(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
竹材を圧縮粗砕する第１工程と、粗砕された竹材を粉砕機により繊維化する第２工程からなる竹繊維の製造方法において、第１工程に提供される竹材の含水率が６５％以上であり、且つ第１工程終了後及び／または第２工程終了後に乾燥工程を設けることにより得られる竹材の含水率を３〜３５％の範囲内に調整することを特徴とする補強用竹繊維の製造方法。
【請求項２】
得られた竹繊維に水を吸水させて含水率を１００％以上とした後、脱水して竹繊維の含水率を５０％以上低下させる請求項１記載の補強用竹繊維の製造方法。
【請求項３】
脱水後の含水率を５０〜２００％の範囲内に調整する請求項２記載の補強用竹繊維の製造方法。
【請求項４】
竹材を圧縮粗砕する第１工程と、粗砕された竹材を粉砕機により繊維化する第２工程と、機械的分離方法により竹材裏面の薄皮部を除去する第３工程からなる竹繊維の製造方法において、第１工程に提供される竹材の含水率が６５％以上であり、且つ第１工程終了後及び／または第２工程終了後及び／または第３工程終了後に乾燥工程を設けることにより得られる竹材の含水率を３〜３５％の範囲内に調整することを特徴とする補強用竹繊維の製造方法。
【請求項５】
竹材を圧縮粗砕する第１工程と、粗砕された竹材を粉砕機により繊維化する第２工程と、水浸分離法により竹材裏面の薄皮部を除去する第３工程からなる竹繊維の製造方法において、第１工程に提供される竹材の含水率が６５％以上であり、且つ第１工程終了後及び／または第２工程終了後に乾燥工程を設けることにより第２工程終了時点の竹材の含水率を３〜３５％の範囲内に調整することを特徴とする補強用竹繊維の製造方法。
【請求項６】
竹材内側の薄皮部を分離して得られた竹繊維を脱水して竹繊維の含水率を５０％以上低下させる請求項５記載の補強用竹繊維の製造方法。
【請求項７】
脱水後の含水率を５０〜２００％の範囲内に調整する請求項６記載の補強用竹繊維の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法により製造された補強用竹繊維。
【請求項９】
請求項４記載の製造方法により製造された補強用竹繊維。
【請求項１０】
請求項５ないし７のいずれか１項に記載の製造方法により製造された補強用竹繊維。
【請求項１１】
請求項８記載の補強用竹繊維及び無機質水硬性結合材を含有してなる原料混合物に、所定量の水を添加するか、または水を添加することなしに混練し、得られた混練物を成形し、次いで養生・硬化してなることを特徴とする補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法。
【請求項１２】
無機質水硬性結合材がセメントである請求項１１記載の補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法。
【請求項１３】
混合物が充填材を含有してなる請求項１１または１２記載の補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法。
【請求項１４】
請求項９記載の補強用竹繊維及び無機質水硬性結合材を含有してなる原料混合物に、所定量の水を添加して混練し、得られた混練物を成形し、次いで養生・硬化してなることを特徴とする補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法。
【請求項１５】
無機質水硬性結合材がセメントである請求項１４記載の補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法。
【請求項１６】
混合物が充填材を含有してなる請求項１４または１５記載の補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法。
【請求項１７】
請求項１０記載の補強用竹繊維及び無機質水硬性結合材を含有してなる原料混合物を混練し、得られた混練物を成形し、次いで養生・硬化してなることを特徴とする補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法。
【請求項１８】
混合物が充填材を含有してなる請求項１７記載の補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、補強用竹繊維及びその製造方法並びに該補強用竹繊維を使用した無機質成形体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木質系無機質成形体は通常木材をフレーク、木毛、木繊維等に加工した木質原料と、各種セメントあるいは水硬性石膏などの無機質水硬性結合材と水とを混練し、この混練物を成形し、次いで得られた成形体を養生、硬化させることにより製造されている。
【０００３】
木質原料としては各種の針葉樹や広葉樹が広く利用されており、竹材についても木質原料として利用する提案が既になされている。竹材は針葉樹や広葉樹と比較して成長速度が早いため資源として有望である。また、竹材は強靭で弾性力に富むことから木質原料として有望であるが、従来は単に木繊維あるいは木フレークの代わりに竹繊維などを使用するというもので具体性を欠くと共に竹材のもつ強靭で弾力性に富む性能を充分に生かすものではなかった。
【０００４】
本発明者らは既に竹材を木質系無機質成形体の木質原料として使用する技術として、特開平２−２６８５４号公報に、木質原料、無機質水硬性結合材、水を混練し、この混練物を成形し、次いで無機質水硬性結合材を養生・硬化してなる木質系無機質板の製造方法において、木質原料として竹材に水を吸水させて含水率を１００％以上とした後、脱水により含水率を５０％以上低下させたものを用いることを特徴とする木質系無機質板の製造方法を開示している。
【０００５】
また、特開平２−４８４４６号公報には、木質原料、無機質水硬性結合材、水を混練し、この混練物を成形し、次いで無機質水硬性結合材を養生・硬化してなる木質系無機質板の製造方法において、木質原料として表皮を除去した竹材の繊維またはフレークを用いることを特徴とする木質系無機質板の製造方法が開示されている。
