(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機から連続的または断続的に熱可塑性樹脂加熱溶融物を繊維状に押出し、該繊維状に押出されている熱可塑性樹脂加熱溶融物に木質材料を添加混合し、該熱可塑性樹脂加熱溶融物と該木質材料との混合物をプレス成形することを特徴とする木質成形体の製造方法
【請求項２】
該熱可塑性樹脂加熱溶融物と該木質材料との混合物は、所定方向に移動しているコンベア上に直接または該コンベア上に載置されている型板上に散布してマットをフォーミングし、該マットをプレス成形する請求項１に記載の木質成形体の製造方法
【請求項３】
該プレス成形は該熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度で行なわれ、得られた成形マットを冷間ロールプレスに通して冷却するかまたは冷間プレスによって冷却する請求項１または２に記載の木質成形体の製造方法
【請求項４】
該マットにはプレス成形後に該マットの一側または両側にエンボス加工を施して凹凸柄を形成する請求項１〜３に記載の木質成形体の製造方法
【請求項５】
該マットは圧締された状態で該熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度で加熱することによってプレス成形され、その後成形マットを圧締状態のまゝで冷却し、冷却した後圧締状態を解除する請求項１または２に記載の木質成形体の製造方法
【請求項６】
該マットと型板とからなるユニットは多段に積重ねて圧締される請求項５に記載の木質成形体の製造方法
【請求項７】
押出機のダイのノズル孔から該熱可塑性樹脂加熱溶融物を繊維状に吐出させると共に熱風圧および／または冷風圧によって延伸細化し、延伸細化された該繊維状の熱可塑性樹脂加熱溶融物を溶融状態で木質材料と混合する請求項１〜６に記載の木質成形体の製造方法
【請求項８】
上記押出機のダイのノズル孔は複数個一列または複数個複数列に並設されている請求項７に記載の木質成形体の製造方法
【請求項９】
該ダイは複数段配置されている請求項７〜８に記載の木質成形体の製造方法
【請求項１０】
上記ダイのノズル孔の口径は０．２〜２．０mmである請求項７〜９に記載の木質成形体の製造方法
【請求項１１】
該繊維状の熱可塑性樹脂は熱可塑性樹脂廃材から製造される請求項１〜１０に記載の木質成形体の製造方法
【請求項１２】
該木質材料はフレーク形状の木片である請求項１〜１１に記載の木質成形体の製造方法
【請求項１３】
該木質材料は加熱しつゝ該繊維状に押出されている熱可塑性樹脂加熱溶融物に添加混合される請求項１〜１２に記載の木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】
本発明は軽量な木質成形体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、木粉等の木質材料と熱可塑性樹脂とを混合して木質成形体を成形するものとしては、エクストルーダーや加熱溶融型ニーダー等で熱可塑性樹脂を溶融させて、その中に木粉等を投入し、練り込んだ混合物を押出成形したり、木質材料と熱可塑性樹脂チップもしくはペレットとの混合物をホットプレスして成形体を得ることが提案されている。木質材料としては、木粉のほか故紙を粉砕したもの等、細かい木質材料が用いられている。このような木質成形体は建築板や家具素材として有用である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように高温高圧下で溶融状態にした熱可塑性樹脂中に木質材料を投入すると、元来木質材料が保有する種々の糖分、リグニン等が該溶融熱可塑性樹脂に溶出し、さらにエクストルーダー等のスクリューによる高圧状態での練込み作用によって、その溶出成分が該熱可塑性樹脂に分散されることゝなる。その結果該熱可塑性樹脂成分が劣化し、所定の硬度や強度が得られなかったり更に靱性が得られず脆くなったりし、また耐候性も悪くなって屋外で紫外線に曝露されることでチョーキングを起こす等の不具合が生じる。
また、木質材料に熱可塑性樹脂チップもしくはペレットを混合する場合、常温下で該木質材料と該樹脂を混合しても均一に該樹脂が分散し難いと云う問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、押出機から連続的または断続的に熱可塑性樹脂加熱溶融物Ｒを繊維状に押出し、該繊維状に押出されている熱可塑性樹脂加熱溶融物Ｒに木質材料Ｗを添加混合し、該熱可塑性樹脂加熱溶融物Ｒと該木質材料Ｗとの混合物をプレス成形する木質成形体の製造方法を提供するものである。
【０００５】
更に具体的には該熱可塑性樹脂加熱溶融物Ｒと該木質材料Ｗとの混合物は、所定方向に移動しているコンベア上に直接または該コンベア上に載置されている型板上に散布してマットをフォーミングし、該マットをプレス成形する。この場合該プレス成形は該熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度で行なわれ、得られた成形マットを冷間ロールプレスに通して冷却するかまたは冷間プレスによって冷却することが望ましい。
