(57)【要約】【課題】細片状の成形材料の集合体の内部に良好に液剤を供給できる成形体の製造方法を提供する。【解決手段】成形体の製造方法において、液剤を注出可能な注出部材１０を、細片状の成形材料の集合体１００中に挿入し、集合体１００に液剤を供給する琴を特徴とする。この方法では、注出部材１０を集合体１００中に挿入した状態で、液剤を注出部材１０から注出することにより、集合体１００の内部に直接、液剤を供給することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液剤を注出可能な注出部材を、細片状の成形材料の集合体中に挿入し、この集合体に液剤を供給する工程を備える、成形体の製造方法。
【請求項２】
注出部材の集合体に対する位置に応じて液剤注出量を調節する、請求項１に記載の成形体の製造方法。
【請求項３】
前記液剤供給工程は、集合体のニードルパンチングと同時に行われる、請求項１または２に記載の成形体の製造方法。
【請求項４】
細片状の成形材料の集合体に液剤を供給する装置であって、
集合体中に挿入可能、かつ液剤を注出可能な注出部材と、
この注出部材を集合体への挿入方向に移動可能とする駆動手段と
を備える、液剤供給装置。
【請求項５】
前記注出部材のストローク位置に基づいて液剤の注出量を決定する液剤量調節手段を備える、請求項４に記載の液剤供給装置。
【請求項６】
前記注出部材は、繊維状材料を含有する集合体をニードルパンチングするニードルに形成されている、請求項４または５に記載の液剤供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、成形材料の集合体にバインダ等の液剤を供給して成形体を製造する方法、および成形材料の集合体に液剤を供給する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
繊維材料、特に木質繊維材料を加圧成形してボード等の成形体を製造する方法には、繊維材料をニードルパンチなどによって絡締した後、バインダを付与し、加熱加圧によって成形する方法がある。バインダの供給方法としては、例えば、液状または液状に調製されたバインダをスプレーで噴霧することが公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−５８４７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ニードルパンチ後に表面からバインダを噴霧する方法では、マット状に締められた繊維材料のマット内部に十分にバインダが浸透しない場合がある。
【０００５】
そこで、本発明では、細片状の成形材料の集合体の内部に良好に液剤を供給できる成形体の製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明では、細片状の成形材料の集合体の内部に良好に液剤を供給できる液剤供給装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、成形体の製造方法であって、液剤を注出可能な注出部材を、細片状の成形材料の集合体中に挿入し、この集合体に液剤を供給する工程を備える方法である。
この方法では、注出部材を集合体中に挿入した状態で、液剤を注出部材から注出することにより、集合体の内部に直接、液剤を供給することができる。また、注出部材を集合体に挿入していない状態で液剤を注出させることによって、集合体の表面側に液剤を供給できる。したがって、この製造方法では、集合体の全体に良好に液剤を供給することができる。
なお、本明細書において「細片状の成形材料」とは、繊維状、チップ状、薄片状、粒子状など種々の形状であって、加圧成形によって所定の形状に成形される種々の成形材料である。
【０００７】
また、本願の第２発明は、上記成形体の製造方法であって、注出部材の集合体に対する位置に応じて液剤注出量を調節する方法である。
この方法では、集合体の表面や内部において液剤注出量を制御することによって、所望の液剤濃度分布を備えるように液剤を供給することができる。
【０００８】
本願の第３発明は、上記いずれかの製造方法であって、液剤供給工程は、集合体のニードルパンチングと同時に行われる方法である。
この方法では、液剤供給工程とニードルパンチングとを同時に行うことにより、工程数を低減できる。また、細片状の成形材料が液剤によって軟化する組み合わせでは、成形材料の軟化によって、ニードルパンチングでの成形材料の破損を良好に抑制できる。
【０００９】
また、本願の第４発明は、細片状の成形材料の集合体に液剤を供給する装置であって、集合体中に挿入可能、かつ液剤を注出可能な注出部材と、この注出部材を集合体への挿入方向に移動可能とする駆動手段とを備える装置である。
この装置によれば、注出部材を駆動手段によって細片状の成形材料の集合体内を通るように移動させて、集合体の内部に位置するときに注出部材から液剤を注出することで、集合体の内部に液剤を良好に供給できる。
