WO2019066085A1 - 高密度木質積層材の製造方法 - Google Patents

高密度木質積層材の製造方法 Download PDF

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strand
press
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克仁 大島
康志 杉尾
浩仁 長岡
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Definitions

  • the present invention relates to a method of producing high density wood laminates.
  • Patent Document 1 a large OSB plate having a high density of at most 700 kg / m 3 , a length of at least 7 m, and a bending elastic modulus in the main load direction of at least 7000 N / mm 2 Is disclosed.
  • the present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to produce a high-density wood laminate, and even if it is a high-density wood laminate by devising its process, In order to be able to form with a press pressure similar to the press pressure necessary to obtain wood laminates with a reasonable density, high-density wood laminates can be produced with high production efficiency without using special equipment. It is to do.
  • the wood materials themselves are subjected to a specific pretreatment for softening or compressing (collapsing) the wood materials. I decided.
  • the fibers are predetermined to be a large number of wood materials made of strands which are thin plate-like cutting pieces having a density of 300 kg / m 3 or more and less than 700 kg / m 3 and elongated in the fiber direction of wood.
  • the wood material assembly is stacked while being oriented so as to face the reference direction of the sheet to form an aggregate of wood materials, and the aggregate is laminated in a plurality of layers to form a laminate mat of wood materials, and the laminate mat is pressed by press molding
  • the object is a method of producing a high-density wood laminate by integrating and integrating.
  • This method is a physical treatment for physically compressing the wood material before it is laminated on the laminated mat, and a high frequency treatment for softening the wood material by dielectric heating from the inside by high frequency irradiation.
  • High temperature and high pressure treatment to apply high temperature and high pressure to wood material
  • high water pressure treatment to form fine scratches on the surface of wood material with high pressure water
  • water from wood material under vacuum condition after making wood material saturated
  • the laminated mat of the wood material subjected to the pretreatment process is press-formed at a pressure of 4 N / mm 2 or less at the time of the above-mentioned press forming to obtain a high density having a density of 750 to 950 kg / m 3 Form a wood laminate.
  • the fibers are made of strands which are thin plate-like cutting pieces elongated in the fiber direction of the wood, and the fibers are oriented in the predetermined reference direction with a large number of wood materials having a density of 300 kg / m 3 to 700 kg / m 3.
  • the aggregate is laminated in a plurality of layers to form a laminated mat of wood materials, and the laminated mats are pressed and integrated by press molding to form a wood laminated material Molding.
  • pretreatment is performed to soften, compress, or crush each wood material before being laminated to the laminated mat in the pretreatment process before the press molding.
  • the pretreatment step at least one of physical treatment, high frequency treatment, high temperature and high pressure treatment, high water pressure treatment, repeated deaeration and dehydration treatment, and chemical treatment is performed on the wood material.
  • assembly of the wood material after this pre-processing is laminated
  • the wood material is pretreated in advance, and the wood material is softened or compressed (collapsed) to obtain a high density wood laminate having a high density of 750 to 950 kg / m 3.
  • molding can be performed with a pressing pressure of 4 N / mm 2 or less, which is approximately the same as the pressing pressure required to obtain a wood laminated material having a general density. Therefore, it is possible to produce a high density wood laminated material without using special equipment in consideration of the risk of puncture, and it is possible to enhance the production efficiency.
  • the physical treatment includes beating treatment for tapping and compressively deforming a wood material, roll press treatment for compressing a wood material with a roll press, or flat plate pressing treatment for compressing a wood material with a flat plate press. Is preferred.
  • the physical treatment includes beating treatment, roll pressing treatment or flat plate pressing treatment, and these treatments can perform desired physical treatment on the wood material.
  • the first treatment step in which the pretreatment step performs at least one of beating treatment, high frequency treatment, high temperature high pressure treatment, high water pressure treatment, repeated deaeration and dehydration treatment, and chemical treatment, and roll press treatment or It is preferable to consist of at least one with the 2nd process process which performs a flat plate press process.
  • the pretreatment step for the wood material is at least one of the first and second treatment steps, and the desired pretreatment can be easily performed by the first and second treatment steps.
  • the said pre-processing process performs a 2nd processing process after a 1st processing process.
  • at least one of beating treatment, high frequency treatment, high temperature and high pressure treatment, high water pressure treatment, repeated deaeration and dehydration treatment, and chemical treatment is first performed in the first treatment step as pretreatment for wood material.
  • roll press treatment or flat plate press treatment is performed.
  • the roll press treatment or the flat plate performed in the second treatment process is performed as compared with the case where only the second treatment process is used as the pretreatment process.
  • the pressure required for the pressing process can be reduced, and the destruction of the wood material can be suppressed, and the strength of the wood laminate material can be increased.
  • a large number of wood material aggregates consisting of strands which are thin plate-like cutting pieces elongated in the fiber direction of wood are laminated in a plurality of layers to form a wood material laminate mat, and the lamination mat is press-formed
  • a wood laminate material is formed by pressing and integrating it into a wood laminate material
  • the wood material before lamination to the laminate mat is subjected to a specific pretreatment such that the wood material before lamination is softened, compressed or crushed
  • High density wood with a high density of 750 to 950 kg / m 3 at a pressure equivalent to or less than 4 N / mm 2 which is similar to that required for obtaining wood laminates of general density when pressing to laminated mats.
  • the laminated material can be formed, and the high density wooden laminated material can be produced with high production efficiency without using special equipment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a manufacturing process of a strand board according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the manufactured strand board.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a laminated state of strand layers in the strand board.
  • FIG. 4 is a view showing test results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 5 is a view showing the density distribution of the strand board according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a view showing the density distribution of the strand board according to Comparative Example 1.
  • FIG. 1 shows a manufacturing process of a method of manufacturing a high density strand board B as a high density wooden laminate according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 2 and 3 show a strand board B manufactured by the manufacturing method. It shows. First, this strand board B will be described.
  • the strand board B is provided with strand layers 1, 1,... As plural wood layers (five layers in the illustrated example) as wood material layers.
  • Each strand layer 1 is composed of an assembly of a large number of strands 5, 5, ... (wood material) as cutting pieces, and an assembly of the strands 5, 5, ... is laminated and integrated in a plurality of layers , And a plurality of strand layers 1, 1, ... are formed.
  • FIG. 2 and 3 show an example in which all the thicknesses of the plurality of strand layers 1, 1, ... are equal to one another. That is, when the upper side of FIG. 2 and FIG. 3 is the front side and the lower side is the back side, the thickness of the strand layers 1, 1 of the front and back and the thickness of the three strand layers 1, 1,. It is the same.
  • the thickness of the plurality of strand layers 1, 1, ... may be different so as to be a plurality of types of thickness.
  • the number of layers of the strand layers 1, 1, ... may be a plurality of layers.
  • the thickness and the number of layers of the strand layers 1, 1,... Can be appropriately changed according to the application of the strand board B and the like.
  • Each strand 5 is, for example, a thin plate piece or a piece having a length of 150 to 200 mm, a width of 15 to 25 mm, and a thickness of 0.3 to 2 mm along the fiber direction.
  • the tree species used for the strand 5 is not particularly limited, and may be, for example, a south ocean tree or a broadleaf tree, or any other tree species. Specific examples thereof include, but are not limited to, fur materials such as cedar, cypress and bay pine, acacia, aspen, poplar, pines (hard pine, soft pine, radiata pine etc.), birch, rubber (rubber tree) etc. Not limited to these tree species, various tree species can be used.
