JPS5923710B2 - リグノセルロ−ス材料のバラバラの粒子を整列させる方法及びリグノセルロ−ス粒子のマットの製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリグノセルロース材料の指向配列された粒子の
マットをプレスして再構成されたプレスした連続製品を
形成する前のかメるマットの形成方法及び装置に係わる
ものである。

再構成リグノセルロース材料の指向配夕１ルた製品はか
＼る再構成製品が構造用に用いる観点からして望ましい
ものである。

従来、か＼る再構成製品の用途は床の下張り及び家具の
コアーの様に構造的考慮を必要としない用途に広く限定
されていた。

指向配列した繊維又はフレークから作られた固めたりグ
ツセルローズ材の構造特性はその゛配列インデックス即
ち０．１によって便宜上測定され、ｏ、ｉは単に製品を
作り上げているリグノセルローズ材料の選定整列度を示
す数値である。

゛′配列インデックス″は配列方向Ｘの弾性率を横方向
の弾性率で除したもの：即ち ０ 、 ｌ 、 ＝ ＭＯＥ ｘ ／ ＭＯＢ ｙと定
義される。

再構成されたリグノセルロース材料製品の配列インデッ
クスは、作られるリグノセルロース材料の型、プレスし
た製品の密度及び配列方法を含む多数の因子に依存する
。

木繊維、フレークス及び又は粒子の様なリグノセルロー
ス材料から繊維マットを固定する前にリグノセルロース
材料の機械的配列を行って指向配夕１ルた製品を作るこ
とは知られて居り、その為の装置は市販されている。

最近かメる材料のマットを形成する間及びマットを熱圧
下に固定する前にリグノセルロース材料例々の断片を静
電気的に配列する工業的に実施容易な方法及び系を発達
させるのに著しく多くの研究がなされている。

米国特許第３，８４３，７５６及び３，９５４，３６４
号にはバッチ式及び連続法に基づいてリグノセルロース
材料の個々の断片を静電気的に配列する方法及び装置が
記載されている。

上記特許に記載される連続法によって作られた製品は、
その上に配列された繊維を沈積させるマット支持表面の
直上に間隔を置いて設けられた荷電板の間の配列帯域中
における静電気力線のゆがみの為に市場で受は入れられ
なかった。

この力線のゆがみによって間隔を置いて設けられた電極
板間に確立されている電場によって早く指向配列された
リグノセルロース材料片をマット支持表面の直上にある
ゆがめられた指向性電場によってそれ自身が再配列させ
られる。

リグノセルロース材料片の指向配列されたマットの製造
での配列インデックスを改良する方法は米国特許第４，
１１１，２９４号及び第４，１１３，８１２号に記載さ
れている。

特許第４，１１１，２９４号は間隔を置いて設けられた
平板電極の各々の下端に確保され、形成中のマットに隣
接した領域に伸びている屈曲性の制御された抵抗材料を
使用して、間隔を置いて設けられた電極の頂部から形成
中のマットに隣接した領域に実質的に水平な指向性電場
の力線を維持させることが記載されている。

特許第４，１１３，８１２号は形成中のマット中に電流
を流してマット支持表面の動く方向に平行に、形成中の
マットの直上に指向性電場、及びマット支持表面上の間
隔を置いて設けられた平板電極間に形成された配列帯域
中に指向性電場を供給する手段を用いる。

例えば均一間隔を置いて設けられたマット頂部表面と接
触する電極、２）マットの底部表面と接触するマット支
持表面上の電極、及び３）マット支持表面に確保された
マット中に上方に伸び、マット支持表面を通って下方に
伸びる電導性指導電極の様な間隔を置いて設けられた電
極間にマット中を電流する種々の装置が記載されている
。

西独特許公開公報筒２，４０５，９９５号は圧縮成形形
部品の製造に指形材料を整列させる方法及び装置を記載
している。

型の中の繊維に成形される断片の荷電線を横切る方向に
振動運動を与えるか、又は繊維を荷電線方向に整列させ
る様に空気流によって浮遊状態に支持される。

同時に、繊維にその力線が成形される断片の荷電線に平
行に整列されている電場をかける。

スウェーデン公開公報第４００，４２３号は静電気的に
配列された沈積している繊維マット中に下方に突出して
いる下端に指状体を有する間隔を置いて設けられた電極
板を使用して静電気力線ゆがみの問題を克服するバッチ
法を記載している。

