(57)【要約】【課題】流動性の小さい素材を用いてペレットを製造する際に、単位時間当たりのペレット生産量をさらに向上させ、より良質のペレットを大量生産可能とすることを課題とする。【解決手段】軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出す押出機構と、この押出機構から押し出された不定形の素材を粉砕する粉砕機構と、この粉砕機構にて粉砕された素材をペレット形状に成形する成形機構とを設けた。押出機構で押し出された不定形の素材が一旦粉砕されて成形機構に供給されるので、製造されるペレットをより均質にさせることができ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質にさせることの可能な良質のペレットを大量生産することができる。また、より容易に後成形の成形品を成形することが可能となる。さらに、単位時間当たりのペレット生産量をさらに増やすことが可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟化した所定の素材を押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す押出工程と、
上記押出機構から押し出された不定形の素材を少なくとも用いて粉砕する粉砕工程と、
この粉砕工程にて粉砕された素材を少なくとも用いてペレット形状に成形する成形工程とを備えることを特徴とするペレット製造方法。
【請求項２】
上記所定の素材を熱可塑性樹脂が含まれる素材とし、上記押出工程では上記所定の素材を素材加熱機構にて加熱して軟化させるとともに当該軟化した素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出すことを特徴とする請求項１に記載のペレット製造方法。
【請求項３】
上記所定の素材は、当該素材を試料としてＪＩＳ Ｋ７２１０（１９９９年改正後の規格）に準拠したメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）を、上記押出機構内で上記不定形の素材が押し出される出口の位置における素材の温度を試験温度とし、荷重を２．１６ｋｇとして測定したときに求められるＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下の素材とされていることを特徴とする請求項１または２に記載のペレット製造方法。
【請求項４】
上記押出工程では、上記押出機構内において上記不定形の素材が押し出される出口の位置における素材の排出圧力を５．０ＭＰａ以下として、上記軟化した所定の素材を上記押出機構にて不定形の状態で押し出すことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のペレット製造方法。
【請求項５】
上記粉砕工程では、上記不定形の素材を少なくとも用いて粒径が１ｍｍ以下となるように粉砕し、
上記成形工程では、上記粉砕工程にて粒径が１ｍｍ以下となるように粉砕された素材を少なくとも用いて、当該粉砕された素材の粒子よりも大きく、かつ、直径が１ｍｍ以上８ｍｍ以下、長さが１ｍｍ以上３０ｍｍ以下のペレット状に成形することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のペレット製造方法。
【請求項６】
軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出す押出機構と、
この押出機構から押し出された不定形の素材を少なくとも用いて粉砕する粉砕機構と、
この粉砕機構にて粉砕された素材を少なくとも用いてペレット形状に成形する成形機構とを具備することを特徴とするペレット製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出成形や骨材の原料等として利用されるペレットを製造するペレット製造方法およびペレット製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、押出成形機にて、熱可塑性樹脂を含む所定の素材を加熱し、熱可塑性樹脂を溶融させながら混合（以下、溶融混合とも記載）して押出成形（予備成形）することにより、プラスチック成形等の後成形（本成形）に用いられるペレットを製造している。後成形を行う際には、粒径が細かい粉体状の原料では、供給性が悪いととともに当該粉体状の原料が原料供給用のホッパ内で詰まってしまう等の問題があるため、一般的に、熱可塑性樹脂を含む所定の素材を一旦ペレット化し、形成されたペレットを後成形の原料として用いることが行われている。
ペレットの原料としては、廃材やフライアッシュや石英質系鉱物等を有効利用するため、廃材等の木質系材料を微粒化した材料と熱可塑性樹脂の組み合わせ、フライアッシュと熱可塑性樹脂の組み合わせ、石英質系鉱物と熱可塑性樹脂の組み合わせ、等が用いられている。木質系材料を使用したペレットの場合、例えば、混合撹拌翼を有するミキサーにて素材の粒子どうしを衝突させて発熱させることにより溶融混合させたり、押出機により素材を剪断混合させたりすることにより、良質のペレットを成形する。ここで、押出機には直径３〜５ｍｍ程度の押出口を多数有するダイを装着してあり、内部のスクリューを回転させながら軟化状態の素材をダイの押出口から略棒状に押し出し、カッターにより長さ３〜７ｍｍ程度に切断してペレット形状に成形している。
【０００３】
また、特許文献１記載の技術では、押出機構にて軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出し、押し出した素材を不定形のまま成形機用容器に導入し、導入した不定形の素材をペレット成形装置にてペレット形状に成形している。
さらに、特許文献２には、混練された混練物を押出機にてシート状又は複数の棒状、紐状、線状等の一次成形品に成形し、成形された一次成形品をコンベアにて冷却し、冷却された一次成形品を粉砕機にて粉砕してペレット状の加熱成形材料に造粒する処理装置が記載されている。ここで、特許文献２の段落００１８に記載されているように、篩い機構を通過する所定の粒子径未満のペレット状の加熱成形材料が貯蔵タンクに収容され、篩い機構を通過しない所定の粒子径以上の加熱成形材料は粉砕機にて再度粉砕される。従って、造粒された加熱成形材料は、粒径が１ｍｍ未満と細かい粒子を含む材料とされる。
【特許文献１】特開２００４−１７５０２号公報
【特許文献２】特開平１１−７６９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２記載の技術等、ダイやノズルを出口部に取り付けた押出機を用いる技術では、素材中の熱可塑性樹脂の含有割合が少ないと、熱可塑性樹脂を溶融させても素材の流動性が小さいために押出にかかる負荷が大きく成形圧力が高くなるため、成形速度を上げることが困難となり、結果的に押出機の回転数が制限されてダイからの押出流量を増やすことができず、ペレットの大量生産を行うことができなかった。特に、押出機から押し出される出口の位置における素材の温度を試験温度とし、荷重を２．１６ｋｇとして、当該素材を試料としてＪＩＳ Ｋ７２１０（１９９９年改正後の規格）に準拠したメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）を測定したときに求められるＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下と流動性の小さい素材については、素材の排出圧力が高くなりすぎて、押し出すことが困難となり、この排出圧力が２５ＭＰａ以上となる素材では、押出機の動作を停止させる必要があるため、ペレットを製造することが不可能であった。
また、特許文献１記載の技術では、流動性の小さい素材であっても、ペレットを大量生産することが可能となるものの、製造されるペレットをより均質にさせ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質にしたり、当該ペレットを原料としてプラスチックの押出成形や射出成形等の後成形を行うときに崩れやすくさせて分散性に優れたペレットが望まれていた。
さらに、特許文献２記載の技術では、ノズルで一旦シート状又は複数の棒状、紐状、線状の一次成形品に成形するため、流動性の小さい素材ではノズル内における素材の排出圧力が高くなりすぎ、十分に押し出すことが困難になってしまうという問題がある。また、造粒された加熱成形材料が細かい粒子を含むため、プラスチック成形等の後成形を行う際、加熱成形材料が原料供給用ホッパ内で詰まる等するため、混練段階で原料を均質に混練するのが容易ではない。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、流動性の小さい素材を用いてペレットを製造する際に、単位時間当たりのペレット生産量をさらに向上させ、より良質のペレットを大量生産可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のペレット製造方法は、軟化した所定の素材を押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す押出工程と、上記押出機構から押し出された不定形の素材を少なくとも用いて粉砕する粉砕工程と、この粉砕工程にて粉砕された素材を少なくとも用いてペレット形状に成形する成形工程とを備えることを特徴とする。
また、本発明のペレット製造装置は、軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出す押出機構と、この押出機構から押し出された不定形の素材を少なくとも用いて粉砕する粉砕機構と、この粉砕機構にて粉砕された素材を少なくとも用いてペレット形状に成形する成形機構とを具備する構成としてある。
このように、押出機構が素材を不定形の状態で押し出して粉砕機構に供給すれば、素材の押出流量は制限されない。従って、流動性の小さい素材であっても、ペレットを大量生産することが可能である。ここで、押出機構で押し出された不定形の素材は、粉砕工程により一旦粉砕されて成形機構に供給されるので、より均質化された状態で素材をペレット形状に成形することができる。これにより、製造されるペレットをより均質にさせることができ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質にさせることの可能な良質のペレットを大量生産することができる。また、粉砕することによりペレット形状に成形する成形工程における加熱を抑えることができ、製造されたペレットを原料としてプラスチック成形等の後成形を行う時に崩れやすくなって分散性が向上し、より均質な成形品等を生産することが可能となる。さらに、不定形の素材を粉砕することによってペレットの成形が容易となり、単位時間当たりのペレット生産量を増やすことが可能となる。
【０００６】
なお、軟化した素材を混合して押し出す押出工程を行わずに粉砕してペレット形状に成形すると、素材全体がなじまずにペレット化されるため、ペレット自体が均質ではなくなり、結果としてそれを使用して成形した成形品等の均質化の点で問題が残ってしまう。本発明では、軟化した素材を混合して押し出した後に粉砕してペレット形状に成形しているので、素材全体が良くなじんだ後にペレット化され、均質なペレットを製造することができ、結果としてそれを使用して成形した成形品等を均質にすることが可能となる。
【０００７】
また、上記所定の素材が少なくとも充てん材（フィラー）と当該充てん材と等重量以下の流動状態の樹脂とを含む場合、当該素材を混合して押し出すことを行わずに粉砕してペレット形状に成形すると、高充填量の充てん材に樹脂がなじまずにペレット化されるため、充てん材と樹脂とがばらばらに崩れて粉体状になりやすい。流動状態の樹脂と充てん材とを軟化した素材として混合して押し出した後に粉砕してペレット形状に成形すると、充てん材に樹脂が良くなじんだ後にペレット化される。従って、高充填量の充てん材が配合されて成形されたペレットを原料とした後成形を行ったときに原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく混練段階で崩れて分散し、混練段階で容易に原料を均質に混練することができる。
さらに、不定形の素材を一旦粉砕するので、粉砕された素材に対して爆砕木粉等の粉状の機能性素材を容易に混合してペレット化することがすることができ、当該機能性素材による機能が付与されたペレットを容易に得ることが可能となる。また、不定形の素材に対して粉状の機能性素材を添加した後に粉砕し、粉砕した素材をペレット形状に形成しても、当該機能性素材による機能が付与されたペレットを容易に得ることが可能となる。従って、不定形の素材を少なくとも用いて粉砕する粉砕工程には、不定形の素材のみを粉砕する工程の他、不定形の素材に第二の素材を添加して粉砕する工程も含まれる。また、粉砕された素材を少なくとも用いてペレット形状に成形する成形工程には、粉砕された素材のみをペレット形状に成形する工程の他、粉砕された素材に第三の素材を添加してペレット形状に成形する工程も含まれる。
【０００８】
ここで、押出機構は、混合した所定の素材を不定形の状態で押し出すことができればよく、その手法は特に限定されない。例えば、軸方向に沿って複数フライトの螺旋状ネジ山が形成されたスクリューを備えさせ、当該スクリューを回転させて素材を移動させつつ混合して不定形の状態で押し出すことができる。
流動状態の樹脂は、例えば、加熱軟化した熱可塑性樹脂、液状の熱硬化性樹脂、等が考えられる。上記所定の素材には熱可塑性樹脂が含まれる場合、上記押出機構は上記所定の素材を加熱する素材加熱機構を備える構成としてもよい。すなわち、素材加熱機構にて素材を加熱することにより軟化させることができる。
【０００９】
上記所定の素材は、様々なものが考えられる。その一例として、上記所定の素材は、溶融可能な樹脂と微粒状の木質系材料とを少なくとも含む構成としてもよい。すなわち、樹脂が溶融状態になると素材は軟化状態となり、溶融状態の樹脂と微粒状の木質系材料とが混合されて不定形の状態で押し出される。ここで、溶融状態の樹脂は、木質系材料に滲み込みながら付着する。すると、木質系材料に樹脂が良くなじんだ後にペレット化され、成形されたペレットを原料とした後成形を行ったときに原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく熱を加えた混練段階で崩れ、混練段階で容易に原料を均質に混練することができる。また、コンクリート等の軽量化を図るための軽量骨材等として使用することができる。なお、木質系材料と、同木質系材料と等重量以下の溶融可能な樹脂とを混合させると流動性が小さい素材となるが、上述した構成によりペレットを量産することが可能である。
ここで、木質系材料は、木粉，木毛，木片，木質繊維，木質パルプ，木質繊維束，等、さまざまなものを採用可能であるし、竹繊維，麻繊維，バカス，モミガラ，稲わら等セルロースを主成分とする材料を混合したものでもよい。
【００１０】
また、木質系材料は、微粒状とされていればよく、粉末状であっても本発明にいう微粒状に含まれる。なお、木質系材料の粒度を調整することによって、ペレットの強度を調整することができる。
木材は家具工場や建築現場等あらゆる場面で常用されており、これらの場面で木材の切り屑が発生すればこのような切り屑を集めれば本発明における木質系材料として使用することができる。また、木材本体を家具や建築用材等の原料にした後には多量の廃材が発生するので、このような廃材を粉砕すればよい。さらに、家具や建築用材が廃棄されたときには当該廃棄物を粉砕すればよい。このような構成によればペレットのコストが非常に低くなり、また、ゴミを低減することに大きく寄与することができるし、廃棄物リサイクルを促進することもできる。
さらに、所定の素材は、上記木質系材料と溶融可能な樹脂のみから構成されてもよいし、これら以外の第三の材料が添加されて構成されてもよい。充てん材には、上記木質系材料以外の材料が含まれていてもよい。
むろん、所定の素材としては、木質系材料以外にも、微粒状の多孔質無機材料等の種々の微粒状の無機材料、ＦＲＰの廃材、熱硬化性樹脂成形体の廃材や粉末、等、様々なものを採用可能である。微粒状の多孔質無機材料としては、微粒状のフライアッシュ、微粒状の石英質系鉱物、等が考えられる。充てん材には、無機材料以外の材料が含まれていてもよい。
【００１１】
上記粉砕機構は、上記押出機構から押し出された素材を不定形のまま導入する不定形素材導入部を備え、この不定形素材導入部に導入された不定形の素材を粉砕する構成としてもよい。すなわち、押出機構から不定形の状態で押し出された素材が一旦不定形素材導入部に導入され、この不定形素材導入部に導入された不定形の素材が粉砕されるので、素材のロスが少なくなる。なお、不定形素材導入部にベルトコンベアと粉砕機用ホッパとを設け、押出機構から押し出された不定形の素材をベルトコンベアに載置して粉砕機用ホッパまで移送し、当該粉砕機用ホッパ内で不定形の素材を粉砕してもよい。
【００１２】
ここで、簡易な構成として、上記粉砕機構は、上記不定形素材導入部に導入された不定形の素材を回転動により粉砕する回転刃を備える構成としてもよい。特に木質系材料を主成分とする素材（例えば木質系材料と当該木質系材料と等重量以下の溶融可能な樹脂）からペレットを製造する場合、容易に不定形の素材を粉砕することができるので、好適な構成となる。
【００１３】
また、別の簡易な構成として、上記粉砕機構は、上記不定形素材導入部に上記不定形の素材を載置する載置テーブルと当該載置テーブル上を転動可能な粉砕ローラとを備え、同不定形素材導入部に導入された不定形の素材を同載置テーブル上と同粉砕ローラ周面との間で粉砕する構成としてもよい。特に硬質であるフライアッシュや石英質系鉱物を主成分とする素材（例えば、フライアッシュと石英質系鉱物の少なくとも一方からなる充てん材と、当該充てん材と等重量以下の溶融可能な樹脂）からペレットを製造する場合、容易に不定形の素材を粉砕することができるので、好適な構成となる。
【００１４】
上記成形機構の一例として、上記成形機構は、押出口が設けられるとともに上記粉砕機構にて粉砕された素材を導入する粉砕素材導入部を備え、この粉砕素材導入部に導入された粉砕後の素材を同押出口から同粉砕素材導入部外に押し出して切断することによりペレット形状に成形する構成としてもよい。すなわち、粉砕された素材は粉砕素材導入部に収容され、粉砕素材導入部に設けられた押出口から同粉砕素材導入部外に押し出され、切断されて、ペレット形状に成形される。
簡易な構造の具体例として、上記成形機構は、底部に複数の貫通穴が設けられるとともに上記粉砕機構にて粉砕された素材を収容する成形機用容器を粉砕素材導入部として備え、この成形機用容器に収容された粉砕後の素材を同貫通穴に押し込むとともに同貫通穴から同成形機用容器外に押し出される棒状の素材を切断することによりペレット形状に成形する構成としてもよい。この場合、上記成形機構は、上記成形機用容器内に設けられて当該成形機用容器内の粉砕後の素材を上記貫通穴の一方の開口から押し込み可能な押し込みローラと、上記貫通穴の他方の開口から押し出される棒状の素材を切断可能なカッタとを備える構成としてもよい。
【００１５】
また、別の簡易な構造の具体例として、上記成形機構は、上記粉砕機構にて粉砕された素材を収容するホッパを粉砕素材導入部として備え、このホッパに収容された粉砕後の素材を平板状に圧延して細断することによりペレット形状に成形する構成としてもよい。この場合、上記成形機構は、上記不定形の素材を略平板状に圧延可能な圧延ロールと、同圧延ロールにて圧延された略平板状の素材を細断するシュレッダとを備える構成としてもよい。
【００１６】
なお、ペレット形状に成形した素材を硬化させる硬化機構を付加してもよい。成形した素材を硬化させる手法は様々考えられ、冷却して固化させてもよいし、化学反応により硬化させてもよく、これらの場合のいずれも上記硬化に含まれる。
なお、所定の素材に熱可塑性樹脂を含める構成は一例にすぎず、フェノール樹脂，ユリア樹脂，メラミン樹脂，不飽和ポリエステル樹脂，エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等を用いることも可能である。
【００１７】
ところで、上記押出機構内で不定形の素材が押し出される出口の位置においてＪＩＳ Ｋ７２１０（１９９９年改正後の規格。以下、同じ）に準拠して求められるＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下となる素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出し、同押出機構から押し出された不定形の素材を少なくとも用いて粉砕し、粉砕した素材を少なくとも用いてペレット形状に成形してもよい。ペレット成形用のダイを出口部に取り付けた押出機構では、ＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下の素材を押し出そうとすると、素材の排出圧力が高くなりすぎる。本ペレット製造方法では、押出機構の出口部にペレット成形用のダイを取り付けていないので、素材の排出圧力が過度に高くなることもなくて、スクリューの回転数が制限されず、単位時間あたりのペレットの生産量を増やすことが可能となる。
また、上記押出工程では、上記押出機構内において上記不定形の素材が押し出される出口の位置における素材の排出圧力を５．０ＭＰａ以下、より好ましくは３．０ＭＰａ以下、さらに好ましくは１．０ＭＰａ以下として、上記軟化した所定の素材を上記押出機構にて不定形の状態で押し出してもよい。すると、不定形の素材を円滑に押し出すことができるので、ペレットを大量生産することができる。
さらに、上記不定形の素材を少なくとも用いて粒径が１ｍｍ以下となるように粉砕し、上記粉砕工程にて粒径が１ｍｍ以下となるように粉砕された素材を少なくとも用いて、当該粉砕された素材の粒子よりも大きく、かつ、直径が１ｍｍ以上８ｍｍ以下（より好ましくは３ｍｍ以上５ｍｍ以下）、長さが１ｍｍ以上３０ｍｍ以下（より好ましくは３ｍｍ以上７ｍｍ以下）のペレット形状に成形してもよい。押出機構で押し出された不定形の素材が粒径１ｍｍ以下と細かく粉砕されるので、より均質化された状態で素材をペレット状に成形することができ、良質のペレットが得られる。また、ペレットの大きさが粉砕後の素材の粒子よりも大きくて適度な大きさにされるので、後成形を行う際、ペレットが原料供給用ホッパ内で詰まる等せず、混練段階で原料を均質に混練するのが容易となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、請求項１、請求項６にかかる発明によれば、流動性の小さい素材を用いてペレットを製造する際に、単位時間当たりのペレット生産量を向上させることができるとともに、製造されるペレットをより均質にさせ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質にさせたり、当該ペレットを原料としたプラスチック成形等の後成形時にペレットをより崩れやすくさせて後成形の成形品をより容易に成形させたりする良質のペレットを製造することが可能となる。
請求項２にかかる発明では、素材を加熱軟化させることができるので、利便性を向上させることができる。
【００１９】
請求項３にかかる発明では、ペレット成形用のダイを押出機構の出口部に取り付けたペレット製造装置では排出圧力が高くなりすぎて押し出すことが困難な素材を用いてペレットを製造することができる。
請求項４にかかる発明では、より効率的にペレットを大量生産することが可能となる。
請求項５にかかる発明では、製造されるペレットをより均質化させるとともに、当該ペレットを原料とした後成形の混練段階で原料を均質に混練するのが容易となり、より良質のペレットを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）ペレット製造方法の概略およびペレットの用途：
（２）ペレット製造装置の構成：
（３）ペレット製造装置の動作およびペレット製造方法の作用：
（４）各種変形例：
（５）第二の実施形態：
（６）実施例：
（７）まとめ：
【００２１】
（１）ペレット製造方法の概略およびペレットの用途：
図１は、本発明の第一の実施形態にかかるペレット製造装置を使用してペレットを予備成形し、当該ペレットを原料として押出成形の本成形（後成形）の成形品を製造する概略を流れ図により示している。本実施形態では、微粒状の木質系材料Ａ２と、熱可塑性樹脂（溶融可能な樹脂）Ａ３とを所定の素材として、ペレットを製造する。
種々の工場等で発生する廃材Ａ１を粉砕して微粒状の木質系材料Ａ２を得る態様が、本発明の好適な実施形態である。木質系材料Ａ２の粒径は種々の径が採用可能であるが、後述するように不定形の素材を粒径１ｍｍ以下に粉砕するため、木質系材料Ａ２の粒径も１ｍｍ以下とすると好適である。
【００２２】
熱可塑性樹脂Ａ３としては、種々の樹脂を採用可能であり、例えば、ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリスチレン，ポリメチルメタアクリレート，塩化ビニル，ポリアミド（ナイロン），ポリカーボネート，ポリアセタール，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンテレフタレート等を使用可能である。むろん、これらの樹脂を複数組み合わせて使用してもよい。また、ペレット製造装置Ａ４に投入する際には、固形の原反として投入してもよいし、溶融された状態にして投入してもよい。
【００２３】
上述したいずれかの樹脂のみを上記熱可塑性樹脂Ａ３とすることによりペレットを製造することができるが、上記樹脂のいずれかを選択して熱可塑性樹脂Ａ３の主成分とするとともに、樹脂に親水基を付与するマレイン酸（所定の酸）を用いて選択された樹脂を変性したものを熱可塑性樹脂Ａ３の副成分としてもよい。むろん、熱可塑性樹脂を変性させる酸はフマル酸等でもよく、主成分とは異なる樹脂を変性したものを熱可塑性樹脂Ａ３の副成分としてもよい。さらに、熱可塑性樹脂を酸により変性した樹脂も通常熱可塑性樹脂であるため、変性した樹脂のみを上記熱可塑性樹脂Ａ３として使用してもよい。
