JP2018134816A - Method of producing compression molding of lignocellulose fiber - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a compression molding of lignocellulose fiber for use as a fiber reinforcement composite material, the method being capable of efficiently compressing and molding plant-derived, wood or non-wood lignocellulose fiber substantially without using a bonding agent added from outside.SOLUTION: A lignocellulose fiber A is introduced into a multiaxial screw extruder 1 with two or more screws and the lignocellulose fiber A is transported and compressed forcedly toward a die 7 by screw blades 32 mating with each other at a plurality of screws 3. The compression is then discharged from a plurality of discharge holes 71 formed in the die.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法、その製造方法により製造された圧縮成形体、及びその利用方法等に関する。   The present invention relates to a method for producing a compression molded product of lignocellulosic fibers, a compression molded product produced by the production method, a method for using the same, and the like.

木材や非木材の植物に由来するリグノセルロース資源は、植物の生長過程において二酸化炭素を蓄積しており、その使用や廃棄に際しては余剰の二酸化炭素を排出しないカーボンニュートラルな材料として認識されている。
木材や非木材の植物から得られるリグノセルロース資源は、リグノセルロース繊維で構成されている。リグノセルロース繊維は、リグノセルロース資源を機械的、熱機械的、化学的、化学機械的、又は化学熱機械的に処理することで、繊維を接着剤的に束ねている中間層を破壊し、解きほぐすことで得られる。このようにして得られたリグノセルロース繊維は、主に紙原料としてのパルプやファイバーボード原料としての繊維として使用されている。これはリグノセルロース繊維が、軽量で高強度、且つ、高弾性であるためである。
Lignocellulose resources derived from wood and non-wood plants accumulate carbon dioxide during the growth of plants, and are recognized as carbon neutral materials that do not emit excess carbon dioxide when used or disposed of.
Lignocellulose resources obtained from wood and non-wood plants are composed of lignocellulose fibers. Lignocellulosic fiber breaks and unravels the intermediate layer that binds the fibers in an adhesive manner by mechanically, thermomechanically, chemically, chemically mechanically or chemically thermomechanically treating the lignocellulose resources. Can be obtained. The lignocellulosic fiber thus obtained is mainly used as pulp as a paper raw material or fiber as a fiberboard raw material. This is because lignocellulose fibers are lightweight, have high strength, and are highly elastic.

近年の地球温暖化に代表されるような環境問題を解決するために、従来用いられてきたような、ガラス繊維や合成樹脂繊維、金属繊維やアスベスト繊維の代替として、リグノセルロース繊維の使用が期待されている。
しかしながら、リグノセルロース繊維は非常に嵩高く、その嵩密度が典型的には30〜50kg/m3であるため、そのままでは効率的に輸送することはできない。それに加えて、そのままの状態で、被補強材と混合すると粉塵が舞い立ちやすく、作業環境の悪化、他材料や設備のコンタミネーション等の問題を引き起こす恐れがある。
また、繊維を樹脂ペレットと混ぜて繊維強化複合材料を製造する場合、樹脂ペレットと混合する際に、リグノセルロース繊維がそのまま状態であると、繊維と樹脂の嵩密度が大きく相違するため、繊維を樹脂ペレットと均一に混合することができず、樹脂ペレットと繊維が分離してしまったり、双方を一定の比率で供給できなくなったりするなどにより、均質な繊維補強複合材料ができないという問題がある。
In order to solve environmental problems represented by global warming in recent years, the use of lignocellulosic fibers is expected as an alternative to glass fibers, synthetic resin fibers, metal fibers and asbestos fibers, which have been used in the past. Has been.
However, lignocellulose fibers are very bulky and typically have a bulk density of 30 to 50 kg / m 3 , so that they cannot be efficiently transported as they are. In addition, when mixed with the material to be reinforced as it is, dust easily rises, which may cause problems such as deterioration of the working environment and contamination of other materials and equipment.
In addition, when a fiber reinforced composite material is produced by mixing fibers with resin pellets, when mixing with resin pellets, if the lignocellulosic fibers are in the same state, the bulk density of the fibers and the resin is greatly different. There is a problem that a homogeneous fiber-reinforced composite material cannot be obtained because the resin pellets and fibers cannot be uniformly mixed with the resin pellets, or both cannot be supplied at a constant ratio.

特許5481066号公報Japanese Patent No. 5481066 特許5279125号公報Japanese Patent No. 5279125 特表2012−532040号Special table 2012-532040 特開2012−161275号JP 2012-161275 A 特開2009−051985号JP 2009-051985

上記の問題を解決するには、リグノセルロース繊維を圧縮し、ペレットのような粒状にするのが好ましいと考えられる。
リグノセルロース繊維をペレットのような粒状にする技術として、特許文献1〜3には、熱可塑性樹脂をリグノセルロース繊維に添加し、熱可塑性樹脂をバインダーとして、熱プレス法を用いてセルロース繊維の圧縮板を成形した後、その圧縮板を、機械的にペレットやダイスと呼ばれる小片・小粒に切断する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1〜3に記載の方法は、熱プレスのような大規模な設備が必要になる上に、該方法で製造されたペレットは、バインダーとした樹脂の融点以上の熱を掛けて、再溶融・可塑化させなければならず、常温では、再分散されないという問題がある。他方、熱可塑性樹脂のようなバインダーを添加しなければ、再分散されにくい問題は解決され得るが、リグノセルロース繊維は、非常に高い弾性力、或いは強い弾性回復力を有するため、バインダーを用いることなく、その繊維塊を単純に圧縮した場合は、圧縮力から解放されると、繊維塊は、ある程度の低い嵩密度となるまで弾性回復してしまう。
In order to solve the above problem, it is considered preferable to compress the lignocellulosic fiber into a granular form such as a pellet.
As a technique for making lignocellulosic fibers into a pellet-like shape, Patent Documents 1 to 3 disclose that a thermoplastic resin is added to lignocellulosic fibers, and the thermoplastic fibers are used as a binder to compress the cellulose fibers using a hot press method. A method is disclosed in which, after a plate is formed, the compressed plate is mechanically cut into small pieces and small grains called pellets or dies.
However, the methods described in Patent Documents 1 to 3 require large-scale equipment such as a hot press, and the pellets produced by the method are subjected to heat higher than the melting point of the resin used as the binder. There is a problem that it must be remelted and plasticized and not redispersed at room temperature. On the other hand, if a binder such as a thermoplastic resin is not added, the problem of difficulty in redispersion can be solved. However, lignocellulosic fibers have a very high elastic force or a strong elastic recovery force. However, when the fiber mass is simply compressed, when released from the compressive force, the fiber mass will elastically recover until it reaches a certain low bulk density.

類似分野の従来技術として、例えば、特許文献4に示されているように、リグノセルロース物質の粉体の場合は、ペレッタイザーと呼ばれる装置でペレット化・造粒することが多い。しかし、ペレッタイザーはダイスプレートに設けられたノズルに被圧縮物を石臼のような機構で磨り潰しながら押し出していくために、せっかくの長さ方向に長いという特徴を有するリグノセルロース繊維は、長さが短く切断された木粉になり、補強材料として好ましくない。   As a conventional technique in a similar field, for example, as shown in Patent Document 4, in the case of a powder of lignocellulosic material, it is often pelletized and granulated by a device called a pelletizer. However, since the pelletizer pushes the object to be compressed to the nozzle provided on the die plate while grinding it with a mechanism like a stone mortar, the lignocellulosic fiber, which is long in the lengthwise direction, has a length. Becomes a wood powder cut short, which is not preferable as a reinforcing material.

一方、特許文献5に示されているように、ブリケット製造装置と呼ばれる、二対のローラーの表面に成型金型を有し、その二対のローラー間に粉状物質を導入し、該ローラーを互いに噛み合う方向に回転させながら圧力を加えることで、粉状物質がローラー間で圧縮・成型される造粒装置が知られている。この方法によれば、圧縮成型時にリグノセルロース繊維に掛かるせん断力が少ないために、リグノセルロース繊維を過度に粉状にすることなく圧縮成型できる。
しかしながら、リグノセルロース繊維は、その嵩密度が典型的には30〜40kg/m3と非常に嵩高く、軽く、また、繊維が長く柔軟であるため、繊維同士が複雑に絡み合ったファイバーボールを形成していることがほとんどである。そのため、ローラー間に、繊維、或いは繊維束を重力で落とし込むことは困難であり、被圧縮物を供給する供給装置の出口、或いは、圧縮ローラーの上部でブリッジと呼ばれる滞留現象を引きこし、当該装置のローラー間に供給されない、或いは、何らかの補助がなければ供給されないといった問題が生じる。そのため、リグノセルロース繊維から、連続してブリケットを製造することは困難であった。
On the other hand, as disclosed in Patent Document 5, a briquette manufacturing apparatus, which has a molding die on the surface of two pairs of rollers, introduces a powdery substance between the two pairs of rollers, 2. Description of the Related Art A granulating apparatus is known in which a powdery substance is compressed and molded between rollers by applying pressure while rotating in a meshing direction. According to this method, since the shearing force applied to the lignocellulose fiber at the time of compression molding is small, the lignocellulose fiber can be compression molded without being excessively powdered.
However, lignocellulosic fibers typically have a bulk density of 30-40 kg / m 3, which is very bulky and light, and because the fibers are long and flexible, they form fiber balls that are intertwined in a complex manner. Most of them do. For this reason, it is difficult to drop fibers or fiber bundles between rollers by gravity, and a dwelling phenomenon called a bridge is drawn at the outlet of a supply device that supplies a material to be compressed or at the top of the compression roller. There arises a problem that the toner is not supplied between the rollers of the roller, or is not supplied without some assistance. Therefore, it was difficult to continuously produce briquettes from lignocellulose fibers.

