WO2001066323A1

WO2001066323A1 - Materiau forme a base de bois et procede de fabrication correspondant

Info

Publication number: WO2001066323A1
Application number: PCT/JP2001/001792
Authority: WO
Inventors: Masanori Ukai
Original assignee: Nichiha Corporation
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2001-09-13
Also published as: JP3563704B2; EP1262293A4; CA2402003A1; US7037960B2; JP2001322106A; KR20020081404A; EP1262293A1; US20030111775A1; AU4105501A; AU2001241055B2

Description

明細書

木質成形体およびその製造方法技術分野

本発明は軽量な木質成形体および該木質成形体の製造方法に関するものである

~1景技術

従来、木粉等の木質材料と熱可塑性樹脂とを混合して木質成形体を成形するものとしては、ェクス卜ルーダーや加熱溶融型ニーダ一等で熱可塑性樹脂を溶融させて、その中に木粉等を投入し、練り込んだ混合物を押出成形したり、木質材料と熱可塑性樹脂チップもしくはペレツ卜との混合物をホットプレスして成形体を得ることが提案されている。木質材料としては、木粉のほか故紙を粉砕したもの等、細かい木質材料が用いられている。このような木質成形体は建築板や家具素材として有用である。

上記のように高温高圧下で溶融状態にした熱可塑性樹脂中に木質材料を投入すると、元来木質材料が保有する種々の糖分、リグニン等が該溶融熱可塑性樹脂に溶出し、さらにェクストルーダー等のスクリユーによる高圧状態での練込み作用によって、その溶出成分が該熱可塑性樹脂に分散されることなる。その結果該熱可塑性樹脂成分が劣化し、所定の硬度や強度が得られなかったり更に靱性が得られず脆くなったりし、また耐候性も悪くなって屋外で紫外線に曝露されることでチョーキングを起こす等の不具合が生じる。

また、木質材料に熱可塑性樹脂チップもしくはペレツトを混合する場合、常温下で該木質材料と該樹脂を混合しても均一に該樹脂が分散し難く、また木質材料として故紙粉砕物を用いた場合、比表面積が増加することでバインダ一としての樹脂分が多量に必要となり、その結果密度が高くなつてしまい、合板、 O S Bと云った熱硬化性樹脂を用いた強度特性に優れた既存構造材にかわるような軽量木質成形体が得られ難いと云う問題点があつた。

発明の開示

本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、木質材料 Wと繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂 Rとを混合した原料混合物 Mx を成形した木質成形体を提供するものである。

該繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂 Rは加熱溶融状態で該木質材料 Wと混合されることが望ましい。また上記繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂 Rとしては熱可塑性樹脂廃材から製造されたものを使用することが出来る。更に該木質材料はフレーク形状の木片であることが望ましい。

本発明の木質成形体を製造するには、木質材料 Wと繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂 Rとを混合した原料混合物 Mx をプレス成形する。具体的には木質材料と繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂とを含有する原料混合物を所定方向に移動しているコンベア上に直接または該コンベア上に載置されている型板上に散布してマツトをフォーミングし、該マツトをプレス成形する。該マツ卜にはプレス成形後に該マツトのー側または両側にエンボスを施して凹凸柄を形成してもよい。また該原料混合物は木質材料に繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂を加熱溶融状態で混合することによつて調製されることが望ましく、その場合、押出機のダイスのォリフィスから熱可塑性樹脂加熱溶融物を繊維状に吐出させ、該繊維状の熱可塑性樹脂吐出物の溶融状態において木質材料と混合する。該木質材料は該溶融状態の熱可塑性樹脂吐出物に片側または両側から連続的に供給して混合することが望ましい。また押出機のダイスのォリフィスから該熱可塑性樹脂加熱溶融物を繊維状に吐出させると共に熱風圧および Zまたは冷風圧によつて延伸細化し、延伸細化された該繊維状の熱可塑性樹脂吐出物を溶融状態で木質材料と混合することも出来る。上記押出機のダイスのオリフィスは複数個一列または複数個複数列に並設されていることが望ましく、更に該ダイスを複数段配置することも出来る。一般に上記ダイスのォリフィスの口径は 0 · 2〜 2 . 0瞧である。図面の簡単な説明

図 1〜図 2 8は本発明の一実施例を示すものである。

図 1は繊維状熱可塑性樹脂と木質材料との混合工程説明図である。

図 1は繊維状熱可塑性樹脂と木質材料との他の混合工程説明図である。

図 3はフォーマ一の側面説明図である。

図 4は他の実施例のフォーマーの側面説明図である。

図 5は更に他の実施例のフォーマーの側面説明図である。

図 6は繊維状熱可塑性樹脂が木質材料と絡み合つて融着した状態を示す説明図である。

図 7は他のフォーマ一の側面説明図である。

図 8は型板と熱間口一ルプレスと冷間ロールプレスとを使用する木質成形体製造工程説明図である。

図 9は熱間ロールプレスと冷間ロールプレスとを使用する木質成形体製造工程説明図である。

図 1 0は圧締前の説明正面図である。

図 1 1は圧締状態の説明側面図である。

図 1 2は加熱圧締後の成形マツト構造説明図である。

図 1 3は加熱プレス装置説明図である。

図 1 4は冷間プレス装置説明図である。

図 1 5は熱可塑性樹脂の押出および吐出工程説明図である。

図 1 6はダイスのォリフィスの断面説明図である。

図 1 7はダイスのォリフィス並設状態を示す説明図である。

図 1 8は繊維状熱可塑性樹脂が木質材料と絡み合って融着した状態を示す説明図である。

図 1 9はオリフィスが複数列並設されたダイスを用いた原料絡み合い状態の説明図である。図 2 0はオリフィスが 3列並設されたダイスを用いた原料絡み合い状態の説明図である。

