(57)【要約】【課題】廃棄物資源を活用して、耐水性・耐食性を備え、コンクリート施工時にも耐えるコンクリート型枠材等、土木・建築資材を提供する。【解決手段】ガラス転移温度の異なるプラスチック素材を複合繊維化する過程で、木くずを解繊し植物繊維毛と成し、廃プラスチックを、溶融・吐出しプラスチック繊維毛と成し、溶融・吐出したプラスチック繊維毛を更に3.0〜7.0倍の範囲に延伸処理を施す事で延伸繊維毛と成し、各々繊維毛を撹拌・混合する事で、各々繊維毛を絡みあわせ、ウェブ状と成す。ウェブ状と成した繊維毛を熱と圧力によって押し固める事により、中心層には、未溶融な延伸繊維が残存する事で、熱膨張の抑制を可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移温度の異なるプラスチック素材を複合繊維化する過程で、木くずを解繊し植物繊維毛と成し、廃プラスチックを、溶融・吐出しプラスチック繊維毛と成し、溶融・吐出したプラスチック繊維毛を更に3.0〜7.0倍の範囲に延伸処理を施す事で延伸繊維毛と成し、各々繊維毛を撹拌・混合する事で、各々繊維毛を絡みあわせ、ウェブ状と成す。ウェブ状と成した繊維毛を熱と圧力によって押し固める事により、中心層には、未溶融な延伸繊維が残存する事で、熱膨張の抑制を可能とする繊維板とその製造方法。
【請求項２】
低融点を有するプラスチック母材に延伸処理を施した高融点を有するプラスチック繊維を混在させ、複合繊維混在物と成した後、熱と圧力により一体化させる事により、物理的強度の構築を可能とした繊維板とその製造方法。
【請求項３】
プラスチック繊維を更に3.0〜7.0倍の範囲に延伸したプラスチック繊維毛と木くず・廃プラスチックとを混在し、各々繊維毛を絡みあわせた後、熱圧成形を施す事で、含水率を低下させた繊維板とその製造方法。
【請求項４】
廃繊維製品を粉砕・反毛化する事で、延伸処理が施された短繊維毛と成す。延伸処理が施された短繊維毛と、低融点プラスチックの混在により、コンクリート型枠材に必要とする曲げ強さと熱膨張の抑制を可能とする繊維板とその製造方法。
【請求項５】
木くず・廃プラスチック 及び 延伸処理が施された短繊維毛を絡みあわせた後、熱と圧力によって押し固める事で、表面層を低融点プラスチックでシールド面として覆い、中心層は各々繊維が未溶融な状態として、残存する繊維板とその製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は繊維板の製造方法に関するもので、より詳しくは、土木工事資材として使用されるコンクリート型枠材及び木造住宅等の構造材として使用される建築資材等に利用することができる。
【背景技術】
【０００２】
土木建築資材等の活用には、ベニヤ合板・パーティクルボード等、熱帯樹木等が活用される中、環境保護・資源の有効活用等の視点から、安価で、かつ環境にやさしい代替え資材の提供が望まれる所にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、コンクリート型枠材として活用さえるベニヤ合板等は、水に弱く、腐食しやすいといった大きな問題点を抱えていた。腐蝕を避ける為、コンクリート打設工事終了後、速やかに合板の解体・撤去を施す必要性を常に要していた。熱帯樹木等の保護と合わせて、水に強く、腐食せず、転用回数の増加が可能なコンクリート型枠材の提供が望まれる所にある。環境保護及び資源有効活用等の視点から、木くず・廃プラスチック等・廃棄物資源を主原料としたコンクリート型枠材の開発が成されたが、これらプラスチック製コンクリート型枠材は、土木・建築工事等、過酷な使用に応えることが出来なかった。その理由は、プラスチック製コンクリート型枠材は、コンクリート凝固熱によって、プラスチックが軟化・膨張する結果を招き、コンクリート型枠材に必要とする対向性が確保できない点に問題があった。
【０００４】
木くず・廃プラスチック等から成す再生材は、主原料をポリプロピレン（ＰＰ）等の熱可塑性樹脂によって構成されている。真夏等の炎天下、コンクリート施工現場では、約35℃〜40℃の外気温に曝される。更に、コンクリート凝固熱35℃〜40℃発生が加わる事で、コンクリート型枠材の表面温度は、約70℃〜80℃を超え、プラスチック素材が具備する軟化温度及びガラス転移点等を超える迄の温度上昇に至る事が確認された。
【０００５】
従来技法による再生板では、コンクリート凝固熱に耐える事が出来ず、ベニヤ合板等に代替えを成す事は出来なかった。
【０００６】
本発明の課題は、廃棄物資源の有効活用を促し、コンクリート施工時にも耐え得る事が可能とし、 かつ 耐水性・耐腐食性をも備えたコンクリート型枠材等、土木・建築資材を提供する事で、熱帯雨林等の環境保護に務める事にある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