変性した樹脂を製造するには、例えば付加重合前の原料にマレイン酸を添加して付加重合を行えばよい。すると、付加重合後の高分子には、親水基の一つであるカルボキシル基が付加される。従って、熱可塑性樹脂Ａ３に含まれる変性した樹脂は、木質系材料Ａ２とのなじみが良くなっている。
【００２４】
木質系材料Ａ２と熱可塑性樹脂Ａ３との配合割合は、ペレットの用途に応じて適宜決定可能である。一般に、木質系材料が多いと温度変化による変形は少なく、木質感が向上する。ここで、木質系材料がリッチな素材である場合、加熱により軟化されても素材は流動性が小さいが、後述する作用によりペレットを大量生産することが可能である。一方、熱可塑性樹脂が多いと、加熱軟化した素材の流動性は大きく、製造されたペレットは強度を意味する機械的性能が大きくなり、耐水性が向上する。両者の重量割合は、ペレットに要求される性質に応じて適宜好ましい比率を選択可能である。
【００２５】
本実施形態では、木質系材料Ａ２と、同木質系材料Ａ２と等重量以下の熱可塑性樹脂Ａ３とを、同熱可塑性樹脂Ａ３を溶融させながら所定の押出機構にて混合して成形することなく不定形の状態で押し出す押出工程の後、押し出した不定形の素材を少なくとも用いて所定の粉砕機構にて粉砕する粉砕工程を経て、粉砕した素材を少なくとも用いて所定の成形機構にて成形する成形工程を行う。ペレットに靱性を与え、ビス等の加工を可能にするための好ましい配合割合は、木質系材料Ａ２が７０〜９９．９重量％であり、熱可塑性樹脂Ａ３（例えば付加重合前のプリプロピレン用原料にマレイン酸を添加して付加重合させて変性させたポリプロピレンを添加したポリプロピレン）が０．１〜３０重量％である。木質系材料を７０重量％以上にするのは好適な靱性を得るためであり、熱可塑性樹脂を０．１質量％以上にするのは木質系材料同士を結合させて固まらせるためである。
【００２６】
ペレット製造装置Ａ４に木質系材料Ａ２と熱可塑性樹脂Ａ３とからなる素材が投入されると、同装置Ａ４にて、素材を加熱して軟化させ、軟化した素材を混合しながら不定形の状態で押し出し、その後不定形の素材を少なくとも含む素材を粉砕機に導入して粉砕し、粉砕した素材を少なくとも含む素材を成形機に導入してペレット形状に成形して固化させ、ペレットＡ５を製造する。
素材を粉砕する際、不定形の素材の他に第二の素材も粉砕機に導入してもよい。この第二の素材には、粉状の熱硬化性樹脂、粉状の発泡剤、乾燥爆砕木粉、等の機能性素材を用いることができる。すると、不定形の素材を押し出すときの熱等の条件が第二の素材に加わらないので、第二の素材による機能が付与されたペレットを容易に得ることができる。ペレット中における第二の素材の配合量は、軟化した所定の素材の物理的性質、化学的性質を十分に残す観点からは、不定形の素材と等重量以下とすればよい。
また、ペレット形状に成形する際、粉砕された素材の他に粉状または繊維状の第三の素材も成形機に導入してもよい。この第三の素材には、粉状の熱硬化性樹脂、粉状の発泡剤、乾燥爆砕木粉、樹脂繊維等の繊維素材、等の機能性素材を用いることができる。すると、不定形の素材を押し出すときの熱等の条件や素材を粉砕するときの剪断力等の条件が第三の素材に加わらないので、第三の素材による機能が付与されたペレットを容易に得ることができる。ペレット中における第三の素材の配合量は、軟化した所定の素材の物理的性質、化学的性質を十分に残す観点からは、粉砕された素材と等重量以下とすればよい。
なお、上述したいずれかの段階で粉状の熱硬化性樹脂を添加すると、熱硬化性樹脂の物性が残された新規なペレットが形成され、熱硬化性樹脂を有する素材から押出成形や射出成形やブロー成形等の後成形を行うことが可能となる。従って、当該ペレットを原料としてプラスチック成形等の後成形を行うと、この段階で熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とが互いになじんだ新規のポリマーブレンドを有する成形品が得られ、強度が向上する等の効果が得られる。また、上述したいずれかの段階で粉状の発泡剤を添加すると、発泡剤の物性が残された新規なペレットが形成され、当該ペレットを原料として押出成形や射出成形やブロー成形等の後成形を行うと素材が発泡しながら成形され、発泡成形品が形成される。従って、後成形時に取り扱いに注意を要する粉状の発泡剤を添加する必要がなくなり、良質の発泡成形品を量産することが可能になる。さらに、上述したいずれかの段階で乾燥爆砕木粉を添加すると、熱により反応及び分解されてしまうリグニン分解物や多糖類がペレット中に残存して熱硬化性樹脂と同様の機能を発揮するとともに、熱により変性してしまうフルフラール等がペレット中に残存して接着剤の機能を発揮する。従って、後成形の成形性が向上したり、後成形品の強度を向上させたりする等の効果が得られる。
むろん、不定形の素材に第二の素材を添加して粉砕し、粉砕後の素材に粉状または繊維状の第三の素材を添加してペレット化してもよい。この場合、軟化した所定の素材の物理的性質、化学的性質を十分に残す観点からは、第二の素材と第三の素材の配合量の合計は、上記所定の素材と等重量以下とすればよい。
【００２７】
上述した態様では熱可塑性樹脂Ａ３を木質系材料Ａ２との結合材料として使用していたが、液状（流動状態）の熱硬化性樹脂や接着剤やその他の有機高分子化合物等を結合材料としてもよい。
上記ペレットＡ５は、本成形の原料として押出成形装置Ａ６のホッパＡ７に投入され、適宜熱可塑性樹脂等も本成形の原料として投入されて、加熱機付き押出機Ａ８にて加熱されながら混練されて軟化される。ペレットＡ５は、加熱されて混練されることにより、崩れて分散し、均質に混合される。混練された原料は、所定形状のダイから押し出されて切断機Ａ９にて切断される。その結果、本成形の成形品Ａ１０が得られる。
なお、ペレットＡ５は、建築用材に配合してもよい。建築用材はセメントを主成分としており、砂利の代替材としてペレットを使用することができる。例えば、上記ペレットＡ５、セメント原料粉、水を撹拌容器内に投入して撹拌し、所定の形状を有する建築用材の雌型に流し込むと、時間の経過とともに硬化して建築用材となり、種々の建築物に使用することができる。むろん、砂利等を配合してもよい。
【００２８】
（２）ペレット製造装置の構成：
図２はペレット製造装置の一実施形態の外観側面図であり、図３は当該ペレット製造装置の外観上面図である。ペレット製造装置１０は、概略、材料供給装置１１、素材搬送装置１２、素材加熱装置１３、ペレット成形装置２０、選別搬送装置１４、制御盤１５を備えている。
【００２９】
材料供給装置１１は、中空の略円筒形状に形成され、上面に開口部１１ａ１を備えたホッパ装置１１ａを有し、微粒状の木質系材料Ａ２と、断片形状に粉砕された熱可塑性樹脂Ａ３とからなる所定の素材を開口部１１ａ１から投入してホッパ装置１１ａに収容するようになっている。ホッパ装置１１ａの内部には、撹拌翼１１ａ２と、この撹拌翼１１ａ２が接続されている撹拌翼接続円板１１ａ３とが配置されており、この撹拌翼接続円板１１ａ３はベルト１１ａ４を介して撹拌翼駆動モータ１１ａ５に接続されている。このモータ１１ａ５の駆動がベルト１１ａ４を介して円板１１ａ３に伝達され、これにより円板１１ａ３と撹拌翼１１ａ２が回転駆動する。これによって、ホッパ装置１１ａの内部に収容された素材は粒状のまま撹拌されつつ混合される。混合された素材は、混合材料供給口１１ａ６から次工程の装置である素材搬送装置１２に供給される。
【００３０】
素材搬送装置１２は、混合材料流入口１２ａにおいて材料供給装置の混合材料供給口１１ａ６と接続し、この混合材料供給口１２ａにて混合材料供給口１１ａ６より混合された素材の供給を受ける。ここで、略円筒形状の中空管１２ｂの内部には、一部（図２、図３の右側）がペレット成形装置２０内に挿入されたスクリュー軸１２ｃが配設されている。このスクリュー軸１２ｃには、軸方向に沿って複数フライトの螺旋状ネジ山が形成され、スクリューとされている。
【００３１】
このとき、混合材料流入口１２ａにて供給を受けた素材は、中空管１２ｂとスクリュー軸１２ｃとスクリューのネジ山にて形成される空間に収容される。このスクリュー軸１２ｃは、ギア部１２ｄを介してスクリュー軸駆動モータ１２ｅに接続されている。このモータ１２ｅを駆動してスクリューを回転動作させると、上記中空管１２ｂとスクリュー軸１２ｃとスクリューのネジ山にて形成される空間に収容された素材は、この回転動作によって形成される所定の押出速度に基づいて、混合されながら混合材料流入口１２ａから流動体流出口１２ｆに向かって押し出される。
【００３２】
混合材料流入口１２ａから供給された素材は、素材搬送装置１２に併設されている素材加熱装置１３によって加熱され、熱可塑性樹脂が溶融して素材は軟化する。従って、スクリューの回転動作によって押し出される素材は、軟化状態で流動体流出口１２ｆに押し出される。素材加熱装置１３は、概略、複数のヒータ部１３ａと、これらのヒータ部１３ａに対応した複数のブロア部１３ｂとを備えている。ヒータ部１３ａは発熱体を有しており、この発熱体により高温とされた空気をブロア部１３ｂにて中空管１２ｂに吹き付けることにより、中空管１２ｂ内の素材を加熱する。すなわち、素材加熱装置１３は、素材を加熱して軟化させる素材加熱機構を構成する。
【００３３】
ここで、ヒータ部は熱可塑性樹脂を溶融させる温度に上昇させることができればよく、熱可塑性樹脂の種類に応じてヒータの加熱能力を決定すればよい。原料の温度が熱可塑性樹脂の融点よりも高く、木質系材料が炭化しないようにヒータ部の加熱を設定すると、木質系材料を炭化させずに両者を溶融混合することができる。
なお、素材搬送装置１２が素材を搬送する能力は、軟化された素材の粘度等の性質に応じて決定すればよい。また、素材搬送装置にて素材がよく溶融混合されると、木質系材料を使用した良質のペレットを製造することができる。
【００３４】
軟化状態の素材は、流動体流出口１２ｆからペレット成形装置２０に押し込まれる。そして、同素材は不定形の状態で押し出され、不定形のまま導入部に導入され、ペレット形状に成形されて、冷却槽４０にて冷却される。同ペレット成形装置２０の詳細は、後述する。
【００３５】
固化されたペレットは、ペレット流入口１４ａから選別搬送装置１４に流入する。選別搬送装置１４は、径１〜４ｍｍ、より好ましくは径２〜３ｍｍの略円形状の小穴が多数形成された選別搬送網、搬送網振動モータ、ペレット収容部を有している。ペレットは、順次選別搬送網に投入され、搬送網振動モータによって選別搬送網が振動することにより同選別搬送網の小穴にて大きさが選別される。そして、選別搬送網上に残存するペレットは、同選別搬送網上をペレット回収部に向かって移動していき、図示しないサイクロンによってペレット収容部に収容されることになる。また、選別搬送網から落下したペレットは、回収されて再利用される。
【００３６】
制御盤１５は、複数の操作ボタンと、本ペレット製造装置１０の運転条件の設定や運転状態をモニタリングする操作ディスプレイとが前面に配置されている。本装置１０の操作者は、この制御盤１５を使用して各種操作を行う。
【００３７】
図４はペレット成形装置２０の要部の斜視図であり、図５と図６は図３のＢ方向から見て示した垂直断面図である。なお、図５においてスクリュー軸１２ｃとスクリューのネジ山については側面視して示している。以下、図５と図６を基準とした上下左右の関係により各部材の配置を説明する。
ペレット成形装置２０は、軟化状態の素材の押出方向を軸とした円筒形状の金属製外筒部２１、同外筒部２１の素材出口側（図の右側）の端部に取り付けられた金属製部材とされた出口部２２、同出口部２２の下側において開口３１ａを上側に向けて設置されて押し出される不定形の素材Ｍ１を導入する不定形素材導入部３１が設けられた粉砕機（粉砕機構）３０、同粉砕機３０にて粉砕された素材Ｍ２を導入する粉砕素材導入部２４が形成された成形機用容器２３、同成形機用容器２３内に設けられた二つの押し込みローラ２５，２５、成形機用容器２３の下側にて回転可能に取り付けられた金属製ダイフェースカッタ部２６、同ダイフェースカッタ部２６を回転駆動する電動モータ２７、等を備えている。
【００３８】
外筒部２１の左側には、素材流入口２１ａが設けられており、軟化状態の素材は素材搬送装置１２から素材流入口２１ａに流入するようになっている。本実施形態では、外筒部２１内にスクリュー１２ｇの先端部（左端部）が挿入されており、外筒部２１内に搬送された軟化状態の素材は同スクリュー１２ｇの回転動作により混合されながら右方向に押されるようになっている。そして、出口部２２から左側に押し出され、不定形の素材Ｍ１として金属製の粉砕機用ホッパ３２内に落下するようになっている。
出口部２２には、成形用のダイではなく、製造されるペレットよりもはるかに径の大きい単一の開口２２ａが形成されており、軟化して混合された素材は同開口２２ａを貫通して成形されることなく不定形の状態で押し出される。
このように、素材搬送装置１２、外筒部２１、出口部２２は、軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出す押出機構を構成する。
【００３９】
従来は上記出口部２２の代わりにペレットと略同じ径とされた貫通穴が多数形成されたダイを外筒部２１の右端部に取り付けていた。しかし、熱可塑性樹脂の配合割合が小さい素材では熱可塑性樹脂を溶融させても素材の流動性が小さいため、ダイの部分で大きな抵抗が生じ、スクリュー１２ｇの回転速度も制限されて素材の押出流量は少なく、ペレットを大量生産することができなかった。本実施形態ではこのようなダイを外筒部２１に取り付けておらず、出口部２２では大きな抵抗が生じないため、スクリュー１２ｇの回転速度が制限されず素材の押出流量を大きくすることができる。
なお、素材の流動性は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に規定されたＭＦＲ（メルトマスフローレイト。単にメルトフローレイトともいう）に準拠して単位時間当たりにメルトフローレイト測定装置から押し出される素材の質量を測定することにより求められる流量（単位：ｇ／１０ｍｉｎ）で表すことができる。この流量がＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して求められるＭＦＲであり、以下、この流量を単にＭＦＲとも呼ぶことにする。
通常、微粒状の木質系材料と熱可塑性樹脂の配合比が重量比で７０〜９９．９：０．１〜３０と木質系材料の多い素材は、当該素材を試料として、押出機構内で不定形の素材が押し出される出口の位置（図５のＰ１）における素材の温度を試験温度θ（℃）とし、荷重Ｍnomを２．１６ｋｇとして、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠したＭＦＲを測定すると、求められるＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下となる。ＭＦＲが小さいほど試料の流動性が小さいため、木質系材料の多い素材は流動性が小さいことになる。例えば、ＭＦＲが５０ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン（熱可塑性樹脂）を８０重量％、粒径１ｍｍ以下の微粒状の木粉を２０重量％配合した素材では、押出機構の出口の素材温度１８０℃を試験温度θとし、荷重Ｍnomを２．１６ｋｇとしてＭＦＲを測定すると、ＭＦＲは０．０ｇ／１０ｍｉｎとなるか、或いは測定することができなくなってしまう。
流動性の小さい素材については、ペレット成形用のダイ（押出口が直径１〜８ｍｍ）を外筒部の端部に取り付けた押出成形機における素材の排出圧力Ｐｅ（上記出口の位置Ｐ１に相当する位置における素材の圧力）が大きくなりすぎ、押し出すことが困難となって、ペレットを大量生産することができない。なお、排出圧力Ｐｅは、押出成形機内において上記出口の位置Ｐ１に相当する位置に圧力計の検出部を挿入して測定することができる。特に、排出圧力Ｐｅが２５．０ＭＰａ以上となる流動性の低い素材では、ペレット成形用のダイを装着した押出成形機では機械の耐久性の観点からペレットの成形を行っていない。通常、微粒状の木質系材料と熱可塑性樹脂の配合比が重量比で７０〜９９．９：０．１〜３０である素材は樹脂が加熱軟化した状態で排出圧力Ｐｅが２５．０ＭＰａ以上となってしまうが、このような流動性の小さい素材であっても本発明のペレット製造装置は押出機構にて混練しながら素材を押し出すことができ、ペレットを大量生産することが可能である。
【００４０】
本実施形態では、出口部の開口２２ａの断面積Ｓ１を外筒部２１の出口部２２側の端部における開口部分の断面積Ｓ０（外筒部の内側面で囲まれた部分の断面積）以上として、素材の排出圧力Ｐｅを確実に５．０ＭＰａ以下と小さくし、出口部から素材が円滑に押し出されるようにしている。図５ではＳ１＝Ｓ０の場合を示しているが、Ｓ１＞Ｓ０としてもよい。外筒部の出口部側の端部における断面積を比較対象とする限り、斜軸のスクリューを有する押出機でも同様のことが言える。むろん、Ｓ１＜Ｓ０の場合であっても、成形するペレットよりもはるかに大きい径の開口を出口部に形成しておけば、素材を円滑に押し出すことが可能である。素材の排出圧力の観点から、出口部の開口は、素材の排出圧力Ｐｅを５．０ＭＰａ以下、より好ましくは３．０ＭＰａ以下、さらに好ましくは１．０ＭＰａ以下にさせる形状とすればよい。すると、単位時間あたり不定形の素材を大量に押し出すことができるので、ペレットを大量生産することができる。ここで、出口部の開口の断面積Ｓ１を大きくすれば排出圧力が小さくなり、Ｓ１を小さくすれば排出圧力が大きくなるので、同断面積Ｓ１を調節することによって排出圧力Ｐｅを調整することができる。
粉砕機用ホッパ３２は、出口部の開口２２ａから押し出された軟化状態の不定形の素材Ｍ１を一旦収容し、下部開口３２ｂから略上下方向を中心軸とする円筒形状の金属製粉砕室３３内へ供給することができる。ホッパの開口３２ａは出口部２２から離されて同出口部２２の下側に位置しているので、押し出した素材Ｍ１が後続の素材Ｍ１の押し出しを阻害することなく、ホッパ３２は出口部の開口２２ａから押し出された不定形の素材Ｍ１を収容することができる。そして、押出機構から押し出された素材を不定形のまま導入する不定形素材導入部３１が、ホッパ３２と粉砕室３３に形成されていることになる。むろん、不定形素材導入部は、押出機構から離されておらず一部が押出機構と繋がっているような構造とすることも可能である。
また、図７に示すように、押出機構の出口部２２の下側から粉砕機用ホッパ３２の上側まで不定形の素材Ｍ１を載置して移送するコンベア（例えばベルトコンベア）５１を設けてもよい。本変形例において、押出機構から押し出された不定形の素材Ｍ１は、コンベア５１上に載置され、ホッパ３２方向に移送されて、当該ホッパ３２内に収容され、粉砕室３３内に供給される。この場合、不定形の素材を移送するコンベア５１とホッパ３２と粉砕室３３とから不定形素材導入部５０が構成される。
【００４１】
粉砕機３０は、上記ホッパ３２、同ホッパ３２の下側において同ホッパの下部開口３２ｂに連通する上部開口が形成された粉砕室３３、同粉砕室３３内の下部において上下方向に回転軸を向けて回転可能とされた回転テーブル３４、同回転テーブル３４の上面に取り付けられて粉砕室３３内の不定形の素材を回転動により粉砕する複数の回転刃３５，３５、上下方向に向けて配設された円柱状の回転駆動軸３６ａを介して回転テーブル３４を回転駆動する電動モータ３６、成形機用容器２３の上部において下方に向けて開口した粉体吐出口３７ａまで粉砕後の素材Ｍ２を移送する粉体輸送機３７、等を備えている。本粉砕機３０は、不定形素材導入部３１に導入された不定形の素材を回転刃３５，３５の回転動により粒径１ｍｍ以下に粉砕する。粉砕室３３の下側（回転テーブル３４の下面から下側）には、当該粉砕室３３と略同じ径の円筒形状の金属製粉体収容室３３ａが設けられており、当該収容室３３ａに粉砕後の素材が粉体輸送機３７へ吸い込まれる粉体吸引口３７ｂが形成されている。すなわち、粉砕室３３内に導入された不定形の素材Ｍ１は、回転する回転刃３５，３５により粉砕され、粉砕室３３の内周面と回転テーブル３４の外周面との間３３ｂから落下して粉体吸引口３７ｂから粉体輸送機３７に吸い込まれ、粉体吐出口３７ａよりも上側まで斜め上方に移送されて、粉体吐出口３７ａから吐出される。
【００４２】
成形機用容器２３は、略上下方向を中心軸とする筒形状の容器用外筒部２３ａと、同容器用外筒部２３ａの下側開口を塞ぐように取り付けられた底部円板２３ｂとから構成されている。本実施形態では、成形機用容器２３の底部となる底部円板２３ｂに、粉砕された素材の粒子よりも大きい範囲で直径１ｍｍ以上８ｍｍ以下、例えば直径３〜５ｍｍ程度の多数の貫通穴２３ｄが略上下方向に向けて形成されている。容器用外筒部２３ａの上側の開口２３ｃは粉砕機の粉体吐出口３７ａから離されて同吐出口３７ａの下側に位置しているので、成形機用容器２３は吐出口３７ａから下方に向けて吐出された粉砕後の素材Ｍ２を収容することができる。そして、粉砕機構にて粉砕された素材を導入する粉砕素材導入部２４が、成形機用容器２３に形成されていることになる。むろん、粉砕素材導入部は、粉砕機構から離されておらず一部が粉砕機構と繋がっているような構造とすることも可能である。
【００４３】
図８は、底部円板２３ｂを上面から見て示した上面図である。なお、ダイフェースカッタ部２６の取付位置を点線により示している。底部円板２３ｂは、略円形の貫通穴２３ｄが多数（図では、同心円状に１６個×２列）形成されている。そして、各貫通穴２３ｄから押し出される粉砕後の素材は略棒状とされる。なお、貫通穴２３ｄの大きさは、製造するペレットの用途に応じて様々な大きさ、径にすることができる。
【００４４】
押し込みローラ２５，２５は、成形機用容器２３内に設けられており、自ら回転しながら底部円板２３ｂ上を周回するようになっている。両ローラ２５，２５は、略水平に設置された略円柱状の棒状部材２５ａの両端にて回転可能に取り付けられている。同棒状部材２５ａは、両端からの中間部にて略上下方向に設けられた回転軸材２５ｂに固定され、同回転軸材２５ｂを中心軸として回転動可能に設けられている。また、回転軸材２５ｂは、ローラ駆動用電動モータ２５ｃに取り付けられている。従って、同モータ２５ｃに対して通電を行って動作させ、回転軸材２５ｂを回転させると、棒状部材２５ａの両端にあるローラ２５，２５が底部円板２３ｂ上を周回する（図４では左回り）。このとき、同底部円板２３ｂの上面とローラ２５，２５との間の摩擦力により、ローラ２５，２５は自ら回転しながら（図５に示されたローラ２５では左回り）成形機用容器２３内の粉砕後の素材を多数の貫通穴２３ｄの一方の開口（上側開口）から押し込むことが可能である。
貫通穴２３ｄの上側開口から押し込まれた粉砕後の素材は、ローラ２５，２５により加圧され、同貫通穴２３ｄの他方の開口（下側開口）から略棒状に押し出される。なお、押し込みローラは、一つでも、三つ以上でもよい。
【００４５】
ダイフェースカッタ部２６は、成形機用容器２３の下側に設けられており、カッタ駆動用電動モータ２７により回転動作するようになっている。図６、図８に示すように、ダイフェースカッタ部２６は、モータ２７への取付部となるカッタテーブル２６ａと、同カッタテーブル２６ａに取り付けられて固定される複数（本実施形態では２枚）のカッタ２６ｂとを備えている。本実施形態では、各カッタ２６ｂが底部円板２３ｂの下面を摺動し、回転動作することによって貫通穴２３ｄの下側開口から下方へ押し出される略棒状の素材を粉砕後の素材の粒子よりも大きい範囲で長さ１ｍｍ以上３０ｍｍ以下、例えば長さ３〜７ｍｍ程度に切断する。
【００４６】
カッタ２６ｂにおけるテーブル２６ａへの取付部にはボルト穴が形成されており、図示しないボルトによりカッタ２６ｂをテーブル２６ａにネジ固定可能である。カッタ２６ｂは鋭利な刃先を有しており、同刃先を略棒状に押し出される素材の断面方向に向けて移動させることにより同素材を切断してペレット形状に形成する。むろん、カッタ２６ｂの刃先は丸みを帯びた形状や鈍角の形状に形成されていてもよく、これらの場合には刃先を素材に押し当てることにより断面方向に押し潰しながら切断することが可能である。
このように、複数の貫通穴２３ｄを有する成形機用容器２３と、押し込みローラ２５，２５および同押し込みローラを駆動する機構２５ａ〜ｃと、カッタ２６ｂを有するダイフェースカッタ部２６と、カッタ駆動用電動モータ２７とは、粉砕機構にて粉砕された素材をペレット形状に成形する成形機構を構成する。
なお、素材に用いる樹脂が比較的融点の低い樹脂である場合、粉砕後の素材を成形機構にて加熱することなく底部円板２３ｂとローラ２５との間の摩擦力により十分に強固なペレットに成形される。一方、素材に用いる樹脂がナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート等の比較的融点の高い樹脂である場合には、成形機用容器２３（底部円板２３ｂなど）やローラ２５等にヒータを埋設して同ヒータに通電する等して温度を上昇させ、温度を上昇させた成形機用容器２３やローラ２５等によって素材を加熱すると、十分に強固なペレットに成形されるので好適である。
【００４７】
（３）ペレット製造装置の動作およびペレット製造方法の作用：
以下、本ペレット製造方法の作用を本ペレット製造装置１０の動作とともに説明する。
まず、微粒状の木質系材料（例えば粒径１ｍｍ以下）と粒状の熱可塑性樹脂とからなる所定の素材を用意する。木質系材料の配合比が７０重量％以上と木質系材料の多い素材は、ＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下となる。ただし、試験温度を押出機構の出口の位置Ｐ１における素材の温度とし、ＭＦＲ測定装置のおもり（荷重）を２．１６ｋｇとしている。
材料供給装置１１に上記木質系材料と上記熱可塑性樹脂とを投入すると、素材搬送装置１２は素材を混合しながらペレット成形装置２０方向に搬送する。このとき、素材加熱装置１３が素材を加熱するので、熱可塑性樹脂は溶融し、素材が軟化する。素材搬送装置１２は、軟化した素材をスクリュー１２ｇにより混合しながらペレット成形装置の外筒部２１内に押し込む。ここで、溶融状態の熱可塑性樹脂は微粒状の木質系材料に滲み込みながら付着するので、木質系材料に熱可塑性樹脂が十分になじんだ（相溶化した）不定形の素材が形成される。
