(57)【要約】【課題】  プラスチック・木材の廃材等を使用したプラスチック板の耐水性の向上、物理的強度の向上等の品質を向上させること。【解決手段】  プラスチック繊維と、間伐材、建築廃材、根株、枝条、木皮等の植物繊維を相互に撹拌・混合せしめてフェルト状となし、フェルト状となした繊維混在物にマイクロ波を照射する。マイクロ波の照射により低密度なフェルト状の繊維混在物に十分な温度を確保させた後、上下一対とする押圧板へ供給して圧縮する。押圧板により急激に圧縮され、溶融一体化された繊維混在物は冷却され、冷却により、更に押し固められ、一層強固なプラスチック繊維板となる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛からなる低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱して、前記繊維混在物を軟化状態とし、それを圧縮することにより、前記繊維混在物を一体化し、所望の形状に成形してなることを特徴とするプラスチック繊維成形体。
【請求項２】
植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛からなる低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱して、前記繊維混在物を軟化状態とし、加熱状態で圧縮し、それを冷却しながら圧縮して前記繊維混在物を一体化させ、所望の形状に成形してなることを特徴とするプラスチック繊維成形体。
【請求項３】
熱可塑性プラスチック繊維毛に植物繊維毛を混入して低密度な繊維混在物となし、前記繊維混在物をマイクロ波で加熱して、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮し、次いで、冷却しながら圧縮して所望の形状に成形してなることを特徴とするプラスチック繊維成形体。
【請求項４】
前記圧縮は、加熱圧縮と冷却圧縮を１回以上繰返してなることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体。
【請求項５】
前記プラスチック繊維成形体は、低密度な繊維混在物を形成する植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛との比率を異にする層として複数層形成してなることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体。
【請求項６】
前記プラスチック繊維成形体は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛からなる低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱した後、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出して熱可塑性プラスチック繊維毛に接合させることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体。
【請求項７】
前記プラスチック繊維成形体は、未溶融の熱可塑性プラスチック繊維毛が内部に混在し、外部熱を受けたときに軟化し、収縮を可能にすることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体。
【請求項８】
植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛からなる低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態とし、それを圧縮することにより、隣接部位を溶着して成形することにより、前記繊維混在物が未溶着繊維として混在することを特徴とするプラスチック繊維成形体の製造方法。
【請求項９】
植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛からなる低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態とし、それを圧縮して前記繊維混在物を一体化させた後、冷却及び圧縮を同時に行うことを特徴とするプラスチック繊維成形体の製造方法。
【請求項１０】
植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛を混入して低密度な繊維混在物となした後、それをマイクロ波で加熱して前記繊維混在物を軟化状態とし、それを圧縮及び冷却することにより一体化させることを特徴とするプラスチック繊維成形体の製造方法。
【請求項１１】
前記圧縮は、加熱圧縮と冷却圧縮を1回以上繰返してなることを特徴とする請求項８乃至請求項１０の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体の製造方法。
【請求項１２】
前記マイクロ波は、５ＫＷ以上の出力としたことを特徴とする請求項８乃至請求項１１の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体の製造方法。
【請求項１３】
前記植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態としての圧縮は、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出して熱可塑性プラスチック繊維毛に接合させることを特徴とする請求項８乃至請求項１２の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体の製造方法。
【請求項１４】
前記植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態としての圧縮は、未溶融の熱可塑性プラスチック繊維毛が内部に混在し、外部熱を受けたときに収縮機能を可能にする程度とすることを特徴とする請求項８乃至請求項１３の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体。
【請求項１５】
植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を冷却圧縮して所定の形状に成形するプラスチック繊維成形体の製造装置。
【請求項１６】
植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮して一体化させた後、圧縮及び冷却して所定の形状に成形するプラスチック繊維成形体の製造装置において、
前記圧縮の際には、上下一対の所定形状の押圧板と、前記上下一対からなる押圧板と前記繊維混在物側との間に配置された一対の剥離手段とを使用し、前記一対の剥離手段によって挟み込まれた状態で前記繊維混在物を圧縮成形することを特徴とするプラスチック繊維成形体の製造装置。
【請求項１７】
植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮して一体化させた後、所定の形状に成形するプラスチック繊維成形体の製造装置において、
前記圧縮の際には、上下一対の所定形状の押圧板と、前記上下一対からなる押圧板と前記繊維混在物側との間に配置された一対の剥離手段とを使用し、前記一対の剥離手段によって挟み込まれた状態で前記繊維混在物を搬送することを特徴とするプラスチック繊維成形体の製造装置。
【請求項１８】
植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮して一体化させた後、所定の形状に成形するプラスチック繊維成形体の製造装置において、
前記圧縮の際には、上下一対の所定形状の押圧板と、前記上下一対からなる押圧板と前記繊維混在物側との間に配置された一対の剥離手段とを使用し、前記一対の剥離手段によって挟み込まれた状態で前記繊維混在物を圧縮し、かつ、搬送することを特徴とするプラスチック繊維成形体の製造装置。
【請求項１９】
植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮して一体化させた後、所定の形状に成形するプラスチック繊維成形体の製造装置において、
前記マイクロ波で加熱する領域の出入口には、マイクロ波を減衰させる減衰部を設け、前記繊維混在物を連続的に搬送することを特徴とするプラスチック繊維成形体の製造装置。
【請求項２０】
前記マイクロ波で加熱し、軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮して一体化する際は、上下方向に対して直角方向の側板を具備することを特徴とする請求項１５乃至請求項１９の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体の製造装置。
【請求項２１】
前記熱可塑性プラスチック繊維毛として使用可能なプラスチックは、ＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)としたことを特徴とする請求項１５乃至請求項２０の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体の製造装置。
【請求項２２】
前記植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態としての圧縮は、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出し熱可塑性プラスチック繊維毛に接合させることを特徴とする請求項１５乃至請求項２１の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体の製造装置。
【請求項２３】
前記植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態としての圧縮は、未溶融の熱可塑性プラスチック繊維毛が内部に混在し、外部熱を受けたときに収縮機能を可能にする程度とすることを特徴とする請求項１５乃至請求項２２の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体の製造装置。
【請求項２４】
前記プラスチック繊維成形体は、プラスチック繊維成形板としたことを特徴とする請求項１乃至請求項２３の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体またはその製造方法またはその製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木資材、建築資材、物流梱包資材、自動車内装材及びその他補助材等に使用可能な植物繊維と熱可塑性プラスチック繊維の混在物からなるプラスチック繊維成形体、プラスチック繊維成形体の製造方法、プラスチック繊維成型体の製造装置に関するもので、植物繊維としては、間伐材、建築廃材、根株、枝条、木皮等の繊維または繊維状のもの、古紙等の繊維が使用でき、熱可塑性プラスチック繊維としては、廃プラスチック等の使用が可能である。また、混入されるものであれば、熱硬化性プラスチックも可能である。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックに溶融紡糸処理を施してプラスチック単繊維となし、古紙・木片等を解繊してセルロース繊維となし、プラスチック単繊維とセルロース繊維を撹拌により複合繊維体とした後、パレットまたはシート上面に一定量を積層して圧縮成形し、その際、溶融を施す溶融工程と、固形化を施す冷却・固形化工程を各々構成し、かつ、両工程間をパレットまたはシート上面に積層された状態で複合繊維体が移送する複合プラスチック成形体の技術が特許公報で公知である。
【特許文献１】特開２００２−３２７３６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献に開示された技術は、プラスチックに溶融紡糸を施したプラスチック単繊維と、古紙・木片等を解繊してセルロース繊維を撹拌・混合することにより複合繊維体とし、パレットまたはシート上面に一定量を積層して圧縮成形するものである。押圧板によるプラスチック繊維の溶融を求めていることから、プラスチックの劣化に繋がり、成形体の物理的な強度を確保するには至らなかった。また、植物繊維が含有する水分の影響により熱圧成形時には、水蒸気爆発等も発生し、安定した生産を確保するには至らなかった。
【０００４】
上下押圧板からの放熱によるプラスチック繊維を溶解へと導いた場合、プラスチック繊維全体が軟化・溶融し、流動化へと変化してしまう傾向が確認された。特に、押圧板に隣接する上、上下表層面については、流動化傾向が強く、プラスチック繊維毛の混在を求めた繊維板を成形することが困難であった。このため、コンクリート施行時に発せられるコンクリート凝固熱に対抗した熱凝集を繊維板には求めることができずにいた。このため、これら従来技法においては、薄いプラスチック板を得る方法としては活用できるが、土木資材等の一定の厚みと強度を必要とするプラスチック板には利用できなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点に対して、異種混合からなる廃プラスチックを素材としても、効率的に接着機能を高めることで、一定量の厚みと物理的強度を確保したプラスチック繊維成形体、プラスチック繊維成形体の製造方法、プラスチック繊維板の製造装置の提供を可能としたものであり、具体的には、プラスチック繊維材料と植物繊維材料を用いたプラスチック繊維成形体において、耐水性を良くし、物理的強度を向上させたプラスチック繊維成形体、プラスチック繊維成形体の製造方法、プラスチック繊維板の製造装置の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛のフェルト状の繊維混在物に対してマイクロ波を照射して加熱し、前記繊維混在物中の植物繊維毛の温度を上昇させて、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と局部的に、または全体的に接合し、結果的に熱可塑性プラスチック繊維毛を軟化状態とし、それを圧縮成形することにより、前記繊維混在物中の植物繊維毛のリグニンを主体とする接合力により、一体化させて所望の形状に成形したものである。ここで、上記熱可塑性プラスチック繊維毛は、熱可塑性プラスチックであれば、純粋なプラスチック原材料または再利用プラスチック材料を問うものではない。しかし、再利用プラスチック材料の方がコストを廉価にすることができる。また、上記植物繊維毛は、間伐材、建築廃材、根株、枝条、木皮、大鋸屑等の繊維、萩、芝等の植物の繊維、古紙等のセルロース、感熱紙が使用できる。そして、上記マイクロ波による加熱は、プラスチック業界で使用している公知のマイクロ波加熱炉（装置）であればよい。更に、軟化状態の混在物を圧縮するのは、ローラまたは所定形状の板状体とすることができる。具体的には、植物繊維中に含有する水酸基の結合によって各々のポリマー間を結合または重合させることで、非相溶な関係とするプラスチックと植物繊維を一体化させ、更に、植物繊維素材中に含有するセルロースの介在を求めることによって異種類のプラスチックに介在する凝集エネルギーに対して熱エネルギーの吸収を補佐することを可能とし、プラスチック繊維成形体の熱歪または相分離現象に対して熱エネルギーの抑制と対策を講じることが可能となったものである。