【００１０】
本願の第５発明は、上記液剤供給装置であって、前記注出部材のストローク位置に基づいて液剤の注出量を決定する液剤量調節手段を備える装置である。
この装置では、液剤量調節手段が注出部材のストロークの位置に基づいて液剤の注出量を決定することにより、集合体の内部のストローク方向に種々の割合で液剤を付与することができる。
【００１１】
本願の第６発明は、上記いずれかの液剤供給装置であって、前記注出部材は、繊維状材料を含有する集合体をニードルパンチングするニードルに形成されている装置である。
この装置では、注出部材がニードルパンチング用のニードルに形成されているため、繊維状材料のニードルパンチングによる予備的な成形と同時に液剤を供給でき、効率が良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の一実施の形態に係わる液剤供給装置１を示す。液剤供給装置１は、駆動手段２、台座４、液剤導入手段２０、注出部材１０、および搬送体６を備えている。
ここで、液剤供給装置１で供給される液剤は、接着剤、防腐剤、着色剤など、種々の液体状に調整された液剤である。これらの液剤は、主たる成分自体が液体である形態に限定されず、溶剤に溶解している形態や、ディスパージョンなど溶媒に分散した形態を含む。
【００１３】
搬送体６は、液剤が供給される成形材料の集合体１００を移送する公知の構成であり、典型的には、所定のピッチで断続的に集合体１００を移送できるマット送り機構とされる。
また、搬送体６の上方には、板状の押え部材８が設けられている。押え部材８は、集合体１００を所定の厚みとなるように搬送体６上の成形材料を押える部材で、金網等で形成されている。
【００１４】
駆動手段２は、搬送体６の上方に設けられて、搬送体６（集合体１００）に接近および離隔する方向に、台座４及び注出部材１０を駆動する。駆動手段２は、オイルまたはエアなどの媒体を用いたシリンダなど、公知の構成とすることができる。
【００１５】
台座４は、液剤を流通可能な流通路を備える板状部材である。台座４は、駆動手段２の搬送体６側に、移動方向に対してほぼ水平に延びるように取り付けられている。流通路の入り口は、集合体１００と反対側の上面に形成されており、液剤導入手段２０に接続されている。流通路の出口は、集合体１００を向く面に複数形成されており、注出部材１０の接続部に形成されている。
【００１６】
液剤導入手段２０は、液剤を台座４の流通路に導入できる公知の手段である。液剤導入手段２０は、台座４の流通路の入り口に接続されている管材２４と、この管材２４の他端に連通されている液剤貯留用のタンク２２と、管材２４の中途に設けられた送出用のポンプ２６とを備えている。
【００１７】
注出部材１０は、液剤を注出可能、かつ細片状の集合体１００中に挿入及び引き抜き可能に形成された部材である。注出部材１０は、円錐状、角錐状、枝分かれ状、くさび状など種々の形状とすることができる。典型的には、少なくとも挿入される部分が、長尺な柱状、または柱状で先端がテーパ状の針状に形成されていると、集合体１００への挿入または引き抜きにかかる摩擦抵抗が低減されるため、好ましい。
【００１８】
図３に示すように、本実施形態の注出部材１０は、外形がニードルパンチ用のニードルと同様の形状に形成されている。これにより、注出部材１０の挿入及び引き抜きを繰り返すことで集合体１００をニードルパンチすることができる。具体的には、注出部材１０は、円柱状で先端がテーパ状の外面を備えており、外面に複数の鉤部１２を備えている。鉤部１２は、繊維を引っかけられる部分で、基端側から先端中央に向かう鋭角状の凹部が形成されて、突起状部分が形成されている。
【００１９】
注出部材１０は、液剤が流通可能な流通路１４を備えている。流通路１４は、注出部材１０の外面に凹状に形成される溝部や、内部に形成される中空部とされる。本実施形態の流通路１４は、注出部材１０の中心を、基端から先端まで直線状に延びる貫通路に形成されている。
流通路１４の出口、すなわち注出口１６は、液剤を注出可能に種々の位置に設けられる。好ましくは、注出部材１０の先端または先端付近に設けられるが、所望の外周面に設けられても良い。また、注出口１６は複数設けられても良い。
【００２０】
液剤供給装置１は、液剤量調節手段を備えている。液剤量調節手段は、予め与えられる集合体１００中の液剤の濃度や濃度分布の目標値などに基づいて、注出部材１０から注出する液剤の量および／または注出の有無を調節する。具体的には、注出部材１０の集合体１００に対する位置および／またはストローク位置に応じて注出量を調節する。ここで、集合体１００に対する位置は、搬送方向については、搬送コンベヤの移送速度や時間などに基づいて求めることができる。これにより、例えば、所定の時間間隔で液剤量の注出量パターンを繰り返して、移送方向に異なる液剤濃度分布を形成することができる。なお、集合体１００の図２中紙面に垂直な方向には、この方向に配列された各注出部材１０ごとの注出量を調節したり、注出部材１０（駆動手段２）を搬送体６（集合体１００）に対して相対移動可能とし、この移動位置に基づいて調節したりすることができる。