また該マットにはプレス成形後に該マットの一側または両側にエンボス加工を施して凹凸柄を形成してもよい。
【０００６】
更に具体的には該マットは圧締された状態で該熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度で加熱することによってプレス成形され、その後成形マットを圧締状態のまゝで冷却し、冷却した後圧締状態を解除する。この場合該マットと型板とからなるユニットは多段に積重ねて圧締されることが望ましい。
【０００７】
また更に本発明の木質成形体の製造方法としては、押出機のダイのノズル孔から該熱可塑性樹脂加熱溶融物Ｒを繊維状に吐出させると共に熱風圧および／または冷風圧によって延伸細化し、延伸細化された該繊維状の熱可塑性樹脂加熱溶融物Ｒを溶融状態で木質材料Ｗと混合することが望ましい。そしてその場合上記押出機のダイのノズル孔は複数個一列または複数個複数列に並設されていることが望ましく、また該ダイは複数段配置されていることが望ましく、一般に上記ダイのノズル孔の口径は０．２〜２．０mmである。
また一般的に該木質材料Ｗはフレーク形状の木片である。そして該木質材料Ｗは加熱しつゝ該繊維状に押出されている熱可塑性樹脂加熱溶融物Ｒに添加混合されることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明を以下に詳細に説明する。
〔木質材料〕
本発明において使用される木質材料Ｗとしては、木片、ストランド、木粉、木毛、木質繊維束、木質パルプ等がある。該木質材料Ｗは例えば木造建築物を構築、改築あるいは解体する場合に発生する端切れや廃材等から得られるものであってもよい。このような端切れや廃材は従来主として焼却処理されていたが、焼却処理によれば地球温暖化の原因となるＣＯ2 ガスが発生する。しかし上記のように端切れや廃材を木質材料Ｗとして再利用すれば環境負荷を低減出来る。
上記木質材料Ｗとしては、特に軽量かつ高強度の成形物が得られるフレーク形状の木片を使用することが好ましい。フレーク形状の木片は例えばパールマン社のリングフレーカーを用いて、薄削片状にした形状で幅０．５〜２０mm、長さ１〜５０mm、厚み０．１〜５mmのものが好ましく、さらに幅０．５〜１０mm、長さ４〜３５mm、厚み０．１〜２．５mmのものが好ましく、特に幅４〜８mm、長さ２０〜２５mm、厚み０．５〜１mmの木片が好ましい。
上記したように該木質材料Ｗは廃材を使用することが出来るが、このような改築、解体木材は容易にフレーカーによってフレーク形状の木片とすることが出来る。
また、木片に水分があると加熱成形の際木片から水蒸気が発生し、木片と熱可塑性樹脂との間に水蒸気膜を作ってしまい、木片と熱可塑性樹脂との密着がうまくいかないため、通常木片処理化した後にドライヤーにて木片の含水率は５％未満に乾燥される。
【０００９】
〔熱可塑性樹脂〕
本発明において使用される熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレンターポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、フッ素樹脂、熱可塑性アクリル樹脂、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリアミド、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等の熱可塑性樹脂および上記熱可塑性樹脂の廃材がある。そして該熱可塑性樹脂は繊維状として使用する。
【００１０】
繊維状の熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂の溶融物を紡糸口金から吐出させる溶融紡糸法によって製造され、熱可塑性樹脂として廃材を使用することが望ましい。上記の熱可塑性樹脂廃材のソースとして特に有用なものは、大量に廃材が発生する農業用熱可塑性シート、包装用熱可塑性袋、熱可塑性繊維製品、家庭電化製品のキャビネット、自動車のバンパー等である。
【００１１】
本発明の繊維状の樹脂としては２種類以上の繊維状の熱可塑性樹脂が混合したものであってもよい。熱可塑性樹脂を溶融紡糸する場合には２種類以上の熱可塑性樹脂を混合溶融する。
【００１２】
熱可塑性樹脂を本発明のように繊維状にして木質材料Ｗのバインダーとして使用すれば、２種類以上混合したものも使用出来るから選別の手間も省くことが出来る。
【００１３】
〔廃材の利用〕
また本発明の木質成形体の廃材は切削、粉砕、あるいは解繊して木質材料Ｗとし、再び木質成形体の原料や木質セメント板の原料として再利用が出来る。このような木質成形体の再利用においてはリサイクル性は非常に高いものであり、間接的には熱可塑性樹脂のリサイクル性が大巾に向上する。しかもこのような木質成形体は建築板、家具素材、コンクリート型枠等に大量使用されるからリサイクル熱可塑性樹脂も大量に消費出来る。
【００１４】
〔第三成分〕