図 2 1は熱風および冷風による熱可塑性樹脂吐出物の延伸細化説明図である。図 2 2は熱風および冷風による他の延伸細化説明図である。

図 2 3はダイスを段状に設け熱風および冷風を吹付ける延伸細化説明図である図 2 4は木質材料の加熱工程説明図である。

図 I 5は木質材料供給コンベアとダイスとを多段に設けた原料混合工程説明図である。

図 2 6は木質材料供給コンベアの他の実施例説明図である。

図 2 7は木質材料供給コンベアの更に他の実施例説明図である。

図 2 8は木質材料供給コンベアの更に他の実施例説明図である。符号の説明

7 コンベア

10 型板

13A, 14A 圧縮ロールプレス

13B, 14B 熱間ロールプレス

13C, 14C 冷間口ールプレス

16A, 16B エンボスロール

42, 52， 62 ダイス

43 オリフィス

R 熱可塑性樹脂

W 木質材料（木片）

Mx 原料混合物

M マット

M ' 成形マツト Φ , オリフィスの口径

φ 2 熱可塑性樹脂吐出物の延伸細化後の発明を実施するための最良の形態

本発明を以下に詳細に説明する。

〔木質材料〕

本発明において使用される木質材料 Wとしては、木片、ストランド、木粉、木毛、木質繊維束、木質パルプ等がある。該木質材料 Wは例えば木造建築物を構築、改築あるいは解体する場合に発生する端切れや廃材等から得られるものであつてもよい。このような端切れや廃材は従来主として焼却処理されていたが、焼却処理によれば地球温暖化の原因となる C 0₂ ガスが発生する。しかし上記のように端切れや廃材を木質材料 Wとして再利用すれば環境負荷を低減出来る。

上記木質材料 Wとして、特にフレーク形状の木片を使用することが好ましい。フレーク形状の木片は例えばパールマン社のリングフレーカーを用いて、薄削片状にした形状で幅 0 . 5〜2 0隨、長さ 1〜 5 0脑、厚み 0 . 1〜 5 mmのものが好ましく、さらに幅 0 . 5 ~ 1 0讓、長さ 4〜 3 5 mm、厚み 0 . 1〜 2 . 5 mmのものが好ましく、特に幅 4〜 8瞧、長さ 2 0〜 2 5 mm、厚み 0 . 5〜 1 mmの木片が好ましい。

上記したように該木質材料 Wは廃材を使用することが出来るが、このような改築、解体木材は容易にフレー力一によってフレーク形状の木片とすることが出来る。

また、木片に水分があると加熱成形の際木片から水蒸気が発生し、木片と熱可塑性樹脂との間に水蒸気膜を作ってしまい、木片と熱可塑性樹脂との密着がうまくいかないため、通常木片処理化した後にドライヤーにて木片の含水率は 5 %未満に乾燥される。

〔熱可塑性樹脂〕

本発明において使用される熱可塑性楦 ί脂 Rとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン一プロピレン共重合体、エチレン一プロピレンタ一ポリマー、エチレン—酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビュル、フッ素樹脂、熱可塑性アクリル樹脂、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリアミド、アクリロニトリル一ブタジェン共重合体、スチレン一ブタジエン共重合体、アクリロニトリル一ブタジエン一スチレン共重合体等の熱可塑性樹脂および上記熱可塑性樹脂の廃材がある。そして該熱可塑性植 ί脂 Rは繊維状および/またはリボン状として使用する。

繊維状の熱可塑性樹脂 Rは、例えば熱可塑性樹脂の溶融物を押出機のダイスのオリフィスから吐出させる溶融紡糸法、熱可塑性樹脂製品の廃材粉砕物をリファィナ一で繊維状に磨砕する方法、熱可塑性樹脂製品の廃材をリファイナ一で解繊する方法等によつて製造され、溶融紡糸法にあっても熱可塑性樹脂として廃材を使用することが望ましい。上記の熱可塑性樹脂 R廃材のソースとして特に有用なものは、大量に廃材が発生する農業用熱可塑性シート、包装用熱可塑性袋、熱可塑性繊維製品、家庭電化製品のキャビネット、自動車のバンバ一、 P E Tボトル等である。

リボン状の熱可塑性樹脂 Rは、例えば熱可塑性樹脂のフィルムをシュレツダ一で細断することによって製造されるが、該熱可塑性樹脂のフィルムは、該熱可塑性樹脂フィルム廃材あるいは該熱可塑性樹脂廃材を溶融して押出法や力レンダー法でフィルムにしたものを使用することが望ましい。

本発明の繊維状および/またはリボン状の樹脂としては 2種類以上の繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂 Rが混合したものであってもよいし、また熱可塑性樹脂を溶融紡糸あるいは溶融してフィルムとする場合には 2種類以上の熱可塑性樹脂 Rを混合溶融してもよい。

熱可塑性樹脂 Rを本発明のように繊維状および/またはリボン状にして木質材料 Wのバインダーとして使用すれば、 2種類以上混合したものも使用出来るから選別の手間も省くことが出来る。

〔廃材の利用〕また本発明の木質成形体の廃材は切削、粉砕、あるいは解繊して木質材料 Wとし、再び木質成形体の原料や木質セメント板の原料として再利用が出来る。このような木質成形体の再利用においてはリサイクル性は非常に高いものであり、間接的には熱可塑性樹脂 Rのリサイクル性が大巾に向上する。しかもこのような木質成形体は建築板、家具素材、コンクリート型枠等に大量使用されるからリサィクル熱可塑性樹脂 Rも大量に消費出来る。

〔第三成分〕

上記木質材料 Wと、繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂 R以外に、本発明の木質成形体には例えば、撥水剤、防水剤、酸化防止剤、酸化抑制剤等の老化防止剤、着色剤、低粘度化剤、接着改良材等が添加されてもよいし、特に 2 種類以上の熱可塑性樹脂 Rを混合して溶融紡糸したり溶融してフィルムにする場合には相溶化剤を添加してもよい。

〔木質成形体の製造〕

本発明の木質成形体を製造するには、まず木質材料 Wと繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂 Rとを混合する。混合比は通常木質材料 W：繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂 Rの重量比率で 3 0 ： 7 0〜9 0 ： 1 0程度になるようにする。

上記混合過程において、繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂 Rは木質材料 Wに絡みつくので、混合を均一に行なうことが出来、かつ混合物は分離しにくい。また混合の際に空気を巻きこんで混合物中に多量の空気を含有させることが出来る。

