(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料繊維を圧縮下において高周波誘電加熱することにより加熱圧縮成形し、複数のリブにより構成される開口セル格子と、該格子の一方の開口部を覆う連続的な平板と、他方の開口部の一部を覆うフランジとが、緻密な圧縮繊維により一体成形された構造の繊維パネルの製造に使用される成形型枠であって、該成形型枠は、多数の貫通孔が板面に穿設されたコールトレイと、該コールトレイ上に載置されるコールトレイと略同形で、その板面に多数の微細な貫通孔が穿設されたスクリーンメッシュとから多孔性キャリアが構成され、該多孔性キャリアの原料繊維打設側板面となるスクリーンメッシュの板面には、絶縁性材料により形成された複数のエラストマーパッドが幾何学的に配置固定されていると共に、その周縁に位置する原料繊維打設側板面には、絶縁性材料により形成された帯状部材が添設されており、上記多孔性キャリアを構成するコールトレイとスクリーンメッシュとの組付けは、コールトレイの周囲板面に螺合された絶縁性材料により形成された段付きボルトに、スクリーンメッシュの周縁に形成された切欠穴を遊嵌することにより成されており、上記多孔性キャリアの原料繊維打設側板面には、該板面より突出する導電性材料により形成された部材或いは部分が存在しない構成とされていることを特徴とする、繊維パネルの製造に使用される成形型枠。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維パネルの製造に使用される成形型枠に関し、特に、原料繊維を圧縮下において高周波誘電加熱することにより加熱圧縮成形し、複数のリブにより構成される開口セル格子と、該格子の一方の開口部を覆う連続的な平板と、他方の開口部の一部を覆うフランジとが、緻密な圧縮繊維により一体成形された構造の繊維パネルの製造に使用される成形型枠に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平９−１９５４４０号公報に、開口セル格子を有する繊維パネルの製造方法が開示されている。
かかる製造方法の概略は、概ね次の如くである。
【０００３】
先ず、例えば木材繊維、再生紙等の原料Ａを強力な攪拌力によりパルプ化し、水分濃度９９％程度の繊維含有スラリーＳとする〔図６（ａ）参照〕。
続いて、該スラリーＳを型枠５０上に打設し〔図６（ｂ）参照〕、該型枠５０の上・下方向からの平盤によるプレス（プリプレス）及び型枠５０の上面及び下面からの吸引により脱水し、スラリーＳを水分濃度５０％程度の原料繊維Ｋとする〔図６（ｃ）参照〕。
【０００４】
その後、型枠５０をホットプレス６０に搬送し、型枠５０の上・下方向からの加熱された平盤のプレスにより原料繊維Ｋを加熱圧縮成形し〔図７（ａ）参照〕、水分濃度８％程度の成形品Ｘとする。
成形が完了した後、型枠５０と共に成形品Ｘをホットプレス６０から取り出し、成形品Ｘを型枠５０から脱型する〔図７（ｂ）参照〕。
【０００５】
上記した工程によって、図８に示したような複数のリブにより構成される開口セル格子７１と、該格子７１の一方の開口部を覆う連続的な平板７２と、他方の開口部の一部を覆うフランジ７３とが、緻密な圧縮繊維により一体成形された構造の繊維パネル７０を製造することができ、該繊維パネル７０は、軽量で且つ高強度のパネルとなり、住宅用部材、建具或いは家具等の幅広い用途が考えられ、古紙等のリサイクル資源の有効活用を図れる製品となる。
【０００６】
