JPH07503908A - セルロース含有製品を製造する改良した方法及び装置、並びに製造した製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 セル口・−ス含有製品を製造する改良した方法及び装置、並びに製造した製品 本発明は、繊維板、パーティクルボード等のようなセルロース含有製品の製造の ための方法及び装置に関する。本発明は、詳細には、製品を異常に強くし、安定 にし、かつ悪環境条件に耐えることができる特殊な内部構造を持つ融着したセル ロース製品を効率的に製造する改良した技術に関する。

発明の背景 セルロース材料を含有する製品の従来の製造では、繊維、チップまたはその他の セルロース含有材料の塊が、熱硬化性結合剤、充填剤、触媒及びその他の添加剤 と共に、緩いマットとしてベルトコンベヤ装置に堆積される。１１い７７）は、 ヘルド上にある状態で、通常、予備処理ステーションを通して移送され、この予 備処理ステーションで、マットはマントを高密度化（圧１１）シ、脱水する初期 接触圧力を受け、それから、マットは圧力反応ステーションに移送されるやこの 圧力反応ステーシランで、接触加熱及び圧力を用いて、マットは、圧縮マントの セルロース繊維及びその他の成分に対する結合材料の熱融着により最終的に所望 の厚さ及び硬化状態にもたらされる。圧力ステーションを出て、適当な温度に冷 却された後、板は、次いで、１つまたはそれ以上の仕上げステーションに移送さ れてもよく、これらの仕上げステーションで、板の表面が滑らかにされ、エンボ ス加工され、等により、仕上げ製品を形成する。

建築業用の床下板や羽目板のような種々の実用的なセルロース含有製品を作るの に何年もの間標準的なプロセスが用いられてきたが、この旧式のプロセス及びそ れによって作られた製品には、２．３の欠点がある。特に、プロセス自体が、圧 力反応ステーションでのマントの所要の滞留時間に特に起因して比較的時間がか かるものであり、高価なものである。即ち、マットを炭化させないで、即ち、燃 焼させないで、所望の高密度化と、セルロース繊維と結合剤との結合とを達成す るために、圧力反応での温度は比較的低く保たれねばならない、このことにより 、マットを構成する結合剤及び繊維の硬化には時間がかかる。

また、標準の圧力反応装置で標準のプロセスを実施するとき、多量の蒸気及び揮 発物が、圧力と、仕上げ製品を製造するのに必要な種々のマット成分間の熱誘導 化学反応とに起因して圧力反応器内に発生される。このことにより、プロセスを 継続させるように調節することが困難な圧力の増大が生じる。実際には、マット の周囲を除いては蒸気や反応ガスをガス抜きするものを設けていないので、噴出 を避けるため、これらのガスがマットの表面から逃げるように圧力プラテンは通 常短い期間開放されねばならない。

プロセスのこの中断と、その結果性じるマントに加わる圧力及び温度の変化とに より、得られる板製品に空洞、ふくれ及び密度変化が生じる程度まで継続中の内 部化学反応が影響を受け、製品の品質全体に悪影響を与える。

また、先行技術のプロセスを外装用途に適するセルロース製品を作るために実施 する場合には、製品を防水性及び耐候性にするのに十分な湿潤強さ及び安定性を 仕上げ製品に与えるため、かなりの量の熱硬化性樹脂または結合剤が用いられね ばならない０通常の樹脂及び結合剤、例えばユリアホルムアルデヒド、のうち１ つを含有する７７トが圧力反応器の熱及び圧力を受けると、毒性で有害な煙霧が 放出され、作業員に明らかな危険を与え、Ｏ３Ｈ＾基準に従う潜在的な問題を生 じさせる。さらに、製品自体が、もし十分な熱を受けるならば、例えば、万−燃 え出すならば、その場にそのような煙霧を放出する。このことは、板製品を例え ばコンクリート形態で用いる場合には、問題を生しさせないかもしれないが、例 えば製品を家の床下材として用いる場合には問題を生じさせるかもしれない。

標準のセルロース製品の製造プロセス及び製品自体に固有の前述の多くの困難を 避ける努力の結果として、発明者は、セルロース繊維及び粒子の融着及び化合の 新しい形態を構成する圧力、温度及び大気状態の下で、このようなセルロース製 品の繊維及び粒子を恒久的に融着するプロセスを発明した。この技術は、製品を 製造するのに要する時間を減少させ、かつ比較的強く、防水性及び耐候性がある が、かなり少量の樹脂または結合剤しか必要としない製品を製造する。

発明者の特許第４，１１１，７４４号に開示されたこの技術によれば、結合剤、 充填剤、触媒のような任意の添加剤、合成繊維等を含有し、２乃至５０％の範囲 内の平衡水分を持つセルロース含有材料が酸素排除反応ステーション中にマント として導入される。このステーションで、マットは、４５０°Ｆ（２３２℃）乃 至８００＠Ｆ（４２６℃）の範囲内の調節した温度を持つプレスのグイまたはプ ラテンの間に位置決めされる。また、マットを内部から加熱するために、ＲＦ（ 高周波）エネルギーの形態の補助熱がセルロース材料の性質及び所望の反応速度 によって決められる強度レベルでマットに加えられる。ある場合には、ＲＦ油加 熱加えることが遅らされ、マントは、補助エネルギーを加える前にマットから空 気及び揮発物を掃気しかつマントを予熱するためにダイの全圧力以下の圧力で保 持される。

この特許に説明されているように、繊維マットが受ける周囲温度はセルロースの 通常の炭化温度、即ち、４００°Ｆ（２０４℃）をかなり越えている。しかしな がら、マットの温度は微気孔性シートによって反応ステーションの無酸素雰囲気 内で調節されており、微気孔性シートは、マットの両面に接触し、マットの炭化 を最少に維持しながらガス噴出なく反応プロセスをｍｍできるように外部にガス 抜きされている。プラテンを閉じると、マントは、プラテンを開いてマントを解 放するまで、プラテン及びＲＦ源によって常に加熱された状態で、完全に固化さ れて最終密度及び厚さにされる。

次に、できるだけ早く、部分的に融着したマントを酸素排除高温スタック（積重 ）ステーションに移送し、このスタックスチーシロンで、融着反応の継続が調節 した温度状態の下で行われる。

高温スタックステーション内のマットの滞留時間（この滞留時間は反応ステーシ ョン内での露出時間より実質的に長い）の間、マットの温度は、製品を処理でき る、あるいは１つまたはそれ以上の下流の仕上げステーションに移送できる温度 の雰囲気にステーションから最終製品を解放するまで、徐々に下げられる。

発明者の先行技術のプロセスによって作られたセルロース製品は、最初に説明し た標準の方法によって製造された製品より、強さ、安定性、均一性、耐候性の点 からは優れているが、仕上げ製品の少なくともある程度の変色及び炭化を避ける ために反応ステーションで行われるプロセスを調節する際、ある程度の困難があ る。炭化は穏やかであり、大部分は、製品の構造上の一体性に実質的には影響し ないような製品の表面に制限されている。しかしながら、炭化は製品の外観に悪 影響を与え、したがって、たとえ他の理由がないとしても、販売上の観点からは 望ましくない。

また、発明者の先行技術の特許されたプロセスには、反応ステ−シランからすぐ 下流の酸素排除スタックステーションの存在が必要であるという欠点があり、こ のスタックステーションに、固化して部分的に融着したマントがこのマントの全 体的な炭化、即ち燃焼を避けるためにすぐ移送されねばならない、スタックステ ーションに対する要件が投資費用及び操作費用を増大させるばかりでなく、必然 的に、少なくとも多少の大気中の酸素が圧力反応器からスタッカー（スタックス テーション）へのマットの移送中、高温のマットに達し、製品に少な（とも多少 の炭化を生じさせる。

このことに加えて、もし製品が少なくとも成る結合剤を含有するものであるなら ば、移送時にガス放出する製品に、プロセスライン付近にいる作業者に害を与え ることがある有毒な結合剤反応製品が含まれることがある。

