JP2879771B2 - 引抜き合成木材複合材及びその製造方法 - Google Patents

引抜き合成木材複合材及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 関連出願への相互参照 本出願は,1993年11月12日に出願されたアメリカ国出
願番号08/150,860の一部継続出願であり、その全文を本
文中に参照のため組み込んである。
発明の属する分野 本発明は一般には木材調の製品に関する。本発明は特
に、自然木材の代用に適した木材・高分子の成形複合材
料に関する。さらに、本発明は前記複合材料の製造プロ
セスに関する。
従来技術の説明 木材は自然再生可能な資源であるが、木材に対する要
求はつねに高く、建築用の高品質木材の供給は減少しつ
つある。このため、木材の代用資源を見つけることへの
緊急性が高まっている。
代用資源の一つは、自然木材製品を用いる他産業の産
業廃棄物の副産物である木材粉、木材チップ、おがく
ず、及び新聞紙などの再生された廃棄木材を含む成分の
混合物から人工木材を製造することにより得られる。し
かし、人工材木産業における再生木材の利用は、製造プ
ロセスの効率の低さあるいは最終製品の欠点などの理由
により、まだ有効ではない。
従来の技術は木材を熱可塑性樹脂と混合する技術によ
り人工木材を製造しようとする。かかる従来の技術によ
れば、ポリエチレンあるいはポリプロピレンなどの可塑
性樹脂は、廃棄用紙、新聞紙、段ボール、あるいは圧縮
ボール紙をカッタにより小さく切断することにより得ら
れる、粗挽きの木質材料や繊維状のセルロースと混合さ
れる。かかる混合物は加熱されミキサに導入された後、
練り混ぜられる。練り混ぜが進行すると、摩擦及び剪断
のため混合材料の温度が上昇する。この結果、廃棄用紙
の水分は蒸発し、廃棄用紙は乾燥する。同時に、溶融状
態の熱可塑性樹脂が廃棄用紙に混入される。そして、混
合物は別のミキサに移され、約20℃に水冷されて合成物
が得られる。
このプロセスの欠点は木材粉と樹脂とが固まって拡散
する結果、成分の拡散が不均一になることである。さら
に、熱可塑性樹脂は加熱されて溶融した状態では酸化に
より劣化する場合がある。セルロースも同様に劣化する
場合がある。
他にも、従来技術に開示される人工木材製品の製造プ
ロセスがある。例えば、Holmanのアメリカ国特許第4,09
1,153号は人工材木板の製造に関している。板は熱可塑
性樹脂と混合された木質の繊維材料から構成される。こ
のプロセスにおいては、樹脂は熱的に活性化され、木材
の木目を模するために弓状の柱体の中に圧入される。
Osternannらのアメリカ国特許第4,686,251号もまた、
装飾用パネルの製造方法を記述している。このプロセス
では、エポキシ樹脂は、あらかじめ樹脂と試薬の混合物
の最大温度よりも高温に加熱された木材の破片、あるい
は断片と結合される。装飾用物体がこのプロセスから製
造されてもよい。
Uedaらのアメリカ国特許第5,055,247号は木材成形物
の製造プロセスを記述している。このプロセスには、炭
酸ナトリウムの存在下で木材粉などの木質材料に二塩基
性酸無水物を加える工程が含まれる。そして、エステル
化された木質材料は練り混ぜられて加熱され、プレス成
形される。
同様のプロセスはAokiらのアメリカ国特許第4,708,3,
623号に開示されている。前記特許は有機充填材が配合
された均一な樹脂複合材料の製造プロセス及び装置を開
示している。原料物質は廃棄用紙などの有機充填材及び
熱可塑性樹脂である。このプロセスは材料をより完全に
結合させるために練り混ぜる多くの突起や溝を有する引
抜き加工機を用いている。
リグノセルロース材料から圧縮成形品を製造する方法
がPalardyらのアメリカ国特許第5,002,713号に開示され
ている。この特許は木片、あるいは含水量の大きい他の
リグノセルロース材料から粒子板パネルを製造する方法
を開示している。この方法では木片や粒子を結合する反
応を加速するために触媒が用いられる。
Earlらのアメリカ国特許第5,151,238号、Theuvenyら
のアメリカ国特許第5,087,400号、及びCollinsらのアメ
リカ国特許第3,908,902号はいずれも、セルロース基盤
がポリマー処理された後圧縮される、複合材料の製造プ
ロセスを開示している。
Earlらのアメリカ国特許第5,088,910号及びBrooksら
のアメリカ国特許第5,082,605号は、合成複合木材製品
の製造方法を開示している。この方法では、廃棄木材や
セルローズ繊維が廃棄プラスティック材料、好ましくは
高密度あるいは低密度のポリエチレンと、結合される。
Brooksらのアメリカ国特許第5,096,406号はBrooksらの
特許第5,082,605号に開示されるプロセスに使用される
引抜き加工機の組み立て部品に関するものである。
従来技術のプロセスでは複合物は一般には高温で処理
が行われるため、プロセスの進行が遅れ、また、ポリマ
が劣化する。さらに、これらのプロセスは均一で仕分け
られた原材料を必要とするため、やはり作業が遅れる。
発明の要約 本発明は従来技術の有する問題点の多くを、セルロー
ス材料の粉末から複合材料を製造するプロセスを提供す
ることにより解決するものである。このプロセスは以下
のステップを有している：セルロース材料を十分な量の
熱可塑性材料と混合して結合製品をつくる；結合製品を
充分な環境の下で成形し、結合製品を全部、均一混合物
となるように融合させる；均一混合材を遷移ダイスに通
過させ、均一混合物の予備成形及び膨張を行う；均一混
合物をストランディングダイスに通過させ、隣接して配
置される多数の均一混合材のストランドを形成する；多
数のストランドを、ストランドを互いに圧縮させて結合
させるのに充分な時間だけ、成形ダイスに通過させる。
本発明は、有機繊維材料と熱可塑性材料とを混合して
複合成形引抜き材を形成する低温引抜きシステムにも関
連している。かかるシステムは、有機繊維材料と熱可塑
性材料とを受け入れて、これらを混合するホッパと；混
合材を引き抜く引抜き加工機、混合材を受入れて初期形
状に成形して、形成された混合物を引き抜く開口を備え
る第１の遷移ダイスと；第１の遷移ダイスに連結され形
成された混合材を受け入れて、各々が外表面を有する多
数のストランドを形成するストランディング開口を備え
る第２のストランディングダイスと；第２のストランデ
ィングダイスに連結され、各ストランドを受け入れて最
終の形成形状の圧縮する開口を備える第３の成形ダイス
と；第３の成形ダイスに連結され、成形された引抜き材
を成形するための引抜き材形状成形開口を備える第４の
成形ダイスとを備えている。
本発明は、また、セルロース粉末から複合材料を製造
する、以下のステップを有するプロセスにも関連してい
る：セルロース材料を水分含有率が１％から９％の間に
なるように乾燥させる；結合化製品を形成するため、架
