(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質繊維等の繊維に該繊維同士を結合するための結合剤が混合されてなる繊維状物を供給する供給手段と、
上記供給手段から供給された繊維状物を所定量だけ送り出す供給量調整手段と、
所定の間隔をおいて互いに平行に配置されていて互いに同じ速度で走行する１対の第１ベルトコンベヤからなり、上記供給量調整手段から送り出された繊維状物を上記両第１ベルトコンベヤ間で略マット状に成形しつつ該マット状物の厚さ方向に挟んで搬送する第１成形手段と、
上記第１成形手段の両第１ベルトコンベヤ間の間隔と同じ間隔をおいて互いに平行に配置されていて該第１ベルトコンベヤよりも低速でかつ互いに同じ速度で走行する１対の第２ベルトコンベヤからなり、上記第１成形手段から送り出されたマット状物を上記両第２ベルトコンベヤ間でマット形状を維持して繊維配向を変化させつつ該マット状物の厚さ方向に挟んで搬送する第２成形手段と、
上記第１及び第２成形手段の何れか一方に併設され、搬送中のマット状物を該マット状物の厚さ方向及び搬送方向の両方向に対して略直交する方向の両側から所定の間隔幅に圧縮することにより繊維配向を変化させる側面圧縮手段と、
上記第２成形手段から送り出されたマット状成形物を上下面より加圧しつつ乾燥させて繊維板に形成する加圧乾燥手段と
を備えていることを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の軽量繊維板の製造装置において、
側面圧縮手段は、該側面圧縮手段がマット状物を圧縮する方向の両側に所定の間隔幅をおいて配置された１対のプレス用ローラである
ことを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項３】
請求項１記載の軽量繊維板の製造装置において、
側面圧縮手段は、該側面圧縮手段がマット状物を圧縮する方向の両側に所定の間隔幅をおいて繊維状物の搬送方向に延びるように配置された１対のプレス用ベルトコンベヤである
ことを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３記載の軽量繊維板の製造装置において、
第１及び第２成形手段の各ベルトコンベヤのベルト幅Ｗ1 と、側面圧縮手段の所定間隔幅Ｗ2 と、得ようとする繊維板の幅Ｗ3 とは、
Ｗ1 ＞Ｗ3 ＞Ｗ2 
となるように設定されている
ことを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項５】
請求項１，２，３又は４記載の軽量繊維板の製造装置において、
供給量調整手段は、水平方向に延びるように設けられていて供給手段から供給された繊維状物を堆積した状態で搬送するベルトコンベヤと、該ベルトコンベヤ上の繊維状物の堆積量を一定化する定量化部材とにより構成されている
ことを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項６】
請求項１，２，３，４又は５記載の軽量繊維板の製造装置において、
供給量調整手段と第１成形手段との間に、供給量調整手段から送り出された繊維状物のフロックをほぐして該繊維状物を第１成形手段に送り出すほぐし手段が配置されている
ことを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項７】
請求項１，２，３，４，５又は６記載の軽量繊維板の製造装置において、
第１成形手段の両第１ベルトコンベヤは、互いに上下に対向した状態で略水平方向に延びているとともに、
第２成形手段の両第２ベルトコンベヤは、互いに上下に対向した状態で略水平方向に延びている
ことを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項８】
請求項７記載の軽量繊維板の製造装置において、
第１成形手段の下側第１ベルトコンベヤの搬送方向上流端は、上側第１ベルトコンベヤの搬送方向上流端よりも搬送方向上流側に延出するように設けられ、
供給量調整手段は、上記下側第１ベルトコンベヤの延出部と、該延出部上に供給手段から供給されて堆積した繊維状物の堆積量を一定化する定量化部材とにより構成されている
ことを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項９】
請求項１，２，３，４，５又は６記載の軽量繊維板の製造装置において、
第１成形手段の両第１ベルトコンベヤは略鉛直方向に延びていて、該両第１ベルトコンベヤの上端部に向かって供給量調整手段から落下する状態で送り出された繊維状物を下端部に向かって搬送するように構成され、
第２成形手段の両第２ベルトコンベヤの搬送方向上流側は略鉛直方向に延びていて該両第２ベルトコンベヤの上端部が上記第１成形手段の両第１ベルトコンベヤの下端部に接続される鉛直部とされている一方、搬送方向下流側は略水平方向に延びる水平部とされている
ことを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項１０】
請求項１，２，３，４，５，６又は９記載の軽量繊維板の製造装置において、
第１成形手段の両第１ベルトコンベヤは略鉛直方向に延びていて、該両第１ベルトコンベヤの上端部に向かって供給量調整手段から落下する状態で送り出された繊維状物を下端部に向かって搬送するように構成され、
第２成形手段の両第２ベルトコンベヤは、略鉛直方向に延びていて上端部が上記第１成形手段の各第１ベルトコンベヤの下端部に接続される１対の鉛直ベルトコンベヤと、略水平方向に延びていて搬送方向上流端部が上記両鉛直ベルトコンベヤの下端部に接続される上下１対の水平ベルトコンベヤとが組み合わされてなる
ことを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項１１】
請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０記載の軽量繊維板の製造装置において、