上記木質材料 Wと繊維状熱可塑性樹脂 Rとを混合する場合、図 1に示すように該熱可塑性樹脂 R溶融物を押出機（1) のダイスのォリフィスから連続または断続的に繊維状に押出して空冷するか、必要ならば図 1に示すような水冷式冷却器 (2 ) 内を通して冷却しつ、、アイリツヒミキサー等のミキサ一（3) に充填されている木質材料 Wに添加し、攪拌混合する方法、あるいは図 3に示すように該熱可塑性樹脂 R溶融物を押出機 (1) のダイスのオリフィスから繊維状に押出して、マツト Mをフォーミングする直前に繊維状に押出した該熱可塑性樹脂 R溶融物に木質材料 Wを片側から供給する方法、あるいは図 4に示すようにダイス（1A)のォリフィス（IB)から繊維状に押出した該熱可塑性樹脂 R溶融物に木質材料 Wを両側から供給する方法等を適用することが望ましい。

' 熱可塑性樹脂 R溶融物を断続的に押出す方法としては、ダイス（1A)の内側に回転羽根を設けダイス（1A)のオリフィス（IB)を断続的に開閉する方法や、多数のダィス（1A)を取付けた押出機の各ダイス（1A)のヘッドに電磁弁を設け順番に〇 N , O F Fを繰返す方法、ダイスへッドにエアーを吹込みエア一圧で糸を切断する方法、押出機のスクリユーを寸動させる方法等がある。このように押出機から熱可塑性樹脂溶融物を断続的に押出すことで該熱可塑性樹脂 R溶融物を短繊維化することが出来る。

このように押出機から熱可塑性樹脂溶融物を繊維状に押出して、これに木質材料を添加する方法を適用した場合には繊維状熱可塑性樹脂 Rは加熱軟化状態を維持しつ、木質材料 Wと混合されるので、該繊維状熱可塑性樹脂 Rは不均一に木質材料 Wに絡まって融着した状態となっている。

更に上記木質材料 Wとリボン状熱可塑性樹脂 Rとを混合する場合にも、該リボン状熱可塑性樹脂 Rを加熱軟化状態として混合することか望ましい。この場合も図 6に示すように該リボン状熱可塑性樹脂 Rは不均一に木質材料 Wに絡まつて融着する。

このように繊維状あるいはリボン状の熱可塑性樹脂 Rが木質材料 Wに不均一に絡まって融着している場合には、マツト Mをフォーミングする際にも空気が多量取込まれ、プレスによって若干マツト内の空気が排除されても、成形マツト M ' 内には多くの空隙が存在することになり、得られる製品の軽量化が行われる。板状の成形物を製造するには、例えば図 3および図 4に示すようにフォーマー (4) に木質材料 Wを通して、レイカ一と呼ばれる串状ロール（5) で厚みをある程度均一に備え更にスプレツダ一ロールと呼ばれる引搔きロール (6) によって該木質材料 Wを搔き飛ばし、該引搔きロール (6) の直後上方に熱可塑性樹脂 R溶融物を散布する押出機 (1) を配置するか、あるいは左右一対の引搔きロール (6) (6)間に該押出機（1) を配置し、搔き飛ばされた木質材料 Wを熱可塑性樹脂 R溶融物に片側または両側から散布供給して絡ませ、熱可塑性樹脂 Rがまだ軟化している状態で、圧縮ロールプレスコンベア（7) 上や該コンベア（7) 上に載置した型板（10) 上に該原料混合物 Μχ を散布し、プレス成形する方法がある。図 5に示すようにダイス（1A)には複数個のォリフィスを一列または複数列に配置してもよい。更に上記したように木質材料 Wに熱可塑性樹脂溶融物を混合した原料混合物 Μχ を図 7に示すように一旦コンベア（7Α)上に散布し、フォーマ一（4Α)の串状ロール（5Α) で厚みをある程度均一に揃え、更に引搔きロール (6Α)にてある程度均一にマツト状となった木質材料 Wを搔きほぐして再度粉砕して、型板（10)上や熱間口一ルコンベアにつながる圧縮ロールプレスコンベア（7) 上に搔き飛ばして散布し、マツトをフォ一ミングする。このフォーマ一（4Α)を通して一度マツト状にすることで混合物 Μχ の比重むらをなくすることが出来る。

もしこの際、木片等の木質材料 Wの含水率が高いと水分がバインダ一としての効果を果たすので、例えば微粉化された熱可塑性樹脂 Rを使用しても木質材料 W に均一に付着するため、搔き飛ばす時に木質材料 Wと熱可塑性樹脂 Rとが分離しにくいが、本発明のように後から熱プレスをかける場合には、加熱時に木質材料 Wから水蒸気が発生すると云う問題があるので木片 Wの含水率は低くする必要があり、熱可塑性樹脂 Rが粉体やチップ状だと木質材料 Wと熱可塑性樹脂 Rとがバィンダ一である水分が少ないため分離して搔き飛ばされ、マツト化しても熱可塑性樹脂 Rが均一に行き渡ったマツ卜とはならず成形後の強度発現が望めない。

したがって、熱可塑性植 ί脂 Rは繊維状および/またはリボン状である必要があり、木質材料 Wと絡まり合うので、木質材料 Wと熱可塑性樹脂 Rとが分離して搔き飛ばされることはない。

該マツト Μを成形するには、該マツト Μをプレス装置によって熱圧成形し、得られた成形マツト Μ 'を冷間ロールプレスに通して冷却してもよいが、図 8に示すように該型板（10)の多数個をコンベア（7) 上に並べて移動させつ逐次該型板 (10)上に原料混合物 Mx を散布してマツ卜 Mをフォーミングしていけば生産性が良くなる。この場合には型板（10)上にフォーミングされたマツト Mはふかふかの状態であるからマツト崩れを防いだり、熱圧成形時にマツト Mに熱を伝え易くするために熱圧成形前に圧縮ロールプレス（13A, 14A) で若干厚みを圧縮しておくことが望ましい。またこの場合には熱圧成形は熱間ロールプレス（13B, 14B) で行うと連続操業が可能となり生産効率が向上する。