【０００６】
しかし、これら公報に開示された技術は竹繊維を原料として使用した場合の無機質板の製造における成形性の改良とスプリングバックの防止を目的としたものであり、竹材の強靭で弾力性に富むという特性を生かすものではなかった。
【０００７】
更に、特開平４−４６０４６号公報には、木質原料、無機質水硬性結合材及び水を混練し、この混練物を成形し、次いで養生、硬化することにより得られる木質系無機質成形体において、木質原料として竹材を縦方向に解繊した繊維で、その平均長が２０ｃｍ以上で且つ平均径が３ｍｍ以下である繊維を用いることを特徴とする竹繊維補強無機質成形体、並びに木質原料として竹材を縦方向に解繊した繊維で、その繊維長が２０ｃｍ以上で且つ平均径が３ｍｍ以下である長繊維成分を乾燥重量比で６０％以上と繊維長が１ｃｍ以下で且つ平均径が２ｍｍ以下の短繊維成分を５％以上含む繊維を用いることを特徴とする竹繊維補強無機質成形体が開示されている。
【０００８】
また、竹繊維の製造方法として、特開平４−２１６００７号公報には、竹材を圧延装置により竹の成長方向に粗砕する第１工程と、多数の歯を備える回転ドラムを有する解繊装置に、第１工程により得られた竹材を送りロールを介して送り、解繊する第２工程とからなることを特徴とする竹繊維の製造方法が開示されている。
【０００９】
更に、特開平５−１３８６１７号公報には、竹材を圧延装置により竹の生長方向に粗砕する第１工程と、反毛機により第１工程で得られた竹材を解繊する第２工程と、ターボミルにより第２工程で得られた竹材を細繊維化する第３工程とからなることを特徴とする竹繊維の製造方法が開示されている。
【００１０】
また、特開平６−１５６１６号公報には、竹材を圧延装置により竹の生長方向に粗砕する第１工程と、第１工程で得られた粗砕品を特定の機構を有するハンマーミル型粉砕装置により繊維化する第２工程と、前記第２工程で得られた竹繊維中に混在する竹材内側の薄皮部を分離する第３工程からなることを特徴とする竹繊維の製造方法が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の公報に記載された製造方法により製造された竹繊維を使用して竹繊維補強無機質成形体を実際に作製した場合、時として経時変化により性能の低下が大きいことがあることが判明した。
【００１２】
従って、本発明の目的は、竹繊維を補強材として使用した場合に、より高い耐久性を有する補強用竹繊維及びその製造方法並びに該補強用竹繊維を使用した無機質成形体を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、竹材を圧縮粗砕する第１工程と、粗砕された竹材を粉砕機により繊維化する第２工程からなる竹繊維の製造方法において、第１工程に提供される竹材の含水率が６５％以上であり、且つ第１工程終了後及び／または第２工程終了後に乾燥工程を設けることにより得られる竹材の含水率を３〜３５％の範囲内に調整することを特徴とする補強用竹繊維の製造方法（１）に係る。
【００１４】
更に、本発明は、竹材を圧縮粗砕する第１工程と、粗砕された竹材を粉砕機により繊維化する第２工程と、機械的分離方法により竹材裏面の薄皮部を除去する第３工程からなる竹繊維の製造方法において、第１工程に提供される竹材の含水率が６５％以上であり、且つ第１工程終了後及び／または第２工程終了後及び／または第３工程終了後に乾燥工程を設けることにより得られる竹材の含水率を３〜３５％の範囲内に調整することを特徴とする補強用竹繊維の製造方法（２）に係る。
【００１５】
また、本発明は、竹材を圧縮粗砕する第１工程と、粗砕された竹材を粉砕機により繊維化する第２工程と、水浸分離法により竹材裏面の薄皮部を除去する第３工程からなる竹繊維の製造方法において、第１工程に提供される竹材の含水率が６５％以上であり、且つ第１工程終了後及び／または第２工程終了後に乾燥工程を設けることにより第２工程終了時点の竹材の含水率を３〜３５％の範囲内に調整することを特徴とする補強用竹繊維の製造方法（３）に係る。
【００１６】
更に、本発明は、上記製造方法により製造された補強用竹繊維に係る。
【００１７】
また、本発明は、上記製造方法（１）により製造された補強用竹繊維及び無機質水硬性結合材を含有してなる原料混合物に、所定量の水を添加するか、または水を添加することなしに混練し、得られた混練物を成形し、次いで養生・硬化してなることを特徴とする補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法に係る。
【００１９】
また、本発明は、上記製造方法（２）により製造された補強用竹繊維及び無機質水硬性結合材を含有してなる混合物に、所定量の水を添加して混練し、得られた原料混練物を成形し、次いで養生・硬化してなることを特徴とする補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法に係る。
【００２１】
更に、本発明は、上記製造方法（３）により製造された補強用竹繊維及び無機質水硬性結合材を含有してなる混合物を混練し、得られた原料混練物を成形し、次いで養生・硬化してなることを特徴とする補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法に係る。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明は、上記特開平６−１５６１６号公報に記載の竹繊維の製造方法を基礎としたものであり、第１工程においては、まず、伐採した竹材から葉を取り除き、そのままあるいは所定の寸法に裁断し、圧縮装置に通すことにより粗砕する。第１の特徴は、第１工程に提供される竹材の含水率を６５％以上とすることにある。ここで、第１工程に提供する竹材の含水率が６５％未満であると、得られた補強用竹繊維の補強効果が低くなると共に、補強用竹繊維の収率が低下するために望ましくない。なお、本発明方法の第１工程に使用する圧縮装置は慣用のものであれば良く、例えばロール方式の圧延装置、スタンピング方式の圧延装置などを用いることができる。また、当然のことながら裁断した竹材の長さは、所望する繊維長以上でなければならない。