電極板は沈積中の繊維マットの厚さが増加するにつれて
電極板が上昇して形成されるマット中に局部的な弱点が
形成されるのを防止する。

本明細書で使用するリグノセルロース材料の１粒子″′
とは、フレーク、ストランド、薄板、チップ、削りくず
、スライバー繊維等の切断、粉砕（ｈａｍｍｅ ｒｍｉ
ｌ Ｉ ｉｎｇ） 、摩砕（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）等に
よって作られるリグノセルローズ材料のバラバラの小片
を含む意味である。

本発明の第１の目的は、バラバラの小片即ちリグノセル
ローズ材料の粒子の配列に電場を利用してリグノセルロ
ーズ材料の配列された連続マットを形成する方法及び装
置を提供するにある。

本発明の次の目的はマットに仕上げられる整列された粒
子の配列を損うことなく静電場の連続的影響の下にリグ
ノセルローズ材料の指向配列されている粒子のマットを
移送表面からアースされた電導性マット受表面に移送す
る方法及び装置を提供するものである。

本発明の次の目的は絶縁された移送表面が配列帯域の直
下に位置して配列帯域を通って降りてくるりグツセルロ
ーズ材料の指向整列されたバラバラの粒子を受け、移送
表面上に沈積したりクツセルローズ材料の整夕１ルた粒
子のマットが移送表面の直上で配列帯域の指向性電場に
平行に平行な指向性電場内に浮遊させて土地電位に保た
れている可動の電動性水平マット受表面上へのマットの
移送中粒子の配列を維持する方法及び装置を提供するに
ある。

本発明の次の目的は配位帯域の間隔を置いて設けられた
電極間及び移送表面とアースしたマット受表面間の電圧
勾配を実質的に等しく保ちマット受表面への移送中粒子
の配列を維持するリグノセルロース材料の個々の粒子を
配列する方法及び装置を提供するにある。

之等の及び他の目的は粒子のマットを電気絶縁移送表面
上に沈積させ、移送表面上の粒子を指向性配列静電場に
かけて粒子を確立された静電場方向に配夕１ルて配列し
た粒子のマットを土地電位に保たれている導電性マット
受表面へ移送することによって達成される。

１つの態様では、粒子は第１の指向性電場中を滴状に落
下するこの電場は配夕１ルた粒子がマットとして沈積さ
れる移送表面からは電気的に分離されている。

移送表面は配位帯域下に位置して第１の指向性電場を通
って降りて来る配列された粒子を受ける。

ついで配列された粒子は移送表面の直上及びその長さに
沿って発生された第２の指向性電場の連続的影響下に移
送表面から土地電位に維持されているマット受表面に排
出される。

移送表面上に沈積された個々の粒子は移送中細々の粒子
の配列が維持され改良される様に第２の指向性電場の連
続的影響下にアースされたマット受表面への移送の為に
移送表面に浮遊させることが出来る。

配列されたマットは移送表面に沿ってその排出端に動き
、そこで土地電位に保たれた可動電導マット受表面上に
受けられる。

米国特許第３，８４３，７５６： ３，９５４，３６４
及び上記したタルポット（Ｔａｌｂｏｔｔ）等に対する
第４．１１３，８１２号及びカーペラター（Ｃａｒｐｅ
ｎｔｅｒ）等に対する米国特許第４，１１１，２９４号
はすべて確立された静電場を通ってリグノセルロース材
料のバラバラの小片を自由落下させて配列を達成するこ
とに基づくものである。

上記特許に記載されている自由落下配列方法で遭遇する
重要な問題はマット支持表面上で形成されているマット
の頂部と間隔を置いて設けられた平面電極板底部エツジ
との間の領域中で指向性電場の均一さを維持することに
ある。

