(57)【要約】【課題】構造タンパク質を含む樹脂材料を低コストで量産することが可能な製造装置及び製造方法を提供する。【解決手段】製造装置１は、構造タンパク質を含む樹脂材料を製造する。製造装置１は、動物繊維の粉末を圧縮することで複数の凸部を有する成形体を形成し、成形体を外部に送出する第１のロールプレス１０と、第１のロールプレス１０から送出された成形体を受け取り、成形体に熱圧成形を施すことで樹脂化して外部に送出する第２のロールプレス２０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造タンパク質を含む樹脂材料を製造する製造装置であって、
動物繊維の粉末を圧縮することで複数の凸部を有する成形体を形成し、前記成形体を外部に送出する第１の送出手段と、
前記第１の送出手段から送出された前記成形体を受け取り、前記成形体に熱圧成形を施すことで樹脂化して外部に送出する第２の送出手段と、
を備える製造装置。
【請求項２】
前記第１の送出手段と前記第２の送出手段は、上下方向に並べて配置され、
前記第２の送出手段は、前記第１の送出手段の下方に配置されている、
請求項１に記載の製造装置。
【請求項３】
前記第１の送出手段は、互いに間隔を空けて配置された一対の第１のローラーを備え、
前記一対の第１のローラーは、外周面に複数の凹部を備え、動物繊維の粉末を挟み込んで圧縮することで、前記凹部に対応する複数の凸部を有する成形体を形成するように構成されている、
請求項１又は２記載の製造装置。
【請求項４】
前記第２の送出手段は、互いに間隔を空けて配置された一対の第２のローラーを備え、
前記一対の第２のローラーは、前記成形体を挟み込んで熱圧成形を施すように構成されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の製造装置。
【請求項５】
前記第２の送出手段は、互いに間隔を空けて配置された一対のベルトコンベアであり、
前記ベルトコンベアは、前記成形体の送出方向に並べて配置された一対の駆動ローラーと、前記一対の駆動ローラーを取り囲むように配置され、前記駆動ローラーが回転することで前記成形体の送出方向に移動されるベルトと、を備え、
前記一対のベルトコンベアは、前記ベルトで前記成形体を挟み込んで熱圧成形を施すように構成されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の製造装置。
【請求項６】
前記第２の送出手段を所定温度に加熱する加熱手段をさらに備える、
請求項１から５のいずれか１項に記載の製造装置。
【請求項７】
前記第２の送出手段は、所定圧力及び所定温度で前記成形体に熱圧成形を施し、
前記所定圧力は、約１ＭＰａ〜約１００ＭＰａの範囲内であり、前記所定温度は、約１５０℃〜約２００℃の範囲内である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の製造装置。
【請求項８】
構造タンパク質を含む樹脂材料を製造する製造方法であって、
動物繊維の粉末を圧縮することで複数の凸部を有する成形体を形成するステップと、
所定圧力及び所定温度で前記成形体に熱圧成形を施すことで、前記成形体を樹脂化するステップと、
を含む製造方法。
【請求項９】
前記所定圧力は、約１ＭＰａ〜約１００ＭＰａの範囲内であり、前記所定温度は、約１５０℃〜約２００℃の範囲内である、
請求項８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造タンパク質を含む樹脂材料の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シルクや羽毛等の動物繊維を原料とする構造タンパク質を含む樹脂材料が知られている。構造タンパク質を含む樹脂材料は、石油に由来しない原料を使用しているため環境に優しく、機械的特性の観点からも有用であるため様々な技術分野での応用が期待されている。