【００２１】
好ましくは、液剤量調節手段は、少なくとも注出部材１０のストローク位置に応じて注出量を調節する。これにより、集合体のストロークの方向における液剤の濃度分布を調節することができる。特に、ストロークが上下方向である場合、重力による液剤の落下を考慮して液剤濃度を制御することができる。
【００２２】
本実施形態の液剤量調節手段は、駆動手段２の往復運動における位置を検出することで注出部材１０のストローク位置をもとめ、液剤量を決定する。図１に示すように、液剤量調節手段は、駆動手段２に取り付けられる位置情報検出手段３２と、液剤導入手段２０に取り付けられる弁３４及びレギュレータ３６と、制御手段３０とを備えている。
【００２３】
位置情報検出手段３２は、駆動手段２のストロークの位置を検出する手段で、公知のエンコーダ等を用いることができる。位置情報検出手段３２は、制御手段に検出する位置情報を送信する。
レギュレータ３６と弁３４とは、液剤量調節手段の管材２４に取り付けられて、管材２４を通る液剤の量を調節可能に設けられている。レギュレータ３６と弁３４とは、制御手段３０によって制御されている。
【００２４】
この液剤量調節手段では、集合体１００の上下方向に、種々の所望の濃度分布となる注出量に調節することができる。例えば、液剤の濃度が両面側で高く、中間で少なくなるように調節したり、一面から他面へ向かって徐々に濃度が変化するように調節したりできる。また、図４の（ａ）に示すように、注出部材１０の注出口１６が集合体１００の上方または上部にあるときほど注出量を多くし、図４の（ｂ）や（ｃ）のようにより下方へ向かうにつれて注出量を少なくするように調節することで、集合体１００の厚さ方向（図１の上下方向）に重力による影響を加味して、均一な濃度分布で液剤を供給することができる。
【００２５】
次に、液剤供給装置１を用いて成形体を製造する一実施形態について説明する。図２に液剤供給装置１を用いた製造ラインの一例を示す。この製造ラインでは、ケナフから採取される繊維を細片状の成形材料の集合体に形成し、液剤である接着剤を付加してボード成形用のマットを成形できる。図２中、紙面左から右に向かってターボフィーダ４０、フォーミング装置４２、および液剤供給装置１が配置されている。
【００２６】
ターボフィーダ４０は、繊維束状のケナフ繊維材料を粗く開繊する公知の方法である。ターボフィーダ４０には、所定の長さにカットされているケナフの繊維束状材料を供給することで、部分的に解繊されたケナフ繊維材料が得られる。
【００２７】
フォーミング装置４２は、カード、エアレイ、フリースなど公知の種々の開繊手段を備えるとともに、成形材料を所定の厚み（目付）で積層状に堆積させる装置である。本実施形態のフォーミング装置４２は、成形材料を所定の厚み（目付）及び幅で排出するタワー式の供給体４４と、成形材料を移送しつつ均一に堆積させる大回転体４６と、大回転体４６上の成形材料をほぐす複数のローラ４８とを備えている。
また、フォーミング装置４２の右側（後方）には、搬送体５２を介して、サイドカッター５０が設けられている。サイドカッター５０は、幅方向（図２中紙面の手前及び奥側）の端縁を切り揃える手段である。
【００２８】
この製造ラインで、ケナフ繊維を細片状の成形材料とし、ポリ乳酸を分散体とする水系ディスパージョンである接着剤を液剤として成形体を製造する方法について説明する。
まず、ターボフィーダ４０にケナフ繊維を投入し、より細かい開繊状態まで開繊する。
次に、フォーミング装置４２によって、所望の開繊状態まで開繊して細片状の成形材料とし、この細片状の成形材料を、ほぼ均一な密度の連続帯状の集合体に形成する。ここで、細片状の成形材料の集合体とは、注出部材の挿入や引き抜きが可能で、かつそれ自体で、あるいは補助部材を利用することで、形状が変形しない程度に安定化される成形材料のかたまりである。
【００２９】
次に、図１に示すように、集合体１００を、液剤供給装置１の搬送体６で受けて搬送しながら、駆動手段２によって台座４及び注出部材１０を、図２中、上下方向に往復運動させる。同時に、注出部材１０から液剤を注出する。これにより、集合体１００に液剤を供給することができる。搬送体６で、集合体１００を搬送しながら注出部材１０を集合体１００内に挿入していくことで、帯状の集合体１００に連続的に液剤を供給していくことができる。
【００３０】
液剤供給装置１は、液剤の供給と同時にニードルパンチングする。注出部材１０の外形がニードルパンチング用のニードルと同様に形成されているため、液剤供給のために、集合体１００中を往復運動させることで、集合体１００をニードルパンチングできる。
【００３１】