橋材及び潤滑剤の存在下で、セルロース材料を充分な量
の熱可塑性材料と結合する。この場合、セルロース材料
と熱可塑性材料の比はおよそ1:1から1:0の間である；充
分な条件下で結合されら製品を引抜き加工し、結合製品
を均一な混合材になるように融合させる。ここで、結合
製品は約100゜Fから400゜Fの間の温度で引抜き加工され
る。また、引抜き加工機の流速は毎時約100ポンドから2
500ポンドの間である；均一混合材を遷移ダイスに通過
させ、均一混合材を予備成形して膨張させる；均一混合
材をストランディングダイスに通過させ、隣接して配置
される多数の均一混合材のストランドを形成する。この
場合、隣接して配置される多数の均一混合材のストラン
ドの各々はその内部温度よりも高温の外表面を有する；
ストランドを互いに圧縮させて結合させるのに充分な時
間だけ、多数のストランドを成形ダイスに通過させる；
各ストランドを、互いに圧縮させて結合させて形成引抜
き材を形成するのに充分な時間だけ、ストランドを、仕
上ダイスに通過させる；成形引抜き材の表面に硬化され
た光沢部位を形成するのに充分な冷却剤を、成形引抜き
材にスプレーする；成形された製品を冷却する。
有機繊維材料と熱可塑性材料の混合物から複合成形引
抜き材を形成する低温引抜き加工システムであって、以
下の要素を備える：有機繊維材料と熱可塑性材料とを受
け入れてこれらを混合するホッパ；混合材を引き抜く引
抜き加工機；引抜き加工機に連結されて、引抜き加工機
から流出する混合材の量を制御する開口を備える補助ダ
イス；混合材を受入れて初期形状に成形し、形成された
混合物を引き抜く開口が設けられた第１の遷移ダイス。
ここで、第１のダイスは、一般に円形のオリフィスを有
する第１の前面と、最終製品と同様の形状のオリフィス
を有する第２の背面とを備える；第１の遷移ダイスに連
結され、形成された混合材を受け入れて剪断し、それぞ
れが個々に外周面を有する多数のストランドを形成する
ストランディング開口が設けられた第２のストランディ
ングダイス。ここで、第２のストランディングダイス
は、第１の面と第２の面とを備え、第２のダイスの第１
の面に設けられ成形混合材の剪断により放出されるガス
を受け入れて排出する多数の排気溝と、第１の面に設け
られて排気溝に連通する入口と第２の面に設けられる出
口とを備え排気溝からのガスを受け入れて排出する排気
通気穴とを備える。ここで、排気通気穴の出口は入口よ
りも大きな外周を有しており、排気効率を高めるベンチ
ュリ効果を奏する；第２のストランディングダイスに連
結され、各ストランドを受け入れて最終の形成形状に圧
縮する開口を備える第３の成形ダイス。ここで、第３の
ダイスは、第１の遷移ダイスの第２の背面と同一の形状
を有する第１の前面と、成形引抜き材の形状を形成する
第２後方形状形成面とを備える；第３の成形ダイスに連
結され、成形された引抜き材を成形するための引抜き材
形状成形開口を備える第４の成形ダイス；第４の成形ダ
イスから通過する成形引抜き材を受入れるスプレーヘッ
ドシステム。
本発明は、およそ2/3の有機遷移あるいはセルロース
材料と、およそ1/3の熱可塑性材料とを有する模造木材
複合材料にも関する。かかる製品は木材に似た外観を有
しており、天然の木材の場合と同様の方法で、鋸切断、
サンド研磨、成形、変色、釘止め、あるいは表面仕上げ
を行うことができる。
本発明の主な特長は、出発材料が、セルロース繊維材
料を重合材料と結合させるために、典型的に用いられる
温度よりも低い温度で、連続的に加工されることであ
る。温度が低いため、プロセスは低価格となり、経済的
により効率的になると共にエネルギー的にもより効率的
になる。引抜き工程で用いられる架橋剤は、比較的高価
な圧縮型成形の場合に比して、より経済的に効率的であ
る 低温であること、ダイスシステムの構成、及び最終形
状を形成するのに用いられる個々のストランドによっ
て、固体部品の引抜きに関する従来のフローの問題は除
去されている。このため、非常に鋭いエッジ及びコーナ
や非常に複雑な形状は本ダイスシステムには不要であ
る。
他の特長は以下の通りである。
（１）セルロース繊維あるいは熱可塑性成分として、実
質的にいかなるタイプのリサイクルまたは新品の材料を
用いることもできる。
（２）成形ダイスを出た後、製品は膨張しない。
（３）圧縮型の成形では一定の長さの製品しか得られな
いのに対して、引抜き加工プロセスを用いることによ
り、任意の所要の長さの最終材料を製造することができ
る。
（４）製品は充分に不活性であるため、木材よりもはる
かに長持ちする。腐敗や腐食に対して強いというだけで
はなく、シロアリの攻撃も受けにくい。
本発明は、サンド研磨、鋸切断などの加工性が改良さ
れた複合製品を製造するものである。改良された加工性
は、結合剤と繊維状ストランドとの反応によりもたらさ
れる。
セルロース繊維とポリマの複合製品は、家の内外の、
額縁、家具、ポーチデッキ、窓飾り、窓部品、ドア部
品、屋根、及び、構造的な必要条件が複合材の物理的特
性を越えない、他のいかなる用途にも用いることができ
る。
以下、本発明の、好ましい具体化について詳細に説明
する。これら具体化の例は添付の図面に示されている。
図面の簡単な説明 図１は本発明のプロセスを示すフローチャートであ
る。
図２は本発明のダイスシステムの断面図であり、各ダ
イスプレートが示されている。
図３は図２のダイスシステムの断面図である。
図４は図２の補助ダイスプレートの断面図である。
図4Aは図４の4A−4A直線側から見た補助ダイスプレー
トの正面図である。
図4Bは図４の4B−4B直線側から見た補助ダイスプレー
トの背面図である。
図５は図２の遷移ダイスプレートの断面図である。
図5Aは図５の5A−5A直線側から見た図５の遷移ダイス
プレートの正面図である。
図5Bは図５の5B−5B直線側から見た図５の遷移ダイス
プレートの背面図である。
図６は図２のストランディングダイスプレートの断面
図である。
図6Aは図６の6A−6A直線側から見た図６のストランデ
ィングダイスプレートの正面図である。
図6Bは図６の6B−6B直線側から見た図６のストランデ
ィングダイスプレートの背面図である。
図6Cは図２のストランディングダイスプレートの第１
の変形例の正面図である。
図７は図２のストランディングダイスプレートの第２
の変形例の分解図である。
図８は図７のストランディングダイスプレートの後方
板の斜視図である。
図９は図８の９−９直線に沿って切断した場合の図８
のストランディングダイスプレートの断面の一部を示す
図である。
図10は図２の成形ダイスの断面図である。
図11Aは図11の11A−11A直線側から見た図11の設定ダ
イスプレートの正面図である。
図11Bは図11の11B−11B直線側から見た図11の設定ダ
イスプレートの背面図である。
図12は図１及び図２に示されるスプレーヘッドシステ
ムの斜視図である。
