(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材、プラスチック等のチップを熱硬化性樹脂材料に混合してプレス成形する樹脂構造材の製造方法において、
相対向する一対のベルトコンベア間にチャックを配置し、上記ベルトコンベアの始点側に配置する繊維ロールから引出される炭素繊維の糸材を上記ベルトコンベア面付近に案内させると共にこの糸材の端部を上記チャックに保持させ、上記ベルトコンベアを駆動して上記チャックを移動させると共に、この移動するチャックの後方に木材、プラスチック材等のチップを混合した溶融状の熱硬化性樹脂材料を供給して上記一対のベルトコンベア間で連続熱圧プレスすることを特徴とする樹脂構造材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂構造材の製造方法において、
上記糸材を引っ張り状態にするようにしたことを特徴とする樹脂構造材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップを埋設させた樹脂構造材の製造方法に関し、この樹脂構造材としては、例えば、家具や建築物等のバックアップ材となるパーティクルボードに広く使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の上記樹脂構造材としては、例えば、図４に示すように、熱硬化性樹脂４中に木材、プラスチック材等のチップ３を埋設させた構造を有する。このような樹脂構造材１００は、木材やプラスチック材等を粉砕してチップ化し、このチップ３を溶融状の熱硬化性樹脂材料に混合して熱圧プレスによって板状、ブロック状、棒状等の所望形状に成形することにより製造される。そして、上記チップ化する木材やプラスチック材等には、通常、廃材が活用されるので原材料の有効利用およびリサイクル面等で利点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記チップ３の大きさ、形状、材質等には差異があり、しかも、このチップ３が熱硬化性樹脂４中に必ずしも均一に分散されないため、上記樹脂構造材１００の曲げ応力が十分に確保できない欠点があった。そのため、上記樹脂構造材１００に曲げ応力が加わると、曲げ強度の弱い箇所から簡単に折れ曲がってしまい、バックアップ材としての機能を十分に果たせなかった。
【０００４】
本発明は、曲げ応力に強い樹脂構造材を容易に製造できるようにすることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、以下のようである。
【０００６】
『木材、プラスチック等のチップを熱硬化性樹脂材料に混合してプレス成形する樹脂構造材の製造方法において、相対向する一対のベルトコンベア間にチャックを配置し、上記ベルトコンベアの始点側に配置する繊維ロールから引出される炭素繊維の糸材を上記ベルトコンベア面付近に案内させると共にこの糸材の端部を上記チャックに保持させ、上記ベルトコンベアを駆動して上記チャックを移動させると共に、この移動するチャックの後方に木材、プラスチック材等のチップを混合した溶融状の熱硬化性樹脂材料を供給して上記一対のベルトコンベア間で連続熱圧プレスすることを特徴とする。』
【０００７】
上記チャックには繊維ロールから引出された糸材が保持されているので、該チャックをベルトコンベアの駆動に従って移動させると、繊維ロールから糸材が逐次引出される。そして、このチャックの後方にチップを混合した溶融状の熱硬化性樹脂材料を供給することで、一対のベルトコンベア間で連続熱圧プレスされ、これにより、樹脂構造材のプレス成形と同時にその表層部分において上記糸材がベルトコンベアの送り方向に埋設される。
これにより、曲げ強度の必要な箇所の表層部分に、連続長の炭素繊維からなる糸材を一方の端部から対向する他方の端部にまで架け渡すように埋設させた樹脂構造材が得られる。上記糸材は、連続長の炭素繊維からなるので強靭な引っ張り強度を有する。よって、この糸材が表層部分において一方の端部から対向する他方の端部にまで架け渡されることで、この糸材の長さ方向に対する曲げ応力が強くなる。従って、本樹脂構造材に曲げ応力が加わっても上記糸材によって表層部分の形状保持がなされ、当該部分での曲げ応力に対して強くなる。なお、糸材を平行に複数本配置すれば、更なる曲げ応力を強くできる。
【０００８】
上記製造方法において、『上記糸材を引っ張り状態にするようにした』ものでは、糸材に張力が加わった状態で樹脂構造材の表層部分に埋設されるので、得られた樹脂構造材の表層部分の形状保持力が一層高くなり、当該部分での曲げ応力が一層強くなるものを容易に製造できる。
【０００９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の樹脂構造材の製造方法によると、表層部分において糸材を埋設させた樹脂構造材を容易に製造できる。そして、得られる樹脂構造材によると、チップの大きさ等の品質のバラツキから生じる応力不足を補って曲げ応力に強い樹脂構造材が実現される。なお、上記チップに廃材を用いることもでき、この場合はリサイクル効果も生じる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。なお、以下に述べる実施の形態による樹脂構造材としては、例えば、家具や建築物等のバックアップ材となるパーティクルボードに広く使用されるものである。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態による製造方法で得た樹脂構造材の斜視図を示し、図２は、その断面図を示す。
図１、図２に示す樹脂構造材１は、柱状に形成されたものである。この樹脂構造材１は、従来のものと同様に熱硬化性樹脂４中に木材、プラスチック材等のチップ３が埋設されている（図２を参照。）。そして、この樹脂構造材１では、樹脂構造材１の表層部分に糸材２を一方の端部から対向する他方の端部まで架け渡すように埋設されている。