  • Various tree species include sawara, hiba, kaya, persimmon, various pines, persimmons, persimmons, persimmons (white persimmons), vermicelli, beech, persimmons, persimmons, persimmons, persimmons, persimmons, etc., domestic wood, rice Japanese cypress, rice hija, rice cedar, rice bran, spruce, rice bran, redwood etc.
  • North American materials such as Agassis, Terminaria, Ravan, Melanch, Sengonlaut, Junkon, CNle, Karampayan, Amberoi, Melina, teak, Apiton, Sengonlaut etc.
  • the density is about 300 ⁇ 1100kg / m 3, more preferably 380 ⁇ 700kg / m 3.
  • the density is 300 kg / m 3 or less, the thickness of the laminated mat required to form the strand board B having the same density and the same strength is increased, and the hot pressing process is performed in the press forming process P5 described later. It is because it is necessary to raise the press pressure which concerns.
  • the density of the strands 5 may exceed 1100 kg / m 3 , it is difficult to easily obtain such strands 5. That is, the upper limit value of the density is not limited to 1100 kg / m 3, and may be a higher value, as long as strands 5 exceeding 1100 kg / m 3 can be easily obtained.
  • the moisture content of the strand 5 is preferably about 2 to 20%, and more preferably 2 to 8%. If the water content is less than 2%, it takes a long time to soften in the hot-pressing treatment in the press-forming step, and the pressing time may be prolonged, and the strength may be lowered.
  • the moisture content of the strand 5 exceeds 20%, it takes time to heat and compress in the same hot-pressing process, making it easy to puncture, and furthermore, the curing of the adhesive is inhibited and the strength may be lowered. There is.
  • each strand layer 1 a large number of strands 5, 5, ... are oriented so that the fiber direction (longitudinal direction of the strands 5) which is the direction along the fibers (not shown) is along a predetermined direction. There is.
  • the fibers of the strands 5, 5,... Do not necessarily point in the same direction exactly.
  • the fiber directions of the oriented strands 5, 5, ... do not have to be parallel to one another. That is, strands 5, 5,... In which the fiber direction is inclined to a predetermined reference direction (for example, about 20 °) may be included.
  • the plurality of strand layers 1, 1,... are laminated so that the fibers of the strands 5, 5,... Extend in directions orthogonal to or intersecting with each other between the adjacent strand layers 1. Being integrated. That is, in the five strand layers 1, 1, ..., in the strand layer 1 of the surface layer (the layer at the top of FIGS. 2 and 3) and the strand layer 1 of the back layer (the layer at the same bottom) The fiber directions of the strands 5, 5, ... that constitute 1, 1 extend along the same direction.
  • the plural strand layers 1, 1,... are laminated so that the fibers of the strands 5, 5,... Extend parallel to or substantially parallel to each other between the adjacent strand layers 1. It may be integrated and integrated.
  • the density of the strand layers 1, 1, ... in the strand board B may be the same or different. In the latter case, at least one of the strand layers 1, 1, ... in the strand board B is a high density strand layer higher in density than the other strand layers 1, and the remaining other strand layers 1 are low in density It shall be a strand layer.
  • the "density of the strand layer 1" refers not to the density of the strand 5 itself but to the density of the strand layer 1 itself which is an aggregate thereof.
  • the density of the entire strand board B is 750 to 950 kg / m 3 , which is a high density.
  • This manufacturing method includes a strand forming step P1, a strand pretreatment step P2, an adhesive application step P3, a forming step P4 (mat formation step) and a press forming step P5 (forming compression step).
  • a strand generation step P1 for obtaining a large number of strands 5, 5, ... (cut pieces of wood or the like) is performed.
  • This process P1 includes a cutting process of cutting a raw material (raw wood) by, for example, a cutting machine, and the strands 5, 5, ... are generated by the cutting.
  • raw materials mature trees such as logs and thinnings, scraps and wastes generated at construction sites, and waste pallets are used.
  • a strand pretreatment step P2 is applied to the obtained large number of strands 5, 5,.
  • a low pressure press with a low pressing pressure (clamping pressure) of, for example, about 4 N / mm 2 is possible in the press-forming step P5 of post-treatment by softening or compressing the strand 5
  • the pretreatment process P2 is divided into a first treatment process P2a and a second treatment process P2b performed thereafter.
  • first treatment step P2a at least one of beating treatment, high frequency treatment, high temperature high pressure treatment, high water pressure treatment, repeated deaeration / dehydration treatment, chemical treatment is performed, and in the second treatment step P2b, roll press treatment or Perform flat plate press processing.
  • the beating treatment in the first treatment process P2a and the roll press treatment and the flat plate press treatment in the second treatment process P2b are all the physical treatments for physically compressing the strands 5.
  • the beating process performed in the first process step P2a is a point compression method, and in the same manner as the metal forging process, the strand 5 is struck and compressed and deformed by a plurality of continuously arranged spring hammers and the like. This compresses and densifies the strand 5 without breaking it.
  • the strand 5 as a dielectric (nonconductor) is irradiated with electromagnetic waves (high frequency) of high frequency for about 2 minutes, for example, between the electrodes, and the strand 5 is softened by dielectric heating from inside It is a method.
  • a low pressure press with a low press pressure is made possible in the press forming step P5 of the post-treatment without densifying the strands 5.
  • the strand 5 is made of wood having a high moisture content, heat is absorbed by absorption of electromagnetic waves into the moisture in the wood as the high frequency irradiation is applied, and the vapor pressure inside the timber increases and the moisture in the wood increases. It becomes hot water or steam and moves outward, and in the process the wood becomes significantly softened.
  • the high temperature and high pressure treatment is a method of putting the strand 5 in a pressure cooker and applying high temperature and high pressure to damage and soften the cell wall of the strand 5 (wood material).
  • the processing conditions are, for example, a temperature of 180 ° C. and a pressure of about 10 Bar for about 2 minutes. This method also enables low-pressure pressing with a low pressing pressure in the post-pressing step P5 without densifying the strands 5.
  • the high water pressure treatment is a method of uniformly forming the strands 5 in a mesh material such as a wire mesh and forming fine scratches on the surface of the strands 5 with high pressure water of about 200 MPa, for example, through the mesh material. As a result, fine breakage occurs to obtain a softened strand 5.
  • the strands 5 are put in a saturated state and then put into a batch-type kettle, and the inside of the kettle is evacuated to make the inside of the kettle vacuum to release moisture from the strands 5. It is a method of promoting the destruction of the cell wall of (wood material) to soften it. This method also enables low-pressure pressing with a low pressing pressure in the post-pressing step P5 without densifying the strands 5.
  • the chemical treatment is a method of promoting plasticization of the strand 5 itself to soften it by adding sodium hydroxide or the like to the strand 5 and performing an alkali treatment.
  • the strand 5 is immersed in an aqueous sodium hydroxide solution having a concentration of 10 to 15% for a certain time.
  • the strand 5 may be immersed for a certain time in a potassium hydroxide aqueous solution having a concentration of 10 to 20%.
  • This method also enables low-pressure pressing with a low pressing pressure in the post-pressing step P5 without densifying the strands 5.
  • the roll press process performed in the second process step P2b is a linear compression method, and a roll press device (not shown) is provided so that a large number of strands 5, 5, ... (wood material) fall uniformly. Put in and pressurize. At that time, for example, the temperature is set to room temperature to 250 ° C., the clearance between the hot pressure rolls is set to about 0.2 mm, the feed rate is set to about 50 m / min, and the compression ratio is set to about 30 to 60%. As a result, the strand 5 is compressed without being broken to obtain a densified strand 5.