本発明の繊維板の製造方法は、ガラス転移温度の異なるプラスチック素材を複合繊維化する過程で、木くずを解繊し植物繊維毛と成し、廃プラスチックを、溶融・吐出しプラスチック繊維毛と成し、溶融・吐出したプラスチック繊維毛を更に3.0〜7.0倍の範囲に延伸処理を施す事で延伸繊維毛と成し、各々繊維毛を撹拌・混合する事で、各々繊維毛を絡みあわせ、ウェブ状と成す。ウェブ状と成した繊維毛を熱と圧力によって押し固める事により、中心層には、未溶融な延伸繊維が残存する事で、熱膨張の抑制を可能とするものである。
【０００８】
低融点を有するプラスチック母材に延伸処理を施した高融点を有するプラスチック繊維を混在させ、複合繊維混在物と成した後、熱と圧力により一体化させる事により、物理的強度の構築を可能とする。
【０００９】
プラスチック繊維を更に3.0〜7.0倍の範囲に延伸したプラスチック繊維毛と木くず・廃プラスチックとを混在し、各々繊維毛を絡みあわせた後、熱圧成形を施す事で、含水率の低下を求める。
【００１０】
廃繊維製品を粉砕・反毛化する事で、延伸処理が施された短繊維毛と成す。延伸処理が施された短繊維毛と、低融点プラスチックの混在により、コンクリート型枠材に必要とする曲げ強さと熱膨張の抑制を可能とする。
【００１１】
木くず・廃プラスチック 及び 延伸処理が施された短繊維毛を絡みあわせた後、熱と圧力によって押し固める事で、表面層を低融点プラスチックでシールド面として覆い、中心層は各々繊維が未溶融な状態として、残存する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
一般的・熱可塑性プラスチックは、高温な状況下に曝されると、軟化・膨張傾向へと移行する。しかし、熱可塑性プラスチックが備える高分子配向を整える為、溶融・吐出する事で繊維毛状へと構成を改める。更に吐出したプラスチック繊維毛に延伸処理を施す事で、プラスチック繊維毛は、コンクリート凝固熱に対向して、逆に収縮傾向へと移行する事が、本発明に伴う研究・実験により確認された。
更に、その収縮傾向は、繊維として構成する延伸倍率の増加と共に、大きく成る。
未延伸繊維では、外気温の上昇と共に膨張傾向へと達するのに際して、延伸処理を施した繊維は、外気温上昇に対して収縮傾向を示す。つまり、負の線膨張を構築する事が可能となった。
【００１３】
プラスチックを一旦溶融・吐出・未延伸繊維と成した後、更に延伸処理を加える事でプラスチック繊維毛は、気温上昇に対向して負の線膨張へと移行を促す。延伸繊維が混在した繊維板は、コンクリート凝固熱に対向して収縮傾向へと構成を改める事が可能となる。
負の線膨張を構築した繊維毛の介在により、繊維板コンクリート型枠材はコンクリート凝固熱にも耐える強度の構築を可能とする事が確認された。
未延伸繊維に更に延伸処理工程を追加・施すことで、繊維軸方向への高分子の配向が促進される事が可能となった。
未延伸繊維に延伸処理工程を追加する事は、均一な連鎖状高分子へと高分子の構造を整
える事に繋がる。
【００１４】
溶融・吐出された未延伸繊維は、高分子配向が不均一であり、結晶部分と非結晶部分とが混在する。不均一な高分子配向は、外部からの熱等の影響を受ける事で、結晶部分あるいは配向した高分子の構造、熱運動性・流動性等に熱影響を受ける結果を招く。
コンクリート凝固熱等、外部放熱に対抗する為には、均一に配向した高分子へと高分子の構造を整える事が望まれる。
溶融・吐出した未延伸繊維に更に延伸処理を追加する事で、高分子の間隔を整えた延伸繊維（プラスチック繊維毛）とする事ができる。
構成を改めた延伸繊維は、コンクリート凝固熱等の外部放熱が加えられた場合、収縮変化へと構成を改める事が出来る。
未延伸繊維を溶融・吐出させた後、予熱温度と延伸処理を施す事によって、高分子鎖を繊維軸方向に配向させ、充分に配向・延伸を行う。延伸された延伸繊維は、外部熱が加わる事で、高分子鎖は負の線膨張へと移行する事が可能となる。
繊維板に必要とする延伸倍率は、3.0〜7.0倍程度が望ましく、極度な延伸倍率は繊維板の反り・歪にも繋がる為、十分注意が必要である。
【００１５】
本発明では、溶融・吐出された未延伸繊維を、更に延伸処理工程を加える事で、高分子鎖に配向を加え、結晶部分と非結晶な部分から成す高分子を均一化させる事が目的である。
プラスチック等の高分子素材は、溶融・吐出条件によって、分子の集まり方が密な部分（結晶部分）と、疎の部分（非結晶な部分）から成り、外部加熱等が加わる事で、結晶部分が崩壊し、熱運動性・流動性を示す値が大きく変化する事となる。
