(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を加熱、練成し、スクリューをもって押出ダイより成形ダイの成形室へ吐出し、前記成形ダイの押出し方向後方端面から少なくとも成形室の半溶融部まで押出し生地の押出方向に突出する挿入管を介して前記成形ダイ中に補強材を成形ダイの押出し方向に連続して挿入し、押出し生地内に前記補強材を埋設させて所定の肉厚に成形し、成形ダイへ押出した押出し生地を前記成形室内の徐冷部において徐冷し、且つ、この押出し生地に押出し力に抗する抑制力を加えて押出し生地の密度を高くすると共に、前記補強材を埋設した状態でこの押出し生地を硬化させる工程を少なくとも含むことを特徴とする補強樹脂合成板の押出成形方法。
【請求項２】
前記成形室の内壁面にフッ素樹脂のシートを貼設又はフッ素樹脂をコーティングしたことを特徴とする請求項１記載の補強樹脂合成板の押出成形方法。
【請求項３】
前記補強材を加熱した後、前記成形ダイ中に挿入することを特徴とする請求項１又は２記載の補強樹脂合成板の押出成形方法。
【請求項４】
前記補強材の断面外形と、前記挿入管の先端部の内周形状とを略同一としたことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の補強樹脂合成板の押出成形方法。
【請求項５】
前記補強材を成形ダイの押出し方向後方の外壁に穿設形成されている挿入孔と、該挿入孔に連通した前記挿入管を介して成形ダイ内に単位時間設定量供給することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の補強樹脂合成板の押出成形方法。
【請求項６】
前記補強材は、長繊維を多数集束した連続する糸状であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の補強樹脂合成板の押出成形方法。
【請求項７】
前記補強材は、紐帯状に成形された連続する補強材であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の補強樹脂合成板の押出し成形方法。
【請求項８】
前記補強材は、長繊維又は長繊維を多数集束したものを所定の長さに裁断したものであることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の補強樹脂合成板の押出成形方法。
【請求項９】
補強材を成形室内の徐冷部へ配置し、次いで成形室内に押出し生地を押し出すことを特徴とする請求項６又は７記載の補強樹脂合成板の押出成形方法。
【請求項１０】
前記原料が、含有水分量を１５wt％以内とし平均粒径２０メッシュ以下のセルロース系破砕物２０〜７５wt％に対して熱可塑性樹脂成形材２５〜８０wt％をともに攪拌衝撃翼により混合して、摩擦熱によりゲル化混練し、次いで冷却し、粉砕して粒径１０mm以下に整粒形成した木質合成粉から成る請求項１又は２記載の補強樹脂合成板の押出成形方法。
【請求項１１】
前記押出し生地を成形ダイの押出しダイに隣接する導入室で加熱して成形室へ押出した請求項１又は請求項２記載の補強樹脂合成板の押出成形方法。
【請求項１２】
原料を加熱、練成し、スクリューをもって押出す押出機の押出ダイに、前記押出ダイより吐出された押出し生地を加熱する溶融部及び所定の肉厚に成形して徐冷する徐冷部を有する成形室を備えた成形ダイを連結し、前記成形室の内壁面にフッ素樹脂のシートを貼設又はフッ素樹脂をコーティングし且つ成形室を加熱するヒータと、成形室を冷却する冷却手段を成形ダイに設けると共に、成形ダイの外壁面に導入室に貫通する補強材の挿入孔と、前記挿入孔に成形ダイ内で連通し、押出し生地の押し出し方向に少なくとも成形室の半溶融部まで突出する補強材の挿入管を設け、且つ、前記成形ダイより押し出された押出し生地の押出し力に抗する抑制力を加えるブレーキ手段を設けたことを特徴とする補強樹脂合成板の押出成形装置。
【請求項１３】
前記補強材を成形ダイ内に単位時間設定量供給する供給手段が設けられていることを特徴とする請求項１２記載の補強樹脂合成板の押出成形装置。
【請求項１４】
前記挿入管は、先端部の内周形状が内部に挿通される補強材の断面外形と略同一に形成されていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の補強樹脂合成板の押出成形装置。
【請求項１５】
前記挿入管は、補強材の繰り出しを許容し、押出し生地の逆流を防止し得る逆止弁を備えたことを特徴とする請求項１２〜１４いずれか１項記載の補強樹脂合成板の押出成形装置。
【請求項１６】
前記挿入管は、挿入孔内を摺動可能に嵌挿したことを特徴とする請求項１２〜１５いずれか１項記載の補強樹脂合成板の押出成形装置。
【請求項１７】
前記挿入管を複数配置したことを特徴とする請求項１２〜１６いずれか１項記載の補強樹脂合成板の押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、熱可塑性樹脂成形材又は熱可塑性樹脂成形材及び木粉等のセルロース系の破砕物から成る木質合成粉を成形素材とした補強樹脂合成板の押出成形方法及び装置に関し、より詳しくは、建築素材、自動車、車両の内外装部品など各種の用途に適用する補強された熱可塑性樹脂合成板又は熱可塑性樹脂成形材及びセルロース系の破砕物の混合原料あるいは、これらの混合原料からなる木質合成粉を成形素材として、押出機で成形する際に補強材を埋設して所定の肉厚の合成板に形成した補強樹脂合成板の押出成形方法及び装置に関する。
【０００２】
特に、前記セルロース系の破砕物及び熱可塑性樹脂成形材は、一方又は双方が、建築廃材あるいは、自動車、家庭電気製品を始め、生活の多様化に伴い、日用品など広範な用途に向けて多種類、かつ多量に用いられ、これら多量に廃棄されている木材等及び各種熱可塑性合成樹脂製品の廃材を再利用して、木質合成板としてリサイクルするにあたり、この木質合成板の補強を目的として、補強材を樹脂合成板中に埋設するための方法及び装置にかかるものである。
【０００３】
【従来の技術】
セルロース系破砕物及び熱可塑性樹脂成形材は、近年の生活の多様化に伴い、建築材料、自動車、家庭電気製品を始め、種々の日用品に使用され、多量に廃棄されており、これらの各種熱可塑性合成樹脂製品の廃材を再利用することが社会的に要求されている。
【０００４】
従来から、この種の木粉類及び熱可塑性樹脂成形材をベースとした成形樹脂製品の開発は、耐水性、断熱性等を向上する目的において、種々行われ、特に近年における地球環境の保全の要請からする森林資源の確保の見地、及び木材コストの高騰そして、木材製品に対する感覚的な根強い潜在需要からして、前記成形樹脂製品の開発が要請されている。
【０００５】
また、従来より、ガラス・ウール、ガラス毛等と通称される短繊維を薄いマット状に積み重ね、これを芯としてポリエステル樹脂等で塗り固め、屋根板や板ガラス代用の壁材等に使用される繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
熱可塑性樹脂にガラス繊維等の繊維質よりなる補強材を加えることにより機械強度が増し、衝撃強さが強くなり、耐熱性が向上することが一般に知られているが、補強材としてガラス繊維等の繊維質を加えた従来の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）にあっては、ガラス短繊維を薄いマット状に積み重ね、これを芯とし、この芯中にポリエステル樹脂等を含浸させて塗り固めてなるので、これを押出成形により製造することはできず、また、一旦ガラス繊維中に含浸した樹脂等は、これを回収して再利用することは困難であり、資源の有効利用が図れるものではなかった。
【０００７】
一方、木粉を充填材として熱可塑性樹脂に加えることにより成形した熱可塑性樹脂合成板は強度が低下する。したがって、かかる木質合成板は、ある程度以上の板厚、板幅に形成しなければ容易に折れてしまうため板厚、板幅が所定以上のものに制限されれることにもなるが、その結果重量が大きくなり、用途が限定されてしまい、広範囲な用途における有効な利用が図れないという問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は、押出成形法により、熱可塑性樹脂中に補強材を埋設し、合成板、特に木粉等のセルロース系破砕物を混入した樹脂合成板の強度の向上を図ると共に、資源の再利用を可能とした補強樹脂合成板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の補強樹脂合成板の押出成形方法は、
