JP2006123241A

JP2006123241A - 廃木材類の再生処理システム及び廃木材類製ボード

Info

Publication number: JP2006123241A
Application number: JP2004312181A
Authority: JP
Inventors: Shigehiko Suzuki; 滋彦鈴木; Tatsuaki Hayashimoto; 辰明林本
Original assignee: HAYASHIMOTO KENSETSU KK; Shizuoka University NUC
Current assignee: HAYASHIMOTO KENSETSU KK; Shizuoka University NUC
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】一つの処理プラント内で廃木材を処理するとともに、該廃木材でボードを製造することにより、木材の利用効率を高くする。
【解決手段】第１木材処理ライン（１）は、使用済み木材を粉砕機（３，４）でチップに粉砕した後、該チップを第１フレーカー（５）によって薄片に切削し、一次スクリーン（６）で所定の大きさを有する第１ボード原料と粉状の粉砕物とに分離し、第１ボード原料はマテリアルサイロ（７）に、粉砕物はエネルギーサイロ（８）に収容し、第２木材処理ライン（２０）は、第２フレーカー（２２）で未活用木材を薄片に切削して第２ボード原料を形成し、ボード製造ライン（３０）は、前記第１ボード原料、及び第２ボード原料を乾燥機（３２，３８）で所定水分まで乾燥させ、ブレンダー（３６，４２）で接着剤を塗布した後、フォーマー（４３）で所定の厚さに積層し、該積層物（８６）を熱圧成形機（４４）で成形する。
【選択図】図２

Description

本発明は、廃木材類、例えば建築物解体木材、破損型枠等の使用済み木材、あるいは間伐材、剪定木材等の未活用木材等を原料としてボードを製造する廃木材類の再生処理システム及び廃木材類製ボードに関するものである。

従来の技術として、特許文献１があった。即ち、間伐材や剪定した枝等の未活用木材を炭化炉で炭化し、炭化した炭は粉砕して石炭火力発電所の燃料源にし、炭化時に得た木酢液は製薬の原料にするようにしたものがあった。

上記特許文献１は、木材本来の機能を生かした処理でないため、木材資源の枯渇につながるものであった。また、木材を炭化させる炭化処理施設、炭を消費する石炭火力発電所、木酢液を処理する製薬会社がそれぞれ別会社であるため、互いの連繋が困難となって木材の処理が円滑に行なわれ難くなるものであった。しかも、木材を炭化させる炭化炉は、煙等による大気汚染につながるため設置場所が限定されるとともに、設備費が嵩むものであった。

特開２００２−２４１７６１号公報

本発明は、各設備を集中させて一つの処理プラントにすることにより、廃木材の処理が高能率でかつ計画的に行なわれるとともに、廃木材でボードを製造することにより、木材資源を有効に生かす新規な廃棄木材類の再生処理システムを得ることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、使用済み木材を処理する第１木材処理ラインと、未活用木材を処理する第２木材処理ラインと、ボードを製造するボード製造ラインと、エネルギープラントとを設け、第１木材処理ラインは、使用済み木材を粉砕機によって小片のチップに粉砕した後、該チップを第１フレーカーによって薄片に切削し、次いで一次スクリーンによって所定の大きさを有する第１ボード原料と粉状の粉砕物とに分離した後、第１ボード原料はマテリアルサイロに、粉砕物はエネルギーサイロにそれぞれ収容し、第２木材処理ラインは、第２フレーカーによって未活用木材を薄片に切削して第２ボード原料を形成し、ボード製造ラインは、前記第１ボード原料、及び第２ボード原料を乾燥機によって所定水分まで乾燥させ、次いで、ブレンダーによって接着剤を塗布した後、フォーマーによって所定の厚さに積層し、該積層物を熱圧成形機によって熱圧成形し、エネルギープラントは、前記エネルギーサイロに収容された粉砕物を燃焼装置に供給して燃焼させ、該燃焼装置で生成された熱エネルギーをボード製造ラインに供給する構成にしたものである。
請求項２に係る発明は、前記第１フレーカー及び第２フレーカーによって生成されるフレークの長さは５０ｍｍ〜１２０ｍｍとしたものである。
請求項３に係る発明は、前記フォーマーは、第１、第２ボード原料を表層が内層よりも大きい小片となるように積層したものである。
請求項４に係る発明は、前記積層物を、内層部をピン状及び粒状の小片により、中層部を比較的短い薄片により、表層部を中層部よりも長い薄片にするとともに、前記中層部の薄片の繊維方向と表層部の薄片の繊維方向とを互いに交叉させたものである。
請求項５に係る発明は、廃木材類製ボードとして、使用済み木材を薄片に切削してなる第１ボード原料と、未活用木材を薄片に切削してなる第２ボード原料とを所定水分まで乾燥させ、これらをブレンダーによって接着剤を塗布した後、フォーマーによって所定の厚さに積層し、該積層物を熱圧成形機によって熱圧成形する構成にしたものである。
請求項６に係る発明は、前記廃木材類製ボードを形成する第１ボード原料及び第２ボード原料の薄片の長さを５０ｍｍ〜１２０ｍｍとしたものである。
請求項７に係る発明は、前記廃木材類製ボードを形成する積層物を、表層部が中層部よりも長い薄片となる積層物としたものである。
請求項８に係る発明は、前記廃木材類製ボードを形成する積層物を、表層部が中層部よりも長い薄片でって、かつ中層部の薄片の繊維方向が表層部の薄片の繊維方向と交叉する積層物としたものである。