【０００７】
前記植物繊維毛とは、間伐材、草植物、古紙等を細かく解繊または粉砕したものであり、具体的に繊維として、毛として形成したものではなく、互いに絡み合い、付着し、混在する形態、恰も繊維状に細分化したものであればよい。また、プラスチック繊維毛とは、溶融紡糸上に細く形成した熱可塑性プラスチック素材については、切断、粉砕により繊維状または毛状となしたものであればよく、薄いシート等の熱可塑性プラスチック素材においては、単に、切断と粉砕を繰返すことで、シート片に形成できるから、それらの状態であればよい。
【０００８】
請求項２の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態とし、それを圧縮することにより前記繊維混在物を一体化させ、冷却圧縮して所望の形状に成形したものである。上記冷却圧縮して所望の形状に成形とは、圧縮することにより、金型の所定の形状を転写し、硬化させるものであり、板状のものを含む成形体を意味する。
【０００９】
請求項３の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、ＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)等を含む熱可塑性プラスチック繊維毛に植物繊維毛を混入して繊維混在物とし、それをマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態とし、それを圧縮成形して、一体化させた後、冷却圧縮して所望の形状に成形したものである。ここで、熱可塑性プラスチック繊維毛として、比較的リサイクルのニーズの高いＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)を含むものにおいても、ＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール) 相互間のプラスチック相分離現象が抑制できる。
【００１０】
請求項４の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体の前記圧縮を、加熱圧縮と冷却圧縮を1回以上繰返すことにより、徐々に変形させ、内部歪を軽減するものである。
【００１１】
請求項５の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体を、低密度な繊維混在物を形成する植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛との比率を異にする層として複数層形成してなるものであるから、任意の機械的強度のもの、任意の比重のもの、任意の弾性のものが得られる。
【００１２】
請求項６の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体を、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱した後、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出し熱可塑性プラスチック繊維毛に接合させるものである。
【００１３】
請求項７の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体を、未溶融の熱可塑性プラスチック繊維毛が内部に混在し、外部熱を受けたときに収縮を可能にするものである。
【００１４】
請求項８の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物のうち、特に、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、所定の型に成形することにより、前記植物繊維によって内部歪を吸収し、前記繊維混在物を一体化させるものである。
【００１５】
請求項９の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物のうち、特に、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、それを圧縮して所定の形状に成形することにより、前記植物繊維によって内部歪を吸収し、前記繊維混在物を冷却圧縮して所望の形に一体化させるものである。
【００１６】
請求項１０の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、ＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)等の１種類以上を含む熱可塑性プラスチック繊維毛に植物繊維毛を混入して混在物となした後、マイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態とし、それを圧縮成形して一体化させ、更に、それを圧縮して所定の形状に成形することにより、前記植物繊維によって内部歪を吸収し、前記繊維混在物を冷却圧縮して所望の形に形成し、前記繊維混在物を一体化させるものである。
【００１７】
請求項１１の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法の前記圧縮は、加熱圧縮と冷却圧縮を1回以上繰返すことにより徐々に変形させ、内部歪を軽減して成形する方法である。
【００１８】
請求項１２の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法の前記マイクロ波は、５ＫＷ以上の出力としたものであるから、特に、植物繊維毛を高温状態として圧縮し、かつ、それを冷却して所望の形状に形成し、前記植物繊維の介在によって内部歪を吸収させて、前記繊維混在物を一体化させるものである。
【００１９】
請求項１３の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、前記植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態としての圧縮は、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出し熱可塑性プラスチック繊維毛に接合させるものである。
【００２０】
請求項１４の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、前記植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態としての圧縮は、未溶融の熱可塑性プラスチック繊維毛が内部に混在し、外部熱を受けたときに収縮機能を可能にする程度としたものである。
【００２１】
請求項１５の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物のプラスチック繊維毛は植物繊維毛から受熱して軟化状態となり、未溶解に有る前記繊維混在物を圧縮し、その後、冷却状態で圧縮し、前記繊維混在物を一体化させると共に所定の形状に成形するものである。
【００２２】
請求項１６の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮して一体化させた後、冷却と共に圧縮し、所定の形状に成形する。この圧縮の際には、上下一対の押圧板と、前記上下一対からなる押圧板と前記繊維混在物側との間に配置された一対の剥離手段とを使用し、前記一対の剥離手段によって挟み込まれた状態で前記繊維混在物を圧縮成形する。
【００２３】
請求項１７の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮して一体化させた後、冷却と共に圧縮し、所定の形状に成形する。この圧縮の際には、上下一対の押圧板と、前記上下一対からなる押圧板と前記繊維混在物側との間に配置された一対の剥離手段とを使用し、前記一対の剥離手段によって挟み込まれた状態で前記繊維混在物を搬送する。
【００２４】
請求項１８の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物にマイクロ波を照射して加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮して一体化させた後、圧縮と共に冷却し、所定の形状に成形する。その圧縮の際には、上下一対の押圧板と、前記上下一対からなる押圧板と前記繊維混在物側との間に配置された一対の剥離手段を使用し、前記一対の剥離手段によって挟み込まれた状態で前記繊維混在物を圧縮し、かつ、搬送する。
【００２５】
請求項１９の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮と共に冷却して一体化させて所定の形状に成形する装置において、前記マイクロ波で加熱する領域の出入口には、マイクロ波を減衰させる減衰部を設け、前記繊維混在物を連続的に供給可能とするものである。
【００２６】
請求項２０の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、前記マイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、軟化状態にある前記繊維混在物を冷却圧縮して一体化する際に、上下方向に対して直角方向の側板を用いるものであるから、連続成形にせよ、射出成形にせよ、任意の形状のものを得ることができる。
【００２７】
請求項２１の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、前記熱可塑性プラスチック繊維として、その原材料をＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)としたものであり、ＰＥとＰＶＣ 相互間のプラスチック相分離現象が抑制できる。
【００２８】
請求項２２の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、前記植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態としての圧縮を、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出し熱可塑性プラスチック繊維毛に接合させるものである。
【００２９】
請求項２３の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、前記植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態としての圧縮を、未溶融の熱可塑性プラスチック繊維毛が内部に混在し、外部熱を受けたときに収縮を可能にする程度とするものである。
【００３０】
請求項２４の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置の前記プラスチック繊維成形体は、プラスチック繊維成形板としたものであり、連続成形することができる。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物の熱可塑性プラスチックを軟化状態とし、特に、植物繊維側の温度をより高温とすることにより、その周囲の熱可塑性プラスチックも軟化させ、その状態で圧縮することにより、植物繊維毛から抽出されたリグニンが熱可塑性プラスチックと絡み付き、前記植物繊維の表面に浸透して付着するから、前記繊維混在物を堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形できる。
【００３２】
請求項２の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、それを圧縮することにより植物繊維毛からリグニンを搾り出し、かつ、前記繊維混在物の密度を高くし、リグニンにより接合一体化させ、圧縮と共に冷却して所望の前記繊維混在物の密度状態に成形したものである。圧縮と共に冷却するときには、熱可塑性プラスチック及び植物繊維の硬化に伴う歪が熱可塑性プラスチック及び植物繊維で吸収され、所望の金型を使用して、板状のものを含む成形体を形成することができる。
【００３３】
請求項３の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、例えば、ＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)等を含む熱可塑性プラスチック繊維毛に植物繊維毛を混入して繊維混在物とし、マイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態とし、それを圧縮成形して、一体化させた後、冷却圧縮して所望の形状に成形したものであるから、前記植物繊維側の温度をより高温とし、その状態で圧縮することにより、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが入り込み、絡み付き、前記植物繊維の表面に付着するから、前記繊維混在物を堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形でき、ＰＥとＰＶＣ 相互間のプラスチック相分離現象が抑制できる。
【００３４】
請求項４の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体の前記圧縮は、加熱圧縮と冷却圧縮を1回以上繰返してなるものであるから、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、内部歪を軽減することができる。
【００３５】