同スクリュー１２ｇは、先端部が外筒部２１内に挿入されているので、同外筒部２１内でも軟化した素材を混合しながら出口部２２方向に押す。ここで、出口部の開口の断面積Ｓ１が外筒部の出口部側端部における開口部分の断面積Ｓ０以上とされているので、ＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下と低流動性の素材であっても、素材の排出圧力Ｐｅは５．０ＭＰａ以下、通常は１．０ＭＰａ以下となる。すると、軟化しているが流動性の低い素材は、成形されることなく不定形の状態で容易に押し出される。このときの状態が、図４の不定形の素材Ｍ１として示されている。なお、素材中の木質系材料の配合割合が多いと素材Ｍ１は粉っぽい感じで押し出され、素材中の熱可塑性樹脂の配合割合が多いと素材Ｍ１は太いうどん状となって押し出される。ここまでが、押出工程である。
そして、不定形の素材Ｍ１は、落下して粉砕機用ホッパ３２内に収容され、粉砕室３３内に供給される。言い換えると、同素材Ｍ１は、不定形のまま不定形素材導入部３１に導入されることになる。なお、粉状の熱硬化性樹脂等の第二の素材を添加する際には、第二の素材を粉砕機用ホッパ３２に投入すればよい。
【００４８】
粉砕機３０では、常時モータ３６に通電してあり、回転駆動軸３６ａを介して回転テーブル３４が回転駆動される。すると、回転テーブル３４の上面に固定された回転刃３５，３５が回転動し、粉砕室３３内に導入された不定形の素材Ｍ１が粒径１ｍｍ以下とペレットよりも小さい大きさに粉砕される。ここで、素材Ｍ１は微粒状の木質系材料に熱可塑性樹脂がなじんだ素材とされており、樹脂となじんだ木質系材料が粉砕され、均質にされる。また、粉体輸送機３７の送風機（例えばブロワ）にも常時通電してあり、同素材Ｍ１から粉砕されて粉砕室３３の内周面と回転テーブル３４の外周面との間３３ｂから収容室３３ａ内に落下した素材が粉体吸引口３７ｂから粉体輸送機３７に吸い込まれ、粉体吐出口３７ａから下方に向けて吐出される。ここまでが、粉砕工程である。
そして、粉砕後の素材Ｍ２は、落下して成形機用容器２３内に収容される。この状態を、図９の要部断面図にて示している。なお、粉状の熱硬化性樹脂等の第三の素材を添加する際には、第三の素材を成形機用容器２３に投入すればよい。
【００４９】
粉砕素材導入部２４に導入された粉砕後の素材Ｍ３は、図１０に示すように、押し込みローラ２５，２５により多数の貫通穴２３ｄの上側開口から押し込まれる。なお、素材が粉砕されているので、貫通穴２３ｄ内に入り込みやすく、単位時間当たりのペレット成形量が多い。また、貫通穴２３ｄに入った状態で、素材の粒子間に適度な空隙（後成形時の熱を加える混練工程で崩れる程度の空隙）が生じる。貫通穴２３ｄに押し込まれた粉砕後の素材Ｍ３は、貫通穴２３ｄの下側開口から直径１〜８ｍｍの略棒状に押し出される。なお、略棒状に押し出された素材Ｍ４に刃先を向けたカッタ２６ｂは、図９の状態から比べて、カッタ駆動用電動モータ２７の駆動により同略棒状の素材Ｍ４に近づいている。そして、カッタ２６ｂがさらに回転すると、略棒状の素材Ｍ４は、同カッタ２６ｂにより断面方向に切断されて１〜３０ｍｍの長さとされ、粉砕後の素材の粒子よりも大きいペレット形状に成形される。ここまでが、成形工程である。
【００５０】
このように、本ペレット製造装置１０は、軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出せばよいので、スクリューの回転数及び素材の押出流量は制限されない。従って、流動性の小さい素材であっても、スクリューの回転数を下げることなくペレットを大量生産することが可能である。また、粉砕素材導入部に導入された粉砕後の素材を押し込みローラにて略棒状に押し出し、カッタにより切断するという簡易な構造かつ汎用的な機構を利用して、確実に不定形の素材をペレット形状に成形することができる。さらに、素材の一つとして熱可塑性樹脂を用いることにより、加熱して木質系材料と溶融混合させて素材を軟化させ、冷却して固化させるという簡易な工程でペレットを量産することができる。なお、樹脂製品を製造する工場であれば、高額な設備投資が不要であるため、簡単にペレットを量産することが可能となる。さらに、溶融状態の熱可塑性樹脂が木質系材料に滲み込みながら付着するので、良好な強度を得ることができ、成形されたペレットをコンクリート等の骨材等として使用することが可能となる。ここで、所定の素材として木質系材料を用いているので、木質系材料の有効利用を促進させることが可能となる。
【００５１】
また、押出機構で押し出された不定形の素材は、一旦粉砕されて成形機構に供給されるので、より均質にされた状態で素材をペレット形状に成形することができる。これにより、製造されるペレットをより均質化させることができ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質化させることの可能な良質のペレットを大量生産することができる。また、充てん材に樹脂が良くなじんだ（相溶化した）後にペレット化されるので、ペレットを原料とした押出成形や射出成形の後成形時に原料段階ではペレット形状を維持させることができる一方、熱が加わる混練段階でペレットを崩れやすくさせて良好に分散させる。従って、粉砕機構を設けない場合と比べて後成形の成形品を成形することが容易となる。さらに、不定形の素材が粉砕されることによってペレットを成形しやすくなるので、単位時間当たりのペレット生産量をさらに増やすことが可能となる。
【００５２】
本発明のペレット製造装置は、溶融した樹脂と充てん材とを混合して押し出した後に粉砕し、ペレット形状に成形するので、充てん材に樹脂が良くなじんだ後にペレット化され、粉体状となるほどには崩れないペレットが製造される。従って、当該ペレットを原料とした後成形を行ったときに原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく熱を加える混練段階で崩れて分散するため、混練段階で容易に原料を均質に混練することができる。
【００５３】
なお、粉砕後の素材を粉砕素材導入部２４に導入した後、樹脂繊維等の所定の繊維を粉砕後の素材に混合してからペレット形状に成形してもよい。すると、スクリューや回転刃により同繊維が破砕されないので、繊維を素材に添加することによりペレットの強度を向上させることができる。
【００５４】
（４）各種変形例：
上記充てん材には、木質系材料以外にも、微粒状の多孔質無機材料等を用いてもよい。なお、素材中の各原料の配合割合は、充てん材や樹脂の種類に応じて異なるが、例えば、１００μｍ〜１ｍｍ径の充てん材であれば充てん材６０〜９９．９重量％に対して樹脂（酸変性樹脂を含む）０．１〜４０重量％、１μｍ〜１００μｍ充てん材であれば充てん材５０〜６０重量％に対して樹脂（酸変性樹脂を含む）４０〜５０重量％、１ｎｍ〜１μｍ径の充てん材であれば充てん材２０〜５０重量％に対して樹脂（酸変性樹脂を含む）５０〜８０重量％、等とすることができる。
上記粉砕機構には、種々の公知の粉砕機を使用可能である。
上記成形機用容器を加熱する容器加熱手段を設けてもよい。上記成形機用容器２３内にヒータを埋設して同ヒータに通電すると、成形機用容器２３を加熱することができる。すると、成形機用容器２３内に収容された不定形の素材の冷却による固化を防ぐことができ、ペレットの製造効率をより向上させることができる。
上記カッタを加熱するカッタ加熱手段を設けてもよい。例えば、上記カッタテーブル２６ａ内にヒータを埋設して同ヒータに通電すると、カッタを加熱することができる。すると、熱可塑性樹脂を含む素材をカッタの近傍にて軟化させて容易に切断することができ、ペレットの製造効率をさらに向上させることができる。
【００５５】
さらに、図１１と図１２に示すペレット成形装置１２０を備えるペレット製造装置にてペレットを製造してもよい。なお、第一の実施形態と同じ構成のものは、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。ペレット成形装置１２０は、図示しない外筒部、出口部、粉砕機の他、粉砕機の粉体吐出口３７ａの下側において開口１２３ａを上側に向けて設置されて粉砕後の素材Ｍ１２の粉砕素材導入部１２４が形成された金属製ホッパ１２３、同ホッパ１２３の下側開口部１２３ｂに設けられた一対の圧延ロール１２５，１２５、ホッパ１２３の下側に設置されたシュレッダ（樹脂細断機）１２６、等を備えている。ホッパの上側の開口１２３ａは、粉体吐出口３７ａから離されている。
【００５６】
圧延ロール１２５，１２５は、図示しない圧延ロール回転駆動機構に接続されている。同圧延ロール回転駆動機構を駆動させると、図１２において左側の圧延ロール１２５ａが右回りに回転するとともに、同圧延ロール１２５ａと同じ回転速度で右側の圧延ロール１２５ｂが左回りに回転するようになっている。すなわち、圧延ロール１２５ａ，ｂは、粉砕素材導入部１２４に導入された粉砕後の素材Ｍ１３を略平板状に圧延することができる。
【００５７】
シュレッダ１２６は、圧延された素材Ｍ１４を上部開口１２６ａから引き込み、細断することによりペレット形状に成形して下部開口１２６ｂから落下させる。シュレッダ１２６は、多数の回転刃１２６ｄを有する回転ロール１２６ｃ、同回転ロール１２６ｃを回転駆動する図示しない回転刃駆動機構、固定刃１２６ｅ、等を備えている。回転ロール１２６ｃは、回転刃駆動機構の駆動により図１２において左回りに回転し、圧延された素材Ｍ１４を下方へ引き込む。ここで、図１２中に示した要部底面図において、各回転刃１２６ｄは断面略三角形にされるとともに、固定刃１２６ｅに形成された複数の谷部１２６ｅ１に挿入されるようになっている。従って、圧延された素材Ｍ１４は、回転動作する回転刃１２６ｄにより下方へ引っ張られながら同回転刃１２６ｄと固定刃１２６ｅとにより引き裂かれるように細断され、ペレット形状に成形される。本ペレット成形装置１２０は、粉砕後の素材Ｍ１２の粒子よりも大きく、かつ、粒径１ｍｍ以上８ｍｍ以下のペレットに成形する。
すなわち、ホッパ１２３と、圧延ロール１２５ａ，ｂおよび同圧延ロールを駆動する機構と、シュレッダ１２６とが、成形機構を構成する。
【００５８】
粉体吐出口３７ａから吐出された粉砕後の素材Ｍ１２は、落下してホッパ１２３内に収容され、粉砕素材導入部１２４に導入されて、ホッパ１２３の下側となる圧延ロール１２５，１２５により略平板状に圧延される。圧延された素材Ｍ１４は、シュレッダ１２６により細断され、ペレット形状に成形される。その後、ペレット形状に成形された素材Ｍ１５は、冷却槽内に落下し、冷却されて固化することにより、ペレットとなる。
以上のように構成しても、第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、粉砕後の素材を圧延ロールにて略平板状に圧延し、シュレッダにより細断するという簡易な構造かつ汎用的な機構を利用して、確実に不定形の素材をペレット形状に成形することができる。なお、シュレッダは様々な構造が考えられ、図１２に示した構造以外のものであってもよい。
【００５９】
（５）第二の実施形態：
図１３は、第二の実施形態にかかるペレット製造装置の粉砕機（粉砕機構）１３０を示している。なお、押出機構や成形機構等は、第一の実施形態と同じである。第一の実施形態での符号を用いて説明すると、本ペレット製造装置は、外筒部２１、出口部２２、同出口部２２の下側において開口１３１ａを上側に向けて設置されて押し出される不定形の素材Ｍ１を導入する不定形素材導入部１３１が設けられた粉砕機１３０、同粉砕機１３０にて粉砕された素材を導入する粉砕素材導入部２４が形成された成形機用容器２３、押し込みローラ２５，２５、ダイフェースカッタ部２６、電動モータ２７、等を備えている。
粉砕機用ホッパ１３２は、出口部の開口２２ａから押し出された不定形の素材Ｍ１を一旦収容し、当該素材Ｍ１を下部開口１３２ｂから略上下方向を中心軸とする円筒形状の金属製粉砕室１３３内へ供給することができる。そして、押出機構から押し出された素材を不定形のまま導入する不定形素材導入部１３１が、ホッパ１３２と粉砕室１３３に形成されていることになる。
【００６０】
本実施形態では、フライアッシュと、同フライアッシュと等重量以下の熱可塑性樹脂とを少なくとも用い、同熱可塑性樹脂を溶融させながら混合して成形することなく不定形の状態で押し出し、押し出した不定形の素材を粉砕した後、成形する。フライアッシュは、石炭を焼成したときに生じる黒っぽい灰であり、シリカ分を含む微粒状（粉末状を含む）の多孔質無機材料である。同フライアッシュには種々の粒径の粒子が混在しているが、粒径を揃える等の改質を行わなくてもペレットを製造可能である。この場合、非常に低コストにてペレットを得ることができ、建造物の材料等に利用することができる。むろん、用途に応じて粒径を揃える等の改質を行い、ペレットを所望の強度にさせるようにしてもよい。不定形の素材を粒径１ｍｍ以下に粉砕するため、フライアッシュの粒径も１ｍｍ以下とすると好適である。より好適な条件を求めるためフライアッシュの粒径を種々変えて試験を行ったところ、粒径を５００μｍ以下にすると建造物の材料等へ用いたときに非常に均質にさせる良質のペレットを得ることができた。
【００６１】
フライアッシュと熱可塑性樹脂との配合割合は、ペレットの用途に応じて適宜決定可能である。一般に、フライアッシュの重量割合が多くなるほど硬質となり、熱可塑性樹脂の重量割合が多くなるほど軟質となる。両者の重量割合は、ペレットに要求される性質に応じて適宜好ましい比率を選択可能である。
ペレットを無機材料のように熱膨張が小さく難燃性とするためには、フライアッシュに対して同フライアッシュと等重量以下の熱可塑性樹脂を混合すればよい。フライアッシュを５１〜９９重量％（好ましくは７０〜９５重量％）とし、熱可塑性樹脂を１〜４９重量％（好ましくは５〜３０重量％）とすると、建造物の材料等への用途として非常に良質のペレットを得ることができた。ここで、熱可塑性樹脂を１重量％以上（好ましくは５重量％以上）とするのはペレットを固まりのまま崩さずに固化させるためであり、フライアッシュを５１％以上（好ましくは７０重量％以上）とするのは建造物の材料等として非常に良好な強度を得るためである。
通常、フライアッシュと熱可塑性樹脂の配合比が重量比で７０〜９９．９：０．１〜３０とフライアッシュの多い素材は、当該素材を試料としてＭＦＲを、押出機構内の出口の位置Ｐ１における素材の温度を試験温度θ（℃）とし、荷重Ｍnomを２．１６ｋｇとして測定すると、求められるＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下と流動性が小さい。このような流動性の小さい素材は、通常、樹脂が加熱軟化した状態で排出圧力Ｐｅが２５．０ＭＰａ以上となってしまうが、本発明のペレット製造装置は押出機構にて混練しながらこのような低流動性の素材を押し出すことができ、ペレットを大量生産することが可能である。
なお、充てん材として、一部あるいは全部を微粒状の石英質系鉱物にすることも可能である。
【００６２】
また、フライアッシュや石英質系鉱物をそのまま用いてペレットを製造可能であるが、これらに対してシランカップリング剤を用いてシランカップリング処理を行い、疎水性を付与して樹脂とのなじみを良くしたフライアッシュや石英質系鉱物を充てん材として用いてもよい。シランカップリング剤は、分子の一端に加水分解でシラノール基（Ｓｉ-ＯＨ）を与えるエトキシ基やメトキシ基を有し、他端に有機官能基を有する。そして、フライアッシュ等にシランカップリング剤を反応させて、フライアッシュ等に疎水性の有機官能基を付加させると、樹脂とのなじみを向上させることができる。
例えば、シランカップリング処理により変性したフライアッシュ５１〜９９重量％（好ましくは７０〜９５重量％）に対してポリアミドを１〜４９重量％（好ましくは５〜３０重量％）を配合して所定の素材とすることができる。
【００６３】
粉砕機３０は、上記ホッパ１３２、同ホッパ１３２の下側において同ホッパの下部開口１３２ｂに連通する上部開口が形成された粉砕室１３３、同粉砕室１３３内の下部において上下方向に回転軸を向けて回転可能とされて不定形の素材を載置する所定の金属製載置テーブル１３４、左右方向に向けられた円柱状の軸部材１３５ａ，１３５ａを回転軸として載置テーブル１３４に外周下部が当接して当該テーブル１３４上を転動可能な複数の金属製粉砕ローラ１３５，１３５、上下方向に向けて配設された円柱状の回転駆動軸１３６ａを介して載置テーブル１３４を回転駆動する電動モータ１３６、成形機用容器２３の上部において下方に向けて開口した図示しない粉体吐出口まで粉砕後の素材を移送する粉体輸送機１３７、等を備えている。本粉砕機１３０は、不定形素材導入部１３１に導入された不定形の素材を載置テーブル１３４上とローラ１３５，１３５の周面との間で粒径１ｍｍ以下に粉砕する。軸部材１３５ａ，１３５ａは、粉砕室１３３の側壁に固定されている。粉砕室１３３の下側（載置テーブル１３４の下面から下側）には、当該粉砕室１３３と略同じ径の円筒形状の金属製粉体収容室１３３ａが設けられており、当該収容室１３３ａに粉砕後の素材が粉体輸送機１３７へ吸い込まれる粉体吸引口１３７ｂが形成されている。
粉砕機１３０では、常時モータ１３６に通電してあり、回転駆動軸１３６ａを介して載置テーブル１３４が回転駆動される。すると、載置テーブル１３４の上面で当該テーブル１３４の上下方向を軸とする回転動に従動して粉砕ローラが左右方向を軸として回転動し、粉砕室１３３内に導入された不定形の素材は、載置テーブル１３４上と粉砕ローラ１３５，１３５周面との間で粒径１ｍｍ以下に粉砕される。ここで、導入された素材は微粒状のフライアッシュに熱可塑性樹脂がなじんだ素材とされており、樹脂となじんだフライアッシュが粉砕され、均質にされる。また、粉体輸送機１３７の送風機にも常時通電してあり、粉砕されて粉砕室１３３の内周面と載置テーブル１３４の外周面との間１３３ｂから収容室１３３ａ内に落下した素材が粉体吸引口３７ｂから粉体輸送機３７に吸い込まれ、粉体吐出口よりも上側まで斜め上方に移送されて、粉体吐出口から下方に向けて吐出される。そして、粉砕後の素材は、落下して成形機用容器２３内に収容される。
特にフライアッシュや石英質系鉱物といった硬質の無機材料を主成分とする素材からペレットを製造する場合、容易に不定形の素材を粉砕することができるので、好適である。
なお、粉砕機構としては、公知の種々の粉砕機を使用可能である。
【００６４】
以上のように構成しても、第一の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、本ペレット製造装置は、軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出せばよいので、流動性の小さい素材であってもスクリューの回転数が制限されず、ペレットを大量生産することが可能である。
また、押出機構で押し出された不定形の素材が一旦粉砕されて成形機構に供給されるので、製造されるペレットをより均質化させることができ、当該ペレットを原料とした成形品等をより均質化させることの可能な良質のペレットを大量生産することができる。また、充てん材に樹脂が良くなじんだ後に粉砕され、粉砕後の素材がペレット化されるので、ペレットを原料とした後成形時に原料段階ではペレット形状を維持させ、熱が加わる混練段階でペレットを崩れやすくさせて良好に分散させる。従って、後成形の成形品を成形することが容易となる。さらに、不定形の素材が粉砕されることによってペレットを成形しやすくなるので、単位時間当たりのペレット生産量をさらに増やすことが可能となる。
【００６５】
（６）実施例：
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
［実施例１］
木質系材料として、粒径１ｍｍ以下に粉砕した木粉（含水率５重量％）を用いた。熱可塑性樹脂（主成分）として、ＪＩＳ Ｋ７２１０の附属書Ａ表１の条件Ｍ（試験温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）におけるＭＦＲが３０（g/10min）の粒状ポリプロピレン（ＰＰと記載）を用いた。添加剤（副成分）として、マレイン酸を用いてポリプロピレンを変性したマレイン酸変性樹脂（三洋化成社製ユーメックス）を用いた。
加熱機付き混練押出機として径８０ｍｍのコニカル二軸押出成形機（シンシナティエクストルージョン社製タイタン８０）を用い、押出機構の出口部にダイを取り付けず、スクリューの回転速度を１０ｒｐｍとして使用した。従って、出口部の開口の断面積Ｓ１が外筒部の出口部側端部における開口部分の断面積Ｓ０に等しい条件で試験を行っている。
粉砕機として、井上電設社製のウッドグラインダーとファインシュレッダーとを用いた。
以下に記載した素材の配合量で木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。この１８０℃を試験温度θとし、荷重を２．１６ｋｇとして素材のＭＦＲをＭＦＲ測定装置にて測定するとともに、押出機構内の出口の位置Ｐ１における排出圧力Ｐｅを圧力計にて測定した。そして、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機にて粒径１ｍｍ以下に粉砕し、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
素材の配合量：
木粉                        ８０重量％
ＰＰ                        １８重量％
マレイン酸変性樹脂            ２重量％
計                      １００重量％
【００６６】
［実施例２］
木質系材料、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。さらに、粉砕機も実施例１と同じものを用いた。
以下に記載した素材の配合量で木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲと排出圧力Ｐｅを測定した。そして、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機にて粒径１ｍｍ以下に粉砕し、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
素材の配合量：
木粉                        ８５重量％
ＰＰ                        １３重量％
マレイン酸変性樹脂            ２重量％
計                      １００重量％
【００６７】
［実施例３］
フライアッシュとして、粒径５００μｍ以下に粉砕したフライアッシュを用いた。ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。さらに、粉砕機も実施例１と同じものを用いた。
以下に記載した素材の配合量でフライアッシュとＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲと排出圧力Ｐｅを測定した。そして、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機にて粒径１ｍｍ以下に粉砕し、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
素材の配合量：
フライアッシュ              ８０重量％
ＰＰ                        １８重量％
マレイン酸変性樹脂            ２重量％
計                      １００重量％
【００６８】
［実施例４］
フライアッシュは、実施例１と同じものを用いた。ただし、このフライアッシュ１００重量部に対してシランカップリング剤（日本コニカ社製ＡＰＺ−６６０１）１重量部を用いてシランカップリング処理を行った。熱可塑性樹脂として、ＪＩＳ Ｋ７２１０の条件（試験温度２３５℃、荷重２．１６ｋｇ）におけるＭＦＲが５５（g/10min）のポリアミド（東洋紡社製Ｔ８０２）を用いた。
加熱機付き混練押出機は実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。さらに、粉砕機も実施例１と同じものを用いた。
以下に記載した素材の配合量でシランカップリング処理により変性したフライアッシュとポリアミドとを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２２０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、２００℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲと排出圧力Ｐｅを測定した。そして、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機にて粒径１ｍｍ以下に粉砕し、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
素材の配合量：
変性フライアッシュ          ７０重量％
Ｎｙ６                      ３０重量％
計                      １００重量％
【００６９】
［比較例１］
木粉、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。素材の配合量も、実施例１と同じにした。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。ただし、押出機構の出口部に径５ｍｍの貫通穴を複数有するダイを取り付けて使用した。
木粉と高流動性ＰＰとを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら押し出す状態とし、押出機構内の出口の位置Ｐ１における排出圧力Ｐｅを圧力計にて測定した。
【００７０】
［比較例２］
フライアッシュ、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。素材の配合量も、実施例１と同じにした。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。ただし、押出機構の出口部に径５ｍｍの貫通穴を複数有するダイを取り付けて使用した。