【００１２】
上記熱硬化性樹脂４としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂等が使用される。また、上記チップ３としては、木材、プラスチック材等の粉砕物が使用されるが、通常、これら木材、プラスチック材には廃材が利用されるため、原材料の有効利用およびリサイクル面等で利点を有する。なお、このチップ３は、従来と同様に大きさ、形状、材質等に差異がある。
【００１３】
また、上記糸材２としては、連続長の炭素繊維が使用される。従って、この糸材２は、強靭な引っ張り強度を有するものである。そして、この糸材２は、樹脂構造材１の表面側と裏面側の表層部分にそれぞれ３本ずつ配置されている。これら３本の糸材２は、それぞれ平行にして樹脂構造材１の長さ方向に配置されている。
【００１４】
従って、この柱状に形成された樹脂構造材１によれば、熱硬化性樹脂４中のチップ３の大きさ、形状、材質、さらにはチップ３の分散度合い等に依存することなく、その長さ方向に対する曲げ応力が強いものとなる。すなわち、上記糸材２は、強靭な引っ張り強度を有する連続長の炭素繊維からなり、この糸材２によって樹脂構造材１の表裏面における表層部分の形状保持がなされているからである。
【００１５】
なお、上記樹脂構造材１では、３本の糸材３を表裏面側にそれぞれ配置するが、曲げ強度の必要な箇所の表層部分に適宜配置してもよく、例えば、樹脂構造材１の幅や強度要求の度合い等によって糸材２を１本配置するだけでもよいし、２本以上の複数本を等間隔に配置してもよいし、あるいは強度の必要な箇所に数本の糸材を密集させて配置してもよい。また、表裏面側の表層部分の他に左右の側面側にも糸材２を配置してもよいし、あるいは特定の一面側の表層部分にだけ糸材２を配置してもよい。
【００１６】
次に、本発明の実施の形態による樹脂構造材の製造方法を説明する。
図３は、上記樹脂構造材を製造するための連続熱圧プレス装置の模式図を示す。この連続熱圧プレス装置は、図３に示すように、上下に対向する一対のベルトコンベアＶ１，Ｖ２と、このベルトコンベアＶ１，Ｖ２間に挟持させたチャックＣと、上記ベルトコンベアＶ１，Ｖ２の始点側に配置された炭素繊維からなる糸材２を巻き付けた一対の繊維ロール２１，２２とを備える。
【００１７】
上記一対のベルトコンベアＶ１，Ｖ２は、下側のベルトコンベアＶ２の方が始点側に長く配置されて上側に開放されている。この開放部分の上方に材料供給装置の材料供給口Ｈが配置されており、この材料供給口Ｈからチップ３を混合した溶融状の熱硬化性樹脂材料４０が下側のベルトコンベアＶ２上に供給される。なお、チップ３は、熱硬化性樹脂材４０と混合する前に木材、プラスチック材等の廃材を所望の粉砕機で粉砕したものである。
【００１８】
また、上記一対の繊維ロール２１，２２は、これから引出される糸材２の端部が上記チャックＣに保持される。すなわち、上側の繊維ロール２１から引出された糸材２は、上側のベルトコンベアＶ１の内側面近傍に沿って案内されて上記チャックＣの上部に取付けられる。また、下側の繊維ロール２２から引出された糸材２は、下側のベルトコンベアＶ２の内側面近傍に沿って案内されて上記チャックＣの下部に取付けられる。なお、上記各繊維ロール２１，２２からそれぞれ３本の糸材２が引出されるようになっているが、この糸材２の引出し本数は適宜変更可能である。
【００１９】
そして、上記チャックＣは、一対のベルトコンベアＶ１，Ｖ２間に挟持されているので、このベルトコンベアＶ１，Ｖ２の駆動に従って移動し、同時に上記一対の繊維ロール２１，２２からも糸材２が逐次引出されることとなる。
【００２０】
従って、上記チャックＣの後方にチップ３を混合した熱硬化性樹脂材料４０を供給することで、一対のベルトコンベアＶ１，Ｖ２間で連続熱圧プレスされ、これにより、樹脂構造材１のプレス成形と同時にその表層部分において上記糸材２がベルトコンベアＶ１，Ｖ２の送り方向に埋設される。すると、上記連続熱圧プレス装置の終端側から図１に示す樹脂構造材１が製造される。
【００２１】
このように上記製造方法によると、表層部分において糸材２を一方の端部から対向する他方の端部まで架け渡し埋設させた樹脂構造材１を容易に製造できる。また、上記繊維ロール２１，２２の回転に負荷を掛け上記チャックＣに引っ掛けた糸材２を引っ張り状態にしておけば、糸材２には張力が加わった状態で樹脂構造材１の表層部分に埋設され、従って、得られた樹脂構造材１の表層部分の形状保持力が一層高くなり、当該部分での曲げ応力が一層強いものとなる。
【００２２】
なお、上記一対のベルトコンベアＶ１，Ｖ２では下側のベルトコンベアＶ２の方が長くなっているが、上下のベルトコンベアＶ１，Ｖ２とも同じ長さに設定してもよく、この場合、側方から上下のベルトコンベアＶ１，Ｖ２間にチップ３を混合した溶融状の熱硬化性樹脂材料４０を供給するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態による製造方法で得た樹脂構造材を示す斜視図である。
【図２】実施の形態による製造方法で得た樹脂構造材の断面図である。
【図３】実施の形態による製造方法に用いる連続熱圧プレス装置を示す模式図である。
【図４】従来の樹脂構造材の断面図である。
【図５】実施の形態２による樹脂構造材を製造するための熱圧プレス装置を示す模式図である。
【図６】従来の樹脂構造材の断面図である。
【符号の説明】
１，１０ 樹脂構造材
２ 糸材
３ チップ
４ 熱硬化性樹脂
４０ 熱硬化性樹脂材料
２１，２２ 繊維ロール
Ｖ１ 上側のベルトコンベア
Ｖ２ 下側のベルトコンベア
Ｃ チャック
Ｈ 材料供給口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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