上記木質材料Ｗと、繊維状の熱可塑性樹脂以外に、本発明の木質成形体には例えば、撥水剤、防水剤、酸化防止剤、酸化抑制剤等の老化防止剤、着色剤、低粘度化剤、接着改良材等が添加されてもよいし、特に２種類以上の熱可塑性樹脂を混合して溶融紡糸したり溶融してフイルムにする場合には相溶化剤を添加してもよい。
【００１５】
〔木質成形体の製造〕
本発明の木質成形体を製造するには、まず木質材料Ｗに繊維状の熱可塑性樹脂を加熱溶融状態で混合する。混合比は通常木質材料Ｗ：繊維状の熱可塑性樹脂を重量比率で３０：７０〜９０：１０程度になるように設定する。
上記混合過程において、繊維状の熱可塑性樹脂は木質材料Ｗに絡みつくので、混合を均一に行なうことが出来、かつ混合物は分離しにくい。また混合の際に空気を巻きこんで混合物中に多量の空気を含有させることが出来る。
【００１６】
上記木質材料Ｗに繊維状熱可塑性樹脂溶融物Ｒを混合する場合、図１に示すように該熱可塑性樹脂溶融物Ｒを押出機(1) のダイスのノズル孔から連続または断続的に繊維状に押出して空冷するか、必要ならば図２に示すような水冷式冷却器(2) 内を通して冷却しつゝ、アイリッヒミキサー等のミキサー(3) に充填されている木質材料Ｗに添加し、攪拌混合する方法、あるいは図３に示すように該熱可塑性樹脂溶融物Ｒを押出機(1) のダイスのノズル孔から繊維状に押出して、マットＭをフォーミングする直前に繊維状に押出した該熱可塑性樹脂溶融物Ｒに木質材料Ｗを供給する方法等を適用することが望ましい。
【００１７】
熱可塑性樹脂溶融物Ｒを断続的に押出す方法としては、ダイスの内側に回転羽根を設けダイスのノズル孔を断続的に開閉する方法や、多数のダイスを取付けた押出機の各ダイスのヘッドに電磁弁を設け順番にＯＮ，ＯＦＦを繰返す方法、ダイスヘッドにエアーを吹込みエアー圧で糸を切断する方法、押出機のスクリューを寸動させる方法等がある。このように押出機から熱可塑性樹脂溶融物Ｒを断続的に押出すことで該熱可塑性樹脂溶融物Ｒを短繊維化することが出来る。
このように押出機から熱可塑性樹脂溶融物Ｒを断続的に押出して、これに木質材料Ｗを添加する方法を適用した場合には繊維状熱可塑性樹脂溶融物Ｒは加熱溶融状態を維持しつゝ木質材料Ｗと混合されるので、該繊維状熱可塑性樹脂溶融物Ｒは不均一に木質材料Ｗに絡まって融着した状態となっている。
【００１８】
このように繊維状の熱可塑性樹脂Ｒ’が木質材料Ｗに不均一に絡まって融着している場合には、マットＭをフォーミングする際にも空気が多量取込まれ、プレスによって若干マット内の空気が排除されても、成形マットＭ’内には多くの空隙が存在することになり、得られる製品の軽量化が行われる。
【００１９】
板状の成形物を製造するには、図３に示すようにフォーマー(4) に木質材料Ｗを通して、レイカーと呼ばれる帯状ロール(5) で厚みをある程度均一に揃え更にスプレッダーロールと呼ばれる引掻きロール(6) によって該木質材料Ｗを掻き飛ばし、該引掻きロール(6) の直後上方に熱可塑性樹脂溶融物Ｒを散布する押出機(1) を配置し、掻き飛ばされた木質材料Ｗに熱可塑性樹脂溶融物Ｒを散布供給して絡ませ、熱可塑性樹脂溶融物Ｒがまだ軟化している状態で、圧縮ロールプレスコンベア(7) 上や、該コンベア(7) 上に載置された型板(10)上に該原料混合物Ｍx を散布し、プレス成形する方法がある。
【００２０】
更に上記したように木質材料Ｗに熱可塑性樹脂溶融物Ｒを混合した原料混合物Ｍx を図４に示すように一旦コンベア(7A)上に散布し、フォーマー(4A)の串状ロール(5A)で厚みをある程度均一に揃え、更に引掻きロール(6A)にてある程度均一にマット状となった木質材料Ｗを掻きほぐして再度粉砕して、型板上や熱間ロールコンベアにつながる圧縮ロールプレスコンベア(7) 上に掻き飛ばして散布し、マットをフォーミングする。このフォーマー(4A)を通して一度マット状にすることで原料混合物Ｍx の比重むらをなくすることが出来る。
【００２１】
もしこの際、木片等の木質材料Ｗの含水率が高いと水分がバインダーとしての効果を果たすので、例えば微粉化された熱可塑性樹脂を使用しても木質材料Ｗに均一に付着するため、掻き飛ばす時に木質材料Ｗと熱可塑性樹脂とが分離しにくいが、本発明のように後から熱プレスをかける場合には、加熱時に木質材料Ｗから水蒸気が発生すると云う問題があるので木質材料Ｗの含水率は低くする必要があり、熱可塑性樹脂が粉体やチップ状だと木質材料Ｗと熱可塑性樹脂とがバインダーである水分が少ないため分離して掻き飛ばされ、マット化しても熱可塑性樹脂が均一に行き渡ったマットとはならず成形後の強度発現が望めない。
したがって、熱可塑性樹脂は繊維状である必要があり、木質材料Ｗと絡まり合うので、木質材料Ｗと熱可塑性樹脂とが分離して掻き飛ばされることはない。
【００２２】
マットＭを成形するには、該マットＭをプレス装置によって熱圧成形し、得られた成形マットＭ’を冷間ロールプレスに通して冷却してもよいが、図５に示すように該型板(10)の多数個をコンベア(7) 上に並べて移動させつゝ逐次該型板(10)上に原料混合物Ｍx を散布してマットＭをフォーミングしていけば生産性が良くなる。この場合には型板(10)上にフォーミングされたマットＭはふかふかの状態であるからマット崩れを防いだり、熱圧成形時にマットＭに熱を伝え易くするために熱圧成形前に圧縮ロールプレス(13A,14A) で若干厚みを圧縮しておくことが望ましい。またこの場合には熱圧成形は熱間ロールプレス(13B,14B) で行うと連続操業が可能となり生産効率が向上する。