発明の詳細な説明 本発明は木材とポリマーの複合材料と、そのプロセス
及び製造機械とに関する。本発明は特に低温引抜き加工
機とダイスシステムに関する。
本発明の独自のダイスシステムによって、結合された
出発材料を接合して、成形された一様な製品にすること
ができる。成形材料は補助ダイスに通されて再成形さ
れ、遷移ダイスで少し膨張される。次に、材料はストラ
ンディングダイスで個々のストランドに分割される。ス
トランディングダイスの剪断作用により、各ストランド
の内部はずっと低い温度のままで、各ストランドの外周
面に局部的な高温部が形成される。次にストランドは成
形ダイスで圧縮・形成される。引抜き材料をストランデ
ィングダイスを通過する経路の前に遷移ダイスを通過さ
せ、さらに、ストランディングダイスを通過する経路の
直後に成形ダイスを通過させることにより、ダイスシス
テムを通した形成材料の流れの平衡が保たれている。か
かるダイスシステムの構成により、形成された複合材料
の外周での流れと成形された複合材料の中心部での流れ
とが等しくされ、本物の木材製製品の木目と同様の均一
な内部構造を有する製品が製造される。
各ストランドは互いに押圧し合うので、各ストランド
の外周面の局部的な高温部により、ストランドは隣接す
るストランドと接合される。セッティングダイスでは最
終形状は維持されるが各ストランド間及び各セルロース
の分子鎖間での接合は続行される。次に、成形製品は冷
却タンク内で冷却され、プリングメカニズムによりロー
ラ上を移送される。冷却された製品は所要の長さに切断
される。
本発明のセルロース繊維とポリマーとの複合材料は、
セルロース繊維の含有量が、従来の技術において一般に
見られる場合に比して高い点に特徴がある。従来の技術
が一般に約50％の繊維と約50％の熱可塑性材料とを含有
する材料組成を必要とするのに対して、本発明の材料は
より多くのファイバを含有する。本発明の連続低温引抜
き加工プロセスと適切に混合された出発材料を用いるこ
とにより、材料の組成を、繊維と熱可塑性材料との比を
１対０にすることもできる。
基本的なプロセスではセルロース繊維と熱可塑製材料
を含有する原材料の基本型とを混合する必要がある。架
橋材及びプロセス潤滑剤が基本混合材に含有されてもよ
い。
セルロース材料 本発明の特長の一つは、おがくずから池の汚泥あるい
は新聞紙まで、実質上いかなる種類の廃棄セルロース材
料をも使用できることである。前述の如く、古新聞、ア
ルファアルファ、小麦パルプ、木片、木粒子、木粉、木
フレーム、木材繊維、挽いた木材、木製合板、木製薄
板、ケナフ、紙、ボール紙、麦わら、及び他のセルロー
ス繊維材料など、いかなる繊維材料も、原材料として使
用できる。
セルロース繊維材料は、木綿あるいはビスコース等の
精製セルロース、及びケナフ、竹あるいはヤシの繊維、
麦わらあるいは他のセルロース繊維材料などの精製セル
ロースを有してもよい。
他の出発材料と結合される前に、セルロース材料は水
分含有率がおよそ１％から９％の間になるように乾燥さ
れなければならない。より好ましい水分含有率は２％で
ある。乾燥技術は公知である。適当な例はプレミア・ニ
ューマテイック社（ペンシルバニア州アレンタウン）が
製造する乾燥剤である。
熱可塑製材料 熱可塑性材料はプロセスの流動化剤として作用する。
ほとんどのタイプの熱可塑性材料を用いることができ
る。例えば、多層フィルム、あるいはポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリビニルクロライド（PVC）、低密度
ポリエチレン（LDPE）、エチルビニルアセテートなどの
処女熱可塑性プラスティック、及び他産業でのプラステ
ィックの切屑や他の再生可能なポイマー材料などを用い
ることができる。熱可塑性材料は出発材料の成分として
好ましいが、必要というわけではない。出発材料が、充
分な量の架橋剤と、引抜き加工機内の混合物を可塑化す
るための潤滑剤とを含有する限り、出発材料は必ずしも
熱塑性材料を含む必要はない。
従って、セルロース繊維と熱塑性材料の比率はおよそ
1:1と1:0との間である。好ましくは、セルロース繊維と
熱塑性材料との比率はおよそ1:1である。
架橋剤 架橋剤は、最終均一製品内のセルロース繊維のいくつ
かのストランド間の結合を強化する役割を持つ。架橋剤
はセルロース分子鎖のペンダント水酸基間を結合する。
架橋剤は比較的低温で強力な結合を形成する特性を持た
なければならない。架橋剤の例としては、イソシアン酸
塩、フェノール樹脂、不飽和ポリエステルあるいはエポ
キシ樹脂等のポリウレタン及びこれらの組み合わせ等が
ある。フェノール樹脂は、好ましくはヘキサンの含有率
が低い、１段階もしくは２段階のいかなる樹脂でもよ
い。出発材料はセルロース繊維のストランドの結合を強
化するために架橋剤を有していてもよいが、熱可塑性材
料及びセルロース材料が出発材料に含まれる限り、本発
明のプロセスが企図する最終製品を生成する上で架橋剤
は必要ではない。
潤滑剤 プラスティック処理技術分野で公知の通常の商品であ
る潤滑剤は、プロセスの補助剤として働く。典型的な潤
滑剤の例としては、内部潤滑剤であるステアリン酸亜鉛
と、外部潤滑剤であるパラフィン型ワックスとがある。
他の材料 付加されうる他の材料として引抜き加工技術分野で公
知の材料としては、加速剤、抑制剤、強化剤、融和剤、
及び気泡剤がある。
加速剤、抑制剤、増進剤及び融和剤は架橋剤が作用す
る速度を制御する。
加速剤は架橋剤の反応速度を高めるために付加され
る。加速剤の例としては、ダブコBDO（エア・プロダク
ト社製、アレンタウン、ペンシルバニア州）やDEH40
（ダウ・ケミカル社製）等のアミン触媒がある。
抑制剤は架橋剤の反応速度を低下させるために付加さ
れる。抑制剤の公知の例としては、クエン酸等の有機酸
がある。
増進剤は成分間の反応性を高めるために用いられる。
増進剤の例としてはコバルト誘導体がある。
融和剤はセルロース材料と熱可塑性材料との間により
効果的な結合を形成するのに用いられる。融和剤の例と
しては、エチレンマレイン無水共重合体がある。
気泡剤は密度を低下させるために付加される。気泡剤
の例としては、セロゲンTSH（ユニロイヤル・ケミカル
社製）がある。
出発混合剤のために多くの配合処方がある。以下の表
には４つの例が含まれている。（材料の重量をポンドで
示している。） 配合 Ｉ II III IV 木粉 25.00 25.00 25.00 25.00 ポリエチレン 15.00 12.50 15.00 7.50 ステアリン酸亜鉛 .75 1.50 1.00 1.25 ワックス .50 .50 .50 .75 フェノール樹脂 1.50 .00 .00 8.50 イソシアン酸塩 .50 1.00 .00 .00 エポキシ樹脂 .00 .00 2.50 .00 触媒 .00 .00 .075 .00 好ましい処方は以下の通りである。