  • Flat plate pressing is a surface compression method, in which the strands 5, 5, ... (wood material) are put into a hot-press flat plate press (not shown) and hot pressed.
  • the pressing conditions are, for example, a temperature of 120 ° C. and a pressing pressure of about 4 N / mm 2 for about 5 minutes.
  • the compression ratio at that time is about 10 to 30%. This method also compresses and densifies the strands 5 without breaking them.
  • the strand 5 is dried as needed after the treatment, and the state after the treatment is maintained.
  • the first processing step P2a may be performed after the second processing step P2 b by reversing the order of the first and second processing steps P2 a and P2 b, or the first and second processing steps Only one of P2a and P2b may be performed.
  • the pressure necessary for the roll press process or the flat plate press process performed in the second process step P2b may be small, and the fracture of the strands 5 may be suppressed to increase the strength of the strand board B. It is preferable to carry out the second treatment process P2b after P2a.
  • an adhesive application step P3 of applying an adhesive to the strands 5, 5, When a large number of strands 5, 5,... Are obtained in this manner, an adhesive application step P3 of applying an adhesive to the strands 5, 5,.
  • an isocyanate-based adhesive can be used, and in addition, for example, an amine-based adhesive such as a phenol resin, a urea resin or a melamine resin may be used.
  • a large number of strands 5, 5 ... coated with an adhesive are dispersed while being oriented so that the fibers are directed to a predetermined reference direction by a mat forming apparatus or the like, for example, to a thickness of about 7 to 12 mm.
  • the thickness of the strand assembly is not limited to the above value, and may be less than 7 mm or more than 12 mm.
  • a strand 5, 5 which is oriented such that the fiber direction is, for example, orthogonal or crossing. .. are distributed and stacked to form another strand assembly having a constant thickness as well.
  • a laminated mat is formed.
  • the desired number of laminations for example, 5 layers
  • the fiber directions of the strands 5, 5, ... in adjacent strand assemblies are orthogonal to each other Cross.
  • a laminated mat is formed.
  • the thickness of the five layer laminate mat is, for example, about 35 to 60 mm.
  • the number of layers of the strand assembly in the laminated mat is determined according to the number of layers of the strand board B.
  • the density of the strands 5, 5, ... constituting the strand layer 1 may be substantially the same as each other among the plurality of strand layers 1, 1, ..., or may be different from each other.
  • the press forming step P5 (forming and compressing step) is performed.
  • the laminated mat is pressed and formed integrally by a hot press process at a predetermined pressure and temperature by a hot press apparatus.
  • the pressure applied for this hot pressing process is 4 N / mm 2 or less, and the pressing time is, for example, 10 to 20 minutes.
  • the pressing time varies depending on the thickness of the strand board B (finished product), and may be finished in less than 10 minutes or may take more than 20 minutes.
  • a strand board B having a density of 750 to 950 kg / m 3 and a MOR (Modulus of Rupture) of 80 to 150 N / mm 2 as a bending strength is manufactured.
  • a strand pretreatment step P2 before the press forming step P5 The pretreatment for the strand 5 is performed at.
  • the first treatment step P2a and the subsequent second treatment step P2b are performed, and in the first treatment step P2a, beating treatment (physical treatment), high frequency treatment, high temperature high pressure treatment, high water pressure treatment At least one of repeated deaeration / dehydration treatment and chemical treatment, and roll press treatment or flat plate press treatment (both physical treatments) are performed in the second treatment process P2b.
  • the aggregate of the pretreated strands 5 is laminated in a plurality of layers in the forming step P4 (mat formation step), and in that state, it is pressed and integrated by press forming in the press forming step P5, 750 to 950 kg A high density strand board B with a density of / m 3 is obtained.
  • the strand 5 is pretreated in advance in the pretreatment step P2 before the press molding in the press molding step P5, and the strand 5 is softened or compressed (collapsed).
  • a pressure of 4 kN / mm 2 or less which is as low as that required for obtaining a general density strand board. It becomes possible to form with clamping pressure. Therefore, high-density strand board B can be produced without using special equipment in consideration of the risk of puncture, and the production efficiency can be enhanced.
  • the strand pretreatment step P2 first, at least one of beating treatment, high frequency treatment, high temperature high pressure treatment, high water pressure treatment, repeated deaeration and dehydration treatment, and chemical treatment is performed in the first treatment step P2a.
  • roll press processing or flat plate press processing is performed in the subsequent second processing step P2b.
  • the roll performed in the second treatment process P2b is compared to the case where only the second treatment process P2b is used as the pretreatment process.
  • the pressure required in the pressing process or the flat plate pressing process can be reduced, and breakage of the strands 5 can be suppressed, and the strength of the strand board B can be increased.
  • the present invention is not limited to the method of manufacturing such strand board B .
  • the present invention can be applied to a method for producing a high-density strand material (wood laminated material) in which a plurality of strand layers having a rectangular cross-section (square-like shape) without a large difference in thickness and width are laminated.
  • high-density strand material can be used for applications such as joists and columns.
  • Example 1 A cypress-made strand with a length of 150 to 200 mm, a width of 15 to 25 mm, a thickness of 0.8 to 2 mm and a density of 300 to 450 kg / m 3 along the fiber direction is subjected to roll pressing as a pretreatment step.
  • the temperature was set to 250 ° C.
  • the clearance between the hot pressure rolls was set to 0.5 mm
  • the feed rate was set to 1.5 m / min
  • the compression ratio was set to 40%.
  • the aggregate of a large number of strands after the roll pressing treatment was laminated to form a laminated mat of 37 mm in thickness consisting of five strand layers. Thereafter, hot pressing was performed for 10 minutes at a press temperature of 140 ° C. and a press pressure of 4 N / mm 2 to obtain a strand board having a density of 818 kg / m 3 and a thickness of 12.4 mm.
  • FIG. 5 shows the result of measuring the density distribution in the thickness direction (stacking direction) of the strand board using a density distribution measuring apparatus (“DENSE-LAB X” manufactured by ELECTRONIC WOOD SYSTEM SGMBH).
  • Example 2 A Beimatsu strand having a length of 150 to 200 mm, a width of 15 to 25 mm, a thickness of 0.8 to 2 mm and a density of 350 to 450 kg / m 3 along the fiber direction is subjected to roll pressing as a pretreatment step. Did.
  • the pressing conditions are the same as in Example 1.
  • the roll press-treated aggregate of a large number of strands was laminated to form a 36 mm-thick laminated mat consisting of five strand layers. Thereafter, hot pressing was performed for 10 minutes at a press temperature of 140 ° C. and a press pressure of 4 N / mm 2 to obtain a strand board having a density of 832 kg / m 3 and a thickness of 12.2 mm.
  • the results of the bending test, the dimensional change test, and the water absorption test of Example 2 are shown in FIG.
  • Example 1 As seen in Example 1 and Example 2 for cypress strands having a length of 150 to 200 mm, a width of 15 to 25 mm, a thickness of 0.8 to 2 mm and a density of 300 to 450 kg / m 3 along the fiber direction.
  • the assembly of the large number of strands was laminated to form a 42 mm thick laminated mat consisting of five strand layers without any pretreatment. Thereafter, hot pressing was performed for 10 minutes at a press temperature of 140 ° C. and a press pressure of 8 N / mm 2 to obtain a strand board having a density of 779 kg / m 3 and a thickness of 12.7 mm.
  • FIG. 6 shows the result of measuring the density distribution in the thickness direction (stacking direction) of the strand board using a density distribution measuring apparatus (“DENSE-LAB X” manufactured by ELECTRONIC WOOD SYSTEM SGMBH).