請求項５の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体は、低密度な繊維混在物を形成する植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛との比率を異にする層として複数層形成してなるものであるから、任意の機械的強度のもの、任意の比重のもの、任意の弾性のものがえられる。したがって、使途に応じた設計強度の成形体を供給できる。
【００３６】
請求項６の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体を、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱した後、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出し熱可塑性プラスチック繊維毛に接合させるものであり、植物繊維毛から抽出したリグニンが熱可塑性プラスチック繊維毛と接着するものであるから、熱可塑性プラスチックの溶融状態とすることなく、プラスチック繊維成形体を形成することができる。特に、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出しることができるので、加熱及び圧縮が効率よくリグニンを搾り出すことができ、よりよい接合が可能となる。
【００３７】
請求項７の発明にかかるプラスチック繊維成形体は、請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載のプラスチック繊維成形体を、未溶融の熱可塑性プラスチック繊維毛が内部に混在し、外部熱を受けたときに収縮機能を可能にするものであり、植物繊維毛から抽出したリグニンが熱可塑性プラスチック繊維毛と接着しており、高温度の外部熱を受けたとき、未溶融の熱可塑性プラスチック繊維毛が溶融することにより、容積を調整することができ、歪が残り難い構成となる。
【００３８】
請求項８の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物のうち、特に、植物繊維を高温状態とし、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、それを圧縮して所定の型に成形することにより、前記繊維混在物によって内部歪を吸収し、前記繊維混在物を一体化させるものであるから、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが絡み付き、前記植物繊維の表面に付着するから、前記繊維混在物を堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形できる。
【００３９】
請求項９の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物のうち、特に、植物繊維を高温状態とし、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、それを圧縮して所定の型に成形することにより、前記繊維混在物によって内部歪を吸収し、前記繊維混在物を一体化させるものであるから、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが絡み付き、前記植物繊維の表面に付着した状態で冷却圧縮するものであるから、前記繊維混在物を堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形できる。
【００４０】
請求項１０の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、例えば、ＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)等の１種類以上を含む熱可塑性プラスチック繊維毛に植物繊維毛を混入して繊維混在物となした後、マイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態とし、それを圧縮成形して一体化させ、それを圧縮して所定の形状に成形することにより、前記繊維混在物によって内部歪を吸収し、前記繊維混在物を冷却圧縮して所望の形に形成し、前記繊維混在物を一体化させるものであるが、その熱可塑性プラスチックの硬化に伴う歪が植物繊維で吸収され、所望の金型を使用して、板状のものを含む成形体を形成することができる。
【００４１】
請求項１１の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、請求項８乃至請求項１０の何れか１つに記載の前記圧縮を加熱圧縮と冷却圧縮を1回以上繰返すものであるから、徐々に変形させ、内部歪を軽減して成形することができるから、請求項８乃至請求項１０の何れか１つに記載の効果に加えて、内部歪を軽減することができる。
【００４２】
請求項１２の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法の前記マイクロ波は、５ＫＷ以上の出力としたものであるから、特に、植物繊維を高温状態として圧縮し、かつ、それを圧縮と共に冷却して所望の形状に形成し、前記繊維混在物によって内部歪を吸収させて、前記繊維混在物を一体化させることができる。したがって、特に、植物繊維側の温度をより高温とし、その状態で圧縮することにより、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが絡み付き、前記植物繊維の表面に付着した状態で冷却圧縮するものであるから、前記繊維混在物を堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形できる。
【００４３】
請求項１３の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、前記植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態としての圧縮は、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出し熱可塑性プラスチック繊維毛に接合させるものであるから、植物繊維毛から抽出したリグニンが熱可塑性プラスチック繊維毛と接着したプラスチック繊維成形体を形成することができる。特に、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出すことができ、かつ、圧縮により加熱されるので、加熱及び圧縮が効率よくリグニンを搾り出すことができ、よりよい接合が可能となる。
【００４４】
請求項１４の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、前記植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態としての圧縮は、未溶融の熱可塑性プラスチック繊維毛が内部に混在し、外部熱を受けたときに収縮機能を可能にする程度としたものであるから、植物繊維毛から抽出したリグニンが熱可塑性プラスチック繊維毛と接着し、高温度の外部熱を受けたとき、未溶融の熱可塑性プラスチック繊維毛が溶融することにより、容積を調整することができ、歪が残り難い構成となる。
【００４５】
請求項１５の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態とし、その軟化状態にある前記繊維混在物を圧縮し、その後、圧縮すると共に冷却し、前記繊維混在物を一体化させると共に所定の形状に成形するものである。特に、植物繊維側の温度をより高温とし、その状態で圧縮することにより、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが絡み付き、前記植物繊維の表面に付着した状態で冷却圧縮するものであるから、前記繊維混在物を堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形できる。
【００４６】
請求項１６の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮して一体化させた後、圧縮と共に冷却し、所定の形状に成形する。特に、植物繊維側の温度をより高温とし、その状態で圧縮することにより、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが絡み付き、前記植物繊維の表面に付着した状態で冷却圧縮するものであるから、前記繊維混在物を堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形できる。
【００４７】
請求項１７の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮して一体化させると共に、圧縮と同時に冷却し、堅固に一体化し、所定の形状に成形する。この圧縮の際には、上下一対の押圧板と、前記上下一対からなる押圧板と前記繊維混在物側との間に配置された一対の剥離手段とを使用し、前記一対の剥離手段によって挟み込まれた状態で前記繊維混在物を搬送するものであるから、仕上げ面を剥離手段によって決定でき、かつ、完全に冷却されない状態で前記上下一対からなる押圧板を変更できるから、加熱と冷却の繰返しが可能であり、加熱と冷却を繰返すための熱損失を少なくし、前記繊維混在物を堅固に一体化及び成形する移動が可能となる。
【００４８】
請求項１８の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮して一体化させた後、圧縮すると共に冷却し、所定の形状に成形する。その圧縮の際には、上下一対の押圧板と、前記上下一対からなる押圧板と前記繊維混在物側との間に配置された一対の剥離手段を使用し、前記一対の剥離手段によって挟み込まれた状態で前記繊維混在物を圧縮し、かつ、移送するものであるから、仕上げ面を剥離手段によって決定でき、かつ、完全に冷却されない状態で前記上下一対からなる押圧板を変更できるから、加熱と冷却の繰返しが可能であり、前記繊維混在物を堅固に一体化し、所定の形状に成形することができる。
【００４９】
請求項１９の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮すると共に冷却して一体化させて所定の形状に成形する装置において、前記マイクロ波で加熱する領域の出入口には、マイクロ波を減衰させる減衰部を設け、前記繊維混在物を連続的に供給または移送可能とするものであるから、植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の繊維混在物をマイクロ波で加熱して軟化状態とし、前記繊維混在物を圧縮する領域を連続的に形成する装置の一区画として構成することができ、前記繊維混在物を溶融及び圧縮する構成と、前記繊維混在物を圧縮と共に冷却する構成を連続して隣接することができる。
【００５０】
請求項２０の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、前記マイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を圧縮と共に冷却して一体化する際に、上下方向に対して直角方向の側板を用いるものであるから、連続成形にせよ、射出成形にせよ、任意の形状のものを得ることができる。特に、側板によって、所定の幅形状のものを連続形成することができる。
【００５１】
請求項２１の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、前記熱可塑性プラスチック繊維毛として、その原材料をＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)としたものであり、ＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)を含む熱可塑性プラスチック繊維毛に植物繊維毛を混入して繊維混在物とし、マイクロ波で加熱し、前記繊維混在物を軟化状態とし、それを圧縮成形して、一体化させることにより、その周囲の熱可塑性プラスチックの流動性をよくし、その状態で圧縮することにより、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが浸透し、絡み付き、前記植物繊維の表面に付着するから、前記繊維混在物を堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形でき、ＰＥとＰＶＣ 相互間のプラスチック相分離現象が抑制できる。
【００５２】
請求項２２の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、前記植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態としての圧縮を、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出し熱可塑性プラスチック繊維毛に接着するものであるから、熱可塑性プラスチックを溶融状態とすることなく、プラスチック繊維成形体を形成することができる。特に、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出しることができるので、加熱及び圧縮が効率よくリグニンを搾り出すことができ、よりよい接合が可能となる。
【００５３】
請求項２３の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、前記植物繊維毛と熱可塑性プラスチック繊維毛の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛と接合し、かつ、前記繊維混在物を軟化状態としての圧縮を、未溶融の熱可塑性プラスチック繊維毛が内部に混在し、外部熱を受けたときに収縮機能を可能にする程度とするものであるから、植物繊維毛から抽出したリグニンが熱可塑性プラスチック繊維毛と接着しており、高温度の外部熱を受けたとき、未溶融の熱可塑性プラスチック繊維毛が溶融することにより、容積を調整することができ、歪が残り難い構成となる。
【００５４】
請求項２４の発明にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置の前記プラスチック繊維成形体は、プラスチック繊維成形板としたものであり、連続成形によって、任意の厚みで所望の幅の板材を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
【００５６】