例えば、特許文献１には、羽毛、羊毛（ウール）、毛髪又は獣毛等の動物繊維を粉末にし、当該粉末に蒸留水を添加して均一な混合物を生成し、当該混合物を所定温度及び所定圧力で熱圧成形することで製造される樹脂材料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６０８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の樹脂材料は、動物繊維の粉末及び蒸留水からなる少量の混合物をパルス通電焼結装置に充填して熱圧成形を施すことで製造されている。このため、特許文献１の製造方法では、一度に少量の樹脂材料しか製造することができないという問題があり、構造タンパク質を含む樹脂材料の量産化に不可欠な製造コストの大幅な低減を図る点で改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、構造タンパク質を含む樹脂材料を低コストで量産することが可能な製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る製造装置は、
構造タンパク質を含む樹脂材料を製造する製造装置であって、
動物繊維の粉末を圧縮することで複数の凸部を有する成形体を形成し、前記成形体を外部に送出する第１の送出手段と、
前記第１の送出手段から送出された前記成形体を受け取り、前記成形体に熱圧成形を施すことで樹脂化して外部に送出する第２の送出手段と、
を備える。
【０００７】
前記第１の送出手段と前記第２の送出手段は、上下方向に並べて配置され、
前記第２の送出手段は、前記第１の送出手段の下方に配置されていてもよい。
【０００８】
前記第１の送出手段は、互いに間隔を空けて配置された一対の第１のローラーを備え、
前記一対の第１のローラーは、外周面に複数の凹部を備え、動物繊維の粉末を挟み込んで圧縮することで、前記凹部に対応する複数の凸部を有する成形体を形成するように構成されていてもよい。
【０００９】
前記第２の送出手段は、互いに間隔を空けて配置された一対の第２のローラーを備え、
前記一対の第２のローラーは、前記成形体を挟み込んで熱圧成形を施すように構成されていてもよい。
【００１０】
前記第２の送出手段は、互いに間隔を空けて配置された一対のベルトコンベアであり、
前記ベルトコンベアは、前記成形体の送出方向に並べて配置された一対の駆動ローラーと、前記一対の駆動ローラーを取り囲むように配置され、前記駆動ローラーが回転することで前記成形体の送出方向に移動されるベルトと、を備え、
前記一対のベルトコンベアは、前記ベルトで前記成形体を挟み込んで熱圧成形を施すように構成されていてもよい。
【００１１】
前記第２の送出手段を所定温度に加熱する加熱手段をさらに備えてもよい。
【００１２】
前記第２の送出手段は、所定圧力及び所定温度で前記成形体に熱圧成形を施し、
前記所定圧力は、約１ＭＰａ〜約１００ＭＰａの範囲内であり、前記所定温度は、約１５０℃〜約２００℃の範囲内であってもよい。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る製造方法は、
構造タンパク質を含む樹脂材料を製造する製造方法であって、
動物繊維の粉末を圧縮することで複数の凸部を有する成形体を形成するステップと、
所定圧力及び所定温度で前記成形体に熱圧成形を施すことで、前記成形体を樹脂化するステップと、
を含む。
【００１４】
前記所定圧力は、約１ＭＰａ〜約１００ＭＰａの範囲内であり、前記所定温度は、約１５０℃〜約２００℃の範囲内であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、構造タンパク質を含む樹脂材料を低コストで量産することが可能な製造装置及び製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る製造装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るホッパーの構成を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る第１のロールプレスの構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の第１のロールプレスの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る第２のロールプレスの