そこで、リグノセルロース繊維を実質的にその繊維間を結合するために外部から添加する結合剤を用いずに、且つ、できるだけ繊維を粉状にしないで、連続的に圧縮・成型して、造粒する方法が求められていた。   Therefore, the lignocellulosic fiber is granulated by continuously compressing and molding without using a binder added from the outside in order to substantially bond the fibers, and without making the fiber as powdery as possible. There was a need for a way to do it.

従って、本発明の目的は、木材や非木材の植物由来のリグノセルロース繊維を、外部から添加する結合剤を実質的に用いずに、効率良く圧縮・成形することのできる、リグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法を提供することにある。ここで「結合剤を実質的に用いずに、」とは、繊維同士を結合させる目的の樹脂結合剤を添加しないという意味であり、別の目的でリグノセルロース繊維を処理するための樹脂等の添加(例えば、コーティング等)は許容するという意味である。   Therefore, the object of the present invention is to compress lignocellulosic fibers, which can efficiently compress and mold lignocellulose fibers derived from plants such as wood and non-wood, without substantially using a binder added from the outside. It is providing the manufacturing method of a molded object. Here, “without substantially using a binder” means that a resin binder intended to bind fibers is not added, and a resin or the like for treating lignocellulosic fibers for another purpose. Addition (for example, coating, etc.) means to allow.

また、本発明の目的は、効率的且つ経済的に輸送、保管、ハンドリング可能であり、また、被補強材の強度向上効果に優れる、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を提供することにある。
また、本発明の目的は、木材や非木材の植物由来のリグノセルロース繊維を、被補強材に対して効率よく配合することができ、被補強材の強度向上の効果に優れる繊維強化複合材料を効率よく製造することのできる、繊維強化複合材料の製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、木材や非木材の植物由来のリグノセルロース繊維により補強され、強度やその耐久性に優れた繊維強化複合材料を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a compression-molded body of lignocellulosic fibers that can be transported, stored and handled efficiently and economically and is excellent in the effect of improving the strength of a material to be reinforced.
Another object of the present invention is to provide a fiber-reinforced composite material that can efficiently blend lignocellulosic fibers derived from wood or non-wood plants with respect to the material to be reinforced, and that is excellent in improving the strength of the material to be reinforced. An object of the present invention is to provide a method for producing a fiber-reinforced composite material that can be efficiently produced.
Another object of the present invention is to provide a fiber-reinforced composite material that is reinforced with lignocellulosic fibers derived from wood or non-wood plants and is excellent in strength and durability.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、リグノセルロース繊維を、ハウジング内に並設された多軸の羽根付きスクリューが互いに噛み合うように回転する多軸スクリュー押出機を用いて、リグノセルロース繊維を圧縮及び移送し、ダイスに設けた排出孔より排出させることで、上記課題を解決できることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have developed a multi-screw extruder that rotates lignocellulosic fibers so that multi-shaft bladed screws arranged in a housing mesh with each other. It was found that the above-mentioned problems can be solved by compressing and transferring the lignocellulosic fibers and discharging them from the discharge holes provided in the die.

本発明は、上記知見に基づき、更に検討を重ねて完成されたものである。
本発明は、繊維強化複合材料に使用されるリグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法であって、リグノセルロース繊維を、2本以上のスクリューを備えた多軸スクリュー押出機に導入し、該リグノセルロース繊維を、複数のスクリューにおける相互に噛み合うスクリュー羽根により強制的にダイスに向けて移送及び圧縮し、その圧縮物を、該ダイスに設けた複数個の排出孔から排出させることを特徴とする、リグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法を提供するものである。
The present invention has been completed based on the above findings and further studies.
The present invention relates to a method for producing a compression molded product of lignocellulosic fibers used in a fiber-reinforced composite material, wherein the lignocellulosic fibers are introduced into a multi-screw extruder equipped with two or more screws, Cellulose fibers are forcibly transferred and compressed toward a die by screw blades meshing with each other in a plurality of screws, and the compressed product is discharged from a plurality of discharge holes provided in the die. The present invention provides a method for producing a compression molded product of lignocellulose fiber.

また、本発明は、前記の方法により製造されたリグノセルロース繊維の圧縮成形体を提供するものである。
また、本発明は、前記の方法により製造されたリグノセルロース繊維の圧縮成形体を、セメント及び水と混合して、繊維強化複合材料としての繊維強化セメント材料を製造することを特徴とする、繊維強化複合材料の製造方法を提供するものである。
また、本発明は、前記の方法により製造されたリグノセルロース繊維の圧縮成形体を、解繊装置で解きほぐした後に、被強化材料と混合して、繊維強化複合材料を製造することを特徴とする、繊維強化複合材料の製造方法を提供するものである。
また、本発明は、前記の方法により製造されたリグノセルロース繊維の圧縮成形体と溶融状態の樹脂とを混錬して、繊維強化複合材料としての繊維強化樹脂組成物を製造することを特徴とする、繊維強化複合材料の製造方法を提供するものである。
また、本発明は、前記の方法により製造されたリグノセルロース繊維の圧縮成形体を用いて強化されていることを特徴とする、繊維強化複合材料を提供するものである。
Moreover, this invention provides the compression molding body of the lignocellulose fiber manufactured by the said method.
Further, the present invention provides a fiber reinforced cement material as a fiber reinforced composite material by mixing a compression molded product of lignocellulose fiber produced by the above method with cement and water. A method for producing a reinforced composite material is provided.
Further, the present invention is characterized in that a compression-molded body of lignocellulose fibers produced by the above method is unraveled with a defibrating device and then mixed with a material to be reinforced to produce a fiber-reinforced composite material. The present invention provides a method for producing a fiber-reinforced composite material.
In addition, the present invention is characterized by producing a fiber reinforced resin composition as a fiber reinforced composite material by kneading a compression molded body of lignocellulose fiber produced by the above method and a molten resin. The present invention provides a method for producing a fiber-reinforced composite material.
Moreover, this invention provides the fiber reinforced composite material characterized by being reinforced using the compression molding body of the lignocellulose fiber manufactured by the said method.

本発明のリグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法によれば、リグノセルロース繊維を、外部から添加する結合剤を実質的に用いずに、効率よく圧縮及び成形して、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を得ることができる。また、製造されるリグノセルロース繊維の圧縮成形体は、リグノセルロース繊維が集合体として圧縮されていることによって、効率的且つ経済的に輸送、保管、ハンドリング可能である。また、過度の繊維の破断を伴わずに、圧縮・成形されるため、繊維強化複合材料に用いたときに、優れた被補強材の補強効果を発現して、高性能な繊維強化複合材料やその硬化体を得ることができる。   According to the method for producing a compression-molded body of lignocellulose fiber of the present invention, the lignocellulose fiber is efficiently compressed and molded without substantially using a binder added from the outside, and the compression molding of the lignocellulose fiber is performed. You can get a body. Moreover, the compression molded body of the lignocellulose fiber manufactured can be transported, stored and handled efficiently and economically because the lignocellulose fiber is compressed as an aggregate. In addition, since it is compressed and molded without excessive fiber breakage, when used in a fiber-reinforced composite material, it exhibits an excellent reinforcing effect of the material to be reinforced, and a high-performance fiber-reinforced composite material or The cured product can be obtained.

また、ダイスの下流側に切断機構を設けることで、排出孔からの排出時に圧縮成形体の長さ方向のカット長さを所望に調整して、短粒状にすることも、長円筒状にすることも可能である。リグノセルロース繊維を圧縮成形体とすること、特に所望の長さに調整して、大きさが調整された圧縮成形体とすることによって、計量性、供給性、及び他材料との均一混合性が向上し、様々な用途への展開が一層容易となる。   Moreover, by providing a cutting mechanism on the downstream side of the die, the cut length in the length direction of the compression molded body can be adjusted as desired when discharging from the discharge hole, and can be made into a short cylindrical shape. It is also possible. By making the lignocellulosic fiber into a compression-molded body, in particular by adjusting the size to a desired length and adjusting the size, the meterability, feedability, and uniform mixing with other materials are improved. It will be easier to deploy to various applications.

また、本発明の繊維強化複合材料の製造方法によれば、被補強材に対して効率よく配合することができ、強度やその耐久性等の物性が大幅に改善された繊維強化複合材料(例えば、セメント、アスファルトや樹脂複合材料)が得られる。繊維強化複合材料には、硬化前の組成物及び硬化後の硬化体の双方が含まれる。
また、本発明の繊維強化複合材料の硬化体は、被補強材が、木材や非木材の植物由来のリグノセルロース繊維により補強され、強度やその耐久性に優れている。
In addition, according to the method for producing a fiber-reinforced composite material of the present invention, a fiber-reinforced composite material (for example, a material that can be efficiently blended with a material to be reinforced and whose physical properties such as strength and durability are greatly improved (for example, , Cement, asphalt and resin composite materials). The fiber-reinforced composite material includes both the composition before curing and the cured product after curing.
In the cured body of the fiber-reinforced composite material of the present invention, the material to be reinforced is reinforced with lignocellulosic fibers derived from plants such as wood or non-wood, and is excellent in strength and durability.

図1は、本発明に用いられる多軸スクリュー押出機の一例である多軸スクリュー押出機を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a multi-screw extruder which is an example of a multi-screw extruder used in the present invention. 図2は、互いに平行に配された2本のスクリューをバレルを省略して上方から視た透視平面図である。FIG. 2 is a perspective plan view of two screws arranged in parallel with each other when viewed from above with the barrel omitted. 図3は、多軸スクリュー押出機のダイスの下流側の面を図1の矢印D方向から見た状態を示す拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing a state in which the downstream surface of the die of the multi-screw extruder is viewed from the direction of arrow D in FIG.