ここで、上記開口セル格子を有する繊維パネルの製造に使用されている上記型枠５０を詳細に説明すると、図９に示したようにある程度の剛性（板厚１．５ｍｍ程度）を有する矩形のステンレス製板体に複数の貫通孔５１を形成したコールトレイ５２と、該コールトレイ５２の板面上にその周囲がビスＸにより固定された、コールトレイ５２よりもひと回り小さく、且つ薄肉（板厚０．６ｍｍ程度）の矩形のステンレス製板体に微細な複数の貫通穴５３が形成されたスクリーンメッシュ５４とから構成された多孔性キャリア５５と、該多孔性キャリア５５の周囲板面に溶接Ｙにより添設されたプレス厚さを規制するステンレス製のプレスストッパー５６と、前記多孔性キャリア５５の板面に幾何学的に配置固定されたシリコンゴム製の複数のエラストマーパッド５７とから構成されたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記成形型枠５０を使用し、上述した方法で製造された従来の繊維パネル７０は、その製造に際しての電力消費量が多く、製造原価が高いと言う課題を有していた。
これは、従来の原料繊維Ｋの加熱圧縮成形工程は、上述したようにヒーター等によって加熱された平盤のプレスによる熱伝導を期待した加熱である〔図７（ａ）参照〕ため、型枠５０上に打設された原料繊維Ｋの加熱、特に熱伝導率が悪いエラストマーパッド５７間に挟まれた原料繊維Ｋの加熱効率が悪く、概ね成形品１ｋｇを得るために８ｋＷｈ程度もの電力を消費していたことに起因していた。
【０００８】
そこで、本発明者らは、水分を含んだ物質への加熱に適した高周波誘電加熱に着目し、型枠の上・下方向からの平盤によるプレス下において、前記プレス用平盤間に高周波電圧を印加し、圧縮状態にある原料繊維Ｋ自体に誘電加熱を起こさせ、原料繊維Ｋを加熱圧縮成形する繊維パネルの製造方法を創案し、先に特許出願を行った。
【０００９】
しかし、この高周波誘電加熱による原料繊維Ｋの加熱圧縮成形を実現するには、上記した従来構造の成形型枠５０においては、プレス厚さを規制するために多孔性キャリア５５の周囲板面に添設されたステンレス製のプレスストッパー５６が、高周波電圧を印加するプレス用平盤と接触するために短絡が生じ、型枠５０上に打設された原料繊維Ｋに高周波電圧をかけることができない構造であるために不適であった。
【００１０】
本発明は、上述した従来技術が有する課題に鑑み成されたものであって、その目的は、原料繊維が打設された型枠の上・下方向からの平盤によるプレス下において、前記プレス用平盤間に高周波電圧を印加し、圧縮状態にある型枠上の原料繊維Ｋ自体に誘電加熱を起こさせ、原料繊維を加熱圧縮成形するに適した成形型枠を提供し、該型枠によって複数のリブにより構成される開口セル格子と、該格子の一方の開口部を覆う連続的な平板と、他方の開口部の一部を覆うフランジとが、緻密な圧縮繊維により一体成形された構造の繊維パネルを安価に製造することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記した目的を達成すべく試験・研究を重ねた結果、圧縮状態にある型枠上の原料繊維に、プレス用平盤間に印加された高周波電圧を効率良くかけ、原料繊維自体に誘電加熱を起こさせるためには、原料繊維層の厚さ以上の絶縁距離が型枠上に必要であることを突き止め、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、多数の貫通孔が板面に穿設された多孔性キャリアと、該多孔性キャリアの原料繊維打設側板面に幾何学的に配置固定された絶縁性材料により形成された多数のエラストマーパッドとを有し、上記多孔性キャリアの原料繊維打設側板面には、該板面より突出する導電性材料により形成された部材或いは部分が存在しない成形型枠とした。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記した目的を達成すべく試験・研究を重ねた結果、圧縮状態にある型枠上の原料繊維に、プレス用平盤間に印加された高周波電圧を効率良くかけ、原料繊維自体に誘電加熱を起こさせるためには、原料繊維層の厚さ以上の絶縁距離が型枠上に必要であることを突き止め、本発明を完成させた。