【００２３】
また図６に示すように直接コンベア(7) のベルト上に原料混合物Ｍx を散布し、マットＭをフォーミングする方法も連続操業が可能で、生産性が高くかつ設備費も安価で経済的である。この場合成形マットＭ’の冷却は冷間ロール(13C,14C) で行うことが望ましい。
【００２４】
マットＭを型板(10)上にフォーミングする場合には、通常型板(10)面はフラットであるが型板(10)面に凹凸柄を付してもよく、あるいはまた成形マットＭ’を冷間ロールプレス(13C,14C) によって冷却する場合には該冷間ロールプレス(13C,14C) の後段において、図６に示すように該成形マットＭ’の一側または両側に表面に凹凸柄を付したエンボスロール(16A,16B) を配置しておけば、一方の面または両方の面に凹凸柄を有する板状木質成形体を得ることが出来る。
【００２５】
更に型板(10)面を弧状または波状の弯曲面にしたり、熱間ロールを三対以上弧状または波状に配置し、その中に成形マットＭ’を通せば弧状または波状に弯曲した板状木質成形体を得ることが出来る。
【００２６】
更に図７に示すように型板(10)上にマットＭをフォーミングし圧締装置(24)によって熱圧成形する方法にあっては、冷却は圧締状態のまゝで行うことが望ましく、またマットＭと型板(10)とからなるユニットを多段に積重ねて圧締装置(24)によって圧締すれば生産性が良くなる。この場合には図８に示すように通常台車(25)上にユニットを多段に積重ねて圧締し、台車(25)ごと加熱室に搬入する方法をとれば生産性は更に向上する。
【００２７】
更にマットは二層、三層等多層構造にしてもよい。三層の場合には表裏層に微細木質材料（例えば木片と木粉との混合物）を使用し、芯層に粗木質材料（例えば木片）を使用すると、表面が緻密構造を有し平滑で、芯層が粗構造を有しクッション性があり軽量な板状木質成形体を得ることが出来る。
【００２８】
板状以外の木質成形体を得るには、内面が所望形状の型面である箱型に上記混合物を充填し、その上から所望形状の型面を有する上型を押圧して加熱成形するのが一般的である。
いづれの成形方法においても加熱は電熱加熱、高周波加熱、電磁波加熱、蒸気熱を熱媒とした加熱等が適用される。
【００２９】
上記繊維状の熱可塑性樹脂は内部に多量の空気を含み、図９に示すように熱圧成形によっても熱可塑性樹脂Ｒ’中の空気は大部分排除されることなく留まっており、該繊維状の熱可塑性樹脂が溶融した場合に多数の空隙Ｓが成形物内に形成され、軽量な成形物が得られる。また強度も高く釘保持力もよいので、屋根下地材等に有用である。
【００３０】
更に本発明の木質成形体を製造する好ましい方法としては、押出機のダイのノズル孔両側から熱可塑性樹脂溶融物Ｒに熱風および／または冷風を斜め下方に吹付け、該熱風圧および／または冷風圧によって該熱可塑性樹脂溶融物Ｒを短繊維化したり、あるいは延伸して細化する方法がある。このような短繊維化あるいは細化された繊維状の熱可塑性樹脂溶融物Ｒは、種々の熱可塑性樹脂廃材を分別することなく混合したものであっても、該各熱可塑性樹脂溶融物Ｒの相互の相溶性に関係なく、木質材料Ｗと混合した場合に相分離を起さないようになる。
したがってこの方法では熱可塑性樹脂廃材の再利用が分別することなく効果的に行われる。
【００３１】
この方法によって本発明の木質成形体を製造するには、まず木質材料Ｗと溶融状態の熱可塑性樹脂溶融物Ｒとを混合する。
木質材料Ｗと繊維状の熱可塑性樹脂溶融物Ｒとの混合方法としては、鉛直方向に押出機により溶融混練された熱可塑性樹脂溶融物Ｒをダイのノズル孔から高圧で吐出させ、連続的および／または断続的な繊維状溶融物とし、その両側または片側から木質材料Ｗを供給する。混合比は通常木質材料Ｗ：繊維状の熱可塑性樹脂溶融物Ｒの重量比率で２０：８０〜９０：１０程度になるようにする。
上記混合過程において、溶融状態の繊維状の熱可塑性樹脂溶融物Ｒは熱風圧および／または冷風圧で延伸細化されつゝ、その熱風および／または冷風によって発生した随伴流（負圧域）により木質材料Ｗに絡みつくので、混合を均一に行なうことが出来る。冷風を用いる場合には、大量の風圧を与えることが出来、延伸を促進出来る。
なお上記溶融状態の繊維状熱可塑性樹脂溶融物Ｒとは、熱風圧および／または冷風圧で延伸細化される程度に溶融状態である繊維状熱可塑性樹脂溶融物Ｒを云い、全体が溶融状態でなく部分的に冷却固化物が含まれていてもよい。
【００３２】
具体的には図１０に示すような押出機(40)の根端部ホッパー(41)からチップ状あるいはペレット状の熱可塑性樹脂を供給し、押出機(40)中で該熱可塑性樹脂Ｒを加熱溶融状態としながらダイ(42)内に押出し、図１１に示すようにダイ(42)のノズル孔(43)から繊維状に吐出する。
この際該ダイ(42)のノズル孔(43)の両側に熱風吹出し口(44)を開口させ、熱風供給路(45)からの熱風を斜め下方に吹付け、該熱可塑性樹脂溶融物Ｒ吐出物を延伸細化する。