また図 9に示すように直接コンベア（7) のベルト上に原料混合物 Mx を散布し、マツ卜 Mをフォーミングする方法も連続操業が可能で、生産性が高くかつ設備費も安価で経済的である。この場合成形マツト M *の冷却は冷間ロール（13C， 14C ) で行うことが望ましい。

更に図 1 0に示すように型板（10)上にマツト Mをフォーミングし圧締装置 (24) によって熱圧成形する方法にあっては、冷却は圧締状態のまで行うことが望ましく、またマツト Mと型板（10)とからなるュニットを多段に積重ねて圧締装置 (2 4)によって圧締すれば生産性が良くなる。この場合には図 1 1に示すように通常台車 (25)上にュニットを多段に積重ねて圧締し、台車 (25)ごと加熱室に搬入する方法をとれば生産性は更に向上する。

マツト Mを型板（10)上にフォーミングする場合には、通常型板 αο)面はフラットであるが型板（10)面に凹凸柄を付してもよく、あるいはまた成形マツト Μ 'を冷間ロールプレス（13C, 140 によって冷却する場合には該冷間ロールプレス（13C ， 140 の後段において、図 9に示すように該成形マット Μ 'の一側または両側に表面に凹凸柄を付したエンボスロール（16A， 16B) を配置しておけば、一方の面または両方の面に凹凸柄を有する板状木質成形体を得ることが出来る。

更に型板（10)面を弧状または波状の弯曲面にしたり、熱間口一ルを三対以上弧状または波状に配置し、その中に成形マツト Μ 'を通せば弧状または波状に弯曲した板状木質成形体を得ることが出来る。

更にマツトはニ層、三層等多層構造にしてもよい。三層の場合には表裏層に微細木質材料（例えば木片と木粉との混合物）を使用し、芯層に粗木質材料（例えば木片）を使用すると、表面が緻密構造を有し平滑で、芯層が粗構造を有しクッション'性があり軽量な板状木質成形体を得ることが出来る。

板状以外の木質成形体を得るには、内面が所望形状の型面である箱型に上記混合物を充填し、その上から所望形状の型面を有する上型を押圧して加熱成形するのが一般的である。

いづれの成形方法においても加熱は電熱加熱、高周波加熱、電磁波加熱、蒸気熱を熱媒とした加熱等が適用される。

上記繊維またはリボン状の熱可塑性樹脂 Rは内部に多量の空気を含み、図 1 2 に示すように熱圧成形によっても該繊維またはリポン状の熱可塑性樹脂 R中の空気は大部分排除されることなく留まっており、該繊維またはリボン状の熱可塑性樹脂 Rが溶融した場合に多数の空隙 Sが成形物内に形成され、軽量な成形物が得られる。また強度も高く釘保持力もよいので、屋根下地材等に有用である。更に本発明の木質成形体を製造する好ましい方法としては、メルトブロー法がある。この方法はダイスのォリフィス両側から熱可塑性樹脂 R吐出物に熱風および/または冷風を斜め下方に吹付け、該熱風圧および/または冷風圧によって該熱可塑性樹脂 R吐出物を短繊維化したり、あるいは延伸して細化する方法である。このような短繊維化あるいは細化された繊維状の熱可塑性樹脂 Rは、種々の熱可塑性樹脂廃材を分別することなく混合したものであっても、該各熱可塑性樹脂 Rの相互の相溶性に関係なく、木質材料 Wと混合した場合に相分離を起さないようになる。

したがつてこの方法では熱可塑性樹脂廃材の再利用が分別することなく効果的に亍われる。

この方法によつて本発明の木質成形体を製造するには、まず木質材料 Wと溶融状態の熱可塑性樹脂 Rとを混合する。

木質材料 Wと繊維状の熱可塑性樹脂 Rとの混合方法としては、鉛直方向に押出機により溶融混練された熱可塑性樹脂 Rをダイスのオリフィスから高圧で吐出させ、連続的および/または断続的な繊維状溶融物とし、その両側または片側から木質材料 Wを供給する。混合比は通常木質材料 W：繊維状の熱可塑性樹脂 Rの重量比率で 2 0 ： 8 0〜9 0 ： 1 0程度になるようにする。

上記混合過程において、溶融状態の繊維状の熱可塑性樹脂 Rは熱風圧および/ または冷風圧で延伸細化されつ、、その熱風および/または冷風によって発生した随伴流（負圧域）により木質材料 Wに絡みつくので、混合を均一に行なうことが出来る。冷風を用いる場合には、大量の風圧を与えることが出来、延伸を促進出来る。

なお上記溶融状態の繊維状熱可塑性樹脂 Rとは、熱風圧および/または冷風圧で延伸細化される程度に溶融状態である繊維状熱可塑性樹脂 Rを云い、全体が溶融状態でなく部分的に冷却固化物が含まれていてもよい。

具体的には図 1 5に示すような押出機 (40)の根端部ホッパー (41)からチップ状あるいはペレツ卜状の熱可塑性樹脂を供給し、押出機 (40)中で該熱可塑性樹脂 R を加熱溶融状態としながらダイス（42)内に押出し、図 1 6に示すようにダイス（4 2)のオリフィス（43)から繊維状に吐出する。

この際該ダイス（42)のオリフィス（43)の両側に熱風吹出し口（44)を開口させ、熱風供給路 (45)からの熱風を斜め下方に吹付け、該熱可塑性樹脂 R吐出物を延伸細化する。

上記ダイス（42)のオリフィス（43)は図 1 Ίに示すように複数個並設されていることが好ましく、この場合該熱風吹出し口（44)は該ォリフィス（43)に沿ぅスリツト状である。

上記ダイス（4¾のオリフィス（43)の口径 0 , は 0 . 2 ~ 2 . 0 mmとすることが好ましく、口径が 0 . 2隨以下の場合は熱可塑性樹脂 R溶融物、特に熱可塑性樹脂廃材の溶融物に含まれている爽雑物がォリフィス（43)に詰り易くなり、 2 . 0誦を越えると該熱可塑性樹脂 R吐出物を延伸しても細化が充分行われず、木質材料 Wと均一に混合することが困難となる。

