JPH0641123B2 - 木質系成形体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、木質繊維に合成樹脂等を含む結合剤を含加え
た木質系成形素材を型に供給し、熱圧縮成形して木質系
成形体を製造する方法に関する。

（従来の技術） この種の木質系成形体は、合板よりも軽量で、かつ耐
熱、耐水および耐湿性に富み、さらに板厚の割に高強度
を有することなどから、いわゆるハードボードとして建
築用の内装材、家具、自動車の内装材、テレビ、ステレ
オ等のキャビネットなどに広く用いられている。

従来、上記木質系成形体を製造するには、一般に、木材
チップを蒸煮、解繊して得た木質繊維にフエノール樹脂
等の結合剤、麻繊維、あるいはロジンやパラフイン等の
はっ水剤を配合し、これを適宜厚さに堆積させた後、例
えばロールプレスにより軽く熱圧縮成形して、いわゆる
成形用マット（厚さ、10〜40mm）を形成し、次いで該マ
ットを適宜裁断して成形型に供給し、熱圧縮成形して所
定形状とする方法が採られていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の製造方法によれば、マット化
が必須の要件となるため、工程が煩雑化して思うように
生産性を上げ得ないばかりか、途中の裁断が不可欠とな
って、その分歩留りが低下し、全体に製造コストが上昇
するという問題があった。

また、単一のマットで深絞り部分を有する大きな板状体
を成形すると、該深絞り部分へのマット素材（木質系繊
維）の流入が困難となって角部が薄肉化し、これに起因
してスケや亀裂が生じることが多々あった。この対策と
して、麻繊維の使用量を増すことが行われるが、この場
合余分に合成樹脂を添加する必要があり、原材料費の高
騰を招いて製品コストの増大が避けられないこととなっ
ていた。

そこで、本願発明者等は、木質系成形素材を予め所定形
状に集合させて成形型に供給し（特願昭60-230483
号）、または該成形素材を繊維状まゝ成形型に供給し
（特願昭60-259372号）て熱圧縮成形することにより木
質系成形体を製造する方法を既に提案し、上記成形用マ
ット使用による種々の問題をほゞ解決している。

ところで、これらの方法によれば、木質繊維に結合剤
（合成樹脂）を含ませた際、繊維間ににおいて該結合剤
の分布にバラツキが生じ、後の熱圧縮成形において表面
ふくれや密度バラツキを誘発して、成形体の品質を阻害
する虞れがあった。

また木質系成形体の多くは、塩化ビニール等の表皮が貼
られて実用に供されるが、成形素材に結合剤のリッチ部
分が混入する場合には、圧縮成形後に行う前記表皮の貼
着に際して、例えば高周波溶着を採用すると、スパーク
が発生し易くなって成形体を損傷させることもあり、問
題になっていた。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、マット化を不要とすることにより歩留りと生産
性との向上を図り、なおかつ成形素材の重量を均一にす
ることにより熱圧縮成形性の向上を図った木質系成形体
の製造方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） このため、本発明は、木質繊維に結合剤等を含ませて木
質系成形素材を得、続いてこの成形素材から結合剤リッ
チ部を除去し、しかる後に繊維状まゝまたは所定形状に
集合させて成形型に供給し、熱圧縮成形するように構成
したことを要旨とする。

本発明に用いる木質繊維は、木材チップ等を解繊して得
たものであり、使用する木材やその解繊方法は特に限定
されない。例を挙げれば、木材としては、ヒノキ、アカ
マツ、スギ、ラワン、ブナ等を用いることができ、また
その解繊方法としては、スチームにより蒸煮した後、機
械的にほぐす方法を用いることができる。

木質繊維に含ませる結合剤は、該木質繊維自体の粘結性
を補う性質を有するものであれば良く、例えばクマロン
樹脂のような熱可塑性樹脂あるいはフエノール樹脂、尿
素樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。またこ
の結合剤の他に、耐水性を向上させるためのはっ水剤ま
たは離型剤を含ませることができる。