本願発明は、第１木材処理ライン、第２木材処理ライン、ボード製造ライン、及びエネルギープラントを集中させて設置したので、廃木材を集中して一括処理することができ、計画的にかつ高能率で処理することができる。また、廃木材でボードを得るようにしたので、木材資源を有効に生かすことになる。
この場合、第１フレーカー及び第２フレーカーによって生成されるフレークの長さを５０ｍｍ〜１２０ｍｍとしたので、これにより成形されたボードの強度が高くなるとともに、再処理時にボードの原料として再利用することができる。
また、ボードの表層部に大きい小片を、内層部に小さい小片を配分するようにしたので、ボードの強度が高くなるとともに、表層部と内層部との比率を変化させることによって、使用済み木材から生成される小片の大きさの比率に対応させることができる。
また、ボードを内層部、中層部、及び表層部の５層構造としたので、使用済み木材から生成される小片を有効に活用しながら、強度の高いボードを得ることができる。また、ボードの中層部と表層部との繊維方向を交叉させるようにしたので、該ボードの強度がさらに高くなる。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図において、図１は本発明の実施例を示す廃木材の再生処理工程図、図２は本発明の実施例を示す再生処理工場の概略平面図、図３はボード製造ラインの要部断面図、図４は５層にしたボードの部分拡大断面図、図５は３層にしたボードの部分拡大断面図、図６は５層にしたボードの他の実施例を示す部分拡大斜視図である。

図１は廃木材の再生処理工程図を示す。図１において、１は建築物解体木材、破損した型枠等の使用済み木材を処理する第１木材処理ライン、２０は間伐材あるいは剪定枝等の未活用木材を処理する第２木材処理ライン、３０はボード（木質積層板）を製造するボード製造ライン、５０はエネルギープラントである。第１木材処理ライン１は、使用済み木材集積場２に集積された木材（建築物解体木材）を一次粉砕機３で一次粉砕し、厚さ約１００ｍｍ、長さ５０ｍｍ〜１２０ｍｍとなる一次チップを形成した後、二次粉砕機４で二次粉砕し、厚さ３０ｍｍ〜４０ｍｍ、長さ５０ｍｍ〜１２０ｍｍとなる二次チップを形成する。次いで上記二次チップを第１フレーカー５により切削して厚さ０．４ｍｍ〜０．７ｍｍ、長さ５０ｍｍ〜１２０ｍｍとなるフレーク（薄片）を形成する。次いで、上記一次粉砕機３、二次粉砕機４、第１フレーカー５で加工された粉砕物、フレークを一次スクリーン６により、所定の大きさを有するフレーク及び小片からなる第１ボード原料と粉状の粉砕物とに選別するとともに、釘、セメント片等の異物を除去し、第１ボード原料はマテリアルサイロ７に、粉砕物はエネルギーサイロ８にそれぞれ収容する。

第２木材処理ライン２０は、未活用木材ヤード２１に集積された木材（間伐材）を第２フレーカー２２によって切削し、厚さ０．４ｍｍ〜０．７ｍｍ、長さ５０ｍｍ〜１２０ｍｍとなるフレーク（薄片）、つまり第２ボード原料を形成する。

ボード製造ライン３０は、マテリアルサイロ７に収容した第１ボード原料を第１ストックフィーダー３１を介して第１乾燥機３２に供給し、ここで所定水分に乾燥させた後、第１スクリーン３３で塵埃を除去し、次いで第１スケールフィーダー３４、第１スケールコンベア３５により設定された量の第１ボード原料を第１ブレンダー３６に供給し、該第１ブレンダー３６で第１ボード原料の表面に接着剤を付着させる。一方、第２フレーカー２２によって形成された第２ボード原料を第２ストックフィーダー３７を介して第２乾燥機３８に供給し、ここで所定水分に乾燥させた後、第２スクリーン３９で塵埃を除去し、次いで第２スケールフィーダー４０、第２スケールコンベア４１により設定された量の第２ボード原料を第２ブレンダー４２に供給し、該第２ブレンダー４２で第２ボード原料の表面に接着剤を付着させる。

