JP2003305707A - 木質系複合材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】木質材料片の長さが１５０ｍｍ以下であって
も、構造材として十分使用できる高強度な木質系複合材
料の製造方法を提供する。 【解決手段】重量比７０％以上が比重０．３〜０．６、
長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にある細長い木質材料
片と、結合剤とを材料として用いる。木質材料片がほぼ
一方向を向くように配向させた状態で積まれ、加熱・加
圧されて結合剤により木質材料片同士が結合され、その
比重が０．６以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は木質系複合材料及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】構造材料として用いられるエンジニアリ
ングウッドと称される木質系複合材料は、従来より、例
えば、細長い木質材料片に結合剤を塗布するなどして担
持させた結合剤付き木質材料片を、その長手方向に向き
を揃えて積層し、この積層体を加圧・加熱することによ
って得られている（例えば、特許文献１）。また、木質
材料片を得ようとする木質系複合材料の長さ方向に配向
させた状態でマット状に積層し、このマットを加圧・加
熱することも知られている（例えば、特許文献２）。

【０００３】このようにして製造される木質系複合材料
は、構造材料として必要な強度を得るために、繊維方向
に一定以上の長さを有する細長い木質材料片を用いる必
要があり、上記特許文献記載の技術では、１５ｃｍ以上
の繊維方向長さを有する木質材料片が用いられている。
すなわち、短い木質材料片が使用できないのは、得られ
る複合材料の強度が確保出来ないからである。

【０００４】

【特許文献１】特公昭５０−１７５１２号公報

【０００５】

【特許文献２】特許２５２７７６１号公報

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者の検討によれば、近年問題になっている木材の廃棄物
から、従来の方法で用いられている木質系複合材料の原
料となる比較的長い木質材料片を得ることは困難になり
つつある。即ち、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、建築物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、且つ異物の混入があるた
め、切削加工用の刃物が損傷し易く、安定した操業が難
しい。一方、上記異物への耐性が大きい破砕機を用いた
場合、得られる木質材料片の長さは２ｃｍ〜１０ｃｍ程
度であるため、１５ｃｍ以上の繊維方向を有する木質材
料片を必要とする従来の製造方法に用いることができな
い。

【０００７】本発明の目的は、上記従来の木質系複合材
料の製造方法上の問題点に鑑み、例えば、１５０mｍ未
満の短い木質材料片を用いた場合であっても、構造材と
して充分使用できる高強度な木質系複合材料を提供する
ことにある。

【０００８】

【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に記載の木質系複合材料（以下、
「請求項１の複合材料」と記す）は、重量比７０％以上
が比重０．３〜０．６、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範
囲にある細長い木質材料片と、結合剤とを含む材料から
なり、前記木質材料片をほぼ一方向を向くように配向さ
せた状態で積まれ、加熱・加圧されて結合剤により木質
材料片同士が結合され、その比重が０．６以上であるこ
とを特徴としている。本発明の請求項２に記載の木質系
複合材料（以下、「請求項２の複合材料」と記す）は、
重量比７０％以上が長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲に
ある細長い木質材料片と、結合剤とを含む材料からな
り、木質材料片がほぼ一方向を向くように配向された状
態で積まれ、木質材料片の長手方向に対して垂直方向に
扁平されて木質材料片の断面積が平均７０％以下に圧縮
され、結合剤により木質材料片同士が結合されているこ
とを特徴としている。

【０００９】本発明の請求項３に記載の木質系複合材料
の製造方法（以下、「請求項３の複合材料の製造方法」
と記す）は、木材を破砕機で破砕する工程と、破砕され
た木質材料片を重量比７０％以上が長さ２０ｍｍ〜１５
０ｍｍの範囲に分級する工程と、破砕された木質材料片
に結合剤を混和させる工程と、木質材料片をほぼ一方向
を向くように配向させて積む工程と、０．５〜２Pa の
蒸気で加熱する工程と、木質材料片の長手方向に対して
垂直方向から加圧する工程と、からなることを特徴とす
る。

【００１０】本発明において、木質材料片の厚さとは、
木質材料片の長手軸に直交しかつ互いに直交する２方の
軸方向の木質材料片の寸法のうち、短い寸法を厚さとし
た。

【００１１】木質材料片となる原料材の樹種としては、
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。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。