本発明の製造方法では、上記したように、木質系成形素
材を繊維状まゝ成形型に供給して圧縮成形する内容を含
むが、この場合は、例えば成形型を構成する上・下型を
予め所定間隔で合せておき、空気流に乗せて該成形型内
に成形素材を充填するようにする。一方、木質系成形素
材を所定形状に集合させた後型内へ供給する場合は、例
えば金網、パンチングメタル等を張った積層用容器を備
え、この中に成形素材を吸引して前記金網等の上に積も
らせ、その後、別途備えた保持器に吸引保持して成形型
上まで搬送し、続いて前記吸引を解除することにより型
内へ落し込むようにすれば良い。

また木質系成形素材から結合剤のリッチな部分を除去す
るには、例えば立形の分級容器を備え、この容器の上部
から該成形素材を落下させ、その途中から軽量部分を吸
引排出し、一方結合剤リッチの重量部分を該容器下に落
下させるようにする方法を採用することができる。

（作用） 上記のように構成した木質系成形体の製造方法におい
て、木質系成形素材を直接成形型に供給するようにした
ので、マット化が不要になって歩留りの向上並びに工程
の簡略化を達成できる。また木質繊維のからみ少ない状
態から圧縮をスタートさせるため、圧縮成形性が向上し
て深絞り部分を含む成形体の製造が容易となる。さらに
木質系成形素材から結合剤のリッチ部分を除去すること
により後の圧縮成形工程において、表面ふくれや密度バ
ラツキのない品質的に安定した成形体を製造できると共
に、これに表皮を高周波溶着した場合にスパークの発生
を未然に防止できるようになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図と第２図は、本発明にかゝる木質系成形体の概略
の製造工程の一例を示したものである。第１図におい
て、１は木材チップＷ１を貯蔵する貯蔵タンクで、該貯
蔵タンク１から搬送された木材チップＷ１はチップ洗浄
機２に至って洗浄作用を受け、続いて解繊機３に搬送さ
れ、そこで蒸煮、解繊作用を受けて繊維化される。なお
この時、ポンプ４からはっ水剤が解繊機２に供給され
る。前記繊維化された木質繊維Ｗ２は、乾燥機５の熱風
管５ａに搬送され、ドライヤ５ｂからの熱風に乗せられ
てサイクロン５ｃに至り、この間乾燥される。前記乾燥
された木質繊維Ｗ２は、混合機６のホッパ６ａに搬送さ
れた後、該混合機６の本体６ｂに至り、そこで結合剤、
耐水剤等と混合され、次工程へと搬送される。

混合機６から搬送された繊維状の混合物（木質系成形素
材）Ｍは、後述する分級工程を経た後、第２図に示すよ
うに、先ず集合装置１０にて上方から積層作用を受けて
所定形状の素材集合体Ｗとされ、その後保持器２０に移
載されて成形装置３０まで搬送され、該成形装置３０の
下型３１内に投入される。下型３１内に投入された素材
集合体Ｗは、そこで加熱作用を受け、続いて下降する該
成形装置３０の上型３２により圧縮されて、所定形状の
成形体Ｐとされる。

以下、上記各工程の詳細について、他の図面も参照して
説明する。

上記解繊機３は、第３図に示すように、チップ洗浄機２
（第１図）から搬送された木材チップＷ１を一旦貯蔵す
るホッパ３ａと、該ホッパ３ａ下に設けられ前記木材チ
ップＷ１を定量送りする第１のスクリュフィーダ３ｂ
と、該第１のスクリュフィーダ３ｂから供給された木材
チップＷ１を蒸煮する蒸煮タンク３ｃと、該蒸煮タンク
３ｃ下に設けられ蒸煮済みの木材チップＷ１を定量送り
する第２のスクリュフィーダ３ｄと、該第２のスクリュ
フィーダ３ｄから供給された木材チップＷ１を機械的に
解繊する解繊ディスク３ｅとを具備している。

