特許 7531039 パーティクルボード及びパーティクルボードの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-31

(45)【発行日】2024-08-08

(54)【発明の名称】パーティクルボード及びパーティクルボードの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B27N 3/02 20060101AFI20240801BHJP

   B27N 3/06 20060101ALI20240801BHJP

【ＦＩ】

B27N3/02 B

B27N3/06 A

B27N3/02 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023147941

(22)【出願日】2023-09-12

【審査請求日】2023-11-21

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000204985

【氏名又は名称】大建工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】深谷 剛

(72)【発明者】

【氏名】福井 杜史之

(72)【発明者】

【氏名】平田 一紘

(72)【発明者】

【氏名】三田野 竣太

(72)【発明者】

【氏名】久保 耕平

(72)【発明者】

【氏名】大島 克仁

【審査官】星野 浩一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－１２７２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０９４４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１３７０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】岩田立男，ファインOSB－これまでの動き，木材工業，第５４巻第７号，日本，日本木材加工技術協会，1999年，第３３３－３３７頁，https://iss.ndl.go.jp/books/R000000004-I4761593-00

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２７Ｎ ３／０２

Ｂ２７Ｎ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表層に芯層よりも細かい粒状の木質粉砕片を用いた３層構造のパーティクルボードであって、
上記芯層は、最大粒径が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の第１木質粒状片からなる芯層用の木質粉砕片のみで構成される多数の芯層用の木質片が、熱硬化型接着剤で接着一体化されたものであり、
上記表層は、上記第１木質粒状片よりも細かい第２木質粒状片からなる表層用の木質粉砕片と厚さが０．０５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の多数の薄片状の木質切削片とで構成される多数の表層用の木質片が、熱硬化型接着剤で接着一体化されたものである
ことを特徴とするパーティクルボード。

【請求項2】

請求項１に記載のパーティクルボードにおいて、
上記表層において、上記木質切削片は、上記多数の表層用の木質片の総重量に対し、２０重量％以上９０重量％以下の割合で混合されている
ことを特徴とするパーティクルボード。

【請求項3】

表層に芯層よりも細かい粒状の木質粉砕片を用いた３層構造のパーティクルボードの製造方法であって、
第１木質素材を粒状に粉砕することにより、多数の木質粒状片を作製する第１粉砕工程と、
上記多数の木質粒状片を大小２種類の篩を用いて、目の粗い第１の篩は通過する一方、目の細かい第２の篩は通過しない多数の第１木質粒状片と、上記第１及び第２の篩の両方を通過した多数の第２木質粒状片と、上記第１及び第２の篩の両方を通過しない多数の第３木質粒状片とに分級し、上記第１木質粒状片を芯層用の木質粉砕片とし、上記第２木質粒状片を表層用の木質粉砕片とする第１分級工程と、
第２木質素材を表面に繊維が直線状に表れるように切削して厚さが０．０５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の多数の薄片状の木質薄片を作製する切削工程と、
上記多数の木質薄片、該多数の木質薄片を繊維方向に沿って割れるように粉砕する第２粉砕工程によって作製される細長形状の多数の木質小薄片、又は該多数の木質小薄片を大小２種類の篩を用いて分級する第２分級工程によって得られる多数の第１～第３木質小薄片の少なくとも１種類を表層用の木質切削片として選択する選択工程と、
上記多数の表層用の木質粉砕片と上記多数の表層用の木質切削片とを混合して多数の表層用の木質片とする木質片混合工程と、
上記多数の芯層用の木質粉砕片のみからなる多数の芯層用の木質片と、上記多数の表層用の木質片とのそれぞれに、接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
接着剤が塗布された上記多数の表層用の木質片を堆積させて第１マットを形成し、該第１マット上に接着剤が塗布された上記多数の芯層用の木質片を堆積させて第２マットを形成し、該第２マット上に接着剤が塗布された上記多数の表層用の木質片を堆積させて第３マットを形成することにより、３層構造のマットを形成するマットフォーミング工程と、
上記３層構造のマットに熱圧プレス処理を施して上記第１～第３マットの接着剤を硬化させることにより、上記パーティクルボードを形成する熱圧工程とを備えている
ことを特徴とするパーティクルボードの製造方法。

【請求項4】

請求項３に記載のパーティクルボードの製造方法において、
上記切削工程と上記第２粉砕工程と上記第２分級工程とは、上記多数の第１木質小薄片を集合状態で接着一体化してなる木質ボードの製造方法が備えるものであり、
上記選択工程では、上記第１～第３木質小薄片の少なくとも１種類を、上記表層用の木質切削片として選択する
ことを特徴とするパーティクルボードの製造方法。

【請求項5】

請求項４に記載のパーティクルボードの製造方法において、
上記選択工程では、上記第１木質小薄片以外の上記第２木質小薄片及び第３木質小薄片を、上記表層用の木質切削片として選択する
ことを特徴とするパーティクルボードの製造方法。

【請求項6】

請求項３～５の少なくとも１つに記載のパーティクルボードの製造方法において、
上記木質片混合工程では、上記多数の表層用の木質切削片が、上記多数の表層用の木質片の総重量に対し、２０重量％以上９０重量％以下の割合となるように、上記多数の表層用の木質粉砕片と上記多数の表層用の木質切削片とを混合する
ことを特徴とするパーティクルボード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３層構造のパーティクルボード及び３層構造のパーティクルボードの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ラワン合板等の南洋材合板が広く利用されている。しかし、近年、南洋材合板は、原料の枯渇や環境破壊防止の点で入手自体が難しくなりつつあり、他の木質ボードへの置き換えが図られている。