材料 分量（部） 木粉（40メッシュ） 100.0 ポリエチレン（HDPE） 40.0 ステアリン酸亜鉛 3.0 外部ワックス 2.0 フェノール樹脂 6.0 ポリウレタン 2.0 木粉は水分が２％以下になるまで乾燥される。ポリエ
チレン（HDPE）及びポリウレタンはリボン状混合機の中
で吸収されるまで約５分間混合される。他の成分はこの
混合物に付加され約３分間あるいは公知の条件で均一に
なるまで混合される。
以下、図を参照して説明する。これらの図において、
同一の参照番号は同一のあるいは同様の部位を示してい
る。図１は本発明のプロセスのフローチャートを示す。
ホッパー 第１の段階では、セルロース繊維及び熱可塑性原材料
はまず公知の方法の如く細かく切断される。そして、ブ
レンダー８で架橋剤及びプロセス潤滑剤と物理的に混合
された後、送りホッパー10に送られる。
セルロース材料は公知の粒子粉砕装置で粉砕される。
これらの装置はグラインダ、ボールミル、チョッパ、あ
るいは繊維を所定の、あるいは所定の範囲のサイズの粒
子に粉砕することができる他の装置などでよい。40番メ
ッシュの木粉は最適の形状のようであるが、これより粗
くても、あるいは細かくても良好な結果が得られてい
る。
引抜き加工機に入る前の材料の混合は、いかなる単純
な混合装置によっても可能である。混合中に加熱するこ
とは不要であり、様々の成分を均一に分布させることだ
けが必要である。少量の場合にはドラムタンブラーを用
いてもよいし、あるいは、公知のリボン型ブレンダーの
ような、容量の大きいバッチタイプの混合機を用いても
よい。
このプロセスで用いられる典型的な送りホッパは、混
合物に応じて、重力送り形式、欠乏送り形式、あるいは
強制送り形式（クラマーとしても知られる）等を用いる
ことができる。
引抜き加工機 原材料の混合材は、次に、加熱された引抜き加工機12
へ送られる。引抜き加工機12は低温での混合及び成形を
行う。このことは、ほとんどのプラスティック混合プロ
セスが極めて高温の塑性化温度で行われる必要がある点
で、独自のものである。本方法の混合温度は充分低く、
好ましくは180゜F程度である。引抜き加工機12を通過し
た材料は、混合物に応じて定まる約185゜から200゜の間
の温度の均一な材料の固まりを形成する。
本発明においては、いかなる容量の引抜き加工機も用
いることもできる。好ましくは、シンシナティ・ミラク
ロン社（CM−55−HP）が製造する、互いに逆回転して噛
み合う２スクリュー高圧型の引抜き加工機を用いるのが
よい。
好ましくは、本プロセスは２スクリュー引抜き加工機
により実現される。かかる引抜き加工機は、製品全体が
低温の均一な混合物になるように混合するために充分な
プロセス温度にまで加熱される。
温度 低温・高圧の引抜き加工機においては、材料は融合・
加熱され、その後ダイスシステムに押し込まれる。製品
を可塑化温度まで加熱する典型的な加熱型引抜き加工機
の所期の、あるいは従来の目的とは異なり、本発明の引
抜き加工機においては、製品の混合あるいは均質化を、
可塑化温度よりも低温で行えばよい。
本発明で用いられる引抜き加工機の温度は成形速度、
引抜き加工機の外部ヒータ、剪断作用及びダイスシステ
ムのヒータにより制御され、熱電対あるいは他の監視回
路で監視される。熱電対の目的は、各部での温度を監視
することである。大部分の温度は熱可塑性流動剤が真に
溶融する温度よりもかなり低く、例えば、150゜Fから20
0゜F程度である。
流速 引抜き加工機の流速はおよそ毎時100ポンドから2500
ポンドの間である。より好ましい具体例においては、流
速はおよそ時速600ポンドであり、温度はおよそ180゜F
である。
引抜き加工機を出た製品は拘束されない球状の原料で
ある。引抜き加工機のオリフィスには25mmから72mmの間
の様々なサイズのものが利用可能である。
ダイス 材料は融合・加熱された後、引抜かれてダイシステム
14に送り込まれる。ダイスシステム14は一連のプレート
から構成されている。以下、図２及び図３を参照して、
これらのプレートについて説明する。独自のダイスシス
テム14により、出発材料を結合して成形された均一製品
を形成することができる。各プレートは所要の目的を果
たすために公知の材料から作られている。典型的な材料
としては鋳鉄やステンレス鋼などがある。
ダイスシステム14に送り込むことが可能な材料の体積
は、図４、図4A及び図4Bに詳細に示す補助ダイス16、さ
らには、図２及び図３を参照して説明される遷移ダイス
25、ストランディングダイス40及び成形ダイス78により
制御される。前述の如く、かかるダイスの配置は材料の
流れの平衡を保つ機能を果たし、これにより、均一な最
終製品を製造することができる。
図３は本発明のダイスシステム14の断面図を示す。前
述の如く、ダイスシステム14内にはダイス部品である補
助ダイス16、遷移ダイス25、ストランディングダイス4
0、成形ダイス78及び仕上ダイス94が含まれている。各
ダイス部品は互いに入れ子状になっており、連続したダ
イスを形成している。
引抜きプレート 補助ダイス16はダイスシステム14を引抜き加工機12に
接続する。図３及び図４に示す如く、補助ダイス16は図
4Aに示される前面17、図4Bに示される背面18、及び導管
19を備えている。導管19は前面17から背面18に行くほど
径が小さくなるように形成されている。
図4Aは補助ダイス16の正面図を示す。補助ダイス16の
前面17は８の字型オリフィス23を備えている。オリフィ
ス23は導管19の引抜き加工機12側の端部に設けられてお
り、２スクリュー引抜き加工機を受容することができ
る。ボルト穴20は補助ダイス16を引抜き加工機12に固定
するため、補助ダイス16の前面17の縁部付近に設けられ
ている。
図4Bは補助ダイス16の背面図を示す。補助ダイス16の
背面18は円形のオリフィス24を備えている。オリフィス
24は導管19の遷移ダイス25側の端部に設けられている。
補助ダイス16の背面18は更に、遷移ダイス25の一部を構
成する浅い溝26と係合するように設計された延長部21を
備えている。二組目のボルト穴22は補助ダイス16を遷移
ダイス25に固定するため、補助ダイス16の背面18の延長
部21に設けられている。
円形オリフィス24は、ダイスシステム14に送り込むこ
とができる引抜き材料の量を制御する。典型的には、円
形オリフィス24は、そのサイズが50mmから300mmのもの
が用いられる。
遷移ダイス 引き抜かれた材料は、図５、図5A、及び図５に示す遷
移ダイス25により再成形され、僅かに膨張させられる。
一般に、遷移ダイス25は正方形の金属板である。遷移ダ
イス25は前面28、背面30、及びボルト穴32を備えてお
り、その厚みは１インチから１インチ半である。ボルト
穴32は前面28から遷移ダイス25を貫通して背面30に達し
ている。ボルト穴32は、様々なダイスをダイスシステム
に組み付けるのに用いられ、各ダイスの同じ位置に設け