この領域で電場がゆがめば多数の配夕１ルた粒子を混乱
させる結果となる。

本明細書に記載する方法及び装置はフレーク、ストラン
ド、チップ、薄板、削りくず、スライバー、繊維等のバ
ラバラの粒子の指向性配列を企図するものである。

リグノセルロース材料の電気的特性は材料の混合金量に
より大きく変化するので炉乾燥基準で４と２０重量％の
間の混合金量を有するリグノセルロース材料を用いて最
良の結果が得られる。

本方法に用いられる好ましいリグノセルロース材料は木
であるが、他のリグノセルロース材料例えば麦わら、牧
草、バガス及び他の繊維物質をその入手し易さ及び得ら
れる最終製品の型により用いることが出来る。

本明細書に記載する方法及び装置は電気絶縁された移送
表面上にあるリグノセルロース材料の配列粒子のマット
を可動性の無端電気絶縁ベルト又は移送表面上へのマッ
トの浮遊によって土地電位にある電導性マット受表面に
移送し、移送表面上のマットは指向性電場の影響下に維
持され、マットの移送中粒子の配列を整列させ、維持す
る。

粒子は空気手段、機械的振動、音エネルギ−、流動化等
により浮遊させることが出来る。

配列前、リグノセルローズ材料を計量し、分散し個々の
粒子に分離する。

ついで粒子は配列用粒子を配列の為に一様に分散させる
分散装置に供給する。

粒子は始め間隔を置いて設けられた板電極下に位置する
非電導性移送表面上に間隔を置いて設けられた板電極を
通って自由落下させて配列させるか、又は移送表面上に
沈積した後に確立された指向性電場の影響下に配列させ
ることが出来る。

移送表面上に置かれている指向配夕１ルたマットはつい
で指向性電場の連続的影響下に土地電位にある電導マッ
ト受表面に移される。

第１図の具体例によれば、リグノセルロース材料の粒子
は間隔量いて設けられた電極板の間に設けられた夫々の
配列室を通って配列室の各々の直下に位置する夫々の電
気絶縁された移送表面上に自由落下する。

夫々の移送表面上に形成されたマットはついで電導性の
可動マット受表面即ち各移送表面の長さに沿って移送表
面とマット受表面の間に確立された静電場の影響下に土
地電位に維持されているコール板（ｃａｕｌ ｐｌａｔ
ｅ）に移される。

夫々の間隔を置いて設けられた電極板間の電圧勾配及び
、夫々の移送表面に沿い移送表面とアースされたコール
板間の電圧勾配は実質的に偏位する場合があるが好まし
くは実質的に等しく維持される。

可動マット受表面又はコール板は配列されたマットをプ
レスに運び、こ５で熱圧を受けで所期の密度の連続気孔
のプレス製品に成形される。

間隔を置かれた電極板の間の電圧勾配及び移送表面に沿
い、移送表面とアースされたマット受表面の間の電圧勾
配の大きさは材料の型、その大きさと形、湿分含量を含
む多数の因子に依って変化する。

０、４ ＫＶ／ｃｒｎと５ＫＶ〆扁の範囲の電圧勾配が
使用出来る。

好ましくは交流も使えるが直流を用いる。第１図におい
て、配列帯域は垂直に間隔を置いて設けられた電極板１
０，１１，１２，１３，１４，１５及び１６によって区
切られた一連の配列室から出来上っている。

板の間隔は使用される電圧、粒子の大きさ及び他の変数
に依存する。

夫々の板は第１図に示される様に反対荷電されている。

各垂直板は一連の荷電された電極板の下に水平運動の為
に設けられているコンベヤー１８の上表面に乗るコール
板１７の上に垂直調節の為に載置せられている。

夫々の移送板の排出端に隣接する各電極板の下端は移送
板の夫々表面のすぐ上に位置し、夫夫の電極と夫々の移
送表面上に形成され配列粒子のマットの間に隙間を与え
て、各移送表面上に形成されたマットをその組合わされ
た電極板の下を通過させる。