最後に、発明者の先行技術のプロセスから得られる製品は、変色されることは別 として、融着反応プロセス中マント内で生じる化学反応がマットにわたって均一 でないという事実に明らかに起因して、内部の組成及び密度に変化がある。また 、成る場合には、表面仕上げは、反応プロセス中マットに接触する微気孔性シー トまたは板の比較的大きな穴によるマントの望ましくないエンボス形成のため、 望むほど滑らかにはならない。

発明の要約 したがって、本発明は、製品に炭化及びこの炭化によって生じる変色がないよう に、融着製品を製造する発明者の基本のプロセスを改良することを目的とする。

本発明の他の目的は、プロセスライン中で、融着反応器から下流に酸素排除スタ ッカがあることを必要としない、前述の形式のプロセスを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、一層効率的にかつ経済的に融着製品を製造する方法 （プロセス）を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、最少の量の結合剤を用いて所定の密度及び湿潤強さ を持った製品を製造する、セルロース含有製品のための方法を提供することにあ る。

さらに他の目的は、極めて均一な密度及び優れた表面仕上げを持つセルロース含 有融着製品を製造する方法を提供することにある。

さらに他の目的は、プロセスラインからの有毒反応揮発物の放出を最少にする方 法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、１つまたはそれ以上の前述の利点または利益を持つ 融着製品を製造する装置を提供することにある。

発明者の発明のさらに他の目的は、発明者の基本の融着反応プロセスからセルロ ース含有製品を製造するプロセス条件を最適にする装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、極めて均一な密度及び優れた表面仕上げ、即ち外観 を持つ融着製品を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、融着反応ステーション用の改良したガス放出制御板 及びこの板を製造する方法を提供することにある。

要約すると、本発明の方法によれば、予備成形または予備圧縮された織布または 不織布の繊維マー／　）、ウェブまたはシートが発明者の先行の特許第４．１１ １．７４４号に開示された一般的な形式の酸素排除圧力反応器の加熱ダイまたは プラテンの間に導入される。

しかし、反応器で行われる反応プロセスは、湿気または飽和蒸気として存在する 水分のすべてではないが大部分をマット内から除去するのを促進し、一方依然と してマットの内部温度をマット材料の臨界温度より十分低く維持する点で、以前 のものとは全く異なったように調整される。ここで、この臨界温度とは、マット 繊維が漬れ、融合し、かつ、なんらかの補助樹脂または結合剤の助けを借りずに 、融着できるような不可逆的な非晶質ガス状態をとる温度である。セルロース繊 維及び粒子は、ポリエステル（ダクロン）及びナイロンのようなある種の材料と 同様に、特有な臨界温度を持つ、水分のほとんど大部分が湿り蒸気としてマット から排出された後にだけ、融着反応を進行させることが可能であり、マントはそ の最終的な密度及び厚さに固化される。

反応プロセスのこのような調節は、本発明では、マットからのガス放出を調節す るためにマットに接触する改良したガス抜き式ガス放出調節板またはシートの使 用と組み合わせて、精密な圧力及び温度の管理をマントに適用することによって 達成される。

詳細に言うと、すくなくとも１つの予熱ダイかガス抜き式ガス放出調節板に面す るような予熱ダイの間に入るようにマットを反応器に導入した後、ダイを最終厚 さに至る閉鎖プログラムに従わせる。この閉鎖プログラムには、マットが部分的 にだけ圧縮された、即ち固化されたとき、一般には最終厚°さの２．３倍になっ たとき、この閉鎖プログラムの成る時点に休止が含まれている。この休止の間、 マントはマントの水分を蒸発するのに十分なだけ内部が加熱され、マット内の温 度及び圧力が、蒸気が湿り蒸気または飽和蒸気として存在しているように、放出 調節板の特に小さい及び緻密に分布した穴または気孔により調節される。

マントの水分及び最終製品の厚さによって左右されるが、１０乃至９０秒の時間 継続する圧縮プログラムのこの休止中、多量の湿り蒸気及び低温反応揮発物が部 分的に圧縮されたマット内で発生される。これらの内部的に発生したガスは、マ ットから逃げる際、ガス放出微小チャンネルの？３［雑な分布、または通路網を 発生し、この微小チャンネルは、マントの表面に接触するガス抜き式放出調節板 の小さい、緻密に配置した穴または気孔に多少相当するマント表面の位置にマッ トの内部から延びるものである。この結果、高温の湿り蒸気は、マットの繊維及 びその他の成分のほぼすべてと均一に密接させられ、それによって、最終融着の ためにこれらの成分を均一に状態調節する。さらに詳細に言うと、湿り蒸気の接 触により、繊維を互いに結合している中間ラメラ（板晶）内にある水溶性樹脂が 加熱され、溶解される。マットの圧縮における休止中に湿り蒸気及び反応揮発物 がマットを透過することが放出調節板によりマットの表面に形成される適当な背 圧によって高められる。

詳細には後述するが、発明者の先行の特許とは対照的に、ガス放出調節板の異常 に小さい、かつ均一に、緻密に配置した気孔または穴により、部分的に圧縮され たマットから丁度十分なガスが逃げることができ、プロセスのこの排気段階中に マント全体にわたって飽和した状態の蒸気が維持される。十分驚くべきことに、 たとえ板の穴または気孔が非常に小さくても、気孔には、反応プロセス中マット 内に与えられる望ましいガス温度及び圧力の状態を損なうような目詰まりがマッ トの材料によっては容易に起こされない。

湿り蒸気の発生と、この湿り蒸気を、小さい、緻密に配置したガス移送チャンネ ルの分布を通してマットの内部からマットの表面に調節して流すことにより、７ ７）の内部温度は比較的低く維持され、かつわずかな自由（雰囲気）酸素もマン トから迅速に一掃される。したがって、この流出ガスは、マントの内部温度がマ ット繊維の臨界温度より上に上昇するときでさえも、もはやマットの炭化を促進 する働きがない。

また、たとえ圧力反応器のダイまたはプラテンが炭化温度値より高い温度に加熱 されているとしても、マットから板を通る湿り蒸気の流れにより、板は、これら の板に接触しているマントの表面の温度を炭化温度より低く維持するのに十分な だけ冷却される。

さらに、後にわかるが、発生した１気の分配チャンネルにより、残留過熱蒸気及 び高温二次反応ガスとマット成分との完全な密接が確保され、後述する融着反応 プロセスの残りのプロセス中圧縮するマットからのガスの排除が確保される。

マントの圧縮の休止の終了時に、マントの内部温度が臨界温度以下で平衡にされ て、マント繊維の早期の炭化を防止するとき、反応器のダイの閉鎖がｍ続され、 連続して固化されているマントを最終密度及び厚さ、即ち仕上げ製品の密度及び 厚さにする。

マントが閉鎖した加熱反応器のダイの間で圧縮され、固化されるとき、マントの 内部温度は、ダイから誘導される熱及び任意の補助加熱に起因するばかりでなく 、マントの繊維、任意の結合剤及び存在する樹脂材料、その他のマント成分の間 に生じる内部発熱融着反応に起因して急速に上昇する。その結果、圧縮するマッ ト内のいくらかの残留水分は瞬間的に過熱蒸気に変わり、この過熱蒸気は、中間 ラミラ及びその他マント繊維のまわりに生成する高温の二次的融着反応ガスと共 に、すぐに微小チャンネルの前述の分布に伝搬し、均一にマントに浸透する。こ れらのチャンネルが非常に微細であり、気密に配置されているので、高温ガスは マント内のほぼすべての繊維と極めて密接な接触をするようになる。

放出調節板によって形成される背圧により、マット内のガス圧力は、マットを最 終厚さに連続的に固化するときでさえ、流れるガスが微小チャンネルの通路網の 一体性を維持するように、極めて高く維持される。かくして、マット全体は、マ ントが完全に固化されるとき、はぼ同一の温度、圧力及びその他の融着反応条件 を受け、それによって、マット全体にわたって、十分な、均一な繊維間融着を促 進し、加速する。

さらに、すべての自由酸素及び水分の大部分が前述の休止段階でマントから一掃 されるので、マント温度が橿めて高いときでもこれらの成分の融着結合中はマッ ト成分の炭化を促進する酸素はたとえあったとしてもほんのわずかである。また 、プロセスの後の段階でさえ、マント表面の炭化及び変色を最少にするように、 調節板はマントの表面積の大部分を覆い、ガス放出は調節板の小さい穴を通り、 マント表面に垂直である。