図１は本発明の実施の形態１におけるプラスチック繊維成形体の製造方法の全体概念図であり、図２は本発明の実施の形態１におけるプラスチック繊維成形体の製造装置の全体説明図、図３は本発明の実施の形態１におけるプラスチック繊維成形体の製造装置のマイクロ波加熱部の減衰部の説明図である。また、図４は本発明の実施の形態１におけるプラスチック繊維成形体の製造装置の加熱・圧縮工程の側板の説明図である。図５はリグニンとポリエチレンの反応の化学式を示す説明図である。
【００５７】
本実施の形態１におけるプラスチック繊維成形体の製造方法においては、植物繊維素材と熱可塑性プラスチック繊維素材が、図示しない装置によって、例えば、間伐材、草植物、古紙等を細かく解繊または粉砕して、植物繊維毛状とした植物繊維毛１と、同様に、プラスチック廃材からなる熱可塑性プラスチックを一旦溶融紡糸または粉砕することにより、プラスチック繊維毛状またはプラスチック粉砕片状となしたプラスチック繊維毛２を一定の割合で混合し、それを撹拌してなる恰もフェルトのように繊維を積層混在させた繊維混在物３となっている。繊維混在物３は、ベルトコンベア６の上に供給し、ベルトコンベア６の上面に低密度に積層し、フェルト状の所定の厚み、所定の巾に形成される。このベルトコンベア６の上面に繊維混在物３を形成する工程部分を、ここではフェルト状積層部１０という。フェルト状積層部１０で成形する繊維混在物３の形態は、厚み及び巾をそれに応じて任意のものとすることができる。
【００５８】
ここで、植物繊維毛１とは、間伐材、草植物、古紙等を細かく解繊または粉砕したものであり、具体的に繊維として、毛として形成したものではない。したがって、植物繊維毛１とは、互いに絡み合う形態に繊維状に細分化したものであればよい。
【００５９】
また、プラスチック繊維毛２とは、本実施の形態では、溶融させた状態で遠心力を応用して比重別または溶解温度別に紡糸し、均一な太さの繊維となるように切断、粉砕を繰返し、繊維毛化したものであるが、既に溶融紡糸上に細く形成した熱可塑性プラスチック素材については、切断、粉砕により繊維状または毛状となしたものであればよい。また、薄いシート等の熱可塑性プラスチック素材は、単に、切断と粉砕を繰返すことで、薄い帯状のシート片に形成できるから、それらの状態であればよい。
【００６０】
次に、フェルト状積層部１０でベルトコンベア６の上に積層した繊維混在物３をマイクロ波加熱部２０に導き、マイクロ波によって加熱し、植物繊維毛の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、かつ、マイクロ波によって加熱された状態で繊維混在物３を加熱・圧縮部３０で圧縮し、少なくとも、植物繊維毛１からのリグニンの抽出とプラスチック繊維毛２との一体化溶融を行い、高密度化した混在物３Ａとする。ここで、繊維混在物３をマイクロ波によって加熱する工程の部位をマイクロ波加熱部２０といい、加熱された繊維混在物３を更に、加熱板等で加熱圧縮して高密度化する工程の部位を加熱・圧縮部３０という。マイクロ波加熱部２０で厚みがαｍｍであった繊維混在物３が、加熱・圧縮部３０で加熱し、圧縮されて、厚みがβｍｍの密度の高い混在物３Ａとなる。
【００６１】
即ち、ベルトコンベア６で搬送される繊維混在物３は、マイクロ波加熱部２０に移送され、そこでマイクロ波発生器２１から出力された周波数３００ＭＨｚから３００ＧＨｚの範囲のマイクロ波によって加熱され、ベルトコンベア６の上に積層された繊維混在物３を構成する５％から３０％程度の水分含有率を保持した植物繊維毛１を加熱する。ベルトコンベア６の上面に積層された繊維混在物３は密比重を０．４ｋｇ／ｃｍ3以下のフェルト状の積層物である。低比重の繊維混在物３は、上下一対からなる剥離手段に挟み込まれた状態でマイクロ波によって加熱される。
【００６２】
低密度な繊維混在物３には、一定量の水分、即ち、好ましくは、５％から３０％程度の水分含有率を保持した植物繊維毛１が均一に混在するから、マイクロ波を照射することにより、水分子の発熱に起因して、まず、植物繊維毛１自体が発熱する。繊維混在物３として植物繊維毛１と共に均一に混在し、絡み合ったプラスチック繊維毛２は、植物繊維毛１の発熱、昇温によって、温度が上昇し、間接的にプラスチック繊維毛２も軟化、溶融状態になる。
【００６３】
このように、マイクロ波加熱部２０で加熱し、加熱・圧縮部３０で繊維混在物３を圧縮し、植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２を局部的または全体的に一体に溶融することによって高密度化した混在物３Ａは、更に、冷却・圧縮部４０で冷却と圧縮により固形化し、高密度化して、硬度を高められる。即ち、加熱・圧縮部３０で繊維混在物３を圧縮し、植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２を一体に溶融することによって高密度化した混在物３Ａは、更に、冷却しながら圧縮され、混在物３Ａを高密度化する。このように、冷却しながら圧縮し、混在物３Ａを高密度化する工程の部位を冷却・圧縮部４０という。この加熱・圧縮部３０と冷却・圧縮部４０は、その工程を複数段直列接続することができる。
【００６４】
その後、必要において設けるリブの切削または長尺物の切断工程からなる切断部５０で、例えば、プラスチック繊維成形体が成形板である場合、定寸に切断し、プラスチック繊維成形板とする。勿論、プラスチック繊維成形体が１個取りすることができる成形品であれば、そこで、個々に取り出すことになる。
【００６５】
この間の各工程における繊維混在物３と混在物３Ａの密嵩さの変化は、マイクロ波加熱部２０の厚さα＞加熱・圧縮部の厚さβ＞冷却・圧縮部の厚さγ（＞完成品の厚さδ）と各工程毎に圧縮され、高密度化され、物理的強度が順次高められている。
【００６６】
次に、本実施の形態におけるプラスチック繊維成形体の製造装置について説明する。
[フェルト状積層部１０]
図において、ホッパー４に投入する植物繊維毛１は、予め、間伐材、建築廃材、根株、枝条、木皮等の繊維または繊維状のもの、古紙等の繊維が使用され、植物繊維毛１の含水率は５％から３０％程度の水分含有率を保持したもので、例えば、間伐材、草植物、古紙等を細かく解繊または粉砕して、植物繊維毛状としたものである。
【００６７】
また、熱可塑性プラスチック繊維毛２は、プラスチック廃材からなる熱可塑性プラスチックを一度溶融紡糸または粉砕することでプラスチック繊維毛状またはプラスチック粉砕片状となしたものである。
【００６８】
詳しくは、プラスチック廃材からなる熱可塑性プラスチックは、一旦、溶融させた状態で遠心力を応用して比重別または溶解温度別に紡糸し、均一な太さの繊維となるように切断、粉砕を繰返し、プラスチック繊維毛２としたものであるが、当然ながら、既に溶融紡糸等が施された熱可塑性プラスチック繊維素材については、切断、粉砕により単繊維毛となすことができる。更に、薄いシート等の熱可塑性プラスチック繊維素材は、単に、切断と粉砕を繰返すことで、薄い帯状のシート片にできる。ここでは、これらの状態は、熱可塑性プラスチック繊維素材の繊維毛状態と解釈でき、プラスチック繊維毛２の概念に入るものである。また、間伐材、草植物、古紙等からなるセルロース成分含有素材は、細かく解繊することで、植物繊維毛１となすものである。
【００６９】
植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２は、混合し、撹拌することによって、均一に相互の繊維毛が絡み合い、付着し、混在する繊維混在物３となる。絶乾状態にある植物繊維素材を使用した場合には、植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２を撹拌及び混合する際に、予め水分を補給し、一定量の含水率とする。
【００７０】
植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２との相互繊維毛の一定量を撹拌及び混合することで、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２は絡み合い、それを均一の厚みに形成することにより、繊維混在物３を得ることができる。
【００７１】
この場合、全質量の１０％以上がバインダとして機能する熱可塑性プラスチックの混入が、強度的にみると望ましい。土木資材等においては、全質量の５０％以上をプラスチック繊維毛２の混在とし、物理的強度の向上を高めることが望ましい。
【００７２】
相互に混在し、繊維毛が均一に絡み合った繊維混在物３は、ホッパー４から投入され、ベルトコンベア６の上面に均一に積層される。即ち、植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２の相互繊維毛を均一に撹拌し、混合した後、ホッパー４の投入口より一定量をベルトコンベア６の上面に積層させることにより、所定の厚みとした繊維混在物３となる。これによって、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２からなる繊維混在物３は、ベルトコンベア６の上に一定量の厚みの低密度な繊維混在物３が形成されることになる。
【００７３】
このとき、ホッパー４から投入されベルトコンベア６に供給される植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２が、ベルトコンベア６の上面に均一に繊維混在物３が積層されるように、定量供給する機構からなる排出機構５を設け、ホッパー４からの排出量を均一化する場合もある。
[剥離手段]
ベルトコンベア６は、駆動ローラ６ａと従動ローラ６ｂと、それらに回動自在に架けられ、テフロン（登録商標）ベルト６ｃからなるマイクロ波によって加熱され難い材質、ラップフィルム、テフロン（登録商標）シートまたは耐熱シート等からなる熱可塑性プラスチックとの接着性がよくない材料によって形成されている。また、テフロン（登録商標）ベルト６ｃの裏側には、セラミック製の加熱された押圧板３３を配設し、後述する押圧板３２に対応する位置のテフロン（登録商標）ベルト６ｃが湾曲しないようにしている。
【００７４】
なお、本実施例において、テフロン（登録商標）ベルト６ｃは、少なくとも、その表側にテフロン（登録商標）がコーティングされたものであり、軟化状態にある混在物３Ａとの剥離が可能になっている。本実施の形態では、テフロン（登録商標）ベルト６ｃが搬送用コンベアベルトと共通した使用態様となっているが、本発明を実施する場合には、別にテフロン（登録商標）シートまたは耐熱シート等からなる熱可塑性プラスチックとの接着性がよくない材料のシートによって剥離手段を形成してもよい。なお、本実施の形態のベルトコンベア６は、本発明の実施の形態の下側の剥離シートに相当するテフロン（登録商標）シートを剥がす剥離手段６Ａを構成する。
【００７５】
また、ベルトコンベア６のテフロン（登録商標）ベルト６ｃに対応してベルトコンベア６の上面の繊維混在物３を覆うラップフィルム、テフロン（登録商標）シートまたは耐熱シート等からなる熱可塑性プラスチックとの接着性がよくない材料からなるラップシート８ｅが、４個のローラ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄによって巻回するようになっている。この４個のローラ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄのうちの１個以上が駆動源となっている。なお、本発明を実施する場合の剥離手段は、ラップシート８ｅを一方（上流側）から供給し、他方でそれを巻き取るように構成してもよい。特に、仕上げ面の見栄えをよくするには、上流側からラップシート８ｅを供給し、下流側でそれを巻き取るように構成することができる。これらローラ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄとラップシート８ｅは、本実施の形態の他方の上側の剥離シートであるラップシート８ｅを剥がす剥離手段８を構成する。
【００７６】
本実施例においては、ベルトコンベア６のテフロン（登録商標）ベルト６ｃがラップフィルムまたは耐熱シート等からなるラップシートで被膜が形成された事例で説明したが、剥離手段８と同様な構成を、ベルトコンベア６と別な構成として用いることができる。
[マイクロ波加熱部] 
この剥離手段８の下部のローラ８ｃとローラ８ｄとの間には、マイクロ波加熱部２０が配設されている。マイクロ波加熱部２０内では、マイクロ波発生器２１から周波数３００ＭＨｚから３００ＧＨｚの範囲内のマイクロ波を出力し、繊維混在物３内の、特に、植物繊維毛１に照射して、それを加熱するようになっている。
【００７７】
[加熱・圧縮部] 
マイクロ波加熱部２０で加熱した繊維混在物３を油圧シリンダ等からなる圧縮機構３１に接続された押圧板３２によって圧縮する。即ち、繊維混在物３内の植物繊維毛１の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛２と接合し、かつ、この加熱された押圧板３２は、繊維混在物３の圧縮により、繊維混在物３を加熱する。押圧板３２は、マイクロ波発生器２１と共に上下動を繰返す油圧シリンダ構造となっており、加熱・圧縮部３０を構成している。この実施の形態では、マイクロ波加熱部２０と加熱・圧縮部３０が共通化された構造になっている。
【００７８】
ここにおいて繊維混在物３は、剥離手段８で被った状態からマイクロ波加熱部２０内で、３００ＭＨｚから３００ＧＨｚのマイクロ波を照射され、２８０℃程度迄任意に植物繊維毛１の内部温度が上昇し、植物繊維毛１の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛２と接合し、かつ、その植物繊維毛１の昇温によって繊維混在物３に含有または付着するプラスチック繊維毛２も間接的に昇温し、繊維混在物３の中央部ではプラスチック繊維毛２の溶解を必要とする２８０℃迄の昇温が可能となる。そのため、本実施の形態では、マイクロ波によって植物繊維毛１中の内部温度の上昇が確保できると共に、圧縮する以前に、植物繊維毛１中の水分除去が可能となる。
【００７９】
従来の遠赤外線加熱または熱風加熱等の外部加熱方式のみでは、植物繊維毛１に含有する水分除去を十分に処理することができず、熱圧成形時には水蒸気爆発または爆裂を引き起こす可能性があったが、マイクロ波を照射して加熱することによって、植物繊維毛１中の加熱後の水分含有率を５％以内へと任意に蒸発量を設定することが可能となった。
【００８０】
なお、マイクロ波加熱部２０内でマイクロ波発生器２１から導波管を介して周波数３００ＭＨｚから３００ＧＨｚの範囲内のマイクロ波を出力させて加熱する技術は、公知のマイクロ波加熱の技術であるから、その説明を省略する。