その要因は、溶融・吐出された未延伸繊維は、高分子配向が不均一であり、結晶部分と非結晶部分が混在する事から、熱影響を受けやすく、安易に膨張傾向へと移行しやすくなる。
【００１６】
結晶部分と、非結晶部分が混在する未延伸繊維は、コンクリート凝固熱の発生を受け、容易に膨張傾向へと促される。
高分子配向が不均一な未延伸繊維ほど、運動性・流動性を示す値が大きく変化する事が確認された。
その為、本発明は、高分子鎖を均一に整える事で、コンクリート凝固熱等、繊維板に及ぼす外部放熱等の熱影響にも耐える事が可能となるよう、努める。
【００１７】
延伸処理は、ゴム紐を強く引っ張れば元に戻る力が大きくなるのと同様なメカニズムを延伸処理によって構成する事が可能となるよう努める。
従来品・木くず・廃プラスチックから成すプラスチック製コンクリート型枠材は、押し出しスクリュー等により、溶融・混練を施し、コンクリート型枠材へと成形が施される。
これら一連の成形過程には、プラスチックの高分子配向を整える為の延伸工程等の関与は一切無く、溶融・混練工程のみによって、任意の成形体へと移行するプラスチック成形方法に留まる。
この様にして、溶融・混練のみによって成形されたコンクリート型枠材は、コンクリート凝固熱に耐える事が出来ず、十分な対向性を促すには至らなかった。
【００１８】
実験では、熱可塑性プラスチックを一旦溶融し、繊維状に吐出した未延伸装置と、溶融・吐出した後、4.2倍に延伸処理を施した延伸繊維の各々を高温な状況下に曝し、繊維に及ぼす熱影響を確認した。（実験報告−1参照）
実験の結果、未延伸繊維は、温度上昇と共に膨張傾向の推移が確認されたが、延伸繊維は温度上昇と逆行し、負の膨張傾向を表す事が確認された。
負の膨張傾向の度合は、繊維の延伸倍率に並行して現れ、延伸倍率が大きいほど、負の膨張傾向が大きく表れる事を確認した。
【００１９】
熱膨張の抑制を可能とする繊維板には、ナイロン（ＰＡ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）その他の熱可塑性樹脂から成る延伸繊維の混入が必要である。
本発明では、代表的プラスチック素材を基に説明を開示するが、高分子素材に延伸処理工程を加え、高分子の構造を均一化する事が目的であり、プラスチック素材を限定するものではない。
ナイロン（ＰＡ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の熱可塑性樹脂は、２軸混練機等によって繊維化する事が出来る。
ナイロン（ＰＡ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の熱可塑性樹脂を造粒状とし、２軸混練機に投入し、約180〜280℃程度の加熱温度の下、溶融と混練を繰り返し行う事で、未延伸な繊維として、２軸混練機から溶融・吐出する事が出来る。
【００２０】
溶融・吐出装置は、エクストルーダー・ギヤポンプ・吐出金型から構成される。
溶融温度は、160〜280℃程度とし、吐出金型の孔径を0.1〜0.6mmとして、ギヤポンプにて、吐出圧力を均一化する事で、安定した未延伸繊維として、吐出する事が出来る。
未延伸繊維は、溶融・吐出後、凝固液に浸し、冷却・固化させた後、改めて予熱を加えつつ延伸ロールにより、任意の延伸倍率へと延伸処理を施す事で、高分子配向を整える。
【００２１】
通常、延伸ロールの回転スピードは、500〜1500m／min程度であり、回転スピードの異なる数本の延伸ロールを追加させる事で、任意の延伸倍率を得る事が出来る。
延伸ロールは、40〜80℃の予熱温度と共に500〜1500m／minの延伸を加わる事により、延伸繊維としての強伸度、熱安定性等を整え、高分子鎖を繊維軸方向に配向させ、安定した結晶化状態へと導く事が出来る。
未溶融線維を溶融・吐出させた後、予熱温度と延伸処理によって、高分子鎖を繊維軸方向に配向させ、充分に配向・延伸された延伸繊維は、外部放熱が加わる事で、高分子鎖は収縮方向へと移行する事が可能となる。
繊維板に必要とする延伸倍率は、3.0〜7.0倍程度が望ましく、極度な延伸倍率は繊維板の反り・歪にも繋がる為、十分注意が必要である。
【００２２】
本発明では、溶融・吐出された未延伸繊維を、更に延伸処理を加える事で、高分子鎖に配向を加え、結晶部分と非結晶な部分から成す高分子鎖を均一化させる事が目的である。
延伸処理を施した延伸繊維は、高分子鎖を均一に整える事で、コンクリート凝固熱等、外部放熱等の熱影響に対して、熱膨張の抑制を可能とする繊維板の中央部位に介在する事で構成される。
以上のように、プラスチックを溶融・吐出させた後、延伸処理を施す事で、高分子鎖が整った延伸繊維と成し、延伸繊維の混在により、コンクリート凝固熱にも対向可能とする繊維板の構築が本発明の特徴である。
【００２３】