加圧乾燥手段の加圧手段は、マット状成形物の表面を押圧するロールからなることを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項１２】
請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０記載の軽量繊維板の製造装置において、
加圧乾燥手段の加圧手段は、マット状成形物の表面を押圧する通気性を有する材料で構成されたベルトコンベヤからなる
ことを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項１３】
請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１又は１２記載の軽量繊維板の製造装置において、
加圧乾燥手段は、その加圧乾燥時にマット状成形物の表面に多数の微細な穴を形成するニードリング手段を有する
ことを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【請求項１４】
請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２又は１３記載の軽量繊維板の製造装置において、
第２成形手段と加圧乾燥手段との間に、該第２成形手段から加圧乾燥手段に送られるマット状成形物の少なくとも表面に耐水剤を供給する耐水剤供給手段が設けられている
ことを特徴とする軽量繊維板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軽量繊維板の製造装置に関し、特に厚さ方向の圧縮強度を高めつつ軽量化を図る対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木質又は鉱物質の繊維板のうち、例えばＪＩＳ  Ａ  ５９０５に規定されている軟質繊維板（インシュレーションボード）は、比重が比較的小さく（０．３５未満）て軽量であるにも拘らず、優れた曲げ強度を具備していることから、吸音板や壁板等、広い方面で使用されている。
【０００３】
上記軟質の繊維板は、木質繊維等からなる繊維状物を湿式又は乾式でマット状に成形して製造されるが、その際にマットの厚さ方向に圧縮されるために、繊維の大半が上記圧縮方向に直交する方向、つまり板面に平行な方向に配向するようになり、よって、曲げ強度の大きい板材が得られることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、用途によっては、上記軟質繊維板の場合に比べて、より軽量でありながら、圧縮比例限界点ないし圧縮ヤング率等の圧縮強度において、さらに優れた板材が要求される。
【０００５】
これについては、比重を大きくして圧縮強度を高めるようにすることが考えられる。しかしながら、上記軟質繊維板の場合では、比重を大きくすると、その分だけ重量化することになる。逆に、比重を小さくして軽量化を図ろうとすると、今度は、その分だけ圧縮強度は低下することとなる。
【０００６】
尚、上記軟質繊維板よりも軽量な板材としては、発泡スチレンボード（比重は例えば０．０２８）があり、その圧縮比例限界点は例えば０．２０５ＭＰａであって軟質繊維板に比べて遜色はなく、また圧縮ヤング率では例えば８．３３ＭＰａであって軟質繊維板の場合よりも大幅に優れているのであるが、この発泡スチレンボードの場合には、廃棄や焼却が困難であるという欠点がある。
【０００７】
この発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、繊維状物をマット状に成形して繊維板を製造する際に、マット状物に対する圧縮方向に工夫を加えることで、比重の小さい場合でも優れた圧縮強度が得られるようにし、軟質繊維板の場合に比べて、より軽量でありながら、さらに優れた圧縮強度が得られるようにすることにある。
【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に、この発明では、繊維状物をマット状に成形しつつ搬送する際に、マット状物の厚さ方向にではなく、マット状物の搬送方向（縦方向）と、搬送方向及び厚さ方向に共に直交する方向（横方向）との２方向にそれぞれ圧縮し、繊維が板表面に対して垂直に配向されている度合（垂直配向度）を縦横両方向において均一に高めるようにすることで、比重が小さい場合でも優れた圧縮強度を得ることができ、軟質繊維板よりも優れた圧縮強度を維持しつつ繊維板の比重を小さくして軽量化が図れるようにした。
【０００９】
具体的には、請求項１の発明では、木質繊維等の繊維に結合剤が混合されてなる繊維状物を供給する供給手段と、この供給手段から供給された繊維状物を所定量だけ送り出す供給量調整手段と、所定の間隔をおいて互いに平行に配置されていて互いに同じ速度で走行する１対の第１ベルトコンベヤからなり、上記供給量調整手段から送り出された繊維状物を上記両第１ベルトコンベヤ間で略マット状に成形しつつ該マット状物の厚さ方向に挟んで搬送する第１成形手段と、この第１成形手段の両第１ベルトコンベヤ間の間隔と同じ間隔をおいて互いに平行に配置されていて該第１ベルトコンベヤよりも低速でかつ互いに同じ速度で走行する１対の第２ベルトコンベヤからなり、上記第１成形手段から送り出されたマット状物を上記両第２ベルトコンベヤ間で該マット状物の厚さ方向に挟んで繊維配向方向を変化させ搬送する第２成形手段と、これら第１及び第２成形手段の何れか一方に併設され、搬送中のマット状物を該マット状物の厚さ方向及び搬送方向の両方向に対して略直交する方向（マット状物の横方向）の両側から所定の間隔幅に圧縮する側面圧縮手段と、この側面圧縮手段により両側面から圧縮させて繊維配向を変化させた後、第２成形手段から送り出されたマット状成形物を上下面より加圧しつつ乾燥させて繊維板に形成する加圧乾燥手段とを備えるようにする。上記の構成において、供給手段から供給されかつ供給量調整手段により所定量だけ送り出された繊維状物は、第１及び第２成形手段によりマット状に成形された後、加圧乾燥手段により加圧されつつ乾燥せしめられる。
