JP6723054B2 - 木質繊維及び木質繊維板の製造方法 - Google Patents
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Description
木質繊維の製造方法であって、
木質チップを圧縮押出機により圧縮押出処理して破砕し、木質チップ破砕物を得る前処理工程と、
木質チップ破砕物を解繊して木質繊維を得る解繊工程と
を含む方法に関する。
前記方法により木質繊維を製造する木質繊維製造工程と、
前記木質繊維を含む木質材料を接着剤の存在下で熱圧成形する熱圧成形工程と
を含む、木質繊維板の製造方法に関する。
<1.木質チップ>
本発明で前処理の原料として用いる木質チップは、木材をハッカー、クラッシャー、ハンマーミル等の破砕機械を用いて小片化したものである。木質チップの寸法は特に限定されないが、典型的には個々の小片の最大幅が10mm〜30mm、最小幅が2mm〜10mmのものが大部分(例えば90重量%以上)を占める木質チップである。
本発明の木質繊維の製造方法は、
木質チップを圧縮押出機により圧縮押出処理して破砕し、木質チップ破砕物を得る前処理工程と、
木質チップ破砕物を解繊して木質繊維を得る解繊工程と
を含む。
そこで各工程の好適な実施形態について以下に詳述する。
前処理工程で用いる圧縮押出機の概略を図1に示す。圧縮押出機1は一般的に植繊機等と呼ばれることもある。
図1に示す圧縮押出機1は、軸21を中心に回転可能なスクリュー20と、スクリュー20と同軸的に配置されスクリュー20の外側を覆う筒体10と、筒体10の、スクリュー20の回転により内容物が圧縮押出しされる向きの端部に設けられた、複数の排出口31が形成された面板30と、筒体10の側面に開口された投入口51の周縁に立設された投入口部50と、原動機60と、減速機70と、カップリング80とを備える。
圧縮押出機1を用いた圧縮押出処理では、スクリュー20と面板30の仕事による木質チップの機械的な破砕と、木質チップ自体が保持する水及び/又は混合した水が加熱されて生じる水蒸気圧による爆砕による破砕とにより、木質チップが破砕され、木質チップ破砕物が形成される。
上記の前処理工程で得られた木質チップ破砕物を解繊して木質繊維を得る工程が解繊工程である。
解繊はリファイナと呼ばれる解繊機により行うことができる。リファイナとしてはシングルディスクリファイナ、ダブルディスクリファイナ等が例示できる。
本発明の木質繊維板の製造方法は、
上記で詳述した方法により木質繊維を製造する木質繊維製造工程と、
前記木質繊維を含む木質材料を接着剤の存在下で熱圧成形する熱圧成形工程と
を含む。
<原料チップ>
原料チップとして以下のものを用いた。
原料チップA:木質の解体材を破砕機械により破砕したチップ。寸法:長辺が100mm以下。
原料チップB:MDFを破砕機械により破砕したチップ。寸法:長辺が100mm以下。
原料チップC:パーティクルボードを破砕機械により破砕したチップ。寸法:長辺が100mm以下。
原料チップAに対し前処理を行わずにリファイナによる解繊処理を施し、乾燥処理して比較例1の木質繊維を得た。
図1に概略を示す圧縮押出機1を用いて、原料チップAを圧縮押出処理して破砕した。この処理で投入された原料チップAは筒体10内でスクリュー20により面板30に向けて圧縮される。圧縮のエネルギーにより原料チップAは面板30の近傍で約110〜130℃の温度に加熱される。実施例1では原料チップAに水分の添加は行わなかったが、原料チップA自体が保持する水分がありドライベース含水率は30重量%であった。筒体10内で圧縮された原料チップAの粒内ではこの水が水蒸気を形成し、面板30に形成された微細な排出口31から開放された大気中に原料チップAが排出される際に、爆砕により原料チップAが破砕されるように圧縮押出処理を行った。
図1に概略を示す圧縮押出機1を用いて、原料チップAを圧縮押出処理して破砕した。
このとき原料チップAに加えて水を、添加した水と内部保持水とを合計したドライベース含水率が30〜150重量%となるように、投入口部50から筒体10内に投入し、混合物を圧縮押出処理した。このとき、実施例1と同様に、筒体10内において混合物の温度が面板30の近傍で約110〜130℃となり、排出口31から排出されたチップ破砕物の排出時の温度が80〜100℃となるように圧縮押出処理を行った。
図1に概略を示す圧縮押出機1を用いて、原料チップAを圧縮押出処理して破砕した。