  • Example 2 A Beimatsu strand having a length of 150 to 200 mm, a width of 15 to 25 mm, a thickness of 0.8 to 2 mm and a density of 350 to 450 kg / m 3 along the fiber direction, as in Example 1 and Example 2.
  • the assembly of the large number of strands was laminated to form a laminated mat of 35 mm thick consisting of five strand layers without any pretreatment. Thereafter, hot pressing was performed for 10 minutes at a press temperature of 140 ° C. and a press pressure of 8 N / mm 2 to obtain a strand board having a density of 812 kg / m 3 and a thickness of 12.4 mm.
  • the results of the bending test, the dimensional change test and the water absorption test of Comparative Example 2 are shown in the same FIG.
  • Example 1 has a higher density and a higher MOR (Modulus of Rupture) and MOE (Modulus of Elasticity) as flexural strength than Comparative Example 1.
  • the dimensional change rate and the water absorption rate are the same values in Example 1 and Comparative Example 1.
  • Example 2 has a higher density, almost the same flexural strength and MOR, and a higher MOE, as compared to Comparative Example 2.
  • the dimensional change rate and the water absorption rate are the same values in Example 2 and Comparative Example 2.
  • the density distribution in the stacking direction of the plurality of strand layers is substantially constant as compared with Comparative Example 1 in Example 1. If the density distribution is substantially constant, for example, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, when there is a change in the measurement result of the density distribution, the change in the intermediate value shown by the broken line in each figure is small. It includes that the intermediate value is substantially constant. For example, when the broken line shown in FIG. 5 (Example 1) is compared with the broken line shown in FIG. 6 (Comparative Example 1), the median value of the density distribution shown in FIG. It is a fixed value.
  • the density distribution is substantially constant, there is no unevenness in the density distribution, and the water resistance and strength (shear strength etc.) of the strand board as a whole are improved.
  • the low density portion is inferior in water resistance performance and strength as compared to the high density portion. Therefore, when there is unevenness in the density distribution, the performance of the entire strand board is limited by the water resistance performance and strength of the low density portion.
  • the density distribution is substantially constant, it is possible to eliminate such a portion as a bottleneck of performance.
  • the present invention is suitable for use as a floor material for containers, ships, vehicles and the like, and produces a high density building material with a low pressing pressure, which is also suitable for use as a floor material of buildings such as houses and load bearing materials. It is extremely useful and industrially applicable.

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Abstract

高密度のストランドボードを、一般的な密度のストランドボードと同程度のプレス圧力で成形できるようにして、特殊な設備を用いることなく生産できるようにする。プレス成形前のストランド５に対し、第１処理工程Ｐ２ａとその後の第２処理工程Ｐ２ｂとからなる前処理工程Ｐ２を行う。第１処理工程Ｐ２ａでは、ビーティング処理、高周波処理、高温高圧処理、高水圧処理、脱気・脱水繰り返し処理、化学処理のうちの少なくとも１つを行い、第２処理工程Ｐ２ｂでは、ロールプレス処理又は平板プレス処理を行う。４Ｎ／ｍｍ２以下のプレス圧力で７５０～９５０ｋｇ／ｍ３のストランドボードＢを成形する。

Description

高密度木質積層材の製造方法
　本発明は、高密度の木質積層材を製造する方法に関する。
　今日、アピトンやクルインといった広葉樹からなる南洋材が少なくなってきており、良質な単板を安価で入手することが困難となっている。そのため、それらの南洋材を用いた合板の品質低下が大きな問題となっている。合板の代替材料としてＯＳＢ（Oriented Strand Board）等の木質繊維板が用いられつつあるが、一般的な密度のＯＳＢでは十分な強度を得ることができない。
