KR100773209B1

KR100773209B1 - 플라스틱 섬유성형체의 제조장치

Info

Publication number: KR100773209B1
Application number: KR1020050033075A
Authority: KR
Inventors: 마사오 고니시
Original assignee: 가부시키가이샤 도피아
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2007-11-02
Also published as: MY152194A; JP2005307402A; US20050238865A1; JP4387237B2; KR20060047327A

Abstract

플라스틱 섬유와 간벌재(間伐材), 건축폐재, 그루터기, 가지, 나무껍질 등의 식물섬유를 서로 교반·혼합시켜서 펠트형상을 이루고, 펠트형상이 된 섬유혼재물에 마이크로파를 조사한다. 마이크로파의 조사에 의해 저밀도인 펠트형상의 섬유혼재물에 충분한 온도를 확보시킨 후, 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판에 공급하여 압축한다. 누름판에 의해 급격하게 압축되어, 용융일체화된 섬유혼재물은 냉각되고, 냉각에 의해 더욱 눌러 굳혀져, 한층 강고한 플라스틱 섬유판이 된다.

Description

플라스틱 섬유성형체의 제조장치{MANUFACTURING APPARATUS FOR PLASTIC FIBER MOLDING}

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 플라스틱 섬유성형체의 제조장치의 전체 개념도이다.

도 2는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 플라스틱 섬유성형체의 제조장치의 전체 설명도이다.

도 3은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 플라스틱 섬유성형체의 제조장치의 마이크로파 가열부의 감쇠부의 설명도이다.

도 4는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 플라스틱 섬유성형체의 제조장치의 마이크로파 가열부의 측판의 설명도이다.

도 5는 리그닌과 폴리에틸렌 반응의 화학식을 나타내는 설명도이다.

도 6은 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 플라스틱 섬유성형체의 제조방법의 전체 개념도이다.

도 7은 콘크리트시공 후의 발열특성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 식물성 선형재 2 : 플라스틱 섬유모

3, 300 : 식물 혼재물 3A, 300A : 혼재물

6 : 벨트 컨베이어 6A : 박리수단

8 : 박리수단 20 : 마이크로파 가열부

23 : 감쇠부 30, 30A, 30B : 가열·압축부

32, 33 : 누름판 40 : 가열·압축부

42a, …42e : 누름판 43a, …43e : 누름판

44 : 벨트 컨베이어 44A : 박리수단

45 : 박리수단 50 : 절단부

110, 120 : 박리수단

본 발명은, 토목자재, 건축자재, 물류 포장자재, 자동차 내장재 및 그 외 보조재 등에 사용 가능한, 식물섬유와 열가소성 플라스틱 섬유의 혼재물로 이루어지는 플라스틱 섬유성형체, 플라스틱 섬유성형체의 제조방법, 플라스틱 섬유성형체의 제조장치에 관한 것으로, 식물섬유로서는, 간벌재(間伐材), 건축 폐재, 그루터기, 가지, 나무껍질 등의 섬유 또는 섬유형상의 것, 헌 종이 등의 섬유를 사용할 수 있고, 열가소성 플라스틱 섬유로서는, 폐플라스틱 등의 사용이 가능하다. 또한, 혼입되는 것이면, 열강화성 플라스틱도 가능하다.

플라스틱에 용융방사처리를 실시하여 플라스틱 단섬유로 하고, 헌 종이·나 무조각 등을 작게 분해하여 셀룰로오스 섬유로 하고, 플라스틱 단섬유와 셀룰로오스섬유를 교반에 의해 복합섬유체로 한 후, 팔레트 또는 시트 표면에 일정량을 적층하여 압축성형하고, 이 때, 용융을 실시하는 용융공정과 고형화를 실시하는 냉각·고형화 공정을 각각 구성하고, 또한 양 공정사이를 팔레트 또는 시트표면에 적층된 상태로 복합섬유체가 이송하는 복합 플라스틱성형체의 기술이, 일본 특허공개 2002-327363에 의해 공지되어 있다.

그러나, 상기 특허문헌에 개시된 기술은, 플라스틱에 용융방사를 실시한 플라스틱 단섬유와, 헌 종이·나무조각 등을 작게 분해하여 셀룰로오스 섬유를 교반·혼합하는 것으로써 복합섬유체로 하여, 팔레트 또는 시트표면에 일정량을 적층하여 압축성형하는 것이다. 누름판(押壓板))에 의한 플라스틱 섬유의 용융을 요구하고 있기 때문에, 플라스틱의 열화로 이어지고, 성형체의 물리적인 강도를 확보하는 데에는 도달하지 않았다. 또한, 식물섬유가 함유하는 수분의 영향에 의해, 열압성형시에는 수증기폭발 등도 발생하여, 안정된 생산을 확보하는 데에는 도달하지 않았다.

상하 누름판으로부터의 방열에 의해 플라스틱 섬유를 용해로 이끈 경우, 플라스틱 섬유 전체가 연화·용융하여, 유동화로 변화해 버리는 경향이 확인되었다. 특히, 누름판에 인접하는 위, 상하 표층면에 대해서는 유동화경향이 강하여, 플라스틱 섬유모의 혼재를 요구한 섬유판을 성형하는 것이 곤란하였다. 이 때문에, 콘크리트 시행시에 발생되는 콘크리트 응고열에 대항한 열응집을 섬유판에는 요구하지 못하고 있었다. 이 때문에, 이들 종래 기법에 대해서는, 얇은 플라스틱판을 얻 는 방법으로서는 활용할 수 있지만, 토목자재 등의 일정한 두께와 강도를 필요로 하는 플라스틱판에는 이용할 수 없었다.

따라서, 본 발명은, 상기 문제점에 대해서, 이종혼합으로 이루어지는 폐플라스틱을 소재로 하여도, 효율적으로 접착기능을 높임으로써, 일정량의 두께와 물리적 강도를 확보한 플라스틱 섬유성형체, 플라스틱 섬유성형체의 제조방법 및 플라스틱 섬유판의 제조장치의 제공을 가능하게 한 것으로, 구체적으로는, 플라스틱 섬유재료와 식물 섬유재료를 이용한 플라스틱 섬유성형체에 있어서, 내수성을 좋게 하고, 물리적 강도를 향상시킨 플라스틱 섬유성형체, 플라스틱 섬유성형체의 제조방법 및 플라스틱 섬유판의 제조장치의 제공을 과제로 하는 것이다.

본 발명의 제 1 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모로 이루어지는 저밀도인 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하고, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하고, 이것을 압축하는 것에 의해, 상기 섬유혼재물을 일체화하여, 원하는 형상으로 성형하여 이루어진다.