即ち、本発明は、多数の貫通孔が板面に穿設されたコールトレイと、該コールトレイ上に載置されるコールトレイと略同形で、その板面に多数の微細な貫通孔が穿設されたスクリーンメッシュとから多孔性キャリアが構成され、該多孔性キャリアの原料繊維打設側板面となるスクリーンメッシュの板面には、絶縁性材料により形成された複数のエラストマーパッドが幾何学的に配置固定されていると共に、その周縁に位置する原料繊維打設側板面には、絶縁性材料により形成された帯状部材が添設されており、上記多孔性キャリアを構成するコールトレイとスクリーンメッシュとの組付けは、コールトレイの周囲板面に螺合された絶縁性材料により形成された段付きボルトに、スクリーンメッシュの周縁に形成された切欠穴を遊嵌することにより成されており、上記多孔性キャリアの原料繊維打設側板面には、該板面より突出する導電性材料により形成された部材或いは部分が存在しない構成の成形型枠とした。
【００１４】
なお、上記本発明において言う原料繊維とは、木繊維、セルロース繊維等の天然繊維をはじめ、プラスチック繊維、ロックウール、グラスファイバー等の合成繊維、更にはこれらの混合繊維を言う。
また、本発明にかかる成形型枠を構成する多孔性キャリアの材質は、ステンレス、アルミ等の金属、また硬質プラスチックなどであっても良い。またエラストマーパッドの成形材料は、十分な弾性を有し、且つ絶縁性を有する物質であればいずれでも良く、例えば、シリコンゴム、クロロプレンゴムなどを含む各種合成ゴムを使用することができるが、中でもシリコンゴムが耐久性及び弾性を考慮した場合に好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、上記した本発明にかかる繊維パネルの製造に使用される成形型枠の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
この成形型枠は、複数の貫通孔が板面に穿設された矩形のコールトレイ１と、該コールトレイ１上に載置されるコールトレイ１と略同形で、その板面に複数の微細な貫通孔が穿設されたスクリーンメッシュ２とから多孔性キャリア３が構成され、該多孔性キャリア３のスクリーンメッシュ２側の板面には、複数のエラストマーパッド４が幾何学的に配置固定され、且つその周囲板面に絶縁性材料により形成された帯状部材５が間隔を開けて添設されたものである。
【００１７】
上記コールトレイ１は、図１に示したように、例えば厚さ５ｍｍ、長さ３，１８０ｍｍ、幅１，３５０ｍｍ程度の矩形のステンレス板６の板面に、直径５ｍｍ程度の貫通孔７を７ｍｍ程度の間隔を開けて複数形成した構造のもので、その周囲板面の長手方向中央、及び幅方向中央の４ヵ所には、後記するスクリーンメッシュ２を組付けるためのネジ穴８が形成されている。
【００１８】
また、スクリーンメッシュ２は、図２に示したように上記コールトレイ１と略同形のステンレス板、例えば厚さ０．６ｍｍ、長さ３，１８０ｍｍ、幅１，３５０ｍｍ程度の矩形のステンレス板９の板面に、直径０．９ｍｍ程度の微細な貫通孔１０を１．５ｍｍ程度の間隔を開けて複数形成し、且つ後記するエラストマーパッド４及び帯状部材５が固定された構造のもので、その周囲板面の長手方向中央、及び幅方向中央の４ヵ所には、切欠穴１１が形成されている。
【００１９】
エラストマーパッド４は、上記スクリーンメッシュ２への幾何学的配置及び相互間隔により製造される繊維パネルにおける格子の構成を規定するもので、例えば弾性を有するシリコンゴムによって、該パッド４が圧縮される際に、その中心から外側に向かってスクリーンメッシュ２に平行に拡大し、パッド間に充填された繊維を圧縮すると同時に、パッドの上及び拡大したパッドの下に位置する繊維をも圧縮できるような所定のサイズ及び形状、例えば高さ２０ｍｍ程度、一辺の長さが１５ｍｍ程度の正六角形を底面とした台形体として成形され、上記スクリーンメッシュ２の板面に５ｍｍ程度の間隔を開けて溶着等の手段により固定されている。