最終的な厚さにおいて、前述の休止段階の初期でマー／　）に加えられたどんな 補助熱も止められ、好ましくは、短い時間で完全に固化される状態に保持される 。この時点で、二次融着反応が完了され、マント内の反応ガスの排出が終了され 、生成ガスがマントの表面を通して排出されるにつれて微小チャンネルを潰す、 完全に固化したマントは、全体にほぼ同一の組成及び密度を持ち、反応グイか開 かれて製品が圧力反応器から放出される。

ダイを開くとき、製品をすぐ作業環境に露出できるということを理解することが 重要である。露出できる理由は、このプロセスにより、製品内のほぼすべての融 着反応がダイを開く前に完了しており、かつ製品が環境からの余分な酸素が製品 に侵入するのを防止するのに十分はど硬化され、完成されているからである。同 一の特徴により、製品の表面は遮蔽されており、表面温度はこれらの表面の炭化 及び変色を防止するようにこれらの表面に接触しているガス放出調節板によって 十分低く維持されている。さらに、放出調節板の穴の小さい寸法に起因して、製 品表面は、発明者の先行技術のプロセスで作られた製品が持つような、これらの 穴に対応するエンボス形成を持たない、その結果、本発明のプロセス及び装置に よって融着された製品は、全体にわたってほぼ均一な密度を持ち、製品先駆物質 、即ちマットに課される不均一なプロセス条件により生じる硬化不足、初期硬化 、空所、ふくれ、または表面の不規則性がほとんどない。

発明者のプロセス及び装置は、優れた品質の製品を製造できる一方、この種の製 品を製造する先行技術のプロセスと比較して、短い時間で、少ない費用でこの結 果を達成できる。特に、このプロセスラインはマット成分の最終融着を調節する 高温スタッカを必要としない。したがって、本発明は、繊維板、床下材、パーテ ィクルボード、印刷回路基盤、成形積層体、圧縮部品、圧縮結合または成形ウェ ブ、シート、及び同様な融着反応特性を持つセルロース繊維及び（又は）ある種 のポリエステル状合成繊維を含有するその他の製品の製造に広範囲の適用を見い 出すことができる。

口Ｉ皇呈単嵌脱所 本発明の特徴及び目的をより完全に理解できるようにするため、添付図面に関連 して本発明を以下に詳細に説明する。

第１図は、セルロース繊維及び他の成る繊維を加工して剛性ボード製品を製造す る装置であって、本発明に従って構成された反応装置が組み込まれた装置を示す 概略図である。

第２図は、第１図の反応装置の成る部分の断面を拡大して示す概略斜視図である 。

第３Ａ図〜第３Ｄ図は、第１図の反応装置のダイすなわちプラテンの一部を拡大 して示す側面図であり、本発明による種々の工程を示すものである。

第４図は、第１図の反応装置の作動の説明を補助するグラフである。

第５図は、第１図の反応装置により部分的に固化されかつ成形されたマットの一 部を示す斜視図である。

第６図は、本発明を実施する別のプレス反応装置を示す断面図である。

第７図は、第１図の反応装置に使用されるガス放出制御板を製造する装置を示す 断面図である。

しい　の量゛ 第１図には、セルロース含有繊維Ｆからボード製品Ｐを製造する装置が示されて いる０本願において説明すべきこの装置のプレス反応装置１０及びその作動の成 る部分を除き、第１図に示す装置は、本件出願人が前に取得した米国特許第４， １１１，７４４号に開示されている装置とほぼ同様なものである。従って、上記 米国特許における説明を参考として本願にも導入する。

従って、第１図の装置は、全体を番号１２で示す７７）成形ステーションを有し ており、害ステーション１２においては、セルロース含有繊維Ｆがホッパ１４に 供給され、該ホッパ１４は回転攪拌機１８を収容しているディストリビューショ ンチャンバ１６内に通じている。これらの攪拌機１８は、繊維を、緩く絡み合っ たマット（ｌｏｏｓｅｌｙ　１ｎｔｅｒｌａｃｅｄ　ｍａｔ）すなわちルーズマ ットＭとして、移動する水平の孔穿きコンベアベルト２２上に分散させる前に繊 維を捕捉し、攪拌し、毛羽量てかつ混合する働きをする。

繊維Ｆは、木質繊維、植物繊維、又はこれらの量繊維の混合物で形成することが できる。また、繊維Ｆには、例えば、胡桃（（るみ）の殻、コツトンの茎、シリ カ、天然繊維、又は例えばポリエステル（「ダクロン」、商標）、アクリル及び ナイロン等の合成繊維等を混入することができる。更に、普通の増量剤、充填剤 、触媒、樹脂又は例えばユリアホルムアルデヒドのような結合剤のような添加物 を少量（例えば１５〜２０％まで）添加することができる０通常、繊維Ｆをホッ パ１４に導入する前に乾燥して、繊維Ｆが成る場合（通常、５０重量％以下）の 水分を含むようにする。

コンベアベルト２２は、ルーズマットＭを従来の予プレス装置すなわち予備成形 装置（その全体を番号２４で示しである）に供給する。この予備成形装置２４で は、繊維質マット（ルーズマット）Ｍの初期圧縮及び緻密化（ｄｅｎｓｉｆｉｃ ａｔｉｏｎ）が行われる０図示の予備成形装置２４は、コンベアベルト２２の上 方に配置された１対のローラ２８の間に張設された傾斜無端ベルト２６を有して おり、該傾斜無端ベルト２６の下走行部は、コンベアベルト２２の上方に間隔を 隔てて配置された傾斜圧力シェ−３２の下を通るようになっている。１対の両ロ ーラ２８のうちの少なくとも一方のローラ２８は、ベルト２６を第１図に矢印Ａ で示す方向に駆動するようになっている。マントＭがコンベアベルト２２と傾斜 無端ベルト２６との間に通されると、マツｌ−Ｍは徐々に圧縮されかつ固化（コ ンパクト化）され、このとき、過剰の水が孔穿きコンベアベルト２２を通して絞 り出される。所望ならば、予備成形装置２４のベルト２２の上走行部の下に従来 の吸引ボックス３４を設けておき、マン）Ｍの脱水を助けるように構成してもよ い。

次に、コンベアベルト２２は、ブリフオームマットＭを、従来の切断ステーシラ ン（その全体を番号３６で示しである）に導く。

ここでマットＭは所定の長さに切断され、その後、従来の装填手段（図示せず） によりプレス反応装置（ｐｒｅｓｓ　ｒｅａｃｔｏｒ）　１０に装填される。

ここに説明する方法によりプレス反応装置１０で加工された後、マットＭ（プレ ス反応装置１０での加工により、マットＭは最終密度及び最終厚さに固化されて 、完成品としてのセルロース含有製品Ｐに成形されている）は、コンベアベルト ４２上に排出され、該コンベアベルト４２により、外部の貯蔵領域に運ばれるか 、或いは１つ以上の下流側ステーションに運ばれて更に切断されるか。

従来から良く知られている手段により製品の表面が仕上げ加工されるかエンボス 加工される。

第１図及び第２図に示すように、本発明によるプレス反応装置ｌＯの構造は、マ ットＭの全幅に亘って延在している上ダイ４６及び下ダイ４８の対を有している 点で、本件出願人による前述の米国特許に開示されている反応装置と同じである ０図面を簡素化するため、本発明のプレス反応装置１０は、１対のダイのみを備 えている状態が示されている（すなわち、例えば一方のダイ４６は固定されてお り、他方のダイ４８は１対の複動ピストン５２により垂直方向に移動できる状態 が示されている。）シかしながら、反応装置１０には、本件出願人による上記米 国特許においても説明されているように、このようなダイのスタック（積重ね体 ）を設けておき、複数の製品Ｐが同時成形されるように構成することもできる。