図 1 6に示すようにオリフィス（43)の口径 (^ が 0 . 2〜2 . 0 mmの場合は延伸細化後の繊維状熱可塑性樹脂 R吐出物の径が 0 . 0 5〜0 . 8 mmとなり、この範囲でォリフィス（43)は詰ることがなく、かつ繊維状熱可塑性樹脂 R吐出物は均一に木質材料 Wに混合することが出来る。

連続的に木質成形体を製造するには、図 1 8に示すように、ダイス（42)のオリフィス（43)群の直下両側に木質材料供給コンベア（46， 46) を配置し、該供給コンベア（46， 46) 上の木質材料 Wを該供給コンベア（46， 46) 末端に配置されている散布ロール (47, 47) によって散布し、ダイス（42)のオリフィス（43)から下方に向けて吐出され、熱風圧によつて延伸細化された繊維状の熱可塑性樹脂 R吐出物と混合する。

この際該熱可塑性樹脂 R吐出物は熱風によつて保温されて溶融状態を維持し、また熱風圧によって該熱可塑性樹脂 R吐出物両側に形成される随伴流（負圧域）に該木質材料 Wが吸引され、その結果該木質材料 W、特に片状の木質材料である木片は、該熱可塑性樹脂 R吐出物の周りをスピンしつ、、延伸細化されつある該熱可塑性樹脂 R吐出物に接触し、溶融状態の該熱可塑性樹脂 R吐出物に絡みつき、該熱可塑性樹脂 R溶融物と該木質材料 Wとの混合が均一に行われ該熱可塑性樹脂 R吐出物は該木片の自重によつて延伸細化が促進される。

このように熱可塑性樹脂 R溶融物と該木質材料 Wとが均一に混合された上で、該混合物 Mx はコンベア（48)上に搬送されている型板（10)上にマツト状に堆積し、堆積した混合物 Mx は図示しないロールプレスまたは成形プレス等に送られ、板状にプレス成形される。

図 1 9に示すようにダイス（52)にはォリフィス（43)が複数個複数列、例えば二列に並設されていてもよい。この場合には両方の列のォリフィス（43)群から吐出された熱可塑性樹脂 R吐出物は熱風圧によつて延伸細化されつ、相互接近するように配向されるが、双方の熱可塑性樹脂 R吐出物が合一する前に木質材料 Wが供給され混合される。そして該木質材料 Wに熱可塑性樹脂 R吐出物が絡みついた状態で双方の熱可塑性樹脂 R吐出物が合一し、該熱可塑性樹脂 R溶融物と木質材料 Wとが均一に混合され、該混合物 M xがコンベア（48)上の型板（10)上にマツト状に堆積する。オリフィス（43)列が二列の場合には、熱可塑性樹脂 R溶融物の供給量（吐出量 ) は 2倍になるから、木質材料 Wの供給量もそれに対応して 2倍とし、更に型板 (10)の搬送速度も 2倍とするので、生産量が 2倍になる。

図 2 0にはダイス（62)にォリフィス（43)が複数個三列に並設されている場合が示される。この場合は中央のオリフィス（43)群から吐出された熱可塑性樹脂 R吐出物は、ダイスの熱風によってはあまり延伸細化されない。この場合両外側のォリフィス（43)群から吐出された熱可塑性樹脂 R吐出物は延伸細化され、このように延伸細化された熱可塑性樹脂 R吐出物に木質材料 Wが供給され、該木質材料 W に熱可塑性樹脂 R溶融物が絡みついた状態で中央のあまり延伸細化されない熱可塑性樹脂 R吐出物に両側から合一する。したがつて熱可塑性樹脂 R溶融物と木質材料 Wとの混合物 Mx は 2層状態となつてコンベア（48)上の型板（10)上にマツト状に堆積する。

この場合には熱可塑性樹脂 R溶融物の供給量（吐出量）は 3倍となるから、木質材料 Wの供給量も 3倍とし、型板（10)の搬送速度も 3倍として生産量を 3倍にすることが出来る。

図 2 1に示すように、ダイスの熱風のほかに冷風によって熱可塑性樹脂 R吐出物を延伸細化することも出来る。図 2 1にあっては、両側の木質材料 W供給コンベア（46, 46) の先端から傾斜台 (46A， 46A) をそれぞれ連設し、該傾斜台 (46A, 46A ) の下側に冷風導入路 (46B, 46B) を設けて、該冷風導入路 (46B. 46B) から熱可塑性樹脂 R吐出物に冷風を吹付ける。この場合冷風が当たつている熱可塑性樹脂 R 吐出物自体は冷却固化されつ ^あるのであまり延伸されないが、ダイスのオリフィスは加熱されているので熱可塑性樹脂 R吐出物は溶融状態にあつて、オリフィスと冷風との間で吐出物の延伸細化が促進される。また、冷風は熱風のように熱エネルギーを与えて温度を上げる必要がないので、多量の風を与えることが出来、経済的かつ能率的である。更にまた、ダイスの熱風を止めて冷風のみ当てることで熱可塑性樹脂 R吐出物の延伸細化を調節することが出来る。これはダイスの熱風とは比較にならない多量風圧を与えることが出来る冷風のみにすることで、簡単に延伸化を管理出来るからである。

また、冷風を吐出する吐出部を図のように板状にすることで、木質材料 Wを投入するガイドとして用いることが出来、より効率良く熱可塑性樹脂 R吐出物と絡ませることが出来る。

また、図 2 2に示すようにダイス（42)の熱風と傾斜台 (46A, 46A) 下の冷風との間に熱風供給路 (45A，45A) を設け、該熱風供給路 (45A, 45A) から更に熱風を吹付けて熱可塑性樹脂 R吐出物を延伸細化させても良い。この場合は冷風が当たる直前まで熱可塑性樹脂 R吐出物が保熱しているので、更に細く延伸させることが出来る。

また、図 2 3に示すようにダイス（42A, 42B, 42C) を段状に配置し、中央高位のダイス（42A) の下方両側に冷風導入路 (46B, 46B) を設け、左右低位のダイス（42B