【００２４】
ここで、本明細書に記載する竹材の含水率は下記のように定義される：
含水率（％）＝（水分を含んだ重量−乾燥重量）／乾燥重量×１００
【００２５】
本発明の補強用竹繊維の製造方法（１）における第２の特徴は、第１工程終了後及び／または第２工程終了後に乾燥工程を設け、それによって得られる竹材の含水率を３〜３５％の範囲内に調整することにある。
【００２６】
また、本発明の補強用竹繊維の製造方法（２）における第２の特徴は、第１工程終了後及び／または第２工程終了後及び／または機械的分離方法による第３工程終了後に乾燥工程を設け、それによって得られる竹材の含水率を３〜３５％の範囲内に調整することにある。
【００２７】
更に、本発明の補強用竹繊維の製造方法（３）における第２の特徴は、第１工程終了後及び／または第２工程終了後に乾燥工程を設け、それによって第２工程終了時点の竹材の含水率を３〜３５％の範囲内に調整することにある。
【００２８】
ここで、上記乾燥工程における竹材の含水率が３５％を上回ると、得られた補強用竹繊維を含有してなる無機質成形体の耐久性が低下する危険性があるために好ましくない。また、第１工程終了後に乾燥工程を行う場合には、含水率が３％未満となると、第２工程の繊維化工程において、竹材が繊維化せずに、粉末状となり易くなるために好ましくない。ただし、乾燥工程を第１工程終了後に行って含水率の調整して得た補強用竹繊維の方が、第２工程終了後に乾燥工程を行って含水率を調整した補強用竹繊維よりも、補強用竹繊維含有無機質成形体を製造する際に補強用竹繊維と他の原料との混練を行い易いために好ましい。これは後者の方が、竹繊維どうしが互いに絡まり合って繊維ボールを形成し、他の原料との均一混合を阻害するためである。なお、含水率は、３〜３０％の範囲内がより好ましい。更に、第３工程において、竹材裏面の薄皮部の分離に機械的分離方法を用いる場合には、第３工程終了後に乾燥工程を行うこともできる。また、乾燥工程は、各工程の終了後に分割して行うこともできるが、製造コスト等を考慮する場合には、乾燥工程は１回で行うことが好ましい。なお、竹材の乾燥工程は特に限定されるものではなく、加熱乾燥、風乾等の方法を適宜使用することができる。
【００２９】
本発明方法において、第２工程は、粗砕された竹材を特定の機構を有するハンマーミル型粉砕装置により繊維化するものである。第２工程に使用する特定の機構を有するハンマーミル型粉砕装置としては、例えば（株）御池鐵工所製横型粉砕機（ＭＮＭシリーズ）等を使用することができる。この粉砕機の構造は、高速回転する主軸の金具（ハンマーホルダー）に取り付けられた特殊形状のハンマー（固定式、吊下式）により、ホッパーより連続的に投入された粗砕された竹材を上部の固定金具と適当な間隔を有し、高速回転しているハンマーの衝撃切断、粉砕作用によって瞬間的に粉砕して繊維化し、下部のスクリーンを通過して所望の繊維長に揃えて、粉砕機より連続的に排出され、竹繊維を得るものである。ここで、上記横型粉砕機の機構は実公昭５８−８３３９号明細書に詳述されている。なお、第１工程を行っていない竹材に対し、直接第２工程を行った場合、竹材の多くは粉末化してしまい、竹繊維の収率が大幅に低下するために好ましくない。
【００３０】
本発明の補強用竹繊維の製造方法（１）によれば、第１工程に供給する竹材の含水率を６５％以上とし、第１工程終了後及び／または第２工程終了後に乾燥工程を設けて、竹材の含水率を３〜３５％の範囲内に調整することにより、無機質成形体の補強材として得られた補強用竹繊維を使用した場合に、従来品の竹繊維に比べて経時変化が少なく、優れた耐久性を提供することができる。なお、該方法により得られた補強用竹繊維を補強材として使用すると、スプリングバックを生ずることがあり、このスプリングバックを防止するために、得られた竹繊維に水を吸水させて含水率を１００％以上とした後、脱水して竹繊維の含水率を５０％以上低下させることからなる処理を行うことができる。なお、脱水後の含水率は５０〜２００％の範囲内に調整することが好ましい。
【００３１】
なお、上述の第１工程、第２工程により繊維化されている竹繊維か、または適宜乾燥工程を経て含水率を調整された竹繊維中には、竹材裏面に存在する薄皮部が混在している。この薄皮部が混在する竹繊維とセメントよりなる無機質成形体を製造すると、薄皮部を除去した竹繊維を使用した無機質成形体とでは、薄皮部を除去した竹繊維を使用した無機質成形体の方が曲げ強度で約１５％程度優れた特性を有するものであることが実験的に見出されている。
【００３２】
従って、本発明の補強用竹繊維の製造方法（２）及び（３）によれば、補強用竹繊維の用途やコスト等を勘案して、竹繊維中に混在する薄皮部と竹繊維の分離を行うことからなる第３工程を行うものである。この第３工程の操作は、▲１▼機械的分離方法や、▲２▼水浸分離方法を使用することができる。
【００３３】
▲１▼機械的分離方法
機械的分離方法は、例えば図１に示すような装置を使用して行うことができる。図１に記載する装置は反毛機をベースとしたもので、圧縮装置（９）（第１工程）並びに粉砕機（１１）（第２工程）を経て得られた薄皮部が混在する竹繊維は、シュート（３）から供給コンベア（４）を介して一対の送りロール（５）へ送られ、送りロール（５）から三角形状の多数の歯を有する回転ドラム（２）の歯を介して竹繊維はコンベア（７）上へ飛ばされる。コンベア（７）は回転ドラム（２）の中心線付近までしか設置されておらず、薄皮部は主としてコンベア（７）の手前に落ち、ここに設置された羽根（６）により薄皮部補集槽（８）に集められる構成となっている。
【００３４】
▲２▼水浸分離方法
水浸分離方法は、例えば図２に示すような装置を使用して行うことができる。圧縮装置（９）（第１工程）並びに粉砕機（１１）（第２工程）を経て得られた薄皮部が混在する竹繊維は、シュート（３）から水（１７）が装入されている水槽（２２）へ供給され、水（１７）に浸漬される。竹繊維（１５）に混在している竹材裏面の薄皮部（２０）は水（１７）の表面に小片状になって浮くので、この薄皮部（２０）を取り除くことにより、竹繊維（１５）と薄皮部（２０）を簡単に分離することができる。なお、当然のことながら、水槽内で水や竹繊維を循環させることにより、薄皮部の分離を促進することができる。また、水槽の一方に水の注入部を設け、水槽の反対側に水の排出部を設け、更に、排出部に堰を設けるなどの方法により、デカンテーションを行うことも水浸分離方法による薄皮部分離に好適である。