ダイ４６．４８は、アルミニウム又は鋼のような熱伝導率の大きな金属で作られ ており、両ダイ４６．４８の内部を通って延在している多数の通路５４に熱いオ イルを循環させる等の適当な手段により過熱されるようになっている。一般に、 両ダイ４６．４８は３００〜５００°Ｆ（約１５０〜２６０℃）の範囲に加熱さ れる。また、プレス反応装置１０で加工中に、マットＭの内部に補助熱を供給す るように構成してもよい。図示の装置において、補助熱は、同軸ケーブルを介し てＲＦエネルギを加えることによってダイ４６に付与される。マントＭのセルロ ース繊維が誘電体を構成しているため、このＲＦエネルギによってこれらの繊維 が充分に加熱され、これにより、マットＭが全体として内部から加熱される。も ちろん、補助熱は他の公知の手段により供給することができ、例えば、両ダイ４ ６．４８内に配置される電気ヒータのような手段、あるいは、マントＭのスポッ ト融着を望む場合には誘導ヒータ又はレーザ等の手段を用いることができる。

第２図に最も良く示すように、ダイ４６．４８の少なくとも一方（好ましくは両 方）の使用面は、可撓性のあるガス放出制御板すなわちシート５８で覆われてい る。このガス放出制御板５８は、ステンレス鋼のような耐蝕性のある熱伝導率の 大きな材料で作るのが好ましく、これに、ＰＴＦＴのような高耐熱性プラスチッ ク材料をコーティングしてもよいし、全体をＰＴＦＥのような材料で作ることも できる。また、焼結金属製のシートも適している。

板５８の厚さは非常に薄くて、最大でも０．０１５インチ（約０．３８鶴）であ り、約０．００２〜０．０１０インチ（約０．０５１〜０．２５４鶴）の厚さが 好ましい。また、板５８の反対側の面は非常に滑らかかつ平坦である。各機５日 には、非常に密集して形成された多数の孔すなわち気孔（ボア）６２が形成され ており、これらの気孔６２は板５８の全領域に亘って均一に分布されている。一 般に、これらの各気孔６２は、約０．００１〜ｏ、ｏｉｏインチ（約０．０２５ ４〜０．２５４鶴）の範囲の直径を有している。また、気孔の密度は５００〜３ ，０００個／１ｎｔ（約７７〜４６２個／ｃｄ）であり、この密度と気孔のサイ ズとが相俟って、約２０〜４０％のｉ３遇率（空気又は光）を板５８に与えてい る。板５８のように薄くて可撓性のある板にこのように密集した気孔６２を均一 に分布させて形成する１つの方法を、第７図に関連して後で詳細に説明する。

対応するダイ４６．４８の各板５８と使用面４６ａ、４Ｂａとの間には、ワイヤ 又は織成ガラス繊維で作られた可撓性のあるメツシュスクリーン６４をサントイ フチするのが好ましい、このメツシュスクリーン６４は、板５８の支持体として 機能し、かつ板５８の気孔６２とダイ４６．４８の縁部との間のガス伝達チャン ネルすなわちガス通路を形成している。ダイ４６．４８の縁部に向けてのガスの このような横方向伝達は、第２図に示すように、ダイの使用面４６ａ、４８ａに 小さなスロット６６を設けることによって更に強化される。また、好ましくは、 第２図に示すように、ガス放出制御板５８及びこれに対応するメツシュスクリー ン６４の共通領域の全体に分布されたスボ７）融着又は接合剤６８の配列により 、ガス放出制御板５８及びメツシュスクリーン６４の面と面とを永久的に一体に 固定して、可撓性のある一体板ユニット６７を形成する。

板ユニット６７及びスロット６６によりダイ４６．４８の縁部に導かれたあらゆ るガスは、これらのダイ４６．４８を包囲するハウジングすなわちフード７２（ 第１図）により作業空間から排出される。すなわち、これらのガス（これらのガ スの多くは有毒又は有害ガスである）は、真空源に通している排出ボート７２ａ を介してハウジング７２から排出されるため、作業者又は公衆に害を与えないよ うにして廃棄することができる。

各板ユニット６７は、適当な公知手段により関連のダイ４６．４８の使用面に取 り付けることができる。第２図に示す装置においては、上方の板ユニット６７は 　該板ユニット６７の両側縁部に通されてダイ４６の両端部に形成された孔（図 示せず）に螺着されるねし緊締具７４により、ダイ４６に固定されている。別の 方法として、マツ）Ｍの転がり移動を可能にする特別な取付は具を使用すること もできる。

第１図及び第２図におけるダイ４８に示す取付は具は特に有効である。なぜなら ば、この取付は具によれば、ダイ４８の板ユニット６７が、マン）Ｍの反応装置 ＩＯへの導入及び反応装置１０からの取出しを助けることを可能にするからであ る。また、後述のように、この取付は具は、反応装置１０内で加工されるマント Ｍの構成物質により、板の気孔６２が目詰まりを起こす傾向を最小限にすること ができる６図示のように、下方の板ユニット６７は軸７６の回りに巻き付けられ ている。軸７６の両端部はブラケット７８に回転自在に取り付けられており、該 ブラケット７８は下ダイ４８の端部に固定されたレール８０により支持されてい る。

ダイ４８の両端部に取り付けられた２本の軸７６のうちの少なくとも一方（例え ば右側の軸）は、ブラケット８３を介してダイ４８の側部に取り付けられたステ ップモータ８２の出力軸８２ａに連結されている。第１図に示す左側の軸７６は 、普通のばね手段８６によりばね付勢されている。このばね手段８６は、軸７６ の両端部とこれに隣接するブラケット７８との間で作動し、ステップモータの出 力軸８２ａの所与の任意の位置において、ダイの使用面４８ａに対して板ユニフ ト６７をビンと張った状態に維持している。また、好ましくは、両ダイ４６．４ ８の両端縁部４６ｂ、４８ｂに図示のような丸みを付しておき、板ユニット６７ がこれらの端縁部４６ｂ、４８ｂを滑らかかつ徐々に移行できるようにしておく 。

マツｌ−Ｍをプレス反応装置１０に装填する前に、モータ８２を制御して、下方 の仮ユニット６７の過大な長さくダイの長さの２倍以上の長さ）が左側の軸７６ に巻きつけておく０次に、マットＭが反応装置１０に装填されるときに、仮ユニ ット６７がマントＭの進入速度（入口速度）で右方に前進するようにモータ８２ を制御して、マットＭと下方の板ユニット６７との間に生じる相対運動が最小に なるようにする。これにより、マットＭを構成する繊維が、板の小さな気孔６２ 内に侵入して該気孔６２内に保留される傾向を最小限にすることができる。後で 明らかになるであろうが、気孔６２がこのようにして目詰まりすると、反応装置 ｌＯ内で行われる反応工程中に、板５８がその適正な機能を達成できなくなって しまう。

同様に、両ダイ４６．４８が開放された後に、完成した製品Ｐがプレス反応装置 １０から取り出されるとき、モータ８２を制御して、板ユニット６７をダイ４８ 上で更に右方に前進させ、製品Ｐが反応装置ＩＯからコンベアベルト４２上に転 がり移動するようにする。これにより、排出される製品Ｐの下面からシートユニ ット（板ユニット）６７が引っ張り出されるようになる。このため、反応装置１ ０における反応加工中に仮の小さな気孔６２内にマットＭの繊維による栓が形成 されるという事態が生じた場合でも、製品Ｐが反応装置１０から出るときに、こ れらの小さな栓が気孔６２から引き出されることになる。

特別に図示した転がり移動構成とは別の構成として、ダイ４８の板ユニット６７ を無端ベルトすなわちループとして形成し、この無端ベルト（ループ）が、この ウェブと係合する適当なモータ駆動形ローラ（図示せず）により、ダイ４８の使 用面４８ａ上で右方に前進するように構成することもできる。