てもよい。前面28はまた、補助ダイス16に関して前述し
た浅い溝26を備えている。溝26により補助ダイス16を遷
移ダイス25に嵌合することができる。
遷移ダイス25はさらに導管34を備えている。導管34
は、球状原料から分離されて補助ダイス16の円形オリフ
ィス24から出る結合材料を、最終製品の形状に、より全
体的に近づいた形状に変形させる。遷移ダイス25のかか
る機能により、引抜き材料の外縁部における流速と、引
抜き材料の中心部における流速とが等しくされている。
導管34は遷移ダイス25の前面28に設けられ、円形に形成
されたの第１のオリフイス36と、遷移ダイス25の背面30
に設けられ、横長形状に形成された第２のオリフィス38
とを備えている。第２のオリフィス38の横長形状は最終
製品の形状に近づいている。
ストランディングダイス 次に、材料は、ストランディングダイス40で個々のス
トランドに分離される。ストランディングダイス40は多
数の開口42を備えており、図６、図6A、及び図6Bに示さ
れている。標準的なストランディングダイス40は正方形
の金属板であり、その厚みはおよそ１インチ半である。
ストランディングダイス40は前方の第１の面44、後方の
第２の面46、及び組み立て用のボルト穴48を備えてい
る。複式開口42はストランディングダイス40を貫通して
おり、最終製品に適切な分量が配分されるように配設さ
れている。
図6A及び図6Bは、遷移ダイス25内の第２のオリフィス
38の横長形状と同様の形状を有する領域内に設けられた
複式開口42を示す。開口42はすべて実質的に円形であ
り、材料を介して互いに実質的に平行に隣接している。
開口42は、表側の第１の面から裏側の第２の面まで一定
の形状を維持している。ストランディングダイスの好ま
しい具体例の一つは、直径が約1/8インチの開口を備え
ている。理想的には、開口の大きさは最終構造の大きさ
に応じて定められる。各ストランドの開口面積は、全域
で一定であってもよいし、特定の部位で密度あるいは体
積が所定の値となるように変化させてもよい。
ストランディングダイス40の第１の変形例を図6Cに示
す。複式開口42は遷移ダイス25の第２のオリフィス38の
形状により定められる領域内には設けられていない。そ
の代わりに、複式開口42は、ボルト穴48により定められ
る領域内に位置するいかなる領域に設けられてもよい。
ストランディングダイス40の前面44が遷移ダイス25の背
面30に固定されるた場合、引抜き材料は、遷移ダイス25
の第２のオリフィス38の形状により定められる領域内に
設けられた複式開口42を通過することになる。
排気ストランディングダイス 図７〜図９に示す第２の変形例において、排気ストラ
ンディングダイス50は、揮発性の架橋剤を用いた場合に
生ずる不要のプロセスガスを除去する機能を備えてい
る。排気機能を備えた具体例において、ストランディン
グダイスは揮発性の架橋剤を用いた場合に生ずる不要な
プロセスガスを除去するように構成されている。かかる
機能は、加工中にガスを発生する製品のいくつかにとっ
て特に重要である。
図７に示す如く、排気ストランディングダイスの具体
例50は、約１インチ半の厚みを有する２枚の金属板52、
54を備えている。第１の板52は前方の第１の面56、後方
の第２の面58、及び他のダイスに組み付けるために用い
られるボルト穴60を備えている。第１の板52はまた、最
終製品に適切な分量が配分されるように配置された複式
ストランディング開口を備えている。第１の板52の後方
の第２の面58と第２の板54の前方の第１の面とは、スト
ランディング開口62が１直線上に並ぶように係合し合
う。溝66は第１の板52と第２の板54との間のストランデ
ィング開口62の周囲を囲んで開口62をシールしている。
第２の板54は、前方の第１の面64及び後方の第２の面
68とを有している。面64、68には、第２の板52に設けら
れたストランディング開口62に軸方向に揃えて設けられ
たストランディング開口62が設けられている。第２の板
54の第１の面64にはまた、各ストランディング開口62を
格子状に連結する溝70が設けられている。通気穴74の入
口72は第１の面64の溝70の中に配設され、好ましい具体
例においては、各ストランディング開口62の中間部に配
設されている。通気穴74はその円周がストランディング
開口62よりも小さく設けられている。通気穴74の出口76
は第２の面68に設けられている。
いずれの具体例においても、ストランディングダイス
の剪断作用により、各ストランドの外周面には局部的な
高温部が形成される一方、各ストランドの内部は低温に
維持される。排気機能を有する具体例においては、スト
ランディングダイス50は、揮発性架橋剤を用いた場合に
生ずる不要なプロセスガスを除去するよう構成されてい
る。不要なガスは、入口72からガスを通気穴74を通して
出口76から外部へ導く溝70を通して排出される。
図８に示す如く、好ましい具体例においては、出口76
の円周は入口72の円周よりも大きく設けられており、通
気穴74は、その円周が出口に向けて増加している。かか
る通気穴74の形状により、不要なガスをストランドから
吸引して排出するための負圧を発生させる、低圧力の出
口76を有するベンチュリ型システムが形成されている。
成形ダイス 均一材料のストランドが、複式開口を有するストラン
ディングダイスを通過した後、これらのストランドは成
形ダイス78の中で互いに圧縮されて最終形状を成形す
る。そして、加熱・圧縮されたセルロース分子鎖は互い
に結合される。かかる結合を架橋剤により促進してもよ
い。各ストランドの外表面から熱が放出されて融合原料
の温度を上昇させるが、温度の上昇はストランドが結合
された後のみである。ストランドが外表部の高温により
結合した後、高温部の熱は成形製品の外表面全面から放
出される。
ストランドは図10、10A、及び10Bに示す成形ダイス78
により圧縮・成形される。各ストランドの加熱された外
表面はストランドを互いに焼きなます作用をする。さら
に、各ストランドは互いに圧縮し合うため、各ストラン
ドの外表面に局部的に生ずる高温部により、熱硬化性材
料とセルロース分子鎖のペンダント水酸基とが結合す
る。出発材料に架橋剤が含まれている場合には、架橋剤
は、各ストランドの外表面での発熱反応を生じさせ、こ
れにより、熱硬化性材料とセルロース分子鎖の水ペンダ
ント酸基との結合を促進させる。
成形ダイス78はおよそ１インチ半の厚みを有する正方
形の金属板80である。金属板80は前面82、背面84、及び
システム内の他のダイスと組み立てるためのボルト穴86
を備えている。成形ダイス78は更に、遷移ダイス25の第
２のオリフィス38と同様の横長形状を有する第１のオリ
フィス90と、所要の最終製品の形状と同一の形状として
もよい第２のオリフィス92とを有している。
第１のオリフィス90は、成形ダイス78の前面82の一部