【0003】

特許文献１には、木材を粉砕した粉砕片に接着剤を付着させたものをマット状に堆積させ、熱盤で熱圧締することによって成形されたパーティクルボードを、合板の代替材料として用いることが開示されている。また、特許文献１には、木質粉砕片を分級し、粗い木質粉砕片を芯材に用い、細かい木質粉砕片を表層に用いた３層構造のパーティクルボードが開示されている。パーティクルボードには、廃材や再生材等の粉砕片も構成材として利用できるため、比較的安価に形成できる。また、３層構造のパーティクルボードでは、廃材や再生材等を利用しない場合であっても、木質素材を粉砕してできた木質粉砕片の全てを余すことなく利用するため、比較的安価に形成できる。このように、３層構造のパーティクルボードは、比較的安価に形成できる点で、合板の代替品として優れている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２００５／１１５７０５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、３層構造のパーティクルボードは、表層に細かい木質粉砕片を用いるため、粗い木質粉砕片で構成された単層のパーティクルボードに比べて表面性（平滑度）が向上するものの、曲げ強度が低くなる。３層構造のパーティクルボードにおいて、ある程度の曲げ強度を確保するために表層の密度を高くすると、重量が重くなり、接着剤の使用量が増えるという問題があった。また、３層構造のパーティクルボードには、剥離強度が低く、耐水性及び吸湿による寸法安定性に欠けるという問題もあった。

【0006】

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、表面性、耐水性、曲げ強度及び剥離強度に優れ、寸法変化の小さい３層構造のパーティクルボードを、コスト及び重量を増大させることなく提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本発明では、３層構造のパーティクルボードの芯層よりも細かい木質粉砕片を用いた表層に、厚さが極めて薄い多数の木質切削片を含ませることとした。

【0008】

具体的には、第１の発明は、表層に芯層よりも細かい木質粉砕片を用いた３層構造のパーティクルボードを前提とするものである。

【0009】

そして、第１の発明は、上記表層には、厚さが０．０５～０．３５ｍｍの多数の木質切削片が含まれていることを特徴とするものである。

【0010】

ここで、木質粉砕片とは、木質素材を粉砕することによって形成される粒状の木質片のことをいい、木質切削片とは、木質素材を切削することによって形成される薄片状の木質片のことをいう。

【0011】

第１の発明では、３層構造のパーティクルボードの表層に、通常含まれる細かい木質粉砕片だけでなく、厚さが０．０５～０．３５ｍｍと極めて薄い木質切削片を含ませることとしている。このような構成により、上記パーティクルボードでは、表層の曲げ強度が増大する。そのため、パーティクルボードの曲げ強度を確保するために、表層の密度を高めたり、多量の接着剤を用いたりする必要がない。また、表層が、木質粉砕片のみで構成される場合に比べて、薄片状の木質切削片が介在することにより、少量の接着剤で木質片（木質粉砕片と木質切削片）どうしが接着し易くなる。そのため、第１の発明に係る３層構造のパーティクルボードによれば、曲げ強度を確保しつつ、接着剤の使用量を低減することができる。

【0012】

また、第１の発明に係るパーティクルボードによれば、表層にある比較的細かい木質粉砕片間の隙間に、厚さが０．０５～０．３５ｍｍと極めて薄い木質切削片が入り込むことにより、表面に凹凸が生じ難い。特に、パーティクルボードの表面において、薄片状の木質切削片が折り重なれば、表面がより平滑になり、表面性（平滑度）に優れたものとなる。

【0013】

また、第１の発明に係るパーティクルボードによれば、表層を木質粉砕片のみで形成すると、木質粉砕片間に隙間が数多く形成されるところ、薄片状の木質切削片が混ぜ込まれているため、数多くの隙間に薄片状の木質切削片が入り込むことにより、隙間が小さくなり、少なくなる。よって、第１の発明に係るパーティクルボードは、表層が木質粉砕片のみで構成された従来のパーティクルボードに比べて、水分が内部に浸入し難くなり、耐水性に優れる。

【0014】

ところで、本願発明者等は、３層構造のパーティクルボードの表層に厚さが０．０５～０．３５ｍｍと極めて薄い木質切削片を含ませることによる効果を検証する試験を行った。その結果、表層に木質切削片が含まれたパーティクルボードは、表層に木質切削片が含まれない従来のパーティクルボードに対し、常態時曲げ強度（ＭＯＲ）、湿潤時曲げ強度（ｗｅｔＭＯＲ）、吸水長さ変化率（ＬＥ）及び剥離強度（ＩＢ）が向上することが判った。

【0015】

以上により、第１の発明によれば、表面性、耐水性、曲げ強度及び剥離強度に優れ、寸法変化の小さい３層構造のパーティクルボードを、コスト及び重量を増大させることなく提供することができる。

【0016】

第２の発明は、第１の発明において、上記木質切削片は、木質素材を切削してなる厚さが０．０５～０．３５ｍｍの多数の木質薄片を粉砕してなる多数の木質小薄片のうち、分級によって選別された多数の第１木質小薄片を集合状態で接着一体化してなる木質ボードの形成時に、上記木質素材から生成されるものであることを特徴とするものである。

【0017】

第３の発明は、第２の発明において、上記木質切削片は、上記木質小薄片のうち、分級によって選別された上記第１木質小薄片以外のものであることを特徴とするものである。

【0018】

第２及び第３の発明では、木質切削片を、他の木質ボードを形成するために木質素材を加工した際に生成されるものを用いることとしている。そのため、通常のパーティクルボードに用いる材料（木質粉砕片）と異なる材料（木質切削片）を用いることとしても、他の木質ボードの材料加工時に生成されるものを異なる材料として用いるため、容易に調達できる。従って、第２及び第３の発明によれば、表面性、耐水性、曲げ強度及び剥離強度に優れ、寸法変化の小さい３層構造のパーティクルボードを、容易に且つ比較的安価に提供することができる。