예를 들면, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 펠트형상의 섬유혼재물에 대해서 마이크로파를 조사해 가열하여, 상기 섬유혼재물중의 식물성 선형재의 온도를 상승시키고, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축하는 것에 의해 열가소성 플라스틱 섬유모와 국부적으로 또는 전체적으로 접합하여, 결과적으로 열가소성 플라스틱 섬유모를 연화상태로 하고, 이것을 압축성형함으로써, 상기 섬유혼재물중의 식물성 선형재의 리그닌을 주체로 하는 접합력에 의해, 일체화시켜 원하는 형상으로 성형한 것이다. 여기서, 상기 열가소성 플라스틱 섬유모는, 열가소성 플라스틱이면 순수한 플라스틱 원재료 또는 재이용 플라스틱 재료를 불문한다. 그러나, 재이용 플라스틱재료 쪽이 비용을 염가로 할 수 있다. 또한, 상기 식물성 선형재는 간벌재, 건축폐재, 그루터기, 가지, 나무껍질, 톱밥 등의 섬유, 쑥, 잔디 등의 식물섬유, 헌 종이 등의 셀룰로오스, 감열지(感熱紙)를 사용할 수 있다. 그리고, 상기 마이크로파에 의한 가열은, 플라스틱 업계에서 사용하고 있는 공지의 마이크로파 가열로(장치)이면 좋다. 또한, 연화상태의 혼재물을 압축하는 것은, 롤러 또는 소정 형상의 판상체로 할 수 있다. 구체적으로는, 식물섬유내에 함유하는 수산기의 결합에 의해서 각각의 폴리머 사이를 결합 또는 중합시킴으로써, 서로 녹지 않는 관계로 이루어지는 플라스틱과 식물섬유를 일체화시키고, 또한 식물섬유 소재중에 함유하는 셀룰로오스의 개재를 요구하는 것에 의해, 다른 종류의 플라스틱에 개재하는 응집에너지에 대해서 열에너지의 흡수를 보좌하는 것을 가능하게 하여, 플라스틱 섬유성형체의 열변형 또는 상분리현상에 대해서, 열에너지의 억제와 대책을 강구하는 것이 가능하게 된 것이다.

상기 식물성 선형재란, 간벌재, 풀식물, 헌 종이 등을 잘고 작게 분해 또는 분쇄한 것으로, 구체적으로 섬유로서, 털로서 형성한 것이 아니고, 서로 얽히고, 부착하여 혼재하는 형태, 마치 섬유형상으로 세분화한 것이면 좋다. 또한, 플라스틱 섬유모란, 용융방사상에 가늘게 형성한 열가소성 플라스틱 소재에 대해서는, 절단, 분쇄에 의해 섬유형상 또는 털형상을 이룬 것이면 좋고, 얇은 시트 등의 열가소성 플라스틱 소재에 대해서는, 단순히 절단과 분쇄를 반복함으로써, 시트편으로 형성할 수 있기 때문에, 이러한 상태이면 좋다.

이와 같이, 제 1 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물의 열가소성 플라스틱을 연화상태로 하고, 특히, 식물섬유측의 온도를 보다 고온으로 함으로써, 그 주위의 열가소성 플라스틱도 연화시켜, 그 상태로 압축함으로써, 식물성 선형재로부터 추출된 리그닌이 열가소성 플라스틱과 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 침투하여 부착하기 때문에, 상기 섬유혼재물을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

본 발명의 제 2 측면에 관한 플라스틱 섬유성형체는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모로 이루어지는 저밀도인 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하고, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하고, 가열상태로 압축하여, 이것을 냉각하면서 압축하여 상기 섬유혼재물을 일체화시켜, 원하는 형상으로 성형해서 이루어진다.

예를 들면, 본 발명의 제 2 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하여, 이것을 압축함으로써 상기 섬유혼재물을 일체화시키고, 냉각압축하여 원하는 형상으로 성형한 것이다. 상기 냉각압축하여 원하는 형상으로의 성형이란, 압축함으로써, 금형의 소정의 형상을 전사하여, 경화시키는 것으로, 판형상의 것을 포함한 성형체를 의미한다.

또는, 본 발명의 제 2 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 이것을 압축함으로써 식물성 선형재로부터 리그닌을 짜내고, 또한 상기 섬유혼재물의 밀도를 높게 하고, 리그닌에 의해 접합일체화시키고, 압축과 함께 냉각하여, 원하는 상기 섬유혼재물의 밀도상태로 성형한 것이다. 이 경우, 압축과 함께 냉각하는 경우에는, 열가소성 플라스틱 및 식물섬유의 경화에 따르는 변형이 열가소성 플라스틱 및 식물섬유로 흡수되고, 원하는 금형을 사용하여, 판형상의 것을 포함한 성형체를 형성할 수 있다.

본 발명의 제 3 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체는, 열가소성 플라스틱 섬유모에 식물성 선형재를 혼입하여 저밀도인 섬유혼재물을 이루고, 상기 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하고, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하고, 상기 섬유혼재물을 압축하고, 이어서, 냉각하면서 압축하여 원하는 형상으로 성형하여 이루어진다.

예를 들면, 본 발명의 제 3 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체는, PE(폴리에틸렌)와 PVC(폴리염화비닐) 등을 포함한 열가소성 플라스틱 섬유모에 식물성 선형재를 혼입하여 섬유혼재물로 하고, 이것을 마이크로파로 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하여, 이것을 압축성형하고, 일체화시킨 후, 냉각압축하여 원하는 형상으로 성형한 것이다. 여기서, 열가소성 플라스틱 섬유모로서 비교적 재활용의 수요가 높은 PE(폴리에틸렌)와 PVC(폴리염화비닐)를 포함하는 것에 있어서도, PE(폴리에틸렌)와 PVC(폴리염화비닐) 상호간의 플라스틱상분리 현상을 억제할 수 있다.

또는, 본 발명의 제 3 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체는, 예를 들면, PE(폴리에틸렌)와 PVC(폴리염화비닐) 등을 포함한 열가소성 플라스틱 섬유모에 식물성 선형재를 혼입하여 섬유혼재물로 하고, 마이크로파로 가열하여 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하고, 이것을 압축성형하여 일체화시킨 후, 냉각압축하여 원하는 형상으로 성형한 것이다. 이 경우, 상기 식물섬유측의 온도를 보다 고온으로 하고, 그 상태로 압축함으로써, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 들어가, 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착되기 때문에, 상기 섬유혼재물을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있어, PE와 PVC 상호간의 플라스틱상분리 현상을 억제할 수 있다.

상기 플라스틱 섬유성형체의 상기 압축은, 가열압축과 냉각압축을 1회 이상 반복하더라도 좋다. 이렇게 하면, 플라스틱 섬유성형체를 서서히 변형시켜, 내부변형을 경감할 수 있다.