【００１２】上記原料材を木質材料片にする加工方法と
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。破砕
機とは、一般的に粉砕機と呼ばれる機械も含まれる。ま
た、一般にパーティクルボードに使用されているような
切削を要素とした小片製造機の使用も可能であるが、小
片が薄く削られた物になり強度が比較的でにくく、破砕
を要素とする破砕機により作製された破砕チップは紡錘
状になり強度がでやすく、こちらの方がより好ましい。

【００１３】そして、上記のようにして破砕された木質
材料片は、その厚さが不揃いの場合は、一定範囲の厚さ
の木質材料片に分級されるが、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。

【００１４】本発明の木質系複合材料において、使用さ
れる木質材料片は、その比重が０．３〜０．６、その長
さが２０ｍｍ〜１５０ｍｍであり、その厚さ（短辺）が
１ｍｍ〜１１ｍｍであることが好ましい。製造された木
質系複合材料の嵩密度が０．６以上に限定されるが、そ
の理由は、以下の通りである。即ち、木質材料片の比重
が０．３未満のもの場合、木質が腐敗しているため十分
な強度が得られなかったり、成形時の圧密処理を十分に
行うことができず、強度が得られない。木質材料片の比
重が０．６を越えるものは、木質材料片が固く、所望す
る構造材としての成形が難しい。

【００１５】木質材料片の厚さが１ｍｍ未満のものを用
いると、構成材料片が小さくなりすぎ、多くの結合材が
必要となり、強度を発現しない。一方、木質材料片の厚
さが１１ｍｍを越えると、構造材料の厚さ方向への木質
片の積層数が少なくなってしまい、応力伝達が十分に行
えず、木質片の継ぎ目に応力集中を起こしやすく、所望
な強度を得ることができない。木質材料片の長さが２０
ｍｍ未満のものを用いると、構造材として使用する場
合、軸方向の強度が不十分となり、１５０ｍｍを越える
ものを用いると、木質材料片を積層したとき、１本の木
質材料片の積層交点が増してしまい、十分な圧密化がで
きない。木質材料片の長さは、完全にきっちり分離でき
る物ではないため、重量比で、７０％以上であり、好ま
しくは８０％以上が、上記長さの破砕チップが含有して
いれば十分効果が発揮される。

【００１６】また、木質材料片の長さと厚さとの比は、
特に限定されないが、長さが厚さの１０倍以上となるこ
とが好ましい。すなわち、長さが厚さの１０倍未満であ
ると、木質系複合材料の軸方向の強度が不十分となる恐
れがある。

【００１７】嵩密度が０．６未満では木質材料片の十分
な結合が得られず、構造材として用いる場合、十分な強
度を得ることができない恐れがある。さらに、空隙率
は、特に限定されないが、１０％以下となることが好ま
しい。すなわち、空隙率が１０％を越えると、木質系複
合材料中の各木質材料片同士の結合が不十分となり、十
分な強度を発現しなくなる恐れがある。

【００１８】また、木質材料片は、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、０〜１０％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
質材料片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。

【００１９】本発明で用いられる結合剤としては、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材料片に噴霧したり、木質
材料片と撹拌混合して予め木質材料片に担持させた状態
でフォーミング型に供給され、粉末状の場合は、一般に
木質材料片と均一に混合した状態で、フォーミング型に
供給される。

【００２０】上記のようにして得られた結合剤付き木質
材料片をフォーミング型に投入する方法としては、オリ
エンテッド・ストランド・ボード（ＯＳＢ）等の既存の
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
ンター等の公知の配向手段をフォーミング型の上方に配
置し、この配向手段により配向させながら投入する方法
が使用できるが、上部の投入口から結合剤付き木質材料
片が投入されスリット状の排出口に向かって幅が縮小す
る内面形状（嘴形状）の配向部を有するホッパをその排
出口が各分割枠部の上部開口を臨むようにフォーミング
型の上方に配置し、ホッパを介して投入する方法を用い
ることが好ましい。その他、幅方向に樋状体を並設させ
て、凹凸溝形状として、溝を流れることで並べる方法を
用いることが可能である。