【００２０】
また、帯状部材５は、上記スクリーンメッシュ２の周縁の跳ね上がりを防止する目的で、スクリーンメッシュ２の周囲板面に間隔を開けて添設される絶縁性材料、例えばシリコンゴムにより形成された部材であって、該帯状部材５は、例えば厚さ８ｍｍ、幅２０ｍｍ程度で、図２に示したようにスクリーンメッシュ２の四隅、スクリーンメッシュ２の長手方向両端、及び幅方向両端の板面に適度な長さのものが間隔を開けて溶着等の手段により固定されている。
【００２１】
上記コールトレイ１とスクリーンメッシュ２との組付けは、図３或いは図４に示したように、コールトレイ１に形成された上記ネジ穴８に螺合された段付きボルト１２に、スクリーンメッシュ２に形成された上記切欠穴１１を遊嵌することにより成されている。
段付きボルト１２は、その段部１２ａの径が上記スクリーンメッシュ２に形成された切欠穴１１の幅より若干小さく、高さがスクリーンメッシュ２の厚さより若干長いもので、硬質プラスチックなどの絶縁性材料により形成されている。
【００２２】
このようにしてコールトレイ１上に組付けられたスクリーンメッシュ２は、ある程度位置決めされた状態でその離脱が阻止されていると共に、コールトレイ１とスクリーンメッシュ２との間に熱膨張差に起因する長さ変化の差異が生じた場合には、上記スクリーンメッシュ２に形成された切欠穴１１内において、コールトレイ１に形成されたネジ穴８に螺合された上記段付きボルト１２が移動することによりその差異を吸収する。
【００２３】
上記の如く構成された本発明にかかる成形型枠を使用すると、該型枠上に打設された原料繊維Ｋを高周波誘電加熱によって加熱圧縮成形する際、図５に示したように、該型枠の原料繊維打設側板面より突出する部材、即ちエラストマーパッド４、帯状部材５そして段付きボルト１２は、その全てが絶縁性材料であるシリコンゴム或いは樹脂等により形成されたものであるため、型枠上に打設された原料繊維層の厚さと同等の絶縁距離を型枠上に形成することができ、プレス用平盤間に印加された高周波電圧を、短絡等によってロスすることなく原料繊維Ｋにかけることができ、原料繊維Ｋの効率的な誘電加熱が可能となり、加熱圧縮成形工程における電力消費量を大幅に低減できる。
【００２４】
なお、本発明にかかる成形型枠を使用して原料繊維Ｋを高周波誘電加熱する際、型枠の上・下方向から吸引することにより蒸発した液体分を吸引除去することとすると、平盤間の絶縁度が高まり、更に効率のよい原料繊維Ｋの誘電加熱が可能となると共に、プレス用平盤のプレス面を、ヒーター或いは加熱媒体により１２０〜１６０℃程度に加熱した状態とし、型枠の上・下方向からの熱伝導による原料繊維Ｋの加熱をも併用する構成とすると、高周波電圧の印加による誘電加熱の効果が得られ難い原料繊維Ｋの表層部の乾燥ムラを解消することができるために好ましい。
【００２５】
以上、本発明にかかる繊維パネルの製造に使用される型枠構造の一実施の形態を説明したが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【００２６】
例えば、上記実施の形態においては、多孔性キャリア３として、コールトレイ１と、該コールトレイ１上に載置される微細な貫通孔を有するスクリーンメッシュ２とから構成されたものに付き説明したが、１枚の板体により構成したものとしても良い。但し、上記実施の形態の如き構成とすると、微細な貫通孔を有するスクリーンメッシュ２によって打設された原料繊維Ｋの流出を阻止し、コールトレイ１によって型枠の剛性を確保できる構造となるために好ましい。
【００２７】