상기 플라스틱 섬유성형체는, 저밀도인 섬유혼재물을 형성하는 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 비율을 달리하는 층으로서, 복수층 형성해도 좋다. 이렇게 하면, 임의의 기계적 강도의 것, 임의의 비중의 것, 임의의 탄성의 것을 얻을 수 있다. 따라서, 용도에 따르는 설계 강도의 성형체를 공급할 수 있다.

상기 플라스틱 섬유성형체는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모로 이루어지는 저밀도인 섬유혼재물을 마이크로파로 가열한 후, 누름판으로 압축가열을 실시함으로써, 식물성 선형재로부터 리그닌을 짜내어, 열가소성 플라스틱 섬유모에 접합시킬 수도 있다.

예를 들면, 상기 플라스틱 섬유성형체를, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 저밀도인 섬유혼재물을 마이크로파로 가열한 후, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써, 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 누름판으로 압축가열을 실시함으로써 식물성 선형재로부터 리그닌을 짜내어, 열가소성 플라스틱 섬유모에 접합시킬 수도 있다.

이렇게 하면, 식물성 선형재로부터 추출한 리그닌이 열가소성 플라스틱 섬유모와 접착하게 되므로, 열가소성 플라스틱의 용융상태로 하는 일 없이, 플라스틱 섬유성형체를 형성할 수 있다. 특히, 누름판으로 압축가열을 실시함으로써, 식물성 선형재로부터 리그닌을 짜낼 수 있기 때문에, 가열 및 압축이 효율 좋게 리그닌을 짜낼 수 있어, 보다 좋은 접합이 가능하게 된다.

상기 플라스틱 섬유성형체를, 미용융의 열가소성 플라스틱 섬유모가 내부에 혼재하여, 외부열을 받았을 때에 수축을 가능하게 하도록 구성할 수도 있다.

이렇게 하면, 식물성 선형재로부터 추출한 리그닌이 열가소성 플라스틱 섬유모와 접착하고 있어, 높은 온도의 외부열을 받았을 때, 미용융의 열가소성 플라스틱 섬유모가 용융하는 것에 의해, 용적을 조정할 수 있어, 변형이 남기 어려운 구성이 된다.

본 발명의 제 4 측면에 관한 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모로 이루어지는 저밀도인 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열 공정과, 이것을 압축함으로써 인접부위를 용착(溶着)하여 성형하는 것에 의해, 상기 섬유혼재물이 미용착섬유로서 혼재하도록 하는 압축공정을 구비한다.

예를 들면, 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물중 특히 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하여, 소정의 형태로 성형하는 것에 의해, 상기 식물섬유에 의해서 내부변형을 흡수하여, 상기 섬유혼재물을 일체화시키는 것이다.

또는, 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물중 특히 식물섬유를 고온상태로 하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 이것을 압축하여 소정의 형태로 성형함으로써, 상기 섬유혼재물에 의해서 내부변형을 흡수하여, 상기 섬유혼재물을 일체화시키는 것이다. 따라서, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 엉겨붙어 상기 식물섬유의 표면에 부착하기 때문에, 상기 섬유혼재물을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

본 발명의 제 5 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모로 이루어지는 저밀도인 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열 공정과, 이것을 압축하여 상기 섬유혼재물을 일체화시킨 후, 냉각 및 압축을 동시에 실시하는 냉각압축 공정을 구비한다.

예를 들면, 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물중 특히 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 이것을 압축하여 소정의 형상으로 성형함으로써, 상기 식물섬유에 의해서 내부변형을 흡수하여, 상기 섬유혼재물을 냉각압축하여 원하는 형으로 일체화시키는 것이다.

또는, 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물중 특히 식물섬유를 고온상태로 하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 이것을 압축하여 소정의 형상으로 성형함으로써, 상기 섬유혼재물에 의해서 내부변형을 흡수하여, 상기 섬유혼재물을 일체화시키는 것이다. 따라서, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착한 상태로 냉각압축하는 것이므로, 상기 섬유혼재물을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

본 발명의 제 6 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모를 혼입하여 저밀도인 섬유혼재물이 이루는 혼합공정과, 그 후 이것을 마이크로파로 가열하여 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열공정과, 이것을 압축 및 냉각함으로써 일체화시키는 냉각압축공정을 구비한다.

예를 들면, 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, PE(폴리에틸렌)와 PVC(폴리 염화 비닐) 등의 1종류 이상을 포함한 열가소성 플라스틱 섬유모에 식물성 선형재를 혼입하여 혼재물을 이룬 후, 마이크로파로 가열하여 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하고, 이것을 압축성형하여 일체화시키고, 이것을 더욱 압축하여 소정의 형상으로 성형함으로써 상기 식물섬유에 의해서 내부변형을 흡수하고, 상기 섬유혼재물을 냉각압축하여 원하는 형상으로 형성하여, 상기 섬유혼재물을 일체화시키는 것이다.

또는, 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, 예를 들면, PE(폴리에틸렌)와 PVC (폴리염화비닐) 등의 1종류 이상을 포함한 열가소성 플라스틱 섬유모에 식물성 선형재를 혼입하여 섬유혼재물을 이룬 후, 마이크로파로 가열하여 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하고, 이것을 압축성형하여 일체화시키고, 이것을 압축하여 소정의 형상으로 성형함으로써, 상기 섬유혼재물에 의해서 내부변형을 흡수하여, 상기 섬유혼재물을 냉각압축하여 원하는 형으로 형성하여, 상기 섬유혼재물을 일체화시키는 것이다. 따라서, 이러한 열가소성 플라스틱의 경화에 따르는 변형이 식물섬유로 흡수되고, 원하는 금형을 사용하여, 판형상의 것을 포함한 성형체를 형성할 수 있다.

상기 플라스틱 섬유성형체의 제조방법의 상기 압축은, 가열압축과 냉각압축을 1회 이상 반복함으로써 실시할 수 있다. 이렇게 하면, 섬유혼재물을 서서히 변 형시켜, 내부변형을 경감하여 성형할 수 있다. 따라서, 플라스틱 섬유성형체의 내부변형을 더욱 경감할 수 있다.

상기 플라스틱 섬유성형체의 제조방법의 상기 마이크로파는, 5KW 이상의 출력으로 할 수 있다. 이 경우, 특히 식물성 선형재를 고온상태에서 압축하고, 또한 이것을 냉각하여 원하는 형상으로 형성하는 경우에, 상기 식물섬유의 개재에 의해서 내부변형을 흡수시켜, 상기 섬유혼재물을 일체화시킬 수 있다.

따라서, 특히 식물섬유측의 온도를 보다 고온으로 하고, 이 상태에서 압축함으로써, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착한 상태로 냉각압축하는 것이므로, 상기 섬유혼재물을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

상기 플라스틱 섬유성형체의 제조방법에서는, 상기 압축공정은 누름판으로 압축가열을 행함으로써 식물성 선형재로부터 리그닌을 짜내어, 열가소성 플라스틱 섬유모에 접합시킬 수도 있다.