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る製造工程の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２に係る第２のロールプレスの構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る第２のロールプレスの構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の変形例に係る製造装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る製造装置及び製造方法の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付している。
【００１８】
（実施の形態１）
図１〜図４を参照して、実施の形態１に係る製造装置１の構成を説明する。製造装置１は、構造タンパク質を含む動物繊維の粉末に熱圧成形を施すことで、動物繊維の粉末から構造タンパク質を含む板状の樹脂材料を連続的に製造する装置である。
【００１９】
構造タンパク質は、その主な機能が生物体の構造の構築にあるタンパク質であり、例えば、エラスチン、ケラチン、コラーゲン等が含まれる。構造タンパク質は、加圧又は加熱により折りたたみ構造が破壊され、不可逆的に変性する。
【００２０】
構造タンパク質を含む動物繊維は、非獣毛繊維、獣毛繊維、又はこれらの再生繊維である。非獣毛繊維は、例えば、シルク、ホーネットシルク、スパイダーシルク、羽毛等である。獣毛繊維は、例えば、ウール、カシミヤ、モヘア、アルパカ、アンゴラ、ラクダ等である。再生繊維は、例えば、シルクを溶媒に溶解して紡糸液とし、紡糸及び延伸の工程を経て繊維にしたものである。
【００２１】
動物繊維の粉末は、動物繊維を粉砕して粉末状にしたものである。動物繊維の粉砕には、例えば、ボールミル、ジェットミル等が用いられる。動物繊維の粉末は、粉末状のものに限られず、粉末状の粒状物と同様にハンドリング可能であればよく、例えば、アスペクト比が１０程度以下の短繊維を含む。
【００２２】
図１は、実施の形態１に係る製造装置１の構成を示す図である。製造装置１は、第１のロールプレス１０と、第２のロールプレス２０と、ホッパー（図示せず）と、を備える。ホッパーは、動物繊維の粉末を収容し、第１のロールプレス１０に供給する。第１のロールプレス１０と第２のロールプレス２０とホッパーとは、いずれも上下方向に並べて配置されている。ホッパーは、第１のロールプレス１０の上方に配置され、第１のロールプレス１０は、第２のロールプレス２０よりも上方に配置されている。
【００２３】
第２のロールプレス２０は、第１のロールプレス１０の下方に配置されているため、第１のロールプレス１０で形成された板状の成形体が重力方向に延びた状態で第２のロールプレス２０に供給される。成形体が送出の途中で歪んだり折れ曲がったりすることないため、第２のロールプレス２０にて均質な樹脂材料を形成できる。
【００２４】
第１のロールプレス１０は、動物繊維の粉末を圧縮することで複数の凸部を有する成形体を形成して送出する第１の送出手段の一例である。成形体の表面に凸部を形成するのは、成形体が搬送中に変形したり崩れたりすることを防止し、また、送出に際してのローラーと成形体とのスリップを防止するためである。これは、とりわけ後述する変形例で示すように第１のロールプレス１０と第２のロールプレス２０とを水平方向に並べて配置する場合に有効である。加えて、動物繊維の粉末から構成される成形体を疎密なく形成するためでもある。
【００２５】
第２のロールプレス２０は、成形体に熱圧成形を施して樹脂化し、樹脂化された樹脂材料を外部に送出する第２の送出手段の一例である。第２のロールプレス２０は、上方に配置された第１のロールプレス１０から送出された成形体を受け取り、成形体に熱圧成形を施す。成形体は、第２のロールプレス２０を構成する一対のローラーの間を通過する際に、所定圧力で加圧されると共に所定温度に加熱され、結果として構造タンパク質が変性を起こして樹脂化する。
【００２６】