原料を加熱、練成し、スクリュー７１をもって押出ダイ１９より成形ダイ１０の成形室２２へ吐出し、前記成形ダイの押出し方向後方端面から少なくとも成形室の半溶融部まで押出し生地の押出方向に突出する挿入管を介して前記成形ダイ１０中に補強材４５を成形ダイ１０の押出し方向に連続して挿入し、押出し生地７９内に前記補強材４５を埋設させて所定の肉厚に成形し、成形ダイ１０へ押出した押出し生地７９を前記成形室２２内の徐冷部２１ｂにおいて徐冷し、且つ、この押出し生地７９に押出し力に抗する抑制力を加えて押出し生地の密度を高くすると共に、前記補強材４５を埋設した状態でこの押出し生地７９を硬化させる工程を少なくとも含むことを特徴とする。
【００１０】
また、好適には、前記成形室２２の内壁面にフッ素樹脂のシート２４を貼設又はフッ素樹脂をコーティングする。
【００１１】
補強材の挿入は、これを加熱した後、前記成形ダイ１０中に挿入することとすれば好適であり、また、前記補強材の断面外形と、前記挿入管４０の先端部の内周形状とを略同一すれば好適である。
【００１２】
また、前記補強材４５を成形ダイ１０の外壁に設けられた挿入孔４１と、該挿入孔４１に連通した前記挿入管４０を介して成形ダイ１０内に単位時間に設定量供給することができる。
【００１３】
前記補強材４５としては、長繊維を多数集束した連続する糸状あるいは筒状及び棒状紐帯状等に成形された連続するものを使用すれば好適であるが、長繊維又は長繊維を多数集束したものを所定の長さに裁断した補強材４５を用いることもできる。
【００１４】
また、補強材４５を予め成形室２２内の徐冷部２１ｂに至る迄配置しておき、その後成形室２２内に押出し生地７９を押し出すこととすれば好適である。
【００１５】
さらに、本発明の押出成形方法に使用する原料としては、含有水分量を１５ｗｔ％以内とし平均粒径２０メツシュ以下のセルロース系破砕物２０〜７５ｗｔ％に対して熱可塑性樹脂成形材２５〜８０ｗｔ％をともに攪拌衝撃翼により混合して、摩擦熱によりゲル化混練し、次いで冷却し、粉砕して粒径１０ｍｍ以下に整粒形成した木質合成粉を使用することができ、これを成形ダイ１０へ押し出す。
【００１６】
押出し生地７９を成形室２２へ押し出すに際しては、前記押出し生地７９を成形ダイ１０の導入室１２で加熱して成形室２２へ押出しすこととすれば好適である。
【００１７】
また、本発明にかかる補強樹脂合成板の押出成形装置は、
原料を加熱、練成し、スクリュー７１をもって押出す押出機７０の押出ダイ１９に、前記押出ダイ１９より吐出された押出し生地７９を加熱する溶融部２１ａ及び所定の肉厚に成形して徐冷する徐冷部２１ｂを有する成形室２２を備えた成形ダイ１０を連結し、前記成形室２２の内壁面にフッ素樹脂のシート２４を貼設又はフッ素樹脂をコーティングし且つ成形室２２を加熱するヒータ１４と、成形室２２を冷却する冷却手段２５を成形ダイ１０に設けると共に、成形ダイ１０の外壁面に導入室１２に貫通する、補強材挿入用の挿入孔４１と、前記挿入孔４１に成形ダイ１０内で連通し、押出し生地の押し出し方向に少なくとも成形室２２の半溶融部２１ｃまで突出する補強材の挿入管４０を設け、且つ、前記成形ダイ１０より押し出された押出し生地の押出し力に抗する抑制力を加えるブレーキ手段３０を設けたことを特徴とする。
【００１９】
また、前記成形ダイ１０の外方に、補強材４５を成形ダイ１０内に単位時間設定量供給する手段を設けることもできる。
【００２０】
前記挿入管４０の先端は、その内周形状が内部に挿通される補強材４５の断面外形と略同一に形成すれば好適であり、また、例えば先端部に補強材４５の繰り出しを許容し、押出し生地７９の逆流を防止し得る逆止弁を設けることもできる。
【００２１】
前記挿入管４０は、該挿入管４０の後端部を成形ダイ１０の挿入孔４１に嵌挿する構成とすることができ、この場合、前記挿入管４０の後端部を嵌挿された挿入孔４１内を摺動可能に構成すれば好適である。
【００２２】
さらに、前記挿入孔４１及び挿入管４０は、これを導入室１２内に複数配置すればより好適である。
【００２３】
【作用】
押出機７０内に投入された原料は、押出機７０内で加熱、混練されスクリュー７１で押出ダイ１９から押出し生地７９として成形ダイ１０の導入室１２へ押し出される。
【００２４】
まず、押出機７０より成形ダイ１０内へ押し出された押出し生地７９はヒータ１４により加熱された成形室２２の溶融部２１ａ内に押し出されて加熱され、所定の肉厚に成形されながら溶融部２１ａを通過して、成形室２２の徐冷部２１ｂに押し出され、該徐冷部２１ｂに導入される。成形室２２の内壁面には摩擦係数が小さいフッ素樹脂のシート２４を貼設し、又はフッ素樹脂をコーティングすれば、この内壁面を通過する押出し生地７９内の原料にセルロース系破砕物等の原料を含む場合にも大きな抵抗を受けることなく円滑に流動し、均一で高密度の混練状態を保ちながら押出される。この成形室２２内の徐冷部２１ｂは、例えば、冷却管２５により冷却されており、この冷却管２５内を循環されている常温ないし６０℃から９０℃の水または油などの冷却媒体により、押出し生地７９が徐冷部２１ｂを押し出される過程で徐冷されて硬化する。
【００２５】
この溶融部２１ａと徐冷部２１ｂの境界部分は、押出し生地７９が溶融した状態から徐々に固化する謂わば半溶融部２１ｃとなり、この半溶融部２１ｃには、例えば、ガラス繊維、金属繊維よりなる糸状の補強材４５等を挿入孔４１から挿通し、好ましくは、後端をダイの流入口側の一壁面に設けた挿入孔４１に嵌挿され、前記半溶融部２１ｃに先端が到達する挿入管４０の先端より前記補強材４５が押出し生地７９内に挿入される。従って、硬化を開始した押出し生地７９は、この補強材４５を樹脂合成板に溶着・埋設して硬化し、順次、押出ダイ１９より成形ダイ１０内に押し出された押出し生地７９によってこの硬化した押出し生地７９がダイ出口２３方向に押し出されて、該補強材４５を前記挿入孔４１もしくは挿入管４０から引き出しながらダイ出口２３に向かって押し出される。
【００２６】
成形室２２の内壁面にフッ素樹脂シート２４を貼設した場合、又はフッ素樹脂でコーティングした場合には、フッ素樹脂は金属に比べ熱伝導係数が低いので、押し出し生地７９は徐冷部２１ｂにおいて急速に冷却されることなく徐冷され、冷却による歪みが少なくなり、均一で高密度の製品としての補強樹脂合成板２９である補強樹脂合成板が成形される。
【００２７】
さらに、押出機により加えられる合成板２９への押出し力に、ブレーキ手段３０により抑制力を加え、この合成板２９を介して成形室２２内の押出し生地７９に対して前記押出し力に対する抗力を加える。
【００２８】
押出し生地７９にこの抑制力を加えない場合と比べると、成形室２２内の押出し生地７９がより一層密度が均一で高密度になる。したがって、均一高密度な木質合成板を含む樹脂合成板が得られると共に、補強材４５と合成樹脂との圧密および密着性が向上し、強度の高い補強樹脂合成板が成形される。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明の実施例につき図面を参照して説明する。
【００３０】
１．補強樹脂合成板の製造方法及び装置
１−１．〔押出し工程〕
〔押出機７０〕
図１において、７０は単軸押出機である。一般に押出機は図示のようなスクリュー形であり、単軸押出機と多軸押出機又はこの変形及びこれらが組み合わさった構造を持つものがある。本発明の押出機としては、前記いずれの構造のものをも使用することができる。
【００３１】
７１はスクリューで、本実施例ではこれを単軸型としている。このスクリュー７１は図示せざるモータによって駆動され、バレル７４内で回転する。この回転するスクリュー７１によりホッパ７３から投入された熱可塑性樹脂等の原料が混練されながらスクリュー７１の前方へ押出される。バレル７４の外面にはバンドヒータ７５を設けており、このバンドヒータ７５によりバレル７４内の熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とセルロース系破砕物が加熱されスクリュー７１の溝に沿って前方へ移送され、漸次溶融して熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とセルロース系破砕物等の原料が練成される。そしてスクリーン７６及びアダプタ１７を経てアダプタ１７の押出ダイ１９から成形ダイ１０へ押出し生地７９として押出される。