カーテン・カーペット等の多くは、既に延伸処理が施された物が多数、繊維製品として存在する。
しかし、多くの繊維製品には、エクストルーダーによる溶融紡糸繊維の他、メルトブロー法・スパンボンド法等の未延伸繊維も多く存在する。
最も、高分子鎖が整った延伸装置は、エクストルーダーを使用した後、延伸ロールによって、延伸された長繊維製品である。
住宅用・カーテン・ロールカーペット等は、長繊維製品を活用し、紡績加工する事によって、繊維製品として構成される所にある。
これら繊維製品を、粉砕・反毛化する事により、延伸処理済み繊維として繊維板への混入を求める事が出来る。
しかし、自動車用絨毯・家具用マット等は、メルトブロー法 又は スパンボンド法によって、繊維化された商品が多く、これら延伸処理が加わっていない商品には、熱膨張の抑制を求める事は出来ない。
繊維製品すべてが延伸処理が施されている訳ではなく、溶融・吐出・延伸行程を経た繊維製品のみが高分子鎖を均一に配向した延伸繊維として構成される所にある。
【００２４】
本発明では、コンクリート凝固熱に対向可能とする延伸繊維を繊維板の中心部位に残存させる事で、熱膨張の抑制を求める点に、本発明の特徴が存在する。
しかし、コンクリート型枠材に及ぼす凝固熱に対して、熱膨張の抑制を求めると共にコンクリート施工時にも耐え得る耐圧性を合わせて具備する必要性がある。
コンクリート型枠材の性能は、JIS A 5905繊維板に細かく定義される所にある。
その結果、コンクリート型枠材の幅・長さ等の寸法値は、正寸値に対して、3.0mm以内に留まる事が定められている。
コンクリート型枠材には、コンクリート凝固熱に対する熱膨張の抑制を計ると共に、コンクリート施工時にも耐え得る曲げ強さ等の物理的強度の確保が必要である。
ベニヤ合板等から成るコンクリート型枠材の曲げ強さは、約42N/mm2を構築するのに対して、従来品・プラスチック板では、17.6 N/mm2の曲げ強さに留まり、約40％程度の曲げ剛性しか確保する事が出来なかった。
この点に関して、ベニヤ合板と同等な曲げ強さを構築したコンクリート型枠材の提供が望まれる。
更に、従来品ベニヤ合板等は、水に弱く、腐食しやすいといった素材欠点を具備する所にあった。
その結果、ベニヤ合板等コンクリート型枠材は、2〜3回の転用回数に留まり、その都度廃棄処分される所に大きな問題点を抱えていた。
【００２５】
本発明では、新たな繊維板の提供により、コンクリート凝固熱に対向する熱膨張の抑制を計ると共に、湿潤時曲げ強度の構築を計り、転用回数の増加を可能とする。
目標とする湿潤時曲げ強度は、24時間含水時30 N/mm2以上、転用回数は6回以上とする為、繊維板の含水率を5％以内に留める事が望ましい。
湿潤時曲げ強度は、コンクリート凝固熱の発熱時にも同様な曲げ強さを確保する事が求められる。
その為、プラスチック素材が備えるガラス転移温度等に充分なる配慮が求められる。
コンクリート施工時に発生するコンクリート型枠材の表面温度は、約70℃〜80℃程度に達すると考えられる。
約80℃の表面温度がコンクリート型枠材に及ぼす熱影響と耐圧性能を求める時、プラスチック素材が具備するガラス転移温度の存在を考慮する必要性が大きい。
プラスチックには、素材ごとに融点・軟化温度と並んでガラス転移温度が異なる所にある。
プラスチック素材は、ガラス転移温度を超えると、高分子間の熱運動は、粘弾性を増し、活発化へと促される。
未延伸なプラスチック繊維を延伸処理によって高分子間を整え、均一な高分子として整える所にある。整えられた高分子は、ガラス転移温度を超える凝固熱を浴びる事で、徐々に熱運動が活発化する。
【００２６】
本発明では、ポリプロピレン（ＰＰ）と、ポリエステル（ＰＥＴ）等の数種類のプラスチックを均一に撹拌・混合する事で、コンクリート型枠材として幅広いガラス転移温度を確保する点に特徴がある。
仮に、コンクリート型枠材をポリエステル（ＰＥＴ）等単一素材で構成した場合、ガラス転移点以下の温度・圧力に対しては、硬く・脆く・割れやすいといった欠点を備える事となるが、ポリプロピレン（ＰＰ）等と複合化する事によって、コンクリート型枠材としてガラス転移点の幅を拡大する事が可能となる。
プラスチック素材の複合化によって、各々素材が備える弾性値・融点・ガラス移転温度等の諸条件を複合化・拡大する事が可能となる。
【００２７】
コンクリート型枠材には、凝固熱に対する熱膨張対策の他、曲げ強度等、コンクリート施工圧に対する耐圧性能を合わせて求められる。
この点に対して、ガラス転移点・融点・軟化温度等が異なるプラスチック素材を複合化する事で、幅広い耐圧性能と熱膨張の抑制を具備した繊維板として、構築する事が可能となる。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