예를 들면, 상기 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 저밀도인 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하여 압축하는 것은, 누름판으로 압축가열을 행함으로써 식물성 선형재로부터 리그닌을 짜내어 열가소성 플라스틱 섬유모에 접합시키는 것이다.

따라서, 식물성 선형재로부터 추출한 리그닌이 열가소성 플라스틱 섬유모와 접착한 플라스틱 섬유성형체를 형성할 수 있다. 특히, 누름판으로 압축가열을 행함으로써 식물성 선형재로부터 리그닌을 짜낼 수 있고, 또한 압축에 의해 가열되므로, 가열 및 압축을 효율 좋게 리그닌을 짜낼 수 있어, 보다 좋은 접합이 가능하게 된다.

상기 플라스틱 섬유성형체의 제조방법에서는, 상기 압축공정은 미용융의 열가소성 플라스틱 섬유모가 내부에 혼재하여, 외부열을 받았을 때에 수축기능을 가능하게 하는 정도로 할 수 있다.

예를 들면, 상기 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 저밀도인 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하여 압축하는 것은, 미용융의 열가소성 플라스틱 섬유모가 내부에 혼재하여, 외부열을 받았을 때에 수축기능을 가능하게 하는 정도로 한 것이다.

따라서, 식물성 선형재로부터 추출한 리그닌이 열가소성 플라스틱 섬유모와 접착하여 고온도의 외부열을 받았을 때, 미용융의 열가소성 플라스틱 섬유모가 용융함으로써, 용적을 조정할 수 있어, 변형이 남기 어려운 구성이 된다.

본 발명의 제 7 측면에 관한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열부와, 상기 섬유혼재물을 압축하여 소정의 형상으로 성형하는 압축부를 구비한다.

또한, 본 발명의 제 8 측면에 관한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열부와, 상기 섬유혼재물을 냉각압축하여 소정의 형상으로 성형하는 냉각압축부를 구비한다.

예를 들면, 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물의 플라스틱 섬유모는 식물성 선형재로부터 열을 받아 연화상태가 되고, 미용융으로 있는 상기 섬유혼재물을 압축하고, 그 후 냉각상태로 압축하여, 상기 섬유혼재물을 일체화시킴과 동시에 소정의 형상으로 성형하는 것이다.

또는, 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하고, 이 연화상태에 있는 상기 섬유혼재물을 압축하고, 그 후 압축함과 동시에 냉각하여, 상기 섬유혼재물을 일체화시킴과 동시에 소정의 형상으로 성형하는 것이다. 특히, 식물섬유측의 온도를 보다 고온으로 하고, 이 상태에서 압축함으로써, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착한 상태로 냉각압축하는 것이다. 따라서, 상기 섬유혼재물을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

본 발명의 제 9 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열부와, 상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화시킴과 동시에 상하 한 쌍의 소정형상의 제 1 누름판과, 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 제 1 누름판과 상기 섬유혼재물측과의 사이에 배치된 한 쌍의 제 1 박리수단을 갖는 압축부와, 그 후 압축 및 냉각하여 소정의 형상으로 성형함과 동시에 상하 한 쌍의 소정형상의 제 2 누름판과, 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 제 2 누름판과 상기 섬유혼재물측과의 사이에 배치된 한 쌍의 제 2 박리수단을 갖는 냉각압축부를 구비하고, 상기 압축부에서는 상기 한 쌍의 제 1 박리수단에 의해서 끼워 넣어진 상태로 상기 섬유혼재물을 압축성형함과 동시에, 상기 냉각압축부에서는 상기 한 쌍의 제 2 박리수단에 의해서 끼워 넣어진 상태로 상기 섬유혼재물을 압축성형한다.

예를 들면, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하고, 상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화시킨 후, 냉각과 함께 압축하여, 소정의 형상으로 성형한다. 이 압축시에는, 상하 한 쌍의 누름판과, 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판과 상기 섬유혼재물측과의 사이에 배치된 한 쌍의 박리수단을 사용하여, 상기 상기 한 쌍의 박리수단에 의해서 끼워 넣어진 상태로 상기 섬유혼재물을 압축성형한다.

특히, 식물섬유측의 온도를 보다 고온으로 하고, 이 상태로 압축함으로써, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착한 상태로 냉각압축하는 것이므로, 상기 섬유혼재물을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

본 발명의 제 10 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열부와, 상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화시킨 후 소정의 형상으로 성형함과 동시에 상하 한 쌍의 소정형상의 누름판과, 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판과 상기 섬유혼재물측과의 사이에 배치된 한 쌍의 박리수단을 갖는 압축부를 구비하고, 상기 압축부에서는 상기 한 쌍의 박리수단에 의해서 끼워 넣어진 상태로 상기 섬유혼재물을 반송한다.

예를 들면, 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하여, 상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화시킨 후, 냉각과 함께 압축하여, 소정의 형상으로 성형한다. 이 압축시에는, 상하 한 쌍의 누름판과, 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판과 상기 섬유혼재물측과의 사이에 배치된 한 쌍의 박리수단을 사용하여, 상기 한 쌍의 박리수단에 의해서 끼워 넣어진 상태로 상기 섬유혼재물을 반송한다.

따라서, 마무리면을 박리수단에 의해서 결정할 수 있고, 또한 완전하게 냉각 되지 않는 상태로, 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판을 변경할 수 있기 때문에, 가열과 냉각의 반복이 가능하고, 가열과 냉각을 반복하기 위한 열손실을 적게 하여, 상기 섬유혼재물을 견고하게 일체화 및 성형하는 이동이 가능하게 된다.

본 발명의 제 11 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열부와, 상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화시킨 후, 소정의 형상으로 성형함과 동시에, 상하 한 쌍의 소정형상의 누름판과, 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판과 상기 섬유혼재물측과의 사이에 배치된 한 쌍의 박리수단을 가지는 압축부를 구비하고, 상기 압축부에서는 상기 한 쌍의 박리수단에 의해서 끼워 넣어진 상태로 상기 섬유혼재물을 압축하여 반송한다.

예를 들면, 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물에 마이크로파를 조사하여 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하고, 상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화시킨 후, 압축과 함께 냉각하여, 소정의 형상으로 성형한다. 이 압축시에는, 상하 한 쌍의 누름판과, 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판과 상기 섬유혼재물측과의 사이에 배치된 한 쌍의 박리수단을 사용하여, 상기 한 쌍의 박리수단에 의해서 끼워 넣어진 상태로 상기 섬유혼재물을 압축하여 반송한다.

따라서, 마무리면을 박리수단에 의해서 결정할 수 있고, 또한 완전하게 냉각 되지 않는 상태로 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판을 변경할 수 있기 때문에, 가열과 냉각의 반복이 가능하고, 상기 섬유혼재물을 견고하게 일체화하여, 소정의 형상으로 성형할 수 있다.