【００３２】
バレル７４内に投入する原材料は熱可塑性樹脂成形材又は木粉等のセルロース系破砕物と熱可塑性樹脂成形材の混合物であり、特に後者の場合には、木粉の粒径を熱可塑性樹脂成形材とのなじみを良好とし、成形押し出し時における木粉の摩擦抵抗を減じ成形機の損耗、毀損の防止を図るために、５０〜３００メッシュ、好ましくは、６０（篩下）〜１５０メッシュ（篩上）とする微細な粉末状とし、成形時における木酸ガスを揮散し、水蒸気あるいは気泡発生のおそれをなくし、表面の肌荒れを防止する意図からその含有水分量を１５ｗｔ％以内、好ましくは１１ｗｔ％以内、理想的には３〜５ｗｔ％の範囲内としたものを熱可塑性樹脂成形材と共に攪拌衝撃翼により混合し、摩擦熱によりゲル化混練後冷却・粉砕して１０ｍｍ以下に整粒成形したもの（以下、「木質合成粉」という）とすれば好適である。
【００３３】
なお、かかる木粉の特性をさらに向上させるため尿素系樹脂接着剤に木材チップ等の素材を浸漬あるいはこれに添加して加熱硬化した後、５０〜３００メッシュに破砕・微粉末化することが可能であり、かかる木粉の成形方法に於ては、充分な加熱硬化、特に尿素系樹脂接着剤による中和しながらの加熱硬化によって木粉内の木酸は、中和と揮散とにより急速に除去されると共に木粉周面に硬化接着面が形成され、木粉の含有水分が高められることを有効に防止でき、さらに木粉の滑動性を高め、成形押出し時に於ける摩擦抵抗を特に減じることができる。
【００３４】
尚、使用目的に応じて、顔料を添加し、製品に着色することもできる。
【００３５】
１−２．〔成形ダイ１０〕
図１〜４において、１０は成形ダイで、いわゆるＴダイ式の成形ダイに類似の形状を成しており、押出機７０とアダプタ１７を介して接続され、押出機７０の押出ダイ１９から吐出された押出し生地７９を導入する導入室１２と、導入室１２から押出された押出し生地７９を幅広で所定の肉厚の板状に成形する成形室２２を有する。この成形室２２内は、成形室２２の入口付近から押出し生地７９の押出方向に向かって、成形室２２の長さの約３分の１まで、その外周にヒータ１４が配設されており、また、他の部分は、冷却管２５がその外周に配設されている。かかる成形室２２の構成から、成形室２２内に押し出された押出し生地７９は、その押し出し方向に従って、溶融、半溶融、徐冷・硬化とその性状を変化させ、かかる押出し生地７９の性状の変化より、図２に示すように、成形室内をヒータ１４が配設されている部分（冷却管２５との境界部分を除く。）を溶融部２１ａ、ヒータ１４と冷却管２５の境界部分を半溶融部２１ｃ、冷却管２５が配設されている部分（ヒータ１４との境界部分を除く。）を徐冷部２１ｂと分けることができる。
【００３６】
成形ダイ１０の成形室２２は、本実施例では、幅５５０ｍｍ、高さ１３ｍｍの細長の矩形状の断面を成す。
【００３７】
導入室１２は、成形ダイ１０内に成形ダイ１０の幅方向に形成され、前記押出ダイ１９の幅とほぼ同等もしくは若干大きく形成し、横断面の形状は成形ダイ１０の幅方向に湾曲して延長する両端が成形室２２の長手方向の両端に及んで、いわゆるコート・ハンガー型に形成されている。
【００３８】
なお、前記導入室１２はコート・ハンガー型の他、ストレイト・マニホールド型に形成してもよいが、導入室１２内を流動する押出し生地７９の流動性が優れているという点で、前述した湾曲形状のコート・ハンガー型が好ましい。
【００３９】
又、前記導入室１２にも好ましくは、後述のフッ素樹脂でなるシート２４を貼設する。
【００４０】
前記成形室２２は、一方若しくは双方が加熱及び冷却手段をそれぞれ備える上下２枚の金属板２６，２７を両側縁に配置した金属製のスペーサ２８を介して断面方形に形成したもので、前記スペーサ２８の交換により任意の目的とする補強樹脂合成板の肉厚が得られるように調整する。
【００４１】
成形ダイ１０は、一例として、幅５５０ｍｍ、高さ１３ｍｍの細長の矩形状の断面を成し、成形室２２の入口からダイ出口２３までの距離（押出し方向の距離）は１，０００ｍｍである。
【００４２】
成形ダイ内の構造
前記成形室２２の上下左右の四方の内壁面は厚さ０．２５ｍｍのフッ素樹脂でなるシート２４を貼設している。この他に、成形室２２の上下左右の四方の内壁面にフッ素樹脂を直接表面コーティングすることもできるが、交換が容易でありフッ素樹脂のコーティング加工が容易で耐久性に富むという点で、フッ素樹脂のシート２４を貼設することが特に好ましい。
【００４３】
前記シート２４は特に好ましくは、ガラス織布の表面にフッ素樹脂をコーティングしたものであり、フッ素樹脂には上述のように、テフロンＴＦＥ、テフロンＦＥＰ、テフロンＣＴＦＥ、テフロンＶｄＦ等がある。なお、前記ガラス織布はガラス繊維の不織布でもよい。
【００４４】
なお、前述のフッ素樹脂のコーティング加工は、成形室２２の上下の内壁面、すなわち補強樹脂合成板の表裏面を形成する面に相当する内壁面に施すこともできるが、前述したように成形室２２の上下左右の内壁面全体に施すことが望ましい。
【００４５】
図３において、１４はヒータで、電熱ヒータ等の加熱手段から成り、押出し生地７９を加熱保温し、押出し生地７９の流動性を維持するため、成形ダイ１０を形成する上下２枚の金属板２６，２７に、溶融部２１ａから半溶融部２１ｃにかけて全体の長手方向の４分の１にわたって配設されている。なお、前記ヒータ１４は前記上下２枚の金属板２６，２７のいずれか一方にのみ配設することもでき、また、成形ダイ１０の外壁に配設することもできる。
【００４６】
また、２５は冷却管で、成形ダイ１０の成形室２２を冷却する冷却手段の一例を示すもので、成形室２２の押出し方向に適当な間隔毎に、この冷却管２５に常温の水又は７０〜８０℃程度までの水あるいは油等の冷却媒体たる冷却液を供給して成形室２２内の押出し生地７９を冷却する。この冷却管の配管は成形室２２内の押出し生地７９の徐冷効果を向上するために成形ダイ１０のダイ出口２３の方向に向けて４分の３を占める半溶融部２１ｃから徐冷部２１ｂにかけて、成形室２２の上下２枚の金属板２６，２７の各々に８本等間隔で挿通して配管設置されている。なお、冷却管２５は、上下２枚の金属板２６，２７のいずれか一方にのみ配置することもでき、またその設置間隔を次第に狭くするように設けることもでき、あるいは冷却管２５を成形ダイ１０の外壁に配設することもできるが、成形室２２内の押出し生地７９を冷却できればよいので、この実施例の構造に限定されない。
【００４７】
１−３．〔挿入孔４１〕
図２〜４において、４１は挿入孔であり、押出機７０と連通する成形ダイ１０の外壁面から成形ダイ１０内の導入室１２及び成形室２２に貫通して穿孔されており、この挿入孔４１からパルプ繊維、木綿繊維、合成繊維等を縒り合わせて、連続する糸状となしたもの、カーボン繊維、ボロン繊維、ガラス繊維等の長繊維、及びステンレス等の金属線や金属長繊維を集束し、又は縒り合わせて連続する糸状としたもの、金属、カーボン等を筒状又は棒状等紐帯状に成形した補強材、ガラス繊維、カーボン繊維、ボロン繊維等の長繊維を集束し、又は集束せずに所定長さに裁断した補強材４５を挿入して、押出し生地７９内にこれらの補強材４５を埋設する。
【００４８】
挿入される補強材としては、好適には前述の連続する糸状のものを使用すれば押出し生地７９内への連続挿入が容易であり、本実施例では１０〜２４μのガラス繊維を数百本集束して直径３ｍｍの糸状に成形したものを更に断面三角形状に３本束にしたガラス繊維糸、及び０．０１ｍｍの金属線を多数集束して糸状と成した金属繊維糸を使用している。
【００４９】
この補強材の挿入に際しては、補強材４５を成形ダイ１０外より図示せざる供給手段により前記挿入孔４１内に押出し速度に同期して所定量供給し、押出し生地７９内に埋設することもできるが、補強材４５として前述の合成繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、ボロン繊維、ステンレスの金属線等を連続する糸状に成形したもの、パイプ状又は棒状の紐帯状を成す筒体の連続する補強材４５を挿入する場合には、該補強材４５を成形ダイ１０の成形室２２内の半溶融部２１ｃないし徐冷部２１ｂまで予め引き出しておき、その後に押出し生地７９を成形室２２内に押し出すことで、補強材４５が半溶融部２１ｃないしは徐冷部２１ｂ内で押出し生地７９と溶着して固定硬化し、その後押出機７０から成形ダイ１０内へ押し出された押出し生地７９によってこの硬化した押出し生地７９が押し出されることにより、補強材４５が前記挿入孔４１から必要量引き出され、押出し生地７９内に連続して埋設される。なお、前記糸状、パイプ状及び棒状、筒体に成形された連続する補強材４５を使用する場合には、この補強材４５の外径と挿入孔４１の内径を略同一の大きさとすることにより、挿入孔４１内に押出し生地７９が流入し、挿入孔４１の目詰まりや押出し生地７９が成形ダイ１０外へ流出することを防止できる。その他、押出し生地７９の流出を防止する構成としては、前記構成に代え、また前記構成と共に、導入室１２側でこの挿入孔４１を被蓋し、補強材４５の成形ダイ１０内への挿入を許容し、押出し生地７９の挿入孔４１内への流入を防止する逆止弁を設けることもできる。かかる構成により、補強材４５として前記糸状、パイプ状、棒状等連続する紐帯状以外のものを使用した場合であっても、挿入孔４１内への押出し生地７９の流入を防止できる。