第１のロールプレス１０及び第２のロールプレス２０は、それぞれのローラーが図示しないモータ等の動力源に機械的に接続されている。第１のロールプレス１０及び第２のロールプレス２０は、それぞれのローラーが動力源により所定の回転速度で回転され、成形体及び樹脂材料を一定速度で送出するように構成されている。
【００２７】
図２は、ホッパー３０の構成を示す斜視図である。ホッパー３０は、上部に設けられた投入口３１と、下部に設けられたノズル３２と、を備える。ホッパー３０は、投入口３１からノズル３２に向かって窄まるように形成されている。ノズル３２は、その幅及び厚さが、第２のロールプレス２０のローラーの幅及びローラーの間の隙間に対応するように形成されている。投入口３１に投入された動物繊維の粉末は、自重によりホッパー３０の下方に落下してノズル３２に向かい、ノズル３２からローラーの間の隙間に連続的に供給される。
【００２８】
図３（ａ）は、第１のロールプレス１０の構成を示す斜視図である。第１のロールプレス１０は、互いに隙間を空けて配置された一対のローラー（第１のローラー）１１、１２を備える。ローラー１１、１２は、それぞれ両端で軸受け等を介して支持部（図示せず）に回転可能に支持されている。
【００２９】
ローラー１１、１２は、円柱形状の本体部と、本体部の外周面に形成された複数の凹部１１Ａ、１２Ａと、本体部の両端に設けられ、長手方向に延びる回転軸１１Ｂ、１２Ｂと、を備える。回転軸１１Ｂ、１２Ｂは、少なくともいずれか一方が動力源に機械的に接続されている。ローラー１１、１２は、例えば、ステンレス等の金属材料で形成されている。ローラー１１、１２の外径は、例えば、約１００ｍｍ〜約１．０ｍであり、その幅は、例えば、約２０ｍｍ〜約４００ｍｍである。
【００３０】
一対のローラー１１、１２の間の隙間は、凹部１１Ａ、１２Ａにより凸部を有する成形体が形成され、外部に送出される程度の圧力を動物繊維の粉末に印加できるように設定されている。一対の第１のロールプレス１０の隙間は、例えば、約２ｍｍ〜約５０ｍｍである。
【００３１】
凹部１１Ａ、１２Ａは、一対のローラー１１、１２で動物繊維の粉末を挟み込んで圧縮する際に、成形体の表面に複数の凹部１１Ａ、１２Ａに対応する複数の凸部を形成する。凹部１１Ａ、１２Ａは、ローラー１１、１２の外周面を取り囲むように、外周面の全域に配置されている。凹部１１Ａ、１２Ａは、成形体の複数の凸部が均等に配置され、最終的に均質な樹脂材料が形成されるように、ローラー１１、１２の外周面で偏在することなく均等なパターンで配置されている。また、凹部１１Ａ、１２Ａは、成形体を平面上のどの角度から観察したとしても、複数（例えば、３つ以上）の互いに隣接する凸部が成形体の表面に直線状の列（筋）を形成しないようなパターンで配置されることが好ましい。
【００３２】
図３（ｂ）は、凹部１１Ａを含むように切断したローラー１１の断面図である。凹部１１Ａは、ローラー１１の径方向から観察すると円形状の凹みである。凹部１１Ａの半径は、例えば、約１ｍｍ〜約１０ｍｍであり、深さは、例えば、約１ｍｍ〜約５ｍｍである。凹部１１Ａの側面部には、凹部１１Ａから成形体の凸部が剥がれやすくなるように丸みが付けられている。なお、ローラー１１とローラー１２とは同一の構成を有するため、ローラー１２の構成については説明を省略する。
【００３３】
ローラー１１、１２には、凹部１１Ａ、１２Ａが形成されているため、凹部が存在しない場合に比べて動物繊維の粉末をしっかりと捕捉することができ、結果としてローラー１１、１２は、マクロ的に均質な、すなわち疎密のない成形体を形成することができる。
【００３４】
図４は、第２のロールプレス２０の構成を示す斜視図である。図４では、理解を容易にするために、成形体に形成された凸部の図示を省略している。第２のロールプレス２０は、互いに隙間を空けて配置された一対のローラー（第２のローラー）２１、２２を備える。ローラー２１、２２は、それぞれ両端で軸受け等を介して支持部（図示せず）に回転可能に支持されている。
【００３５】
各ローラー２１、２２は、外周面が平滑に形成されている。ローラー２１、２２は、円柱形状の本体部と、本体部の両端に設けられ、長手方向に延びる回転軸２１Ｂ、２２Ｂと、を備える。回転軸２１Ｂ、２２Ｂは、少なくともいずれか一方が動力源に機械的に接続されている。ローラー２１、２２は、熱伝導性が良好であって耐熱性のある材料、例えば、ステンレス等の金属材料で形成されている。ローラー２１、２２の外径は、例えば、約１００ｍｍ〜約４００ｍｍである。ローラー２１、２２の幅は、最終的に成形される樹脂材料の幅を考慮して設定され、例えば、約２０ｍｍ〜約４００ｍｍである。