, 420 の下方外側に冷風導入路 (46B, 46B) を設けることで、積載量を増加させたり、積載物を三層構造としたりすることが出来る。

上記木質成形体の製造過程においては、熱可塑性樹脂 R溶融物の分散性を保つため、木質材料 Wを加熱しつ共給することが好ましい。木質材料 Wを加熱しておけば、該熱可塑性樹脂 R溶融物の絡みつき（融着）は強くなり、木質材料と熱可塑性樹脂 R溶融物との分離が防止出来る。

このように木質材料 Wを加熱するには、例えば図 2 4に示すように供給コンペァ（46, 46) をネットコンベアとし、熱風循環装置 (49, 49) によって矢印に示すように熱風を加熱しながら循環させつ、該供給コンベア（46, 46) 上の木質材料 Wを加熱する。この場合、木質材料 Wは加熱されかつ乾燥も効率良く行われる。また装置全体を保温室 (50)内に収容しておくことが好ましい。

かくして型板 (10)上にマツト状に堆積した熱可塑性樹脂 R溶融物と木質材料 W との混合物 Mx を堆積直後にプレスすれば、該混合物 Mx はまだ畜熱しているので再加熱の必要がなく、生産効率や熱効率が向上する。またプレスまでに時間がか、る場合は、加熱プレスを行なうがー度溶融しているので、冷えた状態で混合するものよりも熱効率は格段に良い。更に図 5に示すように木質材料供給コンベア（46)とダイス（42)とを多段に設けることによつて生産効率を大巾に向上させることが出来る。

また更に図 2 6に示すように木質材料供給コンベア（46, 46) を左右に首振り可能にしたり、図 2 7に示すように木質材料供給コンベア（46， 46) およびダイス（4 2)を左右巾方向に往復移動可能にしたりすれば、コンベア（48)上の型板（10)上に均一なマツト Mを形成することが出来る。上記首振り式木質材料供給コンベアや巾方向に往復移動可能な木質材料供給コンベアおよびダイスは図 2 5に示すような多段式にしてもよい。

更に図 1 8に示すように木質材料供給コンベア（46， 46) をコンベア（48)と直交に配置し、ダイス（42)を横方向に配置し、該供給コンベア（46, 46) とダイス（42) とを巾方向に往復運動させてもよい。この場合も、コンベア（48)上の型板（10)上に均一なマツ卜 Mを形成することが出来る。また該供給コンベアおよびダイスは横に並設した多段式にしてもよい。

このようにして型板（10)上に堆積したマット Mは前記したように堆積直後で加熱状態を維持している場合は、冷間圧締装置、冷間プレス装置、冷間圧延ロールプレス等により成形され、さらに堆積から少し時間がたって冷却状態にある場合は、加熱プレス装置、熱間ロールプレス等により成形され、得られた成形マツト M 'は冷間プレス装置、冷間ロールプレス等により冷却固定される。

なお、図 1 7、図 1 9、図 2 4〜図 2 8に示す構成は、オリフィス両側から熱風および/または冷風を吹付けない図 2〜図 4に示す方式にも適用されることはいうまでもない。

〔実施例 1〕

ポリプロピレンシート廃品を加熱溶融し、図 1および図 2に示すような押出機 (1) から断続的に樹脂を繊維状に押出し、加熱保温されたミキサー (3) 内の木片 W (サイズ 4〜8瞧 X 2 0〜2 5醒 X 0 . 5〜 1 瞧）に添加し、 1分間攪拌混合を行った。樹脂：木片の混合比率は繊維状熱可塑性樹脂 R 5 0重量％、木片 W 5 0重量⁰ /₀である。上記原料混合物 Aにおいて、繊維状ポリプロピレンの熱可塑性樹脂 Rは加熱軟化状態を維持して木片 Wに添加され混合されるので、図 6に示すように該繊維状ポリプロピレンの熱可塑性樹脂 Rは不均一に木片 Wに絡まつて溶融する。また木片と木片の間にも繊維状の熱可塑性樹脂 R同志が絡みあつている上記原料混合物 Mx を図 3に示すフォーマー（4) により、串状ロール（5) で厚みを揃えながら引搔きロール (6) で再度該原料混合物 Mx を搔き飛ばして図 9に示す上下一対のロールプレス（13， 14) の前端圧縮ロールプレス（13A, 14A) のコンベア（7) 上に直接供給し、該圧縮ロールプレス（13A, 14A) により厚み方向に圧縮整形した後、該マツ卜 Mを上下一対の加熱室（15)内の熱風によって加熱されているロールプレス（13, 14) の熱間ロールプレス（13B， 14B) で 1 8 0 ~ 2 2 0 °Cに加熱ブレスして成形し（プレス圧 6 M P a)、成形マツト M 'を該ロールプレス（13, 14) の後端冷間ロールプレス（13C, 14C) で整形しっ冷却し（ロール間隙 1 2 . 0腿、プレス圧 0 . 5 M Pa ) 、その後上下一対のエンボスロール（16A， 16B) で該成形マツト M 'の上下面をエンボスしてから搬送コンベア（18)に移し、カツタ一（17)で所定寸法に力ットして板状試料 1を製造した。

上記板状試料 1にあつては、図 1 に示すように繊維状熱可塑性樹脂 R溶融物によつて木片 W相互が結着されているが、前記したように該繊維は不均一に木片 Wに絡まつて融着した状態となっており、また木片と木片との間には該繊維同志が絡みあつた状態となっているので、プレスした後も木片の周りは熱可塑性樹脂 Rでシールされると共に板内部に多くの空隙 Sが残存して軽量化を実現している

〔実施例 2〕

ポリエチレンシート廃品をシュレツダ一にかけてリボン状に細分した。

該リボン状ポリェチレンの熱可塑性樹脂 R 5 0重量⁰ /₀、木片 W 2 5重量⁰ /₀、木粉（目開き 1 匪以下） 2 5重量％の原料混合物 Mx をアイリッヒミキサーで攪拌混合し、該混合物 Mx を実施例 1と同様のフォーマ一 (4) を用いて、図 8に示すようにロールコンベア（7) 上を移動する型板（10)上に散布してマツト Mをフォーミングし、該マツト Mを圧縮ロールプレス（13A， 14A) で若干厚み方向に圧縮して整形した後熱間ロールプレス（13B, 14B) で 1 20~ 1 70°Cで加熱プレス（6M Pa ) した。その後冷間口一ルプレス（13C， 14C) ( 5 MPa、ロール間隔 1 2. Omm) にて成形マツ卜 M 'を冷却し板状試料 2を製造した。