電極板１０〜１６は高電圧系（図示せず）によって荷電
されて、粒子が配列室を自由落下して降下する時に粒子
を配列させる為に夫々の電極板間に強電場を発生させる
。

第４図に図示する様に電極板１０〜１６は適当な絶縁材
料１９によって分離されたステンレス鋼の様な適当な電
導性材料１５の間隔を置いて設けられたシートから成る
。

外側の電極板１０と１６は電気絶縁材料の覆い２０（第
３図参照）によって囲繞され、この絶縁材料は例えばポ
リカーポネット、フェノールホルムアルデヒド、ガラス
繊維強化樹脂等の合成樹脂シート材料である。

配列帯域の側壁２１は同じ様な電気絶縁材料から作られ
る。

板電極の端部間のコロナ放電を避ける為に夫々の対１０
−１６はその周辺の廻りに伸びる配管２２によって接続
される。

電極板用の電気絶縁材料の覆い２３を用いることが出来
る。

第１図に、より詳細には第３図に図示する様に、そらせ
板２４が置かれ、入って来る粒子を外側電極板１０と１
６の上部表面から逸らせて粒子が上部表面に接着するの
を防止する。

リグノセルロース材料の流入粒子は各配列室の直下に位
置する夫々の電気絶縁された移送表面３１．３２，３３
，３４．３５及び３６上に夫々の配列室２５，２６．２
７，２８．２９及び３０を通って自由落下する。

夫々の配列室を通って自由落下する間に、粒子は夫々の
反対荷電されている電極板の間を延びる電気力線により
粒子自身が整列される。

夫々の移送板は遭遇する電圧、歪に耐えるに十分に高い
絶縁耐力（低誘電率）を有する適当な電気絶縁物質から
作られる。

第５図に図。示する様に、例示する移送板はガラス繊維
強化樹脂の被覆によって囲まれたポリ塩化ビニール又は
他の適当なプラスチックの発泡コアー３７を有する。

移送板３１−３６の各々は水平に置かれるか又はマット
受表面に平行な平面に対して下方にマット受表面１７の
運動方向に対して０’−６５０１好ましくは０°〜２５
°の角度で傾斜して置かれる。

その角度が十分に急であれば、マット受表面上に重力の
影響で滑ってその上に沈積したマットを生じるか又は第
１図に示す様に夫々の移送板に振動をかけてマットをマ
ット受表面上に排出させる。

第１図の移送板３１−３６の各々は放出端の最終板電極
を除き各移送板の上端を夫々の板電極の直下にピボット
軸着させて平行側壁３９と４０の間に載置される。

夫々の長くのびた導電材即ちコールプレート１７の運動
方向を横切り夫々の移送表面の幅方向に又間隔を置いて
設けられた電極１〇−１６に平行に伸びている電極４Ｌ
４２，４３゜４４．４５及び４６が整列された粒子のマ
ットを受ける各移送板３１−３６の上表面に埋め込まれ
る。

夫々の電極４１〜４６は第１図に例示されている様に組
合わされた板電極の直下に位置するのが好ましい。

電極４１−４６の各々はその直上にある板電極と同一の
極性を有する。

電極４１−４６は狭い導電ス） ＩＪツブ、棒又は適当
な形状の形でよいが好ましくはコロナ放電を最小にする
ために丸められている。

移送板３１−３６を支持する側壁３９と４０はコール板
１７の運動方向を横切って伸びている。

クランク５１の一端には例示される通り側板３９に接続
し、クランクの他端はベルト伝導５４を通ってモーター
５３によって駆動されている偏心５２に接続され、夫々
の移送板に振動運動を与える。

モーター５３が駆動される場合には夫々の移送表面の振
動の振巾及び周波数は調節可能で一般に８００〜１１０
００ｒｐの場合に高さは垂直調整手段５５及び垂直調整
手段５６によってマット受表面に対して垂直調整が出来
る。

リグノセルロース材料粒子は夫々の配列室２５−３０中
に確立される第１の指向性電場を通って落下し、配列室
で粒子は美々の移送板上に沈積される前に指向配列され
る。

配列された粒子マットはついで夫々の電極４１−４６及
び其等の組合わされた板電極の間及び夫々の電極４１−
４６とアースされたマット受表面の間に各移送表面に沿
って確立された第２の指向性電場の下にあり乍らアース
されたコー）Ｉ／根板上夫々の移送板に沿って速く。

