を付与するようになっているが、例えば、搬送速度０．２〜３ｍ／分で、平均配向角度（木質チップの長軸方向と木質積層マットの搬送方向とがなす角度の平均値）が１０〜２５°、積層高さが３０〜１００ｍｍである木質積層マットを得る場合、振動の角度としては、発明２のように、搬送手段の搬送方向に向かって、仰角１５°〜７５°程度とすることが好適である。
即ち、振動方向が、仰角１５°未満であったり７５°を超える場合には、積層高さを高くしていくと、木質チップが配向用隙間内で詰まり易くなる恐れがある。
【００４２】
発明３の配向積層装置は、配向手段が、積層マットの搬送手段による搬送方向と略平行になるように並列に立設された複数の配向板を有するとともに、配向板の上端縁が傾斜している。即ち、配向板上に架かった細長い木質チップは、配向板が振動することで配向板上端縁の傾斜に沿って滑り易くなり、一部は配向用隙間内に落下し、また一部は傾斜下方に向かって配向板の上端縁に沿って滑り、またはハネながら移動する。従って、次に投入される木質チップがスムーズに配向用隙間に落下することを妨げなくなるので、搬送手段上に木質チップが一層均一にかつスムーズに配向積層され易くなる。傾斜は、落下した木質チップが配向板上端縁の同じ場所に滞まって、次に落下してくる木質チップに衝突してその落下を妨げることがないようにする目的で設けられる。また、配向板を振動させることで、配向板上端辺に架かった木質チップは滑り易くなり、その位置を変える。
【００４３】
また、発明３の配向積層装置においても、配向板に搬送手段の搬送方向斜め前上方に振動を付与することが好ましい。そして、配向板に搬送手段の搬送方向斜め前上方に振動を付与した場合は、特に、木質チップを同方向へ飛ばす力がかかるため、木質チップの移動を妨げないよう配向板の上端縁の傾斜は、搬送手段の搬送方向下流側に向かって下り勾配とされることが良いが、木質チップがその位置を変えさえすれば良いのであるから、搬送方向に向かって上り勾配とされていても、振動で勾配に沿って落ちていく限りでは問題ない。
【００４４】
発明５、発明６の配向積層装置および発明７の配向積層方法は、配向板の下端と搬送手段との間に隙間を有し、この隙間は配向板の下端が振動によって搬送装置に接触せず、少なくとも搬送装置の上流側端部で結合剤が混和された木質チップが通過不可能な大きさに形成されている。
なお、木質チップは、分級されてある程度その厚みや長さ等が平均化されたものが用いられるが、木質チップの中には、基準より厚みの薄いものや微細なものなども含まれている場合がある。したがって、本発明における「木質チップが通過不可能な大きさ」とは、このような基準より厚みの薄い木質チップや微細な木質チップまで通過不可能というものではない。
【００４５】
即ち、配向板の振動の振幅にもよるが、もっとも搬送手段上面に近い部位の配向装置の配向板下端は、通常、１〜５ｍｍ程度とされる。１ｍｍより狭ければ、配向板の振動によって搬送手段上面と配向板下端とが接触して、搬送手段に損傷を与える可能性があり、５ｍｍより大であれば、そこから木質チップがこぼれたり、またその部分（製品底面に相当）は木質チップの向きが配向板によって規制されていないため、落下時に生じる回転モーメントにより、配向が乱れたものとなってしまう可能性がある。なお、搬送装置の搬送方向下流側では、上流側で積層された木質チップの上に木質チップが積層されるため、隙間が５ｍｍ以上になっても構わない。
【発明の効果】
【００４６】
本発明１又は２の配向積層装置は、配向板と配向板との間に構成される配向用隙間には底板がない構造とされているので、配向用隙間に投入された木質チップは、直接搬送装置上に落下し、配向され積層されつつ搬送される。そして、配向板が搬送装置の搬送方向斜
め上方に向かって振動されていると、木質チップと配向板との摩擦抵抗が少なくなり、大量の木質チップを積層しても、木質積層マットの配向を乱さずに搬送が可能となり、厚い木質系複合材料を得る場合に必要となる、厚さが厚い木質チップの木質積層マットを、スムーズに連続して得ることができる。従って、この配向積層装置に続けて木質積層マットを連続してプレス成形できるプレス装置を配置すれば、構造材として使用できる木質系複合材料を連続して得ることができる。即ち、木質系複合材料の生産性を向上させることができる。
【００４７】
発明３では、複数の配向板の上端辺が搬送方向に沿って傾斜されているので、投入される木質チップが配向板の上端縁で停滞することがなくスムーズに隙間に落下することを妨げなくなり、搬送装置上に木質チップが一層均一にかつスムーズに配向積層され易くなる。