【００２１】すなわち、上記のようなホッパを用いるこ
とによって、フォーミング型の各分割枠部に効率よく、
すなわち、ロスなく結合剤付き木質材料片を供給するこ
とが可能になる。ホッパの内面形状はフォーミング型の
形状により決まってくるが、結合剤付き木質材料片が詰
まらない形状であれば良い。具体的には、排出口のスリ
ット幅を１５ｍｍ以上で分割枠部の内幅より小さい形状
であることが好ましい。

【００２２】フォーミング型の形状は、得ようとする木
質系複合材料によって適宜決定されるが、例えば、１０
００×５００×３０ｍｍの板形状の木質系複合材料を得
る場合は、フォーミング型により１０００×５００×１
００ｍｍ程度の積層マットがつくられなければならな
い。すなわち、積層マットの縦、横の寸法は、得ようと
する木質系複合材料の縦、横と同じ寸法或いは、少し大
きめで作製しておき、積層マットの厚さは少なくとも得
ようとする木質系複合材料の３倍以上の厚さとすること
が好ましい。

【００２３】また、フォーミング型に一定間隔の分割枠
部を形成する方法としては、特に規定されるものではな
いが、得ようとする木質系複合材料の縦、横と同じ寸法
或いは、少し大きめの枠状をした型本体内部を厚さ数ｍ
ｍの金属板を用いて仕切る程度でよい。分割する方向に
ついては、木質材料片を配向させた方向と配向と直角方
向では強度特性が異なるため、必要な成形品により決ま
る。因みに、上記のような１０００×５００×３０ｍｍ
の板形状の木質系複合材料を得る場合なら、１０００×
５００×1００ｍｍの枠状をしたフォーミング型本体内
を高さ１００ｍｍの19枚の仕切り板を用いて、幅方向
（５００ｍｍ側）に２０ｍｍの一定間隔で仕切ったよう
なフォーミング型を用いることが好ましい。また、仕切
り板は、フォーミング型本体に固定されていても構わな
いし、着脱自在になっていても構わない。

【００２４】また、木質材料片の厚さと分割枠部の内幅
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、、木質材料片の厚さが１ｍｍ〜
１１ｍｍである場合、フォーミング型の分割枠部の内幅
を２０ｍｍ〜４０ｍｍとすることが好ましく、木質材料
片の厚さが３ｍｍ〜５ｍｍである場合、フォーミング型
の分割枠部の内幅を２０ｍｍ〜３０ｍｍとすることが好
ましい。

【００２５】分割枠部の内幅が狭過ぎると、分割枠部内
にきれいに木質材料片が落ちず、自動で生産する場合ト
ラブルになりやすく、分割枠部の内幅が広過ぎると、木
質材料片が配向しにくくなり、配向方向での必要強度が
でなくなる恐れがある。フォーミング型で配向された木
質材料片からなるマットは、フォーミング型全体を取り
外すか、フォーミング型本体を残し仕切り壁となる仕切
り板のみを取り外した状態で加圧・加熱可能なプレス機
へ投入されてプレスされるが、仕切り板やフォーミング
型を取り外した時に、木質材料片の積層状態が崩れる場
合には、予め、フォーミング型に崩れ防止シートを配置
しておき、そのシートごとプレス成形することも可能で
ある。即ち、例えば、崩れ防止シートとして新聞紙をフ
ォーミング型内に敷いておき、フォーミング型を取り外
す際、マットを新聞紙でくるみ、紐や粘着テープで固定
した状態でプレス成形してもよい。

【００２６】プレス機としては、特に限定されないが、
例えば、既存の木質系材料成形用の縦型プレス機や連続
プレス機を垂直方向動作にしたもの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。プレス機の温度条件は、通常１００〜２
５０℃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
であればよい。１MPa未満であると、充分に圧縮でき
ず、１０MPa以上であると、プレスのための設備が高価
になる。プレス時間は、結合剤が硬化する時間の加熱と
圧力を加えればよい。

【００２７】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。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。蒸気で加熱
する場合は、０．５〜２Pa の圧力で蒸気を噴射する。
０．５以下では、木質材料片が軟化せずに、圧縮できな
いし、２Pa以上では、設備が大型化しすぎて現実的では
ないためである。また、本発明において、木質材料片の
積層マットは、３層以上とすることが好ましい。即ち、
２層以下では構造材として十分な強度が得られなくなる
恐れがある。