その際に、上記第１及び第２成形手段では、第２成形手段の第２ベルトコンベヤのベルト走行速度が第１成形手段の第１ベルトコンベヤの場合よりも遅いので、第１成形手段から第２成形手段に送られる際に、上記マット状物は搬送方向（マット状物の縦方向）の後方から圧縮される。すると、その縦方向において、多くの繊維の配向状態は、縦方向と直交する方向に変化するので、その分だけ縦方向における繊維の垂直配向度が高まって厚さ方向の圧縮強度は高くなる。
さらに、上記マット状物は、その搬送方向及び厚さ方向の両方向に対して略直交する方向（横方向）の両側から、側面圧縮手段により所定の間隔幅に圧縮される。すると、その横方向において、多くの繊維の配向状態は、横方向と直交する方向に変化するので、その分だけ横方向における繊維の垂直配向度が高まって厚さ方向の圧縮強度はさらに高くなる。
よって、上記縦横２方向にそれぞれ圧縮することにより、繊維の垂直配向度が縦横両方向に共に高くなるので、従来の軟質繊維板の場合よりも小さい比重であっても、それよりも優れた圧縮強度が得られるようになる。
さらに、上記供給手段の繊維状物は、供給量調整手段により所定量だけが第１成形手段に送り出されるので、供給量のばらつきに起因する軽量繊維板の物性変化は抑えられる。また、上記第１及び第２成形手段間では、両ベルトコンベヤ間の間隔同士が互いに略同じであるので、第１成形手段から第２成形手段にマット状物が移行する際に上記マット状物が厚さ方向に大きく圧縮されることはない。したがって、各繊維の配向が板面に平行な状態に変化することは回避される。
【００１０】
請求項２の発明では、上記請求項１の発明において、側面圧縮手段を、該側面圧縮手段がマット状物を圧縮する方向（横方向）の両側に所定の間隔幅をおいて配置された１対のプレス用ローラで構成することとする。
上記の構成において、マット状物は、その両側面に両側１対のプレス用ローラが圧接することで横方向に圧縮される。よって、請求項１の発明でのマット状物の横方向の圧縮作用が具体的に営まれる。
【００１１】
請求項３の発明では、上記請求項１の発明において、側面圧縮手段を、該側面圧縮手段がマット状物を圧縮する方向（横方向）の両側に所定の間隔幅をおいてマット状物の搬送方向に延びるように配置された１対のプレス用ベルトコンベヤで構成することとする。
上記の構成において、マット状物は、その両側面に両側１対のプレス用ベルトコンベヤが圧接することで横方向に圧縮される。したがって、この発明においても、請求項１の発明における横方向の圧縮作用が具体的に営まれる。
【００１２】
請求項４の発明では、上記請求項１〜３の発明において、第１及び第２成形手段の各ベルトコンベヤのベルト幅Ｗ1 と、側面圧縮手段の所定間隔幅Ｗ2 と、得ようとする繊維板の幅Ｗ3 （横方向の幅）とを、
Ｗ1 ＞Ｗ3 ＞Ｗ2 
となるように設定することとする。
上記の構成において、マット状物が第１及び第２成形手段により搬送される際、得ようとする繊維板の幅Ｗ3 よりも各ベルトコンベヤのベルト幅Ｗ1 の方が大きい（Ｗ1 ＞Ｗ3 ）ので、得ようとする繊維板の幅に見合った必要な量の繊維状物が第１及び第２成形手段により搬送される。また、マット状物が側面圧縮手段により圧縮される際、得ようとする繊維板の幅Ｗ3 よりもマット状物に対する側面圧縮手段の所定間隔幅Ｗ2 の方が小さい（Ｗ3 ＞Ｗ2 ）ので、得ようとする繊維板は確実に横方向に圧縮されたものとなる。その後、圧力が解放されることにより繊維板はある程度復元してＷ3 となる。
【００１３】
請求項５の発明では、上記請求項１〜４の発明において、供給量調整手段を、水平方向に延びるように設けられていて供給手段から供給された繊維状物を堆積した状態で搬送可能なベルトコンベヤと、このベルトコンベヤ上の繊維状物の堆積量を一定化する定量化部材とによって構成するようにする。
上記の構成において、供給手段から供給された繊維状物は、ベルトコンベヤ上に堆積し、その堆積量が定量化部材により一定化された後に、第１成形手段に送られる。これにより、供給手段からの繊維状物は、具体的に所定量だけ第１成形手段の両第１ベルトコンベヤ間に送り出されることとなる。
【００１４】
請求項６の発明では、上記請求項１〜５の発明において、供給量調整手段と第１成形手段との間に、供給量調整手段から送り出された繊維状物のフロック（繊維の塊）をほぐして該繊維状物を第１成形手段に送り出すほぐし手段が配置されているものとする。
上記の構成において、供給量調整手段から送り出された繊維状物は、そのフロックがほぐし手段によりほぐされた後に第１成形手段に供給される。よって、例えば繊維に結合剤と共に水分が添加される場合のように、繊維状物がフロックを形成し易いときでも、フロックがほぐされるために略均一な状態で繊維が供給され、第１及び第２成形手段間において繊維の配向状態は変化し易くなる。
【００１５】
請求項７の発明では、上記請求項１〜６の発明において、第１成形手段の両第１ベルトコンベヤは、互いに上下に対向した状態で略水平方向に延びているとともに、第２成形手段の両第２ベルトコンベヤは、互いに上下に対向した状態で略水平方向に延びているものとする。
上記の構成において、第１成形手段に供給された繊維状物は、第１及び第２成形手段の各上下１対のベルトコンベヤにより略水平方向に搬送されつつマット状に成形される。その際に、マット状成形物は表面（板面）が略水平面となる姿勢で加圧乾燥手段に送り出されるので、表面が略水平面となる姿勢で行われる加圧乾燥工程にそのままの姿勢で移行させることができる。
【００１６】
請求項８の発明では、上記請求項７の発明において、第１成形手段の下側第１ベルトコンベヤの搬送方向上流端を、上側第１ベルトコンベヤの搬送方向上流端よりも搬送方向上流側に延出するように設ける。その上で、供給量調整手段を、上記下側第１ベルトコンベヤの延出部と、該延出部上に供給手段から供給されて堆積した繊維状物の堆積量を一定化する定量化部材とによって構成することとする。