　そこで、従来、例えば特許文献１には、最大で７００ｋｇ／ｍ３の高い密度を有し、長さが少なくとも７ｍあり、主負荷方向における曲げ弾性係数として少なくとも７０００Ｎ／ｍｍ２である大型のＯＳＢプレートが開示されている。
特許第４３０７９９２号公報
　しかし、この特許文献１の技術のように、７００ｋｇ／ｍ３以上の高密度のＯＳＢプレートを成形するときには、パンクのリスクを考慮した特殊な設備が必要となる。そのため、その特殊な設備を用いなければ、それ以上の高密度化が難しく、しかも生産効率も低いという問題があった。
　本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高密度の木質積層材を製造するに当たり、その工程に工夫を加えることにより、高密度の木質積層材であっても一般的な密度の木質積層材を得る際に必要なプレス圧力と同程度のプレス圧力で成形できるようにして、高密度の木質積層材を特殊な設備を用いることなく高い生産効率で生産できるようにすることにある。
　上記の目的を達成するために、本発明では、木質材の積層体をプレス成形する前に、その木質材自体に対し、木質材を軟化させないしは圧縮する（潰す）特定の前処理をすることとした。
　具体的には、本発明では、３００ｋｇ／ｍ３以上で７００ｋｇ／ｍ３未満の密度を有し木材の繊維方向に細長い薄板状の切削片であるストランドからなる多数の木質材を、繊維が所定の基準方向に向くように配向させながら積み重ねて木質材の集合体を形成し、その集合体を複数層に積層して木質材の積層マットを形成し、その積層マットをプレス成形により圧締して一体化することにより、高密度の木質積層材を製造する方法が対象である。
　この方法は、上記積層マットに積層される前の各木質材に対し、該木質材を物理的に圧縮処理する物理的処理、木質材を高周波の照射により内部から誘電加熱して軟化させる高周波処理、木質材に高温度及び高圧力を加える高温高圧処理、高圧水により木質材の表面に微細な傷を形成する高水圧処理、木質材を飽水状態にしてから真空条件下において木質材から水分を放出させる脱気・脱水繰り返し処理、木質材をアルカリ処理する化学処理のうちの少なくとも１つを行って、該積層前の木質材を軟化させ、圧縮し又は潰す前処理工程を備えている。そして、この前処理工程の処理が行われた木質材の積層マットを上記プレス成形時に４Ｎ／ｍｍ２以下の圧締圧力でプレス成形することで、７５０～９５０ｋｇ／ｍ３の密度を有する高密度木質積層材を成形する。
　この構成により、木材の繊維方向に細長い薄板状の切削片であるストランドからなり、３００ｋｇ／ｍ３以上で７００ｋｇ／ｍ３未満の密度を有する多数の木質材を繊維が所定の基準方向に向くように配向させながら積み重ねて木質材の集合体を形成し、その集合体を複数層に積層して木質材の積層マットを形成し、その積層マットをプレス成形により圧締して一体化し木質積層材を成形する。そのとき、そのプレス成形前の前処理工程において積層マットに積層される前の各木質材に対し、該木質材を軟化させ、圧縮し又は潰す前処理が行われる。すなわち、その前処理工程では、木質材に対し物理的処理、高周波処理、高温高圧処理、高水圧処理、脱気・脱水繰り返し処理、化学処理のうちの少なくとも１つが行われる。そして、この前処理後の木質材の集合体が複数層に積層されて積層マットが形成され、その積層マットがプレス成形により圧締されて一体化され、高密度の木質積層材が得られる。こうしてプレス成形前に、予め木質材の前処理が行われて、その木質材が軟化されないし圧縮される（潰される）ことで、７５０～９５０ｋｇ／ｍ３の高い密度を有する高密度木質積層材であっても、一般的な密度の木質積層材を得る際に要するプレス圧力と同程度の４Ｎ／ｍｍ２以下の圧締圧力で成形することができるようになる。そのため、高密度の木質積層材をパンクのリスクを考慮した特殊な設備を用いることなく生産でき、その生産効率を高めることができる。
　上記の方法において、上記物理的処理は、木質材を叩いて圧縮変形させるビーティング処理、木質材をロールプレス装置で圧縮するロールプレス処理、又は木質材を平板プレス装置で圧縮する平板プレス処理を含んでいることが好ましい。
　このように、物理的処理はビーティング処理、ロールプレス処理又は平板プレス処理を含んでいることで、これらの処理によって木質材に対し望ましい物理的処理を行うことができる。
　そのとき、上記前処理工程が、ビーティング処理、高周波処理、高温高圧処理、高水圧処理、脱気・脱水繰り返し処理、化学処理のうちの少なくとも１つを行う第１処理工程と、ロールプレス処理又は平板プレス処理を行う第２処理工程との少なくとも一方からなることが好ましい。
　こうすると、上記木質材に対する前処理工程が第１及び第２処理工程の少なくとも一方であり、これら第１及び第２処理工程によって望ましい前処理を容易に行うことができる。
　上記前処理工程は、第１処理工程の後に第２処理工程を行うことが好ましい。こうすると、木質材に対する前処理として、まず、第１処理工程において、ビーティング処理、高周波処理、高温高圧処理、高水圧処理、脱気・脱水繰り返し処理、化学処理のうちの少なくとも１つが行われる。その後の第２処理工程において、ロールプレス処理又は平板プレス処理が行われる。このように第２処理工程の前に第１処理工程を経由させることで、第２処理工程のみを前処理工程とする場合に比較して、当該第２処理工程で行われるロールプレス処理又は平板プレス処理で必要な圧力が小さくて済み、その分、木質材の破壊等を抑制することができ、木質積層材の強度を高くすることができる。
　本発明によると、木材の繊維方向に細長い薄板状の切削片であるストランドからなる多数の木質材の集合体を複数層に積層して木質材の積層マットを形成し、その積層マットをプレス成形により圧締して一体化し木質積層材を成形するときに、その積層マットに積層される前の木質材に対し、積層前の木質材を軟化させ、圧縮し又は潰す特定の前処理を行うことにより、積層マットに対するプレス成形時に一般的な密度の木質積層材を得る際に要するのと同程度の４Ｎ／ｍｍ２以下の圧締圧力で７５０～９５０ｋｇ／ｍ３の高い密度を有する高密度木質積層材を成形することができ、その高密度木質積層材を特殊な設備を用いることなく高い生産効率で生産することができる。
図１は、本発明の実施形態に係るストランドボードの製造工程を示すブロック図である。 図２は、製造されたストランドボードの斜視図である。 図３は、ストランドボードにおけるストランド層の積層状態を概略的に示す断面図である。 図４は、実施例１，２及び比較例１，２の試験結果を示す図である。 図５は、実施例１に係るストランドボードの密度分布を示す図である。 図６は、比較例１に係るストランドボードの密度分布を示す図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
　図１は、本発明の実施形態に係る高密度木質積層材としての高密度ストランドボードＢの製造方法の製造工程を示し、図２及び図３は、その製造方法によって製造されたストランドボードＢを示している。最初に、このストランドボードＢについて説明する。
　図２及び図３に示すように、ストランドボードＢは、複数層（図示例では５層）の木質材層としてのストランド層１，１，…を備えている。各ストランド層１は、切削片としての多数のストランド５，５，…（木質材）の集合体からなり、そのストランド５，５，…の集合体が複数層に積層されて一体化されることで、複数のストランド層１，１，…が形成されている。
　図２及び図３は、複数のストランド層１，１，…の全ての厚さが互いに等しい例を示している。すなわち、図２及び図３の上側を表側とし、下側を裏側とした場合、表裏面のストランド層１，１の厚さと、表裏中間の３層のストランド層１，１，…の厚さとが同じである。尚、複数のストランド層１，１，…の厚さは、複数種類の厚さになるように異なっていてもよい。また、ストランド層１，１，…の層数は複数層であればよい。これらストランド層１，１，…の厚さ及び層数は、ストランドボードＢの用途等に応じて適宜変更することができる。