본 발명의 제 12 측면에 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열부와, 상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화시킨 후 소정의 형상으로 성형하는 압축부와, 상기 가열부에 있어서 마이크로파로 가열하는 영역의 출입구에 설치되어, 마이크로파를 감쇠시키는 감쇠부를 구비하여, 상기 섬유혼재물을 연속적으로 반송하도록 하였다.

예를 들면, 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하고, 상기 섬유혼재물을 압축과 함께 냉각하여 일체화시켜 소정의 형상으로 성형하는 장치에 있어서, 상기 마이크로파로 가열하는 영역의 출입구에는, 마이크로파를 감쇠시키는 감쇠부를 설치하여, 상기 섬유혼재물을 연속적으로 공급 가능하게 하는 것이다.

따라서, 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여 연화상태로 하고, 상기 섬유혼재물을 압축하는 영역을 연속적으로 형성하는 장치의 1구획으로서 구성할 수 있고, 상기 섬유혼재물을 용융 및 압축하는 구성과, 상기 섬유혼재물을 압축과 함께 냉각하는 구성을 연속하여 인접할 수 있다.

상기 플라스틱 섬유성형체의 제조장치에서는, 상기 가열부 및 압축부에는, 각각 상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화할 때는, 상하방향에 대해서 직각방향의 측판을 설치한 것으로 할 수 있다.

예를 들면, 상기 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 상기 마이크로파로 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 연화상태에 있는 상기 섬유혼재물을 냉각압축하여 일체화할 때에, 상하방향에 대해서 직각방향의 측판을 이용할 수 있다. 이 경우, 연속성형이나, 사출성형이나, 임의의 형상의 것을 얻을 수 있다. 특히, 측판에 의해서 소정의 폭형상의 것을 연속 형성할 수 있다.

상기 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 상기 열가소성 플라스틱 섬유모로서 그 원재료를 PE(폴리에틸렌)와 PVC(폴리염화비닐)로 할 수 있다.

이 경우, PE(폴리에틸렌)와 PVC(폴리염화비닐)를 포함한 열가소성 플라스틱 섬유모에 식물성 선형재를 혼입하여 섬유혼재물로 하고, 마이크로파로 가열하여 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하고, 이것을 압축성형하여 일체화시킴으로써, 그 주위의 열가소성 플라스틱의 유동성을 좋게 하여, 그 상태로 압축함으로써, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 침투하여, 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착하기 때문에, 상기 섬유혼재물을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있어, PE와 PVC 상호간의 플라스틱상분리 현상을 억제할 수 있다.

상기 플라스틱 섬유성형체의 제조장치에서는, 상기 압축부는 연화상태로 한 상기 섬유혼재물을 압축가열하는 누름판을 갖고, 압축가열을 행함으로써 식물성 선형재로부터 리그닌을 짜내어 열가소성 플라스틱 섬유모에 접합시킬 수도 있다.

예를 들면, 상기 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 저밀도인 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물을 연화상태로서의 압축을, 누름판으로 압축가열을 행함으로써 식물성 선형재로부터 리그닌을 짜내어 열가소성 플라스틱 섬유모에 접합 또는 접착시키는 것이다.

따라서, 열가소성 플라스틱을 용융상태로 하지 않고, 플라스틱 섬유성형체를 형성할 수 있다. 특히, 누름판으로 압축가열을 행함으로써 식물성 선형재로부터 리그닌을 짜낼 수 있으므로, 가열 및 압축이 효율 좋게 리그닌을 짜낼 수 있어, 보다 좋은 접합이 가능해진다.

상기 플라스틱 섬유성형체의 제조장치에서는, 상기 압축부에 의한 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하여 압축하는 것은, 미용융의 열가소성 플라스틱 섬유모가 내부에 혼재하여, 외부열을 받았을 때에 수축기능을 가능하게 하는 정도로 할 수 있다.

예를 들면, 상기 식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 저밀도인 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모와 접합하고, 또한 상기 섬유혼재물을 연화상태로서의 압축을, 미용융의 열가소성 플라스틱 섬유모가 내부에 혼재하여, 외부열을 받았을 때에 수축을 가능하게 하는 정도로 하는 것이다.

이 경우, 식물성 선형재로부터 추출한 리그닌이 열가소성 플라스틱 섬유모와 접착하고 있어, 높은 온도의 외부열을 받았을 때, 미용융의 열가소성 플라스틱 섬유모가 용융함으로써, 용적을 조정할 수 있고, 변형이 남기 어려운 구성이 된다.

상기 플라스틱 섬유성형체는, 플라스틱 섬유 성형판으로 할 수 있다.

이 경우, 플라스틱 섬유 성형판을 연속 성형할 수 있다. 또한, 연속 성형에 의해서, 임의의 두께로 원하는 폭의 판재를 형성할 수 있다.

발명의 더 나은 과제 및 효과는, 첨부도면을 참조하여 행하여지고, 발명의 매우 적합한 실시형태를 명료하게 나타내는 이하의 설명으로부터 분명해진다.

발명의 상세한 설명

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 이용하여 설명한다.

(실시형태 1)

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 플라스틱 섬유성형체의 제조방법의 전체 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 플라스틱 섬유성형체의 제조장치의 전체 설명도, 도 3은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 플라스틱 섬유성형체의 제조장치의 마이크로파 가열부의 감쇠부의 설명도이다. 또한 도 4는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 플라스틱 섬유성형체의 제조장치의 가열·압축 공정의 측판의 설명도이다. 도 5는 리그닌과 폴리에틸렌의 반응의 화학식을 나타내는 설명도이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태 1에 있어서의 플라스틱 섬유성형체의 제조방법에 있어서는, 식물섬유소재와 열가소성 플라스틱 섬유소재가, 도시하지 않는 장치에 의해서, 예를 들면, 간벌재, 풀식물, 헌 종이 등을 잘고 작게 분해 또는 분쇄하여, 식물성 선형재 형상으로 이루어진 식물성 선형재(1)와, 마찬가지로 플라스틱 폐재로 이루어지는 열가소성 플라스틱을, 일단 용융방사 또는 분쇄하는 것에 의해, 플라스틱 섬유모형상 또는 플라스틱 분쇄편형상으로 된 플라스틱 섬유모(2)를 일정한 비율로 혼합하고, 이것을 교반하여 이루어지는 마치 펠트와 같이 섬유를 적층 혼재시킨 섬유혼재물(3)로 이루어지고 있다. 섬유혼재물(3)은 벨트 컨베이어(6)위에 공급하고, 벨트 컨베이어(6)의 상면에 저밀도로 적층하여, 펠트형상의 소정의 두께, 소정의 폭으로 형성된다. 이 벨트 컨베이어(6)의 상면에 섬유혼재물(3)을 형성하는 공정부분을, 여기에서는 펠트형상 적층부(10)라고 한다. 펠트형상 적층부(10)로 성형하는 섬유혼재물(3)의 형태는, 두께 및 폭을 이에 따라서 임의의 것으로 할 수 있다.