このとき原料チップAに加えて水とパラフィンを、添加した水と内部保持水とを合計したドライベース含水率が30〜150重量%、パラフィンを木質絶乾重量に対して0.5〜1重量%となるように、投入口部50から筒体10内に投入し、混合物を圧縮押出処理した。このとき、実施例1と同様に、筒体10内において混合物の温度が面板30の近傍で約110〜130℃となり、チップ破砕物の排出口31からの排出時の温度が80〜100℃となるように圧縮押出処理を行った。
図1に概略を示す圧縮押出機1を用いて、原料チップBを圧縮押出処理して破砕した。この処理で投入された原料チップBは筒体10内でスクリュー20により面板30に向けて圧縮される。実施例4では原料チップBに水分の添加を行った。原料チップBのドライベース含水率は水添加前は5〜12重量%であり、これに水を添加して30〜150重量%に調整した。実施例1と同様に、筒体10内において混合物の温度が面板30の近傍で約110〜130℃となり、チップ破砕物の排出口31からの排出時の温度が80〜100℃となるように圧縮押出処理を行った。
図1に概略を示す圧縮押出機1を用いて、原料チップCを圧縮押出処理して破砕した。この処理で投入された原料チップCは筒体10内でスクリュー20により面板30に向けて圧縮される。実施例5では原料チップCに水分の添加を行った。原料チップCのドライベース含水率は水添加前は5〜12重量%であり、これに水を添加して30〜150重量%に調整した。実施例1と同様に、筒体10内において混合物の温度が面板30の近傍で約110〜130℃となり、チップ破砕物の排出口31からの排出時の温度が80〜100℃となるように圧縮押出処理を行った。
前処理後リファイナ処理前のチップ破砕物の粒度を篩による分級により評価した。比較例1については前処理を行っていない原料チップAの粒度を評価した。
目開1mmの篩と目開0.25mmの篩を用意し、1mmオン、1mmパス0.25mmオン、0.25mmパスの割合を粒度分布として求めた。
同様の方法で、リファイナ処理後の木質繊維の粒度を篩による分級により評価した。
結果を次表に示す。
図4の左列には、比較例1、実施例1、実施例4でのリファイナ処理後の木質繊維の1mmオンの画分の写真を示す。
図4の右列には、比較例1、実施例1、実施例4で得られたパーティクルボードの素板の表面の写真を示す。
比較例1、実施例1、実施例4、実施例5で得られたパーティクルボードの密度、剥離強度、曲げ強度を測定した。
剥離強度の測定は、JISA5908に従い行った。
曲げ強度の測定は、JISA5908に従い行った。
測定結果を次表に示す。
吸湿性試験は、パーティクルボードの表面に平滑な化粧板を積層したものを用いて行った。この板を湿潤条件に一定時間置き、前記化粧版の本来は平滑な表面の凹凸を確認し、凹凸が大きいものを吸湿性が劣る、凹凸が小さいものを吸湿性に優れると判断した。
その結果、実施例1、4、5はずれも吸湿性が優れており、比較例1では吸湿性が劣っていた。
パーティクルボードの加工性の評価試験は、パーティクルボードの表面に平滑な化粧板を積層したものを用いて行った。この板をパネルソー(電動式鋸刃)で切断したときに、前記化粧版の切断により形成された端部を観察した。前記端部に欠けが見られず平坦である場合に加工性が優れると評価し、前記端部に欠けが見られる場合に加工性が劣ると評価した。前記端部の欠け(トビ)は粗大な繊維束・木片や灰分(砂、サンディンブペーパーの石)がパーティクルボード表層に混入した場合に生じる。
Claims (4)
- 木質繊維の製造方法であって、
木質チップを圧縮押出機により圧縮押出処理して破砕し、圧縮押出機から排出直後の温度が80〜100℃となるように排出して木質チップ破砕物を得る前処理工程と、
排出された木質チップ破砕物を開放された大気中で冷却する工程と、
冷却された木質チップ破砕物を解繊して木質繊維を得る解繊工程と
を含み、
圧縮押出処理に供される木質チップの、絶乾重量を基準とする水の割合であるドライベース含水率が、5重量%以上150重量%以下である、
方法。 - 木質チップが、廃材に由来する木質チップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前処理工程において、木質チップと、水及びパラフィンのうち1以上とを混合した混合原料を、圧縮押出機により圧縮押出処理して破砕する、請求項1又は2に記載の方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法で木質繊維を製造する木質繊維製造工程と、
前記木質繊維を含む木質材料を接着剤の存在下で熱圧成形する熱圧成形工程と
を含む、木質繊維板の製造方法。
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