以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて詳細に説明する。
本発明のリグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法(以下「本発明の圧縮成形体の製造方法」ともいう)の好ましい実施態様においては、以下に説明するリグノセルロース繊維を、以下に説明する多軸スクリュー押出機を用いて圧縮・成形して、リグノセルロース繊維が集合体として圧縮及び成形された圧縮成形体を製造する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments thereof.
In a preferred embodiment of the method for producing a compression molded product of lignocellulosic fibers of the present invention (hereinafter also referred to as “method for producing the compression molded product of the present invention”), the lignocellulose fibers described below are described in the following. It compresses and shape | molds using an axial screw extruder, and the compression molding body by which the lignocellulose fiber was compressed and shape | molded as an aggregate is manufactured.

〔リグノセルロース繊維〕
本発明で用いるリグノセルロース繊維は、木材又は非木材の植物由来のリグノセルロース材料を、機械的、熱機械的、化学的、化学機械的、又は化学熱機械的に処理することで、繊維を接着剤的に束ねている中間層を破壊し、解きほぐした繊維である。リグノセルロース繊維としては、そのようなものを特に制限なく用いることができる。木材は、針葉樹でも広葉樹でも良い。
非木材の植物由来のリグノセルロース繊維としては、ワラパルプ、バガスパルプ、ヨシパルプ、ケナフパルプ、リネンパルプ、ラミーパルプ、ヘンプパルプ等が挙げられる。
[Lignocellulose fiber]
The lignocellulosic fiber used in the present invention can be obtained by bonding a fiber by treating mechanically, thermomechanically, chemically, chemically mechanically, or chemically thermomechanically a wood or non-wood plant-derived lignocellulose material. It is a fiber that breaks and unravels the intermediate layers that are bound together. Such lignocellulosic fibers can be used without particular limitation. The wood may be coniferous or hardwood.
Examples of non-wood plant-derived lignocellulose fibers include walla pulp, bagasse pulp, reed pulp, kenaf pulp, linen pulp, ramie pulp, hemp pulp and the like.

本発明で用いるリグノセルロース繊維としては、例えば、溶解パルプ、サルファイトパルプ、クラフトパルプ、セミケミカルパルプ、ケミグランドパルプ、リファイナーグランドパルプ、サーモメカニカルパルプ、砕木パルプを好ましく用いることができる。リグノセルロース繊維としては、機械パルプ、又はファイバーボード用繊維を用いることが、製造効率や物理的性質の観点から好ましい。機械パルプとしては、リファイナーグランドパルプ、サーモメカニカルパルプ、砕木パルプ等が挙げられる。同様の観点から、更に好ましくはサーモメカニカルパルプである。サーモメカニカルパルプには、ファイバーボード用繊維も含まれる。ファイバーボード用繊維とは、広義にはサーモメカニカルパルプであり、狭義には、その中でも比較的粗大な繊維のことである。
リグノセルロース繊維は、漂白(脱リグニン)されたパルプと異なり、何れもリグニンを含んでいる。リグノセルロース繊維は、1種を単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
As lignocellulose fibers used in the present invention, for example, dissolving pulp, sulfite pulp, kraft pulp, semichemical pulp, chemiground pulp, refiner ground pulp, thermomechanical pulp, and groundwood pulp can be preferably used. As lignocellulosic fiber, it is preferable to use mechanical pulp or fiberboard fiber from the viewpoint of production efficiency and physical properties. Examples of mechanical pulp include refiner ground pulp, thermomechanical pulp, and groundwood pulp. From the same viewpoint, thermomechanical pulp is more preferable. Thermomechanical pulp also includes fiberboard fibers. The fiberboard fiber is a thermomechanical pulp in a broad sense, and is a relatively coarse fiber in a narrow sense.
Lignocellulose fibers, unlike bleached (deligenized) pulp, all contain lignin. A lignocellulose fiber may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

リグノセルロース材料をリグノセルロース繊維化する方法としては、公知の方法を特に制限なく用いることができ、例えば、パルプを製造する従来の方法やファイバーボード用繊維を製造する従来の方法等を適宜用いることができる。
リグノセルロース材料をリグノセルロース繊維化する方法の一例としては、リグノセルロース材料をチップ状に破砕し、その後、プレヒーターやプレスチーマーで1〜10Bar程度の圧力を掛けながら蒸煮することで、リグノセルロース材料の構成成分であるリグニンやヘミセルロースを軟化させた後、加圧型リファイナー内で圧力を掛けながらディスク式刃物を用いて、繊維或いは繊維束まで解繊して、所望の繊維を製造する方法を挙げることができる。
本発明で用いるリグノセルロース繊維は、その幅が、好ましくは1〜100μm、更に好ましくは10〜50μmであり、その長さが、好ましくは0.1〜50mm、更に好ましくは1〜5mmである。このような繊維の長さや幅は、リファイナーのディスクの間隔等の運転条件を調整することで適宜所望の長さや幅に調整することができる。
As a method for converting lignocellulosic material into lignocellulosic fibers, known methods can be used without particular limitation. For example, a conventional method for producing pulp, a conventional method for producing fiber for fiberboard, and the like are appropriately used. Can do.
As an example of a method for converting lignocellulose material into lignocellulose fiber, lignocellulosic material is crushed into chips and then steamed with a preheater or a press steamer while applying a pressure of about 1 to 10 Bar. A method for producing desired fibers by softening lignin and hemicellulose, which are constituents of the above, and using a disk-type blade while applying pressure in a pressure refiner to defibrate fibers or fiber bundles. Can do.
The lignocellulose fiber used in the present invention has a width of preferably 1 to 100 μm, more preferably 10 to 50 μm, and a length of preferably 0.1 to 50 mm, more preferably 1 to 5 mm. The length and width of such a fiber can be appropriately adjusted to a desired length and width by adjusting operating conditions such as a refiner disk interval.

リグノセルロース繊維は、前記のような水熱的な工程を経て製造されることが効率が良く、得られた繊維の損傷も少ない。また、多くの場合において、リグノセルロース繊維は、輸送や保存、貯蔵やハンドリングの向上の目的で乾燥される。
リグノセルロース繊維の乾燥方法としては、公知の方法を特に制限なく用いることができるが、例えば、製紙・パルプ工業で行われているように、濡れた状態のリグノセルロース繊維をローラーやワイヤ上に吐出し、吸引や加圧により脱水した後に、熱乾燥させる方法や、ファイバーボード用の繊維の製造で行われているように、濡れた状態のリグノセルロース繊維を熱風を流している管の中を気流下で熱乾燥させる方法等を挙げることができる。このような、リグノセルロース繊維の乾燥は、例えば60〜200℃で行うことが好ましく、より好ましくは80〜160℃であり、更に好ましくは100〜140℃である。
Lignocellulose fibers are efficiently produced through the hydrothermal process as described above, and the resulting fibers are less damaged. In many cases, lignocellulosic fibers are dried for the purpose of improving transportation, storage, storage and handling.
As a method for drying lignocellulosic fibers, known methods can be used without any particular limitation. For example, wet lignocellulosic fibers are discharged onto a roller or wire as is done in the paper and pulp industry. Then, after dehydrating by suction or pressurization, air drying is performed in a tube where hot air is passed through the wet lignocellulosic fiber, as is done in the method of heat drying or the production of fiber for fiberboard. The method of heat-drying under can be mentioned. Such lignocellulosic fibers are preferably dried at, for example, 60 to 200 ° C, more preferably 80 to 160 ° C, and still more preferably 100 to 140 ° C.

〔多軸スクリュー押出機〕
本発明においては、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を得るために、2本以上のスクリューを備えた多軸スクリュー押出機を用いる。本発明における多軸スクリュー押出機には、2本のスクリューを備えた2軸スクリュー押出機と、3本以上のスクリューを備えた多軸スクリュー押出機が含まれる。
図1には、本発明に好ましく用いられる多軸スクリュー押出機の一例である多軸スクリュー押出機1が示されている。多軸スクリュー押出機1においては、バレル2内に、複数のスクリュー3(一本のみ図示)が、その回転軸であるスクリュー軸31を互いに平行にして回転自在に並設されている。スクリュー軸31のそれぞれには、図2に示すように、相互に噛み合うスクリュー羽根32が設けられている。
多軸スクリュー押出機1は、複数のスクリュー3の駆動源4として、例えば、電動モーターを備えており、複数のスクリュー3のスクリュー軸31に、駆動源4から動力が、歯車機構等の動力伝達系5を介して伝達されることで、複数のスクリュー軸31のそれぞれが回転する。
[Multi-screw extruder]
In the present invention, a multi-screw extruder equipped with two or more screws is used to obtain a compression molded product of lignocellulose fibers. The multi-screw extruder in the present invention includes a twin-screw extruder having two screws and a multi-screw extruder having three or more screws.
FIG. 1 shows a multi-screw extruder 1 which is an example of a multi-screw extruder preferably used in the present invention. In the multi-screw extruder 1, a plurality of screws 3 (only one is shown) are arranged in a barrel 2 so as to be rotatable in parallel with screw shafts 31, which are the rotation shafts, being parallel to each other. Each of the screw shafts 31 is provided with screw blades 32 that mesh with each other, as shown in FIG.
The multi-screw extruder 1 includes, for example, an electric motor as a drive source 4 for the plurality of screws 3. Power is transmitted from the drive source 4 to the screw shafts 31 of the plurality of screws 3 such as a gear mechanism. Each of the plurality of screw shafts 31 is rotated by being transmitted through the system 5.