〔実施例 3〕

ポリエステル繊維からなる不織布廃品を 1軸シュレッダ一で粗粉砕し、更にダブルディスクリファイナ一で解織して再生繊維とした。

上記再生繊維を使用して下記の組成の混合物 Bを調製した。

再生繊維 50重量％

木片（実施例 1 ) 2 5重量％

木粉（実施例 2 ) 2 5重量％

上記混合物 Bを図 8に示すように型板（10)上に散布してマット Mをフォーミングして、該マツト Mを型板（10)と共に 2 50〜280°Cの熱間ロールプレス（13B , 14B) に送り込んで除々に該マット Mの厚みを縮小させ、締め込みを行った。この場合の最大プレス圧は 6 MPa、ロール間隙は 1 2. Onkであった。このようにして板状試料 3を製造した。

〔実施例 4〕

ポリプロピレン樹脂廃材を粉砕溶融して図 2に示す押出機（1) から繊維状に押出し、加熱軟化状態を維持している間に実施例 1と同様な木片 Wを図 3に示すフォ一マ一 (4) の引搔きロール (6) によって搔き飛ばして、該木片 Wに該繊維状ポリプロピレン樹脂を絡ませながら口一ルコンベア（7) 上に散布し、その後図示しない熱間口一ルプレス（13B, 14B) によって 1 80〜220° (：、プレス圧 6 MPa で加熱プレスし、冷間口一ルプレス（13C, 14C) (プレス圧 0. 5MPa、ロール間隔 1 2. 0讓）によつて該成形マット M 'を冷却して板状試料 4を製造した。

〔実施例 5〕

実施例 1の混合物 Aを型板（10)上に散布してマツト Mをフォーミングし、型板 (10)とマツト Μとからなるュニットを図 1 0に示すようにスぺ一サ一（厚み 1 1 . 1画設定）を介して多段（ 1 0段〜 1 5段）に積み上げ、所定段数積載した後圧締装置 (24)内に搬入し、該圧締装置 (24)の下基盤 (24A) と上基盤 (24B) との間に積み上げたュニットを圧締し、図 1 1に示すように該上基盤 (24B) の固定腕 (2 40 を該下基盤（24A) の固定フランジ（24D) にクランフ。杆（24E) によってクランプする。この場合の圧締圧は 6 M Pa とする。

上記圧締装置 (24)によって圧締された多段マツトは台車 (25)上に載置され、台車（25)ごと加熱室に導入して温度 1 8 0〜2 5 0 °Cで約 6 0〜9 0分加熱する。加熱後加熱室から台車 (25)ごと取出され、圧締状態のま、 2〜3時間室温に放置し、板温を 1 0 0 °C程度まで冷却し、冷却後圧締を解除して成形マツト M 'を取出し板状試料 5を製造した。

〔実施例 6〕

実施例 1の混合物 Aを型板（10)上に散布してマツト Mをフォーミングし、マツト Mの上部に更に型板（10)を載せ、型板（10)とマツト Mとからなるュニットを図 1 3に示すように多段加熱プレス装置 (30)に揷入し、温度 1 8 0〜2 5 0 °C、圧力 6 M Paで加熱しながらプレスした。その後解圧し成形されたマツト M 'を上下の型板（10)ごと図 1 4に示すような冷間プレス（31)に揷入し、 0 . 5 M Pa にて整形しながら冷却し板状試料 6を製造した。

〔実施例 7〕

実施例 2の混合物を使用して下記の組成の混合物を調製した。樹脂 ]曰 5 0重量％

木片 2 5重量％

芯層用混合物

樹脂 3 0重量％

木片

ロールコンベア上を移動する型板（10)上に 2へッドのフォーマーを用いて上記表裏層用混合物を散布し、その上に芯層用混合物を散布し、更にその上に表裏層用混合物を散布し三層のマツト Mをフォーミングした。

上記三層構造のマット Mを実施例 2と同様に温度 1 20 1 70 °Cで熱圧し. 冷却して三層構造の板状試料 7を製造した。

板状試料 1 7の物性を表 1に示す。

(表 1 )

*1 J I S A 1 4 0 8に準じる

*2 A S TMD 1 0 3 7に準じる（釘は 3 øリング'ネイル使用）

*3 J I SA 5 9 0 5に準じる

〔実施例 8 ]

、図 1 9に示す装置において、ダイス（52)のオリフィス（43)の口径は 1. 5 瞧、孔間隔は 5瞧で 500個一列に配列したものを 50瞧の間隔をおいて二列配置する。

ボリプロピレンの廃材を粉砕して押出機中で加熱溶融してダイス（52)に供給し、ダイス（52)のオリフィス（43)から繊維状に吐出させる。該ポリプロピレン R溶融吐出物は 200°Cの熱風を吹付けることによって延伸細化される。延伸後の繊維径は約 0. 5 mmであった。

木質材料 Wとしては、間伐材をフレーク化した木片（サイズ 4~8瞧巾、 10 25画長、 0. 5 lmm厚）を使用し、両側の供給コンベア（46, 46) から散布ロール (47)によって、上記ポリプロピレン R溶融吐出物に供給し、該ポリプロピレン R溶融吐出物を該木片 Wに絡みつかせ、均一に混合しつコンベア（48)上の型板（10)上にマツト状に堆積した。上記木片とポリプロピレンとの混合比は重量比で 6 ： 4とした。上記混合物 Mx の堆積物は圧延ロールプレスによって板状に成形され、更に冷間ロールプレスによって冷却され、木質成形体とした。