蒸煮タンク３ｃには上部からスチームＳが供給されるよ
うになっており、この中に供給された木材チップＷ１
は、攪拌棒３ｆによって攪拌されつゝ前記スチームによ
り蒸され、解繊し易い状態となる。このように蒸煮され
た木材チップＷ１は、さらに第２のスクリュフィーダ３
ｄにより解繊ディスク３ｅに搬送され、そこで機械的に
解繊され後、圧送管３ｇを介して乾燥機５（第１図）へ
搬送される。

また混合機６の本体６ｂは、第４図に示すように、筒状
のケース６ｃに攪拌羽根６ｄを回転可能に内蔵すると共
に、該ケース６ｃの一端部に、前記ホッパ６ａ（第１
図）から木質繊維Ｗ２を取入れるための受入口６ｄおよ
びフェノール樹脂等の結合剤あるいはパラフィン等の耐
水剤を供給するためのスプレーノズル６ｅを設け、さら
に該ケース６ｃの他端部に混合物Ｍ（第２図）を排出す
るための排出口６ｆを具備している。

これにより、受入口６ｄからケース６ｃの一端部に取入
れられた木質繊維Ｗ２は、そこでスプレーノズル６ｅか
ら噴射される結合剤、耐水剤等と合わされ、図示を略す
駆動手段により回転駆動される攪拌羽根６ｄによって良
く混合され、順次排出口６ｆ側へ移動してそこから排出
され、さらに次工程へと搬出される。

上記混合機６から搬出された混合物Ｍは、第５図に示す
分級装置４０へ投入される。第５図において、４１は、
架台４２に立形に固設された下端開放の分級容器で、そ
の上端に斜め上方へ向く排出管４１ａを一体に有してい
る。分級容器４１の内部には、複数の分級板４３、４３
…が立て方向で交互に向きを変えて揺動可能に設けられ
ている。各分級板４３は、その自由端部が分級容器４１
内に回動可能に配設された偏心カム４４によって支持さ
れており、該偏心カム４４の回動により適宜の傾斜角度
を採り得るようになっている。すなわち、この分級板４
３は、前記偏心カム４４にて支持されて傾斜状態を維持
することにより、これと対向する分級容器４１の内壁と
の間に所定の開口を有する分級部４５、４５…を形成し
得るものとなっている。

上記分級容器４１の上端には、これと連通するようにフ
ラッファケース４６が接続されている。このフラッファ
ケース４６は、その上端に前記混合機６（第１図、第４
図）から搬送された混合物Ｍを受入れるための受入口４
７を一体に設けると共に、その内部に相互に噛み合う一
対のフラッファロール４８を配設している。前記フラッ
ファロール４８は前記混合物Ｍをほぐす役割りをなすも
ので、前記受入口４７から投下された混合物Ｍは、この
フラッファロール４８にてほぐされた後、分級容器４１
内へ落下するようになる。

一方、上記分級容器４１の下方には、該分級容器４１か
ら落下する混合物を受けるコンベア４９が配設されてい
る。このコンベア４９は、分級容器４１下において支持
ローラ５０を有する支持部材５１によって支持されてお
り、前記落下する混合物を安定的に受け止めることがで
きるようになっている。またコンベア４９の上方には高
さセンサ（例えば光電管）５２が配設されている。この
高さセンサ５２は、分級容器４１から落下する混合物を
定量測定する役割りをなすものである。

なお、前記分級容器４１の排出管４１ａには吸引ファン
を内蔵する吸引ユニット５３が吸引管５４を介して接続
されており、分級容器４１内が排気されるようになって
いる。また前記コンベア４９には混合物を収納する収納
ケース５４が付設されている。