図1に示す多軸スクリュー押出機1を用いて、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を製造するには、複数のスクリュー3を回転させながら、原料投入部6に、リグノセルロース繊維Aを投入すると、スクリュー3の回転によって、リグノセルロース繊維Aがスクリュー羽根32の噛合空間に強制的に引き込まれ、そのまま排出孔71を有するダイス7側に向かって、リグノセルロース繊維が強制的に移送及び圧縮される。
この強制的な移送及び圧縮によって発生した熱とその熱により発生した水蒸気によって、リグノセルロース繊維Aは、軟化した状態となって圧縮され、嵩密度が大幅に低下したリグノセルロースの集合体の圧縮物となって、ダイス7に設けられた複数個の排出孔71から排出される。排出孔71から排出される圧縮物は、排出孔6の断面形状に対応した略円柱状のリグノセルロース繊維の圧縮成形体となっている。
In order to produce a compression-molded body of lignocellulose fibers using the multi-screw extruder 1 shown in FIG. 1, when the lignocellulose fibers A are charged into the raw material charging unit 6 while rotating a plurality of screws 3, By rotation of the screw 3, the lignocellulose fiber A is forcibly drawn into the meshing space of the screw blade 32, and the lignocellulose fiber is forcibly transferred and compressed toward the die 7 side having the discharge hole 71 as it is.
The lignocellulose fiber A is compressed in a softened state by the heat generated by the forced transfer and compression and the water vapor generated by the heat, and the compressed product of the lignocellulose aggregate in which the bulk density is greatly reduced. And discharged from a plurality of discharge holes 71 provided in the die 7. The compressed product discharged from the discharge holes 71 is a compression molded body of substantially cylindrical lignocellulose fibers corresponding to the cross-sectional shape of the discharge holes 6.

このように、本発明の好ましい実施態様においては、木材や非木材の植物由来のリグノセルロース繊維を、2本以上のスクリューを備えた多軸スクリュー押出機1を用いて移送及び圧縮し、その圧縮物を排出孔71から排出させることで、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を製造するため、リグノセルロース繊維を、外部から添加する結合剤を実質的に用いずに、効率よく圧縮及び成形して、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を得ることができる。
より具体的に説明すると、並設された羽根付きスクリューを互いに噛みあう方向に回転させる機構を用いると、1)羽根付きスクリューの互いに噛みあう方向への回転に伴い発生するリグノセルロース間、又は、リグノセルロースと羽根付きスクリューの間で発生する摩擦熱によって繊維が軟化されると共に、本来繊維が保有している繊維結合水が昇温によって水蒸気化し易くなる。その結果、リグノセルロース繊維は、多軸スクリュー押出機1内において、軟化した状態で効率よく圧縮されるとともに、排出孔71から排出される圧縮物のリグノセルロース繊維間には新たな水素結合が発生することとなる。このような作用により、実質的に外部からの結合剤の添加を必要とせず、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を得ることができる。
また、特許文献4で用いるペレッタイザーに見られるような、石臼式の圧縮・押し出し機構を採用すると、リグノセルロース繊維がせん断され、粉状になってしまうが、本実施態様のように、本実施態様のように、多軸スクリュー押出機を用いた圧縮方式下では、繊維への過度なせん断力が発生せず、リグノセルロース繊維が木粉となって補強材料としての性能が大きく低下することも防止できる。
Thus, in a preferred embodiment of the present invention, lignocellulosic fibers derived from wood or non-wood plants are transferred and compressed using the multi-screw extruder 1 equipped with two or more screws, and the compression is performed. In order to produce a compression molded body of lignocellulosic fiber by discharging the product from the discharge hole 71, the lignocellulosic fiber is efficiently compressed and molded without substantially using a binder added from the outside, A compression molded body of lignocellulose fibers can be obtained.
More specifically, if a mechanism for rotating the bladed screws arranged side by side in the direction of meshing with each other is used, 1) between the lignocelluloses generated by the rotation of the bladed screws in the direction of meshing with each other, or The fibers are softened by the frictional heat generated between the lignocellulose and the bladed screw, and the fiber-bound water originally held by the fibers is easily vaporized by the temperature rise. As a result, the lignocellulosic fibers are efficiently compressed in the softened state in the multi-screw extruder 1, and new hydrogen bonds are generated between the lignocellulosic fibers of the compressed product discharged from the discharge holes 71. Will be. By such an action, it is possible to obtain a compression molded body of lignocellulose fiber without substantially adding an external binder.
Further, when a stone mill type compression / extrusion mechanism such as found in the pelletizer used in Patent Document 4 is adopted, the lignocellulosic fibers are sheared and become powdery. As in the embodiment, under the compression method using a multi-screw extruder, excessive shearing force is not generated on the fiber, and the lignocellulosic fiber becomes wood flour and the performance as a reinforcing material is greatly reduced. Can be prevented.

また、特許文献5で用いるブリケット製造装置のような二対のローラー方式の場合は、繊維の過度のせん断は見られないが、ローラー入り口や供給装置内部でブリッジを発生させ、機構を複雑にしてしまい、何らかの補助的な押し込み機構を用いずに、連続的に圧縮及び成形することは難しいが、本実施態様のように、多軸スクリュー押出機を用いた場合は、羽根付きスクリューの互いに噛みあう方向への回転によって、リグノセルロース繊維が自動的に引き込まれるためにブリッジが発生せず、連続的にリグノセルロース繊維を、供給、圧縮、成形して、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を効率よく製造することができる。   In addition, in the case of two pairs of roller systems such as the briquette manufacturing apparatus used in Patent Document 5, excessive shearing of the fiber is not seen, but a bridge is generated inside the roller entrance and the supply apparatus, making the mechanism complicated. Therefore, it is difficult to continuously compress and mold without using any auxiliary pushing mechanism, but when a multi-screw extruder is used as in this embodiment, the bladed screws mesh with each other. By rotating in the direction, the lignocellulosic fiber is automatically pulled in, so no bridging occurs, and the lignocellulosic fiber is continuously supplied, compressed and molded to efficiently produce a compression molded product of lignocellulose fiber. can do.

また本実施態様のように、多軸スクリュー押出機1を用いて製造されたリグノセルロース繊維の圧縮成形体においては、リグノセルロース繊維が効率的に圧縮されていることによって、多軸スクリュー押出機1に投入する前に比して、嵩密度が大幅に減少しており、また圧縮成形体として纏まった形状を有し、繊維が飛散しにくくなっている。また、前述のように、リグノセルロース繊維を、過度の繊維の破断を伴わずに、圧縮及び成形できるため、補強材料としての性能が大きく低下することもない。
したがって、本発明のリグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法により得られた圧縮成形体及び本発明のリグノセルロース繊維の圧縮成形体は、経済的及び効率的に、輸送、保管、ハンドリング可能であり、また、補強材料としての性能にも優れており、高性能な繊維強化複合材料やその硬化体等を得ることができる。
Moreover, in the compression molding of the lignocellulose fiber manufactured using the multi-screw extruder 1 like this embodiment, when the lignocellulose fiber is compressed efficiently, the multi-screw extruder 1 The bulk density is greatly reduced as compared with that before being put in, and it has a shape formed as a compression-molded body, making it difficult for the fibers to scatter. Further, as described above, since the lignocellulosic fiber can be compressed and molded without excessive fiber breakage, the performance as a reinforcing material is not greatly deteriorated.
Therefore, the compression molded product obtained by the method for producing a compression molded product of lignocellulose fiber of the present invention and the compression molded product of lignocellulose fiber of the present invention can be transported, stored and handled economically and efficiently. Moreover, it is excellent in performance as a reinforcing material, and a high-performance fiber-reinforced composite material or a cured product thereof can be obtained.

多軸スクリュー押出機1は、3つ又はそれ以上のスクリュー3を備えたものであっても良いが、経済的、及び、技術的な簡便さを考慮すると、二軸スクリュー押出機であることが好ましい。また、多軸スクリュー押出機には、スクリューの軸が異方向に回転する異方向回転型押出機と、スクリューの軸が同方向に回転する同方向回転型押出機とがあるが、リグノセルロース繊維の投入や圧縮の効率の点から、本発明に用いる多軸スクリュー押出機は、異方向回転型押出機が好ましく、より好ましくは、異方向回転型の2軸スクリュー押出機である。また、多軸スクリュー押出機は、原料投入部6の直下に2本のスクリューの羽根の噛み合い部が存在することが好ましく、該噛み合い部においては、2本のスクリューの羽根のそれぞれが、上方から下方に向かって移動していることが好ましい。また、図2に示すように、2本のスクリュー3は、原料投入部6の直下に、隣り合う2本のスクリュー軸31間の距離が、他の部分、好ましくは、それより下流側(図中左側)に位置する部分よりも広い、噛み込み導入部33を有することが好ましい。斯かる噛み込み導入部33を有することで、多軸スクリュー押出機1内へのリグノセルロース繊維の取り込みが一層スムーズになる。したがって、原料投入部6付近に、嵩密度の低いリグノセルロース繊維がブリッジを形成して滞留すること等が一層確実に防止される。また、当該機構は、原料投入部6が広く排出部が狭くなるように、隣り合う2本のスクリュー軸31間の距離が漸次又は段階的に狭くなるような傾斜構造とすることもできる。   The multi-screw extruder 1 may be provided with three or more screws 3, but in consideration of economic and technical convenience, it may be a twin-screw extruder. preferable. Multi-screw extruders include a counter-rotating extruder in which the screw shaft rotates in a different direction and a co-rotating extruder in which the screw shaft rotates in the same direction. The multi-screw extruder used in the present invention is preferably a counter-rotating extruder, more preferably a counter-rotating twin-screw extruder. Further, in the multi-screw extruder, it is preferable that a meshing portion of two screw blades is present immediately below the raw material charging unit 6, and in each of the meshing portions, each of the two screw blades is viewed from above. It is preferable to move downward. In addition, as shown in FIG. 2, the two screws 3 have a distance between two adjacent screw shafts 31 immediately below the raw material charging unit 6 in the other part, preferably downstream (see FIG. It is preferable to have the biting introduction part 33 wider than the part located in the middle left). By having such a bite introducing part 33, the lignocellulose fiber can be taken into the multi-screw extruder 1 more smoothly. Therefore, lignocellulosic fibers having a low bulk density are prevented from staying in the vicinity of the raw material charging part 6 by forming a bridge. In addition, the mechanism may have an inclined structure in which the distance between the two adjacent screw shafts 31 is gradually or stepwise narrowed so that the raw material charging unit 6 is wide and the discharge unit is narrowed.