【００５０】
１−４．〔挿入管４０〕
図２〜図４において、４０は挿入管であり、この挿入管４０は鉄やセラミック等よりなる管及びこれらの管にフッ素樹脂等をコーティングしたものを使用する。この挿入管４０の後端は、成形ダイ１０の外壁であって押出ダイ１９の接続された壁面に設けられた挿入孔４１に嵌挿等して連結されており、その先端は、導入室１２内に押出し生地７９の押出し方向へ突出している。この挿入管４０の先端は、図示の実施例のように、成形室２２内の半溶融部２１ｃないしは半溶融部２１ｃと徐冷部２１ｂの境界部分まで達していることが好ましい。
【００５１】
この管の先端は、内部に挿入される補強材４５が前述の糸状やパイプ状、棒状及び紐帯状の補強材４５である場合には、その先端部の内周形状を該補強材４５の断面外形と略同一とし、補強材４５の導入時に、押出し生地７９が前記挿入管４０内に流入することを防止している。
【００５２】
なお、挿入管４０の内部に押出し生地７９が流入することを防止するための構成としては、前記構成に代え、または前記構成と共に、挿入管４０の先端に、補強材４５の成形ダイ１０内への挿入を許容し、押出し生地７９の挿入管４０内への流入を防止し得る逆止弁を設けることができ、また、挿入管４０内に押出し生地７９が流入した場合に、この流入した押出し生地７９が成形ダイ１０外へ流出するのを防止するために、挿入管４０の後端に逆止弁を設けることもできる。
【００５３】
また、この挿入管４０の後端は、前記成形ダイ１０に設けられた挿入孔４１内に摺動可能に嵌挿することもでき、このように構成することで、気温の変化、原料の変更等に伴う押出し生地７９の硬化開始地点、すなわち、半溶融部２１ｃと徐冷部２１ｂの境界部分が成形室２２内で変動した場合であっても、挿入管４０の先端位置を適宜に調節して、押出し生地７９の硬化開始地点に合わせることができる。
【００５４】
このようにして配置された挿入管４０内にはパルプ繊維、木綿繊維、合成繊維等を縒り合わせて、連続する糸状となしたもの、カーボン繊維、ボロン繊維、ガラス繊維等の長繊維、及びステンレス等の金属線や金属長繊維を集束し、又は縒り合わせて連続する糸状としたもの、金属、カーボン等をパイプ状又は棒状等紐帯状に成形した補強材、ガラス繊維、カーボン繊維、ボロン繊維等の長繊維を集束し、又は集束せずに所定長さに裁断した補強材４５等を挿入し、挿入管４０の先端部より押出し生地７９内に埋設する。
【００５５】
挿入管４０内に補強材４５を挿通して挿入管４０の先端より突出させると、挿入管４０内に挿通された補強材４５は、半溶融部２１ないしは徐冷部で硬化を開始した押出し生地７９内で溶着され、この補強材４５が前述糸状、筒状、棒状等紐帯状の連続する補強材４５である場合には、図示せざる糸巻等に巻回された補強材４５が、この押出し生地７９がダイ出口２３に向かって押し出されるに伴って、挿入管４０を介して引き出され、新たに成形室２２内に押し出された押出し生地７９内に順次埋設されて、連続して合成板２９内に埋設される。
【００５６】
挿入管４０を半溶融部２１ｃないしは半溶融部２１ｃと徐冷部２１ｂの境界付近まで延長させた場合には、補強材４５は確実に押出し生地７９内に埋設されて、合成板表面に露出することがない。
【００５７】
なお、補強材４５は、成形室２２内への挿入に際して、予め加熱しておくこととすれば押出し生地７９との馴染みが良好であり、押出し生地７９と補強材４５との密着性をより一層高めることができる。
【００５８】
１−５．〔成形ダイ１０内の作用〕
押出機７０の押出ダイ１９より押出された押出し生地７９は、導入室１２に沿って成形ダイ１０の幅方向へ流動すると同時に、導入室１２を経て成形室２２内の押出し方向へ流れる。なお、成形ダイ１０内が空の状態時には成形室２２の半溶融部２１ｃ後端と徐冷部２１ｂの境界付近を後述するブレーキ手段３０に迄達する後述の木質合成板もしくは樹脂合成板の端切れ等で閉塞しておくことにより、流入した押出し生地７９が半溶融部２１ｃ内で成形室の高さ方向に早期に積層され、補強材４５が押出し生地７９中に埋没すると共に、ブレーキ手段３０により押出し生地７９に押出し力に抗する抑制力が加わって、押出し生地７９の密度を高めることができる。
【００５９】
また、補強材４５として前述の糸状、筒状、棒状の連続する補強材４５を使用する場合には、補強樹脂合成板の製造開始に際して、補強材４５をダイ出口２３に到るまで挿入管４０から予め引き出しておく。このようにすることで補強樹脂合成板の製造開始に際しても、合成板中に確実に補強材４５を埋設することができると共に、かかる埋設により補強材４５が挿入管４０から確実に引き出され、連続して合成板内に埋設することができる。
【００６０】
押出し生地７９が導入室１２から成形室２２に押し出される際、導入室１２は高さが高い上に幅が急に拡がっているので、導入室１２内を流れる押出し生地７９は良好な混練状態を保ちながら押出される。
【００６１】
その後、押出し生地７９は、断面の長さ９１０ｍｍ、高さ１２ｍｍの細長の矩形状を成す成形室２２内に導入されて、該成形室２２内で冷却管２５内を流れる冷却水により冷却されて硬化する。
【００６２】
このように、成形室２２内に導入され、硬化の開始した押出し生地中には、前述の補強材４５が埋設されており、従って、硬化を開始した押出し生地７９は、前記補強材４５を埋設して硬化して成形板となり、新たに成形ダイ１０中に押し出されて押出し生地７９によって補強材４５と共に押し出される。このようにして、順次成形室２２内に押し出された押出し生地は、補強材４５を連続的に埋設して硬化して１２ｍｍの肉厚を有する補強樹脂合成板が成形される。この補強樹脂合成板は、補強材４５を埋設しないものと比較して、強度の高いものとなっている。
【００６３】
なお、押出し生地７９が成形室２２を流動する過程において、成形室２２の上下左右の四方の内壁面には、フッ素樹脂で成るシート２４を貼設しているので、押出し生地７９は徐冷されながら円滑に押出される。
【００６４】
フッ素樹脂は、約３００℃の耐熱性を有し、表面が平滑であり摩擦係数が小さく、金属に比べて熱伝導係数が低いという性質を有しているので、押出し生地７９に対して以下に示すような作用をする。
【００６５】
フッ素樹脂は表面が平滑であり摩擦係数は小さいので、成形室２２内を通過する押出し生地７９内の特に木粉は大きな抵抗を受けずに流動する。そのため押出し生地７９の混練状態は良好な状態を維持して、結果として密度が均一で巣ができずしかも表面が平滑な高品質の補強樹脂合成板が生成される。
【００６６】
成形室２２内の徐冷部２１ｂでは押出し生地７９が冷却されるので押出し生地７９の流動性が悪くなる上、押出し生地７９内の木粉は樹脂に比べて摩擦抵抗が大きく、従来のＴダイ式の成形ダイ１０においては、成形ダイ１０の内壁面も摩擦抵抗が大きいので、木質合成板の場合、成形ダイ１０の内壁面を接触して流動する木粉は大きな抵抗を受けることになり円滑に流動しないため押出し生地７９の混練状態を粗密にし巣を形成するなどの悪影響を及ぼすものであったが、本発明の成形ダイ１０においては成形室２２の内壁面に表面が平滑で摩擦係数の小さいフッ素樹脂のシート２４を貼設したことにより、押出し生地７９の木粉は成形室２２の内壁面との接触によっても大きな抵抗を受けることなく円滑に流動し、押出し生地７９に前述したような悪影響を及ぼすことなく押出し生地７９は均一・高密度の良好な混練状態で成形室２２内から押出される。
【００６７】
また、上述したように、木質合成板の製造に際しては、押出し生地７９の木粉に対する抵抗力が小さくなり押出し生地７９は均一な密度で成形されるので、製品としての合成板２９である木質合成板の表面にはいわゆる肌荒れが生じることなく平滑な面に仕上がる。また、従来は、押出し生地７９内の木粉が成形ダイ１０内で円滑に流動しないために成形ダイのヒータの熱で木粉が焼けてこげ茶色に変色したが、本発明は上述したように押出し生地７９の木粉が円滑に流動するので、木粉が焼けることなく耐衝撃性など品質特性の低下が生じない。