電極４１−４６の各々はその直上の板電極に電気的に接
続されるか独立して荷電される。

土地電位にあるコール板にマットを移送する為に振動に
よって夫々の移送表面上に配列された粒子のマットを浮
遊させるよりは、むしろ第７図に図示される空気膜コン
ベヤーが使用出来る。

第１図に関して述べた様に荷電されている間隔を置し設
けられた電極板５７，５８，５９，６０．６１及び６２
によって区切られた一連の配列室から成る配位帯域が第
７図に示されている。

少くともコール板６３に等しい巾を有するガス透過性表
面６４を有する電気絶縁部材は夫々の配位室の下をアー
スされたコール板迄伸びている。

表面６４の下には一連の室があり、この室に空気又は他
のガスを加圧下に供給して、夫々の配列室を通って自由
落下と配列の後に表面上に沈積した配列された粒子のマ
ットと表面６４の間に空気又はガスのフィルムを供給す
る。

電極要素６６−７１は表面６４、好ましくは荷電された
電極板５７−６２の各々の直下に埋め込まれる。

電極６６−７１の各各はその直上の荷電板と同一の極性
を有する。

コンベヤーはアースされたコール板ヘリクツセルロース
粒子のマットに所期の供給速度を与えるに必要なだけ、
電導性のアースされたコール板の運動方向に傾斜してい
る。

間隔を置いて設けられた電極５７−６２は異ったマット
厚さに適合するに必要なだけ垂直に調節出来る。

間隔を置いて設けられた各電極間に確立された静電気場
の電圧勾配を最終荷電板６２、電極要素７１及びアース
されたコール板６３間の電圧勾配を実質的に等しく維持
するのが望ましい場合には、板６２、電極７１及びコー
ル板６３間の距離が荷電板５７−６２間の第６図には第
１図の具体例の変形例が示されている。

その装置は電極４１−４６に平行に伸びる電極要素７３
−７８が各移送板の下表面に埋め込まれアースされてい
る点で第１図に例示されたものとは異なる。

電極７３−７８はコール板１７上に沈積された移動マッ
トと接触して之等の点で静電場の電界強度を維持するの
を助ける為に設けられている。

同様に、垂直調節出来るアースされている電極７９は図
示される様に放出端近くに位置してアースされたコール
板１７と電極要素４１間の静電場の電界強さを維持する
。

第８図には本発明のもう１つの具体例が例示されて居り
、この具体例では配列されたリグノセルロース粒子のマ
ットの導電性の土地電位に維持されているマット受表面
への移送用移送表面として無端の絶縁ベルトを用いる。

第１図に関して記載した様に、一組の配列室から成る配
列帯域が垂直に間隔を置いて設けられた電極８０．８１
及び８２によって区切られている。

電極板８１は適当な絶縁材料ａ４によって相互に分離せ
られてい一ヤ。

更に配位帯域は第１図に示される様に電気絶縁材料８３
により被覆されている。

無端の電気絶縁ベルト８５は夫々の配列室の下に位置す
る。

ベルトは空気膜で支持されるか、又は例示されている様
に無端ベルトの移送長さだけ伸びている支持部材上に支
持されている。

各々がその直上の板電極と同−の極性を有する夫々の電
極要素８７，８８゜８９は、支持部材８６の上表面と、
間隔を置いて設けられている各電極板８０．８１及び８
２の各各の直下に埋められている。