【００４８】
発明４では、搬送装置上面と連結された板の下端との間に隙間があり、この隙間が搬送方向に向かって徐々に大きくされている。これは連続的でなく、階段状になっていてもより。従って、万一、この隙間の間に木質チップの一部が挟まったとしても、搬送装置の移動に伴って外れ易くなり、詰まってしまうことが少なくなるので、積層された木質積層マットが割れて、しまう恐れがさらに減る。また、配向装置内で、搬送装置の搬送方向に沿って木質チップが徐々に積層される場合において、積層する高さに応じて、連結された配向板の下端の位置を上げていけば、つまり、連結している配向板の最下部と搬送装置上面との所定の隙間を除き、積層する点が、配向板の下端よりも上部に位置するよう、徐々に該隙間を広げていけば、積層される地点（高さ）で木質チップは配向板と配向板との間の配向用隙間内に保持さておりその配向が乱れることはなく、且つ積層によって積層高さが高くなっても連結された配向板との摩擦面が増えてつまりやすくなることもなく、スムーズに配向、積層していくことが可能となる。したがって、木質マットの積層高さをより高く、また配向用隙間内で詰まることなく積層することが可能となる。
【００４９】
発明５、発明６の配向積層装置および発明７の配向積層方法は、配向板の下端と搬送手段との間に隙間を有し、この隙間は配向板の下端が振動によって搬送装置に接触せず、少なくとも搬送装置の上流側端部で結合剤が混和された木質チップが通過不可能な大きさに形成されているので、振動によって配向板が搬送手段にあたり、搬送手段を傷つけたり、配向板と搬送手段との隙間から木質チップがこぼれおちて配向がみだれたりすることがない。勿論、配向板が振動するので、配向用隙間内で木質チップがつまることがない。したがって、厚さが厚い木質チップの木質積層マットを、スムーズに連続して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の木質チップの配向装置の一例の斜視図である。
【００５１】
本発明の配向積層装置１は、木質チップ供給装置２と配向手段としての配向装置３と搬送手段としてのベルトコンベア６とから構成される。配向装置３は、複数（この実施形態では７枚の金属製配向板３１、３２、・・、３７が搬送方向に沿って並列に立設され、配向板３１（３２、・・、３６）と配向板３２（３３、・・、３７）との間に配向用隙間４１（４２、・・４６）が形成されている。複数の配向板３１、３２、・・・は、端部が帯状をした金属板５１を溶接することによって連結され、その金属板５１に振動付与手段としての振動付与装置５が接続されている。
【００５２】
配向板３１、３２、・・・、３７の上端縁は、搬送方向に向かって徐々に低くされた傾斜とされている。又、配向板３１，３２、・・・、３７の下端とベルトコンベア６の上面
との間には、隙間が設けてある。この隙間は、配向板３１，３２、・・・、３７に後述する振動付与装置５によって振動が付与された場合でも、配向板３１，３２、・・・、３７の下端がベルトコンベア６の上面に接触せず、配向板３１，３２、・・・、３７の少なくとも搬送方向上流側に端部の隙間の大きさが配向される後で詳述する結合剤付き木質チップＰが隙間からベルトコンベア６外にこぼれ落ちない程度の大きさになっている。しかも、図２に示されるように、幅方向両端の配向板３１，３７を除く、配向板３２、３３・・、３６と、ベルトコンベア６との隙間Ｋは、少なくとも搬送方向上流側に端部の隙間ｋ１が、木質チップＰがベルトコンベア６外にこぼれ落ちない程度の大きさになっていて、搬送方向下流側に向かって徐々に大きくなるようにされている。また、幅方向両端の配向板３１，３７は、その下端とベルトコンベア６の隙間Ｋが搬送方向上流から下流まで同じ大きさになっていて、振動等によってベルトコンベア６上に積層された積層マットが崩れるのを防止するようになっている。
【００５３】
振動付与手段としての振動付与装置５は、配向装置３の両サイドの２枚の配向板３１、３７に跨がって設けられた金属板５１に、バイブレータ５２と配向積層装置１全体を支持部５４に支持するバネ５３とで構成されている。なお、この配向積層装置１の場合は、バネ５３は配向積層装置１の四隅に設けられているが、この数と支持位置又は支持方法は特に限定されるものではなく、配向積層装置が安定して振動するようにされていれば、どのような方法であっても構わず、装置重量やサイズ又は重心位置等により適宜状況に応じた好適な方法を選択して設計されれば良いものである。