上記のごとき分級装置４０において、前工程の混合機６
から搬送され、フラッファケース４６の取入口４７から
投入された混合物Ｍは、フラッファロール４８にてほぐ
された後、分級容器４１内に落下する。この時、吸引ユ
ニット５３内の吸引ファンの作動により分級容器４１内
には上昇気流が発生しており、前記落下した混合物Ｍ
は、各分級板４３で画成された分級部４５を通過する間
に、結合剤を適度に含む軽量な混合物は前記上昇気流に
乗せられて舞上り、排出管４２および吸引管５４を介し
て吸引ユニット５３へと吸引される。一方、混合物Ｍの
中の結合剤リッチ部は、重量が重いため、次第に分級容
器４１の下方へ移動し、遂にはその下端開口からコンベ
ア４９上に落下し、さらに該コンベア４９に搬送されて
収納容器５４へと至る。なお吸引ユニット５３に導入さ
れた混合物は、そこから集合装置１０（第２図）へと搬
出される。

このようにして、混合物Ｍから結合剤リッチ部が除去さ
れ、ほぼ均一に結合剤を含む木質系繊維のみが次工程へ
と搬出されるようになる。この時の分級レベルは、分級
部４５の開口面積（分級板４３の傾斜角度）あるいは吸
引ユニット５３の吸引力によって任意に調整することが
できる。この場合、高さセンサ５２で得た結合剤リッチ
部の量を参考にして前記調整量を決定する。

ところで、上記混合物Ｍから素材集合体Ｗを得るための
集合装置１０は、一例として第６図に示すように構成さ
れる。すなわち集合装置１０は、鉄板等を屋根状に形成
した散布用容器１１と、この散布用容器１１の下部側に
合わされて、混合物Ｍを積層させる積層用容器１２とに
より概略構成されている。前記散布用容器１１の上部開
口には混合物Ｍを散布するための散布器１３とこの散布
器１３から散布された混合物Ｍの散布方向を規制するエ
ア吹出口を内側に有するエア吹出容器１４、１４が設け
られており、各エア吹出容器１４にはエア供給管１５、
１５を介して切換バルブ１６により切換えられたエアが
供給されるようになっている。また上記積層用容器１２
の底部側には、該積層用容器１２内を吸引するための吸
引管１７が接続されており、その上部には集合体の底面
形状を規整する金網，パンチングメタル等の付形部材１
８が張設されている。なお積層用容器１２には散布用容
器１１を嵌合するためのガイド板１２ａが一体に設けら
れている。またこの積層用容器１２は吸引管１７を含む
下部構造を切離しすることがきるようになっている。

かゝる構成により、先ず切換バルブ１６を開いてエア供
給管１５よりエア吹出容器１４にエアを供給し、散布用
容器１１から積層用容器１２に至るエアの流れを形成
し、続いてこのエアの流れに対して散布器１３より混合
物Ｍを放出する。混合物Ｍは前記エアに乗せられて浮遊
状態で積層用容器１２に降下し、付形部材１８上に順次
堆積する。この時、左右エア吹出容器１４、１４から噴
出するエアを切換バルブ１６により切換え、混合物Ｍの
降下方向を変えて付形部材１８上の全域に散りばめかつ
必要箇所に厚肉に堆積させる。またこの時前記積層用容
器１２の底部側から吸引管１７を介してエアを吸引し
て、混合物Ｍの速やかな堆積を助長する。

このようにして混合物Ｍの積層が進行し、遂には所定形
状の素材集合体Ｗが得られるようになり、この時点で散
布器１３からの混合物Ｍの供給を停止し、同時にエア供
給管２８からのエアの供給も停止して、木質系繊維の積
層工程が完了する。なお、得られた素材集合体Ｗは、単
に積層しただけであるので、極めて低密度である。また
その厚さは、所望厚さより大きく設定されている。

上記積層完了後、積層用容器１２を散布用容器１１から
切離し、積層上面を平坦にした後（図示略）、第７図と
第８図に示すように、積層用容器１２から保持器２０に
移載する。すなわち、保持器２０は、積層用容器１２に
嵌合できる形状をなす本体２１内に、金網等から成る支
持部材２２を張設し、さらに本体２１の上部側に吸引管
２３を接続して成るもので、吸引管２３を介して図示し
ない吸引装置等により本体２１内を吸引すると、素材集
合体Ｗは比重が軽いために上方へ移動して支持部材２２
に密着支持される。そしてこの吸引状態を続けたまゝ保
持器２０を持上げ、図示しない搬送手段により前記成形
装置３０まで移動せしめ、位置決めした後、その吸引を
解除して下型３１内へ素材集合体Ｗを投入する（第２
図）。