を構成し、一方、第２のオリフィス92は成形ダイス78の
背面84の一部を構成している。成形ダイス78の前面82は
ストランディングダイス50の背面58に固定される。導管
88は、ストランディングダイス50から引き抜かれた複合
材料を圧縮・変形して、最終製品の形状に成形する。
かかるプロセスの主な特長の一つは、成形製品が成形
ダイスから出た後、事実上、成形製品に膨張が生じない
ことである。これは、引抜き加工機及びダイスシステム
内での温度が低いためである。
本発明においては、王冠状成形品、椅子の手すり、裾
板、ドアの成形品などの家庭用装飾成形品や、額縁、家
具飾り、あるいは本出願で言及した他の製品など、任意
の形状の成形ダイス78を用いることができる。
仕上ダイス 仕上ダイス94においては、最終形状は維持される。出
発材料に架橋剤が含まれる場合には、架橋剤は仕上ダイ
ス94の中で反応を続けることにより、各ストランドを互
いに結合させる。図11、11A,11Bに示す仕上ダイス94
は、約１インチ半の厚みを有する第１の板96及び第２の
板98を組み合わせたものである。これらの板96、98は中
空の金属スリーブ100により互いに接続されている。金
属スリーブ100の中に設けられた中空の空洞102は、最終
製品の形状に形成されている。
図11Aは第１及び第２の板96、98の前面104を示し、図
11Bは第１及び第２の板96、98の背面106を示す。ボルト
穴108により、第１の板96の前面104を、成形ダイス78の
背面84にボルトで固定することができる。
スプレーヘッドシステム 本発明のシステムの好ましい具体例は、ダイスシステ
ム14と冷却タンク110との間に配設されるスプレーヘッ
ドシステム95を備えている。図１、図２、及び図12に
は、好ましいスプレーヘッドシステム95が示されてい
る。スプレーヘッドは、水、不凍液あるいは他の適当な
液体などの冷却液が、引抜き材すなわち高温の成形部品
がダイスシステム14から出る際に引抜き材にスプレーさ
れるように設計されていれば、任意の構成でよい。
好ましい具体例においては、スプレーヘッドシステム
は、少なくとも１つ、好ましくは３つの、環状に成形さ
れた中空管からなるスプレーリング97を備えている。ス
プレーリング97の材質は、冷却液の流通に適した公知の
任意の材料でよい。ふさわしい材料としては、プラステ
ィック、ゴム、及び、ステンレス鋼や真鍮管といった金
属などがある。
スプレーリング97は液体導入管99に接続されており、
加圧された液体は液体導入管99からリング97に送られ
る。図12に示す如く、液体導入管99は、接続部品101に
より多数のスプレーリング97に接続された中央分配管と
することができる。各スプレーングは少なくとも１つ、
好ましくは多数の排出口103を備えている。排出口103に
より、加圧された液体105はスプレーリング97の形状に
より定まる中央部分に向けて放出される。
成形された引抜き材はダイスシステム14の仕上ダイス
94から出る。成形された引抜き材が空気に充分接触する
前に、引抜き材はスプレーヘッドシステム95に入る。ス
プレーヘッドシステム95は、液体105をスプレーして引
抜き材を濡らす。スプレー圧を、典型的な庭用ホースと
同様に高めてもよいし、霧状に噴霧してもよいし、ある
いは、引抜き材のタイプや所要の仕上げに応じて中間の
圧力にしてもよい。引抜き材がダイスシステム14から冷
却される前、及び引抜き材が大気中に出る前に、スプレ
ーが引抜き材にかかると、スプレーは高温成形引抜き材
に硬化された光沢面を形成し、成形引抜き材にブリスタ
ーや変形が生ずることを防止する。かかる現象の原因の
一つに限定するものではないが、大気と接触する前にお
ける、成形引抜き材の表面でのスプレーの作用は、引抜
き材のウレタン成分と反応して製品の表面に硬化された
光沢面を形成することであると考えられている。
冷却タンク 成形製品が成形ダイス78から出ると、成形製品は穴開
きの冷却タンク110に送られる。冷却タンク110は、材料
を、特に製品の内部が中空の場合には負圧の下で行われ
る冷却プロセスを経ながら運搬する、公知のコンベアシ
ステムである。代表的なコンベア型の冷却タンクはシン
シナティ・ミラクロン社により製造されている。好まし
い具体例においては、冷却タンクは真空水槽を備えても
よい。成形製品の長さは冷却タンクの長さにより定ま
る。従って、成型製品は、システムから連続的に引き抜
かれる点において、製品の長さが制限されないという特
長も有する。
成形製品は穴開きの冷却タンクで冷却され、公知のプ
リング機構112によりローラ上を運搬される。つぎに、
冷却された製品は従来の方法をもちいて所要の長さに切
断される。そして、製品はビニル材料、プラスティック
・ラミネート、塗料、あるいは、他の公知の適当な被覆
により被覆されてもよい。公知のインライン・クロスヘ
ッド引抜きダイスをプラーの下流に設置して、外面仕上
げとして、公知の化合物のキャップストックを適用して
もよい。
前述の内容は、本発明の原理の単なる例示である。さ
らに、本技術分野での熟練者であれば多くの変形及び変
更を直ちに考えつくので、本発明を、上述した構成や動
作のみに限定することは望ましくない。従って、適当な
修正を施したものや均等なものは、すべて本発明の範囲
に含まれる。

Claims (49)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】a.セルロース材料を充分な量の熱可塑性材
    料と結合して結合製品を形成し； b.前記結合製品を、前記結合製品を融合させて均一混合
    材を形成するのに充分な条件の下で引抜き加工し； c.前記均一混合材を、次第に拡大する導管を備える遷移
    ダイスに通過させることにより前記均一混合材を予備成
    形して膨張させ； d.前記均一混合材をストランディングダイスに通過させ
    て、隣接して位置する多数の均一混合材のストランドを
    形成し； e.前記多数のストランドを、前記ストランドを一緒に圧
    縮して前記ストランドを互いに結合させるのに充分な時
    間だけ成形ダイスに通過させる 各段階からなる、セルロース材料の粒子から複合材料を
    製造する方法。
  2. 【請求項２】更に、前記均一混合材を、前記遷移ダイス
    に入れることのできる前記均一混合材の体積を制御する
    補助ダイスに通過させる段階を有する請求項１記載の製
    造方法。
  3. 【請求項３】前記セルロース材料は、新聞紙、アルファ
    アルファ、小麦パルプ、木粉、木フレーク、木材繊維、
    挽き木材、木材合板、木材ラミネート、紙、ボール紙、
    麦わら、及び他のセルロース繊維材料からなる群から選
    択される請求項１記載の製造方法。
  4. 【請求項４】前記セルロース材料は粉砕あるいは繊維化
    されている請求項１記載の製造方法。
