JP2004322545A - 木質材片の長さ選別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】破砕機による破砕によって得られた木質材片のなから厚みだけでなく長さも揃った、所望される細長い形状の木質材片を選別することができる木質材片の長さ選別方法を提供することを目的としている。
【解決手段】搬送方向下流側が高くなるように搬送面が傾斜し、搬送方向上流側端部が開放された傾斜コンベヤの搬送面上に、未選別木質材片または他の選別手段で予備選別された予備選別木質材片を上方から供給し傾斜コンベヤで搬送しながら、未選別木質材片または予備選別木質材片中の比較的長さの短い木質材片を傾斜に沿って傾斜コンベヤの搬送方向上流側端部から落下させる傾斜コンベヤ選別工程を備えていることを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木質系複合材料を製造するのに用いられる木質材片の長さ選別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木質系複合材料として、例えば、細長い木質材片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、木質材片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、木質材片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】
特許第２５２７７６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年問題になっている木材の廃棄物から上記のような木質材片を得ようとした場合、従来の木質材片の製造方法では、長い木質材片を得ることは困難である。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、刃物が損傷しやすく、安定した操業が難しい。
【０００６】
そこで、上記異物への耐性が大きい破砕機（ハンマー式破砕機）により、木質材片を得ようとした場合、得られる木質材片の長さは１０ｃｍ程度以下であるため、上記公報記載のような１５ｃｍ以上の繊維方向長さを有する木質材片を必要とする木質系構造材料の製造方法では、木材の廃棄物から木質系構造材料の製造は困難である。
【０００７】
しかも、破砕機により得られる木質材片は、その長さが１０ｃｍ以下で木粉程度の微細なものまで含まれ、不定型である。
したがって、上記破砕機によって得られた木質材片を用いて木質系構造材料を製造しようとすれば、得られた木質材片のうち、所定範囲の寸法の木質材片を選別して用いなければならない。
【０００８】
そこで、本発明の発明者は、ローラー形スクリーンや、振動形スクリーンなどを用いて、得られた木質材片を分級し、選別を行おうとしたが、上記の方法だけでは、木質材片の厚みはある程度揃うのであるが、木質材片の長さについては、ばら付きがあり、所望される細長い形状の木質材片を選別することは困難であった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、破砕機による破砕によって得られた木質材片のなから厚みだけでなく長さも揃った、所望される細長い形状の木質材片を選別することができる木質材片の長さ選別方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の木質材片の長さ選別方法（以下、「請求項１の選別方法」と記す）は、木質材を破砕機によって破砕することによって得られた未選別木質材片から所定長さ範囲の選別木質材片を選別する木質材片の長さ選別方法において、搬送方向下流側が高くなるように搬送面が傾斜し、搬送方向上流側端部が開放された傾斜コンベヤの搬送面上に、未選別木質材片または他の選別手段で予備選別された予備選別木質材片を上方から供給し傾斜コンベヤで搬送しながら、未選別木質材片または予備選別木質材片中の比較的長さの短い木質材片を傾斜に沿って傾斜コンベヤの搬送方向上流側端部から落下させる傾斜コンベヤ選別工程を備えていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の木質材片の長さ選別方法（以下、「請求項２の選別方法」と記す）は、請求項１の選別方法において、傾斜コンベヤの搬送面の傾斜角を、水平面に対して１０°以上６０°以下にすることを特徴としている。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の木質材片の長さ選別方法（以下、「請求項３の選別方法」と記す）は、請求項１または請求項２の選別方法において、別のコンベヤによって搬送されてきた未選別木質材片または予備選別木質材片が傾斜コンベヤに供給されることを特徴としている。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の木質材片の長さ選別方法（以下、「請求項２の選別方法」と記す）は、請求項１〜請求項３のいずれかの選別方法において、未選別木質材片は、０〜１５０ｍｍの長さのものが混在していることを特徴としている。
【００１４】
以下に本発明を詳述する。