上記第１ブレンダー３６、第２ブレンダー４２によって接着剤が付着された第１ボード原料及び第２ボード原料はフォーマー４３に供給され、ここで内層に短尺なピン状及び粒状の小片が、表層に面状のフレークが位置するように配分積層され後、熱圧成形機４４によって熱圧成形され、次いでサンダー４５で仕上げられて図４、図５に示すようにボード、つまり木質積層板８７（８８）を得る。

図２は前述した第１木材処理ライン１、第２木材処理ライン２０、ボード製造ライン３０、及びエネルギープラント５０の具体的な設置例を示す。図２において、６０は工場の敷地であり、該敷地の北側（図において上半部）に第１木材処理ライン１が収容される第１建物６１を設置し、該第１建物６１の直北側に建築物解体木材が集積される使用済み木材集積場２を設置する。また、上記第１建物６１内の北側に一次粉砕機３、二次粉砕機４、第１フレーカー５、一次スクリーン６のラインを設置し、第１建物６１内の南側に２個のマテリアルサイロ７（７ａ，７ｂ）、２個のエネルギーサイロ８（８ａ，８ｂ）を設置する。

上記敷地６０の南半部（図において下半部）及び東側（図において右部）に、第２木材処理ライン２０及びボード製造ライン３０が収容される鉤形の第２建物６２を設置し、該第２建物６２の直北側に間伐材が収容される未活用木材ヤード２１、及びボードが収容される製品ストックヤード６３を設置する。また、上記第２建物６２の東側（図において右部）にエネルギープラント５０を設置する。

上記第２建物６２は、その南側を二階建とし、一階部分に第２フレーカー２２、及び第２ストックフィーダー３７、第２乾燥機３８、第２スクリーン３９のラインと、第１ストックフィーダー３１、第１乾燥機３２、第１スクリーン３３のラインとを並列に設置する。また、二階部分に第２スケールフィーダー４０、第２スケールコンベア４１、第２ブレンダー４２のラインと、第１スケールフィーダー３４、第１スケールコンベア３５、第１ブレンダー３６のラインとを並列に設置する。また、上記第２建物６２の東側にフォーマー４３、熱圧成型機４４、サンダー４５のラインを設置する。

上記一次スクリーン６〜マテリアルサイロ７ａ，７ｂ、及びエネルギーサイロ８ａ，８ｂ間、マテリアルサイロ７ａ，７ｂ〜第１スケールフィーダー３１間、第２フレーカー２２〜第２ストックフィーダー３７間、第１スクリーン３３〜第１スケールフィーダー３４間、第２スクリーン３９〜第２スケールフィーダー４０間、第１、第２ブレンダー３６，４２〜フォーマー４３間をそれぞれ原料用空気搬送路６４により接続し、該原料用空気搬送路６４を介して第１ボード原料及び第２ボード原料を所定の工程箇所に搬送する。

また、エネルギーサイロ８ａ，８ｂとエネルギープラント５０とを燃料用空気搬送路６５により接続し、該燃料用空気搬送路６５を介してエネルギーサイロ８ａ，８ｂ内の粉砕物をエネルギープラント５０に搬送する。該エネルギープラント５０は、搬送された粉砕物を燃焼装置５１で燃焼させ、該燃焼装置５１により熱交換機５２を介して熱媒体オイルを加熱し、該熱媒体オイルにより前述した熱圧成形機４４を加熱する。また、上記燃焼装置５１の排気は前述した第１、第２乾燥機３２，３８に供給してこれらの熱源とする。なお、上記エネルギープラント５０は、搬送された粉砕物をボイラーで燃焼させ、該ボイラーで得た高温の蒸気で発電機のタービンを回転させるようにしてもよい。また、上記原料用空気搬送路６４、燃料用空気搬送路６５はベルトコンベアに換えてもよい。

前述したフォーマー４３は、図３に示すようになっている。即ち、容器状の貯留槽７１の上面左部に第１入口７２，第２入口７３を、下面左部に１個の排出口７４を形成し、該貯留槽７１内の上部と下部とに上部コンベア７５及び下部コンベア７６を、また、層内の左部に３個の排出ロール７７を上下に配置し、第１入口７２に第１ブレンダー３６で生成された第１ボード原料を、第２入口７３に第２ブレンダー４２で生成された第２ボード原料を投入し、該投入された各ボード原料を上部コンベア７５により順次層内の左方に向けて堆積し、該堆積したボード原料を下部コンベア７６で左方に移動させつつ、排出ロール７７を作動させ、該排出ロール７７により上記堆積されたボード原料を排出口７４から分配機８０に向けて排出する。７８は貯留槽７１内のボード原料の収容量を検知するセンサである。