第３Ａ図〜第３Ｄ図及び第４図は、プレス反応装置１０内で行われる反応工程（ 反応加工）の説明を補助するものである。第３Ａ図に示すように、プリフォーム すなわち予圧縮されたマットＭが反応装置１０内に装填されるとき、両ダイ４６ ．４８は既にそれらの作動温度すなわち一般に３００〜５００”Ｆ　（約１５０ 〜２６０℃）に加熱されている。また、両ダイ４６．４８は完全に開放されてい て、マットＭの上面が上方の板ユニット６７から間隔を隔てるようにして、マッ トＭを下方の板ユニツト６７上に支持できるようになっている。加工のこの初期 段階においては、１／８インチ厚（約３．２ｆｉ厚）の製品Ｐを作るためのマッ トＭは、その製品に要求される最終的密度によっても異なるが、例えば２〜６イ ンチ（約５〜１５ｃｍ）の厚さをもたせることができる。

このようにしてマントＭが反応装置１０内に置かれると、マットＭは直ぐに、第 ４図に曲線Ｔで示すように単一のダイ４８により加熱される０次に、選択された 圧縮プログラムすなわちプロフィール（この圧縮プログラムは通常リニアなもの であるが、必ずしもリニアにする必要はない）に従って、作動ピストン５２（第 １図）によりダイ４８を上昇させることにより、両ダイ４６．４８が閉じられる ０両ダイ４６．４８が閉じられると、マットＭの上面が、ダイ４６の下面に設け られた上方の板５８と接触するようになる。これによりマットＭは徐々に圧縮さ れ、緻密性が増大しかつ固化される。マツ）Ｍの繊維が加熱された板５８に接触 しているため、マットＭの内部温度は、曲線Ｔで示すようにかなり迅速に上昇し 、繊維は互いに一層緊密になっていく。また、第４図の曲ｗＡＰ　ｒから分かる ように、マット間内の圧力は、はぼリニアに増大していく。

第３Ｂ図に示すように、両ダイ４６．４８を閉じてマットＭの厚さを、最終製品 Ｐの厚さの数倍まで（例えば、１／８インチ厚の製品Ｐの場合には、１／４〜１ ／４インチの厚さまで、また、１／２インチ厚の製品Ｐの場合には、２〜３イン チまで）小さくするときに両ダイの閉鎖を中断し、マツｌ−Ｍの内部温度が未だ 比較的低温状態にありかつマツ）Ｍを構成する繊維の臨界温度より充分に低い温 度状態にあるときに、マットＭの固化（コンパクション）が休止されるようにす る。上記のように、繊維の臨界温度とは、セルロース繊維及びポリエステル（ダ クロン）及びナイロン等の他の成る繊維が、例えば不可逆的に押し潰されたり結 合されるか、或いは互いに溶は合ったりマットＭの他の構成要素と溶は合う状態 になる温度である。セルロース繊維の場合、この温度は約３９０〜４２０°Ｆ（ 約１９９〜２１６℃）である、また、マットＭの水分が多い場合及び／又はマツ ）Ｍが非常に厚い場合において補助加熱が必要なときには、固化の休止の開始時 に、ケーブル５０（第２図）又は他の手段を用いて、ＲＦエネルギを両ダイ４６ ．４８に供給する。最終製品Ｐの所望の密度及びン又は厚さによっても異なるが 、この休止時に、マットＭは、５０〜２００ｐｓｉ（約３．５〜１４ｋｇ／ａＪ ）の範囲のダイ圧力で、約１０〜１２０秒間維持される。

このようにして、部分的に固化したマットＭが、静止した加熱ダイの間に置かれ ていると、マットＭは充分に加熱されて、マットＭの水分が湿り蒸気又は飽和蒸 気に変換される。これらの蒸気の実質的体積は、第４図に曲線Ｓで示すように遷 移する。また、ダイ４８は静止しているけれども、マットＭの内部圧力Ｐｒは、 第４図に示すように非常に急速に上昇し続ける。これは、前述のように蒸気が発 生すること、及び７７）Ｍ内に低温揮発性物質が発生することによるものであり 、これらのガスは、マットＭの表面と接触している板ユニフト６７により制御さ れて排出される。

換言すれば、孔の穿いたガス放出制御板５８が背圧を発生し、この背圧が部分的 に固化されたマットＭに影響を及ぼすため、本質的に一定体積のマントＭ内のガ ス圧力が増大するのである。マントＭ内に湿り蒸気が発生すると、７７トＭの内 部から板５８の孔に接しているマットＭの表面上の位置まで、小さなマイクロチ ャンネルが綱目状に分散形成される。これらのマイクロチャンネルが、第５図に おいて符号Ｃで示されている。これらのマイクロチャンネルＣは、図示の容易化 のため互いに間隔を隔てた状態で示されているが、実際には比較的密集した状態 に形成されている。

すなわち、板５８の孔すなわち気孔６２は、そのサイズが非常に小さくかつ高密 度に形成されているため、部分的に固化したマントＭには、微細で密集したマイ クロチャンネルＣが形成されるのである。この微細で密集したマイクロチャンネ ルＣにより、飽和蒸気がマン）Ｍの構成要素と非常に緊密に接触した状態で運ば れ、７７）Ｍの全ての部分を同程度に充満する。熱い湿り蒸気はマットＭの繊維 を柔らかくし、がっ、マン）Ｍの中間層に存在していて個々のセルロース繊維を 一体に結合する水溶性の天然樹脂を溶解する働きがある。マントＭ内に発生した あらゆる蒸気は、既存のマイクロチャンネルに到達して、このマイクロチャンネ ルの綱状組織を、マン）Ｍの個々の繊維間の領域内に適宜延ばしていく働きをな す。

マットＭの固化工程における前記休止期間中に、マントＭの内部温度及び内部圧 力が上昇するとき、７７）Ｍの内部からの飽和蒸気及び反応揮発性物’ｌ　（ｒ ｅａｃｔｆｏｎ　ｖｏｌａｔｉｌｅｓ）の流出により、マントの破裂を防止でき 、かつマットＭの内部温度を、マント繊維の臨界温度（セルロース繊維の場合に は一般に３９０〜４２０”Ｆ（１９９〜２１６℃））より充分に低い温度で、こ れらの繊維の炭化温度すなわち約４００″’Ｆ（約２０４℃）より充分に低い温 度に維持することができる。また、ガスが、マットＭの内部から板５８の気孔６ ２を通って流れることにより板５８が充分に冷却される。このため、両ダイ４６ ．４８が５００’Ｆ（約２６０℃）以上の温度に加熱される場合でも、線板５８ と接触しているマツ）Ｍの表面を炭化温度以下の温度に維持することができる。

従ってこの期間中はマットＭも同じ温度になるため、マントＭの構成要素の過熱 又は早期炭化による品質低下や変色が生じることはない、最後に指摘することは 、前述のように、排出されるガスによってマットＭを通るマイクロチャンネルＣ の綱状組織が形成されるけれども、これが、次の加工段階において重要な役割を 演じることである。

休止期間の終時までに、マツ）Ｍの水分の大部分が飽和蒸気としてマットＭから 排出されてしまう、このため、マントＭ内での蒸気の発生が、第４図に示すよう に急速に低下する。従って、もはや水の分子内での酸素原子の結合が分離するこ とはなく、マットの構成要素の炭化が促進されることもない、また、最初からマ ント内に存在していたあらゆる遊離酸素は排出された蒸気により捕捉されて、マ ツ）Ｍから除去されている。

この時点において、第３Ｃ図に示すように、両ダイ４６．４８の閉鎖が続けられ ている。補助加熱を行なわなくても、マントＭ内には殆ど残留水分が存在しない ため、成る溶融反応が発熱を伴うと、マット温度は非常に迅速に臨界温度（すな わち、セルロース繊維の場合、約３９０〜４２０°Ｆ（約１９９〜２１６℃）） まで上昇してしまう、この結果、繊維は不可逆的に押し潰されて、非晶質ガラス 状態になり、繊維が互いに融着し始めると共にマットの他の構成要素にも融着し 始める。マットの固化が再開されるときに両ダイ４６．４日を閉鎖し続けておく と、マン）Ｍの圧力が増大する。実際には、一体化した繊維によりマットＭの有 効体積が増大されるため、通常、第４図の曲線Ｐｒにより示すように、マントＭ の圧力Ｐｒは瞬間的に低下する。

