| 【発明の名称】 |
オガ屑、木材片を使用した木質材料の製造方 法および木質材料 |
| 【発明者】 |
【氏名】並木 勝義
【氏名】佐藤 暢也
【氏名】早川 和宏
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| 【要約】 |
【課題】木質材料を製造する場合に、従来の方法では水蒸気等を導入して反応させるなど特殊な機械設備を必要とし、それがコスト高や新たな木質材料の製造開発を阻む要因となっている。また、最近では地球温暖化防止等の面からも、現在焼却処分されている製材所や木材加工場から大量に生ずるオガ屑や木材片等産業廃棄物の有効活用が望まれている。
【解決手段】湿気硬化性のウレタンプレポリマーをバインダーとしてオガ屑、水、木材片、難燃剤等を目的に応じて適宜混合し、型枠内に充填して常温下で硬化させて木質材料塊を製造し、木質材料塊を任意の形状に製材機等で切断して木質材料を製造し、多様な木質材料の製造を可能としている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 湿気硬化性のウレタンプレポリマーをバインダーとしてオガ屑と水および木材片を混合し、型枠内に充填して硬化させ木質材料塊を製造する工程と、木質材料塊を任意の形状に切断して独特の柄を形成する木質材料を製造する工程とを特徴とする木質材料の製造方法。
【請求項２】 湿気硬化性のウレタンプレポリマーをバインダーとしてオガ屑と水を混合し、型枠内に充填して硬化させ木質材料塊を製造する工程と、木質材料塊を任意の形状に切断して木質材料を製造する工程とを特徴とする木質材料の製造方法。
【請求項３】 請求項１または２の木質材料の製造方法において、その混合過程に難燃剤を混合することを特徴とする木質材料の製造方法。
【請求項４】 請求項１または２および３において製造することを特徴とする木質材料。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オガ屑、木材片を使用した木質材料の製造方法および木質材料に関するものであり、建築資材の分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来木質材料の製造方法および木質材料としては、例えば、特開昭６０−１８０８０２号公報に示すものがある。すなわち、繊維材（ラワン木材繊維等）と木粉に、湿気硬化性の芳香族ポリイソシアネートを混合し、成形型内に密閉状とした後、水蒸気を反応させ硬化させて製造している。
【０００３】また、従来の木質材料の製造方法および木質材料としては、例えば、特開昭６１−２２８９０５号公報に示すものがある。すなわち、木材チップにイソシアネートにポリオールを反応させて得たウレタン接着剤を塗布し、少量の水分を供給して加熱成形し、乾燥することにより、湾曲性や弾性に富んだ木質材料を製造している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６０−１８０８０２号公報に示す方法は、繊維材（ラワン木材繊維等）と木粉を主成分としているため、オガ屑や木片等産業廃棄物には向かないとともに、密閉状態になる型枠容器内に水蒸気を導入して反応させる特殊な設備を必要とする問題点があった。
【０００５】また、特開昭６０−１８０８０２号公報に示す方法は、木材チップを主成分としているため、オガ屑や木片等産業廃棄物には向かないとともに、スチームにより加熱成形するための特殊な設備を必要とする問題があった。
【０００６】さらに、最近では地球温暖化防止等の面からも、現在焼却処分されている製材所や木材加工場から大量に生ずるオガ屑や木材片等産業廃棄物の効果的な処理が望まれるようになってきている。
【０００７】本発明は以上の問題点を解決するために行ったもので、製材所や木材加工場から大量にでるオガ屑や木材片等産業廃棄物の有効利用と、水蒸気等加熱を必要としない簡易な設備でのオガ屑と木材片を使用した木質材料の製造方法、および、低コストな木質材料の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る木質材料の製造方法は、湿気硬化性のウレタンプレポリマーをバインダーとしてオガ屑と水および木材片を混合し、型枠内に充填して硬化させ木質材料塊を製造する工程と、木質材料塊を任意の形状に切断して独特の柄を形成する木質材料を製造する工程とを特徴とする。
【０００９】本発明の請求項２に係る木質材料の製造方法は、湿気硬化性のウレタンプレポリマーをバインダーとしてオガ屑と水を混合し、型枠内に充填して硬化させ木質材料塊を製造する工程と、木質材料塊を任意の形状に切断して木質材料を製造する工程とを特徴とする。
【００１０】本発明の請求項３に係る木質材料の製造方法は、請求項１または２の木質材料の製造方法において、その混合過程に難燃剤を混合することを特徴とする。