【００３５】
なお、第３工程として水浸分離方法を使用して竹繊維中に混在する竹材裏面の薄皮部を分離した場合には、しかる後脱水により竹繊維の含水率を５０％以上低下させ、好ましくは脱水後の含水率を５０〜２００％の範囲内に調整することにより、得られた補強用竹繊維を無機質成形体の補強材として使用する場合に、補強用竹繊維とセメントを含有してなる混合物を混練、成形する際に、良好な成形性を付与することができると同時に成形後のスプリングバックによる強度低下を防ぐことができる。なお、補強用竹繊維の含水率の低下が５０％未満では、実用上有効な改質効果を得るには至らない。また、得られた補強用竹繊維の含水率が５０％未満では、混合工程において、粉体原料が竹繊維表面に均一にまぶされた状態になりにくく、これを解消するためには、再度水を添加する必要を生ずるため、製造工程としては不合理となるために望ましくない。更に、該含水率が２００％を超えると成形した原料マットを加圧する際に、マット中の水分の移動に伴い、竹繊維の表面に均一にまぶされていた粉体が水分の移動と共に移動する。このため成形体の上面部は粉体原料比率が少なく、下部は粉体原料比率が高い不均一な成形体となる恐れがある等の問題点を生ずるために望ましくない。
【００３６】
ここで、脱水の方法としてはいずれの方法をも使用することができるが、加圧脱水、遠心分離脱水等を行うことが望ましい。例えば、加圧脱水に際しての圧力は特に限定されるものではない。また、加圧脱水のみで補強用竹繊維の含水率を５０％以上低下することができない場合には、乾燥等の他の脱水方法と組み合わせて脱水を行うことは何ら問題はなく、適宜行うことができる。
【００３７】
また、水浸分離後の補強用竹繊維の含水率を５０〜２００％の範囲内とすることにより、セメント等の他の原料と混練する際に水を更に添加しなくても良い量即ち無機質成形体に必要とされる水分量は補強用竹繊維中に存在するが、混合、成形工程を行い易くするために、必要により水を再添加してもよい。
【００３８】
なお、本発明の補強用竹繊維を製造するために使用する竹材の種類は特に限定されるものではない。
【００３９】
また、本発明の補強用竹繊維の製造方法は、竹材フレークの製造にも適用することができる。
【００４０】
本発明の補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法は、上述の製造方法（１）により得られた補強用竹繊維及び無機質水硬性結合材を含有してなる原料混合物に、所定量の水を添加するか、または水を添加することなしに混練し、得られた混練物を成形し、次いで養生・硬化してなることを特徴とする。
【００４１】
また、他の実施態様によれば、本発明の補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法は、上述の製造方法（２）により得られた補強用竹繊維及び無機質水硬性結合材を含有してなる原料混合物に、所定量の水を添加して混練し、得られた混練物を成形し、次いで養生・硬化してなることを特徴とする。
【００４２】
また、更に他の実施態様によれば、本発明の補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法は、上述の製造方法（３）により得られた補強用竹繊維及び無機質水硬性結合材を含有してなる原料混合物を混練し、得られた混練物を成形し、次いで養生・硬化してなることを特徴とする。
【００４３】
本発明の補強用竹繊維含有無機質成形体の製造方法に使用可能な無機質水硬性結合材としては普通ポルトランドセメント、早強セメント、スラグセメント、フライアッシュ等のセメント類や水硬性石膏を例示することができる。
【００４４】
なお、補強用竹繊維と無機質水硬性結合材の配合割合は、補強用竹繊維１５〜４５重量％（乾燥重量として）及び無機質水硬性結合材４５〜８５重量％の範囲内である。ここで、補強用竹繊維と無機質水硬性結合材の合計量が１００重量％未満の場合には、下記に説明する充填材を配合することができる。補強用竹繊維の配合割合が１５重量％未満であると、補強用竹繊維が不足して成形体の強度が低下するので好ましくない。また、４５重量％を超えると粉体原料に対する補強用竹繊維の配向割合が多くなり過ぎ、混合工程において補強用竹繊維の表面を完全且つ均一に覆うことができなくなるため、無機質成形体の強度が低下するために好ましくない。
【００４５】
また、上述のような補強用竹繊維含有無機質成形体には、必須成分である補強用竹繊維及び無機質水硬性結合材の他に、必要に応じて以下に示す物質を得られる無機質成形体の物性や原料混合物の成形性に影響を及ぼさない範囲で添加することができる。
（１）竹材以外の植物質原料（広葉樹や針葉樹等の木質原料、麻、綿、モミガラ等）の繊      維、フレーク、粉末等：
竹材と他の植物質原料の比率は特に限定されるものではないが、植物質原料として補強用竹繊維を使用する本発明の趣旨からすれば、補強用竹繊維の比率は多い程良い。
（２）ウォラストナイト等の針状結晶：
（３）マイカ等の板状結晶：
（４）シリカヒューム、珪藻土、フライアッシュ等の無機質粉末：
（５）炭酸カルシウム、パーライト、スチロール粒等の増量材：
（６）ベントナイト、カオリン、バーミキュライト等の粘土鉱物：
（７）パリゴルスカイト、セピオライト等の繊維状鉱物：
（８）ゼオライト等の多孔質鉱物粉末：
（９）合成樹脂エマルジョン：
（１０）着色剤、防水剤、硬化促進剤、硬化遅延剤等の添加物：
【００４６】
▲２▼〜▲８▼の成分については、それらの合計量が水分を除く原料混合物全量の３５重量％以内の範囲で使用することができる。また、▲９▼の成分については、水を除く原料全体の１０重量％以内の範囲で使用することが望ましい。更に、１０の成分のうち、着色剤及び防水剤はそれぞれ原料混合物全量の５重量％以内で、また、硬化促進剤及び硬化遅延剤は必要に応じて無機質水硬性結合材に対して８重量％以内の量で添加することができる。