【0019】

特に、第３の発明では、木質切削片として、木質小薄片を分級して選別された第１木質小薄片以外のものを用いることとしている。このように、他の木質ボードの形成時に生じた他の木質ボードには用いない廃材を、３層構造のパーティクルボードの表層用の木質切削片として利用することにより、３層構造のパーティクルボードをより安価に形成することができる。また、他の木質ボードの木質素材を余すことなく用いることとなるため、木質資源の有効活用に繋がる。

【発明の効果】

【0020】

以上説明した如く、本発明によると、３層構造のパーティクルボードの芯層よりも細かい木質粉砕片を用いた表層に、厚さが極めて薄い多数の木質切削片を含ませることとしたため、表面性、耐水性、曲げ強度及び剥離強度に優れ、寸法変化の小さい３層構造のパーティクルボードをコスト及び重量を増大させることなく提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、実施形態１に係るパーティクルボードの一部を示す断面図である。

【図2】図２は、木質粉砕片の作製過程を示す図である。

【図3】図３は、木質切削片の作製過程を示す図である。

【図4】図４は、第１木質小薄片を概略的に示す拡大斜視図である。

【図5】図５は、パーティクルボードの製造工程を示す図である。

【図6】図６は、熱圧工程前のマットと熱圧工程後に形成されるパーティクルボードとを比較して示す一部拡大断面図である。

【図7】図７は、実施形態１の効果検証実験の結果を示すものである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

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。

【0023】

《発明の実施形態１》
－パーティクルボードの構成－
図１は、本発明の実施形態１に係るパーティクルボード１０を示す。パーティクルボード１０は、例えば、床材等の建材の下地材や家具の構成材等として用いることができるものである。

【0024】

パーティクルボード１０は、多数の木質片１，…，１が集合状態で接着一体化されたものである。パーティクルボード１０には、多数の木質片１，…，１と接着剤とが含まれている。本発明の特徴は、パーティクルボード１０の構成材料（木質片１）にあり、厚さや密度は特に限定されるものではないが、パーティクルボード１０は、例えば、厚さ３ｍｍ以上２５ｍｍ以下、密度５００ｋｇ／ｍ^３以上８００ｋｇ／ｍ^３以下となるように構成されている。

【0025】

＜木質片＞
本実施形態１では、パーティクルボード１０を構成する多数の木質片１，…，１は、多数の木質粉砕片２，…，２と、多数の木質切削片３，…，３とで構成されている。パーティクルボード１０は、芯層１１と、該芯層１１を挟み込むように設けられて表面を構成する２つの表層１２，１２とを備え、３層構造に構成されている。芯層１１と表層１２とは、含む木質片１，…，１の構成が異なる。

【0026】

芯層１１と表層１２とには、共に、多数の木質粉砕片２，…，２が、木質片１，…，１として含まれているが、芯層１１と表層１２とに用いる木質粉砕片２，…，２は、粒径が異なり、表層１２には芯層１１よりも細かい木質粉砕片２，…，２が用いられている。また、表層１２には、多数の木質粉砕片２，…，２だけでなく、多数の木質切削片３，…，３が含まれている。つまり、本実施形態１では、芯層１１の木質片１，…，１は、木質粉砕片２，…，２のみで構成され、表層１２の木質片１，…，１は、芯層１１よりも細かい木質粉砕片２，…，２と木質切削片３，…，３とで構成されている。

【0027】

本実施形態１では、木質粉砕片２，…，２は、従来のパーティクルボードにおいて木質片として用いるものであるが、表層１２に用いる木質切削片３，…，３は、後述する他の木質ボード５０の構成材料として用いるものである。つまり、本実施形態１では、芯層１１には、従来のパーティクルボードで用いる木質粉砕片２，…，２を多数の木質片１，…，１として用い、表層１２には、従来のパーティクルボードで用いる木質粉砕片２，…，２に、他の木質ボード５０の構成材料として用いる木質切削片３，…，３を混合したものを多数の木質片１，…，１として用いている。表層１２において、木質切削片３，…，３は、木質片１，…，１の総重量に対し、１０～９０重量％の割合で混合されている。

【0028】

以下、パーティクルボード１０で用いる木質粉砕片２，…，２及び木質切削片３，…，３について詳細に説明する。

【0029】

［木質粉砕片］
図２に示すように、木質粉砕片２，…，２は、ハンマーミル、ピンミル、ジェットミル等の既知の粉砕装置（チッパー）により、木質素材Ａを粒状に粉砕することによって得られる。本実施形態１のパーティクルボード１０では、図２に示すように、木質素材Ａを粉砕した木質粒状片２ａ，…，２ａを、大小２種類の篩を用いて分級し、分級によって選別された第１木質粒状片２ｂ，…，２ｂを、芯層１１用の木質粉砕片２，…，２として用い、２種類の篩の両方を通過した第１木質粒状片２ｂ，…，２ｂよりも細かい第２木質粒状片２ｃ，…，２ｃを表層１２用の木質粉砕片２，…，２として用いている。第１木質粒状片２ｂ，…，２ｂとして、例えば、粒径（最大径）が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の粒状片が選別される。

【0030】

なお、図２に示すように、上記分級により、２種類の篩の両方を通過しない第１木質粒状片２ｂ，…，２ｂよりも粗い第３木質粒状片２ｄ，…，２ｄは、木質粉砕片２，…，２として用いずに、チッパー装置に戻し、再度粉砕される。