[剥離手段]
マイクロ波加熱部２０内でマイクロ波の照射によって加熱され、加熱・圧縮部３０で圧縮された混在物３Ａは、ベルトコンベア６によって、中継部９を介して冷却・圧縮部４０に搬送される。
【００８１】
冷却・圧縮部４０のベルトコンベア４４のテフロン（登録商標）ベルト４４ｅは、ベルトコンベア４４が搬送する混在物３Ａ側にラップフィルムまたは耐熱シート等からなる剥離シートがコーティングされるか、本実施の形態のようにテフロン（登録商標）ベルト等のマイクロ波によって加熱され難い材質によって形成され、４個のローラ４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄによって巻回するようになっている。このため、４個のローラ４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄのうちの１個以上が駆動源となっている。本実施の形態では、テフロン（登録商標）ベルト４４ｅにより、軟化状態にある混在物３Ａとの剥離が可能になっている。
【００８２】
なお、冷却・圧縮部４０のベルトコンベア４４のテフロン（登録商標）ベルト４４ｅは、テフロン（登録商標）ベルト４４ｅとは別に独立したラップシートとし、一方（上流側）から供給し、他方でそれを巻き取るように構成してもよい。これらローラ４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄとテフロン（登録商標）ベルト４４ｅは、本実施の形態のベルトコンベア４４を構成する。また、テフロン（登録商標）ベルト４４ｅが軟化状態にある混在物３Ａとの剥離が可能になっており、下側の剥離手段４４Ａを構成する。
【００８３】
このベルトコンベア４４のローラ４４ｃとローラ４４ｄに対向して、上側には、ベルトコンベア４４の上面の混在物３Ａを覆う耐熱シート等からなるラップシート４５ｅが、補助ローラを除き４個のローラ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄによって巻回するようになっている。このため、４個のローラ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄのうちの１個以上が駆動源となっている。なお、ラップシート４５ｅは、一方、上流側の加熱・圧縮部３０側から供給し、他方でそれを巻き取るように構成してもよい。これらローラ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄとラップシート４５ｅは、本実施の形態の上側の剥離手段４５を構成する。
[冷却・圧縮部]
この剥離手段４５の下部に位置するローラ４５ｃとローラ４５ｄとの間には、２台の冷却・圧縮機構４０Ａ及び冷却・圧縮機構４０Ｂが配設されている。冷却・圧縮機構４０Ａ及び冷却・圧縮機構４０Ｂは、金属製の押圧板４２ａと押圧板４２ｂを油圧シリンダ４１ａと油圧シリンダ４１ｂで上下動自在となっている。金属製の押圧板４２ａと押圧板４２ｂに対応して、ベルトコンベア４４のローラ４４ｃとローラ４４ｄの間には、固定された金属製の押圧板４３ａと押圧板４３ｂが配設されている。金属製の押圧板４２ａと押圧板４２ｂ、金属製の押圧板４３ａと押圧板４３ｂには、水冷で冷却する図示しない管路が配設されている。
【００８４】
通常、加熱・圧縮部３０から冷却・圧縮部４０への混在物３Ａの搬入は、ベルトコンベア４４としてステンレスベルトまたはテフロン（登録商標）ベルト等耐久性及び耐熱性、剥離性等を考慮した材質が選択される。また、生産性を高めるため、マイクロ波加熱部２０及び加熱・圧縮部３０から搬出された混在物３Ａは、改めてベルトコンベア６とは異なるステンレスベルト等のベルトコンベア４４の上面に搬送され、冷却・圧縮部４０へと移行することが望ましい。加熱・圧縮部３０及び冷却・圧縮部４０では、混在物３Ａは常に上下一対とする剥離手段により挟み込まれた状態で各工程間を短時間に搬送させることが望ましい。
[マイクロ波加熱部の減衰部]
マイクロ波加熱部２０には、繊維混在物３がベルトコンベア６上面に積層された状態で、連続的に供給される。その際、マイクロ波加熱部２０内で照射されるマイクロ波が炉壁２２とベルトコンベア６上面との隙間から外へ漏れないようにするため、図３に示すように、マイクロ波加熱部２０の出入口には、マイクロ波を減衰させる窓状の減衰部２３を設けている。マイクロ波の減衰部２３は、混在物３Ａに接近して、マイクロ波加熱部２０の炉壁２２の出入口に設けられ、マイクロ波の減衰が十分に可能となるように長手方向に対して突出延長した形状に設けられている。そして、減衰部２３の内側には、マイクロ波吸収材２４が配設され、マイクロ波の炉外放出を少なくしている。マイクロ波加熱部２０内で連続的に発生するマイクロ波は、混在物３Ａに接近した減衰部２３と、マイクロ波吸収材２４によりマイクロ波加熱部２０からの放出を防ぐことができる。
[切断部]
次に、冷却・圧縮部４０で冷却と共に圧縮された混在物３Ａは、その植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２との密度が高くなってから搬送され、切断等を行う切断部５０に送り込むため、ベルトコンベア５１に搬送される。ベルトコンベア５１は、駆動ローラ５１ａと従動ローラ５１ｂに回動自在に架けられたベルト５１ｃによって構成されている。このベルトコンベア５１は公知のベルトコンベアであればよく、本実施例においては、更に、搬送を容易にし、切断部５０で切断加工が容易なように、搬送用ローラ５２ａ及び搬送用ローラ５２ｂを配置している。
【００８５】
製造したプラスチック繊維成形体３Ｂがプラスチック繊維板の場合、製品の端部を切断部５０で取り除くことで必要とする規格化したプラスチック繊維板に切り揃えることができる。余材となった製品の端部は細かく粉砕、解繊することで、再度、繊維混在物３として圧縮成形し、活用することができる。従来、フェノールプラスチック、メラミンプラスチック、ユリアプラスチック等の熱硬化性プラスチックを活用した合板または繊維板等は、熱圧成形を施す場合には、その都度、接着材の添加が必要であったが、熱可塑性プラスチックを接着剤として活用することで、幾度でも粉砕、熱圧成形することができるから、資源の有効活用に十分役立つことが確認された。
【００８６】
次に、この間のプラスチック繊維成形体３Ｂの製造過程について説明する。
【００８７】
ベルトコンベア６の上面に低密度な状態として積層された繊維混在物３は、マイクロ波加熱部２０内に搬送され、マイクロ波加熱部２０内においてマイクロ波で繊維混在物３の植物繊維毛１が所定の温度に加熱され、各繊維毛は軟化または溶化した状態となる。ここで、植物繊維毛１は、セルロース、ヘミセルロース、リグニン等の高分子成分から構成されている。セルロース（繊維素）は、全ての植物体において、線状高分子（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎとして存在し、ガラス転位点や融点を持たず、植物繊維素材に介在する。リグニン物質は、植物繊維素材中において、フェニルプロパン単位からなる高分子として存在し、繰返し単位を持たず、水酸基を備えた芳香族天然高分子として植物繊維素材に介在する。水酸基を備えたリグニン物質は、熱または有機溶剤等に反応しやすく、非常に不安定な物質として植物繊維毛１に介在する。
【００８８】
リグニン物質は、公知のように、強い接着性を有する物質である。従来はリグニン物質の分離または抽出を行なうには、薬液分離の他に、押圧板を用いた加熱によられていた。しかし、加熱した押圧板による外部加熱方式で抽出または摘出した場合、リグニンの劣化または炭化がひどく、本来の強い接着性を導き出すことはできなかった。しかし、本実施の形態では、植物繊維素材を粉砕または解繊することで、細かな植物繊維毛１とし、かつ、望ましくは、５％から３０％程度の水分を含浸した植物繊維毛１は、マイクロ波加熱部２０内で、周波数３００ＭＨｚから３００ＧＨｚの高周波を受けて加熱される。
【００８９】
植物繊維毛１中に含浸した水分子は、マイクロ波による加熱により植物繊維毛１の原子核の間で分極し、内部から４０℃から２８０℃程度の発熱が生じる。この場合、植物繊維毛１を構成するセルロース、ヘミセルロース、リグニン等の高分子成分には、植物繊維毛１がマイクロ波により高分子間には摩擦熱が発生する。リグニン、ヘミセルロースが加水分解を起こし、可溶化すると共に、一部がオリゴ糖へと変化する。その後、植物繊維毛１中で可溶化したヘミセルロース、リグニン等は、植物繊維毛１への急激な圧縮が求められることでリグニン成分を植物繊維毛１自身より搾り出すことができる。マイクロ波加熱により、加水分解を起こしたリグニン物質は劣化、酸化することなく、強い接着性を備えた状態で分離または抽出される。具体的にはマイクロ波の照射の後に３５ｋｇ／ｃｍ2程度の圧力を繊維混在物３全体に圧縮を加えることで、リグニン物質を植物繊維毛１から劣化、酸化させずに抽出することができる。このとき、例えば、リグニンとポリエチレンの反応の化学式は、図５に示すようになる。
【００９０】
具体的には、基礎実験として、檜材を細かく粉砕と解繊を繰返し、２００ｇの植物繊維毛１とした後、２４５０ＭＨｚ、５ｋｗのマイクロ波を５分間照射した後、瞬時に３５ｋｇ／ｃｍ2の圧力により圧縮を加えることで、劣化のない溶液状のリグニン物質を３．５ｇ抽出した。抽出したリグニンには、劣化または炭化がなく、粘性率５３．２１Ｍｏａｓ／３７．８℃の流動性を確保し、プラスチック繊維毛２との化学的結合が確認できた。周波数３００ＭＨｚから３００ＧＨｚのマイクロ波加熱により植物繊維毛１の内部から加水分解を促すことで、リグニンに可溶化を求め、不安定な分子構成へと変化させた。その後、圧力により抽出または分離したリグニン物質には、ベンゼル核またはβ−エーテル結合に分離または開裂が加わること無く、劣化現象の無い強い溶着性を備えたリグニン物質として植物繊維毛１より抽出することができた。
【００９１】
遠赤外線、押圧板等の外部放熱により抽出したリグニン物質は、酸化または劣化現象が生ずるが、マイクロ波で加熱されたリグニン物質は、水酸基を備えた芳香族天然高分子として存在し、熱可塑性プラスチックからなる高分子ポリマーの水酸基との縮合または結合反応等の結果、プラスチック繊維毛２と植物繊維毛１の結合または局部的な一体構成とすることができる。
【００９２】
プラスチック繊維毛２と植物繊維毛１の相互繊維毛が絡み合った状態で、かつ、低密度な混合、混在状態にある繊維混在物３に対して、マイクロ波で繊維混在物３の中央層の部分から発熱させ、繊維混在物３を軟化、溶解状態へと変化させる。即ち、植物繊維毛１の内部発熱によって可溶化したリグニンは、その後、圧縮による圧力が加えられることで、溶液状のリグニンとして抽出される。相互繊維毛として絡み合いまたは付着するプラスチック繊維毛２は、抽出したリグニンと接触することとなる。プラスチック繊維毛２は、植物繊維毛１の発熱により間接的に加熱される。繊維混在物３の構成であるプラスチック繊維毛２は、間接的な加熱によって軟化し、軟化状態へと変化する。具体的には、０．４ｋｇ／ｃｍ3以下で、かつ、可溶化状態にある低密度な繊維混在物３に、３５ｋｇ／ｃｍ2程度の圧力を急激に加えることで、絡み合った状態にある相互繊維毛は、溶着して一体化となる。この際、絡み合った状態にある相互繊維毛間では、擦れによる摩擦熱が発生することで、溶解状態にあるプラスチック繊維毛２に対して更に溶融が進行する。
【００９３】
本実施の形態では、植物繊維毛１に一定量の水分を含有させた後、マイクロ波で加熱することで、繊維混在物３の中心部から昇温させることが可能となる。マイクロ波加熱部２０内へと供給されるフェルト状の繊維混在物３は、上下を剥離手段で覆うことで、昇温効率の向上が可能となる。加えて、マイクロ波加熱と併用して遠赤外線、熱風、押圧板等の外部加熱を施すとより効果的である。
［側板］
加熱・圧縮部３０においては、加熱された押圧板３２と押圧板３３によって、加熱した植物繊維毛１を圧縮すると、繊維混在物３の軟化または溶解状態で、かつ、低密度な状況にある繊維混在物３に急激なる圧縮を加えることになるから、繊維混在物３は圧縮力の煽りから、幅方向に食み出すこととなる。そのため、本実施の形態では、上下一対の押圧板３２と押圧板３３との間に、図４に示すような、上下方向に対して直角方向の側板９を設けることで、幅方向への食み出しを規制し、均一密度を確保した混在物３Ａを形成している。
【００９４】
また、冷却・圧縮部４０においても、金属製の押圧板４２ａと押圧板４２ｂ、金属製の押圧板４３ａと押圧板４３ｂによって、混在物３Ａを圧縮すると、混在物３Ａの軟化状態で圧縮を加えることになるから、混在物３Ａは加圧力の煽りから、幅方向に食み出すこともある。そのため、本実施の形態では、上下一対の押圧板３２と押圧板３３との間及び冷却・圧縮部４０の間に、図示しない上下方向に対して直角方向の側板を設けることで、幅方向への食み出しを規制し、均一密度を確保した混在物３Ａを形成している。
【００９５】
本実施の形態では、上下一対の押圧板３２と押圧板３３との間及び冷却・圧縮部４０の間に図４に示す上下方向に対して直角方向の側板９と共に、当該側板９と上下一対の押圧板３２と押圧板３３、冷却・圧縮部４０の金属製の押圧板４２ａ及び押圧板４２ｂと押圧板４３ａ及び押圧板４３ｂによって挟み込んだ状態で、圧縮加熱を施すことにより均一なプラスチック繊維成型体を製作することができる。
【００９６】
即ち、加熱、圧縮される加熱・圧縮部３０では、軟化、溶融した混在物３Ａが幅方向への食み出しが生じるから、上下一体とするベルト間の隙間に側板９を配設することで常に混在物３Ａに対し、幅方向に規制することができる。混在物３Ａは、ラップシート８ｅを有する剥離手段８及びベルトコンベア６からなる上下一対とする剥離手段並びにラップシート４５ｅを有する剥離手段４５及びベルトコンベア４４からなる上下一対とする剥離手段を設け、かつ、剥離手段８及びベルトコンベア６の上下一対からなる剥離手段の隙間には、左右からの側板９による幅規制を設けることで、圧縮成形時に対する混在物３の食み出しを防止し、常に均一な密度に保たれる。
【００９７】
このように、マイクロ波によって軟化または可溶化された植物繊維毛１は、上下一体の剥離手段に挟みこまれた状態で、加熱・圧縮部３０で４０℃から２８０℃程度の加熱及び押圧板加熱と、１０ｋｇ／ｃｍ2から６０ｋｇ／ｃｍ2程度の圧縮力による圧縮とで繊維混在物３を瞬時に加熱圧縮する。加熱圧縮が施されることで軟化、溶融した繊維混在物３は密度の高い混在物３Ａとなり、上下一体とする剥離手段に挟みこまれた状態で素早く冷却・圧縮部４０へと移送される。混在物３Ａの密嵩さは、マイクロ波加熱部２０、加熱・圧縮部３０、冷却・圧縮部４０へと搬送される度に、順次、圧縮成形が施される。特に、冷却・圧縮部４０における混在物３Ａの密嵩さは、更に、繰返し圧縮成形される。