上記分配機８０は、下面が開口したカバー８１の左右中心部上面に上記排出口７４と連通する導入口８２を形成し、該導入口８２の直下方に互いに反対向きに回転する一対の分配ロール８３を配置する。また、上記分配ロール８３の下方に多数本、本例では２２本の選別ロール８４を、各分配ロール８３の左右中心線を中心として左右対象に、かつその間隔は分配ロール８３に近い側を狭く、該分配ロール８３に対して遠くなる側を次第に広くする。また、左部（後部）側に位置する１１本の後部ロールグループ８４ａを左回転（反時計回り回転）させ、右側（前部）側に位置する１１本の前部ロールグループ８４ｂを右回転させる。

そして、供給コンベア８５の上動側を図３において左方に回動させつつ、前述した貯留槽７１からボード原料を分配機８０の導入口８２に向けて供給する。さすれば、上記ボード原料は、分配ロール８３によって前後に二分されて前後の選別ロールグループ８４ａ，８４ｂの内方部に落下し、この部から外方に向けて移送される。このとき、各選別ロールグループ８４ａ、８４ｂのロール間隔は内方から外方に向けて順次広くなっているので、上記ボード原料は、各選別ロールグループ８４ａ、８４ｂの内方側から外方側に向かって順次大きな片に分配されて下方に落下することになる。これにより、上記ボード原料は、供給コンベア８５上に表層が内層よりも大きい小片となって積層される。

この積層された積層物８６は、供給コンベア８５によって熱圧成形機４４の受渡しコンベア９０に向けて移送される。熱圧成形機４４は、ヒーターを内蔵する加圧プレート９１と受台９２とを上下に対面させ、加圧プレート９１はシリンダ（図示省略）によって上下動され、上記受渡しコンベア９０に載置された積層物８６を加熱圧縮して図４に示す５層構造のボード８７、または図５に３層構造のボード８８を成形する。上記受渡しコンベア９０は、受台９２の外周に巻回し、その上動部で受台９２の上面を覆い、駆動ローラー９０ａによって反時計回りに周回駆動され、成形されたボード８７（８８）を左方の排出コンベア９３に向けて排出するようになっている。

５層構造のボード８７は、図４に示すように、芯層部８７ａを粒状の小片により、中層部８７ｂを長さ５０ｍｍ以下のフレーク（薄片）により、表層部８７ｃを長さ５０ｍｍ〜１２０ｍｍのフレークにより形成し、例えば、全体の厚さＴが約１２ｍｍ、芯層部８７ａの厚さＴ１が約３ｍｍ、中層部８７ｂの厚さＴ２がそれぞれ約２．５ｍｍ、表層部８７ｃの厚さＴ３がそれぞれ約２ｍｍとなる５層構造とする。なお、上記ボード８７は、図６に示すように、表層部８７ｃのフレークの繊維の向きと中層部８７ｂのフレークの繊維の向きとを直交させるようにするとよい。このようにすれば、成形されたボード８７の強度がさらに高く、かつ安定する。

また、３層構造のボード８８は、図５に示すように、芯層部８８ａを粒状の小片により、表層部８８ｂを長さ５０ｍｍ〜１２０ｍｍのフレークにより形成し、例えば、全体の厚さＳが約１２ｍｍ、芯層部８８ａの厚さＳ１が約８ｍｍ、表層部８８ｂの厚さＳ２がそれぞれ約２ｍｍとなる３層構造とする。なお、上記ボード８７（８８）の種類（積層数）、芯層部８７ａ（８８ａ）及び中層部８７ｂの厚さ等は、使用済み木材から生成される小片の大きさの比率に対応させて適宜選択する。

本発明の実施例を示す使用済み木材の再生処理工程図である。本発明の実施例を示す再生処理工場の概略平面図である。ボード製造ラインの要部断面図である。５層にしたボードの部分拡大断面図である。３層にしたボードの部分拡大断面図である。５層にしたボードの他の実施例を示す部分拡大斜視図である。