【0031】

木質素材Ａの樹種は特に限定されず、いかなる樹種でも木質素材Ａとして用いることができる。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）等を木質素材Ａとして用いることができる。また、トドマツ、カラマツ、エゾマツ、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、ケヤキ等の国産材や、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、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や、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、コウリャン、カメレレのような他の外材等も、木質素材Ａとして用いることができる。また、丸太や間伐材等の原木だけでなく、建築現場等で発生する端材や廃材、廃パレット材、再生材等を木質素材Ａとして用いてもよい。

【0032】

［木質切削片］
表層１２に用いる木質切削片３，…，３は、本発明に係るパーティクルボード１０とは異なる木質ボード５０の形成時に、木質素材Ｂから生成されるものである。木質ボード５０は、図３に示すように、木質素材Ｂを既知の切削装置（ストランダー）によって切削してなる厚さが０．０５～０．３５ｍｍの多数の木質薄片３ａ，…，３ａを、既知の粉砕装置でさらに粉砕して多数の木質小薄片３ｂ，…，３ｂを形成し、さらに、これを大小２種類の篩を用いて分級し、分級によって選別された第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃを集合状態で接着一体化したものである。

【0033】

本実施形態１のパーティクルボード１０では、上記木質ボード５０を形成する際に、木質素材Ｂを切削してなる厚さが０．０５～０．３５ｍｍの多数の木質薄片３ａ，…，３ａをさらに粉砕してなる多数の木質小薄片３ｂ，…，３ｂのうち、分級によって選別された多数の第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃ以外のものを、表層１２に含ませる木質切削片３，…，３として用いている。具体的には、適宜選択した大小２種類の篩を用いて、多数の木質小薄片３ｂ，…，３ｂを分級することにより、多数の木質小薄片３ｂ，…，３ｂが選別される他、２種類の篩の両方を通過した第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃよりも細かい第２木質小薄片３ｄ，…，３ｄ、及び２種類の篩の両方を通過しない第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃよりも粗い第３木質小薄片３ｅ，…，３ｅも得られる。本実施形態１では、この分級によって選別されなかった第２木質小薄片３ｄ，…，３ｄ及び第３木質小薄片３ｅ，…，３ｅを、表層１２に含ませる木質切削片３，…，３として用いている。つまり、本実施形態１では、木質素材Ｂを切削して粉砕してなる木質小薄片３ｂ，…，３ｂのうち、木質ボード５０には用いない分級外のものを、表層１２に含ませる木質切削片３，…，３として用いることができる。

【0034】

木質薄片３ａの厚さｔは０．０５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、好ましくは０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、より好ましくは０．１５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１５ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下である。上記木質薄片３ａの厚さｔは平均値である。木質小薄片３ｂは、木質薄片３ａを粉砕したものであるため、木質小薄片３ｂも木質薄片３ａの厚さｔに等しいものとなる。

【0035】

木質ボード５０の形成に用いる第１木質小薄片３ｃについて詳述する。図４に拡大して示すように、第１木質小薄片３ｃは、導管や仮導管等による繊維ａに沿った方向の繊維方向寸法ｄ１が、繊維方向と直交する方向の繊維直交方向寸法ｄ２よりも長い細長形状（短冊形状）である。繊維方向寸法ｄ１を長さとし、繊維直交方向寸法ｄ２を幅とすると、長さｄ１は４０ｍｍ以下、好ましくは３５ｍｍ以下、より好ましくは３０ｍｍ以下、より一層好ましくは２５ｍｍ以下、さらに好ましくは１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。また、幅ｄ２は３５ｍｍ以下、好ましくは１５ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。第１木質小薄片３ｃの長さｄ１及び幅ｄ２はいずれも平均値とする。

【0036】

このような厚さ、形状、大きさの第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃは、上述したように、適宜選択した大小２種類の篩を用いて、多数の木質小薄片３ｂ，…，３ｂを分級することにより選別され、この分級により、表層１２に用いる第２木質小薄片３ｄ，…，３ｄ及び第３木質小薄片３ｅ，…，３ｅも得られることとなる。

【0037】

なお、本実施形態１では、上述したように、多数の木質薄片３ａ，…，３ａの粉砕後、分級によって選別された第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃ以外のもの（第２木質小薄片３ｄ，…，３ｄ及び第３木質小薄片３ｅ，…，３ｅ）を、木質切削片３，…，３としてパーティクルボード１０の表層１２に用いることができる。しかしながら、パーティクルボード１０の表層１２を構成する木質切削片３，…，３は、上記のものに限られない。木質ボード５０に用いる第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃを、表層１２を構成する木質切削片３，…，３として用いてもよい。また、切削後粉砕前の木質薄片３ａ，…，３ａや粉砕後分級前の多数の木質小薄片３ｂ，…，３ｂを、表層１２を構成する木質切削片３，…，３として用いてもよい。さらに、木質薄片３ａ，…，３ａ、木質小薄片３ｂ，…，３ｂ、第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃ、第２木質小薄片３ｄ，…，３ｄ及び第３木質小薄片３ｅ，…，３ｅの全て、いずれか２つ、３つ又は４つを組み合わせて表層１２を構成する木質切削片３，…，３として用いることとしてもよい。つまり、木質薄片３ａ，…，３ａ、木質小薄片３ｂ，…，３ｂ、第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃ、第２木質小薄片３ｄ，…，３ｄ及び第３木質小薄片３ｅ，…，３ｅの少なくとも１種類を、表層１２を構成する木質切削片３，…，３として用いることができる。

【0038】

木質素材Ｂの樹種は特に限定されず、いかなる樹種でも木質素材Ｂとして用いることができる。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）等を木質素材Ｂとして用いることができる。また、トドマツ、カラマツ、エゾマツ、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、ケヤキ等の国産材や、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、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や、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、コウリャン、カメレレのような他の外材等も、木質素材Ｂとして用いることができる。また、丸太や間伐材等の原木だけでなく、建築現場等で発生する端材や廃材、廃パレット材、再生材等を木質素材Ｂとして用いてもよい。