  5. 【請求項５】更に、段階ａの前に水分含有率が１％と９
    ％の間になるまで前記セルロース材料を乾燥させる段階
    を有する請求項１記載の製造方法。
  6. 【請求項６】更に、段階ａの前に水分含有率が２％にな
    るまで前記セルロース材料を乾燥させる段階を有する請
    求項１記載の製造方法。
  7. 【請求項７】前記熱可塑性材料は、多層フィルム、ポリ
    ビニル塩化物、ポリオレフィン、エチルビニルアセテー
    ト、及び廃棄プラスティック切り屑からなる群から選択
    される請求項１記載の製造方法。
  8. 【請求項８】セルロース材料と熱可塑性材料の比率が1:
    1から1:0との間である請求項１記載の製造方法。
  9. 【請求項９】前記結合材料は37.8℃の温度で引抜き加工
    される請求項１記載の製造方法。
  10. 【請求項１０】前記結合材料は37.8℃から204.4℃の間
    の温度で引抜き加工される請求項１記載の製造方法。
  11. 【請求項１１】前記結合材料は65.6℃から93.3℃の間の
    温度で引抜き加工される請求項１記載の製造方法。
  12. 【請求項１２】前記結合材料は82.2℃の温度で引抜き加
    工される請求項１記載の製造方法。
  13. 【請求項１３】前記引抜き加工機の流速は毎時45.4キロ
    グラムから1133.8キログラムの間である請求項12記載の
    製造方法。
  14. 【請求項１４】前記引抜き加工機の流速は毎時272.1キ
    ログラムである請求項12記載の製造方法。
  15. 【請求項１５】更に、架橋剤の存在下でセルロース材料
    を熱可塑性材料と結合させる段階を有する請求項１記載
    の製造方法。
  16. 【請求項１６】前記架橋剤はポリウレタン、フェノール
    樹脂、不飽和ポリエステル、及びエポキシ樹脂からなる
    群から選択される請求項15記載の製造方法。
  17. 【請求項１７】更に、潤滑剤の存在下で前記セルロース
    材料を前記熱可塑性材料と結合させる段階を有する請求
    項１記載の製造方法。
  18. 【請求項１８】前記潤滑剤はステアリン酸亜鉛及びパラ
    フィンタイプのワックスからなる群から選択される請求
    項17記載の製造方法。
  19. 【請求項１９】更に、架橋剤の反応速度を高める加速
    剤、架橋剤の反応速度を低下させる抑制剤、成分間の反
    応性を高める増進剤、セルロース材料と熱可塑性材料と
    の間により効果的な結合を形成する融和剤、及び気泡剤
    の内の一つもしくは２つ以上の存在下で前記セルロース
    材料を前記熱可塑性材料と結合させる段階を有する請求
    項１記載の製造方法。
  20. 【請求項２０】多数の隣接して配置された前記ストラン
    ドの各々は内部温度よりも高温の表面を有する請求項１
    記載の製造方法。
  21. 【請求項２１】前記ストランディングダイスは、前記ダ
    イス内で成型される前記各ストランドの外表面の温度を
    上昇させる手段を有する複式開口ダイスである請求項１
    記載の製造方法。
  22. 【請求項２２】前記ストランディングダイスは、前記ス
    トランドに適切な分量を配分するように配設された複式
    開口を備え、前記開口はその全てが実質的に円形である
    請求項21記載の製造方法。
  23. 【請求項２３】前記複式開口の各々は3.2ミリメートル
    の直径を有する請求項22記載の製造方法。
  24. 【請求項２４】前記ストランディングダイスは、揮発性
    架橋剤を用いた際に生ずる不要のプロセスガスの除去を
    促進する手段を有する排気ストランディングダイスであ
    る請求項１記載の製造方法。
  25. 【請求項２５】前記均一混合材を前記成型ダイスに通過
    させた後、前記ストランドを前記各ストランドを互いに
    接合して成型引抜き材を形成するために充分な時間だけ
    仕上ダイスを通過させる段階を有する請求項１記載の製
    造方法。
  26. 【請求項２６】前記成型引抜き材の表面に硬化された光
    沢部を形成するために充分な時間だけ前記成型引抜き材
    に冷却液をスプレーする段階を有する請求項１記載の製
    造方法。
  27. 【請求項２７】前記冷却液は水である請求項26記載の製
    造方法。
  28. 【請求項２８】前記引抜き材を空気にさらす前に前期引
    抜き材をスプレーする段階を有する請求項26記載の製造
    方法。
  29. 【請求項２９】更に成型製品を冷却する段階を有する請
    求項１記載の製造方法。
  30. 【請求項３０】負圧の下で成型製品を冷却する段階を有
    する請求項29記載の製造方法。
  31. 【請求項３１】a.セルロース材料を水分含有率が１％か
    ら９％の間になるまで乾燥させ； b.前記セルロース材料を、架橋材と潤滑材の存在下で、
    充分な量の熱可塑性材料と結合させて結合製品を形成
    し、ここで、セルロース材料と熱可塑性材料との比率は
    1:1から1:0の間であり； c.前記結合製品を充分な条件の下で引抜き加工して、融
    合させて均一混合材にし、ここで、結合製品は37.8℃か
    ら204.4℃の間の温度でで引抜き加工され、さらに、引
    抜き加工機の流量は毎時45.4キログラムから1133.8キロ
    グラムの間であり； d.前記均一混合材を遷移ダイスに通過させて、前期均一
    混合材を予備成型して膨張させ； e.前記均一混合物を前記ストランディングダイスに通過
    させて多数の隣接して位置する前記均一混合材のストラ
    ンドを形成し、ここで、隣接して位置する前記多数のス
    トランドの各々は内部温度よりも高温の表面温度を有
    し； f.前記複数のストランドを、前記各ストランドを圧縮し
    て互いに結合させるために充分な時間だけ成型ダイスに
    通過させ； g.前記複数のストランドを、前記各ストランドを接合し
    て成型引抜き材にするために充分な時間だけ仕上ダイス
    に通過させ； h.前記成型引抜き材に、前記成型引抜き材の表面に硬化
    された光沢部を形成するために充分な時間だけ冷却液を
    スプレーし； i.前記成型製品を冷却する 段階を有する、セルロース材料の粒子から複合材料を製
    造する方法。
  32. 【請求項３２】前記セルロース材料は、新聞紙、アルフ
    ァアルファ、小麦パルプ、木粉、木フレーク、木材繊
    維、挽き木材、木材合板、木材ラミネート、紙、ボール
    紙、麦わら、及び他のセルロース繊維材料からなる群か
    ら選択される請求項31記載の製造方法。
  33. 【請求項３３】前記結合製品が粉砕もしくは繊維化され
    る請求項31記載の製造方法。