【００９８】
加熱・圧縮部３０で溶融一体化した混在物３Ａは、上下一体の剥離手段に挟みこまれた状態で冷却・圧縮部４０へと短時間に移行する。加熱・圧縮部３０から冷却・圧縮部４０への移動は、プラスチックの劣化または酸化を防ぐため、瞬時な移行が要求されるが、概ね３分間以内に移動、急冷、そして、固形化するのが望ましい。冷却・圧縮部４０では、１０℃から８０℃程度に冷却された金属製の押圧板４２ａ及び押圧板４２ｂと押圧板４３ａ及び押圧板４３ｂを上下に備え、溶融した混在物３Ａの全体を挟み込み、冷却及び圧縮を行う。金属製の押圧板４２ａ及び押圧板４２ｂと押圧板４３ａ及び押圧板４３ｂは、混在物３Ａの全体または一部を挟み込み２５ｋｇ／ｃｍ2から７０ｋｇ／ｃｍ2程度の面圧縮することで、混在物３Ａに熱歪の発生を抑え、冷却して固形化へと短時間に変化させる。マイクロ波加熱とあわせて、加熱・圧縮部３０で溶融一体化した混在物３Ａは、冷却と更なる圧縮により固形化されることで、プラスチック繊維成形体３Ｂの物理的強度を確保することができる。冷却と圧縮により、強固なプラスチック繊維成形体３Ｂの構成が確立された後、冷却・圧縮部４０から搬出される。搬出に伴って、上下一対のプラスチック繊維成形体３Ｂに付着または張り付いたテフロン（登録商標）ベルト４４ｅ、ラップシート４５ｅは、剥離手段４５及びベルトコンベア４４によって巻き取られる。プラスチック繊維成形体３Ｂは、高速回転する切断部５０の切断刃によって切断分離されることで、任意のプラスチック繊維板を得ることができる。
【００９９】
マイクロ波加熱部２０には、繊維混在物３がベルトコンベア６上面に積層された状態で、連続的に供給される。その際、マイクロ波加熱部２０内で照射されるマイクロ波が炉壁２２外へ漏れないようにするため、図３に示すように、マイクロ波加熱部２０の出入口には、マイクロ波を減衰させる減衰部２３を設けている。マイクロ波の減衰部２３は、混在物３Ａに接近して、マイクロ波加熱部２０の炉壁２２の出入口に設けられ、マイクロ波の減衰が十分に可能となるように長手方向に対して突出延長した形状に設けられている。そして、減衰部２３の内側には、マイクロ波吸収材２４が配設され、マイクロ波の炉外放出を少なくしている。マイクロ波加熱部２０内で連続的に発生するマイクロ波は、混在物３Ａに接近した減衰部２３と、マイクロ波吸収材２４によりマイクロ波加熱部２０からの放出を防ぐことができる。
（実施例１）
【０１００】
原材料として、木材チップ、古紙等の植物繊維素材を細かく粉砕及び解繊することによって植物繊維毛１とする。植物繊維毛１は、セルロース、ヘミセルロース、リグニン等の高分子成分から構成されており、マイクロ波の誘電によって植物繊維毛１のリグニンの抽出を行うと共に、残渣として介在するセルロース成分がプラスチックとしての凝集エネルギーの吸収を高める。
【０１０１】
具体的には、家屋解体木材等を細かく粉砕と解繊を繰返し、繊維径０．３ｍｍ程度、繊維長１５ｍｍ程度の植物繊維毛１とした。この植物繊維毛１の含水率は、天候または環境等によって変化するが、本実施の形態では効率的なマイクロ波による発熱を利用するため、５％以上の含水率に調整し、詳しくは、本実施の形態では、細かく解繊された植物繊維毛１に対して、更に水分を吸収させ、水分含有率を２０％迄高めた。発明者の実験によると、水分含有率を２０％以上にすると加熱効率が低下し、かつ、水蒸気をプラスチック繊維成形体に閉じ込めることになる可能性が高くなり、望ましくない。
【０１０２】
母材とする熱可塑性プラスチックには、ＰＰ(ポリプロピレン)、ＰＥ(ポリエチレン)、ＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)、ＡＢＳプラスチック、ＰＳ(ポリスチレン)、ＰＥＴプラスチック、ナイロン、ＰＡ(ポリアミド)、その他の熱可塑性プラスチックを用いることができるが、プラスチックの溶融温度が２６０℃迄の熱可塑性プラスチックが全質量の１／５程度混在すれば、ＰＵ(ポリウレタン)、ユリアプラスチック、メラミンプラスチック、フェノールプラスチック等の熱硬化性プラスチックの混在も可能となる。
【０１０３】
本実施例では、家庭容器包装プラスチックであるＰＰ(ポリプロピレン)、ＰＥ(ポリエチレン)、ＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)などの熱可塑性プラスチックを、一旦、溶融紡糸とすることで、細かなプラスチック繊維毛２とした。この際のプラスチック繊維毛２は、繊維径を０．０１〜２．０ｍｍとなるように溶融紡糸を施し、プラスチック繊維毛２となした後、粉砕と切断を繰り返すことで、繊維長を１０ｍｍから３０ｍｍ程度のプラスチック繊維毛２を家庭容器包装プラスチック廃材から得た。植物繊維毛１を全質量の４０％、プラスチック繊維毛を全質量の６０％とし、相互繊維毛に撹拌と混合を施すことで相互繊維毛が絡み合って混在する繊維混在物３を得た。植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２の相互繊維毛の撹拌と混合時に、水分の撒布または添加を更に施し、植物繊維毛１に含有する水分含有率を２０％程度迄高めた。
【０１０４】
一定量の割合からなる繊維混在物３をホッパー４から投入し、回動するベルトコンベア６の上面に均一に積層させた。一定量に積層された繊維混在物３は、更に、図示しない回転ブラシの掻きだしによって均一な密嵩さに整えた。ベルトコンベア６によりマイクロ波加熱部２０に搬送される。このときのベルトコンベア６の上面の繊維混在物３の密嵩さは８０ｍｍ、密度は０．１２ｋｇ／ｃｍ3、植物繊維毛１は全質量の４０％、プラスチック繊維毛２は全質量の６０％である。
【０１０５】
この繊維混在物３は、ベルトコンベア６に積層され、かつ ベルトコンベア６によって挟み込まれた状態でマイクロ波加熱部２０内へと搬送されるが、この際、繊維混在物３中に混入する金属片等は、図示しない異物除去装置を通過し、金属異物を除去した後、マイクロ波加熱部２０内でマイクロ波による加熱をする。即ち、金属異物を除去し、マイクロ波による火災対策等を予め施し、安全性を高めることが必要である。
【０１０６】
繊維混在物３は、マイクロ波加熱部２０で加熱され、植物繊維毛１に含有する水分がマイクロ波により加熱し、植物繊維毛２自体が発熱体となり、繊維毛の内部より昇温する。このときのマイクロ波の周波数は、２４５０ＭＨｚ、２５Ｋｗの出力によって、約５分間、マイクロ波を照射して加熱した。
【０１０７】
なお、従来の遠赤外線加熱または熱風加熱等の外部加熱方式では、繊維混在物３の表面層のみの昇温で、繊維混在物３の内部または中央部迄に昇温させることができず、強固な繊維板は製造困難であった。しかし、マイクロ波加熱をベースとして、遠赤外線加熱または熱風加熱等の外部加熱方式を併用すると、生産性が向上することを確認した。
【０１０８】
そして、低密度な状態にある繊維混在物３をマイクロ波により中央部から２００℃程度迄均一に昇温させた後、急激な圧縮作用を施すため、素早く加熱・圧縮部３０へと搬送する。加熱・圧縮部３０では、上下一対とする加熱された押圧板３２と加熱された押圧板３３により、更に、繊維混在物３の圧縮と加熱を行う。低密度な状態にある植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２は上下一対とする加熱された押圧板３２と加熱された押圧板３３により、急激に加熱と圧縮が繰返される。
【０１０９】
密嵩さ８０ｍｍ、密度０．１２ｋｇ／ｃｍ3の繊維混在物３は、上下一対とする加熱された押圧板３２と加熱された押圧板３３による加熱圧縮作用によって、蜜嵩さ１３ｍｍ、密度０．７３ｋｇ／ｃｍ3の混在物３Ａが急激に圧縮される。植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２の相互繊維毛は、均一に絡み合いまたは付着した状態として、低密度な繊維混在物３が急激な圧縮と加熱によって相互繊維毛間の間で、擦れ・物理的な摩擦熱が相互繊維毛の接触面で発生する。
したがって、加熱・圧縮部３０では、混在物３Ａと加熱された押圧板３２と加熱された押圧板３３との間に剥離手段を介在させると共に、両端部には、混在物３Ａの横漏れを防止するために、図４に示す側板９を配設した。
【０１１０】
マイクロ波の加熱と、加熱された押圧板３２と押圧板３３によって加熱、圧縮された混在物３Ａは、溶融した状態でベルトコンベア６に設けられた剥離手段と剥離手段８に挟みこまれ、素早く冷却・圧縮部４０に移送される。プラスチックの軟化・溶融した状態から、成形体の表面全体をベルトコンベア４４のテフロン（登録商標）ベルト４４ｅと剥離手段４５で素早く被い包み、冷却・圧縮部４０の上下一対とする金属製の押圧板４２ａ及び押圧板４２ｂと押圧板４３ａ及び押圧板４３ｂにより、冷却と圧縮を均一に施し、固形化したプラスチック繊維成形体３Ｂを得る。具体的には、この冷却・圧縮部４０では、軟化溶融した混在物３Ａの全体を３５℃の冷却温度で１３ｍｍから１２ｍｍに圧縮することで混在物３Ａの密度を高めた。冷却・圧縮部４０の冷却温度は、３５℃、冷却時間は５分、加圧力４５ｋｇ／ｃｍ2、密嵩さは１２ｍｍに冷却・圧縮が施され、比重は０．８ｋｇ／ｃｍ3のプラスチック繊維体３Ｂとなる。
【０１１１】
なお、本発明を実施する場合には、加熱・圧縮部３０と冷却・圧縮部４０を複数工程に分割することで、より生産性を高めることができる。
【０１１２】
冷却・圧縮部４０により厚さ１２ｍｍのプラスチック繊維成形体３Ｂを得た後、上下一対のベルトコンベア４４のテフロン（登録商標）ベルト４４ｅと剥離手段４５のテフロン（登録商標）シートを有するラップシート４５ｅに挟みこまれた状態から、プラスチック繊維成形体３Ｂから剥離され、切断部５０に移送される。
【０１１３】
切断部５０では、高速に回転する切断刃によってプラスチック繊維成形体３Ｂの両端部及び長手方向を任意の大きさに切断し、分離して特定サイズのプラスチック繊維板を得る。
【０１１４】
マイクロ波による加熱と冷却・圧縮部４０により得た厚さ１２ｍｍのプラスチック繊維成形体３Ｂは、従来迄の繊維板に比べ、曲げ強度を３５％の向上が可能となった。これにより廃棄物を原材料として捉えた安価なプラスチック繊維成形体３Ｂが土木資材等に十分に活用できる強度に向上した。
【０１１５】
ここで、プラスチック繊維成形板の比較例を表に示す。
【０１１６】
【表１】
2005307402.tif 000003
【０１１７】
このように、本発明の実施の形態のプラスチック繊維成形体３Ｂは、曲げ強度が高く、吸水性が少なく、ホルムアルデヒド放出量も少なく、ベニヤ合板よりも優れた材料であることがわかる。
【０１１８】
本発明の実施の形態では、マイクロ波加熱部２０、加熱・圧縮部３０と冷却・圧縮部４０では板材を成形するような金型を使用したが、成形金型を用いることにより自動車内装材・家具骨材等の曲面成形も十分に可能であることが確認された。
（実施の形態２）
【０１１９】
図６は本明の実施の形態２におけるプラスチック繊維成形体の製造方法の全体概念図である。この実施の形態では、土木資材に使用されるプラスチック繊維成形板の製造について説明する。なお、図中、上記実施の形態１と同一符号及び同一記号は、同一または相当する部分を示すものであり、重複する説明を省略する。本実施の形態では、上記実施の形態１との相違点について重点をおいて説明し、説明されていない事項は、基本的に実施の形態１と相違するものではない。
【０１２０】
この実施の形態では、土木資材に使用される厚さ４ｍｍ、比重０．６程度のプラスチック繊維成形板の製造について説明する。
【０１２１】
原材料は杉、檜等の間伐材を細かく粉砕することによって得た繊維径０．３ｍｍから１．０ｍｍ程度、繊維長１５ｍｍから３０ｍｍ程度の植物繊維毛１と、容器包装用ビニールシート及び家電プラスチック製品からなる廃プラスチック素材によってプラスチック繊維毛２を使用した。容器包装用ビニールシートは既に薄く引き伸ばされたビニールシートを厚さ０．０１から０．３ｍｍ、幅１から５ｍｍ、長さ１０から３０ｍｍ程度の薄い帯状または紐状へと粉砕と切断を繰返すことで薄い帯状片とし、家電プラスチックは溶融紡糸により繊維径０．１から０．８ｍｍ、繊維長５から３０ｍｍ程度のプラスチック繊維毛２を得た。植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２を撹拌・混合することで、植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２が絡み合い、付着した繊維混在物３を得た。
【０１２２】
具体的には、軽量化及び表面層の均一化を高めるため、プラスチック繊維板に表部７１及び裏部７２と中心部７３の三層からなる積層構造体とするものである。
【０１２３】
繊維混在物３００の表層と成す表部７１及び裏部７２には、植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２の混合割合を植物繊維毛１を１０％、プラスチック繊維毛２を９０％の比率で均一に撹拌・混合したものをホッパー４の投入口より供給する。植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２の撹拌・混合する際に、水分を添加することで、植物繊維毛１の含水率を１０％とした。繊維混在物３００の中心部と成す中心部７３には、植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２の混合割合を植物繊維毛１を７０％、プラスチック繊維毛２を３０％の比率で均一に撹拌混合して、表部７１と同様にホッパー４の投入口より供給する。
【０１２４】
表部７１及び裏部７２と、中心部７３の繊維混在物３００は、ホッパー４の投入口より供給されるが、表部７１と中心部７３の投入口には、均一な積層構造となり、かつ、各層を分割するように、仕切板４ａ及び仕切板４ｂが設けられている。仕切板４ａ及び仕切板４ｂは投入経路の途中で途切れており、各繊維混在物３００は、投入口からの供給される際、投入経路の通過過程で三層となるように設定されている。
【０１２５】
ホッパー４から供給された表部７１及び裏部７２及び中心部７３からなる繊維混在物３００は、ベルトコンベア６の上面側に供給され、均一なるフェルト状の積層構造を形成した。搬送するベルトコンベア６の上面側に積層された繊維混在物３００は、密嵩さ２００ｍｍ、比重０．１２ｋｇ／ｃｍ3となるように、均一に積層される。ベルトコンベア６の搬送工程において、ベルトコンベア６の上面側に設置した回転ブラシ８０で積層表面を掻き出し、密嵩を整え、一定量の密嵩さとしている。