上記の構成において、第１成形手段に供給された繊維状物は、第１成形手段の下側第１ベルトコンベヤの延出部上に堆積し、定量化部材により堆積量が一定化された後に第１成形手段の両第１ベルトコンベヤ間に送られる。よって、この発明においても、上記請求項５の発明の場合と同じ作用が営まれる。
【００１７】
請求項９の発明では、上記請求項１〜６の発明において、第１成形手段の両第１ベルトコンベヤは略鉛直方向に延びていて、該両第１ベルトコンベヤの上端部に向かって供給量調整手段から落下する状態で送り出された繊維状物を下端部に向かって搬送するように構成されているものとする。その上で、第２成形手段の両第２ベルトコンベヤの搬送方向上流側は略鉛直方向に延びていて該両第２ベルトコンベヤの上端部が上記第１成形手段の両第１ベルトコンベヤの下端部に接続される鉛直部とされている一方、搬送方向下流側は略水平方向に延びる水平部とされているものとする。
上記の構成において、供給手段からの繊維状物は、落下する状態で第１成形手段に供給される。そして、第１成形手段から第２成形手段に送られる際に、上方から圧縮されることでマット状に成形される。その際に、各繊維の配向状態は、その圧縮方向と直交する方向、つまり水平方向に変化する。また、第１及び第２成形手段により表面が略鉛直面となる姿勢で成形されたマット状成形物は、第２成形手段の水平部で表面が略水平面となる姿勢に変化した後に、加圧乾燥手段に移送されるので、表面が略水平面となる姿勢で行われる加圧乾燥工程にそのままの姿勢で移行させることができる。
【００１８】
請求項１０の発明では、上記請求項１〜６又は９の発明において、請求項６の発明の場合と同様に、第１成形手段の両第１ベルトコンベヤは略鉛直方向に延びていて、該両第１ベルトコンベヤの上端部に向かって供給量調整手段から落下する状態で送り出された繊維状物を下端部に向かって搬送するように構成されているものとした上で、第２成形手段の両第２ベルトコンベヤは、略鉛直方向に延びていて上端部が上記第１成形手段の各第１ベルトコンベヤの下端部に接続される１対の鉛直ベルトコンベヤと、略水平方向に延びていて搬送方向上流端部が上記両鉛直ベルトコンベヤの下端部に接続される上下１対の水平ベルトコンベヤとが組み合わされてなるものとする。
上記の構成において、供給手段からの繊維状物は、落下する状態で第１成形手段に供給される。そして、第１成形手段から第２成形手段の両鉛直ベルトコンベヤ間に送られる際に、上方から圧縮されることでマット状に成形される。また、第１成形手段及び第２成形手段の両鉛直ベルトコンベヤにより表面が略鉛直面となる姿勢で成形されたマット状成形物は、第２成形手段の両水平ベルトコンベヤ間で表面が略水平面となる姿勢に変化した後に、加圧乾燥手段に移送される。よって、この発明においても、上記請求項９の場合と同じ作用が営まれる。
【００１９】
請求項１１の発明では、上記請求項１〜１０の発明において、加圧乾燥手段の加圧手段は、マット状成形物の表面を押圧するロールからなるものとする。
上記の構成において、第２成形手段から送り出されたマット状成形物は、加圧乾燥手段により加圧されつつ乾燥せしめられて繊維板に形成される。このとき、ロールで順次押圧されることにより成形物の表面に対する加圧が行われるので、成形物の表面が覆われることに起因して成形物の乾燥が不十分になることは回避される。
【００２０】
請求項１２の発明では、上記請求項１〜１０の発明において、加圧乾燥手段の加圧手段は、マット状成形物の表面を押圧する通気性を有する材料（例えば金網、孔明きスチール等）で構成されたベルトコンベヤからなるものとする。
上記の構成において、マット状成形物に対する加圧は、ベルトコンベヤの押圧により行われる。このとき、上記ベルトコンベヤには通気性があるので、この発明においても、成形物の乾燥が不十分になることは回避される。
【００２１】
請求項１３の発明では、上記請求項１〜１２の発明において、加圧乾燥手段は、その加圧乾燥時にマット状成形物の表面に多数の微細な穴を形成するニードリング手段を有するものとする。
上記の構成において、加圧乾燥手段による加圧乾燥時に、マット状成形物の表面には、ニードリング手段により多数の微細な穴が形成される。すると、上記穴の形成された部分の乾燥が促進されるとともにその部分の比重が、繊維の配向を変えることなく局部的に高くなるので、全体の比重を変化させることなく耐圧縮性が向上する。
【００２２】
請求項１４の発明では、上記請求項１〜１３の発明において、第２成形手段と加圧乾燥手段との間に、該第２成形手段から加圧乾燥手段に送られるマット状成形物の少なくとも表面に耐水剤を供給する耐水剤供給手段が設けられているものとする。
上記の構成において、第２成形手段から送り出されたマット状成形物は、少なくともその表面に耐水剤供給手段により耐水剤が供給された後に、加圧乾燥手段により加圧されつつ乾燥せしめられる。これにより、成形物中の結合剤が吸水して結合力を低下させることは抑えられる。尚、上記耐水剤としては、フェノール、メラミン、ユリア等の熱硬化性樹脂や、スチレン、酢ビ、アクリル等の熱可塑性樹脂や、シリコン、ワックス等の撥水剤が一例として挙げられる。
【００２３】