【００３３】
ダイ(1A,42) のノズル孔(1B,43) は図１２および図１３に示すように複数個並設されていることが好ましく、この場合熱風吹出し口(1C,44) は該ノズル孔(1B,43) に沿うスリット状である。
図１１に示す該ダイ(42)のノズル孔(43)の口径φ1 は０．２〜２．０mmとすることが好ましく、口径が０．２mm以下の場合は熱可塑性樹脂溶融物Ｒ、特に熱可塑性樹脂廃材の溶融物に含まれている爽雑物がノズル孔(43)に詰り易くなり、２．０mmを越えると繊維状の熱可塑性樹脂溶融物Ｒを木質材料Ｗの重量によって延伸しても細化が充分行われず、木質材料Ｗと均一に混合することが困難となる。
口径が０．２〜２．０mmの場合は木質材料Ｗの重量による延伸細化後の繊維状熱可塑性樹脂溶融物Ｒの径φ2 が０．０５〜０．８mmとなり、この範囲でノズル孔(1B)は詰ることがなく、かつ熱可塑性樹脂溶融物Ｒに木質材料Ｗを均一に混合することが出来る。
【００３４】
連続的に木質成形体を製造するには、図１４に示すように、ダイ(42)のノズル孔(43)群の直下両側に木質材料供給コンベア(46,46) を配置し、該供給コンベア(46,46) 上の木質材料Ｗを該供給コンベア(46,46) 末端に配置されている散布ロール(47,47) によって散布し、ダイ(42)のノズル孔(43)から下方に向けて吐出され、熱風圧によって延伸細化された繊維状の熱可塑性樹脂溶融物Ｒと混合する。
【００３５】
この際該熱可塑性樹脂溶融物Ｒは熱風によって保温されて溶融状態を維持し、また熱風圧によって該熱可塑性樹脂溶融物Ｒ両側に形成される随伴流（負圧域）に該木質材料Ｗが吸引され、その結果該木質材料Ｗ、特に片状の木質材料である木片は、該熱可塑性樹脂Ｒ吐出物の周りをスピンしつゝ、延伸細化されつゝある該熱可塑性樹脂Ｒ吐出物に接触し、溶融状態の該熱可塑性樹脂溶融物Ｒに絡みつき、該熱可塑性樹脂溶融物Ｒと該木質材料Ｗとの混合が均一に行われ該熱可塑性樹脂溶融物Ｒは該木質材料Ｗの自重によって延伸細化される。
このように熱可塑性樹脂溶融物Ｒと該木質材料Ｗとが均一に混合された上で、該混合物Ｍx はコンベア(48)上に搬送されている型板(10)上にマット状に堆積し、堆積した混合物Ｍx は図示しないロールプレスまたは成形プレス等に送られ、板状にプレス成形される。
【００３６】
図１５に示すようにダイ(52)にはノズル孔(43)が複数個複数列、例えば二列に並設されていてもよい。この場合には両方の列のノズル孔(43)群から吐出された熱可塑性樹脂溶融物Ｒは熱風圧によって延伸細化されつゝ相互接近するように配向されるが、双方の熱可塑性樹脂溶融物Ｒが合一する前に木質材料Ｗが供給され混合される。そして該木質材料Ｗに熱可塑性樹脂溶融物Ｒが絡みついた状態で双方の熱可塑性樹脂Ｒ吐出物が合一し、該熱可塑性樹脂Ｒ溶融物と木質材料Ｗとが均一に混合され、該混合物Ｍｘがコンベア(48)上の型板(10)上にマット状に堆積する。
ノズル孔(43)列が二列の場合には、熱可塑性樹脂溶融物Ｒの供給量（吐出量）は２倍になるから、木質材料Ｗの供給量もそれに対応して２倍とし、更に型板(10)の搬送速度も２倍とするので、生産量が２倍になる。
【００３７】
図１６にはダイ(62)にノズル孔(43)が複数個三列に並設されている場合が示される。この場合は中央のノズル孔(43)群から吐出された熱可塑性樹脂溶融物Ｒは、ダイの熱風によってはあまり延伸細化されない。この場合両外側のノズル孔(43)群から吐出された熱可塑性樹脂溶融物Ｒは延伸細化され、このように延伸細化された熱可塑性樹脂溶融物Ｒに木質材料Ｗが供給され、該木質材料Ｗに熱可塑性樹脂溶融物Ｒが絡みついた状態で中央のあまり延伸細化されない熱可塑性樹脂溶融物Ｒに両側から合一する。したがって熱可塑性樹脂溶融物Ｒと木質材料Ｗとの混合物Ｍx は２層状態となってコンベア(48)上の型板(10)上にマット状に堆積する。
この場合には熱可塑性樹脂溶融物Ｒの供給量（吐出量）は３倍となるから、木質材料Ｗの供給量も３倍とし、型板(10)の搬送速度も３倍として生産量を３倍にすることが出来る。
【００３８】
図１７に示すように、ダイの熱風のほかに冷風によって熱可塑性樹脂溶融物Ｒを延伸細化することも出来る。図１７にあっては、両側の木質材料Ｗ供給コンベア(46,46) の先端から傾斜台(46A,46A) をそれぞれ連設し、該傾斜台(46A,46A) の下側に冷風導入路(46B,46B) を設けて、該冷風導入路(46B,46B) から熱可塑性樹脂溶融物Ｒに冷風を吹付ける。この場合冷風が当たっている熱可塑性樹脂溶融物Ｒ自体は冷却固化されつゝあるのであまり延伸されないが、ダイのノズル孔は加熱されているので熱可塑性樹脂溶融物Ｒは溶融状態にあって、ノズル孔と冷風との間で吐出物の延伸細化が促進される。また、冷風は熱風のように熱エネルギーを与えて温度を上げる必要がないので、多量の風を与えることが出来、経済的かつ能率的である。更にまた、ダイの熱風を止めて冷風のみ当てることで熱可塑性樹脂溶融物Ｒの延伸細化を調節することが出来る。これはダイの熱風とは比較にならない多量風圧を与えることが出来る冷風のみにすることで、簡単に延伸化を管理出来るからである。