上記木質成形体の試料は巾 1 0 0cm、長さ 1 8 0cm、厚さ 1 2瞧であり、曲げ強度は 3 4 0 kgf/cm² 、絶乾比重 0. 7 1であった。

〔実施例 9〕

図 2 2に示す装置において、実施例 8と同様のダイス、熱可塑性樹脂 R、木質材料 W等を用いて 2 0 0 °Cの熱風を熱風供給路 (45, 45A)の 2段階で吹付け、その後 2 0°Cの冷風を冷風導入路 (46B) から吹付け熱可塑性樹脂 R吐出物を延伸細化させた。ノズル径は直径 1. 5睡、延伸後の熱可塑性樹脂 R吐出物の繊維径は約 0. 1讓であった。

木質材料 Wと混合した後、 2 0 0°Cの熱間ロールプレス（プレス圧 6. 0 MP a ) でプレスし、冷間口一ルプレス（プレス圧 0. 6 MPa 、ロール間隔 1 2譲 ) を施し、幅 1 0 0讓、長さ 1 8 0讓、厚み 1 2睡の木質成形体を得た。該板の曲げ強度は 3 5 0 kg/cm² 、絶乾比重は 0. 7 1であつた。

〔実施例 1 0〕

実施例 8と同様のダイス、熱可塑性樹脂 R、木質材料 W等を用いて図 2 1に示す装置において、ダイスの熱風供給路 (45)からの熱風を止めて 2 0°Cの冷風のみ冷風導入路 (46B) から吹付け熱可塑性樹脂 R吐出物を延伸細化させた。ノズル径は直径し 5讓、延伸後の熱可塑性樹脂 R吐出物の繊維径は約 0. 6咖であつた木質材料 Wと混合した後、 2 0 0°Cの加熱プレス装置（プレス圧 6. O MPa ) で加熱プレスし、その後冷間プレス（プレス圧 0. 6 MPa ) で整形し、木質成形体を得た。該板の曲げ強度は 3 6 0 kg/cm² 、絶乾比重は 0. 7 8であった比較例として、ポリプロピレン樹脂 R廃材を単に粉砕したもの（粉体）と、木片 Wとを混合してホットプレスで製造した木質成形体の曲げ強度は 1 6 0 kgf/ cm² であり、実施例のものに比べると強度が低いが、この原因はポリプロピレン樹脂 R廃材粉砕物の分散が不均一で、木質材料 W間に樹脂成分が存在しない部分があるためと考えられる。産業上の利用の可能性

本発明では木質材料の結着剤として木質材料と絡合し易い繊維状あるいはリボン状の熱可塑性樹脂を用いるので、木質材料と該繊維状あるいはリボン状の熱可塑性樹脂とを分離することなく均一に混合し、かつ混合中に空気をまき込むことが出来る。

また該繊維あるいはリボン状の熱可塑性樹脂が木質材料と絡合し溶融して結着する結果、内部に多数の空隙が存在し、そして高強度かつ軽量な成形体が得られる。

更に加熱溶融状態の繊維状の熱可塑性樹脂に木質材料を供給すれば、熱可塑性樹脂の木質材料に対する分散性が得られ、強度の大きな木質成形体が得られる。特に該繊維状の熱可塑性樹脂を加熱溶融状態で熱風圧および/または冷風圧によつて延伸細化すると、木質材料と熱可塑性樹脂との混合がより均一に行われ、更に高強度な木質成形体が得られる。

本発明の木質成形体は壁板、床板、野地板、椅子座板、椅子背板、テーブル板等の建築板や家具素材、あるいは自動車ドアトリム、トノボード等の内装材に有用である。

Claims

請求の範囲

1 . 木質材料と繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂とを混合した原料混合物を成形したことを特徴とする木質成形体

2 . 該繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂は加熱溶融状態で該木質材料と混合される請求項 1に記載の木質成形体

3 . 該繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂は熱可塑性樹脂廃材から製造される請求項 1に記載の木質成形体

4 . 該木質材料はフレーク形状の木片である請求項 1〜 3に記載の木質成形体

5 . 木質材料と繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂とを混合した原料混合物のマツトををプレス成形することを特徴とする木質成形体の製造方法

6 . 木質材料と繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂とを含有する原料混合物を所定方向に移動しているコンベア上に直接または該コンベア上に載置されている型板上に散布してマツトをフォーミングし、該マツトをプレス成形することを特徴とする木質成形体の製造方法

7 . 該マットにはプレス成形後に該マットの一側または両側にエンボスを施して凹凸柄を形成する請求項 5 , 6に記載の木質成形体の製造方法

8 . 該原料混合物は木質材料に繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂を加熱溶融状態で混合することによつて調製される請求項 5〜 7に記載の木質成形体の製造方法

9 . 押出機のダイスのォリフィスから熱可塑性樹脂加熱溶融物を繊維状に吐出させ、該繊維状の熱可塑性樹脂吐出物の溶融状態におし、て木質材料と混合する請求項 8に記載の木質成形体の製造方法

1 0 . 該木質材料は該溶融状態の熱可塑性樹脂吐出物に片側または両側から連続的に供給して混合する請求項 9に記載の木質成形体の製造方法

1 1 . 押出機のダイスのォリフィスから該熱可塑性樹脂加熱溶融物を繊維状に吐出させると共に熱風圧および/または冷風圧によつて延伸細化し、延伸細化された該繊維状の熱可塑性樹脂吐出物を溶融状態で木質材料と混合する請求項 9 , 1 0に記載の木質成形体の製造方法

1 2. 上記押出機のダイスのオリフィスは複数個一列または複数個複数列に並設されている請求項 8 ~ 1 1に記載の木質成形体の製造方法

1 3. 該ダイスは複数段配置されている請求項 8〜 1 2に記載の木質成形体の製造方法

1 4. 上記ダイスのオリフィスの口径は 0. 1~ . 0讓である請求項 8〜 1 3 に記載の木質成形体の製造方法

1 5. 該繊維状および/またはリボン状の熱可塑性樹脂は熱可塑性樹脂廃材から製造される請求項 5〜 1 4に記載の木質成形体の製造方法

1 6. 該木質材料はフレーク形状の木片である請求項 5 ~ 1 5に記載の木質成形体の製造方法