コンクリート型枠材には、施工工事に合わせた柔軟性が要求されると共に、コンクリート流出に対向する曲げ応力・更には、コンクリート凝固熱に対向する熱膨張等、さまざまな諸条件が要求される。
【００３０】
この様な厳しい諸条件に対して、単一素材のみで対向する事が不可能とされる中、木くず・廃プラスチック・廃繊維等の複合素材によって、幅広い性能を具備するコンクリート型枠材を構築する事が可能となった。
活用可能なプラスチック素材については、ポリプロピレン（ＰＰ）に限定することなく、ポリエチレン（ＰＥ）・ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）・ポリスチレン（ＰＳ）・ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）・その他熱可塑性樹脂を幅広く活用する事が出来る。
更に、廃繊維等については、ナイロン（ＰＡ）・ポリアセタール（ＰＯＭ）・ポリカーボネート（ＰＣ）・ポリエチレン（ＰＥ）・ポリエステル（ＰＥＴ）・ポリアリレート（ＰＡＲ）・ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）・ポリプロピレン（PP）・その他熱可塑性樹脂を幅広く活用する事が出来る。
廃繊維製品では、ナイロン（ＰＡ）・ポリエステル（ＰＥＴ）の他、麻・綿・ウール等の他、ガラス繊維・金属繊維・炭素繊維等の無機繊維が混紡した製品を多く活用する事が出来る。
本発明では、これら混紡繊維を分離・分別せず、反毛化を施す事で、短繊維毛と成し、ポリプロピレン（ＰＰ）又は木くず（セルロース）等と絡みあわせる事で、新たな商品として構成可能な点が本発明技術の特徴と成す所でもある。
【００３１】
更に、安価な繊維板を提供する為、廃繊維製品の有効活用に努める事とする。
しかし、使用可能な廃繊維製品は、溶融・吐出・延伸処理が施された長繊維製品に留まり、メルトブロー法 又は スパンボンド法等によって、溶融・吐出された未延伸な自動車用絨毯・クッションフロアー・家具用マット等の未延伸繊維は、使用できないものも多数存在する。
【００３２】
本発明では、住宅用ロールカーペットを活用して、コンクリート型枠材の試験評価に務めた。
コンクリート型枠材の仕様は、12×900×1800mmとし、各素材配合比率を、延伸繊維40％：プラスチック40％：木質繊維20％と定め、すべての素材を廃棄物資源から構成した。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
特に、ロールカーペットの廃繊維製品は、ポリエステル（ＰＥＴ）によって製品化が成されている点に着目し、試作品‐3を製作した。
木質繊維は、杉間伐材を有効活用する事に努めた。杉間伐材を粉砕後、さらに細かく解繊して、木質繊維を得る事とした。
【００３５】
【表３】
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【００３６】
具体的には、木くずは、杉間伐材を粉砕した後、（株）相川鉄工製 解繊機により、解繊処理を施し、繊維径0.1〜0.5mm程度、繊維長5〜30mm程度の植物繊維毛へと処理を施した。
プラスチックは廃棄物として焼却処分されているペットボトルキャップを有効活用する事とした。
素材はポリプロピレン（ＰＰ）である。
ポリプロピレン（ＰＰ）を細かく粉砕した後、２軸混練機に投入し、溶融・混練を繰り返し、吐出する事で、未延伸な繊維を得た。
具体的にはペットボトルキャップを3〜10mm程度に粉砕し、２軸混練機に投入した。
２軸混練機では、160〜280℃の加熱温度と共に、溶融・混練を繰り返し、ポリプロピレン（ＰＰ）から成る繊維径0.1〜1.0mm程度の未延伸繊維を吐出した。
同様にナイロン（ＰＡ）を２軸混練押出機により溶融・吐出した未延伸繊維と、更に未延伸繊維を4.2倍延伸処理を施した延伸繊維の各々を繊維径0.005〜0.01mm程度、繊維長5〜30mm程度に延伸したナイロン（ＰＡ）を素材とする未延伸繊維 及び 延伸繊維を作った。
未延伸繊維（ナイロン（PA））      を使用した繊維板を試作品-1とした。
延伸繊維（ナイロン（PA））      を使用した繊維板を試作品-2とした。
廃繊維製品（ポリエステル（PET））を使用した繊維板を試作品-3とした。
以上、各々試作品を作り、コンクリート凝固熱の影響を確認した。
【００３７】
【表４】
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【００３８】
試作品-3では、延伸繊維としてロールカーペット端材を有効活用した。