【0039】

パーティクルボード１０を構成する多数の木質片１，…，１は、以上のような木質粉砕片２，…，２と木質切削片３，…，３とによって構成されている。

【0040】

木質片１（木質粉砕片２、木質切削片３）の物性に関し、その密度は好ましくは２５０ｋｇ／ｍ^３以上、より好ましくは３００ｋｇ／ｍ^３以上であり、また好ましくは８００ｋｇ／ｍ^３以下、より好ましくは５００ｋｇ／ｍ^３以下、さらに好ましくは４００ｋｇ／ｍ^３以下である。密度が２５０ｋｇ／ｍ^３未満であると、同密度・同曲げ強度のパーティクルボード１０を形成するために必要なマットの厚さが大きくなるとともに、プレス成形工程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。また、木質片１の密度は、８００ｋｇ／ｍ^３を超えてもよいが、そのような木質片１を容易に得ることは難しい。すなわち、８００ｋｇ／ｍ^３を超える木質片１を容易に得ることができるのであれば、密度の上限値は８００ｋｇ／ｍ^３に限定されず、さらに高い値であってもよい。

【0041】

また、木質片１（木質粉砕片２、木質切削片３）の含水率は、２％以上２０％以下であることが好ましく、２％以上８％以下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、曲げ強度が下がる虞がある。一方、木質片１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、さらには接着剤の硬化が阻害されて曲げ強度が下がる虞がある。

【0042】

＜接着剤＞
パーティクルボード１０に用いる接着剤は、熱硬化型接着剤であれば特に限定されない。例えば、イソシアネート系の接着剤を用いることができる。また、その他、フェノール樹脂、ユリア樹脂やメラミン樹脂等のアミン系接着剤や、天然系接着剤等も用いることができる。接着剤は、堆積前の木質片１，…，１に塗布され、木質片１，…，１を堆積させたマットを熱圧プレスする際に硬化する。これにより、多数の木質片１，…，１が集合状態で接着一体化される。

【0043】

－パーティクルボードの製造方法－
次に、パーティクルボード１０の製造方法について説明する。パーティクルボード１０の製造方法は、木質片作製工程Ｓ１と、接着剤塗布工程Ｓ２と、マットフォーミング工程Ｓ３と、熱圧工程Ｓ４とを備えている。

【0044】

＜木質片作製工程Ｓ１＞
木質片作製工程Ｓ１は、木質粉砕片作製工程Ｓ１１と、木質切削片作製工程Ｓ１２と、木質片混合工程Ｓ１３とを備えている。

【0045】

［木質粉砕片作製工程Ｓ１１］
木質粉砕片作製工程Ｓ１１は、材料準備工程Ｓ１１１と、粉砕工程Ｓ１１２と、分級工程Ｓ１１３とを備えている。

【0046】

（材料準備工程Ｓ１１１）
まず、木質素材Ａを準備する。丸太や間伐材等の原木を用いる場合、短くカットして樹皮を除去して木質素材Ａとする。建築現場等で発生する端材や廃材、廃パレット材、再生材等を用いる場合、短くカットして木質素材Ａとする。

【0047】

（粉砕工程Ｓ１１２）
次に、準備した木質素材Ａを、ハンマーミル、ピンミル、ジェットミル等の既知の粉砕装置（チッパー）により、粒状に粉砕する。木質素材Ａを粉砕することにより、木質粒状片２ａ，…，２ａが得られる。

【0048】

（分級工程Ｓ１１３）
粉砕によって得られた木質粒状片２ａ，…，２ａを、大小２種類の篩を用いて３種類のサイズに分級する。具体的には、木質粒状片２ａ，…，２ａは、目の粗い篩は通過し、目の細かい篩は通過しない所望の粒径（例えば、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下）の第１木質粒状片２ｂ，…，２ｂと、２種類の篩の両方を通過した第１木質粒状片２ｂ，…，２ｂよりも細かい第２木質粒状片２ｃ，…，２ｃと、２種類の篩の両方を通過しない第１木質粒状片２ｂ，…，２ｂよりも粗い第３木質粒状片２ｄ，…，２ｄとに分ける。このように分級して選別した第１木質粒状片２ｂ，…，２ｂを、芯層１１用の木質粉砕片２，…，２とし、同時に得られた第２木質粒状片２ｃ，…，２ｃを、表層１２用の木質粉砕片２，…，２とする。

【0049】

［木質切削片作製工程Ｓ１２］
木質切削片作製工程Ｓ１２は、材料準備工程Ｓ１２１と、切削工程Ｓ１２２と、粉砕工程Ｓ１２３と、分級工程Ｓ１２４とを備えている。なお、上述したように、本実施形態１では、木質ボード５０の形成時に生じる第２木質小薄片３ｄ，…，３ｄ及び第３木質小薄片３ｅ，…，３ｅを、表層１２用の木質切削片３，…，３として用いる。そのため、木質切削片作製工程Ｓ１２は、木質ボード５０の製造方法の一部の工程である。

【0050】

（材料準備工程Ｓ１２１）
まず、木質素材Ｂを準備する。丸太や間伐材等の原木を用いる場合、短くカットして樹皮を除去して木質素材Ｂとする。建築現場等で発生する端材や廃材、廃パレット材、再生材等を用いる場合、短くカットして木質素材Ｂとする。

【0051】

（切削工程Ｓ１２２）
次に、準備した木質素材Ｂを、外刃型や内刃型の既知の切削装置（ストランダー）により、切削して多数の所望の厚さｔの木質薄片３ａ，…，３ａを形成する。具体的には、切削装置に木質素材Ｂを送り込む方向及び速度を調節し、表面に繊維ａが直線状に表れた所望の厚さｔの多数の木質薄片３ａ，…，３ａを形成する。