第９図と第10は、上記のように投入された素材集合体Ｗ
の圧縮成形を実行する成形型の構造およびその使用態様
を示したものである。これらの図において、下型３１は
熱板３３上に固定され、上型３２は熱板３４下に固定さ
れている。下型３１の外周部は保持枠３５により囲まれ
ており、下型３１上には素材集合体Ｗの収納空間が形成
されている。そして上型３２はこの保持枠３５の内周面
に沿って摺動できるようになっている。また上型３２に
は複数のガス抜き孔３６が設けられており、該ガス抜き
孔３６はポート３７を介して図示を略す真空引き手段に
配管３８で結んでいる。なお配管３８にはバルブ３９が
介装されている。

かゝる構成により、圧縮成形に先立ち下型３１と上型３
２とを熱板３３、３４により予め加熱しておき、まず保
持枠３５で囲まれた下型３１上に素材集合体Ｗを供給す
る（第９図）。この素材集合体Ｗの供給を待って、図示
を略すプレス上ラムを下降させると、上型３２と下型３
１との間で素材集合体Ｗが絞り込まれ、次第に木質繊維
のからみを増して高密度となり、これに伴なって成形圧
力が上昇する。この間切換弁３９を開き、ガス抜き孔３
６を通してガス抜きを行う。

このようにして、遂には硬質でかつ所定の深絞り部Ｐ１
を有する均質な木質系成形体Ｐが得られる。しかして、
この圧縮成形に供する素材集合体Ｗは、前記分級工程に
おいて結合剤リッチ部分が除去されているため、ほゞ一
定の重量となっており、表面フクレ等の欠陥のない高強
度の成形体Ｐが得られるようになる。また素材集合体Ｗ
の外周部付近の木質繊維は、型内部へほとんど流動しな
いため、外形の形状出しが完全に行なわれ、後の外形抜
き工程を省略できるようになる。

なお、上記実施例において、木質系成形素材として、低
密度の素材集合体Ｗを用いたが、本発明は、これに代え
て、該素材集合体Ｗの原料である繊維状の混合物Ｍをそ
のまゝ成形型内に供給し、圧縮成形に供することもでき
る。

第11図と第12図は、上記混合物Ｍを成形型に直接供給す
る装置の一例を示したものである。同図において、６０
は充填装置で、該充填装置６０は、立形の供給容器６１
と横形の圧送容器６２から概略構成されている。供給容
器６１と圧送容器６２とは開口部６３を介して連通し、
該開口部６３はシリンダ６４にて駆動される遮蔽板６５
により開閉できるようになっている。供給容器６１は、
上端に混合物Ｍの供給口６６を具備すると共に、その開
口部６３上方に一対の回転ブラシ６７、６７を内装して
いる。また圧送容器６２は、その一端を図示を略す送風
機に結ぶと共に、その他端を前出（第９図および第10
図）の圧縮成形型に結び、さらに、その開口部６３下方
に位置する部分に図示を略すロードセルに結ぶ秤量板６
８を内装している。一方、成形型の保持枠３５には、前
記圧送容器６２に結ぶ第１の開口６９とその反対側で外
部に結ぶ第２の開口７０とが設けられている。開口６
９、７０は、半閉じされた型内の空所７１に対応する上
下幅を有すると共に適宜の長さを有している。また該保
持枠３５には、前記各開口６９、７０を開閉できる扉体
７２、７３が横スライド可能に設けられている。扉体７
２、７３は、一方の扉体７２側を代表的に示す第12図か
ら明らかなように、その片側に前記開口６９、７０とほ
ゞ同じ大きさの窓７４を有しており、特に第２の開口７
０に臨む扉体７３は、その窓に金網７５を取付けてい
る。各扉体７２、７３はまた、その下端にラック７６を
設けており、さらに、保持枠３５に突設したブラケット
７７には、モータ７８が固設され、このモータ７８の出
力軸に前記ラック７６に噛合するピニオン７９が取付け
られている。すなわち、各扉体７２、７３はモータ７８
の駆動により横スライドし、窓７４を各開口６９、７０
に臨ませる位置と該開口６９、７０を閉塞する位置とを
適宜選択できるようになっている。