上記木質材の樹種としては、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、タブ、ぶな、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。
【００１５】
上記木質材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。
【００１６】
上記木質材を破砕する破砕機としては、特に限定されないが、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、破砕された木質材片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。
また、ハンマーの形状は特に限定されず、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。
【００１７】
傾斜コンベアに使用されるベルトの材質は特には限定されないが、木質材片とベルトとの摩擦が大きい方が選別効率が高くなるので好ましい。
傾斜コンベアの搬送面の角度は、コンベアのベルト材質によるが、請求項２の選別方法のように、水平面に対して１０°以上６０°以下が望ましい。すなわち、１０°未満では、長さの比較的短い木質材片がコンベアの上流側の端部から落下しにくく、そのまま搬送されてしまい、６０°を超えると、比較的長い木質材片も重力によりコンベアの上流側の端部から短い木質材片とともに、コンベアの上流側の端部から落下してしまい、選別が不十分になる恐れがある。
【００１８】
また、本発明の選別方法においては、傾斜コンベヤ選別工程の前後に通常の分級装置による分級工程を組み込むことが好ましく、効率を考えると、通常の分級装置で分級後に傾斜コンベヤ選別工程を組み込んだほうがよい。
なお、通常の分級装置とは、特に限定されないが、たとえば、ローラー形スクリーンや、振動形スクリーンなどが挙げられる。
【００１９】
本発明の選別方法によって選別された木質材片は、特に限定されないが、たとえば、結合剤と混和した状態で長さ方向に略揃えてマット状に積層し、この積層マットを蒸気により加熱加圧することによって寸法変化が少なく、機械的強度が高く、かつバラツキが少ない木質系複合材料を得ることができる。
上記結合剤としては、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、木質材片の密度、形状、表面状態、含水率にもよるが、通常は木質材片の重量に対し１〜２０重量％が望ましい。
【００２０】
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。
【００２１】
木質材片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。
積層マットの加圧又は加熱方法としては、通常の蒸気加熱式プレス機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】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる木質材片の長さ選別方法を実施するのに使用する選別装置の１例をあらわしている。
【００２３】
図１に示すように、この選別方法は、まず、破砕機（図示せす）による破砕によって得られた未選別木質材片１を２つのローラー式スクリーン２，３によって微小木質材片４と、長大木質材片５とを分級し、予備選別木質材片６を得た後、水平面に対して１０°未満の傾斜角の搬送コンベヤ７上に、予備選別木質材片６を載せ搬送するとともに、搬送コンベヤ７の搬送方向下流側（矢印Ａ方向）端部から、水平面に対して１０°以上６０°以下の傾斜角を有し、その搬送方向上流側（矢印Ｂ方向）が開放された傾斜コンベヤ８の上に載せ替えて、傾斜コンベヤ８の搬送面の傾斜によって予備選別木質材片６中の、比較的長さの短い木質材片９を傾斜コンベヤ８の搬送方向上流側の開放された端部から落下させ、比較的長さの長い選別された木質材片１０のみを傾斜コンベヤ８によって搬送し、回収するようになっている。
【００２４】
すなわち、上記選別方法によれば、傾斜コンベヤ８の傾斜面の傾斜によって予備選別木質材片６のうち、比較的長さの短い木質材片９は、傾斜コンベヤ８の搬送面との接触摩擦が少なく、かつ、幅方向と長さ方向の比率（アスペクト比）が小さいため、傾斜コンベヤ８の搬送面に沿って上昇しにくく、傾斜コンベヤ８の搬送方向とは逆方向の搬送方向上流側へ重力により落下し、比較的細長い木質材片１０と分離することができる。したがって、破砕機によって得られた木質材片の中から厚さだけでなく、長さも所定の長さ範囲に揃った木質材片１０を効率よく選別回収できる。
【００２５】
そして、この較的長さの長い選別された木質材片１０を用いれば、寸法変化が少なく、機械的強度が高く、かつバラツキが少ない高品質な木質系複合材料を得ることができる。
【００２６】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されない。たとえば、上記の実施の形態では、傾斜コンベヤが１台であったが、１台の傾斜コンベヤで搬送されてきた木質材片をさらに別の傾斜コンベヤで受けさせて選別を繰り返すようにしても構わない。