【０１２６】
ベルトコンベア６及びベルトコンベア４４の全長方向の上面には、供給ローラ１１１から供給し、巻き取りローラ１１２で巻き取るラップフィルムまたは耐熱シート等からなる剥離シート１１３が配設され、これら供給ローラ１１１、巻き取りローラ１１２、剥離シート１１３は、本実施の形態の剥離手段１１０を構成している。また、ベルトコンベア６の上面側の繊維混在物３００の上面及びベルトコンベア４４の上面側の混在物３００Ａの全長方向の上面には、供給ローラ１２１から供給し、巻き取りローラ１２２で巻き取るラップフィルムまたは耐熱シート等からなる剥離シート１２３が配設され、これら供給ローラ１２１、巻き取りローラ１２２、剥離シート１２３は、本実施の形態の剥離手段１２０を構成している。
【０１２７】
そして、ベルトコンベア６の上面側に積層した繊維混在物３００は、マイクロ波加熱部２０内へと搬送して、２４５０ＭＨｚ、５０ｋｗの出力によって約１０分間マイクロ波で加熱される。
【０１２８】
上記実施の形態１では、ラップシート、テフロン（登録商標）シート等の剥離シートにより繊維混在物３を挟み込みマイクロ波による発熱効率を高めたが、本実施の形態２では、剥離手段１１０及び剥離手段１２０のみではなく、表部７１及び裏部７２と中心部７３の３層構造の繊維混在物３００とすることにより、よりマイクロ波照射による発熱効率を高めることができる。マイクロ波で加熱された混在物３００Ａの内部温度は、２３０℃程度迄均一な昇温を求めた後、素早く加熱・圧縮部３０または加熱・圧縮部３０Ａ，３０Ｂへと搬送される。なお、マイクロ波の加熱により、内部温度が昇温した繊維混在物３００は、必要に応じて、遠赤外線加熱または熱風による外部加熱により予備加熱し、また、予め密嵩さを１２０ｍｍになるように予備圧縮をすることもできる。
【０１２９】
加熱された混在物３００Ａは、隣接する予熱ローラ３５によって加熱され、加熱・圧縮部３０Ａ，３０Ｂで圧縮成形する前に混在物３００Ａの温度が下降しないように温度管理される。十分に温度管理と密嵩さが整えられた混在物３００Ａは、加熱・圧縮部３０Ａ，３０Ｂへ搬送され、圧縮すると共に成形され、具体的には、上下一対とする加熱された押圧板３２ａ，３３ａ、３２ｂ，３３ｂによって加熱、圧縮される。この場合の押圧板３２ａ，３３ａ、３２ｂ，３３ｂは、温度２３０℃、加圧力３５ｋｇ／ｃｍ2、加圧時間は１０分、圧縮スピードは１５０ｍｍ／sec、密嵩さは１２０ｍｍから４１ｍｍに混在物３００Ａの圧縮を急激に行なうことで、リグニンの抽出と比重０．６５の混在物３００Ａを得た。
【０１３０】
加熱・圧縮部３０または加熱・圧縮部３０Ａ，３０Ｂでは、混在物３００Ａの横方向の食み出し防止のために側板９の設置と、加熱された押圧板３２ａ，３３ａ、３２ｂ，３３ｂの分割により、圧縮を繰返すことで生産性の向上と水蒸気の脱気を合わせて行った。マイクロ波によって可溶化した植物繊維毛１は加熱・圧縮部３０または加熱・圧縮部３０Ａ，３０Ｂでの圧縮により、軟化溶融と共にリグニンを抽出するように搾り出す。植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２からなる低密度な繊維混在物３００Ａをマイクロ波で加熱し、繊維混在物３００Ａを軟化状態とし、それを圧縮することにより、植物繊維毛１から搾り出したリグニンと熱可塑性プラスチック繊維毛２の隣接部位を溶融して一体化することにより、溶融一体化した混在物３００Ａは上下一体とする剥離手段に挟みこまれた状態で素早く冷却・圧縮部４０へと搬送される。
【０１３１】
冷却・圧縮部４０では、３台の冷却・圧縮機構４０Ａ，・・・４０Ｃとし、押圧板４２ａ，・・・４２ｃ、押圧板４３ａ，・・・４３ｃと３分割化することで、冷却時間の短縮と生産性を向上させている。分割化した冷却と共に圧縮する工程では、３台の冷却・圧縮機構４０Ａ，・・・４０Ｃの上下一対とする押圧板４２ａ，・・・４２ｃ、押圧板４３ａ，・・・４３ｃにより、更に圧縮され、冷却され、固形化される。この場合の上下一対とする押圧板４２ａ，・・・４２ｃ、押圧板４３ａ，・・・４３ｃの温度は１５℃、加圧力は４５ｋｇ／ｃｍ2、冷却時間１５分の固形化が施されることで、厚さ４０ｍｍ、比重０．６のプラスチック繊維板３００Ｂを成形した。
【０１３２】
その後、混在物３００Ａに付着した剥離手段１１０と剥離手段１２０の剥離シート１１３と剥離シート１２３を巻き取りローラ１１２及び巻き取りローラ１２２の巻き上げにより、分離した後、高速回転する図示しない切断刃によって余材を切り離し、厚さ４０ｍｍ、比重０．６の建築資材を完成した。熱可塑性プラスチックを活用した建築資材からは、ホルムアルデヒドの放出量は０．０１ｍｇ／ｌ以下で、ホルムアルデヒド発生量の確認をするに至らず、環境建材として有効であることを確認した。
【０１３３】
従来迄、接着剤としての活用を求めたユリアプラスチック、メラミンプラスチック、フェノールプラスチック等の熱硬化性プラスチックに対向して、廃プラスチックからなる熱可塑性プラスチックを接着剤または母材として有効に活用を求めることで、低コストで かつ ホルムアルデヒドの発生が無いプラスチック繊維板３００Ｂを新たに製造できることが確認された。
【０１３４】
このように形成した本実施の形態２におけるプラスチック繊維成形体として、プラスチック繊維板３００Ｂで、コンクリート型枠を作成して試験を行った結果を得た。
【０１３５】
まず、コンクリートの打設後に固化するまでの温度変化を調査すると、図７のコンクリート施工後の発熱特性図のようになる。即ち、固化するまでに２０℃程度の温度上昇が伴うことが理解される。
【０１３６】
それに対して、従来からある既存のコンクリート型枠（イ）乃至（二）と本発明の実施の形態２によるプラスチック繊維板３００Ｂを用いたコンクリート型枠（ホ）及び（ヘ）との温度に対する線膨張率は、次の表２に示すとおりである。
【０１３７】
【表２】
2005307402.tif 000004
【０１３８】
このように、市販のプラスチック型枠（ハ）及び（ニ）は、冬季には比較的線膨張率が小さいが、夏季には比較的線膨張率が大きくなり、温度に比例して伸びることから、打設されたコンクリートの押付力に耐えがたくなるという問題がある。本実施の形態２によるプラスチック繊維板３００Ｂを用いたコンクリート型枠（ホ）及び（ヘ）は、合板によるコンクリート型枠（イ）及び（ロ）と同様の線膨張率を有し、堅固なコンクリートの打設に使用できる。しかも、本実施の形態２によるコンクリート型枠（ホ）及び（ヘ）は、上記表１との関係からすれば、曲げ強度が高く、吸水性が少なく、ホルムアルデヒド放出量も少なく、合板よりも優れた材料であることがわかる。
【０１３９】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体は、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２のフェルト状の繊維混在物３、繊維混在物３００をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物３の熱可塑性プラスチックを軟化状態とし、特に、植物繊維毛１の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより搾り出し、熱可塑性プラスチック繊維毛２と局部的に接合させ、植物繊維に熱可塑性プラスチックが絡み付き、表面に付着するから、繊維混在物３、繊維混在物３００から変化した混在物３Ａ、混在物３００Ａを堅固に一体化させることができ、かつ、加熱・圧縮部３０または加熱・圧縮部３０Ａ，３０Ｂと冷却・圧縮部４０または冷却・圧縮機構４０Ａ，・・・４０Ｃによって、任意の形状に形成できる。
【０１４０】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体は、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２のフェルト状の繊維混在物３をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物３または繊維混在物３００の熱可塑性プラスチックを軟化状態とし、それを圧縮することにより前記繊維混在物３または繊維混在物３００の密度を高くし、一体化させ、圧縮と共に冷却して所望の混在物３Ａまたは混在物３００Ａの密度状態で成形したものである。圧縮と共に冷却するときには、熱可塑性プラスチックが外側から硬化するが、その熱可塑性プラスチックの硬化に伴う歪が植物繊維で吸収され、所望の金型を使用して、板状のものを含む所望の成形体を形成することができる。
【０１４１】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体は、例えば、ＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)等を含む熱可塑性プラスチック繊維毛２に植物繊維毛１を混入してフェルト状の繊維混在物３または繊維混在物３００とし、マイクロ波で加熱し、前記繊維混在物３または繊維混在物３００を軟化状態とし、それを圧縮成形して、局部的に一体化させた後、冷却圧縮して所望の形状に成形したものであるから、前記植物繊維側の温度をより高温し、その状態で圧縮することにより、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが浸透し、絡み付き、前記植物繊維の表面に付着するから、繊維混在物３または繊維混在物３００から変化した混在物３Ａまたは混在物３００Ａを堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形でき、ＰＥとＰＶＣ 相互間のプラスチック相分離現象が抑制できる。
【０１４２】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体は、プラスチック繊維成形体の圧縮を、加熱圧縮と冷却圧縮を１回以上繰返してなるものであるから、短時間に所定の処理を行い、温度を硬化させることができ、かつ、内部歪を軽減することができる。
【０１４３】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体は、低密度なフェルト状の繊維混在物３または繊維混在物３００を形成する植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２との比率を異にする層として２層または３層（実施の形態２）またはそれ以上の複数層形成してなるものであるから、任意の機械的強度のもの、任意の比重のもの、任意の弾性のものがえられる。したがって、使途に応じた設計強度の成形体を供給できる。
【０１４４】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２のフェルト状の繊維混在物３または繊維混在物３００をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物３または繊維混在物３００のうち、特に、植物繊維を高温状態とし、それを圧縮して所定の型に成形することにより、前記植物繊維によって内部歪を吸収し、繊維混在物３または繊維混在物３００から変化した混在物３Ａまたは混在物３００Ａを一体化させるものであるから、特に、植物繊維側の温度をより高温とし、その状態で圧縮することにより、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが浸透し、絡み付き、前記植物繊維の表面に付着するから、前記繊維混在物を堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形できる。
【０１４５】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２のフェルト状の繊維混在物３をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物３のうち、特に、植物繊維毛１の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛２と接合し、所定の型に成形することにより、前記植物繊維によって内部歪を吸収し、前記繊維混在物を一体化させるものであるから、特に、植物繊維側の温度をより高温とし、その状態で圧縮することにより、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが浸透し、絡み付き、前記植物繊維の表面に付着した状態で冷却圧縮するものであるから、繊維混在物３または繊維混在物３００から変化した混在物３Ａまたは混在物３００Ａを堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形できる。
【０１４６】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、例えば、ＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)等の１種類以上を含む熱可塑性プラスチック繊維毛２に植物繊維毛１を混入してフェルト状の繊維混在物３となした後、マイクロ波で加熱し、前記繊維混在物３を軟化状態とし、それを圧縮成形して一体化させ、それを圧縮して所定の形状に成形することにより、前記植物繊維によって内部歪を吸収し、繊維混在物３または繊維混在物３００から変化した混在物３Ａまたは混在物３００Ａを冷却圧縮して所望の形に形成し、前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａを一体化させるものであるから、冷却圧縮するとき、熱可塑性プラスチックが外側から硬化するが、その熱可塑性プラスチックの硬化に伴う歪が植物繊維で吸収され、所望の金型を使用して、板状のものを含む成形体を形成することができる。
【０１４７】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法は、加熱圧縮と冷却圧縮を１回以上繰返すものであるから、徐々に変形させ、内部歪を軽減して成形することができるから、内部歪を軽減することができる。
【０１４８】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造方法の前記マイクロ波は、５ＫＷ以上の出力としたものであるから、特に、植物繊維を高温状態として圧縮し、かつ、それを圧縮と共に冷却して所望の形状に形成し、前記植物繊維によって内部歪を吸収させて、前記繊維混在物を一体化させることができる。したがって、特に、植物繊維側の温度をより高温とすることにより、その周囲の熱可塑性プラスチックの溶解性をよくし、その状態で圧縮することにより、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが浸透し、絡み付き、前記植物繊維の表面に付着した状態で加熱及び冷却圧縮するものであるから、繊維混在物３または繊維混在物３００から変化した混在物３Ａまたは混在物３００Ａを堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形できる。