　各ストランド５は、例えば繊維方向に沿う長さが１５０～２００ｍｍ、幅が１５～２５ｍｍ、厚さが０．３～２ｍｍ程度の薄板片又は削片である。
　ストランド５に用いる樹種は特に限定されず、例えば南洋樹や広葉樹を用いてもよいし、それ以外の樹種を用いてもよい。具体的には、例えばスギ、ヒノキ、ベイマツ等のファー材、アカシア、アスペン、ポプラ、パイン系（ハードパイン、ソフトパイン、ラジアータパイン等）、バーチ、ゴム（ゴムの木）等が例示されるが、これらの樹種に限定されず、さらに様々な樹種を用いることができる。様々な樹種としては、サワラ、ヒバ、カヤ、栂、槙、種々の松、桐、楓、樺（白樺）、椎、ブナ、樫、樅、櫟、楢、楠、ケヤキ等の国産材、米ヒノキ、米ヒバ、米杉、米樅、スプルース、米栂、レッドウッド等の北米材、アガチス、ターミナリア、ラワン、メランチ、センゴンラウト、ジュンコン、カメレレ、カランパヤン、アンベロイ、メリナ、チーク、アピトン、センゴンラウト等の南洋材、バルサ、セドロ、マホガニー、リグナムバイタ、アカシアマンギューム、地中海松、竹、コウリャン、カメレレのような他の外材等があり、どのような材料でも使用可能である。
　ストランド５の物性に関し、その密度は３００～１１００ｋｇ／ｍ３程度であることが好ましく、３８０～７００ｋｇ／ｍ３であることがより好ましい。密度が３００ｋｇ／ｍ３以下であると、同密度・同強度のストランドボードＢを形成するために必要な積層マットの厚さが大きくなるとともに、後述するプレス成形工程Ｐ５での熱圧プレス処理に係るプレス圧を高める必要があるからである。
　一方、ストランド５の密度は１１００ｋｇ／ｍ３を超えてもよいが、そのようなストランド５を容易に得ることが難しいからである。すなわち、１１００ｋｇ／ｍ３を超えるストランド５を容易に得ることができるのであれば、密度の上限値は１１００ｋｇ／ｍ３に限定されず、さらに高い値であってもよい。
　また、ストランド５の含水率は、２～２０％程度であることが好ましく、２～８％であることがより好ましい。含水率が２％未満の場合、プレス成形工程での熱圧プレス処理において軟化に時間がかかってプレス時間が長くなり、強度が下がる虞れがある。
　一方、ストランド５の含水率が２０％を超えると、同熱圧プレス処理において加熱・圧縮に時間がかかり、パンクし易くなるためであり、さらには接着剤の硬化が阻害されて強度が下がる虞れある。
　各ストランド層１内において、多数のストランド５，５，…は、その繊維（図示せず）に沿った方向である繊維方向（ストランド５の長手方向）が所定の方向に沿うように配向されている。このとき、図２にも示すように、各ストランド層１内において、ストランド５，５，…の繊維は必ずしも正確に同一方向を向いている必要はない。換言すると、配向されたストランド５，５，…の繊維方向が互いに平行になっている必要はない。すなわち、繊維の方向が所定の基準方向に対してある程度（例えば２０°程度）傾いているストランド５，５，…が含まれていてもよい。
　また、この実施形態では、複数層のストランド層１，１，…は、隣接するストランド層１との間でストランド５，５，…の繊維が互いに直交ないし交差する方向に沿って延びるように積層されて一体化されている。すなわち、５層のストランド層１，１，…では、表面層のストランド層１（図２及び図３の上端の層）と裏面層のストランド層１（同下端の層）とにおいて、これらの層１，１を構成するストランド５，５，…の繊維方向が同じ方向に沿って延びている。
　この他、上記とは異なり、複数層のストランド層１，１，…は、隣接するストランド層１との間でストランド５，５，…の繊維が互いに平行ないし略平行になって延びるように積層されて一体化されていてもよい。
　また、ストランドボードＢにおけるストランド層１，１，…の密度は互いに同じ程度であってもよく、或いは異なっていてもよい。後者の場合、ストランドボードＢにおけるストランド層１，１，…のうちの少なくとも１層が、他のストランド層１よりも密度の高い高密度ストランド層とされ、残りの他のストランド層１は低密度ストランド層とされているものとする。この「ストランド層１の密度」とは、ストランド５そのものの密度ではなく、それらの集合体であるストランド層１自体の密度を指している。
　そして、上記ストランドボードＢ全体の密度は、７５０～９５０ｋｇ／ｍ３であって高密度とされている。
　次に、この実施形態に係るストランドボードＢの製造方法について図１に基づいて説明する。この製造方法は、ストランド生成工程Ｐ１、ストランド前処理工程Ｐ２、接着剤塗布工程Ｐ３、フォーミング工程Ｐ４（マット形成工程）及びプレス成形工程Ｐ５（成形圧縮工程）を有する。
　（ストランド生成工程）
　ストランドボードＢの製造方法では、まず、多数のストランド５，５，…（木材等の切削片）を得るためのストランド生成工程Ｐ１を行う。この工程Ｐ１は、例えば切削機により原材料（原木）を切削する切削工程を含み、その切削によってストランド５，５，…を生成する。原材料としては、丸太や間伐材等の成木、建築現場等で発生する端材や廃材、廃パレット材等を用いる。
　（ストランド前処理工程）
　上記のストランド生成工程Ｐ１の後、得られた多数のストランド５，５，…に対し、ストランド前処理工程Ｐ２を施す。この前処理工程Ｐ２は、ストランド５を軟化させないしは圧縮する（潰す）ことで、後処理のプレス成形工程Ｐ５において例えば４Ｎ／ｍｍ２程度の低いプレス圧（圧締圧力）による低圧プレスを可能とするためのものであり、物理的処理、高周波処理、高温高圧処理、高水圧処理、脱気・脱水繰返し処理、化学処理の少なくとも１つを行う。
　具体的には、前処理工程Ｐ２は、第１処理工程Ｐ２ａと、その後に行われる第２処理工程Ｐ２ｂとに分けられている。第１処理工程Ｐ２ａでは、ビーティング処理、高周波処理、高温高圧処理、高水圧処理、脱気・脱水繰り返し処理、化学処理のうちの少なくとも１つを行い、第２処理工程Ｐ２ｂでは、ロールプレス処理又は平板プレス処理を行う。上記第１処理工程Ｐ２ａでのビーティング処理と、第２処理工程Ｐ２ｂでのロールプレス処理及び平板プレス処理とは、いずれもストランド５を物理的に圧縮処理する上記物理的処理である。
　第１処理工程Ｐ２ａで行われるビーティング処理は点圧縮方法であり、金属鍛造処理と同様に、連続的に並べられた複数のスプリングハンマー等によりストランド５を叩いて圧縮変形させる。このことにより、ストランド５を破壊することなく圧縮して高密度化する。
　また、上記高周波処理は、誘電体（不導体）としてのストランド５に高い周波数の電磁波（高周波）を電極間等で例えば２分間程度照射して、そのストランド５を内部から誘電加熱して軟化させる方法である。この方法により、ストランド５を高密度化することなく、後処理のプレス成形工程Ｐ５において低いプレス圧による低圧プレスを可能としている。特に、ストランド５が含水率の高い木材で構成されている場合、高周波の照射に伴って木材中の水分への電磁波の吸収により発熱して木材内部の蒸気圧が増大し、その内部の水分が熱水ないし水蒸気となって外側に向かって移動し、その過程で木材が著しく軟化するようになる。
　また、高温高圧処理は、ストランド５を圧力釜に入れて高温度及び高圧力を加えることにより、ストランド５（木質材）の細胞壁にダメージを与えて軟化させる方法である。その処理条件は例えば１８０℃の温度、１０Ｂａｒ程度の圧力で２分間程度とする。この方法でも、ストランド５を高密度化することなく、後処理のプレス成形工程Ｐ５において低いプレス圧による低圧プレスを可能としている。
　さらに、高水圧処理は、ストランド５を金網等のメッシュ材中に均一にフォーミングし、そのメッシュ材を通して例えば２００ＭＰａ程度の高圧水によりストランド５の表面に微細な傷を形成する方法である。このことにより微細な破壊が生じて軟化したストランド５を得ることができる。
　また、脱気・脱水繰返し処理は、ストランド５を飽水状態にしてからバッチ式の釜に投入し、その釜の内部を減圧により真空状態にしてストランド５から水分を放出させることにより、ストランド５（木質材）の細胞壁の破壊を促進させて軟化させる方法である。この方法でも、ストランド５を高密度化することなく、後処理のプレス成形工程Ｐ５において低いプレス圧による低圧プレスを可能としている。