フライアッシュと高流動性ＰＰとを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら押し出す状態とし、押出機構内の出口の位置Ｐ１における排出圧力Ｐｅを圧力計にて測定した。
【００７１】
以上の実施例１〜４と比較例１，２について、ＭＦＲ、排出圧力Ｐｅ、１分当たりの混練押出機からの押出量を測定した結果、ペレットの保形性、後成形品の様子を観察した結果を表に示す。
【表１】
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【００７２】
同じ素材を用いた実施例１と比較例１では、素材はＭＦＲが０．０ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったため、ペレット成形用のダイを取り付けた押出機を用いた比較例１では、排出圧力Ｐｅが２５ＭＰａ以上となって押出機から素材を押し出すことができなくなった。一方、ペレット成形用のダイを取り付けなかった押出機を用いた実施例１では、排出圧力Ｐｅが０．１ＭＰａとなって押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができ、不定形の素材の押出量は２４０ｋｇ／時となった。そして、連続してペレットを作製することができた。
実施例１よりも木粉の配合比を多くした実施例２では、素材はＭＦＲが０．０ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったが、排出圧力Ｐｅが０．２ＭＰａとなって押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができ、不定形の素材の押出量は２２０ｋｇ／時となった。そして、連続してペレットを作製することができた。
【００７３】
同じ素材を用いた実施例３と比較例２では、素材はＭＦＲが０．１ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったため、ペレット成形用のダイを取り付けた押出機を用いた比較例２では、排出圧力Ｐｅが２５ＭＰａ以上となって押出機から素材を押し出すことができなくなった。一方、ペレット成形用のダイを取り付けなかった押出機を用いた実施例３では、排出圧力Ｐｅが０．１ＭＰａとなって押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができ、不定形の素材の押出量は２００ｋｇ／時となった。そして、連続してペレットを作製することができた。
シランカップリング処理を行ったフライアッシュとポリアミドを用いた実施例４では、素材はＭＦＲが０．３ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったが、排出圧力Ｐｅが０．１ＭＰａとなって押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができ、不定形の素材の押出量は１５０ｋｇ／時となった。そして、連続してペレットを作製することができた。
【００７４】
実施例１〜４で作製されたペレットには、崩れがほとんど見られず、各ペレットの保形性は良好であった。
実施例１〜４で作製されたペレットを断面１１０ｍｍ×９ｍｍ角の押出成形品を形成する加熱機付き混練押出成形機に投入し、混練押出成形機に供給した原料を実施例１〜３のペレットでは２３０℃、実施例４のペレットでは２００℃、に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、成形品を試作したところ、均質な成形品が得られた。
【００７５】
次に、粉砕工程の有無による違いを示す実施例を説明する。
［実施例５］
木質系材料、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。粉砕機として、井上電設社製のウッドグラインダーとファインシュレッダーとを用いた。後成形時に用いる加熱機付き混練押出成形機として径８０ｍｍのコニカル二軸押出成形機（シンシナティエクストルージョン社製タイタン８０）を用い、１１０ｍｍ×９ｍｍ角のダイを取り付け、スクリューの回転速度を１０ｒｐｍとして使用した。
以下に記載した素材の配合量で木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲと排出圧力Ｐｅを測定した。そして、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機にて粒径１ｍｍ以下に粉砕し、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
そして、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、２００℃に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、後成形の成形品を試作した。その際、混練押出成形機内の出口の位置における押出圧力（排出圧力）を圧力計にて測定し、成形品に未溶融部分が見られるか否かを評価し、成形品の曲げ強度を測定した。
素材の配合量：
木粉                        ８０重量％
ＰＰ                        １８重量％
マレイン酸変性樹脂            ２重量％
計                      １００重量％
【００７６】
［比較例３］
木質系材料、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は実施例５と同じものを用い、素材の配合比も実施例５と同じにした。また、ペレット作製用の加熱機付き混練押出機、後成形時に用いる加熱機付き混練押出成形機も実施例５と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例５と同じにした。
木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲと排出圧力Ｐｅを測定した。ただし、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕せずに、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
そして、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、２００℃に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、後成形の成形品を試作した。その際、混練押出成形機内の出口の位置における排出圧力を圧力計にて測定し、成形品に未溶融部分が見られるか否かを評価し、成形品の曲げ強度を測定した。
【００７７】
以上の実施例５と比較例３について、ＭＦＲ、排出圧力Ｐｅ、１時間当たりのペレットの成形量、後成形時の素材の押出圧力、後成形の成形品の曲げ強度を測定した結果、後成形の成形品の外観を観察した結果を表に示す。
【表２】
2006256296.tif 000004
【００７８】
ＭＦＲはいずれも０．０ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったが、排出圧力Ｐｅが０．１ＭＰａとなって押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができた。
粉砕工程を設けなかった比較例ではペレットの成形量が１２０ｋｇ／ｈｒと比較的少なかったのに対し、粉砕工程を設けた実施例ではペレットの成形量が２２０ｋｇ／ｈｒと比較的多かった。これは、粉砕した場合には素材が粉砕されてダイの貫通穴に入りやすくなるため成形量が多いと推察される。
また、比較例では後成形時の素材の押出圧力が１８ＭＰａと比較的大きいのに対し、実施例では同押出圧力が１０ＭＰａと比較的小さかった。これは、不定形の素材を粉砕していない場合には素材が比較的大きな塊となって押し出されるため圧力が大きくなり、粉砕した場合にはこのような塊が粉砕されて細かくされるので圧力が小さくなるためと推察される。
さらに、比較例では素材の未溶融部分が見られ、不均質であったのに対し、実施例では素材の未溶融部分は見られず、均質であった。これは、不定形の素材を粉砕していない場合には素材に比較的大きな未溶融部分が混在したまま押し出されて成形されるのに対し、粉砕した場合にはこのような未溶融部分が細かくされるので後成形の成形品に未溶融部分が見られなくなるためと推察される。
さらに、比較例では後成形の成形品の曲げ強度が４２ＭＰａと比較的大きいのに対し、実施例では同曲げ強度が２８ＭＰａと比較的小さかった。これも、不定形の素材を粉砕していない場合には成形品に未溶融部分が混在して不均一となることにより曲げる力に対して弱くなり、粉砕した場合には未溶融部分が混在せず均一となることにより曲げる力に対して強くなるためと推察される。
以上より、押出工程と成形工程との間に粉砕工程を設けることによって、ペレットをより均質にさせることができ、当該ペレットを原料とした後成形品をより均質にさせることが確認された。
【００７９】
さらに、粉状の機能性素材を添加してペレットを形成した実施例を説明する。
［実施例６］
試験区１は粉砕後の素材に粉末状フェノール樹脂を添加した例、試験区２は試験区１の比較例として粉砕後の素材に粉末状フェノール樹脂を添加しなかった例を示している。
木質系材料、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。粉末状の熱硬化性樹脂として、粉末フェノール樹脂を用いた。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。粉砕機も実施例１と同じものを用いた。後成形時に用いる加熱機付き混練押出成形機として径８０ｍｍのコニカル二軸押出成形機（シンシナティエクストルージョン社製タイタン８０）を用い、１１０ｍｍ×９ｍｍ角のダイを取り付け、スクリューの回転速度を１０ｒｐｍとして使用した。
試験区１，２ともに、以下に記載した素材の配合量で木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲを測定した。次に、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機に投入し、粒径１ｍｍ以下に粉砕した。
混練押出機に投入した素材の配合量：
木粉                        ７８重量部
ＰＰ                        １８重量部
マレイン酸変性樹脂            ２重量部
計                        ９８重量部
試験区１では、以下に記載した配合量で、粉砕後の素材と上記粉末フェノール樹脂とを混合してペレット成形機に投入した。
ペレット成形機に投入した素材の配合量：
上記粉砕後の素材            ９８重量部
フェノール樹脂                ２重量部
計                      １００重量部
そして、投入した素材をペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
試験区２では、粉砕後の素材のみをペレット成形機に投入した。そして、投入した素材をペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
その後、試験区１，２ともに、それぞれ、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、２００℃に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、後成形の成形品を試作した。
【００８０】
実施例６試験区１，２について、ＭＦＲ、ペレットの保形性、後成形品の様子を観察した結果を表に示す。
【表３】
2006256296.tif 000005
【００８１】
不定形の素材はＭＦＲが０．０ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったが、押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができた。そして、粉末状フェノール樹脂の添加の有無にかかわらず、連続してペレットを作製することができた。フェノール樹脂を添加した試験区１でも、フェノール樹脂を添加しなかった試験区２と同様、作製されたペレットには、崩れがほとんど見られず、作製されたペレットを用いて良好に押し出し成形することができ、後成形の成形品を作製することができたとともに、作製された成形品を観察したところ、均質であった。
従って、粉砕後の素材に粉状のフェノール樹脂を添加しても、フェノール樹脂を添加しない場合と同様にペレットの保形性は良好であり、後成形の成形品についてもフェノール樹脂を添加しない場合と同様に均質であることが確認された。
以上により、熱硬化性樹脂を含む素材を原料として良好な成形性で押出成形を行うことができ、熱硬化性樹脂を含む均質な押出成形品が得られることが確認された。これは、加熱して不定形の素材を形成し、粉砕した後にフェノール樹脂を添加したため、熱硬化性樹脂の機能が失われずにペレットが形成され、後成形時に熱硬化性樹脂の機能が発揮されて均質な押出成形品が形成されたためと推察される。
【００８２】
［実施例７］
試験区１は粉砕後の素材に粉末状の発泡剤を添加した例、試験区２は試験区１の比較例として粉砕後の素材に粉末状の発泡剤を添加しなかった例を示している。
木質系材料、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。粉末状の発泡剤として、重曹を用いた。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。粉砕機も実施例１と同じものを用いた。後成形時に用いる加熱機付き混練押出成形機として径８０ｍｍのコニカル二軸押出成形機（シンシナティエクストルージョン社製タイタン８０）を用い、１１０ｍｍ×９ｍｍ角のダイを取り付け、スクリューの回転速度を１０ｒｐｍとして使用した。
試験区１，２ともに、以下に記載した素材の配合量で木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲを測定した。次に、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機に投入し、粒径１ｍｍ以下に粉砕した。
混練押出機に投入した素材の配合量：
木粉                        ５０重量部
ＰＰ                        ４６重量部
マレイン酸変性樹脂            ２重量部
計                        ９８重量部
試験区１では、以下に記載した配合量で、粉砕後の素材と上記粉末状の発泡剤とを混合してペレット成形機に投入した。
ペレット成形機に投入した素材の配合量：
上記粉砕後の素材            ９８重量部
粉末状の発泡剤                ２重量部
計                      １００重量部
そして、投入した素材をペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
試験区２では、粉砕後の素材のみをペレット成形機に投入した。そして、投入した素材をペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
その後、試験区１，２ともに、それぞれ、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、２００℃に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、後成形の成形品を試作した。
【００８３】
実施例７試験区１，２について、ＭＦＲ、ペレットの保形性、後成形品の様子を観察した結果を表に示す。
【表４】
2006256296.tif 000006
【００８４】
不定形の素材はＭＦＲが０．３ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったが、押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができた。そして、粉末状の発泡剤の添加の有無にかかわらず、連続してペレットを作製することができた。発泡剤を添加した試験区１でも、発泡剤を添加しなかった試験区２と同様、作製されたペレットには、崩れがほとんど見られなかった。また、試験区１で作製されたペレットは、発泡がほとんど見られず、ペレットの保形性は良好であった。試験区１で作製されたペレットから押し出し成形により後成形の発泡成形品を作製することができたとともに、作製された発泡成形品を観察したところ、均質であった。
従って、粉砕後の素材に粉状の発泡剤を添加しても、発泡剤を添加しない場合と同様にペレットの保形性は良好であり、後成形の成形品についても均質であることが確認された。
以上により、発泡剤を含む素材を原料として良好な成形性で押出成形を行うことができ、均質な発泡成形品が得られることが確認された。これは、加熱して不定形の素材を形成し、粉砕した後に発泡剤を添加したため、発泡剤の機能が失われずにペレットが形成され、後成形時に発泡剤の機能が発揮されて均質な発泡成形品が形成されたためと推察される。
【００８５】
［実施例８］
試験区１は粉砕後の素材に乾燥爆砕木粉を添加した例、試験区２は試験区１の比較例として粉砕後の素材に乾燥爆砕木粉を添加しなかった例を示している。
木質系材料、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。
また、乾燥爆砕木粉を以下のようにして調製した。
すなわち、粒径１ｍｍ以下に粉砕した木粉（含水率５重量％）を２ｋｇ用いた。当該木粉を圧力反応釜の中に入れ、さらに６ｋｇすなわち３００重量％（当該木粉の重量を基準とした相対量）の水を添加して、水蒸気存在下で飽和水蒸気圧２３０℃まで加熱しながら加圧した。この状態を、１０分間保持した後、圧力反応釜のバルブを開いて圧力反応釜の内容物を急激に外気へ放出して減圧し、木粉を爆砕した。このときに得られた爆砕物の含水率は、２００重量％であった。
存在する水分を除去することなく上記爆砕物を乾燥台上に平たく薄く厚さ１ｃｍとなるように載せ、送風乾燥機にて１００℃で加熱しながら、送風機にて爆砕材料に風速０．５ｍ／secで送風しながら、２４時間、絶乾処理を行った。その後、送風乾燥機内を３０℃に下げ、乾燥爆砕木粉を得た。当該乾燥爆砕木粉の含水率を測定したところ、０重量％であった。
【００８６】
加熱機付き混練押出機は実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。粉砕機も実施例１と同じものを用いた。後成形時に用いる加熱機付き混練押出成形機として径８０ｍｍのコニカル二軸押出成形機（シンシナティエクストルージョン社製タイタン８０）を用い、１１０ｍｍ×９ｍｍ角のダイを取り付け、スクリューの回転速度を１０ｒｐｍとして使用した。
試験区１，２ともに、以下に記載した素材の配合量で木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲを測定した。次に、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機に投入し、粒径１ｍｍ以下に粉砕した。
混練押出機に投入した素材の配合量：
木粉                        ７０重量部
ＰＰ                        １８重量部
マレイン酸変性樹脂            ２重量部
計                        ９０重量部
試験区１では、以下に記載した配合量で、粉砕後の素材と上記乾燥爆砕木粉とを混合してペレット成形機に投入した。
ペレット成形機に投入した素材の配合量：
上記粉砕後の素材            ９０重量部
乾燥爆砕木粉                １０重量部
計                      １００重量部
そして、投入した素材をペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
試験区２では、粉砕後の素材のみをペレット成形機に投入した。そして、投入した素材をペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
その後、試験区１，２ともに、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、２００℃に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、後成形の成形品を試作した。
【００８７】
実施例８試験区１，２について、ＭＦＲ、ペレットの保形性、後成形品の様子を観察した結果を表に示す。
【表５】
2006256296.tif 000007
【００８８】
不定形の素材はＭＦＲが０．０ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったが、押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができた。そして、乾燥爆砕木粉の添加の有無にかかわらず、連続してペレットを作製することができた。乾燥爆砕木粉を添加した試験区１でも、乾燥爆砕木粉を添加しなかった試験区２と同様、作製されたペレットには、崩れがほとんど見られず、作製されたペレットを用いて良好に押し出し成形することができ、後成形の成形品を作製することができたとともに、作製された成形品を観察したところ、均質であった。
従って、粉砕後の素材に乾燥爆砕木粉を添加しても、乾燥爆砕木粉を添加しない場合と同様にペレットの保形性は良好であり、後成形の成形品についても乾燥爆砕木粉を添加しない場合と同様に均質であることが確認された。
以上により、爆砕木粉を含む素材を原料として良好な成形性で押出成形を行うことができた。
【００８９】
上記実施例６〜８より、不定形の素材を形成し、粉砕した後に機能性素材（第三の素材）を添加しても、ペレットは保形性が良好であり、後成形の成形品は均質であることが確認された。
なお、粉砕前の不定形の素材に粉状の機能性素材（第二の素材）を添加しても、加熱して不定形の素材を形成した後に機能性素材を添加することになるため、機能性素材の機能が失われずにペレットが形成され、良好な保形性のペレットが得られ、均質な後成形品が得られる。
【００９０】
（７）まとめ：
本ペレット製造方法では、ＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下と流動性の小さい素材であっても、押出機構内の出口の位置における素材の排出圧力を５．０ＭＰａ以下としているので、素材の押出流量は制限されず、ペレットを大量生産することが可能となる。ここで、押出機構で押し出された不定形の素材は、一旦粉砕され、粉砕後の素材がペレット化されるので、より均質化された状態でペレットを製造することができる。また、製造されたペレットを原料として後成形を行う時に原料段階では粉体状に崩れず、熱を加える混練段階でペレットが崩れやすくなって分散性が向上するので、より容易に後成形の成形品を成形することが可能となる。
特に、溶融可能な樹脂に大量の充てん材を配合した素材の場合、押出工程を経ずに粉砕してペレット形状に成形すると、充てん材に樹脂がなじまず、ばらばらに崩れて粉体状になりやすい。押出工程を経た後に粉砕してペレット形状に成形すると、充てん材に樹脂が良くなじんだ後にペレット化されるので、高充填量の充てん材が配合されて成形されたペレットを原料とした後成形を行ったときに原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく混練段階で崩れて分散し、容易に原料を均質に混練することができる。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、有用なペレット製造方法およびペレット製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】ペレットを製造し、さらに後成形の成形品を製造する過程を示す概略の流れ図。
【図２】ペレット製造装置の外観側面図。
【図３】ペレット製造装置の外観上面図。
【図４】ペレット成形装置の要部を示す斜視図。
【図５】ペレット成形装置の要部を図３のＢ方向から見て示す垂直断面図。
【図６】ペレット成形装置の要部を図３のＢ方向から見て示す垂直断面図。
【図７】粉砕機構の変形例を示す斜視図。
【図８】成形機構の底部円板を上面から見て示す上面図。
【図９】粉砕後の素材が貫通穴に押し込まれる様子を示す要部断面図。
【図１０】押し出された略棒状の素材が切断されようとする様子を示す要部断面図。
【図１１】変形例においてペレット成形装置の要部を示す斜視図。
【図１２】ペレット成形装置の要部を図１１のＣ方向から見て示す垂直断面図。
【図１３】第二の実施形態におけるペレット成形装置の要部を示す垂直断面図。
【符号の説明】
【００９２】
１０，Ａ４…ペレット製造装置
１１…材料供給装置
１２…素材搬送装置
１３…素材加熱装置
１４…選別搬送装置
１５…制御盤
２０，１２０…ペレット成形装置
２１…外筒部
２１ａ…素材流入口 
２２…出口部
２２ａ…開口
２３…成形機用容器
２４，１２４…粉砕素材導入部
３０，１３０…粉砕機（粉砕機構）
３１，５０，１３１…不定形素材導入部
３２，１３２…粉砕機用ホッパ
３３，１３３…粉砕室
３４…回転テーブル
３５…回転刃
３６，１３６…電動モータ
３７，１３７…粉体輸送機
３７ａ…粉体吐出口
３７ｂ…粉体吸引口
４０…冷却槽
５１…コンベア
１２３…金属製ホッパ
１３４…載置テーブル
１３５…粉砕ローラ
Ａ１…廃材
Ａ２…木質系材料 
Ａ３…熱可塑性樹脂 
Ａ５…ペレット 
Ｍ１…不定形の素材
Ｍ２，Ｍ３，Ｍ１２，Ｍ１３…粉砕後の素材
Ｍ４…略棒状の素材
Ｍ１４…圧延された素材
Ｍ１５…成形された素材
【図１】
2006256296.tif 000008