【発明の実施形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施形態に係る軽量繊維板製造装置を模式的に示している。この製造装置は、木質繊維等の繊維に接着剤が混合されてなる繊維状物を供給する供給手段としての供給部１と、この供給部１から供給された繊維状物を所定量だけ送り出す供給量調整手段としての供給量調整部１４と、所定の間隔をおいて互いに平行に配置されていて互いに同じ速度で走行する１対の第１ベルトコンベヤとしてのアクセレレーションベルトコンベヤ２ａ，２ｂからなり、上記供給量調整部１４から送り出された繊維状物を上記両ベルトコンベヤ２ａ，２ｂ間で或る程度までマット状に成形しつつ該マット状物の厚さ方向に挟んで搬送する第１成形手段としての第１フォーミングコンベヤ２と、この第１フォーミングコンベヤ２の両ベルトコンベヤ２ａ，２ｂ間の間隔と同じ間隔をおいて互いに平行に配置されていて該両ベルトコンベヤ２ａ，２ｂよりも低速（例えば第１フォーミングコンベヤ２の場合の１／２の速度）でかつ互いに同じ速度で走行する１対の第２ベルトコンベヤとしてのフォーミングアッパベルトコンベヤ３ａ及びフォーミングボトムベルトコンベヤ３ｂからなり、上記第１フォーミングコンベヤ２から送り出されたマット状物を上記両ベルトコンベヤ３ａ，３ｂ間でマット形状を維持して繊維配向を変化させつつ該マット状物の厚さ方向に挟んで搬送する第２成形手段としての第２フォーミングコンベヤ３と、この第２フォーミングコンベヤ３に併設されていて、搬送中のマット状物を横方向（マット状物の搬送方向及び厚さ方向の両方向に対して直交する方向）の両側から所定の間隔幅に圧縮することにより繊維配向を変化させる側面圧縮手段としての両側１対のサイドプレスローラ１８，１８と、上記第２フォーミングコンベヤ３から送り出されたマット状成形物を上下面より加圧しつつ乾燥させて繊維板に形成する加圧乾燥手段としての加圧乾燥部４とを備えている。
【００２４】
上記供給部１には、軽量繊維板の主材料である繊維を製造ラインに供給する繊維供給機５と、この繊維供給機５から供給された繊維を秤量する秤量機６とが設けられている一方、上記繊維に添加される接着剤を製造ラインに供給する接着剤供給機７と、この接着剤供給機７から供給された接着剤を秤量する秤量機８とが設けられている。さらに、上記各秤量機６，８にてそれぞれ秤量された繊維及び接着剤を混合するミキサー９と、このミキサー９により混合されてなる繊維状物を貯留するフォーミングサービスビン１０とが設けられている。上記フォーミングサービスビン１０は、水平方向に延びかつ上下に互いに平行に並ぶように設けられた均しチェーンコンベヤ１１及びフォーマビンボトムベルトコンベヤ１２と、これら両コンベヤ１１，１２間に介設された複数本のドッファローラ１３，１３，…とからなっている。
【００２５】
上記供給量調整部１４は、フォーミングサービスビン１０の出口側に配置されている。この供給量調整部１４は、略水平方向に延びるように設けられていてフォーミングサービスビン１０から排出された繊維状物を堆積しつつ搬送するプリフォーミングベルトコンベヤ１４ａと、このコンベヤ１４ａの搬送方向上流端側（図１の左右方向左端側）の上方に配置されていてコンベヤ１４ａ上の繊維状物の堆積量をベルト走行に伴って一定化する定量化部材としての掻取ローラ１４ｂとからなっている。また、上記プリフォーミングベルトコンベヤ１４ａの搬送方向下流端側の上方には、ベルトコンベヤ１４ａ上の繊維状物を叩解するビーターローラ１５が配置されている。
【００２６】
上記供給量調整部１４及び第１フォーミングコンベヤ２間には、ほぐし手段としてのフラッファ１６が配置されている。このフラッファ１６は、各々、側周面上に多数の針状体が放射状に突設されてなる両側１対のほぐしロール１６ａ，１６ｂからなっており、両ロール１６ａ，１６ｂ間で回転速度を異ならせることで、上記フロックを針状体でほぐしつつ下方に向けて排出するようになされている。
【００２７】
上記第１フォーミングコンベヤ２の両アクセレレーションベルトコンベヤ２ａ，２ｂは鉛直方向（図１の上下方向）に延びていて、その上端部に向かって上記供給量調整部１４から落下する状態で送り出された繊維状物を下端部に向かって搬送するようになされている。また、上記上端部側は上方に向かって両ベルトコンベヤ２ａ，２ｂ間の間隔が徐々に拡大する状態とされている。さらに、両ベルトコンベヤ２ａ，２ｂの両側には、マット状物の両側面に摺接可能な１対の側板１７，１７（図では第１フォーミングコンベヤ２の図面奥側の側板１７のみ示している）が配置されている。
【００２８】
上記第２フォーミングコンベヤ３の両ベルトコンベヤ３ａ，３ｂの搬送方向上流側は鉛直方向に延びていて、その上端部が上記第１フォーミングコンベヤ２の両ベルトコンベヤ２ａ，２ｂの下端部に接続される鉛直部とされている。一方、両ベルトコンベヤ３ａ，３ｂの搬送方向下流側は水平方向に延びる水平部とされている。つまり、上記両ベルトコンベヤ３ａ，３ｂは共にＬ字状に屈曲した状態に設けられており、上記水平部において、フォーミングアッパベルトコンベヤ３ａは上側に位置している一方、フォーミングボトムベルトコンベヤ３ｂは下側に位置している。また、上記水平部において、フォーミングボトムベルトコンベヤ３ｂの搬送方向下流端は、フォーミングアッパベルトコンベヤ３ａの搬送方向下流端よりも搬送方向下流側（図１の左右方向右側）に延出されている。このボトムベルトコンベヤ３ｂの延出部上の両側には、マット状成形物の幅寸法を矯正する１対の幅矯正ベルト１９，１９（図では第２フォーミングコンベヤ３の図面奥側の幅矯正ベルト１９のみ示している）が配置されている。この両ベルト１９，１９間の間隔は、得ようとする繊維板の横方向の幅と同じ寸法に設定されている。
【００２９】
そして、上記両サイドプレスローラ１８，１８は、図２にも示すように、第２フォーミングコンベヤ３の水平部の両側に配置（図１では第２フォーミングコンベヤ３の図面奥側のサイドプレスローラ１８のみ示している）されている。各プレスローラ１８は、鉛直方向に延びる軸心回りに回転可能に設けられており、第２フォーミングコンベヤ３に搬送されているマット状物の両側面に圧接しつつ回転するようになされている。
【００３０】
このとき、第１及び第２フォーミングコンベヤ２，３のベルト２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの各幅Ｗ1 と、両サイドプレスローラ１８，１８によるマット状物への圧接幅、つまり両プレスローラ１８，１８間の間隔幅Ｗ2 と、得ようとする繊維板の幅Ｗ3 とは、
Ｗ1 ＞Ｗ3 ＞Ｗ2 