　そして、化学処理はストランド５に例えば水酸化ナトリウム等を加えてアルカリ処理を行うことにより、ストランド５そのものの可塑化を促進させて軟化させる方法である。水酸化ナトリウムによって処理する場合、例えば１０～１５％の濃度の水酸化ナトリウム水溶液にストランド５を一定時間浸漬させる。或いは１０～２０％の濃度の水酸化カリウム水溶液にストランド５を一定時間浸漬させてもよい。この方法でも、ストランド５を高密度化することなく、後処理のプレス成形工程Ｐ５において低いプレス圧による低圧プレスを可能としている。
　これに対し、第２処理工程Ｐ２ｂで行われるロールプレス処理は線圧縮方法であり、多数のストランド５，５，…（木質材）を均一に落下するようにロールプレス装置（図示せず）に投入して加圧する。そのとき、プレス条件として例えば温度を室温～２５０℃とし、熱圧ロール間のクリアランスを０．２ｍｍ程度とし、送り速度は５０ｍ／分程度とし、圧縮率を３０～６０％程度とする。このことにより、ストランド５を破壊することなく圧縮し、高密度化されたストランド５を得るようにしている。
　また、平板プレス処理は面圧縮方法であり、熱圧平板プレス装置（図示せず）にストランド５，５，…（木質材）を投入して熱圧する。プレス条件としては例えば１２０℃の温度、４Ｎ／ｍｍ２程度のプレス圧力で５分間程度とする。その際の圧縮率は１０～３０％程度となる。この方法でも、ストランド５を破壊することなく圧縮して高密度化する。
　上記高周波処理、高温高圧処理、高水圧処理、脱気・脱水繰返し処理、化学処理を行う場合には、その処理後にストランド５を必要に応じて乾燥させ、処理後の状態を維持する。
　尚、前処理工程では、第１及び第２処理工程Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの順序を逆にして、第２処理工程Ｐ２ｂの後に第１処理工程Ｐ２ａを行ってもよく、或いは第１及び第２処理工程Ｐ２ａ，Ｐ２ｂのうちの一方のみを行ってもよい。しかし、第２処理工程Ｐ２ｂで行われるロールプレス処理又は平板プレス処理で必要な圧力が小さくて済み、ストランド５の破壊等を抑制してストランドボードＢの強度を高くできる点では、第１処理工程Ｐ２ａの後に第２処理工程Ｐ２ｂを行うのが好ましい。
　（接着剤塗布工程）
　このようにして多数のストランド５，５，…が得られると、その後、それらストランド５，５，…に接着剤を塗布する接着剤塗布工程Ｐ３を行う。接着剤として、例えばイソシアネート系の接着剤を用いることができ、その他、例えばフェノール樹脂、ユリア樹脂やメラミン樹脂などのアミン系接着剤を用いてもよい。
　（フォーミング工程）
　次に、多数のストランド５，５，…を配向して積み重ねたストランド集合体を形成し、そのストランド集合体をさらに多段に積層して積層マットを形成するフォーミング工程Ｐ４（マット形成工程）を行う。
　具体的には、接着剤が塗布された多数のストランド５，５，…を、マット成形装置等により繊維が所定の基準方向に向くように配向させながら分散させて例えば厚さ７～１２ｍｍ程度になるまで積み重ね、一定の厚さを有するストランド集合体を形成する。尚、ストランド集合体の厚さは上記の値に限定されず、７ｍｍ未満であっても１２ｍｍを超えてもよい。
　このようにして、一定の厚さを有するストランド集合体が形成されると、その後、そのストランド集合体の上に、それとは繊維方向が例えば直交ないし交差するように配向されたストランド５，５，…を分散させて積み重ねて、同様に一定の厚さを有する別のストランド集合体を形成する。
　以後、上記と同様にして、ストランド集合体の積み重ねを目的の積層数（例えば５層）となるまで繰り返し、そのときに隣接するストランド集合体においてストランド５，５，…の繊維方向を互いに直交ないし交差させる。このようにして積層マットを形成する。図２及び図３に示すように、５層のストランド層１，１，…からなるストランドボードＢの場合、その５層の積層マットの厚さは例えば３５～６０ｍｍ程度である。
　尚、積層マットにおけるストランド集合体の層数は、ストランドボードＢの層数に応じて決定されるものである。
　また、ストランド層１を構成するストランド５，５，…の密度は、複数のストランド層１，１，…間において互いに同程度であってもよいし、互いに異なる程度であってもよい。
　（プレス成形工程）
　このようにして複数のストランド集合体が積層された積層マットが形成された後、プレス成形工程Ｐ５（成形圧縮工程）を行う。このプレス成形工程Ｐ５では、積層マットを熱圧プレス装置により所定の圧力及び温度での熱圧プレス処理により圧締して一体に成形する。この熱圧プレス処理に係る圧締圧力は４Ｎ／ｍｍ２以下であり、プレス時間は例えば１０～２０分間である。尚、プレス時間は、ストランドボードＢ（完成品）の厚さによって変動するものであり、１０分未満で終了する場合もあれば、２０分よりも長い時間を要する場合もある。また、熱圧プレス装置による熱圧プレス処理の前に、加熱装置による予備加熱処理を行ってもよい。
　以上のような工程Ｐ１～Ｐ５を経て、密度が７５０～９５０ｋｇ／ｍ３でありかつ曲げ強度としてのＭＯＲ（Modulus of Rupture）が８０～１５０Ｎ／ｍｍ２のストランドボードＢが製造される。
　この実施形態では、ストランド５，５，…の集合体を複数層に積層した状態でプレス成形により圧締して一体化しストランドボードＢを成形するとき、プレス成形工程Ｐ５前のストランド前処理工程Ｐ２においてストランド５に対する前処理が行われる。その前処理工程Ｐ２では、第１処理工程Ｐ２ａと、その後の第２処理工程Ｐ２ｂとが行われ、第１処理工程Ｐ２ａではビーティング処理（物理的処理）、高周波処理、高温高圧処理、高水圧処理、脱気・脱水繰り返し処理、化学処理のうちの少なくとも１つが、また第２処理工程Ｐ２ｂではロールプレス処理又は平板プレス処理（いずれも物理的処理）がそれぞれ行われる。
　そして、この前処理されたストランド５の集合体がフォーミング工程Ｐ４（マット形成工程）で複数層に積層され、その状態でプレス成形工程Ｐ５においてプレス成形により圧締されて一体化され、７５０～９５０ｋｇ／ｍ３の密度を持つ高密度ストランドボードＢが得られる。
　したがって、こうしてプレス成形工程Ｐ５におけるプレス成形前に前処理工程Ｐ２において、予めストランド５の前処理が行われて、そのストランド５が軟化されないし圧縮される（潰される）。このことで、７５０～９５０ｋｇ／ｍ３の高い密度を有するストランドボードＢであっても、一般的な密度のストランドボードを得る際に必要なプレス圧力と同程度の低い４ｋＮ／ｍｍ２以下の圧締圧力で成形することができるようになる。そのため、高密度のストランドボードＢをパンクのリスクを考慮した特殊な設備を用いることなく生産でき、その生産効率を高めることができる。
　特に、ストランド前処理工程Ｐ２では、まず、第１処理工程Ｐ２ａにおいて、ビーティング処理、高周波処理、高温高圧処理、高水圧処理、脱気・脱水繰り返し処理、化学処理のうちの少なくとも１つが行われる。その後の第２処理工程Ｐ２ｂにおいて、ロールプレス処理又は平板プレス処理が行われる。このように第２処理工程Ｐ２ｂの前に第１処理工程Ｐ２ａを経由させることで、第２処理工程Ｐ２ｂのみを前処理工程とする場合に比較して、その第２処理工程Ｐ２ｂで行われるロールプレス処理又は平板プレス処理で必要な圧力が小さくて済み、その分、ストランド５の破壊等を抑制することができ、ストランドボードＢの強度を高くすることができる。
　（その他の実施形態）
　尚、上記実施形態では、ストランド５，５，…の集合体をボード状に積層した高密度ストランドボードＢの製造方法について説明したが、本発明はこのようなストランドボードＢの製造方法に限定されない。例えば厚さ及び幅に大きな差がない断面矩形状（角材状）の複数のストランド層が積層された高密度のストランド材（木質積層材）の製造方法にも適用することができる。その場合、高密度のストランド材は根太や柱等の用途として利用できる。
　次に、具体的に実施した実施例について説明する。
　（実施例１）