製造するリグノセルロース繊維の圧縮成形体は、輸送、保管、ハンドリング性の向上の点から、その嵩密度が、100〜800kg/m3であることが好ましく、200〜500kg/m3であることが更に好ましい。また、圧縮成形前のリグノセルロース繊維の嵩密度、すなわち多軸スクリュー押出機に投入する前のリグノセルロース繊維の嵩密度に比して、製造するリグノセルロース繊維の圧縮成形体の嵩密度が、2.5〜20倍であることが好ましく、5〜12.5倍であることが更に好ましい。
また、リグノセルロース繊維の圧縮成形体の原料となるリグノセルロース繊維として嵩高いものを使用することができ、例えば、圧縮成形前のリグノセルロース繊維は、その嵩密度が、例えば、100kg/m3未満であり、好ましくは10〜60kg/m3である。
Compression molding of lignocellulosic fibers to produce the transport, storage, from the viewpoint of improving the handling property, the bulk density is preferably 100~800kg / m 3, to be 200~500kg / m 3 Further preferred. Moreover, the bulk density of the lignocellulosic fiber to be produced is 2 in comparison with the bulk density of the lignocellulosic fiber before compression molding, that is, the bulk density of the lignocellulose fiber before being fed into the multi-screw extruder. It is preferably 5 to 20 times, and more preferably 5 to 12.5 times.
Moreover, a bulky thing can be used as a lignocellulose fiber used as the raw material of the compression-molded body of lignocellulose fiber. For example, the bulk density of the lignocellulose fiber before compression molding is, for example, less than 100 kg / m 3. And preferably 10 to 60 kg / m 3 .

ここで、リグノセルロース繊維の圧縮成形前の嵩密度(原料の嵩密度)、及びリグノセルロース繊維の圧縮成形体の嵩密度は、例えば、以下の方法により測定する。
<嵩密度の測定方法>
容量が50mlのメスシリンダー内に、リグノセルロース繊維を投入したあと、メスシリンダーを50mm程度持ち上げ、自重で落下させ、内容物がメスシリンダー内で隙間を埋めるように落ち着かせる。この作業を10回繰り返しながら、繊維の上部を、ガラス棒等を用いて平らに近づける。繊維の容量が50mlになった場合は、その繊維の質量を計測し、50mlで除して嵩密度とする。繊維の量に過不足がある場合は、繊維を除去したり、追加したりして、適宜調整を行うものとする。同様の操作を複数回(例えば3回)繰り返し、平均値を算出することが望ましい。なお、圧縮成形体でも同様の操作で嵩密度を決定する。ただし、圧縮成形体の大きさが50mlメスシリンダーより大きい場合は、メスシリンダーの大きさを変更することが望ましい。
Here, the bulk density before compression molding of the lignocellulose fiber (bulk density of the raw material) and the bulk density of the compression molded product of lignocellulose fiber are measured by the following methods, for example.
<Method for measuring bulk density>
After the lignocellulosic fiber is put into a graduated cylinder having a capacity of 50 ml, the graduated cylinder is lifted by about 50 mm and dropped by its own weight, so that the contents are settled so as to fill a gap in the graduated cylinder. While repeating this operation 10 times, the upper part of the fiber is made flat using a glass rod or the like. When the fiber capacity reaches 50 ml, the mass of the fiber is measured and divided by 50 ml to obtain the bulk density. If there is an excess or deficiency in the amount of fibers, the fibers should be removed or added and adjusted accordingly. It is desirable to calculate the average value by repeating the same operation a plurality of times (for example, three times). Note that the bulk density is determined by the same operation for the compression molded body. However, when the size of the compression molded body is larger than the 50 ml graduated cylinder, it is desirable to change the size of the graduated cylinder.

本発明のリグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法においては、リグノセルロース繊維を、外部から添加する結合剤を実質的に用いずに単独で、多軸スクリュー押出機に導入しても、圧縮状態の保持性に優れた圧縮成形体が得られる。ここで「結合剤を実質的に用いずに単独で」とは、前述したとおり、繊維同士を結合させる目的の樹脂結合剤を添加しないという意味であり、別の目的でリグノセルロース繊維を処理するための樹脂等の添加(例えば、コーティング等)は許容される。例えば、完成したリグノセルロース繊維の圧縮成形体を、繊維強化複合材料を得るために、セメント材料や合成樹脂等の被補強材と混する際の均一混合性を向上させるために、多軸スクリュー押出機に投入する前のリグノセルロース繊維に、少量の水溶性樹脂や熱硬化性樹脂を付着させておいても良い。
ただし、リグノセルロース繊維に元々含まれていない種類の樹脂の含有量は、多軸スクリュー押出機に投入する圧縮成形体の全材料(水分を除く)の全質量中、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。
In the method for producing a compression molded product of lignocellulosic fiber of the present invention, the lignocellulosic fiber can be introduced into a multi-screw extruder alone without substantially using a binder added from the outside. A compression-molded body having excellent retentivity is obtained. Here, “singlely without substantially using a binder” means that a resin binder intended to bind fibers is not added as described above, and lignocellulosic fibers are treated for another purpose. Addition of resin or the like (for example, coating) is permitted. For example, in order to improve the uniform mixing characteristics when the finished lignocellulosic fiber compression molding is mixed with a reinforcing material such as cement material or synthetic resin in order to obtain a fiber reinforced composite material, A small amount of water-soluble resin or thermosetting resin may be adhered to the lignocellulosic fiber before being put into the machine.
However, the content of the type of resin not originally contained in the lignocellulosic fiber is 10% by mass or less based on the total mass of all materials (excluding moisture) of the compression-molded body to be charged into the multi-screw extruder. Is preferable, and it is more preferable that it is 5 mass% or less.

多軸スクリュー押出機内での軟化や圧縮状態での水素結合の形成を促進させ、結合剤を使用せずに圧縮状態の保形性に優れた圧縮成形体を得る観点から、多軸スクリュー押出機に投入するリグノセルロース繊維は、水分率が、1%以上であることが好ましく、5%以上であることが更に好ましい。他方、水分量が多すぎると、圧縮物の保形性が強すぎるという不都合が生じやすくなる。そのため、投入するリグノセルロース繊維の水分量は、1〜100%であることが好ましく、より好ましくは5〜50%以下である。   From the viewpoint of accelerating softening and formation of hydrogen bonds in a compressed state in a multi-screw extruder, and obtaining a compression-molded body excellent in shape retention in a compressed state without using a binder, a multi-screw extruder The lignocellulosic fiber charged into the water content is preferably 1% or more, more preferably 5% or more. On the other hand, if the amount of water is too large, the inconvenience that the shape retention of the compressed product is too strong tends to occur. Therefore, the water content of the lignocellulosic fibers to be input is preferably 1 to 100%, more preferably 5 to 50% or less.

リグノセルロース繊維の水分率(原料の水分率)は、以下の方法により測定する。
<水分率の測定方法>
適量(例えば、質量20〜100g程度)のリグノセルロース繊維を、温度105℃の乾燥器に入れて、質量が恒量に達するまで乾燥した後、シリカゲルを入れたデシケータ内に移して放冷し、質量(乾燥後質量)を測定する。
乾燥機に入れる前の質量を「乾燥前質量」として、水分量(%)を、下記式により求める。
水分量(%)=〔(乾燥前質量−乾燥後質量)/乾燥後質量〕×100
The water content of the lignocellulose fiber (the water content of the raw material) is measured by the following method.
<Method for measuring moisture content>
An appropriate amount (for example, a mass of about 20 to 100 g) of lignocellulose fiber is put in a drier at a temperature of 105 ° C., dried until the mass reaches a constant weight, then transferred into a desiccator containing silica gel, and allowed to cool. (Mass after drying) is measured.
The mass before being put in the dryer is defined as “mass before drying”, and the moisture content (%) is obtained by the following formula.
Water content (%) = [(mass before drying−mass after drying) / mass after drying] × 100

また、多軸スクリュー押出機は、バレルの外周部に加熱ヒータを備えたものを用いることもでき、本発明に係るリグノセルロース繊維の圧縮成形体を製造する際に、バレル内のリグノセルロース繊維を外部から加熱することもできる。しかし、前述のとおり、バレル内に生じる摩擦熱によりリグノセルロース繊維が加熱されるため、加熱ヒータによる外部からの加熱は行わなくても良い。外部からの加熱を行う場合及び行わない場合のいずれにおいても、リグノセルロース繊維の柔軟化や圧縮状態の保形性に優れた圧縮成形体を得る観点から、多軸スクリュー押出機内で圧縮されるリグノセルロース繊維の到達する最高温度を、40〜190℃、特に50〜100℃とすることが、リグノセルロース繊維の柔軟化や圧縮状態の保形性に優れた圧縮成形体を得る観点から好ましい。多軸スクリュー押出機内で圧縮されるリグノセルロース繊維は、加熱ヒータのオンオフ、加熱ヒータの出力、スクリューの回転速度、排出孔71の断面積の設定等により調節することができる。   In addition, the multi-screw extruder may be one having a heater on the outer peripheral portion of the barrel, and the lignocellulosic fiber in the barrel is produced when the compression molded product of lignocellulose fiber according to the present invention is produced. It can also be heated from the outside. However, as described above, the lignocellulosic fiber is heated by the frictional heat generated in the barrel, so that it is not necessary to perform external heating by the heater. Regardless of whether or not external heating is performed, lignocellulosic fibers are compressed in a multi-screw extruder from the viewpoint of obtaining a compression-molded article excellent in softening of lignocellulosic fibers and shape retention in a compressed state. The maximum temperature reached by the cellulose fibers is preferably 40 to 190 ° C., particularly 50 to 100 ° C., from the viewpoint of obtaining a compression-molded article excellent in softening of the lignocellulose fibers and in the shape retention of the compressed state. The lignocellulosic fiber compressed in the multi-screw extruder can be adjusted by turning on / off the heater, the output of the heater, the rotational speed of the screw, the cross-sectional area of the discharge hole 71, and the like.