液剤供給装置１で処理された集合体は、所定の形状を安定に保持しているマット体１０２となっている。このマット体１０２は、本発明の成形体に対応する。
この製造方法では、集合体に接着剤、すなわち液剤を注出量を調節して供給できるため、所望の濃度分布で液剤を含む成形体（マット体１０２）を得ることができる。例えば、上述したように、集合体の上側で多く、下に向かうにつれて少ない注出量で液剤を供給することで、重力の作用によってマット体１０２の厚み方向により均一に液剤が供給されている成形体を得ることができる。
【００３２】
また、特に、ニードルパンチング時に液剤を供給することで繊維材料を軟化させながらニードルパンチングすることができ、これによって、繊維材料の破損を抑制してニードルパンチングすることができる。したがって、繊維材料の短小化を抑制してマット体を成形することができ、より長い繊維材料を含有するマット体１０２を得ることができる。
【００３３】
また、この製造方法では、所定の方向から搬送されている集合体に対して、搬送方向とは異なる方向（垂直な方向）から注出部材を挿入して液剤を供給するため、２つの移動の組合わせによって集合体全体により良好に所望の量の液剤を供給することができる。
【００３４】
本発明に係る成形体の製造方法は、複数の成形工程を含んでいても良い。例えば、マット体１０２を、さらに加圧成形する工程を有していても良い。接着成分としてポリ乳酸を含有する液剤が供給されたケナフ繊維材料より成る本実施形態のマット体１０２を、加熱状態でプレス成形することにより、ボードを成形することができる。この場合、ボードが本発明の成形体に対応する。
【００３５】
この製造方法では、マット体１０２の各部に所定の濃度分布の接着剤が供給されているため、各部における強度や剛性、あるいは接着剤によって付与される種々の性質が設計された成形体を得ることができる。例えば、マット体１０２の各部に同量の接着剤が付与されている場合は、プレス成形によってより均一化された成形体を得ることができる。また、繊維材料の短小化が抑制されているため、絞り成形など成形材料により大きな剛性、粘性などを必要とする成形が可能となっている。
【００３６】
本発明は上記実施形態に限定されない。
細片状の成形材料は、ケナフ繊維に限定されず、種々の木質系繊維材料や加熱による溶融接合ができない化繊などを用いることができる。また、繊維状の形状に限定されず、チップ状材料、薄片状材料などの材料、例えばケナフコア等を用いることができる。
また、成形材料の集合体は、所定の集合体成形用の型や枠を用いた充填などであっても良い。
【００３７】
液剤供給工程は、型や枠に入れた状態のままの集合体について行っても良い。また、例えば、集合体が安定であればニードルパンチ等の成形工程より前に行っても良い。また、注出部材の挿入及び引き抜きが可能であれば、ニードルパンチや圧締め後に行っても良い。
【００３８】
また、ニードルパンチ装置に形成されている液剤供給装置は、注出部材とは別にニードルパンチ用のニードルを備えていても良い。この場合、ニードルは、注出部材と同様、台座４からほぼ垂直に突出して配置される。また、注出部材は、外形が滑らかな形状に形成されていても良い。
また、複数の注出部材の注出量は、一括して制御される形態に限定されず、別々の手段によって制御されても良い。
【００３９】
【発明の効果】
本発明では、細片状の成形材料の集合体の内部に良好に液剤を供給できる成形体の製造方法を提供することにより、成形体の各部に良好に液剤を供給して成形体を製造できる。
また、本発明では、細片状の成形材料の集合体の内部に良好に液剤を供給できる液剤供給装置を提供することにより、集合体に良好に液剤を供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる製造ラインの一部を示す平面図ある。
【図２】図１の液剤供給装置部分の平面図である。
【図３】図２の装置における注出部材の例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る注出部材の挿し抜きの状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１　液剤供給装置
２　駆動手段
４　台座
６　搬送体
８　押え部材
１０　注出部材
１２　鉤部
１４　流通路
１６　注出口
２０　液剤導入手段
２２　タンク
２４　管材
２６　ポンプ
３０　制御手段
３２　位置情報検出手段
３４　弁
３６　レギュレータ
４０　ターボフィーダ
４２　フォーミング装置
４４　供給体
４６　大回転体
４８　ローラ
５０　サイドカッター
５２　搬送体
１００　集合体
１０２　マット体
【図１】
2004137633.tif 000003
【図２】
2004137633.tif 000004
【図３】
2004137633.tif 000005
【図４】
2004137633.tif 000006