ロールカーペットの廃繊維製品を、一旦細かく粉砕した後、解繊機に投入する事で、ポリエステル（ＰＥＴ）を素材とする延伸繊維を得る事が出来る。
解繊した延伸繊維は、繊維径0.01〜0.001mm程度、繊維長は、50〜300mm程度と、不揃いな繊維長である。その為、切断機により、繊維長を15〜30mm程度に整えた。
【００３９】
ロールカーペットから成る延伸繊維と、ペットボトルキャップから成る未延伸なプラスチック繊維と、杉間伐材から成る木質繊維の各々繊維を計量し、撹拌・混合処理を施した。
計量は、ポリエステル（ＰＥＴ）延伸繊維を7.78kg、ポリプロピレン（ＰＰ）未延伸繊維を7.78kg、木質繊維を3.8kgとし、試作品‐3を作った。
各々繊維を計量し、撹拌容器に投入した。
撹拌・混合処理には、低密度な撹拌容器・密度0.08kg／cm3以下となるよう原材料を投入し、撹拌容器内を対向する瞬発的ジェット気流の中、約30分間程度、撹拌容器内にて、各々繊維の撹拌混合を繰り返した。
低密度な撹拌容器の中、撹拌混合を繰り返された事により、各々繊維は絡み合い、厚さ100mm程度のフェルト状の繊維混在物と成した。
【００４０】
各々繊維が絡み合った厚さ100mm程度のフェルト状の繊維混在物を、熱圧成形金型に投入し、熱と圧力によって厚さ12.5mm程度へと押し固めた。
熱圧成形温度は、160〜280℃程度、加熱時間40〜180秒程度、加圧力25〜45kgf/cm2である。
当然、素材・製品使用によって、熱圧成形条件は異なる。
熱圧成形の後、素早く約10〜40℃程度に冷却された冷却金型に投入し、厚さ12mm程度になるよう、加圧力10〜25 kgf/cm2程度の押圧力で、約5〜30分程度、繊維板の表面層を凝固・冷却を施す。
繊維板の表面層のみを溶融・加圧した後、素早く冷却金型にて凝固・冷却させる事で、繊維板の表層面は低融点プラスチックによって、シールド状に皮膜を覆う事となる。
しかし、繊維板の中心層では、ポリプロピレン繊維（ＰＰ）とポリエステル繊維（PET）等の繊維は絡み合い、接触した部分を除き、未溶融な繊維として、繊維板の中心部位に残存することとなる。
【００４１】
ポリプロピレン繊維（PP）等の低融点の繊維は、熱圧成形の際、加圧力によって押し固められる為、溶融部分が植物繊維等と触れ合い、部分的に溶着する事となる。
ポリエステル繊維（PET）等、高融点の繊維は、融点・溶融温度・ガラス転移温度等が高い為、充分に溶解せず、植物繊維と介在した部位のみが辛うじて溶着する程度に留まる。
ポリエステル繊維（PET）は、未溶融な部分を繊維板の中心部位に残存させる事で、熱膨張に対向する延伸繊維として機能性を発揮することが出来る。
【００４２】
本発明の繊維板は、コンクリート型枠材としてコンクリート凝固熱等を浴びた場合、ポリエステル繊維等の延伸繊維が、収縮傾向へと移行する所に特徴がある。
繊維板の中心層には、高融点の延伸繊維が溶融せず、延伸繊維の構成のまま、繊維板の中心層に残存させる必要がある。
本発明では、特に素材を限定する所ではない。その為、素材によって、熱圧・温度・冷却・時間等、細かく調整する事が望ましい。
実験では、各々素材の配合比率を基に、コンクリート型枠材を試作し、コンクリート凝固熱による熱膨張を検証した。
【００４３】
繊維板は、母材をポリプロピレン（ＰＰ）とし、延伸繊維・ナイロン（ＰＡ）及び緩衝材（杉間伐材）を溶融・固化させる事で構成される。（試作品-2）
繊維板の中心部位では、ポリプロピレン（ＰＰ）の海に、延伸繊維・ナイロン（PA）・緩衝材（セルロース）から成す3成分が浮いている海・島構造体として構成される。
したがって、コンクリート凝固熱等の外部熱影響は、母材・ポリプロピレン（ＰＰ）の性質が大きく関与する所となるが、同時に延伸繊維・ナイロン（ＰＡ） 及び 緩衝材・杉間伐材の関与も大きく機能し、コンクリート型枠材としての熱膨張の抑制を図る事が可能となった。
検証した結果、試作品２は、延伸繊維の混入により、線膨張率0.83×10-5cm／cm℃を示し、コンクリート型枠材に必要とする凝固熱にも耐える事が可能である事が確認された。
【００４４】
延伸繊維の混入により、プラスチック製コンクリート型枠材の熱膨張は大きく改善された。
真夏の炎天下、コンクリート施工現場では、コンクリート型枠材の表面温度は70〜80℃に達する場合がある。
従来品・木くず・廃プラスチックから成すプラスチック製コンクリート型枠材（試作品‐1）では、線膨張率5.6×10−5cm／cm℃に留まり、母材とするプラスチック素材の影響が大きく、コンクリート施工時に発生する凝固熱に耐える事は出来なかったが、しかし、延伸繊維の混入（試作品‐2 又は 試作品-3）により、コンクリート型枠材の線膨張率を0.83×10−5cm／cm℃と大きく改善する事が出来た。
【００４５】