図1に示す多軸スクリュー押出機1は、図1及び図3に示すように、ダイス7の排出孔71から排出されるリグノセルロース繊維の圧縮成形体を、前記ダイス7の下流側に設けた切断機構8により切断して、大きさが調節された、リグノセルロース繊維の圧縮成形体Bを得ることができるようになっている。
切断機構8としては、その目的を達成し得る各種公知の切断機構を特に制限なく用いることができ、例えば、図3に示すような、回転式カッター機構が簡便で好ましい。図3に示すカッター機構は、スクリュー軸に直交する平面に沿って回転する切断刃81を複数備えており、該切断刃81のそれぞれは、ダイス7に設けられた複数の排出孔71から排出される略円柱状の圧縮成形体を回転しながら切断するように構成されている。なお、ダイス7は、プレート状のものに代えてブロック状でも良い。また図1に示す排出孔71は、ダイス7の下流側の面72から突出する円筒状の排出側開口部を有していたが、ダイス7の下流側の面に、排出孔71の排出側開口部が開口していても良い。
As shown in FIGS. 1 and 3, the multi-screw extruder 1 shown in FIG. 1 is provided with a compression molded body of lignocellulose fiber discharged from the discharge hole 71 of the die 7 on the downstream side of the die 7. A compression molded body B of lignocellulose fibers having a size adjusted by cutting by the cutting mechanism 8 can be obtained.
As the cutting mechanism 8, various known cutting mechanisms that can achieve the object can be used without particular limitation. For example, a rotary cutter mechanism as shown in FIG. 3 is simple and preferable. The cutter mechanism shown in FIG. 3 includes a plurality of cutting blades 81 that rotate along a plane orthogonal to the screw axis, and each of the cutting blades 81 is discharged from a plurality of discharge holes 71 provided in the die 7. The substantially cylindrical compression molded body is cut while rotating. The dice 7 may be block-shaped instead of plate-shaped. The discharge hole 71 shown in FIG. 1 has a cylindrical discharge-side opening protruding from the downstream surface 72 of the die 7, but the discharge side of the discharge hole 71 is formed on the downstream surface of the die 7. The opening may be open.

また、ダイス7に設けられた排出孔71の数、大きさ及び形状を適宜調製することで、リグノセルロース繊維の圧縮成形体の密度、硬さ、形状や大きさ、生産性を変更することができる。また、切断機構との組み合わせにより、更に、様々なものへの対応が可能である。
ハンドリング性(取扱の容易性)の観点から、大きさを調節された個々の圧縮成形体は、ペレット状であることが好ましい。ここでいう、「ペレット状」とは、リグノセルロース繊維の集合体が、小さな塊状の形態(定形、不定形を問わない)を有することを意味する。
リグノセルロース繊維の圧縮成形体は、繊維間に多少の空間が残っていることが、被補強材料への分散性の好ましい。
なお、図3中、符号73は、ダイスプレート(ダイス)を固定するボルトを示す。
In addition, by appropriately adjusting the number, size and shape of the discharge holes 71 provided in the die 7, it is possible to change the density, hardness, shape and size, and productivity of the compression molded product of lignocellulose fiber. it can. Further, various combinations can be made by combining with a cutting mechanism.
From the viewpoint of handling properties (ease of handling), it is preferable that each compression-molded body whose size is adjusted is in the form of pellets. As used herein, “pellet-like” means that the aggregate of lignocellulosic fibers has a small lump-like form (regardless of regular shape or irregular shape).
The compression molded product of lignocellulosic fibers preferably has some space between the fibers in terms of dispersibility in the material to be reinforced.
In FIG. 3, reference numeral 73 denotes a bolt for fixing the die plate (die).

〔繊維強化複合材料〕
リグノセルロース繊維の圧縮成形体は、リグノセルロース繊維が配合されていない以外は、公知の組成を有するセメント材料や樹脂組成物等の被補強材に配合することによって、リグノセルロース繊維によって補強された各種の繊維強化複合材料を得ることができる。
本発明の繊維強化複合材料は、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を用いて製造されたものであれば、特に制限されない。繊維強化複合材料としては、具体的には、繊維強化セメント材料、繊維強化アスファルト複合材料、繊維強化樹脂系材料等が挙げられる。
繊維強化セメント材料には、コンクリート複合材料、モルタル複合材料、セメント成型複合材料が挙げられ、セメント成型複合材料としては、例えば、木片セメント板、木毛セメント板、サイディング板、スレート板、発泡コンクリート等が挙げられる。
複合材料の意には、最終的な製品だけでなく、製品を製造する原料となるもの、例えば、セメント粉体と本リグノセルロース繊維ペレットの混合物、樹脂ペレットと本リグノセルロース繊維ペレットの混合物等を含むことは言うまでもない。
さらには、複合材料を構成要素とする利用方法、例えば、繊維強化コンクリートやモルタルの壁構成、繊維強化アスファルトの路盤構成、繊維強化樹脂の成型物をも含むものである。
[Fiber-reinforced composite materials]
The compression-molded body of lignocellulosic fiber is variously reinforced with lignocellulosic fiber by blending into a reinforcing material such as cement material or resin composition having a known composition except that the lignocellulose fiber is not blended. The fiber-reinforced composite material can be obtained.
The fiber-reinforced composite material of the present invention is not particularly limited as long as it is produced using a compression molded body of lignocellulose fiber. Specific examples of the fiber reinforced composite material include a fiber reinforced cement material, a fiber reinforced asphalt composite material, and a fiber reinforced resin material.
Examples of fiber reinforced cement materials include concrete composite materials, mortar composite materials, and cement-molded composite materials. Examples of cement-molded composite materials include wood chip cement boards, wood wool cement boards, siding boards, slate boards, and foamed concrete. Is mentioned.
In the meaning of the composite material, not only the final product but also the raw material for manufacturing the product, such as a mixture of cement powder and the present lignocellulose fiber pellet, a mixture of resin pellet and the present lignocellulose fiber pellet, etc. Needless to say.
Furthermore, the utilization method which makes a composite material a component, for example, the wall structure of fiber reinforced concrete and mortar, the roadbed structure of fiber reinforced asphalt, and the molding of fiber reinforced resin are also included.

〔混合方法〕
リグノセルロース繊維の圧縮成形体を、被補強材に配合する方法としては、両者を混合し得る任意の方法を特に制限なく用いることができる。リグノセルロース繊維の圧縮成形体を用いて、繊維強化複合材料としての繊維強化セメント材料を製造する場合、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を、セメント及び水と混合すれば良い。それらの混合方法としては、例えば、ミキサーによる攪拌等を用いることができる。
リグノセルロース繊維の圧縮成形体を、アスファルト材料や樹脂(プラスチック)材料と混合する方法としても、リグノセルロース繊維をアスファルト材料や樹脂と混合し得る任意の方法を特に制限なく用いることができる。リグノセルロース繊維の圧縮成形体を用いて、繊維強化複合材料としての繊維強化樹脂系材料を製造する場合、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を、溶融状態の樹脂と混錬すれば良い。リグノセルロース繊維の圧縮成形体と溶融状態の樹脂とを混錬する方法としては、リグノセルロース繊維の圧縮成形体と樹脂ペレットとを、単軸又は多軸のスクリュー押出機や混錬機に投入し、樹脂ペレットを溶融させるとともに繊維とともに混錬させる方法、複数の加熱ローラーを有したローラーミル上で混錬させる方法等が挙げられる。
[Mixing method]
As a method for blending the compression-molded body of lignocellulose fibers into the material to be reinforced, any method capable of mixing both can be used without particular limitation. When a fiber reinforced cement material as a fiber reinforced composite material is produced using a compression molded body of lignocellulose fiber, the compression molded body of lignocellulose fiber may be mixed with cement and water. As a mixing method thereof, for example, stirring by a mixer or the like can be used.
As a method of mixing the compression-molded body of lignocellulose fibers with an asphalt material or a resin (plastic) material, any method that can mix lignocellulose fibers with an asphalt material or a resin can be used without particular limitation. In the case of producing a fiber-reinforced resin-based material as a fiber-reinforced composite material using a compression-molded body of lignocellulose fibers, the compression-molded body of lignocellulose fibers may be kneaded with a molten resin. As a method of kneading a compression molded product of lignocellulose fibers and a resin in a molten state, the compression molded product of lignocellulose fibers and resin pellets are introduced into a single-screw or multi-screw extruder or kneader. , A method of melting resin pellets and kneading with fibers, a method of kneading on a roller mill having a plurality of heating rollers, and the like.