また、上記実施の形態においては、多孔性キャリア３を構成するスクリーンメッシュ２の周縁に位置する原料繊維打設側板面に、帯状部材５を間隔を開けて添設した構造の型枠に付き説明したが、多孔性キャリア３と、帯状部材５との間に熱膨張差に起因する長さ変化の差異が生じない場合には、必ずしも間隔を開けて帯状部材５を添設する必要は無く、また、周縁の跳ね上がりが懸念されない多孔性キャリアにおいては、帯状部材５の添設自体を省略できる。
【００２８】
更に、上記実施の形態において示したコールトレイ１と、スクリーンメッシュ２との組付け構造は一例に過ぎず、熱膨張差に起因する長さ変化の差異がさほど生じない場合には、溶接等の手段によって固定しても良い。但し、実施の形態において示したようにコールトレイ１に形成されたネジ穴８に螺合された段付きボルト１２に、スクリーンメッシュ２に形成された切欠穴１１を遊嵌することにより両者を組付けることとすると、分解が容易な型枠となり、型枠に付着堆積した原料繊維を洗浄除去する際等に有利となるために好ましい。
【００２９】
なお、本発明にかかる成形型枠を使用する場合には、プレス機自体にプレス厚さを規制するストッパー機構を有している必要があり、その機構としては、例えばプレス盤面横に設置された、プレス盤外で厚み規制を行うスペーサー等のストッパー機構が考えられる。
【００３０】
【発明の効果】
以上、説明した本発明にかかる成形型枠は、該型枠の原料繊維打設側板面に、該板面より突出する導電性材料により形成された部材或いは部分が存在しない成形型枠としたことに最大の特徴があり、これによって少なくとも型枠上に打設された原料繊維層の厚さと同等の絶縁距離を型枠上に形成することができ、プレス用平盤間に印加された高周波電圧を、短絡等によってロスすることなく原料繊維にかけることができ、原料繊維の効率的な誘電加熱が可能となり、加熱圧縮成形工程における電力消費量を大幅に節減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる成形型枠中、多孔性キャリアを構成するコールトレイを示した斜視図である。
【図２】本発明にかかる成形型枠中、多孔性キャリアを構成するスクリーンメッシュ、及び該スクリーンメッシュに溶着等の手段により固定されたエラストマーパッド及び帯状部材を示した斜視図である。
【図３】本発明にかかる多孔性キャリアを構成するコールトレイとスクリーンメッシュの組付け構造を示した断面図である。
【図４】本発明にかかる多孔性キャリアを構成するコールトレイとスクリーンメッシュの組付け構造を示した平面図である。
【図５】本発明にかかる成形型枠を使用した原料繊維の加熱圧縮成形工程の状態を示した概念図である。
【図６】従来の繊維パネルの製造工程を示した図であって、（ａ）は原料スラリーの製造工程、（ｂ）は型枠上への原料繊維の打設工程、（ｃ）は原料繊維の脱水工程を各々示した図である。
【図７】従来の繊維パネルの製造工程を示した図であって、（ａ）は原料繊維の加熱圧縮成形工程、（ｂ）は製品の型枠からの剥離工程を各々示した図である。
【図８】本発明にかかる成形型枠を使用して製造する繊維パネルの斜視図である。
【図９】従来の成形型枠を示した斜視図である。
【符号の説明】
１    コールトレイ
２    スクリーンメッシュ
３    多孔性キャリア
４    エラストマーパッド
５    帯状部材
７    貫通孔
８    ネジ穴
１０  微細な貫通孔
１１  切欠穴
１２  段付きボルト
【図１】
0004278231.tif 000002
【図２】
0004278231.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004278231.tif 000005
【図５】
0004278231.tif 000006
【図６】
0004278231.tif 000007
【図７】
0004278231.tif 000008
【図８】
0004278231.tif 000009
【図９】
0004278231.tif 000010