【００３６】
一対のローラー２１、２２の間の隙間は、第１のロールプレス１０で形成された成形体に印加される所定圧力、最終的に成形される樹脂材料の厚さ等を考慮して設定されている。一対のローラー２１、２２の間の隙間は、一対のローラー１１、１２の間の隙間よりも小さく、例えば、約２ｍｍ〜約３０ｍｍである。
【００３７】
第２のロールプレス２０は、その周囲に配置された一つ又は複数のヒーター４０により加熱される。ヒーター４０は、第２のロールプレス２０を所定温度に加熱する加熱手段の一例である。ヒーター４０は、例えば、抵抗加熱ヒーター等である。ヒーター４０による熱の放散を防ぐために、第２のロールプレス２０及びヒーター４０は、管状（トンネル状）に形成された断熱空間の内部に配置されている。以上が、樹脂材料を製造する製造装置１の構成である。
【００３８】
次に、図５を参照して、製造装置１が実行する樹脂材料の製造工程の流れを説明する。図５は、樹脂材料の製造工程の流れを示すフローチャートである。製造工程の各工程は、動物繊維の粉末が連続的に処理され、樹脂材料が形成されるまでの一連の流れである。
【００３９】
まず、ホッパー３０が、第１のロールプレス１０に動物繊維の粉末を供給する（ステップＳ１）。ボールミル又はジェットミル等を用いて、動物繊維を粉砕して最終的に粉末状にする。そして、必要に応じて粉末状に粉砕された動物繊維の粉末をふるいにかけ、粗い粒径のものが除去された動物繊維の粉末を取得する。このようにして得られた動物繊維の粉末を、予め投入口３１からホッパー３０に投入する。ホッパー３０に投入された動物繊維の粉末は、自重によりホッパー３０のノズル３２に向けて落下し、ノズル３２の形状に応じて単位時間毎に所定量ずつ第１のロールプレス１０に供給される。
【００４０】
次に、第１のロールプレス１０が、動物繊維の粉末に所定圧力を印加して圧縮し、表面に複数の凸部を有する板状の成形体を形成する（ステップＳ２）。第１のロールプレス１０は、外周面に凹部１１Ａ、１２Ａを有しているため、動物繊維の粉末が凹部１１Ａ、１２Ａ内に喰い込むことで成形体の両面に凸部が形成される。凹部１１Ａ、１２Ａが動物繊維の粉末の滑りを防止するため、疎密のない成形体を形成できる。また、成形体に複数の凸部が形成されることで成形体の剛性が向上するため、成形体を一定速度で安定的に送出することができる。
【００４１】
所定圧力は、ローラー１１、１２の凹部１１Ａ、１２Ａにより凸部を備える成形体が形成され、当該成形体を外部に送出できるように設定される。所定圧力は、例えば、約１ＭＰａ〜約３０ＭＰａである。ローラー１１、１２の回転数は、ローラー１１、１２の外径、成形体の送出速度、ローラー１１、１２からの成形体の剥がれ方等を考慮して設定される。ローラー１１、１２の回転数は、例えば、約１ｒｐｍ〜約１０ｒｐｍである。
【００４２】
次に、第２のロールプレス２０が、ステップＳ２で形成された成形体を所定圧力で加圧すると共に所定温度に加熱することで、板状の樹脂材料を形成する（ステップＳ３）。所定圧力及び所定温度は、構造タンパク質の樹脂化や樹脂材料の表面の平滑化を実現するのに適した圧力及び温度に設定される。所定圧力は、例えば、約１ＭＰａ〜約１００ＭＰａであり、好ましくは、約２０ＭＰａ〜約４０ＭＰａである。また、所定温度は、例えば、約１５０℃〜約２００℃であり、好ましくは、約１６０℃〜約１８０℃である。
【００４３】
第２のロールプレス２０は、ローラー２１、２２で成形体を挟み込んでいる間に成形体に熱圧成形を施す。このため、成形体を所定圧力で加圧すると共に所定温度で加熱する時間は、ローラー２１、２２の回転数に依存する。ローラー２１、２２の回転数は、ローラー１１、１２の回転数、ローラー２１、２２の外径、成形体の熱圧成形に要する時間、樹脂材料の送出速度等を考慮して設定される。ローラー２１、２２の回転数は、例えば、約１ｒｐｍ〜約１０ｒｐｍである。
【００４４】