本発明の製造方法により製造されたリグノセルロース繊維の圧縮成形体又は本発明のリグノセルロース繊維の圧縮成形体は、単独で販売しても良いし、リグノセルロース繊維、及びセメントを含む繊維混合セメント材料として販売しても良い。リグノセルロース繊維の圧縮成形体又は繊維混合セメント材料を工場で生産し、それを各地の建築や土木工事の現場に搬入し、当該現場で、モルタルやコンクリートの他の材料や水と混錬して、繊維強化セメント材料とすることも、搬送コストを抑制しつつ高品質の繊維強化成形体を製造できる等の観点から好ましい。   The compression molded product of lignocellulose fibers produced by the production method of the present invention or the compression molded product of lignocellulose fibers of the present invention may be sold alone, or a fiber mixed cement material containing lignocellulose fibers and cement. May be sold as. Lignocellulosic fiber compression moldings or fiber-mixed cement materials are produced in factories, transported to local construction and civil engineering sites, where they are kneaded with mortar, other concrete materials and water. It is also preferable to use a fiber-reinforced cement material from the standpoint that a high-quality fiber-reinforced molded body can be produced while suppressing the conveyance cost.

また、建築や土木工事の現場への繊維混合セメント材料の搬入の容易や、繊維混合セメント材料の搬送コストの削減等の観点から、繊維混合セメント材料は、水分の含有率が、15質量%以下のモルタルミックス又はコンクリートミックスであることが好ましく、さらに水分の含有率は、10質量%以下であることがより好ましい。モルタルミックスは、リグノセルロース繊維及びセメント以外に、砂等の細骨材を含んでおり、コンクリートミックスは、リグノセルロース繊維及びセメント以外に、砂利等の粗骨材を含んでいる。
リグノセルロース繊維の圧縮成形体や繊維混合セメント材料を工場で生産し、それを各地の建築や土木工事の現場に搬入し、当該現場で、モルタルやコンクリートの他の材料や水と混錬して、繊維強化セメント材料とすることも、搬送コストを抑制しつつ高品質の繊維強化成形体を製造できる等の観点から好ましい。
In addition, from the viewpoint of easy delivery of fiber-mixed cement material to the construction and civil engineering sites and reduction in the cost of transporting fiber-mixed cement material, the fiber-mixed cement material has a moisture content of 15% by mass or less. The mortar mix or concrete mix is preferable, and the moisture content is more preferably 10% by mass or less. The mortar mix contains fine aggregates such as sand in addition to lignocellulose fibers and cement, and the concrete mix contains coarse aggregates such as gravel in addition to lignocellulose fibers and cement.
We produce lignocellulosic fiber compression moldings and fiber-mixed cement materials at factories, carry them to various construction and civil engineering sites, and knead them with mortar and other concrete materials and water. It is also preferable to use a fiber-reinforced cement material from the standpoint that a high-quality fiber-reinforced molded body can be produced while suppressing the conveyance cost.

また、建築や土木工事の現場への繊維混合セメント材料の搬入の容易や、繊維混合セメント材料の搬送コストの削減等の観点から、繊維混合セメント材料は、水分の含有率が、15質量%以下のモルタルミックス又はコンクリートミックスであることが好ましく、さらに水分の含有率は、10質量%以下であることがより好ましい。モルタルミックスは、リグノセルロース繊維及びセメント以外に、砂等の細骨材を含んでおり、コンクリートミックスは、リグノセルロース繊維及びセメント以外に、砂利等の粗骨材を含んでいる。   In addition, from the viewpoint of easy delivery of fiber-mixed cement material to the construction and civil engineering sites and reduction in the cost of transporting fiber-mixed cement material, the fiber-mixed cement material has a moisture content of 15% by mass or less. The mortar mix or concrete mix is preferable, and the moisture content is more preferably 10% by mass or less. The mortar mix contains fine aggregates such as sand in addition to lignocellulose fibers and cement, and the concrete mix contains coarse aggregates such as gravel in addition to lignocellulose fibers and cement.

〔添加剤〕
本発明に係るリグノセルロース繊維には、本発明の効果を損なわない範囲で防腐剤、防虫剤、防カビ剤、撥水剤、紫外線吸収剤、難燃剤、フィラー、カップリング剤、エラストマー、消泡剤、滑剤、顔料、色素、消泡剤、減水剤、膨張剤、収縮低減剤等の種々の添加剤を加えることができる。これらは、1種を単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。
これらの添加剤は、任意の段階で適宜、配合することができる。
〔Additive〕
The lignocellulosic fiber according to the present invention includes preservatives, insecticides, fungicides, water repellents, ultraviolet absorbers, flame retardants, fillers, coupling agents, elastomers, antifoams as long as the effects of the present invention are not impaired. Various additives such as an agent, a lubricant, a pigment, a dye, an antifoaming agent, a water reducing agent, a swelling agent, and a shrinkage reducing agent can be added. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
These additives can be appropriately blended at an arbitrary stage.

更に、繊維強化複合材料には、本発明の目的を損なわない範囲で、ガラス繊維、合成樹脂繊維、炭素繊維、セルロースナノファイバー、リグノセルロースナノファイバー、セルロースナノクリスタル、カーボンナノチューブ、その他ナノファイバー等を添加することができる。一般的に、特性や形状の異なる、複数の種類の繊維を組み合わせると、何れかを単独で使用するよりも好ましい効果が得られることが経験的に知られているためである。   Further, the fiber reinforced composite material includes glass fibers, synthetic resin fibers, carbon fibers, cellulose nanofibers, lignocellulose nanofibers, cellulose nanocrystals, carbon nanotubes, other nanofibers and the like within a range not impairing the object of the present invention. Can be added. This is because, in general, it is empirically known that when a plurality of types of fibers having different characteristics and shapes are combined, a preferable effect can be obtained compared to the case of using any one of them alone.

リグノセルロース繊維の圧縮成形体を、セメント及び水と混合して、繊維強化セメント材料を製造する際には、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を、分散補助剤の存在下に、セメント及び水と混合することが、リグノセルロース繊維の均一分散性を向上させ、強度及び耐久性等に優れた繊維強化セメント材料やその硬化体を得る観点から好ましい。
分散補助剤としては、ノニオン性の界面活性剤が好ましく、例えば、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、アルキルジエタノールアミン、ヒドロキシアルキルモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、アルキルジエタノールアマイド等が挙げられる。
ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類は、好ましくは、モノ、ジ又はトリエステル化した1,4−、1,5−又は3,6−ソルビタンに、エチレンオキシド(EO)、又はエチレンオキシド(EO)及びプロピレンオキシド(PO)を付加縮合したものである。
When producing a fiber-reinforced cement material by mixing a compression molded body of lignocellulose fiber with cement and water, the compression molded body of lignocellulose fiber is mixed with cement and water in the presence of a dispersion aid. It is preferable to improve the uniform dispersibility of the lignocellulosic fibers and obtain a fiber-reinforced cement material excellent in strength and durability and a cured product thereof.
As the dispersion aid, nonionic surfactants are preferable. For example, glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, alkyl diethanolamine, hydroxyalkyl monoethanolamine, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamine, Examples thereof include oxyethylene alkylamine fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, and alkyldiethanol amides.
The polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters are preferably mono-, di- or triesterized 1,4-, 1,5- or 3,6-sorbitans, ethylene oxide (EO), or ethylene oxide (EO) and propylene oxide. (PO) is obtained by addition condensation.

ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類としては、例えば、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンジラウレート、ポリオキシエチレンソルビタントリラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンジパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタントリパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタンジオレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレート、ポリオキシエチレンソルビタン混合脂肪酸エステル等が挙げられる。ポリオキシエチレンソルビタン混合脂肪酸エステルとしては、ソルビタンヤシ油脂肪酸エステル、モノパルミチン酸ポリオキシエチレンソルビタン等が挙げられる。ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類としては、例えば、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートを用いることが好ましい。
上述したノニオン性の界面活性剤は、1種を単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
Examples of polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters include polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan dilaurate, polyoxyethylene sorbitan trilaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan dipalmitate, Polyoxyethylene sorbitan tripalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan distearate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan diolate, polyoxyethylene sorbitan Triolate, polyoxyethylene sorbitan monoisostearate, polyoxyethylene sorbitan Isostearate, polyoxyethylene sorbitan triisostearate, polyoxyethylene sorbitan esters of mixed fatty acids, and the like. Examples of the polyoxyethylene sorbitan mixed fatty acid ester include sorbitan coconut oil fatty acid ester, monopalmitic acid polyoxyethylene sorbitan, and the like. As the polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, for example, polyoxyethylene sorbitan monolaurate is preferably used.
The nonionic surfactant mentioned above may be used individually by 1 type, and can also be used in combination of 2 or more type.

以上、本発明の好ましい実施形態を示して説明したが、各発明は、上記の実施形態に制限されず適宜に変更可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was shown and demonstrated, each invention is not restrict | limited to said embodiment and can be changed suitably.

以下、実施例及び比較例により、本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は、かかる実施例によって何ら限定されるものではない。
1.リグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造
小熊鉄鋼所社製の二軸式減容固化装置(DP−3S)のダイスプレート部(ダイス)の排出ノズル(排出孔)の直径を20mm又は11mmとし、ファイバーボード工場で製造されたファイバーボード用の木材より製造されたリグノセルロース繊維(水分率13%)を原料として、原料投入部から装置内に単独で投入し、リグノセルロース繊維のペレット(圧縮成形体)を製造した。
その結果、嵩密度40kg/m3のリグノセルロース繊維から嵩密度420〜440kg/m3のリグノセルロース繊維の圧縮成形体を得ることができた。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the examples.
1. Manufacture of compression molded body of lignocellulose fiber The diameter of the discharge nozzle (discharge hole) of the die plate part (die) of the biaxial volume reduction solidification device (DP-3S) manufactured by Oguma Steel Corporation is 20 mm or 11 mm, and the fiber Lignocellulose fiber (13% moisture content) manufactured from fiberboard wood manufactured at a board factory is used as a raw material, and it is put into the device alone from the raw material input section, and the lignocellulose fiber pellets (compression molded product). Manufactured.
As a result, it was possible from lignocellulosic fibers having a bulk density of 40 kg / m 3 to obtain a compression molded body of lignocellulose fibers having a bulk density 420~440kg / m 3.