　繊維方向に沿う長さが１５０～２００ｍｍ、幅が１５～２５ｍｍ、厚さが０．８～２ｍｍで、密度が３００～４５０ｋｇ／ｍ３のヒノキ製のストランドに対し、前処理工程としてロールプレス処理を行った。ロールプレス処理のプレス条件として温度を２５０℃とし、熱圧ロール間のクリアランスを０．５ｍｍとし、送り速度は１．５ｍ／分とし、圧縮率を４０％とした。そのロールプレス処理後の多数のストランドの集合体を積層して５層のストランド層からなる３７ｍｍ厚の積層マットを形成した。その後、プレス温度１４０℃及びプレス圧４Ｎ／ｍｍ２で１０分間の熱圧プレスを行い、密度８１８ｋｇ／ｍ３、厚さ１２．４ｍｍのストランドボードを得た。これが実施例１である。
　この実施例１について曲げ試験、寸法変化試験及び吸水試験を行った結果を図４に示す。さらに、密度分布測定装置（ELECTRONIC WOOD SYSTEMSGMBH社製の「DENSE-LAB X」）を用いて、ストランドボードの厚さ方向（積層方向）の密度分布を測定した結果を図５に示す。
　（実施例２）
　繊維方向に沿う長さが１５０～２００ｍｍ、幅が１５～２５ｍｍ、厚さが０．８～２ｍｍで、密度が３５０～４５０ｋｇ／ｍ３のベイマツ製のストランドに対し、前処理工程としてロールプレス処理を行った。プレス条件は実施例１と同じである。そのロールプレス処理後の多数のストランドの集合体を積層して５層のストランド層からなる３６ｍｍ厚の積層マットを形成した。その後、プレス温度１４０℃及びプレス圧４Ｎ／ｍｍ２で１０分間の熱圧プレスを行い、密度８３２ｋｇ／ｍ３、厚さ１２．２ｍｍのストランドボードを得、それを実施例２とした。この実施例２について曲げ試験、寸法変化試験及び吸水試験を行った結果を同じ図４に示す。
　（比較例１）
　繊維方向に沿う長さが１５０～２００ｍｍ、幅が１５～２５ｍｍ、厚さが０．８～２ｍｍで、密度が３００～４５０ｋｇ／ｍ３のヒノキ製のストランドに実施例１や実施例２のような前処理を行わず、その多数のストランドの集合体を積層して５層のストランド層からなる４２ｍｍ厚の積層マットを形成した。その後、プレス温度１４０℃及びプレス圧８Ｎ／ｍｍ２で１０分間の熱圧プレスを行い、密度７７９ｋｇ／ｍ３、厚さ１２．７ｍｍのストランドボードを得、それを比較例１とした。この比較例１について曲げ試験、寸法変化試験及び吸水試験を行った結果を同じ図４に示す。さらに、密度分布測定装置（ELECTRONIC WOOD SYSTEMSGMBH社製の「DENSE-LAB X」）を用いて、ストランドボードの厚さ方向（積層方向）の密度分布を測定した結果を図６に示す。
　（比較例２）
　繊維方向に沿う長さが１５０～２００ｍｍ、幅が１５～２５ｍｍ、厚さが０．８～２ｍｍで、密度が３５０～４５０ｋｇ／ｍ３のベイマツ製のストランドに実施例１や実施例２のような前処理を行わず、その多数のストランドの集合体を積層して５層のストランド層からなる３５ｍｍ厚の積層マットを形成した。その後、プレス温度１４０℃及びプレス圧８Ｎ／ｍｍ２で１０分間の熱圧プレスを行い、密度８１２ｋｇ／ｍ３、厚さ１２．４ｍｍのストランドボードを得、それを比較例２とした。この比較例２について曲げ試験、寸法変化試験及び吸水試験を行った結果を同じ図４に示す。
　尚、上記曲げ試験は、IICL_Floor_Performance TB001 Ver.2に準じて行った。寸法変化試験及び吸水試験は、合板の日本農林規格の煮沸繰り返し試験に準じて行った。
　図４の結果を考察するに、実施例１は比較例１に比べて、密度が高く、曲げ強度としてのＭＯＲ（Modulus of Rupture）、ＭＯＥ（Modulus of Elasticity）がいずれも高いことが判る。寸法変化率、吸水率は、実施例１と比較例１とで同等の値である。同様に、実施例２は比較例２に比べて、密度が高く、曲げ強度、ＭＯＲがほぼ同等で、ＭＯＥが高いことが判る。寸法変化率、吸水率は、実施例２と比較例２とで同等の値である。
　そして、実施例１，２を比較例１，２と比較したとき、実施例１，２のように、ストランドにロールプレス処理による前処理をした後に積層マットを形成して熱圧プレスを行うことで、熱圧プレスのプレス圧が４Ｎ／ｍｍ２の低いプレス圧であっても、比較例１，２よりも高い密度のストランドボードを成形できていることが判る。
　また、図５及び図６の結果を考察するに、実施例１は比較例１に比べて、複数のストランド層の積層方向の密度分布が実質的に一定であることが判る。密度分布が実質的に一定であるとは、例えば図５及び図６に示すように、密度分布の測定結果に変動がある場合に、その各図で破線にて示す中間値の変化が少なくて中間値が実質的に一定であることを含むものとする。例えば、図５（実施例１）に示す破線と、図６（比較例１）に示す破線とを比較した場合、図５に示す密度分布の中間値の方が変動は少なく、中間値は略一定の値となっている。
　このように密度分布が実質的に一定であることにより、密度分布のむらがなく、ストランドボード全体としての耐水性・強度（せん断強度等）が向上する。具体的には、密度が低い部分は、密度が高い部分と比較して耐水性能、強度が劣る。そのため、密度分布のむらがあると、密度が低い部分の耐水性能及び強度によりストランドボード全体の性能が律則される。これに対し、密度分布が略一定の場合には、そのような性能のボトルネックとなるような部分をなくすことができる。
　本発明は、コンテナ、船舶、車両用等の床材として用いるのに好適で、住宅等建築物の床材、耐力面材として用いるのにも好適な高密度の建築用材を低いプレス圧で生産できて極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。
　Ｐ１　ストランド生成工程
　Ｐ２　ストランド前処理工程
　Ｐ２ａ　第１処理工程
　Ｐ２ｂ　第２処理工程
　Ｐ３　接着剤塗布工程
　Ｐ４　フォーミング工程（マット形成工程）
　Ｐ５　プレス成形工程（成形圧縮工程）
　Ｂ　ストランドボード（木質積層材）
　１　ストランド層（木質材層）
　５　ストランド（木質材）

Claims (4)

  1. 　３００ｋｇ／ｍ３以上で７００ｋｇ／ｍ３未満の密度を有し木材の繊維方向に細長い薄板状の切削片であるストランドからなる多数の木質材を、繊維が所定の基準方向に向くように配向させながら積み重ねて木質材の集合体を形成し、その集合体を複数層に積層して木質材の積層マットを形成し、その積層マットをプレス成形により圧締して一体化することにより、高密度の木質積層材を製造する方法であって、
    　上記積層マットに積層される前の各木質材に対し、該木質材を物理的に圧縮処理する物理的処理、木質材を高周波の照射により内部から誘電加熱して軟化させる高周波処理、木質材に高温度及び高圧力を加える高温高圧処理、高圧水により木質材の表面に微細な傷を形成する高水圧処理、木質材を飽水状態にしてから真空条件下において木質材から水分を放出させる脱気・脱水繰り返し処理、木質材をアルカリ処理する化学処理のうちの少なくとも１つを行って、該積層前の木質材を軟化させ、圧縮し又は潰す前処理工程を備えており、
    　上記前処理工程の処理が行われた木質材の積層マットを、上記プレス成形時に４Ｎ／ｍｍ２以下の圧締圧力でプレス成形することで、７５０～９５０ｋｇ／ｍ３の密度を有する高密度木質積層材を成形する高密度木質積層材の製造方法。
  2. 　請求項１において、
    　物理的処理は、木質材を叩いて圧縮変形させるビーティング処理、木質材をロールプレス装置で圧縮するロールプレス処理、又は木質材を平板プレス装置で圧縮する平板プレス処理を含んでいる高密度木質積層材の製造方法。
  3. 　請求項２において、
    　前処理工程は、ビーティング処理、高周波処理、高温高圧処理、高水圧処理、脱気・脱水繰り返し処理、化学処理のうちの少なくとも１つを行う第１処理工程と、ロールプレス処理又は平板プレス処理を行う第２処理工程との少なくとも一方からなる高密度木質積層材の製造方法。
  4. 　請求項３において、
    　前処理工程は、第１処理工程の後に第２処理工程を行う高密度木質積層材の製造方法。
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