【００６８】
さらに、フッ素樹脂は金属に比べて熱伝導係数が低いので、押出し生地７９を急速に冷却することなく徐冷する効果があり、押出し生地７９の急速な冷却による歪みを抑える作用を有する。
【００６９】
さらに加えて、成形室２２の徐冷部２１ｂに冷却管２５などの冷却手段を設けたので、従来の押出成形法やカレンダー成形法のように成形後、合成板を冷却ロール等で冷却したり補正ロール等で歪みを取る必要がなく、押出し生地７９が成形ダイ１０のダイ出口２３から押出されたときに内部残留応力の少ない木質合成板の完成品が成形される。したがって、本発明の補強樹脂合成板の押出成形方法は、従来の押出成形法やカレンダー成形法で成形された樹脂合成板のような経年的な反りやねじれ等の歪みが生じない。
【００７０】
なお、いわゆるＴダイ式の成形ダイによる押出成形法においては、押出機７０で混練された押出し生地７９が比較的小径の押出ダイ１９から幅狭で細長な矩形状を成す成形部へと急激な断面変化をする導入室１２内を流動し次いで幅狭な成形室２２内を比較的長い距離を流動するので、従来のいわゆるＴダイ式の成形ダイによる押出成形法では、木粉を多量に混入した樹脂の成形は不可能であったが、本発明は、上述したようにフッ素樹脂の優れた性質を充分に活かしていわゆるＴダイ式の成形ダイによる多量の木粉を含有した木質合成板の押出成形を行うことができる。
【００７１】
１−６．〔合成板の押出しの抑制〕
前述した成形ダイ１０のダイ出口２３より押出された合成板２９に対してブレーキ手段３０により押出し方向と反対方向へ抵抗力を加えて、合成板２９の押出し力を抑制する。以下に、ブレーキ手段３０の実施例を図を参照して説明する。
【００７２】
図５及び図６において、３本の自在ピンチローラ３１ｂの軸の両端を軸承する軸受３４ａをそれぞれ、軸受固定フレーム３６に固定し、固定ピンチローラ３１ａを各軸に設けた歯車１１６と、この歯車１１６に噛合する歯車１１７で連動し、３本の固定ピンチローラ３１ａのうち１本の固定ピンチローラ３１ａの軸にパウダブレーキ１１５の入力軸を連結する。パウダブレーキ１１５は、いわゆる電磁ブレーキであり、摩擦トルクを電気的に微妙に調整できるものである。
【００７３】
さらに、軸受固定フレーム３６にフレーム１１４を立設し、このフレーム１１４の壁面にガイド溝を備えたブロック状のガイド体１１９を２本をそれぞれ、該ガイド体１１９の軸線方向を上下方向に向けて略平行に設け、各３本の自在ピンチローラ３１ｂの軸の両端を軸承する軸受３４ｂを前記ガイド体１１９のガイド溝に沿って上下動自在に設け、前記軸受３４ｂをそれぞれ、フレーム１１４の上面に設けた３本のエアシリンダ１１８のロッドの先端に連結する。
【００７４】
したがって、シリンダ１１８の作動により、３本の自在ピンチローラ３１ｂをそれぞれ、補強樹脂合成板２９を介して固定ピンチローラ３１ａに加圧し、３本の固定ピンチローラ３１ａの内１本の固定ピンチローラ３１ａの軸はパウダブレーキ１１５により回転を抑制され、この固定ピンチローラ３１ａの軸に設けた歯車１１６が他の２本の固定ピンチローラ３１ａ，３１ａの軸に設けた歯車１１６，１１６に歯車１１７，１１７を介して噛合しているので、３本の固定ピンチローラ３１ａにはパウダブレーキ１１５の摩擦トルクによる同一の回転抑制力が作用する。
【００７５】
ちなみに、パウダブレーキ１１５により固定ピンチローラ３１ａの回転を抑制する摩擦トルクは、成形する補強樹脂合成板２９の板厚により調整する。
【００７６】
したがって、パウダブレーキ１１５の摩擦トルクは補強樹脂合成板２９の押出し力に対する抑制力と成り、成形ダイ１０の導入室１２内の押出し生地７９をより一層高密度で均一な状態にし、この均一で高密度の押出し生地７９は押出機７０による押出し生地７９の押出し力により前記ブレーキ手段３０の抑制力に抗して前進し、成形室２２内で冷却され補強樹脂合成板２９が成形される。この補強樹脂合成板２９はパウダブレーキ１１５の抑制力に抗して前記固定ピンチローラ３１ａ及び自在ピンチローラ３１ｂを回転させながら前進する。
【００７７】
前記抑制力は補強樹脂合成板２９を介して成形室２２及び導入室１２内の押出し生地７９に、押出機により加えられる成形室２２内の押出し生地７９の押出し力に対して抗力を与えることにより、成形室２２内の押出し生地７９の全体がより一層密度が均一で高密度になる。補強樹脂合成板２９に抑制力を加えていることにより押出し生地７９の密度が高くなるので、補強材４５と押出し生地７９との密着性を高めると共に、合成板中に気泡、巣等を生じることを防止する。したがって、一層均一高密度な補強樹脂合成板が成形される。
【００７８】
２．補強樹脂合成板の製造例
次に、本発明の補強樹脂合成板の製造例について説明する。なお、本発明の補強樹脂合成板の押出成形方法及び装置は、以下の製造例に限定されるものではなく、特に、押出機７０に投入される原料は、以下の方法及び装置により製造されたものに限定されない。
【００７９】
２−１．〔原材料〕
本製造例により製造される補強樹脂合成板の原材料は、セルロース系の破砕物である木粉、熱可塑性樹脂成形材の他、尿素、炭酸カルシウム、酸化チタン、顔料等の添加物で成る。
【００８０】
前記炭酸カルシウムは、本製造例の補強樹脂合成形板に良好な寸法安定をもたらし、温度変化に伴う膨張・収縮を著しく少なくすることに寄与するもので、押出加工における成形品の変形を防止し、且つそれ自体安価であるため増量材としての意義をも有する。また、前記酸化チタンは、流動性、溶液中における分散性が良好であり、本発明の木質合成板に対して温度変化に伴う膨張収縮を著しく少なくすることに寄与する。
【００８１】
熱可塑性樹脂成形材は、廃棄された各種の樹脂成形品を回収して使用する。
【００８２】
回収された熱可塑性樹脂成形材は、これをそのまま使用することもできるが、回収された樹脂成形品の表面に樹脂塗膜の施されたものにあってはこれを複数の各小片に破砕し、前記破砕された個々の各小片に対して、圧縮研削作用を付加して樹脂塗膜を研削・剥離して前記研削された個々の各小片に対して、微振動に基づいた圧縮衝撃力を付加して圧潰粉砕させ、かつ圧潰粉砕によって剥離された樹脂塗膜を随時に除去し熱可塑性樹脂成形材として素材化し、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＴ（ポリエステル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ナイロン等の熱可塑性樹脂成形材を得る。
【００８３】
そして、このようにして得られた熱可塑性樹脂の一種類又はこれらの複数を混合したものを原材料として使用する。
【００８４】
なお、前記熱可塑性樹脂成形材は、前記熱可塑性樹脂製品の廃材から得られた回収熱可塑性樹脂成形材を再利用したもの、あるいはバージンの熱可塑性樹脂を単独で使用し、あるいはバージンの熱可塑性樹脂と前記回収熱可塑性樹脂成形材をそれぞれ、例えば５０％ずつ混合して使用することもできる。
【００８５】
このようにして得られた熱可塑性樹脂成形材は、セルロース系破砕物（本製造例では木粉を使用）と配合され、該配合物が本製造例における補強樹脂合成板の原材料となる。
【００８６】
以下、各熱可塑性樹脂成形材におけるゲル化可能な木粉量の範囲を以下に示す。
【００８７】
熱可塑性樹脂成形材がＰＰの場合、
木粉は３５〜７５ｗｔ％、ＰＰの量は２５〜６５ｗｔ％で、
好ましくは、木粉は６０〜７５ｗｔ％、ＰＰの量は２５〜４０ｗｔ％であり、
熱可塑性樹脂成形材がＰＥＴの場合、上記のＰＰの場合と同じであり、
熱可塑性樹脂成形材がＰＣの場合、
木粉は４０〜７０ｗｔ％で、ＰＣの量は３０〜６０ｗｔ％で、
好ましくは、木粉は６０〜６５ｗｔ％、ＰＣの量は３５〜４０ｗｔ％であり、
木粉が６４ｗｔ％で、ＰＣが３６ｗｔ％のときが、特に好ましい。
熱可塑性樹脂成形材がＰＶＣの場合、
木粉は３０〜６５％で、ＰＶＣの量は３５〜７０ｗｔ％で、
好ましくは、木粉は４５〜５５ｗｔ％、ＰＶＣの量は４５〜５５ｗｔ％であり、
熱可塑性樹脂成形材がナイロンの場合、上記ＰＣの場合と同じである。
【００８８】
２−２．〔流動混合混練処理〕
前記の如く配合された原材料は、これを図９に示すミキサー８０内に投入すると、このミキサー８０内で前記原材料は混練され「混練材料」となる。