【００４７】
上述のような補強用竹繊維含有無機質成形体は、上述のような配合をもつ原料混合物に所定量の水を添加するか、または補強用竹繊維に含まれている水で必要量の水分が充分な場合には水を添加せずに、該原料混合物を混練し、成形し、養生することにより製造することができる。
【００４８】
ここで、補強用竹繊維と、無機質水硬性結合材並びに他の原料の混合に使用する混合装置は特に限定されるものではなく、慣用の混合装置を使用することができるが、補強用竹繊維の形状を破壊せずに均一に混合するために例えば図３に示すような特開平６−３２７９５６号公報に記載されている混合装置を使用することができる。
【００４９】
図３に示す混合装置は、混合槽（３１）に、互いに逆方向に回転する２本の主軸（３２）が設置された構成となっており、この２本の主軸（２）の表面には、その円周方向と垂直な多数の混合用ピン（３３）が設置された構成となっている。
【００５０】
混合用ピン（３３）の形状はＶ字型またはＹ字型であり、このような形状の混合用ピンを使用することにより、一方の原料である補強用竹繊維には余り負荷を掛けることなく、即ち補強用竹繊維の形状を破壊することなしに、補強用竹繊維と他の原料を均一に混合することができる。なお、混合操作は上記装置を使用する方法に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００５１】
また、原料混合物の成形には、公知の木片セメント板の成形装置や各種プレス成形法等を用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば図４に示すような特開平６−１５６２８号公報に開示されている装置を使用することができる。
【００５２】
図４に示す成形装置（４１）は、３段に配列されたピンタイプロールの組（４２、４３、４４）、２段目のピンタイプロールの組（４３）の原料投入側に設けられた微細繊維分を分けるための分離装置（４５、４６）、ピンタイプロールの組（４２、４３、４４）を介して供給落下される原料混合物をマット状に成形すべく受ける薄鋼板や平板を乗せた移動する成形コンベヤ（４７）、成形コンベヤ（４７）上に供給落下された原料混合物をマット状に成形するための仕上げロール（４８）及び圧縮ロール（４９）から主に構成されている。更に、図４に示す装置（４１）には、原料混合物を供給する原料投入ロール（５１）と、回転ブラシ（５２）と、第１の原料供給コンベヤ（５４）と、第２の原料供給コンベヤ（５５）と、原料調整ロール（５６）と、原料供給ロール（５７）とが設置されている。
【００５３】
所定量の水で混練されているか、補強用竹繊維に含まれる水分により混練されている原料混合物は、振動している振動受け板（６０）を介して原料投入ロール（５１）に供給され、この原料投入ロール（５１）から第１の原料供給コンベヤ（５４）の上に供給されて回転ブラス（５２）により上面が均されて、第１の原料供給コンベヤ（５４）の原料排出口の１段目のピンタイプロールの組（４２）に向かって運ばれる。この１段目のピンタイプロールの組（４２）は原料掻落としロールとして作用する。１段目のピンタイプロールの組（４２）から２段目のピンタイプロールの組（４３）に供給された原料混合物は複数個の連続配置されたピンタイプロール（５０）によって均されて第２の原料供給コンベヤ（１５）に送られる。この時に、原料混合物の一部が原料均しロールとしての２段目のピンタイプロールの組（４３）の複数個の連続した各ピンタイプロール（５０）の隣接するピンタイプロール（５０）のピンの間から下に落ちて、下方の篩または金網（６６、６７）等から構成されている分離装置（４５）の上に落ちる。なお、分離装置（４５）は例えばカム（６８）とロッド（２９）とを用いて振動させることにより、篩または金網（６６）上に落ちた原料混合物から微細または細かな補強用竹繊維等が分離されて、最下方の薄鋼板や平板を乗せた移動する成形コンベヤ（４７）の積層された原料混合物の上に落ちて最上層、即ち３層目の微細繊維の層を形成する。
【００５４】
第２の原料供給コンベヤ（５５）にて運ばれる原料混合物は、先ず原料調整ロール（５６）によって一部が別のコンベヤ（５８）とシュート（５９）を介して第２の篩または金網（７１）とカム（３２）からなる分離装置（４６）へ運ばれ、分離装置（４６）によって微細または細かな補強用竹繊維等が分離される。この分離装置（４６）においては、先ず微細補強用竹繊維が、次いで細かな補強用竹繊維が薄鋼板や平板を乗せた移動する成形コンベヤ（５７）の上にそれぞれ落下供給されて第１層（ａ）として薄い層を構成する。
【００５５】
また、原料混合物は、第２の原料供給コンベヤ（５５）において、原料調整ロール（１６）によって均されると共に掻き混ぜられ、この第２の原料供給コンベヤ（１５）により運ばれ、原料排出側の原料供給ロール（５７）の回転によりフォーミングロールをなす３段目の複数個連続配置されたピンタイプロールの組（５４）に投入される。ピンタイプロールの組（５４）に供給された原料混合物は複数個連続配置されたピンタイプロール（５０）によって更に均されて薄鋼板や平板を乗せた移動する成形コンベヤ（７）の上に先に落下供給された第１層（ａ）の上に落下供給される。上述のようにして第１層（ａ）の上に、第２層（ｂ）が積層され、次いで一対の仕上げロール（４８）によって平らに均され、更に、この上に第３層（ｃ）の繊維分の層が積層されると共に圧縮ロール（４９）により圧縮され、補強用繊維含有無機質成形体を成形することができる。
【００５６】
なお、このようにして薄鋼板または平板上に成形された成形体は、必要に応じて薄鋼板または平板ごと複数枚積み重ねられ、更に、所定圧力によって加圧成形することもできる。なお、成形操作はこの装置を使用する方法に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００５７】
無機質成形体の養生方法は、無機質水硬性結合材の種類によっても異なるが、自然養生、スチーム養生が好適である。なお、オートクレーブを使用する養生は余り好ましくない。これは本発明の補強用竹繊維含有無機質成形体に使用する補強用竹繊維がパルプ化されたものではないために、オートクレーブ中で養生すると、補強用竹繊維に含まれる樹脂分が変質して劣化する恐れがあるためである。