【０１４９】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２のフェルト状の繊維混在物３または繊維混在物３００をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物３または繊維混在物３００を軟化状態とし、その軟化状態にある繊維混在物３または繊維混在物３００から変化した混在物３Ａまたは混在物３００Ａを圧縮し、その後、圧縮すると共に冷却し、前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａを一体化させると共に所定の形状に成形するものである。特に、植物繊維毛１の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛２と接合し、結果的に、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが絡み付き、前記植物繊維の表面に付着した状態で過熱及び冷却圧縮するものであるから、前記繊維混在物を堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形できる。
【０１５０】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２のフェルト状の繊維混在物３または繊維混在物３００をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物３または繊維混在物３００を軟化状態とし、繊維混在物３または繊維混在物３００から変化した混在物３Ａまたは混在物３００Ａを圧縮して一体化させた後、圧縮と共に冷却し、所定の形状に成形する。特に、植物繊維毛１の内部発熱によって内部に含まれているリグニンを可溶化し、それを圧縮することにより熱可塑性プラスチック繊維毛２と接合し、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが浸透し、絡み付き、前記植物繊維の表面に付着した状態で冷却圧縮するものであるから、混在物３Ａまたは混在物３００Ａを堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形できる。
【０１５１】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２のフェルト状の繊維混在物３または繊維混在物３００をマイクロ波で加熱し、前記繊維混在物３または繊維混在物３００を軟化状態とし、繊維混在物３または繊維混在物３００から変化した混在物３Ａまたは混在物３００Ａを圧縮して一体化させると共に、圧縮すると共に冷却し、堅固に一体化し、所定の形状に成形する。この圧縮の際には、上下一対の押圧板３２、押圧板３３と、上下一対からなる押圧板４２ａ，・・・４２ｃ、押圧板４３ａ，・・・４３ｃと混在物３Ａまたは混在物３００Ａと、前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａ側との間に配置された一対の剥離手段６Ａ及び剥離手段８とを使用し、前記一対の剥離手段４４Ａ及び剥離手段４５によって挟み込まれた状態で前記繊維混在物３Ａ、混在物３００Ａを搬送するものであるから、仕上げ面を剥離手段４４Ａ及び剥離手段４５によって決定でき、かつ、完全に冷却されない状態で前記上下一対からなる押圧板３２、押圧板３３と押圧板４２ａ，・・・４２ｃ、押圧板４３ａ，・・・４３ｃを変更できるから、加熱と冷却の繰返しが可能であり、加熱と冷却を繰返すための熱損失を少なくし、前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａを堅固に一体化及び成形する移動が可能となる。
【０１５２】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２のフェルト状の繊維混在物３または繊維混在物３００にマイクロ波を照射して加熱し、繊維混在物３または繊維混在物３００から変化した混在物３Ａまたは混在物３００Ａを軟化状態とし、前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａを圧縮して一体化させた後、圧縮すると共に冷却し、所定の形状に成形する。その圧縮の際には、上下一対の押圧板３２、押圧板３３と、前記上下一対からなる押圧板４２ａ，・・・４２ｃ、押圧板４３ａ，・・・４３ｃと混在物３Ａまたは混在物３００Ａとの間に配置された一対の剥離手段６Ａ及び剥離手段８と剥離手段４４Ａ及び剥離手段４５を使用し、前記一対の剥離手段４４Ａ及び剥離手段４５によって挟み込まれた状態で前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａを圧縮し、かつ、移送するものであるから、仕上げ面を剥離手段４４Ａ及び剥離手段４５によって決定でき、かつ、完全に冷却されない状態で前記上下一対からなる押圧板３２、押圧板３３と押圧板４２ａ，・・・４２ｃ、押圧板４３ａ，・・・４３ｃを変更できるから、加熱と冷却の繰返しが可能であり、前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａを堅固に一体化し、所定の形状に成形することができる。
【０１５３】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２のフェルト状の繊維混在物３または繊維混在物３００をマイクロ波で加熱し、繊維混在物３または繊維混在物３００から変化した混在物３Ａまたは混在物３００Ａを軟化状態とし、前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａを圧縮すると共に冷却して一体化させて所定の形状に成形する装置において、前記マイクロ波で加熱する領域の出入口には、マイクロ波を減衰させる減衰部２３を設け、前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａを連続的に供給または移送可能とするものであるから、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２のフェルト状の繊維混在物３または繊維混在物３００をマイクロ波で加熱して軟化状態とし、前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａを圧縮する領域を連続的に形成する装置の一区画として構成することができ、前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａを溶融及び圧縮する構成と、前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａを圧縮と共に冷却する構成を連続して隣接することができる。
【０１５４】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、前記マイクロ波で加熱し、軟化状態とし、繊維混在物３または繊維混在物３００から変化した混在物３Ａまたは混在物３００Ａを圧縮と共に冷却して一体化する際に、上下方向に対して直角方向の側板９を用いるものであるから、連続成形にせよ、射出成形にせよ、任意の形状のものを得ることができる。特に、側板９によって、所定の幅形状のものを連続形成することができる。
【０１５５】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置は、前記熱可塑性プラスチック繊維毛２として、その原材料をＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)としたものであり、ＰＥ(ポリエチレン)とＰＶＣ(ポリ塩化ビニール)を含む熱可塑性プラスチック繊維毛２に植物繊維毛１を混入してフェルト状の繊維混在物３または繊維混在物３００とし、マイクロ波で加熱し、前記繊維混在物３または繊維混在物３００を軟化状態とし、それを圧縮成形して、一体化させることにより、その周囲の熱可塑性プラスチックの流動性をよくし、その状態で圧縮することにより、前記植物繊維に熱可塑性プラスチックが浸透し、絡み付き、前記植物繊維の表面に付着するから、前記繊維混在物３Ａまたは混在物３００Ａを堅固に一体化させることができ、かつ、所望の形状に成形でき、ＰＥとＰＶＣ 相互間のプラスチック相分離現象が抑制できる。
【０１５６】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置の前記プラスチック繊維成形体は、プラスチック繊維成形板としたものであり、連続成形によって、任意の厚みで所望の幅の板材を形成することができる。
【０１５７】
上記実施の形態にかかるプラスチック繊維成形体の製造装置で製造された前記プラスチック繊維成形体は、本発明の特徴とする植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２からなる低密度な繊維混在物３をマイクロ波で加熱した後、押圧板３２，３３、３２ａ，３３ａ、３２ｂ，３３ｂ、即ち、押圧板で圧縮加熱を行うことで植物繊維毛からリグニンを搾り出して熱可塑性プラスチック繊維毛２に接合させることを前提としているが、その機械的強度及び物理化学的特性を所望のものとするため、熱可塑性プラスチック繊維毛２が溶融する温度まで加熱し、熱可塑性プラスチック繊維毛２相互間の接合を行わせることもできる。または、比較的融点温度の低い熱可塑性プラスチック繊維毛２を添加することにより、所望の特性を出すこともできる。
【０１５８】
また、圧縮部３０の加熱された押圧板３１，３２または加熱・圧縮部３０Ａ，３０Ｂの加熱された押圧板３２ａ，３３ａ、３２ｂ，３３ｂは、ヒータで加熱するものであるが、本発明を実施する場合には加圧圧力を大きくして圧縮により発熱するように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
家電プラスチック・自動車プラスチック等のプラスチック廃材は、一旦、溶融紡糸とすることで、プラスチック繊維毛２と化すことができる。大鋸屑、間伐材、草植物、古紙等の植物繊維素材を細かく粉砕、解繊処理を施すことで、植物繊維毛１とすることができる。植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２の相互繊維毛を撹拌し、混合することで、異種繊維毛の絡み合った繊維混在状態からなるフェルト状の積層物とすることができる。その後、繊維混在物３に３００ＭＨｚから３００ＧＨｚのマイクロ波で加熱すると、植物繊維毛１の内部より昇温する。十分な内部温度を確保した繊維混在物３は、上下一対とする剥離手段に挟みこまれた状態で、圧縮成形され、植物繊維毛１とプラスチック繊維毛２を瞬時に軟化溶融させることで熱劣化することなく、異種繊維毛の絡み合った混在物３Ａとすることができる。溶融一体化した混在物３Ａは、冷却と共に圧縮され、上下一対とする押圧板により急冷と同時に圧縮し、廃棄物から機械的強度の強靭なプラスチック繊維成形体を得ることができる。
【０１６０】
ここで、本発明のプラスチック繊維成形体、プラスチック繊維成形体の製造方法、プラスチック繊維成型体の製造装置は、植物繊維毛１と熱可塑性プラスチック繊維毛２の低密度な繊維混在物をマイクロ波で加熱して、前記繊維混在物を軟化状態とし、それを圧縮することにより、前記繊維混在物を一体化させ、所望の形状に成形するものであるから、土木資材、建築資材、物流梱包資材、自動車内装材及びその他補助材等に使用可能となる。また、植物繊維としては、間伐材、建築廃材、根株、枝条、木皮等の繊維または繊維状のもの、古紙等の繊維が使用でき、熱可塑性プラスチック繊維としては、廃プラスチック等の使用が可能である。また、混入するものとしては、熱硬化性プラスチックも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】図１は本発明の実施の形態１におけるプラスチック繊維成形体の製造装置の全体概念図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１におけるプラスチック繊維成形体の製造装置の全体説明図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１におけるプラスチック繊維成形体の製造装置のマイクロ波加熱部の減衰部の説明図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１におけるプラスチック繊維成形体の製造装置のマイクロ波加熱部の側板の説明図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態２におけるプラスチック繊維成形体の製造方法の全体概念図である。
【図６】図６はコンクリート施工後の発熱特性図である。
【図７】図７は従来からある既存のコンクリート型枠と本発明の実施の形態２によるプラスチック繊維板を用いたコンクリート型枠との温度に対する線膨張率の比較表図である。
【符号の説明】
【０１６２】
１      植物繊維毛
２      プラスチック繊維毛
３，３００          繊維混在物
３Ａ，３００Ａ      混在物
６      ベルトコンベア
６Ａ    剥離手段
８      剥離手段
２０    マイクロ波加熱部
２３    減衰部
３０，３０Ａ，３０Ｂ    加熱・圧縮部
３２，３３    押圧板
４０    冷却・圧縮部
４２ａ，・・・４２ｅ    押圧板
４３ａ，・・・４３ｅ    押圧板
４４    ベルトコンベア
４４Ａ  剥離手段
４５    剥離手段
５０    切断部
１１０，１２０      剥離手段
【図１】
2005307402.tif 000005
【図２】
2005307402.tif 000006
【図３】
2005307402.tif 000007
【図４】
2005307402.tif 000008
【図５】
2005307402.tif 000009
【図６】
2005307402.tif 000010
【図７】
2005307402.tif 000011