また、冷風を吐出する吐出部を図のように板状にすることで、木質材料Ｗを投入するガイドとして用いることが出来、より効率良く熱可塑性樹脂溶融物Ｒと絡ませることが出来る。
【００３９】
また、図１８に示すようにダイ(42)の熱風と傾斜台(46A,46A) 下の冷風との間に熱風供給路(45A,45A) を設け、該熱風供給路(45A,45A) から更に熱風を吹付けて熱可塑性樹脂溶融物Ｒを延伸細化させても良い。この場合は冷風が当たる直前まで熱可塑性樹脂溶融物Ｒが保熱しているので、更に細く延伸させることが出来る。
また、図１９に示すようにダイ(42A,42B,42C) を段状に配置し、中央高位のダイ(42A) の下方両側に冷風導入路(46B,46B) を設け、左右低位のダイ(42B,42C) の下方外側に冷風導入路(46B,46B) を設けることで、積載量を増加させたり、積載物を三層構造としたりすることが出来る。
【００４０】
上記木質成形体の製造過程においては、熱可塑性樹脂溶融物Ｒの分散性を保つため、木質材料Ｗを加熱しつゝ供給してもよい。木質材料Ｗを加熱しておけば、該熱可塑性樹脂溶融物Ｒの絡みつき（融着）は強くなり、木質材料Ｗと熱可塑性樹脂溶融物Ｒとの分離が防止出来る。
【００４１】
このように木質材料Ｗを加熱するには、例えば図２０に示すように供給コンベア(46,46) をネットコンベアとし、熱風循環装置(49,49) によって矢印に示すように熱風を加熱しながら循環させつゝ該供給コンベア(46,46) 上の木質材料Ｗを加熱する。この場合、木質材料Ｗは加熱されかつ乾燥も効率良く行われる。また装置全体を保温室(50)内に収容しておくことが好ましい。
【００４２】
かくして型板(10)上にマット状に堆積した熱可塑性樹脂溶融物Ｒと木質材料Ｗとの混合物Ｍx を堆積直後にプレスすれば、該混合物Ｍx はまだ畜熱しているので再加熱の必要がなく、生産効率や熱効率が向上する。またプレスまでに時間がかゝる場合は、加熱プレスを行なうが一度溶融しているので、冷えた状態で混合するものよりも熱効率は格段に良い。
【００４３】
更に図２１に示すように木質材料供給コンベア(46)とダイ(42)とを多段に設けることによって生産効率を大巾に向上させることが出来る。
また更に図２２に示すように木質材料供給コンベア(46,46) を左右に首振り可能にしたり、図２３に示すように木質材料供給コンベア(46,46) およびダイ(42)を左右巾方向に往復移動可能にしたりすれば、コンベア上の型板(10)上に均一なマットＭを形成することが出来る。上記首振り式木質材料供給コンベアや巾方向に往復移動可能な木質材料供給コンベアおよびダイは図２１に示すような多段式にしてもよい。
【００４４】
更に図２４に示すように木質材料供給コンベア(46,46) をコンベア(48)と直交に配置し、ダイ(42)を横方向に配置し、該供給コンベア(46,46) とダイ(42)とを巾方向に往復運動させてもよい。この場合も、コンベア(48)上の型板(10)上に均一なマットＭを形成することが出来る。また該供給コンベアおよびダイは横に並設した多段式にしてもよい。
【００４５】
このようにして型板(10)上に堆積したマットＭは前記したように堆積直後で加熱状態を維持している場合は、冷間圧締装置、冷間プレス装置、冷間圧延ロールプレス等により成形され、さらに堆積から少し時間がたって冷却状態にある場合は、加熱プレス装置、熱間ロールプレス等により成形され、得られた成形マットＭ’は冷間プレス装置、冷間ロールプレス等により冷却固定される。
【００４６】
〔実施例１〕
ポリプロピレンシート廃品を加熱溶融し、図１および図２に示すような押出機(1) から断続的に樹脂を繊維状に押出し、加熱保温されたミキサー(3) 内の木片Ｗ（サイズ４〜８mm×２０〜２５mm×０．５〜１mm）に添加し、１分間攪拌混合を行った。樹脂：木片の混合比率は繊維状熱可塑性樹脂５０重量％、木片Ｗ５０重量％である。上記原料混合物Ａにおいて、繊維状ポリプロピレンの熱可塑性樹脂溶融物Ｒは加熱溶融状態を維持して木片Ｗに添加され混合されるので、図２５に示すように該繊維状ポリプロピレンの熱可塑性樹脂Ｒ’は不均一に木片Ｗに絡まって融着する。また木片と木片の間にも繊維状の熱可塑性樹脂Ｒ’同志が絡みあっている。
【００４７】
上記原料混合物Ｍx を図３に示すフォーマー(4) により、串状ロール(5) で厚みを揃えながら引掻きロール(6) で再度該原料混合物Ｍx を掻き飛ばして図６に示す上下一対のロールプレス(13,14) の前端圧縮ロールプレス(13A,14A) のコンベア(7) 上に直接供給し、該圧縮ロールプレス(13A,14A) により厚み方向に圧縮整形した後、該マットＭを上下一対の加熱室(15)内の熱風によって加熱されているロールプレス(13,14) の熱間ロールプレス(13B,14B) で１８０〜２２０℃に加熱プレスして成形し（プレス圧６ＭＰa)、成形マットＭ’を該ロールプレス(13,14) の後端冷間ロールプレス(13C,14C) で整形しつゝ冷却し（ロール間隙１２．０mm、プレス圧０．５ＭＰa ）、その後上下一対のエンボスロール(16A,16B) で該成形マットＭ’の上下面をエンボスしてから搬送コンベア(18)に移し、カッター(17)で所定寸法にカットして板状試料１を製造した。