【００２８】さらに、本発明の木質系複合材料を製造す
る場合、プレス成形後、得られる木質系複合材料の寸法
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。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。図１および図２は、本発明にかかる木質
系複合材料の製造方法の第１の例をあらわしている。

【００３０】この製造方法は、まず、図１（ａ）に示す
ように，廃材等の原料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木質系粉砕チップ１
ａをウェーブローラー方式の分級機２で分級し、厚さ１
ｍｍ〜１1ｍｍ、長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍ、長さ／厚
さ≧１０、比重０．３〜０．６の木質材料片１ｂを得
る。つぎに、図１（ｂ）に示すように、木質材料片１ｂ
を乾燥機３に入れて０〜１０％の含水率になるまで乾燥
したのち、図１（ｃ）に示すように、ドラムブレンダ４
に投入し、結合剤５をドラムブレンダ４内の木質材料片
１ｂにスプレー散布し、ドラムブレンダ４内で木質材料
片１ｂに結合剤５を担持させて結合剤付き木質材料片１
ｃを得る。

【００３１】そして、図２に示すように、コンベア６の
受け６１上に得ようとする仕切り壁７１によって複数の
分割枠部７２に分割されたフォーミング型７をセットし
た後、コンベア６によって配向手段としてのディスクオ
リエンター７３の下方にフォーミング型７を移動させ
る。フォーミング型７がディスクオリエンター７３の下
方の所定位置まで移動したら、上方から結合剤付き木質
材料片１ｃをディスクオリエンター７３に供給し、ディ
スクオリエンター７３で木質材料片１ｂの繊維方向が分
割枠部７２の長手方向に向くように配向させながら、各
分割枠部７２内に結合剤付き木質材料片１ｃを投入す
る。また、このとき、結合剤付き木質材料片１ｃを分割
枠部７２の長手方向に均一に投入できるようにフォーミ
ング型７をコンベア６の移送方向（図２で矢印Ｂ方向）
に前後動させる。

【００３２】そして、結合剤付き木質材料片１ｃをフォ
ーミング型７の所定高さまで積層させた後、フォーミン
グ型７を上方に引き上げて取り除き、木質材料片１ｂが
積層された積層マット１ｄをコンベア６によってプレス
機８のところまで移動させ、プレス機８によって積層マ
ット１ｄを加熱するとともに、木質材料片１ｂの積層方
向、即ち、上下方向から得ようとする空隙率１０％以
下、嵩密度０．６以上の木質系複合材料になるようにプ
レス成形する。

【００３３】その後、必要に応じてアニール処理や、切
削、サンディング加工を行い、木質系複合材料１ｅを得
る。

【００３４】このようにして得られた本発明の木質系複
合材料は、以上のように、厚さ１ｍｍ〜１1ｍｍ、長さ
２０ｍｍ〜１５０ｍｍ、長さ／厚さ≧１０の木質材料片
１ｂを用いて製造され、空隙率１０％以下、嵩密度０．
６以上であるので、構造材として十分な強度を備えてい
る。

【００３５】木質材料片の長手方向に対して垂直方向に
扁平されて木質材料片の断面積が７０％以下に圧縮され
る。図５は、木質系複合材料の断面図であり、（a）は
コの字状のガイドに入れられ、加圧する前の状態を表
し、（b）は、加圧された後の成形された状態を表して
いる。木質材料片を長手方向に配向させて単に積まれた
ものは、チップ／チップ間に空隙が生じ、強度が低い。
しかし、長手方向に対して垂直方向に扁平されたチップ
が積まれたものは、紡錘状から平板状になり、チップ／
チップ間の空隙が物理的に小さくなり強度が高い。断面
積が７０％以上であると、チップの断面の形状が紡錘状
に近くなり、一方向に配向してもチップ／チップ間に隙
間が生じ物性が、物性が低くなるという問題がある。

【００３６】図６に示すように、この木質系複合材料１
は、細長い木質材料片１ｂが各木質材料片がその長手方
向に配向するように積層されるとともに、結合剤を介在
させた状態で加熱加圧成形されて形成されていて、各木
質材料片１ｂの繊維方向寸法が２ｃｍ以上１５ｃｍ未満
で、各木質材料片１ｂの繊維方向αと木質系複合材料１
の長手方向（図１の矢印Ｘ方向）とのなす角度の絶対値
の平均が３０度以内の角度で配向している。