マフ）Ｍ内に蒸気が残留している場合には、緊密にバンクされたマット（ｃｌｏ ｓｅｌｙ　ｐａｃｋｅｄ　ｍａｔ）内の温度上昇により、直ちに過熱蒸気になる 。このことと相俟って熱い溶融男応揮発物質が、固化体止期間中に形成されたマ イクロチャンネルの網状ｍ織を充満してこれに従って流れる。このため、これら の熱いガスはチャンネルを非常に均一に流れて、マットＭの実質的に全ての繊維 と非常に緊密に反応接触（ｒｅａｃｔｉｎｇ　ｃｏｎｔａｃｔ）するようになり 、従って、重合体の架橋及び枝別れが促進され、一般に、二次化学分子溶融反応 （ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｃｈｅｍｉ−ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｆｕｓｉｏｎ　ｒｅ ａｃｔｉｏｎ）も促進される。しかしながら、この時点では、マントＭ内に遊離 酸素及び水分が本質的に存在しないため、マット構成要素の炭化が生じることは ない。

両ダイ４６．４８を閉じることによりマットＭが固化されるけれども、マントＭ 内に発生した熱い反応ガスは、マイクロチャンネルを通ってマツ）Ｍの表面まで 流れ、排出ガス放出制御板５８を通って排出される。従って、マツ）Ｍの全断面 における圧力及び温度の均一化が生しるのは、両ダイ４６．４８が完全に閉じら れて、マン）Ｍが第４図に示すように最高温度及び最大圧力において固化されて 最終の厚さになるとき又はその前である。この最高温度は少なくともダイの温度 であり、マットＭ内で生じる発熱反応のため、少なくとも６００°Ｆ（約３１６ ℃）程の高温になる。また、ダイの最大圧力は、最終製品Ｐの所望の密度によっ ても異なるが、５００〜２．０００　ｐｓｉ　（約３５〜１４　Ｑｋｇ／ｃａｌ ）に達するであろう。

従って、マン）Ｍのこの最終圧縮中に、前述の固化体止時にマントＭ内に形成さ れた小さくて互いに緊密した間隔を隔ててしするマイクロチャンネルにより、過 熱蒸気及び揮発性物質が、マットＭの内部深くから外側まで、ガス放出制御ｖｉ ５８を通って流れるようになっている。この板５８の気孔６２を介しての制御さ れた導通により、マットＭ内のガス圧力が充分に低下されて破裂が防止される。

また、マットＭ内に高圧及び高温を維持できる背圧が発生される。このような高 圧及び高温は、繊維とマットの他の構成要素との間でマント内に生じる二次反応 を促進し、かつ熱いガスで均一にマントを充満させる上で必要である。板５８及 びこれらの板５８を通ってマットＭから流出するガスの直交流によって、前述の ようにマット表面に生じる過熱及び炭化を最小限にすることができる。これらの 全ての条件により、非常に均一で高度に架橋された多分子再構成（ｈｉｇｈｌｙ 　ｃｒｏｓｓ−１ｉｎｋｅｄ、　ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｗｏｌｅｃ−ｕｌａｒ　ｒ ｅｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ）及びセルロース繊維とマットの他の構成要素との不 可逆的溶融結合が向上される。

マットが完全に固化されたとき、マットＭに加えられているあらゆる補助加熱（ 例えばＲＦエネルギ）を直ちに停止し、好ましくは、１０〜１２０秒のオーダの 短時間の間、マットＭをこの最終密度及び最終厚さに保持しておく、このときま でに、全ての溶融反応が完了し、マットＭが完了に固化されるときに全てのガス が、マットＭから、押し潰されているマイクロチャンネルを通って排出される０ 次いで、第３Ｄ図に示すように、両ダイ４６．４８を開いて、プレス反応装置１ ０から完成製品Ｐを取り出し、ヘルド４２（第１図）上に載せる。

このようにしてプレス反応装置１０内で加工された製品Ｐには、蒸気の捕捉、離 層、膨れ（ｂｌｉｓｔｅｒｓ）が存在せず、からマットＭの全体に亘って非常に 均一な密度、組成及び組ｖ＆（ｔｅｘｔｕｒｅ）を有している。また、マントＭ の表面（すなわち面）は非常に滑らかであり、傷やクランクも存在しない、興味 深いことは、本発明の方法により製造された製品Ｐは、この製品Ｐが製造される ときにマツｌ−Ｍに形成される前述のマイクロチャンネルＣが、後に完全に押し 潰された状態の「化石」化されたリグニン残物（ｌｉｇｎｉｎｒｅｗｎａｎ　ｔ ｓ）になっていることで容易に識別できることである。これらは、製造Ｐの断面 において、非常に細かく稠密な僅かに黒い線として表れる。

本発明の方法により製造される中密度及び高密度の木質繊維ボードは、４００ｐ ｓｉ（約２８ｋｇ／ｃｄ）のオーダの乾燥破壊荷重に耐え得る小さな線膨張係数 （例えば０，２１〜０．３５）を有しており、かつ標準の６サイクル外部耐候試 験（ｓｔａｎｄａｒｄ　６−ｃｙｃｌｅ　ｅｘＬｅｒｉ−ｏｒ　ｗｅａｔｈｅｒ ｉｎｇ　ｔ、ｅｓ　ｔ）に曝した後でも４０〜５０％の強度を保持しているとい う優れた特性を有している。また、マットＭの加工時にマットＭに生じる繊維の 完全で非常に均一な化学分子溶融結合（ｃｈｅｓｉｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｆｕｓ ｉｏｎ　ｂｏｎｄｉｎｇ）により、本発明の方法で製造されたボード製品Ｐに含 有される触媒及び樹脂の量は、同様な特性をもつこの形式の比較可能な製品に必 要とされているこれらの量に比べ非常に少量（例えば３％以下）である０本発明 の方法により製品Ｐを製造するのに結合剤を殆ど必要としないため、製品の製造 時及び使用時において、製品Ｐから有毒なフユーム（蒸気）が放出されることは ない、また、本発明によれば、これらの全ての利点をもつ繊維ボード及び同様な 製品を、非常に効率良くかつ経済的に製造することができる。

また、本発明によれば、予備成形されたマン）Ｍを連続ストリップとして（すな わち、マットを小部分に切断することなくして）プレス反応装置１０内に導入す ることにより、溶融結合製品を連続ベースで製造することができる。この場合、 板ユニット６７は、第２図の下ダイ４８に示された転がり移動形式にするか、無 端ベルトとして形成してマントストリップを前進させる助けをなすように構成す る。別の方法として、本件出願人による前述の米国特許明細書（第１０図及び第 １１図）に説明したものと同様であるが上記のように作動する板ユニット６７を 設けて改良した反応装置により連続反応を行わせることもできる。マツトストリ ップが反応装置に通されるとき、各マツトストリップの増大分について上記加工 工程を実施して、結合製品Ｐが連続ストリップとして反応装置を出るように構成 することもできる。

第６図は本発明によるプレス反応装置の別の実施例を示すものであり、このプレ ス反応装置は、種々の形式をもつセルロース含有製品Ｐをパフチモールディング 又は積層化する圧縮モールド（圧縮型）の形態をなしている。全体を番号１０２ で示すこの反応装置は、はぼ円筒状をなす剛性のあるハウジング１０４を有して おり、該ハウジング１０４は、上半分及び下半分すなわち上方のハウジングセク ション１０４ａ及び下方のハウジングセクション１０４ｂで構成されている。上 方のハウジングセクション１０４ａの内部には雌形ダイ１０６が着脱自在に取り 付けられており、この雌形ダイ１０６の使用面１０６ａは、完成製品の形状に適 合する所望の形状を有している０図示の反応装置１０２においては、この使用面 １０６ａは凹状すなわち皿状をなしている。

この使用面１０６ａには、上記板ユニット６７と同様な板ユニット１０８が取り 付けられている。ダイは更に、ダイを加熱すべく作動する内部電気加熱ロフト１ ０９を有している。