【００４８】
上記板状試料１にあっては、図９に示すように繊維状熱可塑性樹脂溶融物Ｒによって木片Ｗ相互が結着されているが、前記したように該繊維は不均一に木片Ｗに絡まって融着した状態となっており、また木片と木片との間には該繊維同志が絡みあった状態となっているので、プレスした後も木片の周りは熱可塑性樹脂Ｒ’でシールされると共に板内部に多くの空隙Ｓが残存して軽量化を実現している。
【００４９】
〔実施例２〕
ポリプロピレン樹脂廃材を粉砕溶融して図２に示す押出機(1) から繊維状に押出し、加熱軟化状態を維持している間に実施例１と同様な木片Ｗを図３に示すフォーマー(4) の引掻きロール(6) によって掻き飛ばして、該木片Ｗに該繊維状ポリプロピレン樹脂を絡ませながらロールコンベア(7) 上に散布し、その後図示しない熱間ロールプレス(13B,14B) によって１８０〜２２０℃、プレス圧６ＭＰa で加熱プレスし、冷間ロールプレス(13C,14C) （プレス圧０．５ＭＰa 、ロール間隔１２．０mm) によって該成形マットＭ’を冷却して板状試料２を製造した。
【００５０】
〔実施例３〕
実施例１の混合物Ａを型板(10)上に散布してマットＭをフォーミングし、型板(10)とマットＭとからなるユニットを図７に示すようにスペーサー（厚み１２．１mm設定）を介して多段（１０段〜１５段）に積み上げ、所定段数積載した後圧締装置(24)内に搬入し、該圧締装置(24)の下基盤(24A) と上基盤(24B) との間に積み上げたユニットを圧締し、図８に示すように該上基盤(24B) の固定腕(24C) を該下基盤(24A) の固定フランジ(24D) にクランプ杆(24E) によってクランプする。この場合の圧締圧は６ＭＰa とする。
【００５１】
上記圧締装置(24)によって圧締された多段マットは台車(25)上に載置され、台車(25)ごと加熱室に導入して温度１８０〜２５０℃で約６０〜９０分加熱する。
加熱後加熱室から台車(25)ごと取出され、圧締状態のまゝ２〜３時間室温に放置し、板温を１００℃程度まで冷却し、冷却後圧締を解除して成形マットＭ’を取出し板状試料３を製造した。
【００５２】
〔実施例４〕
実施例１の混合物Ａを型板(10)上に散布してマットＭをフォーミングし、マットＭの上部に更に型板(10)を載せ、型板(10)とマットＭとからなるユニットを図２６に示すように多段加熱プレス装置(30)に挿入し、温度１８０〜２５０℃、圧力６ＭＰa で加熱しながらプレスした。その後解圧し成形されたマットＭ’を上下の型板(10)ごと図２７に示すような冷間プレス(31)に挿入し、０．５ＭＰa にて整形しながら冷却し板状試料４を製造した。
【００５３】
板状試料１〜４の物性を表１に示す。
【表１】
0003563704.tif 000002
【００５４】
〔実施例５〕
図１５に示す装置において、ダイ(52)のノズル孔(43)の口径φ1 は１．５mm、孔間隔は５mmで５００個一列に配列したものを５０mmの間隔をおいて二列配置する。
ポリプロピレンの廃材を粉砕して押出機中で加熱溶融してダイ(52)に供給し、ダイ(52)のノズル孔(43)から繊維状に吐出させる。該ポリプロピレン溶融物Ｒは２００℃の熱風を吹付けることによって延伸細化される。延伸後の繊維径は約０．５mmであった。
【００５５】
木質材料Ｗとしては、間伐材をフレーク化した木片（サイズ４〜８mm巾、２０〜２５mm長、０．５〜１mm厚）を使用し、両側の供給コンベア(46,46) から散布ロール(47)によって、上記ポリプロピレン溶融物Ｒに供給し、該ポリプロピレン溶融物Ｒを該木片Ｗに絡みつかせ、均一に混合しつゝコンベア(48)上の型板(10)上にマット状に堆積した。上記木片とポリプロピレンとの混合比は重量比で６：４とした。上記混合物Ｍx の堆積物は圧延ロールプレスによって板状に成形され、更に冷間ロールプレスによって冷却され、木質成形体とした。
上記木質成形体の試料は巾１００cm、長さ１８０cm、厚さ１２mmであり、曲げ強度は３４０ kgf／cm2 、絶乾比重０．７１であった。
【００５６】
〔実施例６〕
図１８に示す装置において、実施例５と同様のダイ、熱可塑性樹脂、木質材料Ｗ等を用いて２００℃の熱風を熱風供給路(45,45A)の２段階で吹付け、その後２０℃の冷風を冷風導入路(46B) から吹付け熱可塑性樹脂溶融物Ｒを延伸細化させた。ノズル径は直径１．５mm、延伸後の熱可塑性樹脂溶融物Ｒの繊維径は約０．１mmであった。
木質材料Ｗと混合した後、２００℃の熱間ロールプレス（プレス圧６．０ＭＰa ）でプレスし、冷間ロールプレス（プレス圧０．６ＭＰa 、ロール間隔１２mm）を施し、幅１００mm、長さ１８０mm、厚み１２mmの木質成形体を得た。該板の曲げ強度は３５０kg／cm2 、絶乾比重は０．７１であった。
【００５７】
〔実施例７〕
実施例５と同様のダイ、熱可塑性樹脂、木質材料Ｗ等を用いて図２１に示す装置において、ダイの熱風供給路(45)からの熱風を止めて２０℃の冷風のみ冷風導入路(46B) から吹付け熱可塑性樹脂溶融物Ｒを延伸細化させた。ノズル径は直径１．５mm、延伸後の熱可塑性樹脂溶融物Ｒの繊維径は約０．６mmであった。