【００３７】配向の角度の測定方法としては、この木質
系積層マットの木質系原料片の画像をデジタルスティル
カメラで撮像し、コンピューターに取り込まれる。この
画像データーを、ペイントショップ（商品名、（ジャス
クソフトウェアー社製、ｖｅｒ．６）で木質系原料片の
色値と輝度値で形状を抽出する）。

【００３８】次にこの画像をフォトショップ（商品名、
アドビシステムズ社製、ｖｅｒ．５）でカットアウト処
理し、判定プログラム（自社開発楕円モデルソフトウェ
アー）で配向角度と寸法を測定される。同じ作業を数回
繰り返し、統計的に配向角度分布と寸法分布を測定され
る。配向角度の測定実験値は、木質材料片の長さが５mm
以上のものの平均配向角度は１４°、長さ２０mm以上の
ものの平均配向角度は１２．７°であった。

【００３９】そして、厚さ１ｍｍ〜１1ｍｍ、長さ２０
ｍｍ〜１５０ｍｍの従来用いることができなかった破砕
機を用いた場合、得られる木質材料片の長さは２ｃｍ〜
１０ｃｍ程度短い木質材料片を使用できるようになり、
廃材等を有効にリサイクルできるようになる。

【００４０】なお、上記木質系複合材料１ｅの製造方法
は、結合剤付き木質材料片１ｃが配向させられてフォー
ミング型７に供給されるが、フォーミング型７内が幅の
狭い分割枠部７２分割されているので、フォーミング型
７内に供給された結合剤付き木質材料片１ｃが、分割枠
部７２の仕切り壁７１で規制されて、繊維長が短く、長
さもランダムな木質材料片１ｃであっても、極めて均等
均質に配向することが可能となるとともに、分割枠部７
２の長手方向に配向した状態で型崩れすることなくマッ
ト状に確実に積層される。

【００４１】そして、結合剤付き木質材料片１ｂの積層
方向からプレスするようにしたので、製造方法が簡略化
でき、製造コストが低減される。

【００４２】図３および図４は、本発明にかかる木質系
複合材料の製造方法の他の例をあらわしている。図３お
よび図４に示すように、この製造方法は、ディスクオリ
エンター７３に代えて、以下に詳述するように、ホッパ
９を介して結合剤付き木質材料片１ｂをフォーミング型
７に供給するようにした以外は、前述の製造方法と同様
になっている。

【００４３】即ち、この製造方法では、ホッパ９は、上
部の投入口９１、下部にスリット状の排出口９２を備
え、投入口９１から排出口９２に向かって幅が縮小する
内面形状をしているとともに、コンベア６の進行方向に
対して直交する補講に水平移動可能になっている。そし
て、コンベア６によってホッパ９の下方にフォーミング
型７が移動してくると、ホッパ９を、その排出口９２が
フォーミング型７の幅方向の一方の端部に位置する分割
枠部７２を上方から臨む位置に配置し、ホッパ９を介し
て結合剤付き木質材料片１ｂを分割枠部７２内に供給
し、１つの分割枠部７２内に必要量の結合剤付き木質材
料片１ｂが供給されると、つぎつぎにホッパ９を隣接す
る分割枠部７２の上方まで水平にスライドさせて同様に
供給を行い、全ての分割枠部７２内に必要量の結合剤付
き木質材料片１ｂを供給するようになっている。

【００４４】そして、この製造方法によれば、前述の製
造方法の効果に加え、ホッパ９によって各分割枠部の確
実にロス無く結合剤付き木質材料片１ｂを供給すること
ができるので、より緻密で強度的に優れた木質系複合材
料を得ることができる。

【００４５】本発明にかかる木質系複合材料は、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
では、１つのホッパで順に分割枠部に結合剤付き木質材
料片を供給するようにしていたが、複数のホッパを幅方
向に並べ同時に複数の分割枠部に供給できるようにして
も構わない。また、上記の実施の形態では、結合剤付き
木質材料片をフォーミング型の所定高さまで積層させた
後、上方に引き上げてフォーミング型を取り除くように
しているが、仕切り壁となる仕切り板を上方に引き上
げ、フォーミング型本体は分解して取り除くようにして
も構わない。