符号の説明

１第１木材処理ライン
２使用済み木材集積場
３一次破砕機
４二次破砕機
５第１フレーカー
６一次スクリーン
７（７ａ，７ｂ）マテリアルサイロ
８エネルギーサイロ
２０第２木材処理ライン
２１未活用木材ヤード
２２第２フレーカー
３０ボード製造ライン
３１第１ストックフィーダー
３２第１乾燥機
３３第１スクリーン
３４第１スケールフィーダー
３５第１スケールコンベア
３６第１ブレンダー
３７第２ストックフィーダー
３８第２乾燥機
３９第２スクリーン
４０第２スケールフィーダー
４１第２スケールコンベア
４２第２ブレンダー
４３フォーマー
４４熱圧成形機
４５サンダー
５０エネルギープラント
５１燃焼装置
５２熱交換機
６０敷地
６１第１建物
６２第２建物
６３製品ストックヤード
６４原料用空気搬送路
６５燃料用空気搬送路
７１カバー
７２第１入口
７３第２入口
７４排出口
７５上部コンベア
７６下部コンベア
７７排出ロール
７８センサ
８０分配機
８２導入口
８３分配ロール
８４選別ロール
８４ａ内選別ロール
８４ｂ中選別ロール
８４ｃ外選別ロール
８６積層物
８７ボード
８７ａ芯層部
８７ｂ中層部
８７ｃ表層部
８８ボード
８８ａ芯層部
８８ｂ表層部
９２受台
９１加圧プレート
９０受渡しコンベア
９０ａ駆動ロール
８５供給コンベア
９３排出コンベア

Claims

使用済み木材を処理する第１木材処理ライン（１）と、未活用木材を処理する第２木材処理ライン（２０）と、ボードを製造するボード製造ライン（３０）と、エネルギープラント（５０）とを設け、第１木材処理ライン（１）は、使用済み木材を粉砕機（３，４）によって小片のチップに粉砕した後、該チップを第１フレーカー（５）によって薄片に切削し、次いで一次スクリーン（６）によって所定の大きさを有する第１ボード原料と粉状の粉砕物とに分離した後、第１ボード原料はマテリアルサイロ（７）に、粉砕物はエネルギーサイロ（８）にそれぞれ収容し、第２木材処理ライン（２０）は、第２フレーカー（２２）によって未活用木材を薄片に切削して第２ボード原料を形成し、ボード製造ライン（３０）は、前記第１ボード原料、及び第２ボード原料を乾燥機（３２，３８）によって所定水分まで乾燥させ、次いで、ブレンダー（３６，４２）によって接着剤を塗布した後、フォーマー（４３）によって所定の厚さに積層し、該積層物（８６）を熱圧成形機（４４）によって熱圧成形し、エネルギープラント（５０）は、前記エネルギーサイロ（８）に収容された粉砕物を燃焼装置（５１）に供給して燃焼させ、該燃焼装置（５１）で生成された熱エネルギーをボード製造ライン（３０）に供給してなることを特徴とする廃木材類の再生処理システム。
第１フレーカー（５）及び第２フレーカー（２２）によって生成されるフレークの長さは５０ｍｍ〜１２０ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載の廃木材類の再生処理システム。
フォーマー（４３）は第１、第２ボード原料を表層が内層よりも大きい小片となるように積層してなることを特徴とする請求項１又は２記載の廃木材類の再生処理システム。
積層物（８６）は、内層部（８７ａ）をピン状及び粒状の小片により、中層部（８７ｂ）を比較的短い薄片により、表層部（８７ｃ）を中層部（８７ｂ）よりも長い薄片にするとともに、前記中層部（８７ｂ）の薄片の繊維方向と表層部（８７ｃ）の薄片の繊維方向とを互いに交叉させてなることを特徴とする請求項１，２又は３記載の廃木材類の再生処理システム。
使用済み木材を薄片に切削してなる第１ボード原料と、未活用木材を薄片に切削してなる第２ボード原料とを所定水分まで乾燥させ、これらをブレンダー（３６，４２）によって接着剤を塗布した後、フォーマー（４３）によって所定の厚さに積層し、該積層物（８６）を熱圧成形機（４４）によって熱圧成形したことを特徴とする廃木材類製ボード。
第１ボード原料及び第２ボード原料の薄片の長さは５０ｍｍ〜１２０ｍｍとしたことを特徴とする請求項５記載のボード。
積層物（８６）は、表層部（８７ｃ）を中層部（８７ｂ）よりも長い薄片としたことを特徴とする請求項５又は６記載の廃木材類製ボード。
積層物（８６）は、表層部（８７ｃ）を中層部（８７ｂ）よりも長い薄片にするとともに、前記中層部（８７ｂ）の薄片の繊維方向と表層部（８７ｃ）の薄片の繊維方向とを互いに交叉させてなることを特徴とする請求項５，６又は７記載の廃木材類製ボード。