【００５８】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明の補強用竹繊維並びに該補強用竹繊維を含有してなる無機質成形体を更に詳しく説明する。
実施例１
補強用竹繊維の製造例
（１）竹材を圧縮粗砕する第１工程（ロール圧縮工程）：
ロール材質：炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）
ロール径：φ１５０ｍｍ、
ロール長さ（有効長）：５００ｍｍ
上記形状を有するロールを備える圧縮装置を用い、圧力２５ｋｇ／ｃｍ２、送りロールスピード１５ｍ／分、処理量１８０ｋｇ／時間で処理した。使用した竹材は伐採後葉を落とし、長さ７０ｃｍ程度に切断の上、幅約３ｃｍに分割したものを用いた。この竹材の含水率は約１１０％であった。
この第１工程により、竹材はほぼ生長方向に沿って束状に割裂され、各束内に０．１〜３ｍｍ程度の間隔で多くの裂け目を竹材の生長方向に沿って生じせしめた。
なお、第１工程終了後の竹材の含水率は約６０％であった。
【００５９】
（２）粗砕竹材を粉砕機により繊維化する第２工程：
粉砕装置：ハンマーミル型粉砕装置
（株）御池鐵工所製ＭＨＭ横型粉砕機を使用し、粉砕機底部に目開き幅２０ｍｍのスクリーンを設け、３０馬力で２時間運転して平均繊維長約２０ｍｍの補強用竹繊維を製造した。
次に、この竹繊維を１００℃で乾燥して含水率を１８±５％の範囲内に調整して補強用竹繊維（平均長さ２０ｍｍ）を得た。
【００６０】
実施例２
補強用竹繊維含有無機質成形体の製造例
上記実施例１で得られた補強用竹繊維を絶乾重量に換算して３０重量％及び普通ポルトランドセメント７０重量％並びにこれら２種の原料の乾燥重量１００に対して重量比で４５に相当する水と、普通ポルトランドセメントの硬化促進剤として塩化マグネシウムを原料の乾燥重量に対して外割で４重量％の配合で原料を混合した。なお、混合に際しては、まず塩化マグネシウムを水に溶解し、次いで、この塩化マグネシウム水溶液を補強用竹繊維に噴霧しながら混合し、最後に普通ポルトランドセメントを加えた。
得られた混合物を鉄板上に均一なマット状に成形し、１８ｋｇ／ｃｍ２で加圧し、ターンバックルで固定し、２４時間初期養生し、次に、ターンバックルを取り外し、鉄板を脱板した後、２週間の自然養生を行い、２５ｃｍ×２５ｃｍ×１８ｍｍの補強用竹繊維含有無機質成形体を得た。なお、得られた無機質成形体には若干のスプリングバックが観察された。
得られた補強用竹繊維含有無機質成形体の物性値は下記の通りであった：
初期値：かさ比重１．０
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）８５ｋｇ／ｃｍ２
倉庫の外壁上に供試体を無塗装状態で試験施工し、１年間経過後の物性値（なお、取り付け時の成形体の含水率は１３％であった）：
かさ比重１．０
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）８４ｋｇ／ｃｍ２
両者の曲げ強度値は測定誤差の範囲内であり、有意差は認められなかった。
【００６１】
実施例３
補強用竹繊維の製造例
実施例１と同一条件により竹材を圧縮粗砕する第１工程を実施した竹材（含水率約６０％）を１００℃で乾燥して含水率を１８±５％の範囲内に調整した。
次いで、実施例１の第２工程と同一の方法により繊維化を行い、平均繊維長約２０ｍｍの補強用竹繊維を製造した。
この補強用竹繊維に地下水（工業用水）を吸水させて含水率を３００％とした。次に、これを圧力１０ｋｇ／ｃｍ２で加圧脱水して含水率を１４０％低下させ、含水率１６０％の補強用竹繊維を得た。
【００６２】
実施例４
補強用竹繊維含有無機質成形体の製造例
実施例３で得られた補強用竹繊維（絶乾重量換算で）を３０重量％、普通ポルトランドセメントを７０重量％の割合で混合し、得られた混合物を鉄板上に均一なマット状に成形し、１８ｋｇ／ｃｍ２で加圧してターンバックルで固定し、２４時間初期養生し、次に、ターンバックルを取り外し、鉄板を脱板した後、２週間の自然養生を行い、２５ｃｍ×２５ｃｍ×（厚さ）１８ｍｍの補強用竹繊維含有無機質成形体を得た。なお、得られた無機質成形体にはスプリングバックは観察されなかった。
得られた補強用竹繊維含有無機質成形体の物性値は下記の通りであった：
初期値：かさ比重１．１
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）１１４ｋｇ／ｃｍ２
１年経過後：かさ比重１．１
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）１１５ｋｇ／ｃｍ２
１年経過後も曲げ強度の低下は認められなかった。
【００６３】
実施例５
補強用竹繊維の製造例
実施例１と同様の方法にて竹材を圧縮粗砕し、次に、粗砕竹材を粉砕機により繊維化して平均繊維長約２０ｍｍの補強用竹繊維を製造した。
竹材裏面に存在する薄皮部を分離するための第３工程：
第３工程として図１に示した装置を使用して竹繊維中に混在する竹材裏面の薄皮部を分離、除去して竹繊維を得た。
得られた竹繊維の含水率は約４０％であった。
次に、この竹繊維を６０℃で乾燥して含水率を１８±５％の範囲内に調整して補強用竹繊維（平均長さ２０ｍｍ）を得た。
【００６４】
実施例６
補強用竹繊維含有無機質成形体の製造例
上記実施例５で得られた補強用竹繊維を絶乾重量に換算して３０重量％及び普通ポルトランドセメント７０重量％並びにこれら２種の原料の乾燥重量１００に対して重量比で４５に相当する水と、普通ポルトランドセメントの硬化促進剤として塩化マグネシウムを原料の乾燥重量に対して外割で４重量％の配合で原料を混合した。なお、混合に際しては、まず塩化マグネシウムを水に溶解し、次いで、この塩化マグネシウム水溶液を補強用竹繊維に噴霧しながら混合し、最後に普通ポルトランドセメントを加えた。