【0052】

なお、この切削工程Ｓ１２２において、厚さｔの木質薄片３ａ，…，３ａを作製することにより、次の粉砕工程で得られる木質小薄片３ｂ，…，３ｂの厚さが所望の厚さｔとなる。

【0053】

（粉砕工程Ｓ１２３）
次に、切削によって得られた木質薄片３ａ，…，３ａをハンマーや刃物（ナイフフレーカー）、ハンマーミル、ピンミル、ジェットミル等の既知の粉砕装置を用いて粉砕することにより、切削直後の大きさよりも小さくする。このとき、切削後木質薄片を繊維方向（長さ方向）に沿って割れるように幅方向に粉砕すると、細長形状の木質小薄片３ｂ，…，３ｂを作ることができる。つまり、木質薄片３ａ，…，３ａに繊維方向に直交する繊維直交方向に沿って力（衝撃）を加えると、割れ難くなるが、繊維方向に平行に沿って力を加えると、簡単に割れるようになる。木質薄片３ａ，…，３ａがカールしていても、その粉砕により平面状に分割される。尚、木質薄片３ａ，…，３ａに加える力の方向は上記の繊維方向に平行な方向に限定されない。木質薄片３ａ，…，３ａに対してランダムな方向に力を加えると、通常、木質薄片３ａ，…，３ａは力の弱い部分から割れていく（力の弱い方向に割れ易い）。木質薄片３ａ，…，３ａの各繊維がつながる力（繊維直交方向の力）は繊維方向の力よりも圧倒的に弱いため、上記粉砕装置で木質薄片３ａ，…，３ａをランダムな方向に粉砕すれば（力を加えると）、木質薄片３ａ，…，３ａが繊維方向に沿って割れて繊維直交方向に短くなり、細長形状の木質小薄片３ｂ，…，３ｂが得られる。

【0054】

また、木質薄片３ａ，…，３ａに木材の節があったとしても、その節は他の部分よりも脆いので、粉砕により節が粉状になり、後の分級工程で除去される。

【0055】

このように切削工程Ｓ１２２のみの１段階ではなく、その後に粉砕工程Ｓ１２３を加えて２段階の加工工程を経由させることで、必要な大きさで節部分のない高強度の木質小薄片３ｂ，…，３ｂを容易に製造することができる。

【0056】

（分級工程Ｓ１２４）
粉砕によって得られた木質小薄片３ｂ，…，３ｂを、大小２種類の篩を用いて３種類のサイズに分級する。具体的には、木質小薄片３ｂ，…，３ｂは、目の粗い篩は通過し、目の細かい篩は通過しない所望の寸法の第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃと、２種類の篩の両方を通過した第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃよりも細かい第２木質小薄片３ｄ，…，３ｄと、２種類の篩の両方を通過しない第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃよりも粗い第３木質小薄片３ｅ，…，３ｅとに分ける。このように分級して選別された第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃ以外の第２木質小薄片３ｄ，…，３ｄ及び第３木質小薄片３ｅ，…，３ｅを、表層１２用の木質切削片３，…，３とする。

【0057】

［木質片混合工程Ｓ１３］
木質片混合工程Ｓ１３では、木質粉砕片作製工程で作製された多数の表層１２用の木質粉砕片２，…，２（第２木質粒状片２ｃ，…，２ｃ）と、木質切削片作製工程で作製された多数の表層１２用の木質切削片３，…，３（第２木質小薄片３ｄ，…，３ｄ及び第３木質小薄片３ｅ，…，３ｅ）とを、所望の混合割合（木質片１，…，１の総重量に対する木質切削片３，…，３が、１０～９０重量％）となるように混合する。

【0058】

木質片作製工程Ｓ１では、以上の木質粉砕片作製工程Ｓ１１と、木質切削片作製工程Ｓ１２と、木質片混合工程Ｓ１３とにより、芯層１１用の木質片１，…，１（第１木質粒状片２ｂ，…，２ｂ）と、表層１２用の木質片１，…，１（第２木質粒状片２ｃ，…，２ｃと、第２木質小薄片３ｄ，…，３ｄ及び第３木質小薄片３ｅ，…，３ｅとの混合物）が作製される。

【0059】

＜接着剤塗布工程Ｓ２＞
木質片作製工程Ｓ１において作製された芯層１１用の木質片１，…，１と表層１２用の木質片１，…，１を、それぞれ接着剤塗布装置に搬入して接着剤を塗布する。接着剤としては、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、フェノール樹脂、ユリア樹脂やメラミン樹脂等のアミン系接着剤、木質用天然物（タンニン）系接着剤等を用いてもよい。また、接着剤と共に、一般に使用される撥水剤を併用してもよい。

【0060】

＜マットフォーミング工程Ｓ３＞
マットフォーミング工程Ｓ３では、図６の左側に示すように、まず、接着剤が塗布された多数の表層１２用の木質片１，…，１を、厚さ方向に集合させた状態で所定厚さ（高さ）になるまで堆積させ、木質片１，…，１の第１マット９ａを形成する。次に、接着剤が塗布された多数の芯層１１用の木質片１，…，１を、第１マット９ａの上に、厚さ方向に集合させた状態で所定厚さ（高さ）になるまで堆積させ、木質片１，…，１の第２マット９ｂを形成する。さらに、接着剤が塗布された多数の表層１２用の木質片１，…，１を、第２マット９ｂの上に、厚さ方向に集合させた状態で所定厚さ（高さ）になるまで堆積させ、木質片１，…，１の第３マット９ｃを形成する。以上のようにして３層構造のマット９を形成する。