  34. 【請求項３４】前記熱可塑性材料は多層フィルム、ポリ
    ビニル塩化物、ポリオレフィン、エチルビニルアセテー
    ト、及び廃棄プラスティック切屑からなる群から選択さ
    れる請求項31記載の製造方法。
  35. 【請求項３５】前記結合製品は65.6℃と93.3℃の間の温
    度で引抜き加工される請求項31記載の製造方法。
  36. 【請求項３６】a.有機繊維材料と前記熱可塑性材料とを
    受け入れて前記有機繊維材料と前記熱可塑性材料との混
    合材を形成するホッパと； b.前記混合材が引き抜き加工される引抜き加工機であっ
    て、前記引抜き加工機は引抜き出口を備え； c.前記引抜き出口の形状に適合する第１の導管端を有す
    る導管を備え、前記導管は前記第１の導管端から第２の
    導管端に向けて拡大し、前記混合材は膨張されて予備成
    型される、第１の遷移ダイスと； d.前記第２の導管端に連結され、前記成型混合材を受け
    入れて、それぞれが外表面を有する多数のストランドに
    剪断する多数のストランディング開口を備える第２のス
    トランディングダイスと； e.前記第２のストランディングダイスに連結され、前記
    各ストランドを受け入れて最終成型形状に圧縮する開口
    を備える第３の成形ダイスと； f.前記第３の成形ダイスに連結され、前記成形引抜き材
    を成形するための形状成形開口を備える第４の形成ダイ
    スと を有する、有機繊維材料と熱可塑性材料との混合材から
    複合成形引抜き材を形成する低温引抜き加工装置。
  37. 【請求項３７】更に、前記引抜き加工機と前記第１の遷
    移ダイスとの間に補助ダイスを備え、前記補助ダイスは
    前記第１の遷移ダイスに入る混合材の量を制御する開口
    を備える請求項36記載の低温引抜き加工装置。
  38. 【請求項３８】前記第１の遷移ダイスは、ほぼ円形のオ
    リフィスを有する第１の前面と、最終製品の形状と同様
    の形状を有するオリフィスを有する第２の背面とを備え
    る請求項36記載の低温引抜き加工装置。
  39. 【請求項３９】前記第３の成型ダイスは、前記第１の遷
    移ダイスの前記第２の背面と等しい形状の第１の前面
    と、前記成型引抜き材の形状を形成する第２の後方形状
    形成面とを備える請求項36記載の低温引抜き加工装置。
  40. 【請求項４０】前記第２のストランディングダイスは、 a.前記第２のダイスの前記第１の面に設けられ、前記成
    型混合材を剪断する際に生ずるガスを受け入れて排出す
    るための多数の排気溝と； b.前記第１の面に設けられて前記排気溝に連通する入口
    と、前記第２の面に設けられた出口とを有し、前記排気
    溝からのガスを受け入れて排出する排気通気穴と を備える第１の面と第２の面とを備える請求項36記載の
    低温引抜き加工装置。
  41. 【請求項４１】前記排気通気穴の出口は前記入口よりも
    大きな円周を有し、排気効率を向上させるベンチュリ効
    果を奏する請求項40記載の低温引抜き加工装置。
  42. 【請求項４２】前記排気溝は、前記ストランディング開
    口に格子状に連通する請求項40記載の低温引抜き加工装
    置。
  43. 【請求項４３】前記排気通気穴は、実質的に前記ストラ
    ンディング開口間の中央点に設けられた請求項40記載の
    低温引抜き加工装置。
  44. 【請求項４４】更に、第４の成型ダイスを通過した成型
    引抜き材を受け入れるスプレーヘッドシステムを備える
    請求項36記載の低温引抜き加工装置。
  45. 【請求項４５】a.有機繊維材料と前記熱可塑性材料とを
    受け入れて前記有機繊維材料と前記熱可塑性材料との混
    合材を形成するホッパと； b.前記混合材を引き抜く引抜き加工機と； c.前記引抜き加工機に連結され、前記引抜き加工機から
    流出する混合材の量を制御する開口を備える補助ダイス
    と； d.前記混合材を受入れて初期形状に成形して前記成型混
    合材を引き抜く開口を備える第１の遷移ダイスであっ
    て、前記遷移ダイスは、ほぼ円形のオリフィスを有する
    第１の前面と、最終製品の形状と同様の形状を有するオ
    リフィスを有する第２の背面とを備える； e.前記第１の遷移ダイスに連結され、前記成型混合材を
    受け入れて、それぞれが外表面を有する多数のストラン
    ドに剪断する多数のストランディング開口を備える第２
    のストランディングダイスであって、前記第２のストラ
    ンディングダイスは、 i.前記第２のダイスの前記第１の面に設けられ、前記成
    型混合材を剪断する際に生ずるガスを受け入れて排出す
    るための多数の排気溝と； ii.前記第１の面に設けられて前記排気溝に連通する入
    口と、前記第２の面に設けられた出口とを有し、前記排
    気溝からのガスを受け入れて排出する排気通気穴であっ
    て、前記排気通気穴の出口は前記入口よりも大きな円周
    を有し、排気効率を向上させるベンチュリ効果を奏す
    る、 を備えた第１の面と第２の面とを備え； f.前記第２のストランディングダイスに連結され、前記
    各ストランドを受け入れて最終成型形状に圧縮する開口
    を備える第３の成形ダイスであって、前記第３の成型ダ
    イスは前記第１の遷移ダイスの第２の背面と等しい形状
    を有する第１の前面と、前記成型引抜き材の形状を成型
    する第２の後方形状形成面とを備え； g.前記第３の成形ダイスに連結され、前記成形引抜き材
    を成形するための形状開口を備える第４の形成ダイス
    と； h.第４の成型ダイスを通過した成型引抜き材を受け入れ
    るスプレーヘッドシステムと を有する、有機繊維材料と熱可塑性材料との混合材から
    複合成形引抜き材を形成する低温引抜き加工装置。
  46. 【請求項４６】請求項１記載の製造方法により製造され
    る擬木材複合材料。
  47. 【請求項４７】３分の２のセルロース材料と、３分の１
    の熱可塑性材料とを有する請求項46記載の材料。
  48. 【請求項４８】前記セルロース材料は、新聞紙、アルフ
    ァアルファ、小麦粉、木粉、木パルプ、木片、おがく
    ず、木粒子、紙、木綿などの精製セルロース、及び竹な
    どの植物繊維からなる群から選択される請求項47記載の
    材料。
  49. 【請求項４９】前記熱可塑性材料は、多層フィルム、食
    品用ラップ、ポリオレフィン、エチルビニルアセテー
    ト、及びプラスチック切り屑からなる群から選択される
    請求項47記載の材料。
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