【００８９】
８１はミキサー本体で、上面開口を有する円筒形を成し容量が３００リットルのケーシングであり、前記開口はミキサー本体８１内に原材料を投入する投入口９４で、この投入口９４を開閉自在な上蓋８２で被蓋する。上蓋８２には、ミキサー本体８１内で木粉から発生した多量の水蒸気ないしは木酸ガスを排出するガス排出管９５を連通している。さらに、ミキサー本体８１の底面付近の外周面に１ヶ所の排出口８８を設け、この排出口８８を被蓋する蓋８９をシリンダ９１のロッド先端に設け、シリンダ９１の作動により前記排出口８８を開閉自在に設けている。９３は排出ダクトで、前記排出口８８に連通している。
【００９０】
さらに、ミキサー本体８１の底面の中心には図示せざるモータ３７ＫＷ（ＤＣ）の回転駆動手段により８２０ｒｐｍ／ｍａｘ  で高速回転する軸８３をミキサー本体８１内の上方に向けて軸承し、この軸８３に下から上方へ順にスクレイパー８４、撹拌衝撃翼８５，８６，８７を装着し、軸８３の先端から締付ナット９２で締め付けている。なお、前記各撹拌衝撃翼８５，８６，８７の形状は特に限定されないが、本実施例では軸８３を中心に対称を成す２枚羽根である。図９のように３個の撹拌衝撃翼を重ねた場合は全部で６枚の羽根で成り、これら６枚の羽根は平面で３６０度を６等分した等分角（６０度）を成すように互いに交叉した状態で重ねている。なお、複数個の撹拌衝撃翼を設けた場合、撹拌衝撃翼の合計の羽根数で３６０度を等分した角度で互いに交叉して重ねることは原材料を効率良く混練する点で好ましい。
【００９１】
なお、前記スクレイパー８４はミキサー本体８１の底面を僅かに摺接して回転し、ミキサー本体８１内で混練された原材料をミキサー本体８１の底面に残留しないよう掻き出すものである。
【００９２】
２−３．〔冷却・造粒処理〕
図１０において、１００は前述した混練材料を混合し撹拌して「造粒木粉」を形成する冷却造粒手段であり、本実施例では「クーリングミキサー」という。
【００９３】
１０１はミキサー本体で、逆円錐形状を成すケーシングであり上面を被蓋し、一方、下端に排出口１０７を設け、この排出口１０７をバルブ１０６で開閉自在に設けている。ミキサー本体１０１の外周壁内にジャケット１０２を形成し、このジャケット１０２内に給水管１０８から排水管１０９へ常時、冷却水を供給し、クーリングミキサー１００内の原材料の温度を熱可塑性樹脂成形材の融点近傍まで冷却するよう保持される。なお、ミキサー本体１０１の上壁面にはクーリングミキサー１００内で発生した水蒸気ないしは木酸ガスの図示せざる排出ダクトを連通している。
【００９４】
前記ミキサー本体１０１の上壁内の略中心にはアーム１０３が略水平方向に回動可能に軸支され、このアーム１０３は減速装置１１２を介してモータ１１１により約３ｒｐｍ  の速度で回転駆動される。さらに、前記アーム１０３の回転軸は中空軸であり、この中空軸内に独立して回転する他の回転軸を設け、この回転軸にモータ１０５の出力軸を連結している。一方、前記アーム１０３の先端には撹拌破砕翼１０４を軸承し、この撹拌破砕翼１０４は本実施例ではスクリュー型を成すものであり、該撹拌破砕翼１０４の回転軸線方向をミキサー本体１０１の内周壁面に沿って略平行に下方へミキサー本体１０１の下端付近まで延長している。撹拌破砕翼１０４はアーム１０３内に設けた歯車等による回転伝達手段を介して前記モータ１０５の出力軸に連結する回転軸に連結され９０ｒｐｍ  の速度で回転駆動される。
【００９５】
なお、ミキサー本体１０１の上壁には投入口１１３を設け、この投入口１１３に前述した高速流動式ミキサー８０の排出ダクト９３を連通する。
【００９６】
前述した高速流動式ミキサー８０で形成された混練材料は排出ダクト９３を経てクーリングミキサー１００の投入口１１３からミキサー本体１０１内へ投入される。撹拌破砕翼１０４はモータ１０５により９０ｒｐｍ  の速度で回転し、しかも、アーム１０３が減速装置１１２を介して減速されたモータ１１１の回転力により３ｒｐｍ  の速度で水平方向に回転するので、前記撹拌破砕翼１０４はミキサー本体１０１の内周壁面に沿って円錐を描くように回転し、アーム１０３内の混練材料を撹拌する。混練材料はジャケット１０２内の冷却水により冷却されたミキサー本体１０１の内周壁面で冷却され、直径約２５ｍｍ以下に造粒された「造粒木粉」が形成され、この造粒木粉はバルブ１０６を開放して排出口１０７より排出される。
【００９７】
なお、クーリングミキサー１００で冷却される混練材料は、原材料中の熱可塑性樹脂成形材の凝固点すなわち融点以下に冷却されることが望ましいが、木粉を混合しているので熱可塑性樹脂成形材の融点以下にまで下げる必要はなく、実際には造粒木粉が排出口１０７より排出可能な温度まで冷却されれば良く、混練材料内の熱可塑性樹脂成形材の融点より約１０゜Ｃ高い温度まで冷却すれば良い。
【００９８】
ちなみに、熱可塑性樹脂成形材がＰＰのとき、ＰＰの融点は１６５゜Ｃであり、本実施例では前述した高速流動式ミキサー８０内で１８０゜Ｃにゲル化した混練材料をクーリングミキサー１００へ投入してから１０〜１５分程度で、９０〜１００゜Ｃまで冷却され、このクーリングミキサーによる冷却造粒は効率の良いものである。このときのジャケット１０２内の冷却水については、給水管１０８から供給する冷却水の温度は３０゜Ｃであったが、排水管１０９より排水される冷却水の温度は４０゜Ｃであった。
【００９９】
なお、冷却造粒工程は上記のクーリングミキサーのような装置によるものに限定されるものではなく、ミキサー本体内の混練材料を撹拌する撹拌羽根を設け且つミキサー本体の外周壁面に前述したようなジャケットを設け、このジャケット内を流れる冷却水でミキサー本体内の混練材料を冷却するものであっても良く高速流動式ミキサー８０で形成された混練材料を前記ジャケット１０２を備えてない一般的なミキサーを用いて撹拌のみを行なって冷却することも可能であり、冷却・造粒が行われればいかなる手段をも用いることができる。
【０１００】
２−４．〔整粒処理〕
前記冷却造粒工程で形成された造粒木粉は、さらに整粒手段を使用して粒径１０ｍｍ以下に整粒し、「木質合成粉」を形成する。
【０１０１】
図１１において、１２０は前述した造粒木粉を整粒する整粒手段であり、本実施例では「カッタミル」という。
【０１０２】
１２１はカッタミル本体で、上面開口を有する円筒形を成すケーシングであり、前記開口を開閉自在な蓋１２２で被蓋する。前記蓋１２２はカッタミル本体１２１内に造粒木粉を投入する投入口１２３を備えている。
【０１０３】
また、前記カッタミル本体１２１内にはカッタミル本体１２１の底面に軸承されて図示せざる回転駆動手段で水平方向に回転するカッタ支持体１２４を設け、このカッタ支持体１２４の外周に上下方向に長い回転刃１２５を３枚を設け、これらの３枚の回転刃１２５はカッタ支持体１２４の回転方向で１２０度の等角度を成すように配設し、３枚の回転刃１２５の刃先は同一の回転軌跡上に位置している。さらに、前記３枚の回転刃１２５の刃先の回転軌跡に対して僅かな隙間を介して二の固定刃１２６を回転刃１２５の刃先の回転軌跡の略対称位置にカッタミル本体１２１に固定し、二の固定刃１２６とカッタ支持体１２４と回転刃１２５とでカッタミル本体１２１内を二分し、投入室１２７と整粒室１２８を形成する。前記蓋１２２の投入口１２３は前記投入室１２７に連通する。なお、二の固定刃１２６と回転刃１２５との隙間は造粒木粉を所望の大きさに整粒できるよう自在に調整できる。また、整粒室１２８は前記二の固定刃１２６間を回転刃１２５の回転軌跡の周囲を囲むようにスクリーン１２９で仕切っている。なお、スクリーン１２９は、本実施例では８ｍｍ程度の大きさの整粒された「木質合成粉」である整粒物が通過できるメッシュで形成している。また、整粒室１２８のカッタミル本体１２１の下端にはカッタミル１２０で前記整粒物を排出する排出口１３１を設けている。
【０１０４】
以上のカッタミル１２０において、蓋１２２の投入口１２３から前述したクーリングミキサー１００で形成した造粒木粉を投入し、図示せざる回転駆動手段でカッタ支持体１２４を回転すると、造粒木粉はカッタ支持体１２４の回転刃１２５と固定刃１２６間で約０．１〜８ｍｍの木質合成粉に切断され、整粒室１２８のスクリーン１２９のメッシュを通過して排出口１３１より排出され次工程の押出機７０へ送られる。
【０１０５】
このようにして押出機７０へ送られた原料は、前述の押出成形方法及び装置により成形され、補強樹脂合成板が製造される。なお、押出機７０内に投入される原料がバージンの熱可塑性樹脂成形材である場合には前記いずれの工程を経ることなく、これを直接押出機７０内に投入することができる。