【0061】

このとき、パーティクルボード１０全体に占める芯層１１及び各表層１２の厚さの割合を所望の割合とするために、第１～第３マット９ａ～９ｃの厚さを調整する。例えば、表層１２のパーティクルボード１０全体に占める厚さの割合が１５％（表層１２：芯層１１：表層１２＝１５：７０：１５）の厚さ９ｍｍのパーティクルボード１０を形成する場合、表層１２となる第１及び第３マット９ａ，９ｃの厚さ（高さ）が１３．５ｍｍ程度、芯層１１となる第２マット９ｂの厚さ（高さ）が６３ｍｍ程度になるようにマット９を形成する。

【0062】

＜熱圧工程Ｓ４＞
マットフォーミング工程Ｓ３において形成されたマット９を、熱圧プレス装置に搬入して熱盤間にセットし、熱圧プレス装置により、マット９を所定の圧力及び温度で熱圧プレス処理して圧縮する。このとき、接着剤が硬化することにより、多数の木質片１，…，１が接着一体化される。その結果、図６の右側に示すパーティクルボード１０が形成される。

【0063】

このとき、図６に示すように、上記例示した９０ｍｍ程度の厚さのマット９は、例えば、９ｍｍのパーティクルボード１０に圧縮され、厚さが１／１０まで圧縮される。熱圧プレス処理に係るプレス温度は、特に限定されないが、例えば１６０～２２０℃である。熱圧プレス処理に係るプレス圧は、例えば、２～４Ｎ／ｍｍ^２であり、プレス時間は、例えば、１．５～３分間である（例えば、厚さ１ｍｍ当たり１０～２０秒）。なお、プレス時間は、パーティクルボード１０の厚さによって変動するものであり、１分未満で終了する場合もあれば、３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。

【0064】

－実施形態１の効果－
本実施形態１では、３層構造のパーティクルボード１０の表層１２に、通常含まれる細かい木質粉砕片２，…，２（第２木質粒状片２ｃ，…，２ｃ）だけでなく、厚さが０．０５～０．３５ｍｍと極めて薄い木質切削片３，…，３を含ませることとしている。このような構成により、上記パーティクルボード１０では、表層１２の曲げ強度が増大する。そのため、パーティクルボード１０の曲げ強度を確保するために、表層１２の密度を高めたり、多量の接着剤を用いたりする必要がない。また、表層１２が、木質粉砕片２，…，２のみで構成される場合に比べて、薄片状の木質切削片３，…，３が介在することにより、少量の接着剤で木質片１，…，１（木質粉砕片２，…，２と木質切削片３，…，３）どうしが接着し易くなる。そのため、本実施形態１の３層構造のパーティクルボード１０によれば、曲げ強度を確保しつつ、接着剤の使用量を低減することができる。

【0065】

また、本実施形態１のパーティクルボード１０によれば、表層１２にある比較的細かい木質粉砕片２，…，２（第２木質粒状片２ｃ，…，２ｃ）間の隙間に、厚さが０．０５～０．３５ｍｍと極めて薄い木質切削片３，…，３が入り込むことにより、表面に凹凸が生じ難い。特に、パーティクルボード１０の表面において、薄片状の木質切削片３，…，３が折り重なれば、表面がより平滑になり、表面性（平滑度）に優れたものとなる。

【0066】

また、本実施形態１のパーティクルボード１０によれば、表層１２を粒状の木質粉砕片２，…，２のみで形成すると、木質粉砕片２，…，２間に隙間が数多く形成されるところ、薄片状の木質切削片３，…，３が混ぜ込まれているため、数多くの隙間に薄片状の木質切削片３，…，３が入り込むことにより、隙間が小さくなり、少なくなる。よって、本実施形態１のパーティクルボード１０は、表層１２が粒状の木質粉砕片のみで構成された従来のパーティクルボードに比べて、水分が内部に浸入し難くなり、耐水性に優れる。

【0067】

また、後述するように、本願発明者等は、３層構造のパーティクルボード１０の表層１２に厚さが０．０５～０．３５ｍｍと極めて薄い木質切削片３，…，３を含ませることによる効果を検証する試験を行った。その結果、表層１２に薄い木質切削片３，…，３が含まれたパーティクルボード１０は、表層１２に薄い木質切削片３，…，３が含まれない従来のパーティクルボードに対し、常態時曲げ強度（ＭＯＲ）、湿潤時曲げ強度（ｗｅｔＭＯＲ）、吸水長さ変化率（ＬＥ）及び剥離強度（ＩＢ）が向上することが判った。

【0068】

以上により、本実施形態１によれば、表面性、耐水性、曲げ強度及び剥離強度に優れ、寸法変化の小さい３層構造のパーティクルボード１０を、コスト及び重量を増大させることなく提供することができる。

【0069】

また、本実施形態１では、木質切削片３，…，３を、他の木質ボード５０を形成するために木質素材Ｂを加工した際に生成されるものを用いることとしている。そのため、通常のパーティクルボードに用いる材料（木質粉砕片２，…，２）と異なる材料（木質切削片３，…，３）を用いることとしても、他の木質ボード５０の材料加工時に生成されるものを異なる材料として用いるため、容易に調達できる。従って、本実施形態１によれば、表面性、耐水性、曲げ強度及び剥離強度に優れ、寸法変化の小さい３層構造のパーティクルボード１０を、容易に且つ比較的安価に提供することができる。

【0070】

特に、本実施形態１では、表層１２用の木質切削片３，…，３として、木質小薄片３ｂ，…，３ｂを分級して選別された第１木質小薄片３ｃ，…，３ｃ以外のもの（第２木質小薄片３ｄ，…，３ｄ及び第３木質小薄片３ｅ，…，３ｅ）を用いることとしている。このように、他の木質ボード５０の形成時に生じた他の木質ボード５０には用いない廃材を、３層構造のパーティクルボード１０の表層１２用の木質切削片３，…，３として利用することにより、３層構造のパーティクルボード１０をより安価に形成することができる。また、他の木質ボード５０の木質素材Ｂを余すことなく用いることとなるため、木質資源の有効活用に繋がる。