【００４６】

【実施例】（実施例１）図２に示したプロセスにより木
質系複合材料を作製した。具体的には、木材廃棄物処理
業者から購入したボード用チップを、ウェーブローラー
方式の分級機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１ｍｍ〜１１ｍｍ、長さ２０
ｍｍ〜１５０ｍｍ、長さ／厚さ＝１０以上、比重０．３
〜０．６の木質材料片を得た。

【００４７】なお、木質材料片の比重は、抜き取り検査
し、長さについては画像測定により確認した。上記木質
材料片を、加熱オーブン（５０℃、２４ｈ）にて、含水
量調整した（含水量は５．２％）。

【００４８】次にドラムブレンダに含水量調製した木質
材料片と結合剤としてイソシアネート系接着剤とを投入
し、木質材料片に対してイソシアネート系接着剤が５重
量％塗布された結合剤付き木質材料片を得た。次に得ら
れた結合剤付き木質材料片をＯＳＬフォーミングマシー
ン（たいへい社製）に投入し、図２に示した方法でフォ
ーミング型に投入した。なお、フォーミング型は、縦２
０００ｍｍ、横５００ｍｍ、高さ１００ｍｍであり、内
部が仕切り壁となる金属製の仕切り板（鉄、厚さ２ｍ
ｍ）を用いて、５０ｍｍ間隔で１０等分した分割枠部を
備えたものを用いた。

【００４９】次にフォーミング型を図２のように脱型し
得られた積層マットを、金型が縦２５００ｍｍ、横５０
０ｍｍ、高さ１５０ｍｍである伝熱タイプのプレス機
（川崎油工社製３００ｔプレス）へ投入し、加熱温度１
８０℃、加圧力３０ｋｇ／ｃｍ2、プレス時間１０分
で、最終形状が２０００×５００×３０ｍｍになるよう
に加圧しつつプレス盤をキープし木質系複合材料を得
た。次に得られた木質系複合材料の６面すべてをカット
し、１５００×４００×２５ｍｍの木質系複合材料の板
状体を得た。

【００５０】（実施例２）粉状フェノール樹脂と木質材
料片をヘンシェルミキサーにて混合し、フォーミング金
型に手投入したこと以外は、実施例１と同様にして１５
００×４００×２５ｍｍの木質系複合材料の板状体を得
た。

【００５１】（実施例３）結合剤付き木質材料片をフォ
ーミング型内で２層に積層して得た積層マットを実施例
１と同様の作業条件で加熱圧縮して最終形状が２０００
×５００×１２．５ｍｍの木質複合材料を得た。次に得
られた木質系複合材料の６面すべてをカットし、１５０
０×４００×１０ｍｍの木質系複合材料の板状体を得
た。

【００５２】（比較例１）厚さ１ｍｍ以下の木質材料片
を用いるとともに、結合剤を２０重量％塗布した以外
は、実施例１と同様にして１５００×４００×２５ｍｍ
の木質系複合材料の板状体を得た。

【００５３】（比較例２）厚さ１ｍｍ〜１１ｍｍ、長さ
５ｍｍ〜５５ｍｍ、長さ／厚さ＝平均５の木質材料片を
用いた以外は、実施例１と同様にして１５００×４００
×２５ｍｍの木質系複合材料の板状体を得た。

【００５４】（比較例３）最終形状が２０００×５００
×４０ｍｍになるように加圧しつつプレス盤をキープし
木質系複合材料を得た以外は、実施例２と同様にして１
５００×４００×２５ｍｍの木質系複合材料の板状体を
得た。

【００５５】上記実施例１〜３、比較例１〜３で得た板
状体の、空隙率、嵩密度（みかけ比重）、曲げ強度、弾
性率を評価し、その結果を表１に示した。なお、嵩密
度，曲げ強度および弾性率は、ＪＩＳ Ｚ ２１０１に
準じて測定した。また、空隙率は、成形サンプルの断面
をコピー機で写し取り、 断面部分の紙の重さを測定（A） チップ／チップ間の空隙部分を切り取り、その重さを測
定（B） 空隙率（％）＝（B）／（A）ｘ１００ として求める。
異なる断面を少なくとも５回測定し、平均値を空隙率と
した。