【００５４】
ベルトコンベア６は、その搬送方向が、配向板３１、３２、・・、３７と平行になっている。また、配向装置３の配向板３１、３２、・・、３７の上端部には、木質チップＰの供給装置２が配置されている。
【００５５】
供給装置２は、ベルトコンベア２１とその表面に平行なリング状の凸条２３が複数本設けられた均しローラ２２とを備えている。
つぎに、この配向積層装置１を用いた木質チップの配向積層装置の動きを、詳しく説明する。
【００５６】
図１の配向積層装置に用いられる木質チップの製造方法の工程を、図３〜図５に示す。図３は破砕木質チップを分級する工程、図４は高温高湿室で含水率を調整する工程、図５は結合剤を混合する工程をそれぞれ説明する模式図である。
【００５７】
すなわち、まず、図３に示すように，廃木材を粉砕機や切削機等で（図示せず）で粉砕あるいは切削して得た破砕木質チップＰ１を分級機７（本例では、ウェーブローラー方式の分級機）で分級し、厚さ１ｍｍ〜１１ｍｍ、長さ１ｃｍ〜１５ｃｍの分級済の木質チップＰ２を得る。
【００５８】
つぎに、図４に示すように、木質チップＰ２を温度４０℃〜１１０℃、相対湿度１％〜６０％の雰囲気に保たれた恒温恒湿室８に入れて１２時間以上放置し、含水率調整済みの木質チップＰ３を得たのち、図５に示すように、ドラムブレンダ９に投入し、結合剤１０をドラムブレンダ９内の木質チップＰ３にスプレー散布し、ドラムブレンダ９内で木質チップＰ３に結合剤１０を担持させて結合剤付き木質チップＰを得る。
【００５９】
そして、このようにして得られた結合剤付き木質チップＰを、図１に示されるように、供給装置２のベルトコンベア２１に載せて均しローラ２２によって、ベルトコンベア２１上の結合剤付き木質チップＰの厚みを略一定になるように均しながら配向装置３の配向用隙間４１、４２、・・、４６に連続的に供給する。配向装置３では、振動付与手段５によって配向装置の配向配向板３１、３２、・・、３７が振動し、この振動によって板の上に
架かった結合剤付き木質チップＰが、配向用配向用隙間４１、４２、・・、４６に落下し、配向用配向用隙間４１、４２、・・、４６によって配向されながら搬送装置６の上に積層される。
【００６０】
なお、バイブレータ５２は、配向装置３のどこに取り付けられていても良いが、装置３全体に異常振動や残留振動が発生しないように、重心バランスを取っておかねばならないことは言うまでもない。振動方向は、ベルトコンベア６の搬送方向下流方向（ＭＤ）に向かって、ベルトコンベア６の面から上方、斜め上前方、となることが好ましい。また、その角度は供給量、線速など場合に応じて適宜変更されれば良い。又、配向装置３の要部には、振動する配向装置３全体を支持するための支持スプリング、例えば複数の支持スプリング５４が設けられている。
【００６１】
配向状態を保ちながら落下した木質チップＰは、搬送装置６の上面で直接、または、先に搬送装置６上に載った木質チップＰの上で受けられ、所定の厚みの木質積層マットＭになるように次々に積層されるとともに、この木質積層マットＭが搬送装置６によって図示していないプレス装置に向かって搬送される。最後に、プレス装置で、送られてきた木質積層マットＭをプレス成形して木質系複合材料を得るようになっている。
【００６２】
以上のように、この配向積層装置１を用いれば、従来の配向装置のような底板がないので、木質チップＰの厚さが厚い木質積層マットＭとすることが可能となり、連続的に長尺で厚さの厚いの木質系複合材料を得ることができる。また、配向板３１、３２、・・、３７が振動するため、結合剤付き木質チップＰが板と板、例えば配向板３１（３２・・、３６）と配向板３２（３３・・、３７）との間でブリッジ現象等の詰まりを生じることなく、スムーズに配向用隙間４１、４２、・・、４６内を配向されながら落下する。
【００６３】
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記の実施の形態のように、配向板３１、３２、３３、・・・の側方補強板等を設け、これにバイブレータ５２を直接取り付ける方法以外に、配向装置３全体をバネによって吊り下げるようにしても構わない（図示せず）。
【００６４】
上記の実施の形態では、搬送装置６がベルトコンベアであったが、ローラーコンベアを用いるようにしても構わない。また、上記の実施の形態では、木質チップＰがベルトコンベア６上に直接受けられるようになっていたが、コンベア上にコール板（図示せず）を載せ、この板の上に木質チップＰを受けるようにしても構わない。