【００１１】本発明の請求項４に係る木質材料は請求項１または２および３において製造することを特徴とする木質材料。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について説明する。請求項１に係る木質材料の製造方法は、従来コンクリートを製造する場合セメント、砂、砂利、水を混合して型枠内に充填して硬化させコンクリートを製造している。本発明はコンクリート製造法の要領で、セメントの代わりに湿気硬化性のウレタンプレポリマーを、砂の代わりにオガ屑、砂利の代わりに図１のように木材片１１を使用し、湿気硬化性のウレタンプレポリマーをバインダーとしてオガ屑と水および木材片１１を混合し、型枠内に空隙ができないように充填し常温下で自然硬化させて木質材料塊を製造し、製造した木質材料塊を製材機等で、板状、柱状、ブロック状、煉瓦状等任意の形状に切断加工して独特の柄を形成する木質材料を製造するものであり、特殊な設備や蒸気等加熱工程を使用せずに製材工場や木材加工場からでる大量のオガ屑、木材片等の産業廃棄物を有効に利用するとともに、炭素固定による地球温暖化防止にも貢献できる。
【００１３】この場合木質材料塊の中に混在する木材片１１は任意の点で切断されるため独特の柄を形成する。
【００１４】また、木質材料１０に使用する木材片１１の大きさは一辺が１から５センチメートル程度の立方体、直方体、台形、垂体、または円柱状、球状等形状は一定でなくても良い。
【００１５】木材片１１を混合する量を変更することにより形成される独特の柄を調整することができる。
【００１６】水を加える量はオガ屑が気乾状態のもので重量比でオガ屑１に対し水１の割合がよい。大過ぎた場合は反応で余った水分は分離して外部放出される。
【００１７】請求項２に係る木質材料の製造方法は、請求項１の実施形態の中で木材片１１を混合せずに木質材料を製造する方法である。
【００１８】請求項３に係る木質材料の製造方法は、請求項１および２の実施形態の中で、その混合過程に難燃剤を混合し、難燃木質材料を製造する方法である。
【００１９】なお、本発明による請求項１から３の混合過程において着色剤を混合すれば、着色木質材料の製造も可能であり、【００２０】防腐剤を混合すれば防腐性を付加することも可能である。
【００２１】本発明では湿気硬化性のウレタンプレポリマーをバインダーとして使用しているが、他にシリコーン、変性シリコーンおよび酸素硬化性のポリサルファイド、変性ポリサルファイドなどを使用しても良い。
【００２２】本発明に使用できるバインダーを大別すると、湿気硬化タイプと酸素硬化タイプなどの自然硬化性バインダーがあげられる。湿気硬化性タイプの代表例として、本発明で使用している湿気硬化性のウレタンプレポリマーの組成にについて以下に述べる。
【００２３】公知のようにウレタンプレポリマーは主にポリオールとイソシアネートから構成され、ポリオールとしては、ポリオキシプロピレングリコール（ＰＰＧ−Ｄｉｏｌ，ＰＰＧ−Ｔｒｉｏｌ）ポリオキシエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリオキシテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）などのポリエーテルポリオール、カルボキシ化合物（アジピン酸、セバシン酸など）と短鎖ヒドロキシ化合物（１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコールなど）との縮合反応によるポリエステルポリオールおよびポリブタジエン、ポリイソプレンなどのゴム系ポリオールを使用することが出来る。
【００２４】イソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）などのイソシアネートは例外なく使用可能である。ポリオールおよびイソシアネートは、前述の範囲でそれぞれ複数の原材料を併用して使用することができる。
【００２５】このウレタンプレポリマーをベースとして必要に応じて硬化触媒、難燃剤、可塑剤、溶剤、染料（顔料）、防腐剤、および充填材を添加剤として使用しても良い。
【００２６】本発明により得られた木質材料は、弾性を有することが一つの特徴であるため、ポリオールの性状を規定する必要がある。通常ポリウレタンの硬度は、ハードセグメント量に依存するためポリオールの水酸基価（ＯＨＶ）を１１２ｍｇＫＯＨ／ｇ以下にすることが好ましく、より好ましくは５６ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。
【００２７】水酸基価（ＯＨＶ）とは、試料１ｇ中の水酸基に相当する水酸化カリウムのｍｇ数で表した数値である。水酸基の官能基数については２官能以上であれば良く、特に限定しない。