2.リグノセルロース繊維の圧縮成形体の評価
(1)繊維補強セメント複合材料への適用
市販の軽量モルタルミックスに直径20mmのリグノセルロース繊維のペレットを2質量%添加し、更に分散補助剤として、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートをペレットに対して1質量%添加したものに水を加え、ホバートミキサーを用いて2分間攪拌を行った。その結果、モルタル/水のスラリー中にリグノセルロース繊維が、ダマを形成することなく、均一に分散されたスラリーミックスを得ることができた。
(2)繊維補強樹脂複合材料への適用
180℃に設定した樹脂のコンパウンド製造用の二軸混錬式押し出し装置に、樹脂ペレットと共に直径11mm、長さ5mm程度のリグノセルロース繊維ペレット投入し、リグノセルロース繊維ペレットの崩壊・分散の評価を行った。その結果、該リグノセルロース繊維ペレットは二軸混錬装置内で簡単に崩壊・分散し、リグノセルロース繊維を含む樹脂コンパウンドが問題なく得られた。
2. Evaluation of Lignocellulose Fiber Compression Molded Body (1) Application to Fiber Reinforced Cement Composite Material Add 2% by mass of 20mm diameter lignocellulosic fiber pellets to a commercially available lightweight mortar mix, and use polyoxyethylene as a dispersion aid. (20) Water was added to 1% by mass of sorbitan monolaurate based on the pellets, and the mixture was stirred for 2 minutes using a Hobart mixer. As a result, it was possible to obtain a slurry mix in which lignocellulose fibers were uniformly dispersed in the mortar / water slurry without forming lumps.
(2) Application to fiber-reinforced resin composite material Lignocellulose fiber pellets having a diameter of about 11 mm and a length of about 5 mm together with resin pellets are placed in a biaxial kneading-type extruder for resin compound production set at 180 ° C. The disintegration / dispersion of the cellulose fiber pellet was evaluated. As a result, the lignocellulose fiber pellets were easily disintegrated and dispersed in a biaxial kneading apparatus, and a resin compound containing lignocellulose fibers was obtained without problems.

上記結果より、通常、嵩高いリグノセルロース繊維を外部からの結合剤の添加なしに、10〜11分の1に圧縮できることが示された。このことより、リグノセルロース繊維を経済的かつ効率的に、輸送、保管、ハンドリングすることが可能になったと言える。
更に、リグノセルロース繊維圧縮のペレットをモルタルミックスや樹脂ペレットと混合したところ、何れの場合も、ダマを発生させることなく、均一に被分散物中に分散させることができた。このことより、種類の異なる分散物(分散媒:例えば、セメント系の場合は水であり、樹脂系の場合は溶融した液状の樹脂)に、リグノセルロース繊維を好適に分散させられることが確認され、繊維強化複合材料用の補強繊維として様々な用途に使用できることが可能になったと言える。
From the above results, it was shown that bulky lignocellulosic fibers can usually be compressed to 10 to 11 times without the addition of an external binder. From this, it can be said that lignocellulosic fibers can be transported, stored and handled economically and efficiently.
Furthermore, when the lignocellulose fiber compressed pellets were mixed with mortar mix and resin pellets, in any case, they could be uniformly dispersed in the dispersion without causing lumps. This confirms that lignocellulosic fibers can be suitably dispersed in different types of dispersions (dispersion medium: for example, water in the case of cement-based materials and molten liquid resin in the case of resin-based materials). It can be said that it can be used for various purposes as a reinforcing fiber for a fiber-reinforced composite material.

1 多軸スクリュー押出機
2 バレル
3 スクリュー
31 スクリュー軸
32 スクリュー羽根
33 噛み込み導入部
4 駆動源
5 動力伝達系
6 原料投入部
7 ダイス
71 排出孔
72 下流側の面
73 ボルト
8 切断機構
81 切断刃
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multi-screw extruder 2 Barrel 3 Screw 31 Screw shaft 32 Screw blade 33 Biting introduction part 4 Drive source 5 Power transmission system 6 Raw material input part 7 Dies 71 Discharge hole 72 Downstream surface 73 Bolt 8 Cutting mechanism 81 Cutting blade

Claims (13)

繊維強化複合材料に使用されるリグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法であって、
リグノセルロース繊維を、2本以上のスクリューを備えた多軸スクリュー押出機に導入し、該リグノセルロース繊維を、複数のスクリューにおける相互に噛み合うスクリュー羽根により強制的にダイスに向けて移送及び圧縮し、その圧縮物を、該ダイスに設けた複数個の排出孔から排出させることを特徴とする、リグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法。
A method for producing a compression-molded body of lignocellulose fibers used in a fiber-reinforced composite material,
Introducing the lignocellulosic fiber into a multi-screw extruder equipped with two or more screws, forcing the lignocellulosic fiber toward the dies by means of mutually engaging screw blades; The compressed product is discharged from a plurality of discharge holes provided in the die, and a method for producing a compression-molded body of lignocellulosic fibers.
前記排出孔から排出される前記圧縮物を、前記ダイスに近接配置した切断機構により切断して、大きさが調節された、リグノセルロース繊維の圧縮成形体を得る、請求項1に記載のリグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法。   The lignocellulose according to claim 1, wherein the compressed product discharged from the discharge hole is cut by a cutting mechanism disposed close to the die to obtain a compression molded body of lignocellulosic fibers whose size is adjusted. A method for producing a fiber compression-molded body. 前記リグノセルロース繊維を、繊維間を結合させる結合剤を実質的に使用せずに単独で、前記多軸スクリュー押出機に導入する、請求項1又は2に記載のリグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法。   The lignocellulose fiber compression-molded product according to claim 1 or 2, wherein the lignocellulosic fiber is introduced into the multi-screw extruder alone without substantially using a binder for bonding fibers. Production method. 前記多軸スクリュー押出機が、異方向に回転する2本のスクリューを備えた異方向回転型2軸スクリュー押出機である、請求項1〜3の何れか1項に記載のリグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法。   The compression of lignocellulosic fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the multi-screw extruder is a counter-rotating twin-screw extruder having two screws rotating in different directions. Manufacturing method of a molded object. 前記リグノセルロース繊維が、木材を解きほぐして得られたものであることを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載のリグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法。   The method for producing a compression-molded body of lignocellulosic fibers according to any one of claims 1 to 4, wherein the lignocellulosic fibers are obtained by unraveling wood. 前記リグノセルロース繊維が、機械パルプであることを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載のリグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法。   The said lignocellulose fiber is a mechanical pulp, The manufacturing method of the compression molding body of the lignocellulose fiber of any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 製造するリグノセルロース繊維の圧縮成形体の嵩密度が100〜800kg/m3であることを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載のリグノセルロース繊維の圧縮成形体の製造方法。 The method for producing a compression-molded body of lignocellulose fibers according to any one of claims 1 to 6, wherein the bulk density of the compression-molded body of lignocellulose fibers to be produced is 100 to 800 kg / m 3. . 請求項1〜7の何れか1項に記載の方法により製造されたリグノセルロース繊維の圧縮成形体。   A compression-molded product of lignocellulosic fibers produced by the method according to any one of claims 1 to 7. 請求項1〜7の何れか1項に記載の方法により製造されたリグノセルロース繊維の圧縮成形体を、セメント及び水と混合して、繊維強化複合材料としての繊維強化セメント材料を製造することを特徴とする、繊維強化複合材料の製造方法。   A fiber-reinforced cement material as a fiber-reinforced composite material is manufactured by mixing a compression molded body of lignocellulosic fibers manufactured by the method according to any one of claims 1 to 7 with cement and water. A method for producing a fiber-reinforced composite material. 前記圧縮成形体を、分散補助剤の存在下に、セメント及び水と混合して、前記繊維強化セメント材料を製造することを特徴とする、請求項9に記載の繊維強化複合材料の製造方法。   The method for producing a fiber-reinforced composite material according to claim 9, wherein the compression-molded body is mixed with cement and water in the presence of a dispersion aid to produce the fiber-reinforced cement material. 請求項1〜7の何れか1項に記載の方法により製造されたリグノセルロース繊維の圧縮成形体と溶融状態の樹脂とを混錬して、繊維強化複合材料としての繊維強化樹脂系材料を製造することを特徴とする、繊維強化複合材料の製造方法。   A fiber-reinforced resin material as a fiber-reinforced composite material is manufactured by kneading a compression-molded body of lignocellulosic fiber manufactured by the method according to any one of claims 1 to 7 and a molten resin. A method for producing a fiber-reinforced composite material. 請求項1〜7の何れか1項に記載の方法により製造されたリグノセルロース繊維の圧縮成形体を、解繊装置で解きほぐした後に、被強化材料と混合して、繊維強化複合材料を製造することを特徴とする、繊維強化複合材料の製造方法。   A compression-molded body of lignocellulosic fibers produced by the method according to any one of claims 1 to 7 is unraveled with a defibrating device and then mixed with a material to be reinforced to produce a fiber-reinforced composite material. A method for producing a fiber-reinforced composite material. 請求項1〜7の何れか1項に記載の方法により製造されたリグノセルロース繊維の圧縮成形体を用いて強化されていることを特徴とする、繊維強化複合材料。   A fiber-reinforced composite material, which is reinforced by using a compression-molded body of lignocellulose fibers produced by the method according to any one of claims 1 to 7.
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