また、最も外側の配向板３１、３７の下端にベルトコンベアに接触してもベルトコンベアを傷めたりすることがない、ポリプロピレンシートや軟質ゴムシートなどをその下端が、ベルトコンベアに略接触するようにスカート状に設けるようにしても構わない。このようにすれば、木質チップがベルトコンベアからこぼれ落ちることをより確実に防止できる。
【実施例１】
【００６５】
以下に、本発明の具体的な実施例を説明する。
まず、木材廃棄物処理業者から購入したボード用木質材片Ｐ１を、ウェーブローラー方式の分級機７（ウェーブローラースクリーン、たいへい社製）を用いて分級し、厚さ１〜８ｍｍの木質チップＰ２を採取した。この木質チップＰ２を、雰囲気温度５０℃の加熱オーブン８中に２４時間放置し、含水量５．２重量％になるまで含水量を調節し、含水率調整済みの木質チップＰ３とした。
【００６６】
次いで含水量を調節した木質チップＰ３を、ドラムブレンダ９に投入し、イソシアネート系接着剤１０を木材に対し５重量％となるように混和した。このようにして得た木質チ
ップＰを配向積層装置１に投入し、配向積層を行った。
【００６７】
実施例で用いた配向積層装置１は、図１に示すものである。配向積層装置１は、長さ５００ｍｍ、高さ５００ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのステンレススチール板が、ピッチ２５ｍｍで並列して立設されている。両サイドの配向板３１、３７は、その下端が、振動によってベルトコンベア６の上面に接触せず、隙間から木質チップがベルトコンベア６外にこぼれ落ちず、ベルトコンベア６上に積層された積層マットが振動等によってくずれ落ちないように、配向板３１、３７の下端とベルトコンベア６と間に搬送方向全長にわたって１．５ｍｍの大きさの隙間が形成されている。一方、両サイドの配向板３１、３７以外の配向板３２、３３・・、３６の下端とベルトコンベア６の隙間Ｋは、搬送方向上流側の端部の隙間ｋ１が１．５ｍｍにされ、下流に行くにしたがって、徐々にそのクリアランスを広げ、下流端で30mmまで拡がっている。このとき、ベルトコンベア６上面から１．５ｍｍ以下の場所で積層される点を除き、積層点は常に、最も外側の配向板を除く配向板３２，３３・・、３６の下端よりも上側つまり、木質チップＰが常に配向板３１，３２・・、３７に規制された状態で積層されていくようになっている。配向板３１、３２・・、３７の上端縁は、ベルトコンベアの搬送方向下流に向かって水平に対して−１０°の下り勾配になっている。
【００６８】
配向積層装置１全体を帯状に巻き回して金属ベルトが設けられ、個々の配向板３１、３２、・・、３７は、ベルトコンベア６のＭＤ方向の端部で金属ベルト５１に溶接されて、全体が一体となるように構成されている。金属ベルトの、ベルトコンベア６のＴＤ側サイドに、バイブレータ５２（振動モーター  ＲＶ−２４Ｄ、神鋼電機社製）が、振動方向が水平から２５°斜め前上方となるように固定されている。金属ベルト５１の四隅位置に、支持スプリング５３が設けられて、配向積層装置１全体を、支持台５４の上に支持している。なお、振動条件は、振幅２ｍｍ、振動回数１７１０回／分であり、ベルトコンベア６の搬送速度は１ｍ／分とした。
【００６９】
上記の処理を行った木質チップＰを、配向積層装置１の上流側に配置される木質チップ供給装置２から、単位幅（１ｍ）あたり毎分１１ｋｇの割合で自由落下により配向積層装置１の上流側端部に投入し、ベルトコンベア６から出てくる木質積層マットＭの積層高さなどの積層状態を調べるとともに、その平均配向各度の測定を行った。
【００７０】
(比較例１)
図６に示すような配向装置３ａが底板Ｂを有する従来型の配向積層装置を用いて、底板Ｂの傾き１０°、振動条件を振幅０．８ｍｍ、振動回数３６００回／分として、実施例１と同じ木質チップを同速度で供給し、配向装置の出口での木質積層マットＭの積層高さを測定した。
【００７１】
図６は、比較例１で用いた、従来型の配向積層装置における配向装置３ａの簡略な斜視図であり、木質チップ供給装置や振動付与装置、木質積層マットＭは省略してある。
この配向装置３ａは、本発明の実施例１で示された配向装置３と同様の構造であるが、各配向板間の隙間下端に底板Ｂが設けられている。従って配向積層装置では、装置上流側に落下した木質チップは、傾斜面とされた底板Ｂの上に積層され、装置の振動によって傾斜面に沿って下方に送り出されることになる。
【００７２】
(比較例２)