【００２８】建築用の木質材料の場合、難燃性は非常に重要な要因であるため、難燃剤を例示する。使用可能な難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、リン酸エステル、アンチモン化合物、ハロゲン化合物をあげることができる。その中でも好ましくは、火気にさらされた時に有害成分の発生が少ない前２者を使用する。その他の添加剤については加工作業性、使用用途に対する要求性能およびバインダーの硬化反応に対して影響がないことを条件に、公知の汎用材料を使用することが可能である。
【００２９】次に本発明の実施例について説明する。それぞれ木質材料を以下のようにして製造した。
【００３０】
【実施例１】重量比において、オガ屑１００に対し水２５を加えて混合し、次に湿気硬化性のウレタンプレポリマー２５０を加えて混合、さらに木材片１００を加えて混合し、木製の型枠内に充填して２４時間程度放置し自然硬化させて木質材料塊を製造した。次に、製造した木質材料塊をジャンピングカットソーで任意の形状に切断して、図１のような独特の柄を形成する実施例１の木質材料を製造した。
【００３１】
【実施例２】重量比において、オガ屑１００に対し水２７を加えて混合し、次に湿気硬化性のウレタンプレポリマー２７０を加えて混合、さらに木材片５５を加えて混合し、木製の型枠内に充填して２４時間程度放置し自然硬化させて木質材料塊を製造した。次に、製造した木質材料塊をジャンピングカットソーで任意の形状に切断して、図１のような独特の柄を形成する実施例２の木質材料を製造した。
【００３２】
【実施例３】重量比において、オガ屑１００に対し水１４を加えて混合し、次に湿気硬化性のウレタンプレポリマー１４０を加えて混合して、木製の型枠内に充填して２４時間程度放置し自然硬化させて木質材料塊を製造した。次に、製造した木質材料塊をジャンピングカットソーで任意の形状に切断して実施例３の木質材料を製造した。
【００３３】
【実施例４】重量比において、オガ屑１００に対し水１００を加えて混合し、次に水酸化アルミニウム１００を加えて混合、さらに湿気硬化性のウレタンプレポリマー１００を加えて混合し、プラスチックの型枠内に充填して２４時間程度放置し自然硬化させて木質材料塊を製造した。次に、製造した木質材料塊をノコギリで任意の形状に切断して、難燃性を付加した実施例４の木質材料を製造した。
【００３４】
【実施例５】重量比において、オガ屑１００に対し水１００を加えて混合し、次に水酸化アルミニウム５０を加えて混合、さらに湿気硬化性のウレタンプレポリマー２００を加えて混合し、プラスチックの型枠内に充填して２４時間程度放置し自然硬化させて木質材料塊を製造した。次に、製造した木質材料塊をノコギリで任意の形状に切断して、難燃性を付加した実施例５の木質材料を製造した。
【００３５】
【実施例６】重量比において、オガ屑１００に対し水２００を加えて混合し、次に水酸化アルミニウム１００を加えて混合、さらに湿気硬化性のウレタンプレポリマー１００を加えて混合し、プラスチックの型枠内に充填して２４時間程度放置し自然硬化させて木質材料塊を製造した。次に、製造した木質材料塊をノコギリで任意の形状に切断して、難燃性を付加した実施例６の木質材料を製造した。
【００３６】
【実施例７】重量比において、オガ屑１００に対し水１００と赤色着色剤４０を加えて混合し、次に水酸化アルミニウム１００を加えて混合、さらに湿気硬化性のウレタンプレポリマー１００を加えて混合し、プラスチックの型枠内に充填して２４時間程度放置し自然硬化させて木質材料塊を製造した。次に、製造した木質材料塊をノコギリで任意の形状に切断して、赤色の難燃性を付加した実施例７の木質材料を製造した。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明のオガ屑、木材片を使用した木質材料の製造方法および木質材料によれば、湿気硬化性のウレタンプレポリマーをバインダーとしてオガ屑、水、木材片、難燃剤等を目的に応じて適宜混合し、型枠内に充填して常温下で硬化させて木質材料塊を製造し、木質材料塊を任意の形状に製材機等で切断して木質材料を製造するため、特殊な設備を使用しなくてもオガ屑、木材片を使用した多様な木質材料が製造出来るとともに、オガ屑、木材片などの産業廃棄物を有効に活用し、地球環境の保全に貢献することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９４０２１７５１
【氏名又は名称】並木 勝義
【識別番号】０００１０１９０５
【氏名又は名称】イイダ産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１１月１７日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１４７２１０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）６月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３５６０３９ |
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