次に、ステップＳ３で形成された樹脂材料を冷却する（ステップＳ４）。樹脂材料は、自然空冷によって材料を冷却してもよく、空気を吹き付けることで材料を冷却してもよい。以上が、構造タンパク質を含む樹脂材料の製造工程の流れである。
【００４５】
以上説明したように、実施の形態１に係る製造装置１は、動物繊維の粉末を圧縮することで複数の凸部を有する成形体を形成し、成形体を送出する第１のロールプレス１０と、第１のロールプレス１０から送出された成形体を受け取り、成形体に熱圧成形を施すことで成形体を樹脂化して送出する第２のロールプレス２０と、を備える。このため、動物繊維の粉末から連続的に樹脂材料を製造できるため、構造タンパク質を含む樹脂材料を低コストで製造できる。
【００４６】
また、実施の形態１に係る製造装置１は、第２のロールプレス２０が第１のロールプレス１０の下方に配置されている。このため、板状の成形体が重力方向に延びた状態で第２のロールプレス２０に供給されるため、成形体が送出の途中で歪んだり折れ曲がったりすることなく、均質な樹脂材料を形成できる。
【００４７】
さらに、実施の形態１に係る製造方法は、動物繊維の粉末を圧縮することで表面に複数の凸部を有する成形体を形成するステップと、成形体を所定圧力で加圧すると共に所定温度に加熱することで成形体を樹脂化するステップと、を含む。このため、動物繊維の粉末から連続的に樹脂材料を製造できるため、構造タンパク質を含む樹脂材料を低コストで製造できる。
【００４８】
（実施の形態２）
図６を参照して、実施の形態２に係る製造装置１の構成を説明する。実施の形態２に係る製造装置１は、実施の形態１に係る製造装置１とは異なり、複数の第２のロールプレス２０が上下方向に並べて配置されている。
【００４９】
図６は、実施の形態２に係る第２のロールプレス２０の構成を示す図である。図６では、理解を容易にするために、成形体に形成された凸部の図示を省略し、上下方向に並べられた第２のロールプレス２０を左右方向に並べて図示している。第２のロールプレス２０は、成形体の送出方向（上下方向）に並べて配置されている。このため、上流側の第２のロールプレス２０で熱圧成形された成形体を、下流側の第２のロールプレス２０でさらに熱圧成形することで、成形体を複数箇所で樹脂化することができる。
【００５０】
上流側の第２のロールプレス２０は、第１のロールプレス１０から送出された複数の凸部を有する成形体を受け取って、成形体の凸部を押しつぶすように熱圧成形を施すことで、成形体をある程度平滑にすると共に樹脂化する。その後、下流側の第２のロールプレス２０は、ある程度平滑にされ樹脂化された成形体に対してさらに熱圧成形を施すことで、成形体を完全に平滑にすると共に樹脂化する。
【００５１】
実施の形態１に係る製造装置１では、単一の第２のロールプレス２０を備えるため、熱圧成形のための時間を確保するには、ローラー２１、２２の回転速度を抑制するか、ローラー２１、２２の外径を大きくする必要がある。しかし、樹脂材料の製造効率や製造装置１の設置場所等を考慮すると、ローラー２１、２２の回転速度や外径の調整にも限度がある。
【００５２】
他方、実施の形態２に係る製造装置１は、複数の第２のロールプレス２０を成形体の送出方向に並べて配置しているため、第２のロールプレス２０の台数を調整することで、熱圧成形のための時間を確保することができる。このため、第１のロールプレス１０から送出された成形体を確実に樹脂化できる。
【００５３】
また、実施の形態２に係る製造装置１は、複数の第２のロールプレス２０で成形体を少しずつ平滑化して樹脂化するため、均質な樹脂材料の製造を実現できる。
【００５４】
（実施の形態３）
図７を参照して、実施の形態３に係る製造装置１の構成を説明する。実施の形態３に係る製造装置１は、実施の形態１、２に係る製造装置１とは異なり、成形体をベルトコンベアで挟み込むようにして熱圧成形を施すように構成されている。
【００５５】
図７は、実施の形態３に係る第２のロールプレス５０の構成を示す図である。図７では、理解を容易にするために、成形体に形成された凸部の図示を省略し、上下方向に並べられた第２のロールプレス２０を左右方向に並べて図示している。第２のロールプレス５０は、互いに隙間を空けて配置された一対のベルトコンベア５１、５２を備える。
【００５６】