電極要素の各々は必要な場合にはその直上の板電極と電
気的に接続出来る。

電気絶縁材料から作られたロールベヤリング９０が無端
ベルトの廻りを走行するために無端ベルトの排出端に設
けられる。

無端ベルトは又図示される様に駆動ロール９２と遊びロ
ール９１の周りを走行する。

シャフト９２ａに軸着された駆動ロールはプーリー９３
によって駆動される。

ブー ＩＪ −９３はベルト伝導９４によってプーリー
９５に接続される。

プーリー９５は適当な動力手段即ちモーター９６に接続
されている。

緊張ロール９７がベルトのゆるみを取り除くのに設けら
れる。

必要な場合には、全無端ベルト系及び支持部材が点線で
示される様に板電極に対しての垂直調整の為に設けるこ
とが出来る。

三角片１０１が無端帯からアースされたコール板に配列
された粒子のマットに移送するのを助ける為に無端帯の
排出端に設けることが出来る。

土地電位に保たれている電導性のコール板９８が図示さ
れるコンベヤー９８、即ち側板１００を含むコンベヤー
上に支持される。

本出願に記載される方法は動いているアースされたコー
ル板の運動方向へのリグノセルロース粒子の配列に関す
るものであるが、粒子は所望によりアースされた可動の
コール板の運動方向を横切って配列出来ることに注目す
べきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による再構成された連続気泡のリグノセ
ルロース製品の製造に使用されるリグノセルロース製品
の配列されたマットの連続製造装置の立側面図であり、
この装置は一連の移送表面に振動運動を与えて移送表面
上に載置されたリグノセルロース材料の指向配列された
粒子のマットを整列させる。 第２図は第１図の装置の背面図である。 第３図は第１図の間隔を置いて設けられた電極板の１つ
の正面部分断面図である。 第４図配列帯域の間隔を置いて設けられた電極板側壁の
構成を示す第１図の４−４線に沿った水平部分断面図で
ある。 第５図導電性部材の位置を示す第１図の移送板の１つの
垂直部分断面図である。 第６図、第１図に示すリグノセルロース材料の個々の粒
子を配列する具体例を示す概略図でありアースされた導
電性電極部材が移送板の各々の下表面に設けられ、垂直
調節出来るアースされた電極が最終電極板の排出端に隣
接して設けられている。 第７図は、リグノセルロース材料の指向配夕１ルたマッ
ト製造用のもう１つの具体例の概略図であり、加圧ガス
が放出される硬い、電気絶縁性の多孔性表面が移送表面
として用いられ、マットを土地電位に移送す２為の発生
された指向性電場の存在下にマットをガス膜上に浮遊さ
せる。 第８図は、リグノセルロース材料の指向配列されたマッ
ト製造用の本発明の更にもう１つの具体例の断面図であ
り、電気絶縁性無端運動ベルトが配列されたリグノセル
ロースのマットを静電場の連続的影響下に、土地電位に
維持されている導電性マット受表面に移送する為の移送
表面として用いられている。 １０〜１６：配列帯域、１７：コール板、１８：コンベ
ヤー、２０ 、２３ ：覆い、２４：そらせ板、２５〜
３０：配列区画、３１〜３６：移送表面、４１〜４６及
び５７〜６２：電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リグノセルロース材料のバラバラの粒子を整列させ
   る方法において、 リグノセルロース片のマットを電気絶縁性移送表面上に
   沈積させ、 移送表面上のマット内に電流を流しマットのすぐ上方に
   指向性電場を発生して電場の方向にリグノセルロース片
   を配列させ、且つ 配列したリグノセルロース片のマットをマット受表面に
   移送させる、 ことを特徴とする方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、指向
   性電場は、 マット受表面の長さに沿って互いに離れた関係で複数の
   導電性素子を配置し、且つ 指向性電場を発生させるのに充分なだけ導電性素子間に
   電位を形成する、 ことによって、形成されることを特徴とする方法。 ３ 指向性を有する、粉砕してプレスしたリグノセルロ
   ース製品を製造するに用いる配列したリグノセルロース
   粒子のマットの製造装置において、多数のリグノセルロ
   ース粒子を受は取りリグノセルロース粒子のマットを形
   成する絶縁性移送表面と、 リグノセルロース粒子のマットを受は取るように移送表
   面の排出端に隣接して配置したマット受表面と、 移送表面のすぐ上で且つ移送表面上に載置したマット内
   に指向性電場を形成し維持してリグノセルロース粒子を
   配列してマットを作る手段と、及び 配列したマットを移送表面からマット受表面に移送する
   手段と、 を有することを特徴とする製造装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の装置において、指向
   性電場を形成してマットを作る手段は、移送表面中の離
   れて置いた導電性素子と、導電性素子に電荷を与える手
   段と、を有することを特徴とする製造装置。