【図２】
2006256296.tif 000009
【図３】
2006256296.tif 000010
【図４】
2006256296.tif 000011
【図５】
2006256296.tif 000012
【図６】
2006256296.tif 000013
【図７】
2006256296.tif 000014
【図８】
2006256296.tif 000015
【図９】
2006256296.tif 000016
【図１０】
2006256296.tif 000017
【図１１】
2006256296.tif 000018
【図１２】
2006256296.tif 000019
【図１３】
2006256296.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月27日(2006.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟化した所定の素材を押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す押出工程と、
上記押出機構から押し出された不定形の素材を少なくとも用いて粉砕する粉砕工程と、
この粉砕工程にて粉砕された素材を少なくとも用いてペレット形状に成形する成形工程とを備えることを特徴とするペレット製造方法。
【請求項２】
上記所定の素材を熱可塑性樹脂が含まれる素材とし、上記押出工程では上記所定の素材を素材加熱機構にて加熱して軟化させるとともに当該軟化した素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出すことを特徴とする請求項１に記載のペレット製造方法。
【請求項３】
上記所定の素材は、当該素材を試料としてＪＩＳ Ｋ７２１０（１９９９年改正後の規格）に準拠したメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）を、上記押出機構内で上記不定形の素材が押し出される出口の位置における素材の温度を試験温度とし、荷重を２．１６ｋｇとして測定したときに求められるＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下の素材とされていることを特徴とする請求項１または２に記載のペレット製造方法。
【請求項４】
上記押出工程では、上記押出機構内において上記不定形の素材が押し出される出口の位置における素材の排出圧力を５．０ＭＰａ以下として、上記軟化した所定の素材を上記押出機構にて不定形の状態で押し出すことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のペレット製造方法。
【請求項５】
上記粉砕工程では、上記不定形の素材を少なくとも用いて、上記成形工程で成形されるペレット形状の素材よりも小さくなるように粉砕することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のペレット製造方法。
【請求項６】
上記粉砕工程では、上記不定形の素材を少なくとも用いて粒径が１ｍｍ以下となるように粉砕し、
上記成形工程では、上記粉砕工程にて粒径が１ｍｍ以下となるように粉砕された素材を少なくとも用いて、当該粉砕された素材の粒子よりも大きく、かつ、直径が１ｍｍ以上８ｍｍ以下、長さが１ｍｍ以上３０ｍｍ以下のペレット状に成形することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のペレット製造方法。
【請求項７】
軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出す押出機構と、
この押出機構から押し出された不定形の素材を少なくとも用いて粉砕する粉砕機構と、
この粉砕機構にて粉砕された素材を少なくとも用いてペレット形状に成形する成形機構とを具備することを特徴とするペレット製造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出成形や骨材の原料等として利用されるペレットを製造するペレット製造方法およびペレット製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、押出成形機にて、熱可塑性樹脂を含む所定の素材を加熱し、熱可塑性樹脂を溶融させながら混合（以下、溶融混合とも記載）して押出成形（予備成形）することにより、プラスチック成形等の後成形（本成形）に用いられるペレットを製造している。後成形を行う際には、粒径が細かい粉体状の原料では、供給性が悪いととともに当該粉体状の原料が原料供給用のホッパ内で詰まってしまう等の問題があるため、一般的に、熱可塑性樹脂を含む所定の素材を一旦ペレット化し、形成されたペレットを後成形の原料として用いることが行われている。
ペレットの原料としては、廃材やフライアッシュや石英質系鉱物等を有効利用するため、廃材等の木質系材料を微粒化した材料と熱可塑性樹脂の組み合わせ、フライアッシュと熱可塑性樹脂の組み合わせ、石英質系鉱物と熱可塑性樹脂の組み合わせ、等が用いられている。木質系材料を使用したペレットの場合、例えば、混合撹拌翼を有するミキサーにて素材の粒子どうしを衝突させて発熱させることにより溶融混合させたり、押出機により素材を剪断混合させたりすることにより、良質のペレットを成形する。ここで、押出機には直径３〜５ｍｍ程度の押出口を多数有するダイを装着してあり、内部のスクリューを回転させながら軟化状態の素材をダイの押出口から略棒状に押し出し、カッターにより長さ３〜７ｍｍ程度に切断してペレット形状に成形している。
【０００３】
また、特許文献１記載の技術では、押出機構にて軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出し、押し出した素材を不定形のまま成形機用容器に導入し、導入した不定形の素材をペレット成形装置にてペレット形状に成形している。
さらに、特許文献２には、混練された混練物を押出機にてシート状又は複数の棒状、紐状、線状等の一次成形品に成形し、成形された一次成形品をコンベアにて冷却し、冷却された一次成形品を粉砕機にて粉砕してペレット状の加熱成形材料に造粒する処理装置が記載されている。ここで、特許文献２の段落００１８に記載されているように、篩い機構を通過する所定の粒子径未満のペレット状の加熱成形材料が貯蔵タンクに収容され、篩い機構を通過しない所定の粒子径以上の加熱成形材料は粉砕機にて再度粉砕される。従って、造粒された加熱成形材料は、粒径が１ｍｍ未満と細かい粒子を含む材料とされる。
【特許文献１】特開２００４−１７５０２号公報
【特許文献２】特開平１１−７６９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２記載の技術等、ダイやノズルを出口部に取り付けた押出機を用いる技術では、素材中の熱可塑性樹脂の含有割合が少ないと、熱可塑性樹脂を溶融させても素材の流動性が小さいために押出にかかる負荷が大きく成形圧力が高くなるため、成形速度を上げることが困難となり、結果的に押出機の回転数が制限されてダイからの押出流量を増やすことができず、ペレットの大量生産を行うことができなかった。特に、押出機から押し出される出口の位置における素材の温度を試験温度とし、荷重を２．１６ｋｇとして、当該素材を試料としてＪＩＳ Ｋ７２１０（１９９９年改正後の規格）に準拠したメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）を測定したときに求められるＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下と流動性の小さい素材については、素材の排出圧力が高くなりすぎて、押し出すことが困難となり、この排出圧力が２５ＭＰａ以上となる素材では、押出機の動作を停止させる必要があるため、ペレットを製造することが不可能であった。
また、特許文献１記載の技術では、流動性の小さい素材であっても、ペレットを大量生産することが可能となるものの、製造されるペレットをより均質にさせ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質にしたり、当該ペレットを原料としてプラスチックの押出成形や射出成形等の後成形を行うときに崩れやすくさせて分散性に優れたペレットが望まれていた。
さらに、特許文献２記載の技術では、ノズルで一旦シート状又は複数の棒状、紐状、線状の一次成形品に成形するため、流動性の小さい素材ではノズル内における素材の排出圧力が高くなりすぎ、十分に押し出すことが困難になってしまうという問題がある。また、造粒された加熱成形材料が細かい粒子を含むため、プラスチック成形等の後成形を行う際、加熱成形材料が原料供給用ホッパ内で詰まる等するため、混練段階で原料を均質に混練するのが容易ではない。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、流動性の小さい素材を用いてペレットを製造する際に、単位時間当たりのペレット生産量をさらに向上させ、より良質のペレットを大量生産可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のペレット製造方法は、軟化した所定の素材を押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す押出工程と、上記押出機構から押し出された不定形の素材を少なくとも用いて粉砕する粉砕工程と、この粉砕工程にて粉砕された素材を少なくとも用いてペレット形状に成形する成形工程とを備えることを特徴とする。
また、本発明のペレット製造装置は、軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出す押出機構と、この押出機構から押し出された不定形の素材を少なくとも用いて粉砕する粉砕機構と、この粉砕機構にて粉砕された素材を少なくとも用いてペレット形状に成形する成形機構とを具備する構成としてある。
このように、押出機構が素材を不定形の状態で押し出して粉砕機構に供給すれば、素材の押出流量は制限されない。従って、流動性の小さい素材であっても、ペレットを大量生産することが可能である。ここで、押出機構で押し出された不定形の素材は、粉砕工程により一旦粉砕されて成形機構に供給されるので、より均質化された状態で素材をペレット形状に成形することができる。これにより、製造されるペレットをより均質にさせることができ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質にさせることの可能な良質のペレットを大量生産することができる。また、粉砕することによりペレット形状に成形する成形工程における加熱を抑えることができ、製造されたペレットを原料としてプラスチック成形等の後成形を行う時に崩れやすくなって分散性が向上し、より均質な成形品等を生産することが可能となる。さらに、不定形の素材を粉砕することによってペレットの成形が容易となり、単位時間当たりのペレット生産量を増やすことが可能となる。
【０００６】
なお、軟化した素材を混合して押し出す押出工程を行わずに粉砕してペレット形状に成形すると、素材全体がなじまずにペレット化されるため、ペレット自体が均質ではなくなり、結果としてそれを使用して成形した成形品等の均質化の点で問題が残ってしまう。本発明では、軟化した素材を混合して押し出した後に粉砕してペレット形状に成形しているので、素材全体が良くなじんだ後にペレット化され、均質なペレットを製造することができ、結果としてそれを使用して成形した成形品等を均質にすることが可能となる。
【０００７】
また、上記所定の素材が少なくとも充てん材（フィラー）と当該充てん材と等重量以下の流動状態の樹脂とを含む場合、当該素材を混合して押し出すことを行わずに粉砕してペレット形状に成形すると、高充填量の充てん材に樹脂がなじまずにペレット化されるため、充てん材と樹脂とがばらばらに崩れて粉体状になりやすく取り扱い難い。流動状態の樹脂と充てん材とを軟化した素材として混合して押し出した後に粉砕してペレット形状に成形すると、充てん材に樹脂が良くなじんだ後にペレット化される。従って、高充填量の充てん材が配合されて成形されたペレットを原料とした後成形を行ったときに原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく混練段階で崩れて分散し、混練段階で容易に原料を均質に混練することができる。
さらに、不定形の素材を一旦粉砕するので、粉砕された素材に対して爆砕木粉等の粉状の機能性素材を容易に混合してペレット化することがすることができ、当該機能性素材による機能が付与されたペレットを容易に得ることが可能となる。また、不定形の素材に対して粉状の機能性素材を添加した後に粉砕し、粉砕した素材をペレット形状に形成しても、当該機能性素材による機能が付与されたペレットを容易に得ることが可能となる。従って、不定形の素材を少なくとも用いて粉砕する粉砕工程には、不定形の素材のみを粉砕する工程の他、不定形の素材に第二の素材を添加して粉砕する工程も含まれる。また、粉砕された素材を少なくとも用いてペレット形状に成形する成形工程には、粉砕された素材のみをペレット形状に成形する工程の他、粉砕された素材に第三の素材を添加してペレット形状に成形する工程も含まれる。
【０００８】
ここで、押出機構は、混合した所定の素材を不定形の状態で押し出すことができればよく、その手法は特に限定されない。例えば、軸方向に沿って複数フライトが形成されたスクリューを備えさせ、当該スクリューを回転させて素材を移動させつつ混合して不定形の状態で押し出すことができる。
流動状態の樹脂は、例えば、加熱軟化した熱可塑性樹脂、液状の熱硬化性樹脂、等が考えられる。上記所定の素材には熱可塑性樹脂が含まれる場合、上記押出機構は上記所定の素材を加熱する素材加熱機構を備える構成としてもよい。すなわち、素材加熱機構にて素材を加熱することにより軟化させることができる。
【０００９】
上記所定の素材は、様々なものが考えられる。その一例として、上記所定の素材は、溶融可能な樹脂と微粒状の木質系材料とを少なくとも含む構成としてもよい。すなわち、樹脂が溶融状態になると素材は軟化状態となり、溶融状態の樹脂と微粒状の木質系材料とが混合されて不定形の状態で押し出される。ここで、溶融状態の樹脂は、木質系材料に滲み込みながら付着する。すると、木質系材料に樹脂が良くなじんだ後にペレット化され、成形されたペレットを原料とした後成形を行ったときに原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく熱を加えた混練段階で崩れ、混練段階で容易に原料を均質に混練することができる。また、コンクリート等の軽量化を図るための軽量骨材等として使用することができる。なお、木質系材料と、同木質系材料と等重量以下の溶融可能な樹脂とを混合させると流動性が小さい素材となるが、上述した構成によりペレットを量産することが可能である。
ここで、木質系材料は、木粉，木毛，木片，木質繊維，木質パルプ，木質繊維束，等、さまざまなものを採用可能であるし、竹繊維，麻繊維，バカス，モミガラ，稲わら等セルロースを主成分とする材料を混合したものでもよい。
【００１０】
また、木質系材料は、微粒状とされていればよく、粉末状であっても本発明にいう微粒状に含まれる。なお、木質系材料の粒度を調整することによって、ペレットの強度を調整することができる。
木材は家具工場や建築現場等あらゆる場面で常用されており、これらの場面で木材の切り屑が発生すればこのような切り屑を集めれば本発明における木質系材料として使用することができる。また、木材本体を家具や建築用材等の原料にした後には多量の廃材が発生するので、このような廃材を粉砕すればよい。さらに、家具や建築用材が廃棄されたときには当該廃棄物を粉砕すればよい。このような構成によればペレットのコストが非常に低くなり、また、ゴミを低減することに大きく寄与することができるし、廃棄物リサイクルを促進することもできる。
さらに、所定の素材は、上記木質系材料と溶融可能な樹脂のみから構成されてもよいし、これら以外の第三の材料が添加されて構成されてもよい。充てん材には、上記木質系材料以外の材料が含まれていてもよい。
むろん、所定の素材としては、木質系材料以外にも、微粒状の多孔質無機材料等の種々の微粒状の無機材料、ＦＲＰの廃材、熱硬化性樹脂成形体の廃材や粉末、等、様々なものを採用可能である。微粒状の多孔質無機材料としては、微粒状のフライアッシュ、微粒状の石英質系鉱物、等が考えられる。充てん材には、無機材料以外の材料が含まれていてもよい。
【００１１】
上記粉砕機構は、上記押出機構から押し出された素材を不定形のまま導入する不定形素材導入部を備え、この不定形素材導入部に導入された不定形の素材を粉砕する構成としてもよい。すなわち、押出機構から不定形の状態で押し出された素材が一旦不定形素材導入部に導入され、この不定形素材導入部に導入された不定形の素材が粉砕されるので、素材のロスが少なくなる。なお、不定形素材導入部にベルトコンベアと粉砕機用ホッパとを設け、押出機構から押し出された不定形の素材をベルトコンベアに載置して粉砕機用ホッパまで移送し、当該粉砕機用ホッパ内で不定形の素材を粉砕してもよい。
【００１２】
ここで、簡易な構成として、上記粉砕機構は、上記不定形素材導入部に導入された不定形の素材を回転動により粉砕する回転刃を備える構成としてもよい。特に木質系材料を主成分とする素材（例えば木質系材料と当該木質系材料と等重量以下の溶融可能な樹脂）からペレットを製造する場合、容易に不定形の素材を粉砕することができるので、好適な構成となる。
【００１３】
また、別の簡易な構成として、上記粉砕機構は、上記不定形素材導入部に上記不定形の素材を載置する載置テーブルと当該載置テーブル上を転動可能な粉砕ローラとを備え、同不定形素材導入部に導入された不定形の素材を同載置テーブル上と同粉砕ローラ周面との間で粉砕する構成としてもよい。特に硬質であるフライアッシュや石英質系鉱物を主成分とする素材（例えば、フライアッシュと石英質系鉱物の少なくとも一方からなる充てん材と、当該充てん材と等重量以下の溶融可能な樹脂）からペレットを製造する場合、容易に不定形の素材を粉砕することができるので、好適な構成となる。
【００１４】
上記成形機構の一例として、上記成形機構は、押出口が設けられるとともに上記粉砕機構にて粉砕された素材を導入する粉砕素材導入部を備え、この粉砕素材導入部に導入された粉砕後の素材を同押出口から同粉砕素材導入部外に押し出して切断することによりペレット形状に成形する構成としてもよい。すなわち、粉砕された素材は粉砕素材導入部に収容され、粉砕素材導入部に設けられた押出口から同粉砕素材導入部外に押し出され、切断されて、ペレット形状に成形される。
簡易な構造の具体例として、上記成形機構は、底部に複数の貫通穴が設けられるとともに上記粉砕機構にて粉砕された素材を収容する成形機用容器を粉砕素材導入部として備え、この成形機用容器に収容された粉砕後の素材を同貫通穴に押し込むとともに同貫通穴から同成形機用容器外に押し出される棒状の素材を切断することによりペレット形状に成形する構成としてもよい。この場合、上記成形機構は、上記成形機用容器内に設けられて当該成形機用容器内の粉砕後の素材を上記貫通穴の一方の開口から押し込み可能な押し込みローラと、上記貫通穴の他方の開口から押し出される棒状の素材を切断可能なカッタとを備える構成としてもよい。
【００１５】
また、別の簡易な構造の具体例として、上記成形機構は、上記粉砕機構にて粉砕された素材を収容するホッパを粉砕素材導入部として備え、このホッパに収容された粉砕後の素材を平板状に圧延して細断することによりペレット形状に成形する構成としてもよい。この場合、上記成形機構は、上記不定形の素材を略平板状に圧延可能な圧延ロールと、同圧延ロールにて圧延された略平板状の素材を細断するシュレッダとを備える構成としてもよい。
【００１６】
なお、ペレット形状に成形した素材を硬化させる硬化機構を付加してもよい。成形した素材を硬化させる手法は様々考えられ、冷却して固化させてもよいし、化学反応により硬化させてもよく、これらの場合のいずれも上記硬化に含まれる。
なお、所定の素材に熱可塑性樹脂を含める構成は一例にすぎず、フェノール樹脂，ユリア樹脂，メラミン樹脂，不飽和ポリエステル樹脂，エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等を用いることも可能である。
【００１７】
ところで、上記押出機構内で不定形の素材が押し出される出口の位置においてＪＩＳ Ｋ７２１０（１９９９年改正後の規格。以下、同じ）に準拠して求められるＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下となる素材を上記押出機構にて混合して不定形の状態で押し出し、同押出機構から押し出された不定形の素材を少なくとも用いて粉砕し、粉砕した素材を少なくとも用いてペレット形状に成形してもよい。ペレット成形用のダイを出口部に取り付けた押出機構では、ＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下の素材を押し出そうとすると、素材の排出圧力が高くなりすぎる。本ペレット製造方法では、押出機構の出口部にペレット成形用のダイを取り付けていないので、素材の排出圧力が過度に高くなることもなくて、スクリューの回転数が制限されず、単位時間あたりのペレットの生産量を増やすことが可能となる。
また、上記押出工程では、上記押出機構内において上記不定形の素材が押し出される出口の位置における素材の排出圧力を５．０ＭＰａ以下、より好ましくは３．０ＭＰａ以下、さらに好ましくは１．０ＭＰａ以下として、上記軟化した所定の素材を上記押出機構にて不定形の状態で押し出してもよい。すると、不定形の素材を円滑に押し出すことができるので、ペレットを大量生産することができる。
さらに、上記不定形の素材を少なくとも用いて、上記成形工程で成形されるペレット形状の素材よりも小さくなるように粉砕してもよい。
さらに、上記不定形の素材を少なくとも用いて粒径が１ｍｍ以下となるように粉砕し、上記粉砕工程にて粒径が１ｍｍ以下となるように粉砕された素材を少なくとも用いて、当該粉砕された素材の粒子よりも大きく、かつ、直径が１ｍｍ以上８ｍｍ以下（より好ましくは３ｍｍ以上５ｍｍ以下）、長さが１ｍｍ以上３０ｍｍ以下（より好ましくは３ｍｍ以上７ｍｍ以下）のペレット形状に成形してもよい。押出機構で押し出された不定形の素材が粒径１ｍｍ以下と細かく粉砕されるので、より均質化された状態で素材をペレット状に成形することができ、良質のペレットが得られる。また、ペレットの大きさが粉砕後の素材の粒子よりも大きくて適度な大きさにされるので、後成形を行う際、ペレットが原料供給用ホッパ内で詰まる等せず、混練段階で原料を均質に混練するのが容易となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、請求項１、請求項５、請求項７にかかる発明によれば、流動性の小さい素材を用いてペレットを製造する際に、単位時間当たりのペレット生産量を向上させることができるとともに、製造されるペレットをより均質にさせ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質にさせたり、当該ペレットを原料としたプラスチック成形等の後成形時にペレットをより崩れやすくさせて後成形の成形品をより容易に成形させたりする良質のペレットを製造することが可能となる。
請求項２にかかる発明では、素材を加熱軟化させることができるので、利便性を向上させることができる。
【００１９】
請求項３にかかる発明では、ペレット成形用のダイを押出機構の出口部に取り付けたペレット製造装置では排出圧力が高くなりすぎて押し出すことが困難な素材を用いてペレットを製造することができる。
請求項４にかかる発明では、より効率的にペレットを大量生産することが可能となる。
請求項６にかかる発明では、製造されるペレットをより均質化させるとともに、当該ペレットを原料とした後成形の混練段階で原料を均質に混練するのが容易となり、より良質のペレットを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）ペレット製造方法の概略およびペレットの用途：
（２）ペレット製造装置の構成：
（３）ペレット製造装置の動作およびペレット製造方法の作用：
（４）各種変形例：
（５）第二の実施形態：
（６）実施例：
（７）まとめ：
【００２１】
（１）ペレット製造方法の概略およびペレットの用途：
図１は、本発明の第一の実施形態にかかるペレット製造装置を使用してペレットを予備成形し、当該ペレットを原料として押出成形の本成形（後成形）の成形品を製造する概略を流れ図により示している。本実施形態では、微粒状の木質系材料Ａ２と、熱可塑性樹脂（溶融可能な樹脂）Ａ３とを所定の素材として、ペレットを製造する。
種々の工場等で発生する廃材Ａ１を粉砕して微粒状の木質系材料Ａ２を得る態様が、本発明の好適な実施形態である。木質系材料Ａ２の粒径は種々の径が採用可能であるが、後述するように不定形の素材を粒径１ｍｍ以下に粉砕するため、木質系材料Ａ２の粒径も１ｍｍ以下とすると好適である。
【００２２】
熱可塑性樹脂Ａ３としては、種々の樹脂を採用可能であり、例えば、ポリプロピレン，ポリエチレン，ポリスチレン，ポリメチルメタアクリレート，塩化ビニル，ポリアミド（ナイロン），ポリカーボネート，ポリアセタール，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンテレフタレート等を使用可能である。むろん、これらの樹脂を複数組み合わせて使用してもよい。また、ペレット製造装置Ａ４に投入する際には、固形の原反として投入してもよいし、溶融された状態にして投入してもよい。
【００２３】
上述したいずれかの樹脂のみを上記熱可塑性樹脂Ａ３とすることによりペレットを製造することができるが、上記樹脂のいずれかを選択して熱可塑性樹脂Ａ３の主成分とするとともに、樹脂に親水基を付与するマレイン酸（所定の酸）を用いて選択された樹脂を変性したものを熱可塑性樹脂Ａ３の副成分としてもよい。むろん、熱可塑性樹脂を変性させる酸はフマル酸等でもよく、主成分とは異なる樹脂を変性したものを熱可塑性樹脂Ａ３の副成分としてもよい。さらに、熱可塑性樹脂を酸により変性した樹脂も通常熱可塑性樹脂であるため、変性した樹脂のみを上記熱可塑性樹脂Ａ３として使用してもよい。