ベルトコンベア５１は、成形体の送出方向に並べて配置された一対の駆動ローラー５１Ａ、５１Ｂと、一対の駆動ローラー５１Ａ、５１Ｂを取り囲むように配置され、駆動ローラー５１Ａ、５１Ｂが回転することで成形体の送出方向に移動するベルト５１Ｃと、を備える。一対の駆動ローラー５１Ａ、５１Ｂは、モータ等の動力源（図示せず）に接続されている。
【００５７】
ベルトコンベア５２は、成形体の送出方向に並べて配置された一対の駆動ローラー５２Ａ、５２Ｂと、一対の駆動ローラー５２Ａ、５２Ｂを取り囲むように配置され、駆動ローラー５２Ａ、５２Ｂが回転することで成形体の送出方向に移動するベルト５２Ｃと、を備える。一対の駆動ローラー５２Ａ、５２Ｂは、モータ等の動力源（図示せず）に接続されている。
【００５８】
モータ等の動力源により一対の駆動ローラー５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂが回転し、その結果、ベルト５１Ｃ、５２Ｃが成形体を内部に引きずり込む方向に移動する。ベルト５１Ｃ、５２Ｃは、第１のロールプレス１０から送出された成形体を受け取り、ベルト５１Ｃ、５２Ｃの間の隙間に挟み込んで熱圧成形を施すことで、成形体を樹脂化して外部に送出する。成形体に熱圧成形を施す時間は、ベルト５１Ｃ、５２Ｃの長さや移動速度を調整することで調整できる。
【００５９】
以上説明したように、実施の形態３に係る製造装置１は、ベルト５１Ｃ、５２Ｃで成形体を挟み込むことで、連続的に熱圧成形を施すことができる。このため、第１のロールプレス１０から送出された成形体を効率よく樹脂化できると共に、複数の第２のロールプレスを設置する場合に比べて、製造装置１の小型化を実現できる。
【００６０】
（変形例）
本発明は上記の実施形態に限られず、以下に述べる変形も可能である。
【００６１】
上記実施の形態では、第１のロールプレス１０、第２のロールプレス２０、ホッパー３０を上下方向に並べて配置していたが、本発明はこれに限られない。例えば、図８に示すように、第１のロールプレス１０、第２のロールプレス２０、ホッパー３０を水平方向に並べて配置してもよい。この場合、製造装置１の全高を抑制できるため、小規模な建屋にも製造装置１の設置が可能になると共に、製造装置１の各構成の保守点検が容易になる。
【００６２】
上記変形例の場合、例えば、第１のロールプレス１０と第２のロールプレス２０との間に、成形体を下側から支持して搬送する搬送手段を設けてもよい。搬送手段は、例えば、ベルトコンベア等であってもよい。
【００６３】
上記実施の形態では、第１のロールプレス１０及び第２のロールプレス２０は、それぞれ図示しないモータ等の動力源に機械的に接続されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、第１のロールプレス１０及び第２のロールプレス２０は、チェーン及びギア、ベルト及びプーリー等の動力伝達手段を介して一つの動力源に機械的に接続され、一つの動力源によりそれぞれ独立した所定の回転速度で回転させるように構成してもよい。
【００６４】
上記実施の形態では、ローラー１１、１２同士の間隔、ローラー２１、２２同士の間隔が固定されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、ローラー１１、１２同士の間隔、ローラー２１、２２同士の間隔がそれぞれ調整可能となるように、ローラー１１、１２の一部、ローラー２１、２２の一部が支持部に対して上下方向に移動可能となるように構成してもよい。また、ローラー１１、１２同士、ローラー２１、２２同士が互いに付勢されるように、ローラー１１、１２の間、ローラー２１、２２の間にバネ等の付勢手段を設けてもよい。
【００６５】
上記実施の形態では、ローラー１１、１２の表面部と凹部１１Ａ、１２Ａとの接続部が略直角に形成されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、ローラー１１、１２の表面部と凹部１１Ａ、１２Ａとの接続部に面取りを施してもよい。この場合、凹部１１Ａ、１２Ａに食い込んだ成形体が剥がれやすくなる。
【００６６】