かゝる構成により、供給口６６から供給容器６１内に投
入された混合物Ｍは、回転ブラシ６７により繊維のから
みをほぐされながら、開口部６３から落されて圧送容器
６２内の秤量板６８上に堆積する。そして所定量堆積す
ると、シリンダ６４が作動して遮閉板６５により開口部
６３が閉じられ、これに時を合わせて送風機から風が、
Ａ矢印のように送られ、前記秤量板６８上に堆積した混
合物Ｍが、その空気に乗せられ型内の空所７１に給送さ
れる。

型内に給送された混合物Ｍは、金網７５によりその前進
が止められて、次第に空所７１内に堆積し、一方、空気
はＢ矢印のように金網７５を通って外部へと逃げる。そ
して遂には空所７１が混合物Ｍで充填され、この時を待
って、モータ７８が駆動を開始し、扉体７２、７３がス
ライドして第１、第２の開口６９、７０が閉じられる。
その後、前出第９図および第10図に付説明したと同様の
行程で圧縮成形が行なわれ、前記実施例と同様に、高品
質の木質系成形体Ｐが得られるようになる。

なお、上記木質系成形体の製造に供した装置類は、一例
を示したに過ぎないもので、他の構造の装置に変えて良
いことはもちろんである。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明は、木質系成形素
材を成形型に供給して熱圧縮成形するようにしたので、
マット化が不要になって、歩留りの向上と工程の簡略化
を達成できる効果を奏した。

また、木質繊維のからみの少ない状態から圧縮をスター
トさせるため、圧縮成形性が向上して深絞り部分を含む
成形体を、スケや亀裂等の不具合なしに高品質に製造し
得る効果を奏した。そしてこの成形性の向上により、木
質繊維に含ませる結合剤の量を少なくできるばかりか、
麻繊維の添加が不要となり、製造コストの著しい低減を
達成できる効果を奏した。

さらに、木質系成形素材から結合剤のリッチ部分を除去
することにより、後の圧縮成形工程において表面ふくれ
や密度バラツキが生じることがなくなって、高品質の木
質系成形体を製造できる効果を奏した。また前記のよう
に結合剤のリッチ部分を除去したことにより、得られた
成形体にスパークの発生なしに表皮を高周波溶着するこ
とが可能になり、本法により得た木質系成形体は著しく
適用範囲が拡大する効果を奏した。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、本発明にかゝる木質系成形体の製造
工程の一例を示したもので、第１図は成形素材の製造工
程図、第２図は前記成形素材を用いて行う成形工程図、
第３図ないし第10図は、本木質系成形体の製造を実行す
る装置の構造およびその使用態様の一例を示したもの
で、第３図は解繊機の模式図、第４図は混合機の模式
図、第５図は分級装置の模式図、第６図は集合装置の断
面図、第７図と第８図は保持器の断面図、第９図と第10
図は成形型の断面図、また第11図と第12図は木質系成形
体の製造を実行する他の装置例を示したもので、第11図
は断面図、第12図はその一部の正面図である。 ３…解繊機、６…混合機 １０…集合装置、２０…保持器、 ３０…成形装置、３１…下型 ３２…上型、４０…分級装置 ６０…充填装置、Ｍ…混合物 Ｗ…素材集合体、Ｐ…木質系成形体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】木質繊維に合成樹脂等を含む結合剤を加え
   て木質系成形素材を得、続いてこの成形素材から結合剤
   リッチ部を除去し、しかる後に繊維状まゝまたは所定形
   状に集合させて成形型に供給し、熱圧縮成形することを
   特徴とする木質系成形体の製造方法。