JP2004508967A - 天然繊維をベースとした板状成形要素とその製法 - Google Patents

Abstract

本発明の課題は、従来技術から出発して、少ない経済的コストで簡単で、かつ慣用的な製法よりもフレキシブルで、しかも正確な品質予想をもって製造できる板状成形要素及びその製法を提供することである。この課題を解決するために、本発明により提案される天然繊維をベースとした板状成形要素を製造する方法においては、天然繊維を結合剤と混合し、この混合物を成形ステーションで排出し、場合によっては成形して、最後に結合するようにした方法であって、結合剤を、活性化後に少なくとも部分的に結合剤を生成する固体要素として添加することを特徴とする。

Description

【０００１】
本発明は、天然繊維をベースとした板状成形要素を製造する方法であって、天然繊維を結合剤と混合し、この混合物を成形ステーションで排出して、場合によっては成形し、最後に結合するようにした方法に関する。さらに本発明は、この方法による板状成形要素に関する。
【０００２】
従来技術において、相応の板状成形要素を製造する方法、たとえばチップボード製造、ファイバーボード製造（ｈｄｆ、ｍｄｆ）、セルロースボード又はセルロースボードマット製造など数多く知られている。通常は繊維、チップなどを液体結合剤とブロー成形法で混合する。結合剤は、たとえば尿素ホルムアルデヒド系接着剤、フェノール系接着剤などである。液体状態で排出するのは、セルロースボードもしくはその製法であまり慣用的ではない。通常は繊維を乾燥させて排出する。択一的に繊維を混合機接着において結合剤と混合することもでき、その結果として半湿混合物が得られる。乾燥混合物又は半湿混合物を成形ステーションに、通常は成形ベルトによって形成されたエンドレス型に送る。最後に、排出され、場合によっては成形されたボードを結合するために加熱プレスが行われる。接着剤を活性化するために高温の蒸気を送り込むことも知られている。
【０００３】
上記の方法の短所は、プロセス操作が複雑であり、また混合物を作製するための装置コストが必要な点である。さらに、繊維と結合剤とは最初は別々に貯蔵されるため、貯蔵に関する問題もある。混合後、後続の加工は通常は現場で直接行わなければならない。この混合物は常に湿気含量が多いので、成形と加熱プレスの領域でも相応に高いコストが必要となる。最後に、これらの公知の方法で製造されたボードは湿度制御のために製造コストがかかり、このパラメータを無視すると品質が安定しない。さらに、慣用的な方法で製造されたマットもしくはボードはみかけ密度が大きく、それゆえ材料需要の点でも非経済的である。みかけ密度が大きいために、マット又はボードはある程度の剛性を有し、そのため実際の使用において簡単に折れないように取り扱わなければならない。
【０００４】
本発明の課題は、従来技術から出発し、少ない経済的コストで簡単で、かつ慣用的な製法よりもフレキシブルで、しかも正確な品質予想をもって製造できる板状成形要素及びその製法を提供することである。さらにまた冒頭に記載した種類のマット又はボードはより軽く、みかけ密度がより小さく、従ってよりフレキシブルに製造でき、それと同時に材料需要が減ることによって節約が可能となる。
【０００５】
この課題を技術的に解決するために、冒頭に記載した種類の方法は、結合剤として、活性化後に少なくとも部分的に結合剤を生成する固体要素を添加するようにした。
【０００６】
本発明により、一方では排出すべき天然繊維を準備し、他方では活性化後に結合剤を生成する乾燥した固体要素を準備することができる。両者、すなわち天然繊維と固体要素を機械的に混合し、機械的方法、たとえばスプレッドによって排出し、簡単に成形し、最後に結合できる。本発明の提案によれば、成形のために同様に機械的方法、たとえば掻き取り、プレスなどが提案される。最後に、ボードを結合するために固体要素の結合剤生成を活性化する。
【０００７】
本発明の有利な提案によると、活性化は熱気によって行われる。択一的に熱気処理の前に排出された混合物を蒸煮できるが、それによってマットもしくはボードの強度がより大きくなる。熱気活性化に続いて成形要素を、特に冷気を当てて冷却する。
【０００８】
天然繊維は、たとえば古紙精製などから作られたセルロース、木繊維、さらにはチップ、ミネラルウール、又はその他の植物繊維などであることができる。この目的のために、ほぼ任意の混合物を作製できる。
【０００９】
固体繊維は繊維状に形成することもできるが、薄片や類似の固体形態も考えられる。本発明で言う「活性化後に結合剤を生成する」とは、固体要素に付着した結合剤の遊離、固体要素全体の溶融、又は固体要素が多成分系繊維である場合には多成分系結合剤の生成も包含している。たとえば、いわゆるバイコンポーネントファイバー、融着繊維などを使用できる。本発明の枠内で本質的なのは、架橋結合剤の使用であり、そのためにコポリマー又はポリエチレンを使用でき、たとえばポリマー基体に繊維状又は薄片状などに塗布できる。熱気活性化によってコポリマーまたポリエチレン外被は溶融し、ポリマー基体と、及び相互に架橋し、それによってマットもしくはボードの良好な、しかしフレキシブルな結合が達成される。次いで冷却することによって架橋プロセスは完了する。
【００１０】
本発明の特別の利点は、天然繊維と固体要素とが簡単なやり方で非常によく混練できて、成形要素が容積全体にわたって非常に良好な結合を有することに基づいている。しかも、成形混合物は乾燥状態で形成できるので、たとえば混合物を貯蔵したり、運搬したりすることが可能である。そうすることによって、混合物は必ずしも現場で加工しなければならなくなるので、製造プロセスは著しくフレキシブルになる。また、個々の成分の保存及びそれらの混合は非常に簡単である。
【００１１】
さらに、混合物は総じてより簡単に取り扱うことができるので、複雑なスプレッド装置などは不要になる。それ自体公知の単純な機械的なスプレーヘッドなどで十分である。成形も同様に非常に簡単であり、たとえば熱気を吹き込むことによる活性化は加熱プレスに比べてはるかに経済的で単純である。
【００１２】
この方法によれば、活性化後に結合剤を生成する固体要素を添加することによって形成される、天然繊維をベースとした新種の板状成形要素が生じる。このようなボードは所定の品質状態を有し、簡単かつ経済的に非常にフレキシブルに製造できる。
【００１３】
利点は、一方では天然繊維の混練により、他方では結合剤を形成するための合成繊維により提供される。架橋結合剤を使用することにより、ボードは総じてフレキシブルになり、みかけ密度はわずかとなる。そうすることにより、同じ容積で必要とされる材料はより少なくなる。さらにマットやボードは壊れにくくなり、取り扱いに必要なフレキシビリティーを有しているので、それらの扱いは著しく改善されている。これらは隙間に押し入れたり、圧縮したりでき、さらには輸送時に投げてもよく、片側に急激に力を加えてもエッジは破損しにくい。熱気活性化の前に簡単に水蒸気処理すると、相応に高い強度を達成できる。
【００１４】
以下に、本発明のその他の利点と特徴を図面に基づいて詳細に説明する。
図１には本発明による方法の有利な実施例が示されている。符号１で本発明による方法全体が示されている。
図示の実施例に従い、短い繊維１、たとえば紙繊維、木繊維、セルロース繊維などと、長い繊維２、たとえばジュート、サイザルなどと、結合剤固体要素とを互いに混ぜ合わせる。結合剤固体要素は糸状もしくは繊維状、薄片状などに形成されてよい。特に相応の基体要素は架橋プラスチック、たとえばコポリマー外被又はポリエチレン外被を備えたポリマー基体の外被を有している。
【００１５】
短い繊維と長い繊維とを組み合わせることのできる天然繊維からなる母材と、理想的には耐火材２、たとえばホウ砂と、結合剤３、たとえばバイコンポーネントファイバーを、ステーション４で互いに混合し、５で排出してマットに成形する。これらの工程はそれ自体公知のように純粋に機械的な方法で行われ、成形はたとえば掻き取りなどで行うことができる。図示の実施例では、高い強度を達成するために成形されたマットを段階６で蒸煮する。次いで段階７でプレスと熱気活性化が行われ、同時に蒸煮によって持ち込まれた湿気を乾燥させる。架橋結合剤を使用した場合は、冷却段階８で完了する。最終的に段階９でマット又はボードを裁断するなどして量産する。最後に所定のサイズにしたボードを段階１０で梱包する。
【００１６】
例１
耐火材を備えたセルロース繊維をポリエステル／ポリオレフィン・バイコンポーネントファイバーと混合し、混合物を機械的に展延し、展延されたマットを短時間蒸煮した後で乾燥させ、マットの至る所で繊維の溶融温度に達するようにすると、冷却後にフレキシブルな絶縁パネルが得られる。これは慣用的なセルロース絶縁パネルと比べてみかけ密度は半分で、２倍の引張強さに達する。セルロース繊維とバイコンポーネントファイバーとの混合比は、４：１と２０：１の間である。
【００１７】
上記の実施例は説明の目的に供するもので、本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法のプロセスフローの実施例のブロック線図。
【符号の説明】
１…母材、２…耐火材、３…結合剤、４…混合、５…機械的排出と成形、６…蒸煮、７…プレスと熱気活性化、８…冷却、９…量産、１０…梱包。