変性した樹脂を製造するには、例えば付加重合前の原料にマレイン酸を添加して付加重合を行えばよい。すると、付加重合後の高分子には、親水基の一つであるカルボキシル基が付加される。従って、熱可塑性樹脂Ａ３に含まれる変性した樹脂は、木質系材料Ａ２とのなじみが良くなっている。
【００２４】
木質系材料Ａ２と熱可塑性樹脂Ａ３との配合割合は、ペレットの用途に応じて適宜決定可能である。一般に、木質系材料が多いと温度変化による変形は少なく、木質感が向上する。ここで、木質系材料がリッチな素材である場合、加熱により軟化されても素材は流動性が小さいが、後述する作用によりペレットを大量生産することが可能である。一方、熱可塑性樹脂が多いと、加熱軟化した素材の流動性は大きく、製造されたペレットは強度を意味する機械的性能が大きくなり、耐水性が向上する。両者の重量割合は、ペレットに要求される性質に応じて適宜好ましい比率を選択可能である。
【００２５】
本実施形態では、木質系材料Ａ２と、同木質系材料Ａ２と等重量以下の熱可塑性樹脂Ａ３とを、同熱可塑性樹脂Ａ３を溶融させながら所定の押出機構にて混合して成形することなく不定形の状態で押し出す押出工程の後、押し出した不定形の素材を少なくとも用いて所定の粉砕機構にて粉砕する粉砕工程を経て、粉砕した素材を少なくとも用いて所定の成形機構にて成形する成形工程を行う。ペレットに靱性を与え、ビス等の加工を可能にするための好ましい配合割合は、木質系材料Ａ２が７０〜９９．９重量％であり、熱可塑性樹脂Ａ３（例えば付加重合前のプリプロピレン用原料にマレイン酸を添加して付加重合させて変性させたポリプロピレンを添加したポリプロピレン）が０．１〜３０重量％である。木質系材料を７０重量％以上にするのは好適な靱性を得るためであり、熱可塑性樹脂を０．１質量％以上にするのは木質系材料同士を結合させて固まらせるためである。
【００２６】
ペレット製造装置Ａ４に木質系材料Ａ２と熱可塑性樹脂Ａ３とからなる素材が投入されると、同装置Ａ４にて、素材を加熱して軟化させ、軟化した素材を混合しながら不定形の状態で押し出し、その後不定形の素材を少なくとも含む素材を粉砕機に導入して粉砕し、粉砕した素材を少なくとも含む素材を成形機に導入してペレット形状に成形して固化させ、ペレットＡ５を製造する。
素材を粉砕する際、不定形の素材の他に第二の素材も粉砕機に導入してもよい。この第二の素材には、粉状の熱硬化性樹脂、粉状の発泡剤、乾燥爆砕木粉、等の機能性素材を用いることができる。すると、不定形の素材を押し出すときの熱等の条件が第二の素材に加わらないので、第二の素材による機能が付与されたペレットを容易に得ることができる。ペレット中における第二の素材の配合量は、軟化した所定の素材の物理的性質、化学的性質を十分に残す観点からは、不定形の素材と等重量以下とすればよい。
また、ペレット形状に成形する際、粉砕された素材の他に粉状または繊維状の第三の素材も成形機に導入してもよい。この第三の素材には、粉状の熱硬化性樹脂、粉状の発泡剤、乾燥爆砕木粉、樹脂繊維等の繊維素材、等の機能性素材を用いることができる。すると、不定形の素材を押し出すときの熱や素材を粉砕するときの剪断力等が第三の素材に加わらないので、第三の素材による機能が付与されたペレットを容易に得ることができる。ペレット中における第三の素材の配合量は、軟化した所定の素材の物理的性質、化学的性質を十分に残す観点からは、粉砕された素材と等重量以下とすればよい。
なお、上述したいずれかの段階で粉状の熱硬化性樹脂を添加すると、熱硬化性樹脂の物性が残された新規なペレットが形成され、熱硬化性樹脂を有する素材から押出成形や射出成形やブロー成形等の後成形を行うことが可能となる。従って、当該ペレットを原料としてプラスチック成形等の後成形を行うと、この段階で熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とが互いになじんだ新規のポリマーブレンドを有する成形品が得られ、強度が向上する等の効果が得られる。また、上述したいずれかの段階で粉状の発泡剤を添加すると、発泡剤の物性が残された新規なペレットが形成され、当該ペレットを原料として押出成形や射出成形やブロー成形等の後成形を行うと素材が発泡しながら成形され、発泡成形品が形成される。従って、後成形時に取り扱いに注意を要する粉状の発泡剤を添加する必要がなくなり、良質の発泡成形品を量産することが可能になる。さらに、上述したいずれかの段階で乾燥爆砕木粉を添加すると、熱により反応及び分解されてしまうリグニン分解物や多糖類がペレット中に残存して熱硬化性樹脂と同様の機能を発揮するとともに、熱により変性してしまうフルフラール等がペレット中に残存して接着剤の機能を発揮する。従って、後成形の成形性が向上したり、後成形品の強度を向上させたりする等の効果が得られる。
むろん、不定形の素材に第二の素材を添加して粉砕し、粉砕後の素材に粉状または繊維状の第三の素材を添加してペレット化してもよい。この場合、軟化した所定の素材の物理的性質、化学的性質を十分に残す観点からは、第二の素材と第三の素材の配合量の合計は、上記所定の素材と等重量以下とすればよい。
【００２７】
上述した態様では熱可塑性樹脂Ａ３を木質系材料Ａ２との結合材料として使用していたが、液状（流動状態）の熱硬化性樹脂や接着剤やその他の有機高分子化合物等を結合材料としてもよい。
上記ペレットＡ５は、本成形の原料として押出成形装置Ａ６のホッパＡ７に投入され、適宜熱可塑性樹脂等も本成形の原料として投入されて、加熱機付き押出機Ａ８にて加熱されながら混練されて軟化される。ペレットＡ５は、加熱されて混練されることにより、崩れて分散し、均質に混合される。混練された原料は、所定形状のダイから押し出されて切断機Ａ９にて切断される。その結果、本成形の成形品Ａ１０が得られる。
なお、ペレットＡ５は、建築用材に配合してもよい。建築用材はセメントを主成分としており、砂利の代替材としてペレットを使用することができる。例えば、上記ペレットＡ５、セメント原料粉、水を撹拌容器内に投入して撹拌し、所定の形状を有する建築用材の雌型に流し込むと、時間の経過とともに硬化して建築用材となり、種々の建築物に使用することができる。むろん、砂利等を配合してもよい。
【００２８】
（２）ペレット製造装置の構成：
図２はペレット製造装置の一実施形態の外観側面図であり、図３は当該ペレット製造装置の外観上面図である。ペレット製造装置１０は、概略、材料供給装置１１、素材搬送装置１２、素材加熱装置１３、ペレット成形装置２０、選別搬送装置１４、制御盤１５を備えている。
【００２９】
材料供給装置１１は、中空の略円筒形状に形成され、上面に開口部１１ａ１を備えたホッパ装置１１ａを有し、微粒状の木質系材料Ａ２と、断片形状に粉砕された熱可塑性樹脂Ａ３とからなる所定の素材を開口部１１ａ１から投入してホッパ装置１１ａに収容するようになっている。ホッパ装置１１ａの内部には、撹拌翼１１ａ２と、この撹拌翼１１ａ２が接続されている撹拌翼接続円板１１ａ３とが配置されており、この撹拌翼接続円板１１ａ３はベルト１１ａ４を介して撹拌翼駆動モータ１１ａ５に接続されている。このモータ１１ａ５の駆動がベルト１１ａ４を介して円板１１ａ３に伝達され、これにより円板１１ａ３と撹拌翼１１ａ２が回転駆動する。これによって、ホッパ装置１１ａの内部に収容された素材は粒状のまま撹拌されつつ混合される。混合された素材は、混合材料供給口１１ａ６から次工程の装置である素材搬送装置１２に供給される。
【００３０】
素材搬送装置１２は、混合材料流入口１２ａにおいて材料供給装置の混合材料供給口１１ａ６と接続し、この混合材料供給口１２ａにて混合材料供給口１１ａ６より混合された素材の供給を受ける。ここで、略円筒形状の中空管１２ｂの内部には、一部（図２、図３の右側）がペレット成形装置２０内に挿入されたスクリュー軸１２ｃが配設されている。このスクリュー軸１２ｃには、軸方向に沿って複数フライトが形成され、スクリューとされている。
【００３１】
このとき、混合材料流入口１２ａにて供給を受けた素材は、中空管１２ｂとスクリュー軸１２ｃとスクリューのフライトにて形成される空間に収容される。このスクリュー軸１２ｃは、ギア部１２ｄを介してスクリュー軸駆動モータ１２ｅに接続されている。このモータ１２ｅを駆動してスクリューを回転動作させると、上記中空管１２ｂとスクリュー軸１２ｃとスクリューのネジ山にて形成される空間に収容された素材は、この回転動作によって形成される所定の押出速度に基づいて、混合されながら混合材料流入口１２ａから流動体流出口１２ｆに向かって押し出される。
【００３２】
混合材料流入口１２ａから供給された素材は、素材搬送装置１２に併設されている素材加熱装置１３によって加熱され、熱可塑性樹脂が溶融して素材は軟化する。従って、スクリューの回転動作によって押し出される素材は、軟化状態で流動体流出口１２ｆに押し出される。素材加熱装置１３は、概略、複数のヒータ部１３ａと、これらのヒータ部１３ａに対応した複数のブロア部１３ｂとを備えている。ヒータ部１３ａは発熱体を有しており、この発熱体により高温とされた空気をブロア部１３ｂにて中空管１２ｂに吹き付けることにより、中空管１２ｂ内の素材を加熱する。すなわち、素材加熱装置１３は、素材を加熱して軟化させる素材加熱機構を構成する。
【００３３】
ここで、ヒータ部は熱可塑性樹脂を溶融させる温度に上昇させることができればよく、熱可塑性樹脂の種類に応じてヒータの加熱能力を決定すればよい。原料の温度が熱可塑性樹脂の融点よりも高く、木質系材料が炭化しないようにヒータ部の加熱を設定すると、木質系材料を炭化させずに両者を溶融混合することができる。
なお、素材搬送装置１２が素材を搬送する能力は、軟化された素材の粘度等の性質に応じて決定すればよい。また、素材搬送装置にて素材がよく溶融混合されると、木質系材料を使用した良質のペレットを製造することができる。
【００３４】
軟化状態の素材は、流動体流出口１２ｆからペレット成形装置２０に押し込まれる。そして、同素材は不定形の状態で押し出され、不定形のまま導入部に導入され、粉砕機で粉砕後ペレット形状に成形されて、冷却槽４０にて冷却される。同ペレット成形装置２０の詳細は、後述する。
【００３５】
固化されたペレットは、ペレット流入口１４ａから選別搬送装置１４に流入する。選別搬送装置１４は、径１〜４ｍｍ、より好ましくは径２〜３ｍｍの略円形状の小穴が多数形成された選別搬送網、搬送網振動モータ、ペレット収容部を有している。ペレットは、順次選別搬送網に投入され、搬送網振動モータによって選別搬送網が振動することにより同選別搬送網の小穴にて大きさが選別される。そして、選別搬送網上に残存するペレットは、同選別搬送網上をペレット回収部に向かって移動していき、図示しないサイクロンによってペレット収容部に収容されることになる。また、選別搬送網から落下したペレットは、回収されて再利用される。
【００３６】
制御盤１５は、複数の操作ボタンと、本ペレット製造装置１０の運転条件の設定や運転状態をモニタリングする操作ディスプレイとが前面に配置されている。本装置１０の操作者は、この制御盤１５を使用して各種操作を行う。
【００３７】
図４はペレット成形装置２０の要部の斜視図であり、図５と図６は図３のＢ方向から見て示した垂直断面図である。なお、図５においてスクリュー軸１２ｃとスクリューのネジ山については側面視して示している。以下、図５と図６を基準とした上下左右の関係により各部材の配置を説明する。
ペレット成形装置２０は、軟化状態の素材の押出方向を中心軸とした円筒形状の金属製外筒部２１、同外筒部２１の素材出口側（図の右側）の端部に取り付けられた金属製部材とされた出口部２２、同出口部２２の下側において開口３１ａを上側に向けて設置されて押し出される不定形の素材Ｍ１を導入する不定形素材導入部３１が設けられた粉砕機（粉砕機構）３０、同粉砕機３０にて粉砕された素材Ｍ２を導入する粉砕素材導入部２４が形成された成形機用容器２３、同成形機用容器２３内に設けられた二つの押し込みローラ２５，２５、成形機用容器２３の下側にて回転可能に取り付けられた金属製ダイフェースカッタ部２６、同ダイフェースカッタ部２６を回転駆動する電動モータ２７、等を備えている。
【００３８】
外筒部２１の左側には、素材流入口２１ａが設けられており、軟化状態の素材は素材搬送装置１２から素材流入口２１ａに流入するようになっている。本実施形態では、外筒部２１内にスクリュー１２ｇの先端部（左端部）が挿入されており、外筒部２１内に搬送された軟化状態の素材は同スクリュー１２ｇの回転動作により混合されながら右方向に押されるようになっている。そして、出口部２２から左側に押し出され、不定形の素材Ｍ１として金属製の粉砕機用ホッパ３２内に落下するようになっている。
出口部２２には、成形用のダイではなく、製造されるペレットよりもはるかに径の大きい単一の開口２２ａが形成されており、軟化して混合された素材は同開口２２ａを貫通して成形されることなく不定形の状態で押し出される。
このように、素材搬送装置１２、外筒部２１、出口部２２は、軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出す押出機構を構成する。
【００３９】
従来は上記出口部２２の代わりにペレットと略同じ径とされた貫通穴、すなわち押出口が多数形成されたダイを外筒部２１の右端部に取り付けていた。しかし、熱可塑性樹脂の配合割合が小さい素材では熱可塑性樹脂を溶融させても素材の流動性が小さいため、ダイの部分で大きな抵抗が生じ、スクリュー１２ｇの回転速度も制限されて素材の押出流量は少なく、ペレットを大量生産することができなかった。本実施形態ではこのようなダイを外筒部２１に取り付けておらず、出口部２２では大きな抵抗が生じないため、スクリュー１２ｇの回転速度が制限されず素材の押出流量を大きくすることができる。
なお、素材の流動性は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に規定されたＭＦＲ（メルトマスフローレイト。単にメルトフローレイトともいう）に準拠して単位時間当たりにメルトフローレイト測定装置から押し出される素材の質量を測定することにより求められる流量（単位：ｇ／１０ｍｉｎ）で表すことができる。この流量がＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して求められるＭＦＲであり、以下、この流量を単にＭＦＲとも呼ぶことにする。
通常、微粒状の木質系材料と熱可塑性樹脂の配合比が重量比で７０〜９９．９：０．１〜３０と木質系材料の多い素材は、当該素材を試料として、押出機構内で不定形の素材が押し出される出口の位置（図５のＰ１）における素材の温度を試験温度θ（℃）とし、荷重Ｍnomを２．１６ｋｇとして、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠したＭＦＲを測定すると、求められるＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下となる。ＭＦＲが小さいほど試料の流動性が小さいため、木質系材料の多い素材は流動性が小さいことになる。例えば、ＭＦＲが５０ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン（熱可塑性樹脂）を８０重量％、粒径１ｍｍ以下の微粒状の木粉を２０重量％配合した素材では、押出機構の出口の素材温度１８０℃を試験温度θとし、荷重Ｍnomを２．１６ｋｇとしてＭＦＲを測定すると、ＭＦＲは０．０ｇ／１０ｍｉｎとなるか、或いは測定することができなくなってしまう。
流動性の小さい素材については、ペレット成形用のダイ（押出口が直径１〜８ｍｍ）を外筒部の端部に取り付けた押出成形機における素材の排出圧力Ｐｅ（上記出口の位置Ｐ１に相当する位置における素材の圧力）が大きくなりすぎ、押し出すことが困難となって、ペレットを大量生産することができない。なお、排出圧力Ｐｅは、押出成形機内において上記出口の位置Ｐ１に相当する位置に圧力計の検出部を挿入して測定することができる。特に、排出圧力Ｐｅが２５．０ＭＰａ以上となる流動性の低い素材では、ペレット成形用のダイを装着した押出成形機では機械の耐久性の観点からペレットの成形を行っていない。通常、微粒状の木質系材料と熱可塑性樹脂の配合比が重量比で７０〜９９．９：０．１〜３０である素材は樹脂が加熱軟化した状態で排出圧力Ｐｅが２５．０ＭＰａ以上となってしまうが、このような流動性の小さい素材であっても本発明のペレット製造装置は押出機構にて混練しながら素材を押し出すことができ、ペレットを大量生産することが可能である。
【００４０】
本実施形態では、出口部の開口２２ａの断面積Ｓ１を外筒部２１の出口部２２側の端部における開口部分の断面積Ｓ０（外筒部の内側面で囲まれた部分の断面積）以上として、素材の排出圧力Ｐｅを確実に５．０ＭＰａ以下と小さくし、出口部から素材が円滑に押し出されるようにしている。図５ではＳ１＝Ｓ０の場合を示しているが、Ｓ１＞Ｓ０としてもよい。外筒部の出口部側の端部における断面積を比較対象とする限り、斜軸のスクリューを有する押出機でも同様のことが言える。むろん、Ｓ１＜Ｓ０の場合であっても、成形するペレットよりもはるかに大きい径の開口を出口部に形成しておけば、素材を円滑に押し出すことが可能である。素材の排出圧力の観点から、出口部の開口は、素材の排出圧力Ｐｅを５．０ＭＰａ以下、より好ましくは３．０ＭＰａ以下、さらに好ましくは１．０ＭＰａ以下にさせる形状とすればよい。すると、単位時間あたり不定形の素材を大量に押し出すことができるので、ペレットを大量生産することができる。ここで、出口部の開口の断面積Ｓ１を大きくすれば排出圧力が小さくなり、Ｓ１を小さくすれば排出圧力が大きくなるので、同断面積Ｓ１を調節することによって排出圧力Ｐｅを調整することができる。
粉砕機用ホッパ３２は、出口部の開口２２ａから押し出された軟化状態の不定形の素材Ｍ１を一旦収容し、下部開口３２ｂから略上下方向を中心軸とする円筒形状の金属製粉砕室３３内へ供給することができる。ホッパの開口３２ａは出口部２２から離されて同出口部２２の下側に位置しているので、押し出した素材Ｍ１が後続の素材Ｍ１の押し出しを阻害することなく、ホッパ３２は出口部の開口２２ａから押し出された不定形の素材Ｍ１を収容することができる。そして、押出機構から押し出された素材を不定形のまま導入する不定形素材導入部３１が、ホッパ３２と粉砕室３３に形成されていることになる。むろん、不定形素材導入部は、押出機構から離されておらず一部が押出機構と繋がっているような構造とすることも可能である。
また、図７に示すように、押出機構の出口部２２の下側から粉砕機用ホッパ３２の上側まで不定形の素材Ｍ１を載置して移送するコンベア（例えばベルトコンベア）５１を設けてもよい。本変形例において、押出機構から押し出された不定形の素材Ｍ１は、コンベア５１上に載置され、ホッパ３２方向に移送されて、当該ホッパ３２内に収容され、粉砕室３３内に供給される。この場合、不定形の素材を移送するコンベア５１とホッパ３２と粉砕室３３とから不定形素材導入部５０が構成される。
【００４１】
粉砕機３０は、上記ホッパ３２、同ホッパ３２の下側において同ホッパの下部開口３２ｂに連通する上部開口が形成された粉砕室３３、同粉砕室３３内の下部において上下方向に回転軸を向けて回転可能とされた回転テーブル３４、同回転テーブル３４の上面に取り付けられて粉砕室３３内の不定形の素材を回転動により粉砕する複数の回転刃３５，３５、上下方向に向けて配設された円柱状の回転駆動軸３６ａを介して回転テーブル３４を回転駆動する電動モータ３６、成形機用容器２３の上部において下方に向けて開口した粉体吐出口３７ａまで粉砕後の素材Ｍ２を移送する粉体輸送機３７、等を備えている。本粉砕機３０は、不定形素材導入部３１に導入された不定形の素材を回転刃３５，３５の回転動により粒径１ｍｍ以下に粉砕する。粉砕室３３の下側（回転テーブル３４の下面から下側）には、当該粉砕室３３と略同じ径の円筒形状の金属製粉体収容室３３ａが設けられており、当該収容室３３ａに粉砕後の素材が粉体輸送機３７へ吸い込まれる粉体吸引口３７ｂが形成されている。すなわち、粉砕室３３内に導入された不定形の素材Ｍ１は、回転する回転刃３５，３５により粉砕され、粉砕室３３の内周面と回転テーブル３４の外周面との間３３ｂから落下して粉体吸引口３７ｂから粉体輸送機３７に吸い込まれ、粉体吐出口３７ａよりも上側まで斜め上方に移送されて、粉体吐出口３７ａから吐出される。
【００４２】
成形機用容器２３は、略上下方向を中心軸とする筒形状の容器用外筒部２３ａと、同容器用外筒部２３ａの下側開口を塞ぐように取り付けられた底部円板２３ｂとから構成されている。本実施形態では、成形機用容器２３の底部となる底部円板２３ｂに、粉砕された素材の粒子よりも大きい範囲で直径１ｍｍ以上８ｍｍ以下、例えば直径３〜５ｍｍ程度の多数の貫通穴２３ｄが略上下方向に向けて形成されている。容器用外筒部２３ａの上側の開口２３ｃは粉砕機の粉体吐出口３７ａから離されて同吐出口３７ａの下側に位置しているので、成形機用容器２３は吐出口３７ａから下方に向けて吐出された粉砕後の素材Ｍ２を収容することができる。そして、粉砕機構にて粉砕された素材を導入する粉砕素材導入部２４が、成形機用容器２３に形成されていることになる。むろん、粉砕素材導入部は、粉砕機構から離されておらず一部が粉砕機構と繋がっているような構造とすることも可能である。
【００４３】
図８は、底部円板２３ｂを上面から見て示した上面図である。なお、ダイフェースカッタ部２６の取付位置を点線により示している。底部円板２３ｂは、略円形の貫通穴２３ｄが多数（図では、同心円状に１６個×２列）形成されている。そして、各貫通穴２３ｄから押し出される粉砕後の素材は略棒状とされる。なお、貫通穴２３ｄの大きさは、製造するペレットの用途に応じて様々な大きさ、径にすることができる。
【００４４】
押し込みローラ２５，２５は、成形機用容器２３内に設けられており、自ら回転しながら底部円板２３ｂ上を周回するようになっている。両ローラ２５，２５は、略水平に設置された略円柱状の棒状部材２５ａの両端にて回転可能に取り付けられている。同棒状部材２５ａは、両端からの中間部にて略上下方向に設けられた回転軸材２５ｂに固定され、同回転軸材２５ｂを中心軸として回転動可能に設けられている。また、回転軸材２５ｂは、ローラ駆動用電動モータ２５ｃに取り付けられている。従って、同モータ２５ｃに対して通電を行って動作させ、回転軸材２５ｂを回転させると、棒状部材２５ａの両端にあるローラ２５，２５が底部円板２３ｂ上を周回する（図４では左回り）。このとき、同底部円板２３ｂの上面とローラ２５，２５との間の摩擦力により、ローラ２５，２５は自ら回転しながら（図５に示されたローラ２５では左回り）成形機用容器２３内の粉砕後の素材を多数の貫通穴２３ｄの一方の開口（上側開口）から押し込むことが可能である。
貫通穴２３ｄの上側開口から押し込まれた粉砕後の素材は、ローラ２５，２５により加圧され、同貫通穴２３ｄの他方の開口（下側開口）から略棒状に押し出される。なお、押し込みローラは、一つでも、三つ以上でもよい。
【００４５】
ダイフェースカッタ部２６は、成形機用容器２３の下側に設けられており、カッタ駆動用電動モータ２７により回転動作するようになっている。図６、図８に示すように、ダイフェースカッタ部２６は、モータ２７への取付部となるカッタテーブル２６ａと、同カッタテーブル２６ａに取り付けられて固定される複数（本実施形態では２枚）のカッタ２６ｂとを備えている。本実施形態では、各カッタ２６ｂが底部円板２３ｂの下面を摺動し、回転動作することによって貫通穴２３ｄの下側開口から下方へ押し出される略棒状の素材を粉砕後の素材の粒子よりも大きい範囲で長さ１ｍｍ以上３０ｍｍ以下、例えば長さ３〜７ｍｍ程度に切断する。
【００４６】
カッタ２６ｂにおけるテーブル２６ａへの取付部にはボルト穴が形成されており、図示しないボルトによりカッタ２６ｂをテーブル２６ａにネジ固定可能である。カッタ２６ｂは鋭利な刃先を有しており、同刃先を略棒状に押し出される素材に対して略直交する方向に向けて移動させることにより同素材を切断してペレット形状に形成する。むろん、カッタ２６ｂの刃先は丸みを帯びた形状や鈍角の形状に形成されていてもよく、これらの場合には刃先を素材に押し当てることにより断面方向に押し潰しながら切断することが可能である。
このように、複数の貫通穴２３ｄを有する成形機用容器２３と、押し込みローラ２５，２５および同押し込みローラを駆動する機構２５ａ〜ｃと、カッタ２６ｂを有するダイフェースカッタ部２６と、カッタ駆動用電動モータ２７とは、粉砕機構にて粉砕された素材をペレット形状に成形する成形機構を構成する。
なお、素材に用いる樹脂が比較的融点の低い樹脂である場合、粉砕後の素材を成形機構にて加熱することなく底部円板２３ｂとローラ２５との間の摩擦力により十分に強固なペレットに成形される。一方、素材に用いる樹脂がナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート等の比較的融点の高い樹脂である場合には、成形機用容器２３（底部円板２３ｂなど）やローラ２５等にヒータを埋設して同ヒータに通電する等して温度を上昇させ、温度を上昇させた成形機用容器２３やローラ２５等によって素材を加熱すると、十分に強固なペレットに成形されるので好適である。
【００４７】
（３）ペレット製造装置の動作およびペレット製造方法の作用：
以下、本ペレット製造方法の作用を本ペレット製造装置１０の動作とともに説明する。
まず、微粒状の木質系材料（例えば粒径１ｍｍ以下）と粒状の熱可塑性樹脂とからなる所定の素材を用意する。木質系材料の配合比が７０重量％以上と木質系材料の多い素材は、ＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下となる。ただし、試験温度を押出機構の出口の位置Ｐ１における素材の温度とし、ＭＦＲ測定装置のおもり（荷重）を２．１６ｋｇとしている。
材料供給装置１１に上記木質系材料と上記熱可塑性樹脂とを投入すると、素材搬送装置１２は素材を混合しながらペレット成形装置２０方向に搬送する。このとき、素材加熱装置１３が素材を加熱するので、熱可塑性樹脂は溶融し、素材が軟化する。素材搬送装置１２は、軟化した素材をスクリュー１２ｇにより混合しながらペレット成形装置の外筒部２１内に押し込む。ここで、溶融状態の熱可塑性樹脂は微粒状の木質系材料に滲み込みながら付着するので、木質系材料に熱可塑性樹脂が十分になじんだ（相溶化した）不定形の素材が形成される。