となるように設定されている。例えば、繊維板の幅Ｗ3 がＷ3 ＝３５０ｍｍである場合には、各ベルトコンベヤ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂのベルト幅Ｗ1 はＷ1 ＝７００ｍｍに、また両サイドプレスローラ１８，１８間の間隔幅Ｗ2 はＷ2 ＝２３３ｍｍにそれぞれ設定される。
【００３１】
上記加圧乾燥部４の近傍位置には、第２フォーミングコンベヤ３から加圧乾燥部４に送られる途中のマット状成形物の表面に、耐水剤を供給する耐水剤供給手段としての耐水剤供給機２０が配置されている。この実施形態では、上記耐水剤供給機２０は成形物の上下両面にそれぞれ耐水剤を供給できるように２つ配置されている。耐水剤としては、フェノール、メラミン、ユリア等の熱硬化性樹脂や、スチレン、酢ビ、アクリル等の熱可塑性樹脂の他、シリコン、ワックス等の撥水剤が一例として挙げられる。
【００３２】
上記加圧乾燥部４は、スチーム及び熱風を噴出してマット状成形物を加熱乾燥させる乾燥機４ａと、この乾燥機４ａの内部に配置された加圧手段としての上下１対のベルトコンベヤ４ｂ，４ｂとからなっている。そして、上記各ベルトコンベヤ４ｂは、金網状のベルトを備えている。
【００３３】
ここで、上記のように構成された製造装置の作動について説明する。
先ず、使用される材料について説明すると、繊維としては、木質繊維、古紙等の植物繊維や、ロックウール、グラスウール、化学繊維等の人造繊維が一例として挙げられる。また、その繊維長は、１ｍｍ程度から略成形ボード厚の寸法までの間であり、好ましくは３０ｍｍ程度である。一方、接着剤としては、スターチ、ＰＶＡ等のように、冷水では溶解せずに熱水にてゲル化するものが好適である。その理由は、冷水で溶解する接着剤では、ゲル化前の段階で繊維に吸収され易いために多量に要求され、またフロックを形成し易くなるからである。
【００３４】
そして、繊維供給機５から供給された繊維は、秤量機６で秤量されて所定量だけミキサー９に供給される。一方、接着剤供給機７から供給された接着剤は、秤量機８で秤量されて所定量だけ上記ミキサー９に供給される。その際に、上記繊維に付着させるために同時に清水が供給される。このミキサー９で混合されてなる繊維状物は、フォーミングサービスビン１０に送られて蓄積される。
【００３５】
上記フォーミングサービスビン１０から排出された繊維状物は、供給量調整部１４で所定量だけが送り出され、フラッファ１６を経由して第１フォーミングコンベヤ２に送られる。その際に、上記フラッファ１６により、繊維状物のフロックがほぐされる。また、フラッファ１６から排出された繊維状物は落下して第１フォーミングコンベヤ２に送られる。
【００３６】
上記第１フォーミングコンベヤ２では、両アクセレレーションベルトコンベヤ２ａ，２ｂ間で繊維状物は或る程度までマット状に成形され、次いで第２フォーミングコンベヤ３に送られる。このとき、この第２フォーミングコンベヤ３の搬送速度が第１フォーミングコンベヤ２の場合に比べて遅いので、マット状物は第１の圧縮方向である縦方向（搬送方向）に圧縮される。これにより、マット状物がマット形状に維持されるとともに、その縦方向における繊維の垂直配向度が高まってマット状物の厚さ方向の圧縮強度は高くなる。
【００３７】
次いで、上記マット状物は、１対のサイドプレスローラ１８，１８により第２の圧縮方向である横方向において所定の間隔幅Ｗ2 に圧縮される。これにより、横方向における繊維の垂直配向度も高まって厚さ方向の圧縮強度はさらに高くなる。
【００３８】
その後、マット状成形物は、乾燥機４ａに送られる直前に、その上下両面に耐水剤供給装置１８，１８により耐水剤が散布される。これにより、得られる製品の耐水性を向上させることができる。
【００３９】
上記乾燥機４ａでは、マット状成形物はベルトコンベヤ４ｂ，４ｂに上下から加圧された状態で乾燥させられる。そして、成形物中の接着剤は、スチームにより加熱されることでゲル化して接着効果を発揮する。その際に、成形物中の繊維の一部がマット表面と垂直な方向に配向していて、そのままの開放状態で乾燥させると表面に起毛が生じ易いことから、そのような起毛を寝かし付ける程度の圧力をベルトコンベヤ４ｂ，４ｂで加えるようにし、その状態で接着剤をスチームで加熱してゲル化させた後、成形物を熱風で加熱して乾燥させる。このとき、上記各ベルトコンベヤ４ｂのベルトが金網状であるので、熱風が成形物中を通過し易く、成形物中の水分は効率よく蒸発する。
【００４０】
したがって、この実施形態によれば、繊維状物をマット状に成形する際に、マット状物の縦横２方向にそれぞれ圧縮することにより、縦横２方向における繊維の各垂直配向度を共に高くすることができるので、比重の小さい場合でも大きい圧縮強度を得ることができ、その結果、軟質繊維板よりも圧縮強度に優れた繊維板でありながら、その比重を小さくして軽量化を図ることができる。
【００４１】
具体的には、繊維の種類、形状、嵩比重によって種々のものが得られるのであるが、最も軽量なものでは比重が０．０５程度のものを得ることもできる。また、繊維板の厚さとしては、５〜１００ｍｍ程度が好ましい。つまり、５ｍｍよりも小さいと曲げ強度が低くなり過ぎて作業性が悪化し、一方、１００ｍｍを超えると乾燥硬化性がわるくなって生産性が低くなる。
【００４２】
尚、上記実施形態では、両側１対のサイドプレスローラ１８，１８を第２フォーミングコンベヤ３に併設するようにしているが、第１フォーミングコンベヤ２に併設するようにしてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、両側１対のサイドプレスローラ１８，１８で側面圧縮手段を構成するようにしているが、両側１対のプレス用ベルトコンベヤで構成するようにしてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、第１フォーミングコンベヤ２の両ベルトコンベヤ２ａ，２ｂを鉛直方向に延びているものとしているが、互いに上下に対向した状態で略水平方向に延びているものでもよい。また、その場合には、第１フォーミングコンベヤの下側ベルトコンベヤの搬送方向上流端を、上側ベルトコンベヤの搬送方向上流端よりも搬送方向上流側に延出して延出部とし、この延出部上に供給されて堆積した繊維状物の堆積量を掻取ローラ等の定量化部材により一定化させるようにすることで、供給量調整手段と兼用させることができる。尚、その場合にフラッファを設けるときには、サービスビンと第１フォーミングコンベヤとの間に配置するとよい。尚、第１フォーミングコンベヤの両ベルトコンベヤを略水平方向に延びるように設ける場合には、第２フォーミングコンベヤの両ベルトコンベヤも同じく略水平方向に延びるように設けられる。