Claims (18)

1. 天然繊維をベースとした板状成形要素を製造する方法であって、天然繊維を結合剤と混合し、この混合物を成形ステーションで排出し、場合によっては成形して、最終的に結合するようにした方法において、
   結合剤として、活性化後に少なくとも部分的に結合剤を生成する固体要素を添加することを特徴とする天然繊維をベースとした板状成形要素を製造する方法。
2. 前記固体要素が繊維であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記固体要素がホットメルト型接着剤からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記固体要素が少なくとも部分的には多成分系接着剤を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 結合剤として架橋結合剤を使用することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 架橋結合剤を基体要素に塗布することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 天然繊維がセルロース繊維を包含していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 天然繊維が木繊維を包含していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 天然繊維と固体要素との混合が機械的に行われることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 混合物の排出が機械的に行われることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 排出がスプレッドによって行われることを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 成形が機械的に行われることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 成形が少なくとも部分的に掻き取りによって行われることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 成形が少なくとも部分的にプレスによって行われることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 結合剤を生成する固体要素の活性化が熱気によって行われることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 熱気による活性化の前に排出された材料を十分蒸煮することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 熱気活性化の後で成形要素に冷気を当てることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 天然繊維をベースとした板状成形要素において、当該成形要素が、天然繊維と、活性化後に少なくとも部分的に結合剤を生成する固体要素との混合物から形成されていることを特徴とする、天然繊維をベースとした板状成形要素。