同スクリュー１２ｇは、先端部が外筒部２１内に挿入されているので、同外筒部２１内でも軟化した素材を混合しながら出口部２２方向に押す。ここで、出口部の開口の断面積Ｓ１が外筒部の出口部側端部における開口部分の断面積Ｓ０以上とされているので、ＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下と低流動性の素材であっても、素材の排出圧力Ｐｅは５．０ＭＰａ以下、通常は１．０ＭＰａ以下となる。すると、軟化しているが流動性の低い素材は、成形されることなく不定形の状態で容易に押し出される。このときの状態が、図４の不定形の素材Ｍ１として示されている。なお、素材中の木質系材料の配合割合が多いと素材Ｍ１は粉っぽい感じで押し出され、素材中の熱可塑性樹脂の配合割合が多いと素材Ｍ１は太いうどん状となって押し出される。ここまでが、押出工程である。
そして、不定形の素材Ｍ１は、落下して粉砕機用ホッパ３２内に収容され、粉砕室３３内に供給される。言い換えると、同素材Ｍ１は、不定形のまま不定形素材導入部３１に導入されることになる。なお、粉状の熱硬化性樹脂等の第二の素材を添加する際には、第二の素材を粉砕機用ホッパ３２に投入すればよい。
【００４８】
粉砕機３０では、常時モータ３６に通電してあり、回転駆動軸３６ａを介して回転テーブル３４が回転駆動される。すると、回転テーブル３４の上面に固定された回転刃３５，３５が回転動し、粉砕室３３内に導入された不定形の素材Ｍ１が粒径１ｍｍ以下とペレットよりも小さい大きさに粉砕される。ここで、素材Ｍ１は微粒状の木質系材料に熱可塑性樹脂がなじんだ素材とされており、樹脂となじんだ木質系材料が粉砕され、均質にされる。また、粉体輸送機３７の送風機（例えばブロワ）にも常時通電してあり、同素材Ｍ１から粉砕されて粉砕室３３の内周面と回転テーブル３４の外周面との間３３ｂから収容室３３ａ内に落下した素材が粉体吸引口３７ｂから粉体輸送機３７に吸い込まれ、粉体吐出口３７ａから下方に向けて吐出される。ここまでが、粉砕工程である。
そして、粉砕後の素材Ｍ２は、落下して成形機用容器２３内に収容される。この状態を、図９の要部断面図にて示している。なお、粉状の熱硬化性樹脂等の第三の素材を添加する際には、第三の素材を成形機用容器２３に投入すればよい。
【００４９】
粉砕素材導入部２４に導入された粉砕後の素材Ｍ３は、図１０に示すように、押し込みローラ２５，２５により多数の貫通穴２３ｄの上側開口から押し込まれる。なお、素材が粉砕されているので、貫通穴２３ｄ内に入り込みやすく、単位時間当たりのペレット成形量が多い。また、貫通穴２３ｄに入った状態で、素材の粒子間に適度な空隙（後成形時の熱を加える混練工程で崩れる程度の空隙）が生じる。貫通穴２３ｄに押し込まれた粉砕後の素材Ｍ３は、貫通穴２３ｄの下側開口から直径１〜８ｍｍの略棒状に押し出される。なお、略棒状に押し出された素材Ｍ４に刃先を向けたカッタ２６ｂは、図９の状態から比べて、カッタ駆動用電動モータ２７の駆動により同略棒状の素材Ｍ４に近づいている。そして、カッタ２６ｂがさらに回転すると、略棒状の素材Ｍ４は、同カッタ２６ｂにより断面方向に切断されて１〜３０ｍｍの長さとされ、粉砕後の素材の粒子よりも大きいペレット形状に成形される。ここまでが、成形工程である。
【００５０】
このように、本ペレット製造装置１０は、軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出せばよいので、スクリューの回転数及び素材の押出流量は制限されない。従って、流動性の小さい素材であっても、スクリューの回転数を下げることなくペレットを大量生産することが可能である。また、粉砕素材導入部に導入された粉砕後の素材を押し込みローラにて略棒状に押し出し、カッタにより切断するという簡易な構造かつ汎用的な機構を利用して、確実に不定形の素材をペレット形状に成形することができる。さらに、素材の一つとして熱可塑性樹脂を用いることにより、加熱して木質系材料と溶融混合させて素材を軟化させ、冷却して固化させるという簡易な工程でペレットを量産することができる。なお、樹脂製品を製造する工場であれば、高額な設備投資が不要であるため、簡単にペレットを量産することが可能となる。さらに、溶融状態の熱可塑性樹脂が木質系材料に滲み込みながら付着するので、良好な強度を得ることができ、成形されたペレットをコンクリート等の骨材等として使用することが可能となる。ここで、所定の素材として木質系材料を用いているので、木質系材料の有効利用を促進させることが可能となる。
【００５１】
また、押出機構で押し出された不定形の素材は、一旦粉砕されて成形機構に供給されるので、より均質にされた状態で素材をペレット形状に成形することができる。これにより、製造されるペレットをより均質化させることができ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質化させることの可能な良質のペレットを大量生産することができる。また、充てん材に樹脂が良くなじんだ（相溶化した）後にペレット化されるので、ペレットを原料とした押出成形や射出成形の後成形時に原料段階ではペレット形状を維持させることができる一方、熱が加わる混練段階でペレットを崩れやすくさせて良好に分散させる。従って、粉砕機構を設けない場合と比べて後成形の成形品を成形することが容易となる。さらに、不定形の素材が粉砕されることによってペレットを成形しやすくなるので、単位時間当たりのペレット生産量をさらに増やすことが可能となる。
【００５２】
本発明のペレット製造装置は、溶融した樹脂と充てん材とを混合して押し出した後に粉砕し、ペレット形状に成形するので、充てん材に樹脂が良くなじんだ後にペレット化され、粉体状となるほどには崩れないペレットが製造される。従って、当該ペレットを原料とした後成形を行ったときに原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく熱を加える混練段階で崩れて分散するため、混練段階で容易に原料を均質に混練することができる。
【００５３】
なお、粉砕後の素材を粉砕素材導入部２４に導入した後、樹脂繊維等の所定の繊維を粉砕後の素材に混合してからペレット形状に成形してもよい。すると、スクリューや回転刃により同繊維が破砕されないので、繊維を素材に添加することによりペレットの強度を向上させることができる。
【００５４】
（４）各種変形例：
上記充てん材には、木質系材料以外にも、微粒状の多孔質無機材料等を用いてもよい。なお、素材中の各原料の配合割合は、充てん材や樹脂の種類に応じて異なるが、例えば、１００μｍ〜１ｍｍ径の充てん材であれば充てん材６０〜９９．９重量％に対して樹脂（酸変性樹脂を含む）０．１〜４０重量％、１μｍ〜１００μｍ充てん材であれば充てん材５０〜６０重量％に対して樹脂（酸変性樹脂を含む）４０〜５０重量％、１ｎｍ〜１μｍ径の充てん材であれば充てん材２０〜５０重量％に対して樹脂（酸変性樹脂を含む）５０〜８０重量％、等とすることができる。
上記粉砕機構には、種々の公知の粉砕機を使用可能である。
上記成形機用容器を加熱する容器加熱手段を設けてもよい。上記成形機用容器２３内にヒータを埋設して同ヒータに通電すると、成形機用容器２３を加熱することができる。すると、成形機用容器２３内に収容された不定形の素材の冷却による固化を防ぐことができ、ペレットの製造効率をより向上させることができる。
上記カッタを加熱するカッタ加熱手段を設けてもよい。例えば、上記カッタテーブル２６ａ内にヒータを埋設して同ヒータに通電すると、カッタを加熱することができる。すると、熱可塑性樹脂を含む素材をカッタの近傍にて軟化させて容易に切断することができ、ペレットの製造効率をさらに向上させることができる。
【００５５】
さらに、図１１と図１２に示すペレット成形装置１２０を備えるペレット製造装置にてペレットを製造してもよい。なお、第一の実施形態と同じ構成のものは、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。ペレット成形装置１２０は、図示しない外筒部、出口部、粉砕機の他、粉砕機の粉体吐出口３７ａの下側において開口１２３ａを上側に向けて設置されて粉砕後の素材Ｍ１２の粉砕素材導入部１２４が形成された金属製ホッパ１２３、同ホッパ１２３の下側開口部１２３ｂに設けられた一対の圧延ロール１２５，１２５、ホッパ１２３の下側に設置されたシュレッダ（樹脂細断機）１２６、等を備えている。ホッパの上側の開口１２３ａは、粉体吐出口３７ａから離されている。
【００５６】
圧延ロール１２５，１２５は、図示しない圧延ロール回転駆動機構に接続されている。同圧延ロール回転駆動機構を駆動させると、図１２において左側の圧延ロール１２５ａが右回りに回転するとともに、同圧延ロール１２５ａと同じ回転速度で右側の圧延ロール１２５ｂが左回りに回転するようになっている。すなわち、圧延ロール１２５ａ，ｂは、粉砕素材導入部１２４に導入された粉砕後の素材Ｍ１３を略平板状に圧延することができる。
【００５７】
シュレッダ１２６は、圧延された素材Ｍ１４を上部開口１２６ａから引き込み、細断することによりペレット形状に成形して下部開口１２６ｂから落下させる。シュレッダ１２６は、多数の回転刃１２６ｄを有する回転ロール１２６ｃ、同回転ロール１２６ｃを回転駆動する図示しない回転刃駆動機構、固定刃１２６ｅ、等を備えている。回転ロール１２６ｃは、回転刃駆動機構の駆動により図１２において左回りに回転し、圧延された素材Ｍ１４を下方へ引き込む。ここで、図１２中に示した要部底面図において、各回転刃１２６ｄは断面略三角形にされるとともに、固定刃１２６ｅに形成された複数の谷部１２６ｅ１に挿入されるようになっている。従って、圧延された素材Ｍ１４は、回転動作する回転刃１２６ｄにより下方へ引っ張られながら同回転刃１２６ｄと固定刃１２６ｅとにより引き裂かれるように細断され、ペレット形状に成形される。本ペレット成形装置１２０は、粉砕後の素材Ｍ１２の粒子よりも大きく、かつ、粒径１ｍｍ以上８ｍｍ以下のペレットに成形する。
すなわち、ホッパ１２３と、圧延ロール１２５ａ，ｂおよび同圧延ロールを駆動する機構と、シュレッダ１２６とが、成形機構を構成する。
【００５８】
粉体吐出口３７ａから吐出された粉砕後の素材Ｍ１２は、落下してホッパ１２３内に収容され、粉砕素材導入部１２４に導入されて、ホッパ１２３の下側となる圧延ロール１２５，１２５により略平板状に圧延される。圧延された素材Ｍ１４は、シュレッダ１２６により細断され、ペレット形状に成形される。その後、ペレット形状に成形された素材Ｍ１５は、冷却槽内に落下し、冷却されて固化することにより、ペレットとなる。
以上のように構成しても、第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、粉砕後の素材を圧延ロールにて略平板状に圧延し、シュレッダにより細断するという簡易な構造かつ汎用的な機構を利用して、確実に不定形の素材をペレット形状に成形することができる。なお、シュレッダは様々な構造が考えられ、図１２に示した構造以外のものであってもよい。
【００５９】
（５）第二の実施形態：
図１３は、第二の実施形態にかかるペレット製造装置の粉砕機（粉砕機構）１３０を示している。なお、押出機構や成形機構等は、第一の実施形態と同じである。第一の実施形態での符号を用いて説明すると、本ペレット製造装置は、外筒部２１、出口部２２、同出口部２２の下側において開口１３１ａを上側に向けて設置されて押し出される不定形の素材Ｍ１を導入する不定形素材導入部１３１が設けられた粉砕機１３０、同粉砕機１３０にて粉砕された素材を導入する粉砕素材導入部２４が形成された成形機用容器２３、押し込みローラ２５，２５、ダイフェースカッタ部２６、電動モータ２７、等を備えている。
粉砕機用ホッパ１３２は、出口部の開口２２ａから押し出された不定形の素材Ｍ１を一旦収容し、当該素材Ｍ１を下部開口１３２ｂから略上下方向を中心軸とする円筒形状の金属製粉砕室１３３内へ供給することができる。そして、押出機構から押し出された素材を不定形のまま導入する不定形素材導入部１３１が、ホッパ１３２と粉砕室１３３に形成されていることになる。
【００６０】
本実施形態では、フライアッシュと、同フライアッシュと等重量以下の熱可塑性樹脂とを少なくとも用い、同熱可塑性樹脂を溶融させながら混合して成形することなく不定形の状態で押し出し、押し出した不定形の素材を粉砕した後、成形する。フライアッシュは、石炭を焼成したときに生じる黒っぽい灰であり、シリカ分を含む微粒状（粉末状を含む）の多孔質無機材料である。同フライアッシュには種々の粒径の粒子が混在しているが、粒径を揃える等の改質を行わなくてもペレットを製造可能である。この場合、非常に低コストにてペレットを得ることができ、建造物の材料等に利用することができる。むろん、用途に応じて粒径を揃える等の改質を行い、ペレットを所望の強度にさせるようにしてもよい。不定形の素材を粒径１ｍｍ以下に粉砕するため、フライアッシュの粒径も１ｍｍ以下とすると好適である。より好適な条件を求めるためフライアッシュの粒径を種々変えて試験を行ったところ、粒径を５００μｍ以下にすると建造物の材料等へ用いたときに非常に均質にさせる良質のペレットを得ることができた。
【００６１】
フライアッシュと熱可塑性樹脂との配合割合は、ペレットの用途に応じて適宜決定可能である。一般に、フライアッシュの重量割合が多くなるほど硬質となり、熱可塑性樹脂の重量割合が多くなるほど軟質となる。両者の重量割合は、ペレットに要求される性質に応じて適宜好ましい比率を選択可能である。
ペレットを無機材料のように熱膨張が小さく難燃性とするためには、フライアッシュに対して同フライアッシュと等重量以下の熱可塑性樹脂を混合すればよい。フライアッシュを５１〜９９重量％（好ましくは７０〜９５重量％）とし、熱可塑性樹脂を１〜４９重量％（好ましくは５〜３０重量％）とすると、建造物の材料等への用途として非常に良質のペレットを得ることができた。ここで、熱可塑性樹脂を１重量％以上（好ましくは５重量％以上）とするのはペレットを固まりのまま崩さずに固化させるためであり、フライアッシュを５１％以上（好ましくは７０重量％以上）とするのは建造物の材料等として非常に良好な強度を得るためである。
通常、フライアッシュと熱可塑性樹脂の配合比が重量比で７０〜９９．９：０．１〜３０とフライアッシュの多い素材は、当該素材を試料としてＭＦＲを、押出機構内の出口の位置Ｐ１における素材の温度を試験温度θ（℃）とし、荷重Ｍnomを２．１６ｋｇとして測定すると、求められるＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下と流動性が小さい。このような流動性の小さい素材は、通常、樹脂が加熱軟化した状態で排出圧力Ｐｅが２５．０ＭＰａ以上となってしまうが、本発明のペレット製造装置は押出機構にて混練しながらこのような低流動性の素材を押し出すことができ、ペレットを大量生産することが可能である。
なお、充てん材として、一部あるいは全部を微粒状の石英質系鉱物にすることも可能である。
【００６２】
また、フライアッシュや石英質系鉱物をそのまま用いてペレットを製造可能であるが、これらに対してシランカップリング剤を用いてシランカップリング処理を行い、疎水性を付与して樹脂とのなじみを良くしたフライアッシュや石英質系鉱物を充てん材として用いてもよい。シランカップリング剤は、分子の一端に加水分解でシラノール基（Ｓｉ-ＯＨ）を与えるエトキシ基やメトキシ基を有し、他端に有機官能基を有する。そして、フライアッシュ等にシランカップリング剤を反応させて、フライアッシュ等に疎水性の有機官能基を付加させると、樹脂とのなじみを向上させることができる。
例えば、シランカップリング処理により変性したフライアッシュ５１〜９９重量％（好ましくは７０〜９５重量％）に対してポリアミドを１〜４９重量％（好ましくは５〜３０重量％）を配合して所定の素材とすることができる。
【００６３】
粉砕機３０は、上記ホッパ１３２、同ホッパ１３２の下側において同ホッパの下部開口１３２ｂに連通する上部開口が形成された粉砕室１３３、同粉砕室１３３内の下部において上下方向に回転軸を向けて回転可能とされて不定形の素材を載置する所定の金属製載置テーブル１３４、左右方向に向けられた円柱状の軸部材１３５ａ，１３５ａを回転軸として載置テーブル１３４に外周下部が当接して当該テーブル１３４上を転動可能な複数の金属製粉砕ローラ１３５，１３５、上下方向に向けて配設された円柱状の回転駆動軸１３６ａを介して載置テーブル１３４を回転駆動する電動モータ１３６、成形機用容器２３の上部において下方に向けて開口した図示しない粉体吐出口まで粉砕後の素材を移送する粉体輸送機１３７、等を備えている。本粉砕機１３０は、不定形素材導入部１３１に導入された不定形の素材を載置テーブル１３４上とローラ１３５，１３５の周面との間で粒径１ｍｍ以下に粉砕する。軸部材１３５ａ，１３５ａは、粉砕室１３３の側壁に固定されている。粉砕室１３３の下側（載置テーブル１３４の下面から下側）には、当該粉砕室１３３と略同じ径の円筒形状の金属製粉体収容室１３３ａが設けられており、当該収容室１３３ａに粉砕後の素材が粉体輸送機１３７へ吸い込まれる粉体吸引口１３７ｂが形成されている。
粉砕機１３０では、常時モータ１３６に通電してあり、回転駆動軸１３６ａを介して載置テーブル１３４が回転駆動される。すると、載置テーブル１３４の上面で当該テーブル１３４の上下方向を軸とする回転動に従動して粉砕ローラが左右方向を軸として回転動し、粉砕室１３３内に導入された不定形の素材は、載置テーブル１３４上と粉砕ローラ１３５，１３５周面との間で粒径１ｍｍ以下に粉砕される。ここで、導入された素材は微粒状のフライアッシュに熱可塑性樹脂がなじんだ素材とされており、樹脂となじんだフライアッシュが粉砕され、均質にされる。また、粉体輸送機１３７の送風機にも常時通電してあり、粉砕されて粉砕室１３３の内周面と載置テーブル１３４の外周面との間１３３ｂから収容室１３３ａ内に落下した素材が粉体吸引口３７ｂから粉体輸送機３７に吸い込まれ、粉体吐出口よりも上側まで斜め上方に移送されて、粉体吐出口から下方に向けて吐出される。そして、粉砕後の素材は、落下して成形機用容器２３内に収容される。
特にフライアッシュや石英質系鉱物といった硬質の無機材料を主成分とする素材からペレットを製造する場合、容易に不定形の素材を粉砕することができるので、好適である。
なお、粉砕機構としては、公知の種々の粉砕機を使用可能である。
【００６４】
以上のように構成しても、第一の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、本ペレット製造装置は、軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出せばよいので、流動性の小さい素材であってもスクリューの回転数が制限されず、ペレットを大量生産することが可能である。
また、押出機構で押し出された不定形の素材が一旦粉砕されて成形機構に供給されるので、製造されるペレットをより均質化させることができ、当該ペレットを原料とした成形品等をより均質化させることの可能な良質のペレットを大量生産することができる。また、充てん材に樹脂が良くなじんだ後に粉砕され、粉砕後の素材がペレット化されるので、ペレットを原料とした後成形時に原料段階ではペレット形状を維持させ、熱が加わる混練段階でペレットを崩れやすくさせて良好に分散させる。従って、後成形の成形品を成形することが容易となる。さらに、不定形の素材が粉砕されることによってペレットを成形しやすくなるので、単位時間当たりのペレット生産量をさらに増やすことが可能となる。
【００６５】
（６）実施例：
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
［実施例１］
木質系材料として、粒径１ｍｍ以下に粉砕した木粉（含水率５重量％）を用いた。熱可塑性樹脂（主成分）として、ＪＩＳ Ｋ７２１０の附属書Ａ表１の条件Ｍ（試験温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）におけるＭＦＲが３０（g/10min）の粒状ポリプロピレン（ＰＰと記載）を用いた。添加剤（副成分）として、マレイン酸を用いてポリプロピレンを変性したマレイン酸変性樹脂（三洋化成社製ユーメックス）を用いた。
加熱機付き混練押出機として径８０ｍｍのコニカル二軸押出成形機（シンシナティエクストルージョン社製タイタン８０）を用い、押出機構の出口部にダイを取り付けず、スクリューの回転速度を１０ｒｐｍとして使用した。従って、出口部の開口の断面積Ｓ１が外筒部の出口部側端部における開口部分の断面積Ｓ０に等しい条件で試験を行っている。
粉砕機として、井上電設社製のウッドグラインダーとファインシュレッダーとを用いた。
以下に記載した素材の配合量で木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。この１８０℃を試験温度θとし、荷重を２．１６ｋｇとして素材のＭＦＲをＭＦＲ測定装置にて測定するとともに、押出機構内の出口の位置Ｐ１における排出圧力Ｐｅを圧力計にて測定した。そして、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機にて粒径１ｍｍ以下に粉砕し、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
素材の配合量：
木粉                        ８０重量％
ＰＰ                        １８重量％
マレイン酸変性樹脂            ２重量％
計                      １００重量％
【００６６】
［実施例２］
木質系材料、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。さらに、粉砕機も実施例１と同じものを用いた。
以下に記載した素材の配合量で木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲと排出圧力Ｐｅを測定した。そして、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機にて粒径１ｍｍ以下に粉砕し、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
素材の配合量：
木粉                        ８５重量％
ＰＰ                        １３重量％
マレイン酸変性樹脂            ２重量％
計                      １００重量％
【００６７】
［実施例３］
フライアッシュとして、粒径５００μｍ以下に粉砕したフライアッシュを用いた。ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。さらに、粉砕機も実施例１と同じものを用いた。
以下に記載した素材の配合量でフライアッシュとＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲと排出圧力Ｐｅを測定した。そして、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機にて粒径１ｍｍ以下に粉砕し、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
素材の配合量：
フライアッシュ              ８０重量％
ＰＰ                        １８重量％
マレイン酸変性樹脂            ２重量％
計                      １００重量％
【００６８】
［実施例４］
フライアッシュは、実施例１と同じものを用いた。ただし、このフライアッシュ１００重量部に対してシランカップリング剤（日本コニカ社製ＡＰＺ−６６０１）１重量部を用いてシランカップリング処理を行った。熱可塑性樹脂として、ＪＩＳ Ｋ７２１０の条件（試験温度２３５℃、荷重２．１６ｋｇ）におけるＭＦＲが５５（g/10min）のポリアミド（東洋紡社製Ｔ８０２）を用いた。
加熱機付き混練押出機は実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。さらに、粉砕機も実施例１と同じものを用いた。
以下に記載した素材の配合量でシランカップリング処理により変性したフライアッシュとポリアミドとを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２２０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、２００℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲと排出圧力Ｐｅを測定した。そして、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機にて粒径１ｍｍ以下に粉砕し、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
素材の配合量：
変性フライアッシュ          ７０重量％
Ｎｙ６                      ３０重量％
計                      １００重量％
【００６９】
［比較例１］
木粉、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。素材の配合量も、実施例１と同じにした。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。ただし、押出機構の出口部に径５ｍｍの貫通穴を複数有するダイを取り付けて使用した。
木粉と高流動性ＰＰとを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら押し出す状態とし、押出機構内の出口の位置Ｐ１における排出圧力Ｐｅを圧力計にて測定した。
【００７０】
［比較例２］