【００５６】

【表１】

【００５７】上記表１から本発明の木質系複合材料は、
短い木質材料片を原料としていても高強度で十分構造材
としても用いることが可能であるとわかる。

【００５８】

【発明の効果】本発明にかかる木質系複合材料は、以上
のように構成されているので、廃材等を破砕して得た短
い木質材料片を用いても十分な強度を発現する構造材料
となる。従って、従来廃棄されていた廃材の有効利用を
図ることが可能になり、廃材の処理コストを低減できる
とともに、廃材の焼却による環境汚染も防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる木質系複合材料の製造方法の一
例であって、その結合剤付き木質材料片の製造工程を説
明する説明図である。

【図２】図１の後工程を工程順にあらわす説明図であ
る。

【図３】本発明にかかる木質系複合材料の製造方法の他
の例であって、その製造工程を説明する説明図である。

【図４】ホッパを介して木質材料片をフォーミング型に
供給することを説明する説明図である。

【図５】本発明にかかる木質系複合材料の断面図であ
り、（a）は加圧する前の状態を表し、（b）は、加圧さ
れた後の状態を表している。

【図６】本発明にかかる木質系複合材料の上面を表す説
明図である。

【符号の説明】

１ｂ 木質材料片 １ｃ 結合剤付き木質材料片 １ｄ 積層マット ５ 結合剤

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【手続補正書】

【提出日】平成１５年６月４日（２００３．６．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】本発明の請求項３に記載の木質系複合材料
の製造方法（以下、「請求項３の複合材料の製造方法」
と記す）は、木材を破砕機で破砕する工程と、破砕され
た木質材料片を重量比７０％以上が長さ２０ｍｍ〜１５
０ｍｍの範囲に分級する工程と、破砕された木質材料片
に結合剤を混和させる工程と、木質材料片をほぼ一方向
を向くように配向させて積む工程と、蒸気で加熱する工
程と、木質材料片の長手方向に対して垂直方向から加圧
する工程と、からなることを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】プレス機としては、特に限定されないが、
例えば、既存の木質系材料成形用の縦型プレス機や連続
プレス機を垂直方向動作にしたもの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であればよ
い。１MPa 未満であると、充分に圧縮できず、１０MPa
以上であると、プレスのための設備が高価になる。プレ
ス時間は、結合剤が硬化する時間の加熱と圧力を加えれ
ばよい。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】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。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。蒸気で加熱
する場合は、０．５〜２MPa の圧力で蒸気を噴射する。
０．５MPa 以下では、木質材料片が軟化せずに、圧縮で
きないし、２MPa 以上では、設備が大型化しすぎて現実
的ではないためである。また、本発明において、木質材
料片の積層マットは、３層以上とすることが好ましい。
即ち、２層以下では構造材として十分な強度が得られな
くなる恐れがある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B260 AA20 BA02 BA19 BA21 CB01 CD02 DA02 DA04 DA05 DA17 EA01 EB02 EB06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量比７０％以上が比重０．３〜０．６、
   長さ２０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲にある細長い木質材料
   片と、結合剤とを含む材料からなり、前記木質材料片が
   ほぼ一方向を向くように配向された状態で積まれ、加熱
   ・加圧されて結合剤により木質材料片同士が結合され、
   その比重が０．６以上であることを特徴とする木質系複
   合材料。
2. 【請求項２】重量比７０％以上が長さ２０ｍｍ〜１５０
   ｍｍの範囲にある細長い木質材料片と、結合剤とを含む
   材料からなり、木質材料片がほぼ一方向を向くように配
   向された状態で積まれ、木質材料片の長手方向に対して
   垂直方向に扁平されて木質材料片の断面積が平均７０％
   以下に圧縮され、結合剤により木質材料片同士が結合さ
   れていることを特徴とする木質系複合材料。
3. 【請求項３】木材を破砕機で破砕する工程と、破砕され
   た木質材料片を重量比７０％以上が長さ２０ｍｍ〜１５
   ０ｍｍの範囲に分級する工程と、破砕された木質材料片
   に結合剤を混和させる工程と、木質材料片をほぼ一方向
   を向くように配向させて積む工程と、０．５〜２Pa の
   蒸気で加熱する工程と、木質材料片の長手方向に対して
   垂直方向から加圧する工程と、からなることを特徴とす
   る木質系複合材料の製造方法。