【０１０６】
３．比較例
前述の本発明の補強樹脂合成板の押出成形方法及び装置により得られた本願の補強木質合成板（以下、本願という）の曲げ弾性率及び曲げ強度試験の結果を表１に示す。
【０１０７】
なお、表１に示す比較結果は、木粉５０％、ＰＰの樹脂５０％を原料とし、５０ｍｍ押出機（７．５ｋｗモータ使用、回転数１５ｒｐｍ、押出量３０ｋｇ／ｈ）を使用して得られた厚さ１２ｍｍ×幅５００ｍｍの補強木質合成板である。
【０１０８】
また、補強材として繊維径１０〜２４μのガラスフィラメントを数百本集束剤にて集束し、直径約３ｍｍのロービング状に形成したガラス繊維糸を断面三角形状に３本束にしたものを使用し、先端部の内径６ｍｍの挿入管を介して埋設した。
【０１０９】
また、前記ガラス繊維糸の埋設間隔は、横方向間隔５０ｍｍ、縦方向間隔６ｍｍである。
【０１１０】
一方、比較試料は、それぞれ
ガラス繊維糸を埋設していない木質合成板（他の条件は前記本願と同一である。）
３層の木板を貼合わせた合板Ａ（板厚１１．２ｍｍ）
５層の木板を貼合わせた合板Ｂ（板厚１１．６ｍｍ）
７層の木板を貼合わせた合板Ｃ（板厚１５．３ｍｍ）
に対して以下の試験を行った。
【０１１１】
（１）曲げ弾性率及び曲げ強度試験
試験条件      支点間隔；１００ｍｍ，    試験速度；５ｍｍ／ｍｉｎ
【０１１２】
【表１】
0003581180.tif 000002
【０１１３】
以上の比較例から、本願の補強樹脂合成板は、縦方向の曲げ弾性率で、他の試料より突出しており、また、縦方向の曲げ強度では合板Ａに劣るものの他の試料と比較して良好な値を測定することができた。
【０１１４】
また、横方向の曲げ弾性率及び曲げ強度において、合板Ａ及び合板Ｂより低い値であるが、合板Ｃと比較して高い数値を測定することができ、横方向の曲げ弾性率及び曲げ強度においてもある種の合板以上の高い数値を測定することができた。
【０１１５】
なお、表１からも明らかな通り、実施例の補強木質合成板は縦方向及び横方向のいずれの曲げ弾性率及び曲げ強度においても補強されていない木質合成板に比較して、高い数値を示していることが判る。
【０１１６】
（２）面衝撃試験
試験条件；  １０ｍ／ｓｅｃ
【０１１７】
【表２】
0003581180.tif 000003
【０１１８】
以上のことから、本願の補強木質合成板の面衝撃値は、合板Ａ、合板Ｂ、合板Ｃのいずれより高く、また補強されていない木質合成板に比較しても高い面衝撃値を示した。
【０１１９】
（３）硬度試験
試験条件      ロックウェル硬度の圧子；径１２．７００ｍｍの鋼球
試験荷重；６０ｋｇｆ
【０１２０】
【表３】
0003581180.tif 000004
【０１２１】
以上のことから、本願の補強木質合成板のロックウェル硬度は、合板Ａ、合板Ｂ、合板Ｃのいずれより高い値を示した。本願の補強木質合成板は合板Ａに対して約１．４倍、合板Ｂに対して約１．９３倍、合板Ｃに対して約３．３４倍という優れた硬さを有する。
【０１２２】
（４）含水性試験
試験条件  各試験片を純水に浸漬し、２５℃で２４時間放置後の質量変化率（＝含水率）を測定した。
【０１２３】
【表４】
0003581180.tif 000005
【０１２４】
以上のことから、本願の補強木質合成板の含水率は、合板Ａ、合板Ｂ、合板Ｃのいずれより極めて低い値を示した。含水率が大きい場合には、板の膨張、収縮の変化率が大きくなり、つまり湿度などの環境変化により板の寸法変化が大きくなり、板の割れや寸法の狂いが生じやすくなる要因になる。
【０１２５】
本願の補強木質合成板は、上記３種の合板のうちでも含水率が最も低い合板Ａに対してでさえ、１／１５３という極めて低い含水率を示していることから、湿度等の環境変化に左右されず寸法の安定性が極めて高いものである。
【０１２６】
（５）釘引き抜き強度試験
試験条件      試験速度；５ｍｍ／ｍｉｎ
【０１２７】
【表５】
0003581180.tif 000006
【０１２８】
以上のことから、本願の補強木質合成板の釘引き抜き強度は、合板Ａ及び合板Ｃのいずれより高い値を示した。一般的に木質合成板の釘引き抜き強度が低いことは木質合成板の特有の弱点である。釘の引き抜き強度は釘の周囲への板の組織の摩擦力が釘を引き抜くときの引き抜き強度となって表れると考えられ、木質合成板の場合は釘の引き抜き強度を弱める作用をする摩擦抵抗の小さい樹脂が含まれているので、摩擦抵抗の大きい木材板でなる合板の釘の引き抜き強度より低い値を示すことは当然考えられることである。しかし、本願の補強木質合成板は補強されていない木質合成板に比較して１．８９倍の強度を有するのみならず、合板Ｃの釘引き抜き強度の約１．３６倍の強度を有し、また、最も強度の高い合板Ａと比較しても、０．８３倍の強度を有するという良好な結果を得た。
【０１２９】
木質合成板の場合は個々の木粉間の密度を高くすることにより釘の引き抜き強度を高くすると考えられるが、本願の木質合成板は、個々の木粉間の密度が高いだけでなく、ガラス繊維糸を埋設しているので、このガラス繊維糸が埋設されている部分に釘が刺さった場合には、該ガラス繊維糸により釘が挟持されるので釘の引き抜き強度を高くすることができ、その結果、本願の補強木質合成板は、上記のように良好な結果を得られたと考えられる。
【０１３０】
（６）木ネジ試験
試験条件      試験速度；５ｍｍ／ｍｉｎ
【０１３１】
【表６】
0003581180.tif 000007
【０１３２】
以上のことから、本願の補強木質合成板の木ネジの引き抜き強度は、補強されていない木質合成板に比較して高い値を示したのみならず、合板Ａ、合板Ｂ、合板Ｃのいずれより高い値を示した。また、本願の補強木質合成板の木ネジの引っかけ強度は、縦方向および横方向のいずれにおいても合板Ａ、合板Ｂ、合板Ｃより高い値を示した。
【０１３３】
木ネジの引き抜き強度の場合は釘の引き抜き強度の場合のように釘の周囲への板の組織の摩擦力と異なり、板の組織の剪断力と関係があると考えられる。つまり、木質合成板の場合は、ネジ内に食い込んだ部分の板の組織と他の組織との密着性が木ネジの引く抜き強度の強さに反映すると考えられる。また、本願の補強樹脂合成板のように、ガラス繊維が埋設された樹脂合成板にあっては、木ネジの溝内にガラス繊維糸が食い込んで木ネジを引き抜き難いものにしていると考えられる。
【０１３４】
本発明の補強木質合成板は木粉が均一で高密度であるため個々の木粉間の密着性が強く、また、ガラス繊維糸を埋設してなるので、本願の補強木質合成板が示すように木ネジの引き抜き強度及び木ネジの引っかけ強度が各合板より高いという優れた結果を得た。
【０１３５】
以上の各試験の結果で示すように、本願の補強木質合成板は釘の引き抜き強度において、ある種の合板に劣るものの、曲げ弾性率、曲げ強度、面衝撃値、含水性、木ネジの引き抜き強度及び木ネジの引っかけ強度において、合板より優れた特性を示す良好なものである。
【０１３６】
４．その他の補強樹脂合成板の製造例
【０１３７】
【表７】
0003581180.tif 000008
【０１３８】
以上の製品としての合成板２９である補強樹脂合成板Ｗ：９１０ｍｍ、Ｈ：１３ｍｍを鋸盤により１８２０ｍｍ毎に切断したコクリートパネルとして用いる熱可塑性樹脂合成板を得た。なお、肉厚１０〜１２ｍｍ程度の熱可塑性樹脂合成板は、机やテーブル、食器棚等の家具材料、など他の用途にも使用される。
【０１３９】
なお、成形ダイ１０の高さを２０〜３０ｍｍとすることによって、肉厚２０〜３０ｍｍの熱可塑性樹脂合成板が成形され、この熱可塑性樹脂合成板はまな板や他の用途の板材として使用される。したがって、成形される熱可塑性樹脂合成板の肉厚は上記の実施例に限定されない。
【０１４０】
【表８】
0003581180.tif 000009
【０１４１】
以上の製品としての合成板２９である補強木質合成板Ｗ：９１０ｍｍ、Ｈ：１３ｍｍを鋸盤により１８２０ｍｍ毎に切断してベージュ色のコクリートパネルとして用いる木質合成板を得た。なお、肉厚１０〜１２ｍｍ程度の木質合成板は、机やテーブル、食器棚等の家具材料、など他の用途にも使用される。
【０１４２】
なお、成形ダイ１０の高さを２０〜３０ｍｍとすることによって、肉厚２０〜３０ｍｍの木質合成板が成形され、この木質合成板はまな板や他の用途の板材として使用される。したがって、成形される木質合成板の肉厚は上記の実施例に限定されない。
【０１４３】
【表９】
0003581180.tif 000010