下方のハウジングセクション１０４ｂ内には直立した１対の複動ピストン１１０ が取り付けられている。これらのピストン１１０のロフト１１０ａによりダイ１ １２が支持されており、該ダイ１１２の使用面１１２ａは、第１のダイ１０６の 使用面１０６ａに対面して配置されていて、該使用面１０６ａと組み合わされて いる。第２の板ユニフ）１０８が使用面１１２ａを覆っており、第２の組の内部 電気ヒータ１０９によりダイが加熱されるようになっている。ピストン１１０は 、ダイ１１２を、第６図に破線で示す下方の完全開放位置から、同じく第６図に 実線で示す上方の閉鎖位置まで移動すべく制御できるようになっている。また、 下方のハウジングセクション１０４ｂの周囲でそのリムの近くには、１つ以上の 排出パイプ１１８が互いに間隔を隔てて配置されており、これらの排出パイプ１ １８は、ハウジング１０４内で反応工程が行われる間にハウジング１０４内に収 集された蒸気及び揮発性物質を除去するようになっている。これらのバイブ１１ ８は負圧源に連結しておき、反応ガスがハウジング１０４から強制的に吸引され るように構成するのが好ましい。

反応装置１０２内で製品を成形するには、上方のハウジングセクション１０４ａ を下方のハウジングセクション１０４ｂから取り外し、互いに組み合わされる適 当な形状の使用面を有しているダイ１０６．１１２を、それぞれ上方のハウジン グセクション１０４ａと、ピストンロフト１１０ａとに取り付ける。次に、ダイ １１２を覆っている板ユニツト１０８上にマントＭを置く　（マットＭは、通常 予備成形されている）、別の方法として、モールド成形による積層体を形成する 場合には、互いに合同する形状をもつ２枚以上のマントを両ダイ１０６．１１２ の間に置く、ピストン１１０を後退位ｌに後退させておき、上方のハウジングセ クション１０４ａを下方のハウジングセクション１０４ｂ上に配置して該下方の ハウジングセクション１０４ｂに固定し、ハウジング１０４を完全に閉鎖する。

下方のダイ１１２を第６図に破線で示す開放位置にしておき、ダイヒータ１０９ の電気スイッチを入れれば、両ダイ１０６．１１２の温度が３００〜５００°Ｆ （約１５０〜２６０℃）の作動温度まで急速に上昇する。ダイの温度がこの作動 温度に到達すると、ピストン１１０が制御されて、ダイ１１２をその上昇位置す なわち閉鎖位置に移動させる。これにより、マントＭが上方のダイ１０６と接触 するようになり、５０〜２００ｐｓｉ（約３．５〜１４ｋｇ／ａＪ）のオーダの 圧力で圧縮されて、完成した製品の最終厚さの約２倍まで固化される。

次に、ピストン１１０を制御して固化工程（ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃ− ｅｓｓ）における休止すなわち中断を開始する。この時点までに、マットＭの内 部温度が上昇し、この休止中に、上記のようなマット間内に大量の蒸気及び低温 の反応揮発性物質が発生する。板ユニット１０８により形成されるガス放出制御 装置が設けであるため、湿り蒸気及び反応揮発性物質により前述のようなマイク ロチャンネルの網状組織が形成される。このマイクロチャンネルの網状組織は、 マツ）Ｍの内部深くからマットＭの上下両面まで延在しており、マン）Ｍの上下 両面において湿り蒸気及び揮発性物質は仮ユニット１０８を通ってハウジングか ら排出される。

従って、固化工程時におけるこの休止中は、マントＭの内部温度は未だ炭化温度 以下にあり、また、マット繊維が不可逆的に押し潰されて互いに一体に溶融され る臨界温度よりも温かに低い温度にある。熱い蒸気が均一に強制的に導かれてマ ントＭ内のあらゆる繊維と非常に緊密に接触し、繊維を二次反応に適するように コンディショニングする。また、蒸気がマイクロチャンネルの網状＆ＩＩｍを遣 ってマットの表面まで流れるときに、個々の繊維の間にある天然樹脂結合剤を溶 解する。これらのガスは、マントＭの繊維と非常に緊密に接触して逃散できるよ うになっているため、マツ）Ｍ内に過大の圧力を生じさせることがなく、従って 、マットＭに破裂を生じさせることもない、更に、前述のように、飽和１気及び 揮発性物質がシートユニット（板ユニフ））１０８上を流れることにより、板ユ ニット１０８の表面及びこれらの表面と接触しているマントの表面が、マット繊 維の炭化温度以下に冷却され、このため、マント表面に早期炭化や変色が生じる ことはない。

固化の中断すなわち休止（この休止は通常、約１０〜１２０秒１１続する）の終 時において、ピストン１１０が制御されて、停止することなく、製品の最終厚さ まで両ダイを閉鎖する。これにより、マン）Ｍの内部温度は急速に臨界温度に到 達する。しかしながら、この時期においては、実質的に全ての遊離酸素及び水分 がマン）Ｍから追い出された状態にある。

両ダイか閉鎖されて、７７）Ｍが、連続的に固化されて全圧力でもってその最終 厚さまで圧縮されるとき、微量の残留蒸気の全てが過熱蒸気になり、これにより 、マットＭの構成要素の完全な反応−放出結合（ｒｅａｃｔｉｏｎ−ｅｍｉｓｓ ｉｏｎ　ｂｏｎｄｉｎｇ）が生じる・マントの密度が大きくなっても、二次反応 ガスが、以前に形成されたマイクロチャンネルの網状＆ＩＩｍを通ってマットの 表面まで流れる。

これらの通路内で、これらの熱い反応ガスがマントの全ての構成要素と非常に緊 密に接触し、この緊密性は、板ユニット１０８により形成される前圧によって一 層高められる。この結果、マットの構成要素同士の間に生じる内部の化学分子反 応（ｉｎｔｅｒｎａｌｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｎｄ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｒｅａ ｃｔｉｏｎｓ）が促進され、またこの反応はマットの全体に亘って生しる。

両ダイか閉しられて、マットＭがその最終密度及び最終厚さにおいて完全に固化 されると直ぐに、マットＭに加えられている全ての補助熱の供給を直ちに停止し 、マットＭを短時間の間、全グイ圧力に保持するのが好ましい０次に両ダイを開 放して完成した製品を取り出す、このとき、製品は非常に熱いけれども、あらゆ る内部溶融反応は既に完了しているため、製品の内部で酸素により誘起される反 応（この反応があると、マント繊維の炭化及び変色が引き起こされることになる ）が生じることはない、前述の製品Ｐと同様に、反応装置１０２から取り出され たこの製品は、通常、製品の全体に亘って均一な密度を有しており、内部空隙や 表面の膨れ、その他の微欠陥は本質的に存在しない、このようにしてモールド成 形された製品は、前述の製品Ｐに関連して説明した全ての特性及び利点を備えて いる。

次に、気体制御放出板５８を作るための装置を示した第７図を参照する。前述の ように、各シートは、微細な（即ち、直径０．００１〜０．０１０ｉｎ）且つ密 に設けられたく即ち、５００〜３０００孔／ｉｎ”）孔を有しており、リアクタ 内部の表面放出制御のために２０％〜４０％の気体透過性を提供する。また、マ ントに曝された板の表面は完全に滑らかであり、かつ、正確で且つ均一な気体放 出制御を確保しさらにはマント成分によって塞がれる孔をさらに最小するために 孔は板を貫通する均一な直径を有することが重要である。

密に設けられた微小孔の配列を板又はシートに形成するのに通常使用される方法 の１つに、エツチングがある。しかしながら、極めて薄い（即ち、０．０１５　 ｉｎ以下）の板に微小孔を形成しようとするときには、普通のエツチング方法を 使用することができない、何故ならば、かかる方法が板を貫通する均一な直径を 有しない孔を作り出す傾向があるからである。換言すれば、薄い可撓性の仮をエ ツチングして孔を形成するとき、孔は板の両面で異なる直径を有する（即ち、円 錐になる）。かかる非均−な孔は、適当な気体放出制御Ｂを一層困難にし、マン ト繊維の閉塞を引き起こす。

第７図で全体として参照符号１３０で示された２面エツチング装置は、均一な直 径を孔を有する薄い気体放出制御板５８の製造を・　可能にする。一定の直径を もつ気体放出制御板の孔について説明するときには、孔が厳密に幾何学的な意味 において必ずしも丸いことを意味していない。