振幅１．２ｍｍ、振動回数３５００回／分とした以外は比較例１と同様にして、配向装置３ａの出口での木質積層マットＭの積層高さを測定した。
【００７３】
（比較例３）
特許文献３に記載の方法と同様にして補助ブレードを用いて（ブレード間25mm、厚さ１．２ｍｍのステンレススチール板）積層を行った。
（比較例４）
比較例３おいて補助ブレードをなくして積層を行った。
【００７４】
そして、比較例１〜４についても、積層状態および平均配向角度（測定可能なもののみ）測定し、その結果を実施例１の結果とともに表１に示した。なお、比較例２においては、配向積層装置内で木質チップの移動速度が上昇して装置内での積層厚さが薄くなる。この木質チップＰがベルトコンベア６上に乗り移る際、再び所定の速度（1m/min）となり、速度差のため、木質チップＰが順次前既に乗り移った木質チップＰに乗り上げていくことになり、図７に示すように、木質チップPの配向方向が水平方向から垂直方向にずれる現
象が見られた。
【００７５】
【表１】
2005053215.tif 000003
【実施例２】
【００７６】
配向用隙間の大きさが、１２mm、２４mm、３６mmの3種類の図1に示す配向積層装置を用意し、配向用隙間大きさ別の、配向板の振動方向（仰角）と積層マットの積層厚さとの関係を調べ、その結果を図８に示した。なお、図８中、○は配向用隙間の大きさが１２ｍｍの場合、△は配向用隙間の大きさが２４ｍｍの場合、□は配向用隙間の大きさが３６ｍｍの場合である。
図８に示すように、配向用隙間の大きさが１２mm、２４mm、３６mmのいずれの大きさであっても、振動方向が、木質積層マットの搬送方向下流側に向かって仰角約１５〜７５°の範囲とすることで、木質積層マットの積層高さを高くする効果が大きいことが分かる。
【００７７】
（比較例５）
配向用隙間の大きさが２４ｍｍの上記配向積層装置を用い、配向板に振動を付与しなかった以外は、上記と同様にして木質積層マットを得ようとしたが、２０mm前後の積層でつまりが発生してしまった。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上の通りであるから、本発明の配向積層装置および配向積層方法は、細長い材料例えば木質チップ等を、その長さ方向がある程度一定の方向に揃うようにして積層する用途に、好適に用いることができる。例えば、本提示例以外に、繊維補強合成樹脂複合体の細長いチップの配向積層や、細長い石材や金属材等のように、外形に長短方向があって、それによって強度的な異方性を有する材料を配向積層する場合等に利用することができる。
そして、得られた積層マットを加熱およびプレスの少なくともいずれか一方を実施することによって、構造材や家具材として好適な木質系複合材料を得ることができる
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の木質チップの配向積層装置の一例の斜視図である。
【図２】配向板の下端と搬送装置上面との隙間の一例を示す側面図である。
【図３】破砕木質チップを分級する工程を説明する模式図である。
【図４】高温高湿室で含水率を調整する工程を説明する模式図である。
【図５】結合剤を混合する工程を説明する模式図である。
【図６】比較例で用いた、従来型の配向装置の簡略な斜視図である。
【図７】比較例２の積層状態を説明する模式図である。
【図８】配向用隙間の大きさ別の振動仰角と木質チップの積層高さとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８０】
１  配向積層装置
２  供給装置
３  配向装置
３１〜３７  配向板
４１〜４６  配向用隙間
５  振動付与装置
５１  金属ベルト
５２  バイブレータ
５３  バネ
５４  支持台
６  搬送装置
７  分級機
８  恒温恒湿室
９  ドラムブレンダ
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  木質チップ
Ｍ  木質積層マット
Ｋ  隙間
【図１】
2005053215.tif 000004
【図２】
2005053215.tif 000005
【図３】
2005053215.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005053215.tif 000010
【図８】
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