【００４５】
また、上記実施形態では、第２フォーミングコンベヤ３の垂直部と水平部とを、略Ｌ字状に設けられた１対のベルトコンベヤ３ａ，３ｂで構成するようにしているが、互いに別のベルトコンベヤ対で構成するようにしてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、マット状成形物の上下両面に耐水剤を供給するようにしているが、用途により何れか一方の表面のみに供給するようにしてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、加圧乾燥部４の加圧手段として、金網状のベルトが備えられてなるベルトコンベヤ４ｂを用いているが、ロールを用いるようにしてもよい。
【００４８】
さらに、上記加圧乾燥部４の中間部に、ニードリング装置を配置するようにしてもよい。つまり、ニードリングして多数の穴をマット状成形物に形成することで、部分的に比重の高い繊維板が得られるようになり、全体の比重を変えることなく耐圧縮性が向上する。その場合には、接着剤がゲル化した後でかつ成形物が乾燥する前の段階で行うようにするのが好ましい。その理由は、ゲル化前では成形物が破壊され易く、一方、乾燥後では成形物が硬化していて針が折れ易くなるからである。
【００４９】
【実施例】
次に、上記製造装置を用いて得られた発明例としての軽量繊維板の物性について具体的に説明する。繊維として、繊維長が４〜１１ｍｍである松材パルプを用い、この繊維に対する重量比が２５％となる割合で、接着剤としてのスターチと清水とをミキサーで混合し、接着剤添加木質繊維を形成した。これを製造装置に投入して軽量繊維板を製造した。その際の製造条件は、次のとおりである。
【００５０】
・第１及び第２フォーミングコンベヤの各ベルトコンベヤ間の間隔
３０ｍｍ
・第１及び第２フォーミングコンベヤの各ベルトコンベヤのベルト幅
７００ｍｍ
・第１及び第２フォーミングコンベヤ間のベルト走行速度比
２：１
・両サイドプレスローラ間の間隔
２３３ｍｍ
・乾燥機内のベルトコンベヤ間のクリアランス
２５ｍｍ
・ゲル化条件                １４０℃のスチームで２０秒間
・乾燥条件                  １４０℃の熱風で１００秒間
・マットの厚さ              ２５ｍｍ
・マットの幅                ３５０ｍｍ
以上の条件下で得られた軽量繊維板について、比重、厚さ方向の圧縮比例限界点〔ＭＰａ〕、厚さ方向の圧縮ヤング率〔ＭＰａ〕、及び繊維の垂直配向度をそれぞれ調べた。この垂直配向度は、繊維板の表面に直交する任意の切断面において、その切断面に存在する全ての繊維のうち、表面に垂直な方向に対し−４５°〜＋４５°の角度をなす方向に配向された繊維の割合を示すものであり、全ての繊維が上記角度の範囲にある場合には、垂直配向度は１．０００となる。ここでは、軽量繊維板の縦方向（第１及び第２フォーミングコンベヤ間で圧縮される縦方向に延びる直線を含みかつ表面に直交してなる平面にて切断された断面）と、横方向（両サイドプレスローラ間に圧縮される横方向に延びる直線を含みかつ表面に直交してなる平面にて切断された断面）との２断面について調べた。
【００５１】
また、比較のために、比較例１としての市販のインシュレーションボードと、比較例２としての発泡スチレンボードと、さらに比較例３として、上記製造装置においてサイドプレスローラによる横方向の圧縮を行わず、縦方向の圧縮のみによって得られた１方向圧縮繊維板についても、発明例の場合と同じ項目について調べた。尚、比較例１では、縱方向における垂直配向度のみを調べた。以上の結果を、次の表１に併せて示す。
【００５２】
【表１】
0003670374.tif 000002
【００５３】
上記の表１から判るように、発明例では、比較例１の場合の１／２以下の小さい比重でありながら、それよりも高い圧縮比例限界点を示している。また、圧縮ヤング率については、比較例２の場合に略等しい大きさの値を示している。これは、垂直配向度が板材の縦方向及び横方向共に略均一でかつ高いことによるものであることは、比較例３の場合と比較することで理解される。
【００５４】
これらのことから、発明例は、市販のインシュレーションボードでは重過ぎるとともに圧縮比例限界点ないし圧縮ヤング率等の圧縮強度が不十分である場合のような、より高いの要求される用途に用いることができ、しかも発泡スチレンボードのような廃棄や焼却上の不都合の生じないものであることが判る。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、１対の第１ベルトコンベヤ間で繊維状物を略マット状に成形しつつその厚さ方向に挟んで搬送する第１成形手段と、この第１成形手段から送り出されたマット状物を、第１成形手段の場合よりも低速である１対の第２ベルトコンベヤ間でその繊維配向を変化させつつその厚さ方向に挟んで搬送する第２成形手段と、これら第１及び第２成形手段の何れか一方で搬送中のマット状物を搬送方向である縦方向と厚さ方向とに対して略直交する横方向に圧縮することにより繊維配向を変化させる側面圧縮手段とを備え、繊維状物を圧縮してマット状物の縦方向及び横方向の２方向にそれぞれ圧縮することにより、縦横２方向における繊維の各垂直配向度を共に高くすることができるようにしたので、比重の小さい場合でも大きい圧縮強度を得ることができ、その結果、軟質繊維板よりも圧縮強度に優れた繊維板でありながら、その比重を小さくして軽量化を図ることができる。