装置１３０は、２％〜５％の塩酸の槽を収容するプラスチック容器１３２を含む 、一対の陰極板１３６．１３８が、容器の両側で容器の縁で支持されている。第 ３の陰極板１４０が、陰極板１３６と１３８の中間に支持されており、これらの 陰極板の全ては互いに間隔を隔てている。水平な不導体板のバフフル１４１が、 陰極板１４０の下に間隔を隔てて置かれている。

一対の巻出及び巻取ローラ１４２．１４４が、それぞれ板１３６．１３８と平行 に容器の外側に回転可能に支持されている。

薄い、例えば０−００５　ｉｎのシート材料のストリップＤが、これらのローラ の間に掛は渡されている０図示した装置では、ストリップＤは、３０４又は他の ３００系列の炭素含有率が約６〜１５％のステンレス鋼である。適当な案内ロー ラ１４６がローラ１４２．１４４と軸線を平行にして容器から吊るされており、 ストリップがバフフルと平行に間隔を隔てるように電極１３６と１４０との間で ハフフル４１の下を、電極１４０と１３８との間を、次いで巻取ローラ１４４ま でストリップＤを案内する。ストリップＤ（＋）と電極（−）との間に、整流し た電圧が印加される。この電圧は、ストリップの各側で１　ａｓｐ　／　ｉｎ　 ｚの単相か、或いはストリップの２つの側で２ａａｐ　／　ｉｎ”の３相である のが良い。

このストリップＤは、ストリップ部分がシート厚及び所望の（例えば２０％〜４ ０％）の透過度に応じて５〜２０分間槽に曝されるように、ローラ１４４を回転 させることによって槽を通って前進する。１つの例では、ストリップの各部分を ６分間槽に曝して、平均０．００４　ｉｎの直径の均一な孔を有し、密度が約１ ５００孔／ｉｎ”で板透過係数が約２２％の一連の板を作った。

以上のことから、上述の装置及び方法が、繊維板、内壁および外壁板、及び他の 同様な平らな或いは成形した製品のようなセルロース含有製品を極めて有効に製 造することができることが分かるであろう０本発明の装置及び方法によって製造 された製品は、形成時に作業空間に直接解放される。さらに、製品は非常に高品 質を有しており、密度が均一であり空隙、欠陥、表面のふくれ及び変色がない、 また、製品は、製造コストを増大させ潜在的な毒性放出の危険のあるバインダの 量を最小にするという利点を有する。

かくして、以上の説明から明らかなように、上述の目的は効果的に達成されるこ とが分かるであろう、また、本発明の範囲から逸脱することなしに、上述の方法 を実施するのに又は上述の構成に一定の変更を施しても良い０例えば、成る用途 では、製品の先駆物質は、織又は不織ウェブ又はシート上の織マットで良い、従 って、上述の説明及び添付図面に示された全ての事項は例示的なものであり限定 的なものではない。

また、以下の請求の範囲は、本発明の包括的で明確な特徴の全てを包含するよう になっていることを理解すべきである。

浄書（内容に変更なしン 手続補正書（方式）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）融着された繊維製品であって、 特徴的な臨界温度で繊維と繊維の結合を可能にする非晶質ガス状態に不可逆的に 変化する種類の含水繊維のマットを、加熱したダイの間で圧縮し、 マットの水分を蒸発させるのに十分な期間、マットが製品の最終厚さであるとき 、部分的に固化したマットの一層の圧縮を停止し、 マットの温度が前記臨界温度よりも十分に下にある状態で、マットの表面を介し て飽和蒸気としてマット内部から水分の大部分を蒸発させ、 マットを前記臨界温度以上の温度まで加熱した状態で、連続的な固化のもとで、 製品の最終密度及び厚さまでマットの圧縮を継続し、 次いで、完全に固化したマットから熱と圧力を除去し、マットを製品として作業 空間の中に直接解放する、ことによって製造される製品。 （２）前記繊維はセルロース繊維の大部分を含む、請求の範囲第（１）項に記載 の製品。 （３）前記期間は１０秒〜１２０秒である、請求の範囲第（１）項に記載の製品 。 （４）前記ダイは約３００°Ｆ〜５００°Ｆまで加熱される、請求の範囲第（２ ）項に記載の製品。 （５）ダイの圧力は約５００ｐｓｉ〜２０００ｐｓｉである、請求の範囲第（１ ）項に記載の製品。 （５）前記繊維はポリエステル、アクリル又はナイロン繊維を含む、請求の範囲 第（１）項に記載の製品。 （７）マットの圧縮が停止したときからマットが完全に固化されるときまでの間 、補足的な加熱がマット内部に加えられる、請求の範囲第（１）項に記載の製品 。 （８）融着された繊維製品を製造する方法であって、マットの圧縮された面とダ イの圧縮面との間に押入された気体制御透過板を通してマットの圧縮された面か ら気体を排出しながら、加熱されたダイ間に少なくとも１つの結合剤を含んだ繊 維の含水マットを最終密度まで圧縮することを含む方法において、Ａ．前記ダイ は圧縮表面温度か約３００°Ｆ〜約５００°Ｆまで加熱され、 Ｂ．マット繊維の時期早尚な炭化を防止するためマットの温度をマット繊維の臨 界温度以下に一様にした状態で、マットの水分を飽和蒸気に変え前記板を介して マットから排出させるのに十分な期間、前記マットを実質的に固化状態に維持す るために、前記ダイの相対的な移動を実質的に終結させることによって、マット が製品の最終厚さまで圧縮される前に、前記マットの圧縮が介在され、 Ｃ．前記マットの所望厚さへの圧縮は、マット繊維の完全な且つ均一な固化融着 を達成するために、マットの内部温度を前記臨界温度以上に上昇させるのを妨げ ることなしに、加熱されたダイを閉鎖することによって継続される、方法。 （９）前記少なくとも１つの結合剤は、溶融されて繊維と繊維を結合した前記マ ットのセルロース及び／又はポリエステル繊維の大部分を含む、請求の範囲第（ ８）項に記載の方法。 （１０）前記期間は１０秒〜１２０秒である、請求の範囲第（８）項に記載の方 法。 （１１）前記マットの圧縮に使用するダイ圧力は２０００ｐｓｉを超えない、請 求の範囲第（８）項に記載の方法。 （１２）前記板の少なくとも１つの孔は板を貫通した０．００１〜０．０１０ｉ ｎの実質的に均一な直径を有し、５００〜３０００孔／ｉｎ２の密度で前記板に 分布している、請求の範囲第（８）項に記載の方法。 （１３）融着装置であって、互いに対向して位置決めされた使用面をもつ下側ダ イ及び上側ダイと、該ダイを移動して前記使用面を一緒にさせるための手段と、 少なくとも１つのダイ使用面を覆う通気された気体放出制御板とを含み、該板は 、板全体にわたって実質的に均一な密に設けられた孔を有し、該孔は、前記板を 貫通した０．００１〜０．０１０ｉｎの実質的に均一な直径を有し、５００〜３ ０００孔／ｉｎ２の密度で前記板に分布している、装置。 （１４）前記板は金属製であり、前記孔は板を電気エッチングして作られた、請 求の範囲第（１３）項に記載の装置。 （１５）前記板と前記少なくとも１つのダイ使用面との間に位置決めされた金網 スクリーンと、板とスクリーンを共通領域の間隔を隔てた位置に機械的に連結し ユニットを形成するための手段とをさらに有する、請求の範囲第（１３）項に記 載の装置。 （１６）下側ダイを覆う板は可撓性でありダイよりも長く、板上に位置決めされ た繊維マットをダイ間に沿って移動させることができるようにダイ使用面に沿っ て板を移動させるための手段をさらに有する、請求の範囲第（１３）項に記載の 装置。 （１７）前記移動手段は、下側ダイの両端及びローラのまわりに係合した板の対 向部分に回転可能に取付けられた平行なローラと、該ローラの少なくとも１つを 回転させるための手段と、前記ローラと関連していて、ローラの前記一方が回転 手段によって回転されるときに、下側ダイの作用面に向って緊張された板を維持 するための引っ張り手段とを含む、請求の範囲第（１６）項に記載の装置。