また、上記の実施の形態では、予備選別木質材片を一旦搬送コンベヤに載せて搬送し、搬送コンベヤから傾斜コンベヤに予備木質材片を供給するようになっていたが、ローラー式スクリーンから直接傾斜スクリーンに供給するようにしても構わない。
【００２７】
【実施例】
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。
【００２８】
（実施例１）
衝撃式破砕機にて得られた未選別木質材片１を、ローラー式スクリーン（たいへい社製ウェーブローラー）２、３にて分級し、厚みが１〜１０ｍｍの予備選別木質材片６を得た。なお、得られた予備選別木質材片６の量は未選別木質材片１の７０％、微小木質材片４の量は未選別木質材片１の５％、長大木質材片５の量は未選別木質材片１の２５％であった。
【００２９】
つぎに、水平面に対して搬送面が９°の角度で傾斜する搬送コンベヤ７によって得られた予備選別木質材片６を搬送し、隣接して設けられた搬送面が水平面に対して４５°に傾斜した傾斜コンベヤ８に予備選別木質材片６を供給して長さの比較的短い木質材片（以下，［落下片］と記す）９を傾斜コンベヤの搬送方向上流側の端部から下方に落下され、搬送方向下流側で比較的長さが長い木質材片１０を選別回収した。
なお、落下片９の量は未選別木質材片１の１０％、選別された木質材片１０の量は未選別木質材片１の６０％であった。
【００３０】
選別された木質材片１０を、さらにその後所望の含水率に調節したのち、選別された木質材片１０にイソシアネート系接着剤を木質材片の重量に対し５重量％を塗布した。
さらに、接着剤が塗布された木質材片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。
【００３１】
得られた積層マットを蒸気噴射式プレス機にセットして１８０℃の蒸気を噴射して加熱するとともに、３ＭＰａの加圧力にて５分間保持し、木質系複合材料を得た。
得られた木質系複合材料の曲げ強度を「木質複合材の曲げ試験法（ＪＩＳ Ｚ２１０１）」に基づき測定したところ、４５ＧＰａであった。また、予備選別木質材片６、落下片９および選別された木質材片１０のそれぞれ平均長さを測定したところ、予備選別木質材片６が５０ｍｍ、落下片９が１５ｍｍ、選別された木質材片１０が５５ｍｍであった。
【００３２】
（比較例１）
実施例１の予備選別木質材片を、さらにその後所望の含水率に調節したのち、選別された木質材片にイソシアネート系接着剤を木質材片の重量に対し５重量％を塗布した。
次に、接着剤が塗布された木質材片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。
【００３３】
得られた積層マットを蒸気噴射式プレス機にセットして１８０℃の蒸気を噴射して加熱するとともに、３ＭＰａの加圧力にて５分間保持し、木質系複合材料を得た。
得られたの曲げ強度を実施例１と同様にして測定したところ、３８ＧＰａであった。
【００３４】
以上の実施例１および比較例１から本発明の選別方法を用いれば、長さの揃った木質材片を選別して回収することができ、この選別された木質材片を用いれば、より寸法変化安定性に優れ、曲げ強度が高い木質系複合材料を得られることが判る。
【００３５】
【発明の効果】
本発明にかかる木質材片の長さ選別方法は、破砕機による破砕によって得られた木質材片のなから厚みだけでなく長さも揃った、所望される細長い形状の木質材片を選別することができる。
したがって、より寸法変化安定性に優れ、曲げ強度が高い木質系複合材料を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる木質材片の長さ選別方法に用いる装置の１例を模式的に説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 未選別木質材片
６ 予備選別木質材片を上方から供給し傾斜コンベヤで搬送しながら、未選別木
７ 搬送コンベヤ（別のコンベヤ）
８ 傾斜コンベヤ
９ 比較的長さの短い木質材片
１０ 選別木質材片

Claims (4)

1. 木質材を破砕機によって破砕することによって得られた未選別木質材片から所定長さ範囲の選別木質材片を選別する木質材片の長さ選別方法において、
   搬送方向下流側が高くなるように搬送面が傾斜し、搬送方向上流側端部が開放された傾斜コンベヤの搬送面上に、未選別木質材片または他の選別手段で予備選別された予備選別木質材片を上方から供給し傾斜コンベヤで搬送しながら、未選別木質材片または予備選別木質材片中の比較的長さの短い木質材片を傾斜に沿って傾斜コンベヤの搬送方向上流側端部から落下させる傾斜コンベヤ選別工程を備えていることを特徴とする木質材片の長さ選別方法。
2. 傾斜コンベヤの搬送面の傾斜角を、水平面に対して１０°以上６０°以下にする請求項１に記載の木質材片の長さ選別方法。
3. 別のコンベヤによって搬送されてきた未選別木質材片または予備選別木質材片が傾斜コンベヤに供給される請求項１または請求項２に記載の木質材片の長さ選別方法。
4. 未選別木質材片は、０〜１５０ｍｍの長さのものが混在している請求項１〜請求項３のいずれかに記載の木質材片の長さ選別方法。

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