コンクリート型枠材の性能は、JIS A 5905繊維板に細かく定義される所にある。
その結果、幅・長さ等の寸法値は、正寸値に対して、3.0mm以内に留まる事が定められている。
この点に関して、ナイロン（ＰＡ）等延伸繊維の混入により、線膨張率0.83×10−5を新たに構築した事で、コンクリート型枠材の延びは、約0.375mm程度に留める事となる（コンクリート表面温度：70℃）。
約0.375mm程度の熱膨張は、JIS A 5905繊維板に定義される3.0mm以内に十分収まる事を確認した。
繊維板を使用し、実際にコンクリート施工工事を試み、耐水性・耐腐食性・熱膨張等を確認したが、支障無くコンクリート型枠材として活用できる事を確認した。
【００４６】
本発明により、コンクリート型枠材等に必要とする基本物性値を満足する事が出来るよう、延伸繊維の混在を求めたコンクリート型枠材を提供する
更に、廃繊維の混入により、コンクリート型枠材の曲げ強さが大きく改善された。
プラスチック製コンクリート型枠材では、曲げ強さ17.6N／mm2に留まった点に対して、繊維板では、37.2N／mm2を構築した。（試作品-2）
【００４７】
【表５】
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【００４８】
木造住宅等の外壁材として、活用を試みる場合、耐震性能等の要求が求められる。
プラスチック製コンクリート型枠材（試作品‐1）では、曲げ強さ17.6N／mm2：壁倍率2.6倍に留まる点に対して、繊維板（試作品‐2）では、延伸繊維の混入により、曲げ強さ37.2N／mm2、壁倍率4.8倍を構築した。
壁倍率の向上は、コンクリート型枠材の他、木造住宅用構造材としての新たな活用が可能となる。
【００４９】
最近の住宅構造では、省エネ住宅の建築が進められている。
省エネ住宅等の建築には、床下地材・外壁材等、住宅用構造材にグラスウール・発砲スチロール等の断熱材の貼り合わせを行う事で、熱伝導率の抵抗を抑え、断熱効果を向上させる事が求められる。
しかし、発砲スチロール・グラスウール等の断熱材施工に合わせてベニヤ合板等・木質構造材は結露発生が懸念される所にある。  
ベニヤ合板等は、結露発生と共に、湿潤時曲げ強度の低下が著しい。
特に、パーティクルボード等は水分の影響を受けやすく、湿潤時曲げ強度の低下は著しく、品質の劣化が確認される。
【００５０】
ベニヤ合板・パーティクルボード等は断熱材施工に伴い、結露・カビ・ダニ等の発生へと繋がる。
その為、省エネ住宅の建築には、結露発生の無い住宅資材の提供が望まれる中、JIS浸漬剥離試験・第一類試験の結果、ベニヤ合板の含水率は、18.5％へと上昇をした。
しかし、本発明の繊維板は、含水率3.2％にとどまり、耐水性に優れている事が確認された。
繊維板は、含水率3.2％程度に留まり、湿潤時曲げ強さの変化率も5％程度に留まった。
繊維板は発泡スチロール等、省エネ資材の貼り合わせ用構造材として、その用途を確保する事が出来る。
【００５１】
耐水性・耐腐食性 及び 熱膨張の抑制を抑えた繊維板は、含水率の低下に伴い、コンクリート型枠材転用回数を向上させる他、住宅用構造材として、再生品用途を確保する事が出来る。
廃棄物を主原料とした繊維板は、多くの用途・活用先を確保する事が出来る。
繊維板は、くぎ打ち込み・手のこ切断等の現場施工性の他、プラスチック素材の特徴を備え、成形加工等も可能である。
【実施例】
【００５２】
本発明では、真夏の炎天下、コンクリート施工工事に活用を可能とする熱膨張の抑制を可能とする繊維板製コンクリート型枠材の提供にある。
具体的実施例を通じ、繊維板の熱膨張及び物理的強度・含水率等を調査し、ベニヤ合板との比較・検証に努めた。
外気温35℃、コンクリート凝固熱を35℃とし、繊維板製コンクリート型枠材の膨張値を3.0mm以内に留める事を目標とし、素材配合・延伸倍率等を取り決めた。
本願実施例では、素材配合を木くず20％、未溶融延伸繊維40％、延伸繊維40％として、コンクリート型枠材を構成した。
木くずは、杉間伐材を使用し、相川鉄工（株） CR-14、解繊機に杉間伐材を投入し、回転数1200回転、約30分の解繊処理によって繊維径0.5〜2.0mm程度、繊維長は、5〜30mm程度に解繊された植物繊維毛を得た。
廃プラスチックは、ＰＥＴボトルキャップ（素材・ポリプロピレン（ＰＰ））を有効活用し、東芝機械（株）2軸混練押出機により、180℃の溶融温度の下、溶融・吐出を施し、繊維径0.5〜1.0mm程度の未延伸繊維を連続的に吐出した。
繊維径0.5〜1.0mm程度の連続した未延伸繊維は、粉砕機に投入し、繊維長5〜30mm程度の短繊維へと構成を整えた。
延伸繊維はカーペット端材（素材：ポリエステル繊維（PET））から成る廃繊維製品を回収し、加藤製作所製・反毛処理機により、反毛化を施し、延伸処理済みの短繊維毛と成した。