【００５６】
請求項２の発明によれば、上記側面圧縮手段を、横方向の両側に所定の間隔幅をおいて配置された１対のプレス用ローラで構成するようにしたので、上記請求項１の発明による効果を具体的に得ることができる。
【００５７】
請求項３の発明によれば、上記側面圧縮手段を、横方向の両側に所定の間隔幅をおいてマット状物の搬送方向に延びるように配置された１対のプレス用ベルトコンベヤで構成するようにしたので、この発明によっても、上記請求項２の発明の場合と同じく、請求項１の発明による効果を具体的に得ることができる。
【００５８】
請求項４の発明によれば、上記第１及び第２成形手段の各ベルトコンベヤのベルト幅Ｗ1 と、側面圧縮手段の所定間隔幅Ｗ2 と、得ようとする繊維板の幅Ｗ3 とを、Ｗ1 ＞Ｗ3 ＞Ｗ2 となるように設定することとしたので、上記請求項１の発明による効果を具体的にかつ適正に得ることができる。
【００５９】
請求項５の発明によれば、上記供給量調整手段を、供給手段から供給された繊維状物を堆積した状態で搬送するベルトコンベヤと、このコンベヤ上の繊維状物の堆積量を一定化する定量化部材とで構成するようにしたので、供給手段からの繊維状物を、具体的に所定量だけ第１成形手段の両第１ベルトコンベヤ間に送り出すことができ、請求項１の発明による効果を適正に得ることができる。
【００６０】
請求項６の発明によれば、上記供給量調整手段と第１成形手段との間に、ほぐし手段を配置するようにしたので、繊維状物がフロックを形成し易いときでも、第１及び第２成形手段間において繊維の配向状態を変化させ易くすることができ、上記請求項１の発明による効果を効率よく発揮させることができる。
【００６１】
請求項７の発明によれば、上記第１成形手段の両第１ベルトコンベヤ及び第２成形手段の両第２ベルトコンベヤを、それぞれ互いに上下に対向した状態で略水平方向に延びているものとしたので、マット状成形物の表面が略水平面となる姿勢で行われる加圧乾燥工程に、成形時の姿勢のままでマット状成形物を移行させることができる。
【００６２】
請求項８の発明によれば、上記第１成形手段の下側第１ベルトコンベヤの搬送方向上流端を、上側第１ベルトコンベヤの搬送方向上流端よりも搬送方向上流側に延出させるように設けた上で、上記供給量調整手段を、上記下側第１ベルトコンベヤの延出部と、この延出部上に堆積した繊維状物の堆積量を一定化する定量化部材とで構成するようにしたので、この発明によっても、上記請求項５の発明の場合と同じ効果を得ることができる。
【００６３】
請求項９の発明によれば、上記第１成形手段の両第１ベルトコンベヤを略鉛直方向に延びるように設け、その上端部に向かって繊維状物を落下させて供給するようにしたので、第２成形手段へのマット状物の移動をスムーズに行わせることができる。また、その際に、第２成形手段の両第２ベルトコンベヤを共にＬ字状に屈曲させて垂直部及び水平部を形成するようにしたので、この発明によっても、請求項７の発明の場合と同じ効果を奏することができる。
【００６４】
請求項１０の発明によれば、上記請求項９の発明の場合と同じく、第１成形手段の両第１ベルトコンベヤを略鉛直方向に延びるように設け、その上端部に向かって繊維状物を落下させて供給するようにし、一方、上記第２成形手段の両第２ベルトコンベヤを、１対の鉛直ベルトコンベヤと、１対の水平ベルトコンベヤとを組み合わせて構成するようにしたので、上記請求項９の発明の場合と同じ効果を奏することができる。
【００６５】
請求項１１の発明によれば、上記加圧乾燥手段の加圧手段を、マット状成形物の表面を押圧するロールからなるものとしたので、加圧することに起因して成形物の乾燥が不十分になるのを回避することができる。
【００６６】
請求項１２の発明によれば、上記加圧乾燥手段の加圧手段を、マット状成形物の表面を押圧する通気性を有する材料で構成されたベルトコンベヤからなるものとしたので、この発明によっても、請求項１１の発明の場合と同じ効果を奏することができる。
【００６７】
請求項１３の発明によれば、上記加圧乾燥手段による加圧乾燥時のマット状成形物に多数の微細な穴を形成するニードリング手段を設けるようにしたので、上記穴の形成された部分の乾燥を促進させてその部分の比重を局部的に高することができ、よって、繊維の配向に変化を与えることなくかつ全体の比重を大きく変化させることなく耐圧縮性を向上させることができる。
【００６８】
請求項１４の発明によれば、上記第２成形手段から加圧乾燥手段に送られるマット状成形物に耐水剤を供給する耐水剤供給手段を設けるようにしたので、成形物に耐水性を付与することが成形工程中にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る軽量繊維板製造装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】製造装置の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
１  供給部（供給手段）
２  第１フォーミングコンベヤ（第１成形手段）
２ａ，２ｂ  アクセレレーションベルトコンベヤ（第１ベルトコンベヤ）
３  第２フォーミングコンベヤ（第２成形手段）
３ａ  フォーミングアッパベルトコンベヤ（第２ベルトコンベヤ）
３ｂ  フォーミングボトムベルトコンベヤ（第２ベルトコンベヤ）
４  加圧乾燥部（加圧乾燥手段）
４ｂ  ベルトコンベヤ（加圧手段）
１４  供給量調整部（供給量調整手段）
１４ａ  プリフォーミングベルトコンベヤ（ベルトコンベヤ）
１４ｂ  掻取ローラ（定量化部材）
１６  フラッファ（ほぐし手段）
１８  サイドプレスローラ（側面圧縮手段）
２０  耐水剤供給機（耐水剤供給手段）
【図１】
0003670374.tif 000003
【図２】
0003670374.tif 000004