上記実施の形態では、ローラー１１、１２の側面部と底面部との接続部に丸みが付けられていたが、本発明はこれに限られない。例えば、ローラー１１、１２の側面部と底面部との接続部が略直角に形成されていてもよい。
【００６７】
上記実施の形態では、ローラー１１、１２の径方向から観察した場合に凹部１１Ａ、１２Ａが円形状に形成されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、凹部１１Ａ、１２Ａは、正方形、長方形、三角形、楕円形、星形等であってもよい。
【００６８】
上記実施の形態では、一対のローラー２１、２２の外周面が平滑であったが、本発明はこれに限られない。例えば、樹脂材料の表面に凹部、凸部、凹凸を形成するために、一対のローラー２１、２２の外周面に凸部、凹部、凹凸を設けてもよい。
【００６９】
上記実施の形態では、第２のロールプレス２０の外部にヒーター４０を設置していたが、本発明はこれに限られない。例えば、一対のローラー２１、２２の表面や内部にヒーター４０を設けてもよい。また、一対のローラー２１、２２にパルス電流又はマイクロ波等の電磁波を供給する手段を設けて、パルス電流又はマイクロ波等の電磁波により一対のローラー２１、２２自体を発熱させてもよい。
【００７０】
上記実施の形態では、動物繊維の粉末を自重で落下させることで、ホッパー３０のノズル３２から第１のロールプレス１０に供給していたが、本発明はこれに限られない。例えば、ホッパー３０の内部に長軸周りに回転するスクリューを配置して、当該スクリューをモータで回転させることで、動物繊維の粉末を第１のロールプレス１０に供給してもよい。また、ホッパー３０のノズル３２の近傍に、ホッパー３０に収容された動物繊維の粉末から空気を抜くための脱気装置を設けてもよい。
【００７１】
上記実施の形態では、ステップＳ２で成形体を形成する際に成形体を加熱していなかったが、本発明はこれに限られない。成形体を形成する際に動物繊維の粉末を加熱したり、成形体にステップＳ２の場合よりも高い圧力を印加したりすることで、ステップＳ２で成形体をある程度樹脂化させてもよい。
【００７２】
上記実施の形態では、動物繊維の粉末から成形体を形成していたが、本発明はこれに限られない。例えば、第２のロールプレス２０で成形体を樹脂化するのに影響を与えない程度にバインダーを動物繊維の粉末に混合してもよい。動物繊維の粉末にバインダーを混合する場合、ステップＳ２の工程において成形体への加熱及び加圧を不要としてもよい。また、動物繊維の粉末に水分を混合した混合物から成形体を形成してもよく、動物繊維の粒状体及び短繊維からなる混合物から成形体を形成してもよい。
【００７３】
上記実施の形態３では、ベルト５１Ｃ、５２Ｃが一対の駆動ローラー５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂで移動可能に支持されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、一対の駆動ローラー５１Ａ、５１Ｂ及び一対の駆動ローラー５２Ａ、５２Ｂの間に、ベルト５１Ｃ、５２Ｃを支持するための新たなローラーを設けてもよい。
【００７４】
上記実施の形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。各実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００７５】
１      製造装置
１０    第１のロールプレス
１１，１２，２１，２２    ローラー
１１Ａ，１２Ａ    凹部
１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，２２Ｂ    回転軸
２０，５０    第２のロールプレス
３０    ホッパー
４０    ヒーター
５１，５２    ベルトコンベア
５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ    駆動ローラー
５１Ｃ，５２Ｃ    ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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