カーペット等の廃繊維製品は紡糸工程により既に4.2倍延伸処理が施されており、素材をポリエステル繊維（PET）繊維径0.005〜0.01mm程度、反毛繊維長は50〜200mm程度の構成により、延伸処理済み短繊維毛として反毛化が成される。反毛化された短繊維毛を切断機に投入し、繊維長を5〜30mm程度へと整えた。
木くず・廃プラスチック（ＰＰ）、延伸繊維 （ポリエステル繊維（PET））を定量・撹拌・混合処理を施した。
【００５３】
【表６】
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【００５４】
配合比率は、(1)木くず20％、重量3.88kg、(2)未延伸プラスチック(PP)40％、重量7.77kg、(3)ポリエステル繊維（PET）40％、重量7.77kgを定量に、撹拌・混合処理を施す事で各々繊維素材が絡み合ったウェブ状の複合繊維混在物を得た。
【００５５】
撹拌・混合処理には、（株）トピア製・低密度対流撹拌装置に密度0.08kg/cm2以下となるよう原材料を投入し、対向するジェット気流の中で、約30分間、密閉された低密度な容器内で、混合・撹拌作業を繰り返し、均一な混合状態となる様、対流撹拌・混合処理を施した。
撹拌処理によって、各々繊維毛が絡み合い、約100mm厚みのウェブ状の複合繊維混合物を成した。
各々素材の異なる繊維毛がウェブ状と成した複合繊維混在物を、熱圧成形金型に投入し、約180℃の熱板と共に、35kgf/cm2の加圧力によって厚さ12.5mm迄押し固め、約120秒の圧縮成形を施した。
ボード表面層のみが溶融した繊維板へと押し固め、熱圧成形を完了した。
この場合、ポリエステル（PET）から成す延伸繊維は、溶融する事なく、繊維板の内部に残存することとなる。
【００５６】
溶融・硬化した繊維板材は、素早く冷却板へと投入した。約20℃の冷却温度を保った冷却板によって厚さ12mm迄 約20分程度、冷却・押し固める事で、凝集効果を備えた繊維板製コンクリート型枠材へと冷却成型加工が施される。
繊維板の表層面のみを溶融・加圧した後、素早く冷却金型にて凝固・冷却させる事で、繊維板の表層面はポリプロピレン（ＰＰ）によって、シールド状に皮膜を覆う事となる。
しかし、繊維板の中心層では、ポリエステル（ＰＥＴ）とポリプロピレン（ＰＰ）等の各々繊維は絡み合い、お互いが接触した部分を除き、未溶融な繊維として、繊維板の中心部位に残存することとなる。
木くず・廃プラスチック・廃繊維等から成すプラスチック製コンクリート型枠材は、母材をポリプロピレン（ＰＰ）とし、骨材には、延伸繊維・ポリエステル（PET）及び 緩衝材（杉間伐材）セルロースが残存する。
セルロースは、ポリプロピレン（ＰＰ）とポリエステル（PET）の相溶化材の他、コンクリート凝固熱等の熱吸収材として機能する。
植物繊維毛（セルロース）と、延伸繊維ポリエステル（PET）は、互いに絡み合い、網目状構造物として、ボードの内部に残存し、物理的強度と共に、外部放熱への対抗を可能とする点に本発明の特徴が存在する。
ポリエステル（PET）から成す延伸繊維は、外部からの熱影響を受け、収縮傾向へと移行するが、絡み合う植物繊維毛（セルロース）によっては、逸早くその熱影響を吸収する可能となる。
延伸繊維・植物繊維の混在により、コンクリート凝固熱にも耐え得るコンクリート型枠材として、構成する事が可能となる。
【００５７】
【表７】
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【００５８】
本発明は、木くずを間伐材・廃プラスチックをペットボトルキャップから成すポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、延伸製品 ポリエステル（PET）をカーペット等の廃繊維製品から構成した原材料のすべてを廃棄物資源からの提供をもって、製品化が可能な点である特徴が資源循環型社会構築の基本であり、本発明により推進の一部を担うところである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】繊維板の製造工程を示す工程図である。
【図２】延伸繊維の製造工程を示す工程図である。
【図３】未延伸繊維についての実験結果を示すグラフである。
【図４】４．２倍延伸繊維についての実験結果を示すグラフである。
【図５】湿潤時曲げ強度を示すグラフである。
【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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