得られた混合物を鉄板上に均一なマット状に成形し、１８ｋｇ／ｃｍ２で加圧し、ターンバックルで固定し、２４時間初期養生し、次に、ターンバックルを取り外し、鉄板を脱板した後、２週間の自然養生を行い、２５ｃｍ×２５ｃｍ×１２ｍｍの補強用竹繊維含有無機質成形体を得た。なお、得られた無機質成形体には若干のスプリングバックが観察された。
得られた補強用竹繊維含有無機質成形体の物性値は下記の通りであった：
初期値：かさ比重１．０
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）９８ｋｇ／ｃｍ２
倉庫の外壁上に供試体を無塗装状態で試験施工し、１年間経過後の物性値：
かさ比重１．０
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）９５ｋｇ／ｃｍ２
両者の曲げ強度値は測定誤差の範囲内であり、有意差は認められなかった。
【００６５】
実施例７
補強用竹繊維の製造例
実施例１と同様の方法にて竹材を圧縮粗砕した後、竹材を６０℃で乾燥して含水率を１８±５％の範囲に調整した。
次に、実施例１と同様の方法により粗砕した竹材（含水率調整済）を粉砕機により繊維化して平均繊維長約２０ｍｍの補強用竹繊維を製造した。
次に、竹材裏面に存在する薄皮部を分離するための第３工程として図２に記載する水浸分離法を使用して上記で得られた竹繊維を水浸けし、水面に浮遊する小片状の薄皮部の取り除いた。なお、水槽へ供給される水は地下水を使用した。
なお、薄皮部を取り除いた後の竹繊維の含水率を測定したところ、約８３０％であった（ただし、水がしたたり落ちる状態であったので、含水率の測定誤差は大きい）。これを１５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧脱水し、含水率約１００％の補強用竹繊維（平均長さ２０ｍｍ）を得た。
【００６６】
実施例８
補強用竹繊維含有無機質成形体の製造例
上記実施例７で得られた補強用竹繊維を絶乾重量に換算して３０重量％及び普通ポルトランドセメント７０重量％の重量割合で図３に示す混合装置を使用して混合して原料混合物を得た。
次に、得られた原料混合物を図４に示す装置に投入して寸法１２２０ｍｍ×２４４０ｍｍの鉄板上に厚さ約１５ｃｍの均一な原料マットを成形し、この原料マットを鉄板ごと３０枚積み重ね、１８ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧し、ターンバックルで固定して２４時間養生を行い、普通ポルトランドセメントを初期硬化させた。
次に、ターンバックルを取り外し、鉄板を脱板した後２週間自然養生を行った。養生終了後乾燥して含水率を約１２％とし、切断して幅９１０ｍｍ×長さ１８２０ｍｍ×厚さ１８ｍｍの補強用竹繊維含有無機質成形体を得た。
得られた補強用竹繊維含有無機質成形体の物性値は下記の通りであった：
初期値：かさ比重１．１
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）１３２ｋｇ／ｃｍ２
外壁材として無塗装状態で１年間使用後の物性値：
かさ比重１．１
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）１３０ｋｇ／ｃｍ２
両者の曲げ強度値は測定誤差の範囲内であり、有意差は認められなかった。また。外壁材として施工して際のビス止め部分に亀裂の発生は認められなかった。
【００６７】
実施例９
補強用竹繊維含有無機質成形体の製造例
上記実施例７で得られた補強用竹繊維を絶乾状態に換算して２５重量％、ウォラストナイト２０重量％及び普通ポルトランドセメント５５重量％の配合割合とした以外は、実施例６と同様の方法にて補強用竹繊維含有無機質成形体を製造した。
得られた補強用竹繊維含有無機質成形体の物性値は下記の通りであった：
初期値：かさ比重１．１
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）１２３ｋｇ／ｃｍ２
倉庫内にパレット積みしたまま半年経過後の物性値：
かさ比重１．１
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）１２４ｋｇ／ｃｍ２
曲げ強度の劣化は認められなかった。
【００６８】
比較例１
乾燥工程による含水率の調整を行わない以外は実施例１と同様の方法により竹繊維を得た。
得られた竹繊維を用いて実施例２と同様の方法にて無機質成形体を製造した。なお、成形体製造時の竹繊維の含水率は約４５％であった。
得られた補強用竹繊維含有無機質成形体の物性値は下記の通りであった：
初期値：かさ比重１．０
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）８３ｋｇ／ｃｍ２
１年間屋外暴露を行った後の物性値：
かさ比重１．０
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）６６ｋｇ／ｃｍ２
屋外暴露１年経過後、曲げ強度の低下が認められた。
【００６９】
比較例２
竹材裏面の薄皮部を図１に示す装置により分離、除去した後に乾燥による含水率の調整を行わない以外は実施例５と同様の方法にて竹繊維を得た。得られた竹繊維の含水率は約４０％であった。
この竹繊維を用いて実施例６と同様の方法にて無機質成形体を製造した。
得られた竹繊維含有無機質成形体の物性値は下記の通りであった：
初期値：かさ比重１．０
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）９５ｋｇ／ｃｍ２
倉庫の外壁上に供試体を無塗装状態で取り付け、１年間屋外暴露を行った後の物性値：
かさ比重０．９
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）６９ｋｇ／ｃｍ２
初期値に対し曲げ強度の低下が認められた。
【００７０】
比較例３
第１工程終了後の乾燥工程による含水率の調整を行わない以外は、実施例７と同様の方法にて竹繊維を製造し、実施例８と同様の配合割合にて、無機質成形体を製造した。
得られた補強用竹繊維含有無機質成形体の物性値は下記の通りであった：
初期値：かさ比重１．１