【０１４４】
以上の製品としての合成板２９である補強木質合成板Ｗ：９１０ｍｍ、Ｈ：１３ｍｍをシャーリングにより１８２０ｍｍ毎に切断して補強樹脂合成板を得る。
【０１４５】
この補強樹脂合成板も各種建築材料、家具材料、機器のパーツ等として広範囲な使用目的に向けた素材となる。例えば、家屋の建築材として使用され、或いは約３００ｍｍの大きさに加工してフロアリングブロック等の床材として使用される。さらに、他の用途として、自動車の車内の内装材として、例えば、煽り板等として使用され、高級感を得るもことができる。
【０１４６】
【表１０】
0003581180.tif 000011
【０１４７】
以上の製品としての合成板２９である補強木質合成板Ｗ：５５０ｍｍ、Ｈ：１３ｍｍを鋸盤により１８２０ｍｍ毎に切断してベージュ色の補強樹脂合成板を得た。
【０１４８】
したがって、本発明の押出成形方法は、薄板から厚板に及ぶ広範囲な肉厚の補強樹脂合成板を成形可能であり、広範囲な使用目的に向けた素材が成形される。
【０１４９】
なお、本発明の押出成形方法により成形される木質合成板は高密度であり、かつ補強材による補強がなされているので、強度を損なうことなく多量の木粉を混入でき、木粉は熱可塑性樹脂より半値以下で遥かに安価であるため安価な木質合成板が成形される。また。多量の木粉を混入される木質合成板は天然の木材パネルに近い性質を有する優れた板材である。
【０１５０】
【発明の効果】
本発明の方法及び装置により補強材を埋設して所定の肉厚に成形することにより、また、押出し生地を成形室内で徐冷する際に、この押出し生地に押出し力に抗する抑制力を加えて押出し生地の密度を高くすることにより、補強材と樹脂との密着性を高くすることができ、強度の高い補強樹脂合成板を提供でき、しかも押出し生地に押出し力に抗する抑制力を加えているので、気泡、巣等の発生を防ぐことができ、均一で高密度の補強樹脂合成板を提供することかできた。
【０１５１】
成形ダイの成形室の内壁にフッ素系樹脂のシートを貼設し、又はフッ素樹脂をコーティングすることにより、フッ素樹脂は摩擦係数が小さいので、セルロース系破砕物と熱可塑性樹脂成形材との混練状態が良好な状態で流動するので、製品としての合成板である補強樹脂合成板の表面に肌あれが生ずることがなく、平滑な表面を有する補強脂合成板を成形できた。また、押出し生地内のセルロース系破砕物が円滑に流動することにより、均一、高密度の補強樹脂合成板を提供することができた。
【０１５２】
挿入管の先端部の内径を内部に挿通する補強材の外径と略同一に形成し、又は挿入管に補強材の引出しを許容し、押出し生地の逆流を防止する逆止弁を備えることによって、挿入管内への押出し生地の流入を防止することにより、挿入管の目詰まりを防止することができ、また、補強材を糸状、筒状、棒状等紐帯状の連続したものとすることにより、補強材を押出し生地中に連続して埋設することが容易となり、また、補強材を連続して埋設することにより、強度の高い補強樹脂合成板を提供することができた。さらに、挿入管は、挿入孔内を摺動可能に嵌挿されているので、外気温度の変化等に伴って、押出し生地の硬化開始点がずれた場合であっても、挿入管の先端位置を調整して押出し生地の硬化開始点に配置することができ、確実に押出し生地内に補強材を合成板中に埋設することができた。
【０１５３】
また、挿入孔及び挿入管を複数配置することで、１の合成板に同時に複数列の補強材を埋設することができ、強度の高い補強樹脂合成板を提供することができた。
【０１５４】
木質合成粉は、セルロース系破砕物と、熱可塑性樹脂成形材との馴染みが良好で、熱可塑性樹脂成形材がセルロース系破砕物の表面全体に付着して熱的、化学的に安定した木粉粒に固定化された状態を定常的に維持しうるように分散された木質合成粉が形成されるので、押出し成形時、押出し生地内のセルロース系破砕物の摩擦抵抗を減じることになり、セルロース系破砕物と熱可塑性樹脂成形材が良く分散した状態で混練され、良好な混練状態を保ちながら、押し出されるので、均一で高密度の木質合成板を得ることができた。
【０１５５】
本発明の補強樹脂合成板は、押出成形により所望の板厚の合成板を得ることができるので、コンクリートパネルや各種建材、自動車の内・外装品等、多種多様な目的、方法で使用することができる合成板を提供することができた。
【０１５６】
本発明の押出成形方法及び押出成形装置により成形される木質合成板は高密度であり、しかも補強材による補強がなされているので、強度を損なうことなく多量の木粉を混入でき、木粉は熱可塑性樹脂より半値以下で遥かに安価であるため安価な木質合成板が成形でき、また、多量の木粉を混入される木質合成板は天然の木材パネルに近い性質を有する優れた合成板を提供することができた。
【０１５７】
補強材は、合成板内に筋状に埋設されているので、合成板中からの補強材の除去が容易であり、この補強材の除去により本発明の方法及び装置により得られた合成板から熱可塑性樹脂を回収し、他の成品の原料として再利用可能とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の押出機の一部縦断面を示す正面図である。
【図２】本発明の実施例の成形ダイの金属板（下側）を省略した側面図である。
【図３】本発明の実施例の成形ダイの横断面図である。
【図４】本発明の実施例の成形ダイの金属板（上側）を省略した斜視図である。
【図５】本発明の実施例のブレーキ手段の要部断面を示す平面図である。
【図６】図８の矢視Ｎ−Ｎ線の縦断面図である。
【図７】図４の矢視Ｊ−Ｊ線の縦断面図である。
【図８】図４の矢視Ｋ−Ｋ線の縦断面図である。
【図９】本発明の実施例に使用するミキサー（流動混合混練手段）の要部断面を示す全体正面図である。
【図１０】本発明の実施例に使用するクーリングミキサー（冷却造粒手段）の要部断面を示す全体正面図である。
【図１１】本発明の実施例に使用するカッタミル（整粒手段）の要部断面を示す全体正面図である。
【符号の説明】
１０  成形ダイ
１２  導入室
１４  ヒータ
１６  スクリーン部
１７  アダプタ
１８  流入口
１９  押出ダイ
１１ａ    溶融部
２１ａ    徐冷部
２２  成形室
２３  ダイ出口
２４  シート（フッ素樹脂の）
２５  冷却管
２６    金属板（上側）
２７    金属板（下側）
２８    スペーサ
２９  合成板
３０  ブレーキ手段
３１  ピンチローラ
３１ａ  固定ピンチローラ
３１ｂ  自在ピンチローラ
３４ａ，３４ｂ  軸受
３６  軸受固定フレーム
４０    挿入管
４１    挿入孔
４５    補強材
７０  押出機
７１  スクリュー
７４  バレル
７５  バンドヒータ
７６  スクリーン
７９  押出し生地
８０  ミキサー（流動混合混練手段）
８１  ミキサー本体
８２  上蓋
８３  軸
８４  スクレイパー
８５，８６，８７  撹拌衝撃翼
８８  排出口
８９  蓋
９１  シリンダ
９２  締付ナット
９３  排出ダクト
９４  投入口
９５  ガス排出管
１００    クーリングミキサー（冷却造粒手段）
１０１    ミキサー本体
１０２    ジャケット
１０３    アーム
１０４    撹拌破砕翼
１０５    モータ
１０６    バルブ
１０７    排出口
１０８    給水管
１０９    排水管
１１１    モータ
１１２    減速装置
１１３    投入口
１１４    フレーム
１１５    パウダブレーキ
１１６，１１７    歯車
１１８    シリンダ
１１９    ガイド体
１２０  カッタミル（整粒手段）
１２１  カッタミル本体
１２２  蓋
１２３  投入口
１２４  カッタ支持体
１２５  回転刃
１２６  固定刃
１２７  投入室
１２８  整粒室
１２９  スクリーン
１３１  排出口
【図１】
0003581180.tif 000012
【図２】
0003581180.tif 000013
【図３】
0003581180.tif 000014
【図４】
0003581180.tif 000015
【図５】
0003581180.tif 000016
【図６】
0003581180.tif 000017
【図７】
0003581180.tif 000018
【図８】
0003581180.tif 000019
【図９】
0003581180.tif 000020
【図１０】
0003581180.tif 000021
【図１１】
0003581180.tif 000022