여기서, 식물성 선형재(1)란, 간벌재, 풀식물, 헌 종이 등을 잘고 작게 분해 또는 분쇄한 것으로, 구체적으로 섬유로서 털로서 형성한 것은 아니다. 따라서, 식물성 선형재(1)란, 서로 얽히는 형태로 섬유형상으로 세분화한 것이면 좋다.

또한, 플라스틱 섬유모(2)란, 본 실시형태에서는, 용융시킨 상태에서 원심력을 응용하여 비중별 또는 용해온도별로 방사하여, 균일한 굵기의 섬유가 되도록 절단, 분쇄를 반복, 섬유모화한 것이지만, 이미 용융방사상에 가늘게 형성한 열가소 성 플라스틱 소재에 대해서는, 절단, 분쇄에 의해 섬유형상 또는 털형상이 된 것이면 좋다. 또한, 얇은 시트 등의 열가소성 플라스틱 소재는, 단순히 절단과 분쇄를 반복함으로써, 얇은 띄형상의 시트편으로 형성할 수 있기 때문에, 이들의 상태이면 좋다.

다음에, 펠트형상 적층부(10)에서 벨트 컨베이어(6)상에 적층한 섬유혼재물(3)을 마이크로파 가열부(20)로 유도하고, 마이크로파에 의해서 가열하여, 식물성 선형재의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 또한 마이크로파에 의해서 가열된 상태로 섬유혼재물(3)을 가열·압축부(30)에서 압축하여, 적어도, 식물성 선형재(1)로부터의 리그닌의 추출과 플라스틱 섬유모(2)와의 일체화 용융을 실시하여, 고밀도화한 혼재물(3A)로 한다. 여기서, 섬유혼재물(3)을 마이크로파에 의해서 가열하는 공정의 부위를 마이크로파 가열부(20)라 하고, 가열된 섬유혼재물(3)을 가열판 등으로 더욱 가열압축하여 고밀도화하는 공정의 부위를 가열·압축부(30)라고 한다. 마이크로파 가열부(20)에서 두께가 αmm인 섬유혼재물(3)이, 가열·압축부(30)에서 가열하고, 압축되어, 두께가 βmm인 밀도가 높은 혼재물(3A)이 된다.

즉, 벨트 컨베이어(6)에서 반송되는 섬유혼재물(3)은, 마이크로파 가열부(20)로 이송되어, 여기서 마이크로파 발생기(21)로부터 출력된 주파수 300MHz 내지 300GHz의 범위의 마이크로파에 의해서 가열되고, 벨트 컨베이어(6)상에 적층된 섬유혼재물(3)을 구성하는 5% 내지 30% 정도의 수분함유율을 유지한 식물성 선형재(1)를 가열한다. 벨트 컨베이어(6)의 상면에 적층된 섬유혼재물(3)은 밀도비중을 0.4kg/㎤ 이하의 펠트형상의 적층물이다. 저비중의 섬유혼재물(3)은, 상하 한 쌍으로 이루어지는 박리수단에 끼운 상태로 마이크로파에 의해서 가열된다.

저밀도인 섬유혼재물(3)에는, 일정량의 수분, 즉 바람직하게는 5% 내지 30% 정도의 수분함유율을 유지한 식물성 선형재(1)가 균일하게 혼재하기 때문에, 마이크로파를 조사함으로써, 물분자의 발열에 기인하고, 우선, 식물성 선형재(1)자체가 발열한다. 섬유혼재물(3)로서 식물성 선형재(1)와 함께 균일하게 혼재하여 얽힌 플라스틱 섬유모(2)는, 식물성 선형재(1)의 발열, 온도상승에 의해서 온도가 상승하여, 간접적으로 플라스틱 섬유모(2)도 연화, 용융상태가 된다.

이와 같이, 마이크로파 가열부(20)에서 가열하고, 가열·압축부(30)에서 섬유혼재물(3)을 압축하여, 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)를 국부적 또는 전체적으로 일체로 용융함으로써 고밀도화한 혼재물(3A)은, 냉각·압축부(40)에서 냉각과 압축에 의해 더욱 고형화하고, 고밀도화하여, 경도를 높일 수 있다. 즉, 가열·압축부(30)에서 섬유혼재물(3)을 압축하여, 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)를 일체로 용융함으로써 고밀도화한 혼재물(3A)은, 냉각하면서 압축되어 혼재물(3A)을 더욱 고밀도화한다. 이와 같이, 냉각하면서 압축하여, 혼재물(3A)을 고밀도화하는 공정의 부위를 냉각·압축부(40)라고 한다. 이 가열·압축부(30)와 냉각·압축부(40)는, 그 공정을 복수단계 직렬 접속할 수 있다.

그 후, 필요에 의해서 설치하는 리브의 절삭 또는 긴자 형상물의 절단공정으로 이루어지는 절단부(50)에서, 예를 들면 플라스틱 섬유성형체가 성형판인 경우, 정치수로 절단하여, 플라스틱 섬유성형판으로 한다. 물론, 플라스틱 섬유성형체가 1개 취할 수 있는 성형품이면, 여기서, 각각 꺼내는 것이 된다.

이전의 각 공정에 있어서의 섬유혼재물(3)과 혼재물(3A)의 부피밀도의 변화는, 마이크로파 가열부(20)의 두께 α > 가열·압축부의 두께 β > 냉각·압축부의 두께 γ(> 완성품의 두께 δ)로 각 공정마다 압축되고, 고밀도화되어, 물리적 강도가 순차적으로 높아지고 있다.

다음에, 본 실시형태에 있어서의 플라스틱 섬유성형체의 제조장치에 대해 설명한다.

[펠트형상 적층부(10)]

도 1 및 도 2에 있어서, 호퍼(4)에 투입하는 식물성 선형재(1)는, 미리 간벌재, 건축폐재, 그루터기, 가지, 나무껍질 등의 섬유 또는 섬유형상의 것, 헌 종이 등의 섬유가 사용되고, 식물성 선형재(1)의 함수율은 5% 내지 30% 정도의 수분 함유율을 유지한 것으로, 예를 들면, 간벌재, 풀식물, 헌 종이 등을 잘고 작게 분해 또는 분쇄하여, 식물성 선형재 형상으로 한 것이다.

또한, 열가소성 플라스틱 섬유모(2)는, 플라스틱 폐재로 이루어지는 열가소성 플라스틱을 한번 용융방사 또는 분쇄함으로써, 플라스틱 섬유모형상 또는 플라스틱 분쇄조각형상이 된 것이다.