フライアッシュ、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。素材の配合量も、実施例１と同じにした。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。ただし、押出機構の出口部に径５ｍｍの貫通穴を複数有するダイを取り付けて使用した。
フライアッシュと高流動性ＰＰとを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら押し出す状態とし、押出機構内の出口の位置Ｐ１における排出圧力Ｐｅを圧力計にて測定した。
【００７１】
以上の実施例１〜４と比較例１，２について、ＭＦＲ、排出圧力Ｐｅ、１分当たりの混練押出機からの押出量を測定した結果、ペレットの保形性、後成形品の様子を観察した結果を表に示す。
【表１】
2006256296.tif 000021
【００７２】
同じ素材を用いた実施例１と比較例１では、素材はＭＦＲが０．０ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったため、ペレット成形用のダイを取り付けた押出機を用いた比較例１では、排出圧力Ｐｅが２５ＭＰａ以上となって押出機から素材を押し出すことができなくなった。一方、ペレット成形用のダイを取り付けなかった押出機を用いた実施例１では、排出圧力Ｐｅが０．１ＭＰａとなって押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができ、不定形の素材の押出量は２４０ｋｇ／時となった。そして、連続してペレットを作製することができた。
実施例１よりも木粉の配合比を多くした実施例２では、素材はＭＦＲが０．０ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったが、排出圧力Ｐｅが０．２ＭＰａとなって押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができ、不定形の素材の押出量は２２０ｋｇ／時となった。そして、連続してペレットを作製することができた。
【００７３】
同じ素材を用いた実施例３と比較例２では、素材はＭＦＲが０．１ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったため、ペレット成形用のダイを取り付けた押出機を用いた比較例２では、排出圧力Ｐｅが２５ＭＰａ以上となって押出機から素材を押し出すことができなくなった。一方、ペレット成形用のダイを取り付けなかった押出機を用いた実施例３では、排出圧力Ｐｅが０．１ＭＰａとなって押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができ、不定形の素材の押出量は２００ｋｇ／時となった。そして、連続してペレットを作製することができた。
シランカップリング処理を行ったフライアッシュとポリアミドを用いた実施例４では、素材はＭＦＲが０．３ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったが、排出圧力Ｐｅが０．１ＭＰａとなって押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができ、不定形の素材の押出量は１５０ｋｇ／時となった。そして、連続してペレットを作製することができた。
【００７４】
実施例１〜４で作製されたペレットには、崩れがほとんど見られず、各ペレットの保形性は良好であった。
実施例１〜４で作製されたペレットを断面１１０ｍｍ×９ｍｍ角の押出成形品を形成する加熱機付き混練押出成形機に投入し、混練押出成形機に供給した原料を実施例１〜３のペレットでは２３０℃、実施例４のペレットでは２００℃、に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、成形品を試作したところ、均質な成形品が得られた。
【００７５】
次に、粉砕工程の有無による違いを示す実施例を説明する。
［実施例５］
木質系材料、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。粉砕機として、井上電設社製のウッドグラインダーとファインシュレッダーとを用いた。後成形時に用いる加熱機付き混練押出成形機として径８０ｍｍのコニカル二軸押出成形機（シンシナティエクストルージョン社製タイタン８０）を用い、１１０ｍｍ×９ｍｍ角のダイを取り付け、スクリューの回転速度を１０ｒｐｍとして使用した。
以下に記載した素材の配合量で木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲと排出圧力Ｐｅを測定した。そして、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機にて粒径１ｍｍ以下に粉砕し、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
そして、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、２００℃に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、後成形の成形品を試作した。その際、混練押出成形機内の出口の位置における押出圧力（排出圧力）を圧力計にて測定し、成形品に未溶融部分が見られるか否かを評価し、成形品の曲げ強度を測定した。
素材の配合量：
木粉                        ８０重量％
ＰＰ                        １８重量％
マレイン酸変性樹脂            ２重量％
計                      １００重量％
【００７６】
［比較例３］
木質系材料、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は実施例５と同じものを用い、素材の配合比も実施例５と同じにした。また、ペレット作製用の加熱機付き混練押出機、後成形時に用いる加熱機付き混練押出成形機も実施例５と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例５と同じにした。
木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲと排出圧力Ｐｅを測定した。ただし、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕せずに、ペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
そして、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、２００℃に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、後成形の成形品を試作した。その際、混練押出成形機内の出口の位置における排出圧力を圧力計にて測定し、成形品に未溶融部分が見られるか否かを評価し、成形品の曲げ強度を測定した。
【００７７】
以上の実施例５と比較例３について、ＭＦＲ、排出圧力Ｐｅ、１時間当たりのペレットの成形量、後成形時の素材の押出圧力、後成形の成形品の曲げ強度を測定した結果、後成形の成形品の外観を観察した結果を表に示す。
【表２】
2006256296.tif 000022
【００７８】
ＭＦＲはいずれも０．０ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったが、排出圧力Ｐｅが０．１ＭＰａとなって押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができた。
粉砕工程を設けなかった比較例ではペレットの成形量が１２０ｋｇ／ｈｒと比較的少なかったのに対し、粉砕工程を設けた実施例ではペレットの成形量が２２０ｋｇ／ｈｒと比較的多かった。これは、粉砕した場合には素材が粉砕されてダイの貫通穴に入りやすくなるため成形量が多いと推察される。
また、比較例では後成形時の素材の押出圧力が１８ＭＰａと比較的大きいのに対し、実施例では同押出圧力が１０ＭＰａと比較的小さかった。これは、不定形の素材を粉砕していない場合には素材が比較的大きな塊となって押し出されるため圧力が大きくなり、粉砕した場合にはこのような塊が粉砕されて細かくされるので圧力が小さくなるためと推察される。
さらに、比較例では素材の未溶融部分が見られ、不均質であったのに対し、実施例では素材の未溶融部分は見られず、均質であった。これは、不定形の素材を粉砕していない場合には素材に比較的大きな未溶融部分が混在したまま押し出されて成形されるのに対し、粉砕した場合にはこのような未溶融部分が細かくされるので後成形の成形品に未溶融部分が見られなくなるためと推察される。
さらに、比較例では後成形の成形品の曲げ強度が４２ＭＰａと比較的大きいのに対し、実施例では同曲げ強度が２８ＭＰａと比較的小さかった。これも、不定形の素材を粉砕していない場合には成形品に未溶融部分が混在して不均一となることにより曲げる力に対して弱くなり、粉砕した場合には未溶融部分が混在せず均一となることにより曲げる力に対して強くなるためと推察される。
以上より、押出工程と成形工程との間に粉砕工程を設けることによって、ペレットをより均質にさせることができ、当該ペレットを原料とした後成形品をより均質にさせることが確認された。
【００７９】
さらに、粉状の機能性素材を添加してペレットを形成した実施例を説明する。
［実施例６］
試験区１は粉砕後の素材に粉末状フェノール樹脂を添加した例、試験区２は試験区１の比較例として粉砕後の素材に粉末状フェノール樹脂を添加しなかった例を示している。
木質系材料、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。粉末状の熱硬化性樹脂として、粉末フェノール樹脂を用いた。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。粉砕機も実施例１と同じものを用いた。後成形時に用いる加熱機付き混練押出成形機として径８０ｍｍのコニカル二軸押出成形機（シンシナティエクストルージョン社製タイタン８０）を用い、１１０ｍｍ×９ｍｍ角のダイを取り付け、スクリューの回転速度を１０ｒｐｍとして使用した。
試験区１，２ともに、以下に記載した素材の配合量で木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲを測定した。次に、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機に投入し、粒径１ｍｍ以下に粉砕した。
混練押出機に投入した素材の配合量：
木粉                        ７８重量部
ＰＰ                        １８重量部
マレイン酸変性樹脂            ２重量部
計                        ９８重量部
試験区１では、以下に記載した配合量で、粉砕後の素材と上記粉末フェノール樹脂とを混合してペレット成形機に投入した。
ペレット成形機に投入した素材の配合量：
上記粉砕後の素材            ９８重量部
フェノール樹脂                ２重量部
計                      １００重量部
そして、投入した素材をペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
試験区２では、粉砕後の素材のみをペレット成形機に投入した。そして、投入した素材をペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
その後、試験区１，２ともに、それぞれ、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、２００℃に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、後成形の成形品を試作した。
【００８０】
実施例６試験区１，２について、ＭＦＲ、ペレットの保形性、後成形品の様子を観察した結果を表に示す。
【表３】
2006256296.tif 000023
【００８１】
不定形の素材はＭＦＲが０．０ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったが、押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができた。そして、粉末状フェノール樹脂の添加の有無にかかわらず、連続してペレットを作製することができた。フェノール樹脂を添加した試験区１でも、フェノール樹脂を添加しなかった試験区２と同様、作製されたペレットには、崩れがほとんど見られず、作製されたペレットを用いて良好に押し出し成形することができ、後成形の成形品を作製することができたとともに、作製された成形品を観察したところ、均質であった。
従って、粉砕後の素材に粉状のフェノール樹脂を添加しても、フェノール樹脂を添加しない場合と同様にペレットの保形性は良好であり、後成形の成形品についてもフェノール樹脂を添加しない場合と同様に均質であることが確認された。
以上により、熱硬化性樹脂を含む素材を原料として良好な成形性で押出成形を行うことができ、熱硬化性樹脂を含む均質な押出成形品が得られることが確認された。これは、加熱して不定形の素材を形成し、粉砕した後にフェノール樹脂を添加したため、熱硬化性樹脂の機能が失われずにペレットが形成され、後成形時に熱硬化性樹脂の機能が発揮されて均質な押出成形品が形成されたためと推察される。
【００８２】
［実施例７］
試験区１は粉砕後の素材に粉末状の発泡剤を添加した例、試験区２は試験区１の比較例として粉砕後の素材に粉末状の発泡剤を添加しなかった例を示している。
木質系材料、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。粉末状の発泡剤として、重曹を用いた。また、加熱機付き混練押出機も実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。粉砕機も実施例１と同じものを用いた。後成形時に用いる加熱機付き混練押出成形機として径８０ｍｍのコニカル二軸押出成形機（シンシナティエクストルージョン社製タイタン８０）を用い、１１０ｍｍ×９ｍｍ角のダイを取り付け、スクリューの回転速度を１０ｒｐｍとして使用した。
試験区１，２ともに、以下に記載した素材の配合量で木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲを測定した。次に、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機に投入し、粒径１ｍｍ以下に粉砕した。
混練押出機に投入した素材の配合量：
木粉                        ５０重量部
ＰＰ                        ４６重量部
マレイン酸変性樹脂            ２重量部
計                        ９８重量部
試験区１では、以下に記載した配合量で、粉砕後の素材と上記粉末状の発泡剤とを混合してペレット成形機に投入した。
ペレット成形機に投入した素材の配合量：
上記粉砕後の素材            ９８重量部
粉末状の発泡剤                ２重量部
計                      １００重量部
そして、投入した素材をペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
試験区２では、粉砕後の素材のみをペレット成形機に投入した。そして、投入した素材をペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
その後、試験区１，２ともに、それぞれ、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、２００℃に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、後成形の成形品を試作した。
【００８３】
実施例７試験区１，２について、ＭＦＲ、ペレットの保形性、後成形品の様子を観察した結果を表に示す。
【表４】
2006256296.tif 000024
【００８４】
不定形の素材はＭＦＲが０．３ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったが、押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができた。そして、粉末状の発泡剤の添加の有無にかかわらず、連続してペレットを作製することができた。発泡剤を添加した試験区１でも、発泡剤を添加しなかった試験区２と同様、作製されたペレットには、崩れがほとんど見られなかった。また、試験区１で作製されたペレットは、発泡がほとんど見られず、ペレットの保形性は良好であった。試験区１で作製されたペレットから押し出し成形により後成形の発泡成形品を作製することができたとともに、作製された発泡成形品を観察したところ、均質であった。
従って、粉砕後の素材に粉状の発泡剤を添加しても、発泡剤を添加しない場合と同様にペレットの保形性は良好であり、後成形の成形品についても均質であることが確認された。
以上により、発泡剤を含む素材を原料として良好な成形性で押出成形を行うことができ、均質な発泡成形品が得られることが確認された。これは、加熱して不定形の素材を形成し、粉砕した後に発泡剤を添加したため、発泡剤の機能が失われずにペレットが形成され、後成形時に発泡剤の機能が発揮されて均質な発泡成形品が形成されたためと推察される。
【００８５】
［実施例８］
試験区１は粉砕後の素材に乾燥爆砕木粉を添加した例、試験区２は試験区１の比較例として粉砕後の素材に乾燥爆砕木粉を添加しなかった例を示している。
木質系材料、ＰＰ、マレイン酸変性樹脂は、実施例１と同じものを用いた。
また、乾燥爆砕木粉を以下のようにして調製した。
すなわち、粒径１ｍｍ以下に粉砕した木粉（含水率５重量％）を２ｋｇ用いた。当該木粉を圧力反応釜の中に入れ、さらに６ｋｇすなわち３００重量％（当該木粉の重量を基準とした相対量）の水を添加して、水蒸気存在下で飽和水蒸気圧２３０℃まで加熱しながら加圧した。この状態を、１０分間保持した後、圧力反応釜のバルブを開いて圧力反応釜の内容物を急激に外気へ放出して減圧し、木粉を爆砕した。このときに得られた爆砕物の含水率は、２００重量％であった。
存在する水分を除去することなく上記爆砕物を乾燥台上に平たく薄く厚さ１ｃｍとなるように載せ、送風乾燥機にて１００℃で加熱しながら、送風機にて爆砕材料に風速０．５ｍ／secで送風しながら、２４時間、絶乾処理を行った。その後、送風乾燥機内を３０℃に下げ、乾燥爆砕木粉を得た。当該乾燥爆砕木粉の含水率を測定したところ、０重量％であった。
【００８６】
加熱機付き混練押出機は実施例１と同じものを用い、スクリューの回転速度も実施例１と同じにした。粉砕機も実施例１と同じものを用いた。後成形時に用いる加熱機付き混練押出成形機として径８０ｍｍのコニカル二軸押出成形機（シンシナティエクストルージョン社製タイタン８０）を用い、１１０ｍｍ×９ｍｍ角のダイを取り付け、スクリューの回転速度を１０ｒｐｍとして使用した。
試験区１，２ともに、以下に記載した素材の配合量で木粉とＰＰとマレイン酸変性樹脂とを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を２３０℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止めた。押出機構内の出口の位置における素材の温度は、１８０℃であった。実施例１と同様にして、ＭＦＲを測定した。次に、ホッパに受け止めた不定形の素材を粉砕機に投入し、粒径１ｍｍ以下に粉砕した。
混練押出機に投入した素材の配合量：
木粉                        ７０重量部
ＰＰ                        １８重量部
マレイン酸変性樹脂            ２重量部
計                        ９０重量部
試験区１では、以下に記載した配合量で、粉砕後の素材と上記乾燥爆砕木粉とを混合してペレット成形機に投入した。
ペレット成形機に投入した素材の配合量：
上記粉砕後の素材            ９０重量部
乾燥爆砕木粉                １０重量部
計                      １００重量部
そして、投入した素材をペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
試験区２では、粉砕後の素材のみをペレット成形機に投入した。そして、投入した素材をペレット成形機にて径５ｍｍ、長さ５ｍｍのペレット形状に成形し、ペレットを作製した。
その後、試験区１，２ともに、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、２００℃に加熱して混合しながら１１０ｍｍ×９ｍｍ角に押出成形し、後成形の成形品を試作した。
【００８７】
実施例８試験区１，２について、ＭＦＲ、ペレットの保形性、後成形品の様子を観察した結果を表に示す。
【表５】
2006256296.tif 000025
【００８８】
不定形の素材はＭＦＲが０．０ｇ／１０ｍｉｎと流動性が小さかったが、押出機から不定形の状態で素材を押し出すことができた。そして、乾燥爆砕木粉の添加の有無にかかわらず、連続してペレットを作製することができた。乾燥爆砕木粉を添加した試験区１でも、乾燥爆砕木粉を添加しなかった試験区２と同様、作製されたペレットには、崩れがほとんど見られず、作製されたペレットを用いて良好に押し出し成形することができ、後成形の成形品を作製することができたとともに、作製された成形品を観察したところ、均質であった。
従って、粉砕後の素材に乾燥爆砕木粉を添加しても、乾燥爆砕木粉を添加しない場合と同様にペレットの保形性は良好であり、後成形の成形品についても乾燥爆砕木粉を添加しない場合と同様に均質であることが確認された。
以上により、爆砕木粉を含む素材を原料として良好な成形性で押出成形を行うことができた。
【００８９】
上記実施例６〜８より、不定形の素材を形成し、粉砕した後に機能性素材（第三の素材）を添加しても、ペレットは保形性が良好であり、後成形の成形品は均質であることが確認された。
なお、粉砕前の不定形の素材に粉状の機能性素材（第二の素材）を添加しても、加熱して不定形の素材を形成した後に機能性素材を添加することになるため、機能性素材の機能が失われずにペレットが形成され、良好な保形性のペレットが得られ、均質な後成形品が得られる。
【００９０】
（７）まとめ：
本ペレット製造方法では、ＭＦＲが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以下と流動性の小さい素材であっても、押出機構内の出口の位置における素材の排出圧力を５．０ＭＰａ以下としているので、素材の押出流量は制限されず、ペレットを大量生産することが可能となる。ここで、押出機構で押し出された不定形の素材は、一旦粉砕され、粉砕後の素材がペレット化されるので、より均質化された状態でペレットを製造することができる。また、製造されたペレットを原料として後成形を行う時に原料段階では粉体状に崩れず、熱を加える混練段階でペレットが崩れやすくなって分散性が向上するので、より容易に後成形の成形品を成形することが可能となる。
特に、溶融可能な樹脂に大量の充てん材を配合した素材の場合、押出工程を経ずに粉砕してペレット形状に成形すると、充てん材に樹脂がなじまず、ばらばらに崩れて粉体状になりやすい。押出工程を経た後に粉砕してペレット形状に成形すると、充てん材に樹脂が良くなじんだ後にペレット化されるので、高充填量の充てん材が配合されて成形されたペレットを原料とした後成形を行ったときに原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく混練段階で崩れて分散し、容易に原料を均質に混練することができる。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、有用なペレット製造方法およびペレット製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】ペレットを製造し、さらに後成形の成形品を製造する過程を示す概略の流れ図。
【図２】ペレット製造装置の外観側面図。
【図３】ペレット製造装置の外観上面図。
【図４】ペレット成形装置の要部を示す斜視図。
【図５】ペレット成形装置の要部を図３のＢ方向から見て示す垂直断面図。
【図６】ペレット成形装置の要部を図３のＢ方向から見て示す垂直断面図。
【図７】粉砕機構の変形例を示す斜視図。
【図８】成形機構の底部円板を上面から見て示す上面図。
【図９】粉砕後の素材が貫通穴に押し込まれる様子を示す要部断面図。
【図１０】押し出された略棒状の素材が切断されようとする様子を示す要部断面図。
【図１１】変形例においてペレット成形装置の要部を示す斜視図。
【図１２】ペレット成形装置の要部を図１１のＣ方向から見て示す垂直断面図。
【図１３】第二の実施形態におけるペレット成形装置の要部を示す垂直断面図。
【符号の説明】
【００９２】
１０，Ａ４…ペレット製造装置
１１…材料供給装置
１２…素材搬送装置
１３…素材加熱装置
１４…選別搬送装置
１５…制御盤
２０，１２０…ペレット成形装置
２１…外筒部
２１ａ…素材流入口 
２２…出口部
２２ａ…開口
２３…成形機用容器
２４，１２４…粉砕素材導入部
３０，１３０…粉砕機（粉砕機構）
３１，５０，１３１…不定形素材導入部
３２，１３２…粉砕機用ホッパ
３３，１３３…粉砕室
３４…回転テーブル
３５…回転刃
３６，１３６…電動モータ
３７，１３７…粉体輸送機
３７ａ…粉体吐出口
３７ｂ…粉体吸引口
４０…冷却槽
５１…コンベア
１２３…金属製ホッパ
１３４…載置テーブル
１３５…粉砕ローラ
Ａ１…廃材
Ａ２…木質系材料 
Ａ３…熱可塑性樹脂 
Ａ５…ペレット 
Ｍ１…不定形の素材
Ｍ２，Ｍ３，Ｍ１２，Ｍ１３…粉砕後の素材
Ｍ４…略棒状の素材
Ｍ１４…圧延された素材
Ｍ１５…成形された素材