【0071】

－効果の検証－
本願発明者等は、パーティクルボード１０の表層１２に木質切削片３，…，３を含ませたことによる上記の効果を検証するため、以下の５種類のパーティクルボード１０（試験体Ｘ０～Ｘ４）を準備し、ＪＩＳ Ａ５９０８及びＪＩＳ Ａ５９０５に準じて、曲げ強さ試験、湿潤時曲げ強さ試験、吸水長さ変化率試験、剥離強さ試験を行い、常態時曲げ強度（ＭＯＲ）、湿潤時曲げ強度（ｗｅｔＭＯＲ）、吸水長さ変化率（ＬＥ）、剥離強度（ＩＢ）を求めたところ、図７に示すような結果となった。なお、試験体Ｘ０～Ｘ４は、表層１２における木質切削片３，…，３の混合割合が異なるものであり、その他の構成は、実施形態１のパーティクルボード１０と同様に構成されている。また、図７には、試験体Ｘ０の各試験の結果を１００としたときの相対比率で、試験体Ｘ１～Ｘ４の各試験の結果を示している。

【0072】

試験体Ｘ０：表層１２における木質切削片３，…，３の混合割合が０重量％のもの
試験体Ｘ１：表層１２における木質切削片３，…，３の混合割合が２０重量％のもの
試験体Ｘ２：表層１２における木質切削片３，…，３の混合割合が４０重量％のもの
試験体Ｘ３：表層１２における木質切削片３，…，３の混合割合が６０重量％のもの
試験体Ｘ４：表層１２における木質切削片３，…，３の混合割合が８０重量％のもの

【0073】

図７に示すように、表層１２に木質切削片３，…，３を含ませたパーティクルボード１０（試験体Ｘ１～Ｘ４）は、表層１２に木質切削片３，…，３を含まない従来のパーティクルボード（試験体Ｘ０）に対して常態時曲げ強度（ＭＯＲ）及び湿潤時曲げ強度（ｗｅｔＭＯＲ）が向上する結果となった。また、表層１２における木質切削片３，…，３の混合割合が高くなる程、常態時曲げ強度（ＭＯＲ）及び湿潤時曲げ強度（ｗｅｔＭＯＲ）が高くなる結果となった。

【0074】

また、寸法変化に関し、表層１２に木質切削片３，…，３を含ませたパーティクルボード１０（試験体Ｘ１～Ｘ４）は、表層１２に木質切削片３，…，３を含まない従来のパーティクルボード（試験体Ｘ０）に対し、吸水長さ変化率（ＴＳ）が低下する（改善する）結果となった。また、表層１２における木質切削片３，…，３の混合割合が高くなる程、吸水長さ変化率（ＴＳ）の改善率が高くなる結果となった。

【0075】

また、剥離強度（ＩＢ）についても、表層１２に木質切削片３，…，３を含ませたパーティクルボード１０（試験体Ｘ１～Ｘ４）は、表層１２に木質切削片３，…，３を含まない従来のパーティクルボード（試験体Ｘ０）に対して向上する結果となった。

【0076】

以上のように、表層１２に木質切削片３，…，３を含ませたパーティクルボード１０（試験体Ｘ１～Ｘ４）は、表層１２に木質切削片３，…，３を含まない従来のパーティクルボード（試験体Ｘ０）に対し、常態時曲げ強度（ＭＯＲ）、湿潤時曲げ強度（ｗｅｔＭＯＲ）及び剥離強度（ＩＢ）が高まり、吸水長さ変化率（ＬＥ）が低下することとなった。これらの結果より、３層構造のパーティクルボード１０の表層１２に木質切削片３，…，３を含ませることにより、従来と同様に表面性に優れるだけでなく、耐水性、曲げ強度及び剥離強度に優れ、寸法変化の小さい３層構造のパーティクルボード１０をコスト及び重量を増大させることなく提供することができることが判る。

【0077】

《その他の実施形態》
上記実施形態１では、２つの表層１２，１２が芯層１１よりも厚さ（高さ）が薄くなるように構成されていたが、２つの表層１２，１２は、芯層１１よりも分厚いものであってもよい。

【0078】

また、上記実施形態１では、他の木質ボード５０の材料加工時に生成される木質切削片を、木質切削片３，…，３として用いる例について説明したが、木質切削片３，…，３は、他の木質ボード５０の材料加工時に生成されるものではなく、上述のパーティクルボード１０を形成するために調達されたものであってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0079】

本発明は、３層構造のパーティクルボード及び３層構造のパーティクルボードの製造方法に有用である。

【符号の説明】

【0080】

２ 木質粉砕片
３ 木質切削片
３ａ 木質薄片
３ｂ 木質小薄片
３ｃ 第１木質小薄片
３ｄ 第２木質小薄片（第１木質小薄片以外のもの）
３ｅ 第３木質小薄片（第１木質小薄片以外のもの）
１０ パーティクルボード
１１ 芯層
１２ 表層
５０ 木質ボード

【要約】

【課題】表面性、耐水性、曲げ強度及び剥離強度に優れ、寸法変化の小さい３層構造のパーティクルボードをコスト及び重量を増大させることなく製造できるようにする。
【解決手段】表層１２に芯層１１よりも細かい木質粉砕片２，…，２を用いた３層構造のパーティクルボード１０において、表層１２に、厚さが０．０５～０．３５ｍｍの多数の木質切削片３，…，３を含ませる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】