자세하게는, 플라스틱 폐재로 이루어지는 열가소성 플라스틱은, 일단, 용융시킨 상태에서 원심력을 응용하여 비중별 또는 용융온도별로 방사하여, 균일한 굵기의 섬유가 되도록 절단, 분쇄를 반복하여, 플라스틱 섬유모(2)로 한 것이지만, 당연히, 이미 용융방사 등이 실시된 열가소성 플라스틱 섬유소재에 대해서는, 절단, 분쇄에 의해 단섬유모로 될 수 있다. 또한, 얇은 시트 등의 열가소성 플라스틱 섬유소재는, 단순히 절단과 분쇄를 반복함으로써, 얇은 띄 형상의 시트편으로 할 수 있다. 여기에서는, 이러한 상태는, 열가소성 플라스틱 섬유소재의 섬유모상태라고 해석할 수 있고, 플라스틱 섬유모(2)의 개념에 들어가는 것이다. 또한, 간벌재, 풀식물, 헌 종이 등으로 이루어지는 셀룰로오스 성분 함유소재는, 잘고 작게 분해함으로써, 식물성 선형재(1)가 되는 것이다.

식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)는, 혼합하여, 교반하는 것에 의해, 균일하게 상호의 섬유모가 얽혀, 부착하여, 혼재하는 섬유혼재물(3)이 된다. 절단건조상태에 있는 식물섬유소재를 사용한 경우에는, 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)를 교반 및 혼합할 때에, 미리 수분을 보급하여, 일정량의 함수율로 한다.

식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)와의 상호 섬유모의 일정량을 교반 및 혼합함으로써, 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)는 서로, 이것을 균일한 두께로 형성함으로써, 섬유혼재물(3)을 얻을 수 있다.

이 경우, 전체질량의 10% 이상이 바인더로서 기능하는 열가소성 플라스틱의 혼입이, 강도적으로 보면 바람직하다. 토목자재 등에 대해서는, 전체질량의 50% 이상을 플라스틱 섬유모(2)의 혼재로 하여, 물리적 강도의 향상을 높이는 것이 바람직하다

서로 혼재하여, 섬유모가 균일하게 서로 얽힌 섬유혼재물(3)은, 호퍼(4)로부터 투입되어 벨트 컨베이어(6)의 표면에 균일하게 적층된다. 즉, 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)의 상호 섬유모를 균일하게 교반하여, 혼합한 후, 호퍼(4)의 투입구로부터 일정량을 벨트 컨베이어(6)의 상면에 적층시킴으로써, 소정의 두께로 한 섬유혼재물(3)이 된다. 이것에 의해서, 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)로 이루어지는 섬유혼재물(3)은, 벨트 컨베이어(6)상에 일정량의 두께의 저밀도인 섬유혼재물(3)이 형성되게 된다.

이 때, 호퍼(4)로부터 투입되어 벨트 컨베이어(6)에 공급되는 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)가, 벨트 컨베이어(6)의 상면에 균일하게 섬유혼재물(3)이 적층되도록, 정량 공급하는 기구로 이루어지는 배출기구(5)를 설치하여, 호퍼(4)로부터의 배출량을 균일화하는 경우도 있다.

[박리수단]

벨트 컨베이어(6)는, 구동(驅動)롤러(6a)와 종동(從動)롤러(6b)와, 이것들에 회전운동 자체에 걸쳐지고, 테프론(듀봉사의 등록상표) 벨트(6c)로 이루어지는 마이크로파에 의해서 가열되기 어려운 재질, 랩필름, 테프론(등록상표) 시트 또는 내열시트 등으로 이루어지는 열가소성 플라스틱과의 접착성이 좋지 않은 재료에 의해서 형성되어 있다. 또한, 테프론(등록상표) 벨트(6c)의 뒷편에는, 세라믹제의 가열된 누름판(33)을 배치하여, 후술하는 누름판(32)에 대응하는 위치의 테프론(등록상표) 벨트(6c)가 만곡하지 않게 하고 있다.

한편, 본 실시예에 대하여, 테프론(등록상표) 벨트(6c)는, 적어도, 그 뒷편에 테프론(등록상표)이 코팅된 것으로, 연화상태에 있는 혼재물(3A)과의 박리가 가능하게 되어 있다. 본 실시형태에서는, 테프론(등록상표) 벨트(6c)가 반송용 컨베 이어 벨트와 공통된 사용상태로 되어 있지만, 본 발명을 실시하는 경우에는, 별도로 테프론(등록상표) 시트 또는 내열시트 등으로 이루어지는 열가소성 플라스틱과의 접착성이 좋지 않은 재료의 시트에 의해서 박리수단을 형성해도 좋다. 한편, 본 실시형태의 벨트 컨베이어(6)는, 본 발명의 실시형태의 아래쪽의 박리시트에 해당하는 테프론(등록상표) 시트를 벗기는 박리수단(6A)을 구성한다.

또한, 벨트 컨베이어(6)의 테프론(등록상표) 벨트(6c)에 대응하여 벨트 컨베이어(6)의 상면의 섬유혼재물(3)을 덮는 랩필름, 테프론(등록상표) 시트 또는 내열시트 등으로 이루어지는 열가소성 플라스틱과의 접착성이 좋지 않은 재료로 이루어지는 랩시트(8e)가, 4개의 롤러(8a, 8b, 8c, 8d)에 의해서 감아 돌리게 되어 있다. 이 4개의 롤러(8a, 8b, 8c, 8d) 중 1개 이상이 구동원이 되고 있다. 덧붙여 본 발명을 실시하는 경우의 박리수단은, 랩시트(8e)를 한 쪽(상류측)으로부터 공급하여, 다른 쪽에서 이것을 감도록 구성하더라도 좋다. 특히, 마무리면의 외형을 좋게 하려면, 상류측으로부터 랩시트(8e)를 공급하여, 하류측에서 이것을 감도록 구성할 수 있다. 이들 롤러(8a, 8b, 8c, 8d)와 랩시트(8e)는, 본 실시형태의 다른 쪽의 위쪽의 박리 시트인 랩시트(8e)를 벗기는 박리수단(8)을 구성한다.

본 실시예에 대해서는, 벨트 컨베이어(6)의 테프론(등록상표) 벨트(6c)가 랩 필름 또는 내열시트 등으로 이루어지는 랩시트로 피막이 형성된 사례로 설명했지만, 박리수단(8)과 같은 구성을, 벨트 컨베이어(6)와 별도인 구성으로서 이용할 수 있다.

[마이크로파 가열부]

이 박리수단(8)의 하부의 롤러(8c)와 롤러(8d)의 사이에는, 마이크로파 가열부(20)가 배치되어 있다. 마이크로파 가열부(20)내에서는, 마이크로파 발생기(21)로부터 주파수 300MHz 내지 300GHz의 범위내의 마이크로파를 출력하여, 섬유혼재물(3)내의 특히 식물성 선형재(1)에 조사하여, 이것을 가열하도록 되어 있다.