木質材料Ｗと混合した後、２００℃の加熱プレス装置（プレス圧６．０ＭＰa ）で加熱プレスし、その後冷間プレス（プレス圧０．６ＭＰa ）で整形し、木質成形体を得た。該板の曲げ強度は３６０kg／cm2 、絶乾比重は０．７８であった。
【００５８】
比較例として、ポリプロピレン樹脂廃材を単に粉砕したもの（粉体）と、木片Ｗとを混合してホットプレスで製造した木質成形体の曲げ強度は１６０ kgf／cm2 であり、実施例のものに比べると強度が低いが、この原因はポリプロピレン樹脂廃材粉砕物の分散が不均一で、木質材料Ｗ間に樹脂成分が存在しない部分があるためと考えられる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明では木質材料の結着剤として木質材料と絡合し易い繊維状の熱可塑性樹脂を用いるので、木質材料と該繊維状の熱可塑性樹脂とを分離することなく均一に混合し、かつ混合中に空気をまき込むことが出来る。
また該繊維状の熱可塑性樹脂が木質材料と絡合し溶融して結着する結果、内部に多数の空隙が存在し、そして高強度かつ軽量な成形体が得られる。
更に加熱溶融状態の繊維状の熱可塑性樹脂に木質材料を供給すれば、熱可塑性樹脂の木質材料に対する分散性が得られ、強度の大きな木質成形体が得られる。特に該繊維状の熱可塑性樹脂を加熱溶融状態で熱風圧および／または冷風圧によって延伸細化すると、木質材料と熱可塑性樹脂との混合がより均一に行われ、更に高強度な木質成形体が得られる。
本発明の木質成形体は壁板、床板、野地板、椅子座板、椅子背板、テーブル板等の建築板や家具素材、あるいは自動車ドアトリム、トノボード等の内装材に有用である。
【図面の簡単な説明】
図１〜図２７は本発明の一実施例を示すものである。
【図１】繊維状熱可塑性樹脂と木質材料との混合工程説明図
【図２】繊維状熱可塑性樹脂と木質材料との他の混合工程説明図
【図３】フォーマーの側面説明図
【図４】他のフォーマーの側面説明図
【図５】型板と熱間ロールプレスと冷間ロールプレスとを使用する木質成形体製造工程説明図
【図６】熱間ロールプレスと冷間ロールプレスとを使用する木質成形体製造工程説明図
【図７】圧締前の説明正面図
【図８】圧締状態の説明側面図
【図９】加熱圧締後の成形マット構造説明図
【図１０】熱可塑性樹脂の押出および吐出工程説明図
【図１１】ダイのノズル孔吐出部の断面説明図
【図１２】ダイのノズル孔複数列並設状態を示す説明図
【図１３】ダイのノズル孔並設状態を示す説明図
【図１４】繊維状熱可塑性樹脂が木質材料と絡み合って融着した状態を示す説明図
【図１５】ノズル孔が複数列並設されたダイを用いた原料絡み合い状態の説明図
【図１６】ノズル孔が３列並設されたダイを用いた原料絡み合い状態の説明図
【図１７】熱風および冷風による熱可塑性樹脂吐出物の延伸細化説明図
【図１８】熱風および冷風による他の延伸細化説明図
【図１９】ダイを段状に設け熱風および冷風を吹付ける延伸細化説明図
【図２０】木質材料の加熱工程説明図
【図２１】木質材料供給コンベアとダイとを多段に設けた原料混合工程説明図
【図２２】木質材料供給コンベアの他の実施例説明図
【図２３】木質材料供給コンベアの更に他の実施例説明図
【図２４】木質材料供給コンベアの更に他の実施例説明図
【図２５】繊維状熱可塑性樹脂が木質材料と絡み合って融着した状態を示す説明図
【図２６】加熱プレス装置説明図
【図２７】冷間プレス装置説明図
【符号の説明】
1             押出機
1A            ダイ（ダイス）
1B            ノズル孔
1C            熱風吹出し口
7             コンベア
10            型板
13A,14A       圧縮ロールプレス
13B,14B       熱間ロールプレス
13C,14C       冷間ロールプレス
16A,16B       エンボスロール
42,52,62      ダイ
43            ノズル孔
Ｒ            熱可塑性樹脂（加熱）溶融物
Ｗ            木質材料（木片）
Ｍx           原料混合物
Ｍ            マット
Ｍ’          成形マット
φ1           ノズル孔の口径
φ2           熱可塑性樹脂吐出物の延伸細化後の径
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0003563704.tif 000019
【図１８】
0003563704.tif 000020
【図１９】
0003563704.tif 000021
【図２０】
0003563704.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
0003563704.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
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