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）１２３ｋｇ／ｃｍ２
外壁材として無塗装状態で１年間使用後の物性値：
かさ比重１．１
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）１０４ｋｇ／ｃｍ２
初期値に対して曲げ強度の低下が認められた。また、外装材として施工した際のビス止め部分３カ所に亀裂の発生が認められた。
【００７１】
比較例４
比較例３で製造した竹繊維を使用した以外は、実施例８と同様の方法にて無機質成形体を製造した。
得られた補強用竹繊維含有無機質成形体の物性値は下記の通りであった：
初期値：かさ比重１．１
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）１１８ｋｇ／ｃｍ２
倉庫内にパレット積みしたまま半年経過後の物性値：
かさ比重１．１
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）９２ｋｇ／ｃｍ２
初期値に対し曲げ強度の低下が認められた。
【００７２】
比較例５
長さ約７０ｃｍ、幅約３ｃｍに分割した含水率約６０％の竹材をロール圧縮粗砕したところ、竹材は束状に割裂するだけでなく、一部は破片化し、また、生長方向と斜交する方向にも割裂された部分を生じた。なお、ロール圧縮粗砕後の竹材の含水率は約４５％であった。
次に、この竹材を６０℃で乾燥し、含水率を１８±５％に調整した後、実施例５と同一条件にて繊維化した。
得られた竹繊維を目視観察したところ、実施例５と比べ繊維中に混在する非繊維状竹材が多く含まれていた。また、粉砕機に取り付けられている集塵機に集められた竹材の繊維化処理の際に発生した粉塵量を実施例５と比較したところ、重量比で約１０％多かった。このことは実施例５に比べ、竹繊維の収率が低下したことを意味する。
この竹繊維を第３工程として実施例７の第３工程と同一条件にて薄皮部の除去を行い、含水率約１００％の竹繊維を得た。なお、薄皮部を除去する際に、非繊維状竹破片の一部も同時に除去されることが観察された。
【００７３】
上述のようにして得られた竹繊維を用い、テーブル試験（ラボラトリー試験）により３０ｃｍ×３０ｃｍ×１０ｍｍの竹繊維セメント試験片の作製（成形圧力１８ｋｇ／ｃｍ２）と物性測定を行った。
竹繊維（乾燥重量ベース）：セメント＝３０：７０
２週間養生後の物性は、かさ比重１．１、曲げ強度１０４ｋｇ／ｃｍ２であった。なお、実施例７で得られた補強用竹繊維を用い、同一条件にて、試験片の作製と物性測定を行ったところ、かさ比重１．１、曲げ強度１３５ｋｇ／ｃｍ２であり、実施例７で得られた補強用竹繊維を使用したものに比べ初期強度に明らかな差が認められた。
【００７４】
比較例６
実施例７と同一条件にて、第１工程を実施し、第１工程終了後約１０５℃でほぼ完全に乾燥した後、実施例７と同一条件にて繊維化を行った結果、実施例７と比較して粉末化し易く、粉砕機に取り付けられた粉末状の竹が集塵機に集められた。竹材の繊維化処理の際に発生した粉塵量を実施例７と比較したところ、重量比（乾燥重量にて比較）で約３５％増加した。
【００７５】
比較例７
実施例７と同一条件にて、第１工程を実施し、第１工程終了後、風乾して竹材の含水率を約４５％とした後、実施例７と同一条件にて、第２工程及び第３工程を行って含水率約１００％の竹繊維を得た。
次に、実施例８と同一条件にて、無機質成形体を製造した。なお、竹繊維とセメントを混合する際に、原料の状態を目視観察したところ、竹繊維どうしが絡み合い、直径約５ｍｍ程度のボール状になり、セメントが竹繊維表面に均一に付着していない箇所がところどころに見受けられた。
成形後、２週間の自然養生を行い、実施例１と同一条件にて乾燥、切断を行い、竹繊維含有無機質成形体を得た。
得られた竹繊維含有無機質成形体の物性値は下記の通りであった：
初期値：かさ比重１．２
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）１２５ｋｇ／ｃｍ２
外壁材として無塗装状態で１年間使用後の物性値：
かさ比重１．２
曲げ強度（６０℃−２４時間乾燥状態）１１０ｋｇ／ｃｍ２
なお、外装材として施工した際のビス止め部分２カ所に亀裂の発生が認められた。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、経時変化が少なく、耐久性の向上した補強用竹繊維含有無機質成形体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の補強用竹繊維の製造方法の第３工程における竹繊維から竹材裏面の薄皮部を分離するための機械的分離操作を行うために使用可能な装置の１例を示す図である。
【図２】本発明の補強用竹繊維の製造方法の第３工程における竹繊維から竹材裏面の薄皮部を分離するための水浸分離操作を行うために使用可能な装置の１例を示す図である。
【図３】本発明の補強用竹繊維含有無機質成形体を製造する際に、補強用竹繊維と他の原料とを混合して原料混合物を得るために使用可能な混合装置の１例を示す図である。
【図４】本発明の補強用竹繊維含有無機質成形体を製造する際に、原料混合物を成形するために使用可能な混合装置の１例を示す図である。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  回転ドラム
３  シュート
４  供給コンベア
５  送りロール
６  羽根
７  コンベア
８  薄皮部補集槽
９  圧縮装置（第１工程）
１１  粉砕機（第２工程）
１５  竹繊維
１７  水
２０  薄皮部
２２  水槽
３１  混合槽
３２  主軸
３３  混合ピン
４１  成形装置
４２  ピンロールタイプロールの組
４３  ピンロールタイプロールの組
４４  ピンロールタイプロールの組
４５  分離装置
４６  分離装置
４７  成形コンベヤ
４８  仕上げロール
４９  圧縮ロール
【図１】
0003595609.tif 000002
【図２】
0003595609.tif 000003
【図３】
0003595609.tif 000004
【図４】
0003595609.tif 000005