[가열·압축부]

마이크로파 가열부(20)에서 가열한 섬유혼재물(3)을 유압 실린더 등으로 이루어지는 압축기구(31)에 접속된 누름판(32)에 의해서 압축한다. 즉, 섬유혼재물(3)내의 식물성 선형재(1)의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모(2)로 접합하고, 또한 이 가열된 누름판(32)은, 섬유혼재물(3)의 압축에 의해 섬유혼재물(3)을 가열한다. 누름판(32)은, 마이크로파 발생기(21)와 함께 상하이동을 반복하는 유압 실린더구조로 되어 있고, 가열·압축부(30)를 구성하고 있다. 이 실시형태에서는, 마이크로파 가열부(20)와 가열·압축부(30)가 공통화된 구조가 되어 있다.

여기서 섬유혼재물(3)은, 박리수단(8)으로 씌운 상태로부터 마이크로파 가열부(20)내에서, 300MHz 내지 300GHz의 마이크로파가 조사되어, 280℃ 정도까지 임의로 식물성 선형재(1)의 내부온도가 상승하여, 식물성 선형재(1)의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모(2)로 접합하고, 또한 그 식물성 선형재(1)의 온도상승에 의해서 섬유혼재물(3)에 함유 또는 부착하는 플라스틱 섬유모(2)도 간접적으로 온도상승하고, 섬유혼재물(3)의 중앙부에서는 플라스틱 섬유모(2)의 용융을 필요로 하는 280℃까지의 온도상승이 가능하게 된다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 마이크로파에 의해서 식물성 선형재(1)중의 내부온도의 상승을 확보할 수 있음과 동시에, 압축하기 이전에 식물성 선형재(1)중의 수분제거가 가능하게 된다.

종래의 원적외선 가열 또는 열풍가열 등의 외부가열방식만으로는, 식물성 선형재(1)에 함유하는 수분제거를 충분히 처리하지 못하고, 열압성형시에는 수증기폭발 또는 파열을 일으킬 가능성이 있었지만, 마이크로파를 조사하여 가열하는 것에 의해서, 식물성 선형재(1)중의 가열 후의 수분함유율을 5% 이내로 임의의 증발량을 설정하는 것이 가능해졌다.

한편, 마이크로파 가열부(20)내에서 마이크로파 발생기(21)로부터 도파관(導波管)을 통해서 주파수 300MHz 내지 300GHz의 범위내의 마이크로파를 출력시켜 가열하는 기술은, 공지의 마이크로파가열의 기술이기 때문에, 그 설명을 생략한다.

[박리수단]

마이크로파 가열부(20)내에서 마이크로파의 조사에 의해서 가열되어 가열·압축부(30)에서 압축된 혼재물(3A)은, 벨트 컨베이어(6)에 의해서, 중계부(9)를 통하여 냉각·압축부(40)로 반송된다.

냉각·압축부(40)의 벨트 컨베이어(44)의 테프론(등록상표) 벨트(44e)는, 벨트 컨베이어(44)가 반송하는 혼재물(3A)측에 랩필름 또는 내열시트 등으로 이루어지는 박리시트가 코팅되거나, 본 실시형태와 같이 테프론(등록상표) 벨트 등의, 마이크로파에 의해서 가열되기 어려운 재질에 의해서 형성되어, 4개의 롤러(44a, 44b, 44c, 44d)에 의해서 감아 돌리게 되어 있다. 이를 위해, 4개의 롤러(44a, 44b, 44c, 44d) 중 1개 이상이 구동원이 되고 있다. 본 실시형태에서는, 테프론(등록상표) 벨트(44e)에 의해, 연화상태에 있는 혼재물(3A)과의 박리가 가능하게 되어 있다.

한편, 냉각·압축부(40)의 벨트 컨베이어(44)의 테프론(등록상표) 벨트(44e)는, 통상의 컨베이어 벨트와, 상기 컨베이어벨트와는 따로 독립한 랩시트로 하여, 그 랩시트를 한 쪽(상류측)으로부터 공급하여, 다른 쪽에서 이것을 감도록 구성하더라도 좋다. 이들 롤러(44a, 44b, 44c, 44d)와 테프론(등록상표) 벨트(44e)는, 본 실시형태의 벨트 컨베이어(44)를 구성한다. 또한, 테프론(등록상표) 벨트(44e)가 연화상태에 있는 혼재물(3A)과의 박리가 가능하게 되어 있고, 아래 쪽의 박리수단(44A)을 구성한다.

이 벨트 컨베이어(44)의 롤러(44c)와 롤러(44d)에 대향하여, 위쪽에는, 벨트 컨베이어(44)의 상면의 혼재물(3A)을 덮는 내열시트 등으로 이루어지는 랩시트(45e)가, 보조롤러를 제외하고 4개의 롤러(45a, 45b, 45c, 45d)에 의해서 감아 돌리도록 되어 있다. 이를 위해, 4개의 롤러(45a, 45b, 45c, 45d) 중 1개 이상이 구동원이 되고 있다. 또한, 랩시트(45e)는, 한편, 상류측의 가열·압축부(30)측으로부터 공급하여, 다른 쪽에서 이것을 감도록 구성하더라도 좋다. 이들 롤러(45a, 45b, 45c, 45d)와 랩시트(45e)는, 본 실시형태의 위쪽의 박리수단(45)를 구성한다.

[냉각·압축부]

이 박리수단(45)의 하부에 위치하는 롤러(45c)와 롤러(45d)의 사이에는, 2대의 냉각·압축기구(40A) 및 냉각·압축기구(40B)가 배치되어 있다. 냉각·압축기 구(40A) 및 냉각·압축기구(40B)는, 금속제의 누름판(42a)과 누름판(42b)을 유압실린더(41a)와 유압실린더(41b)에서 상하이동이 자유롭게 되어 있다. 금속제의 누름판(42a)와 누름판(42b)에 대응하여, 벨트 컨베이어(44)의 롤러(44c)와 롤러(44d)의 사이에는, 고정된 금속제의 누름판(43a)과 누름판(43b)이 배치되어 있다. 금속제의 누름판(42a)과 누름판(42b), 금속제의 누름판(43a)과 누름판(43b)에는, 수냉(水冷)으로 냉각하는 도시하지 않는 관로가 배치되어 있다.

통상, 가열·압축부(30)로부터 냉각·압축부(40)에의 혼재물(3A)의 반입은, 벨트 컨베이어에 의해 행하여지고, 벨트 컨베이어(44)의 벨트로서는, 스테인레스 벨트 또는 테프론(등록상표) 벨트 등, 내구성 및 내열성, 박리성 등을 고려한 재질이 선택된다. 또한, 생산성을 높이기 위하여, 마이크로파 가열부(20) 및 가열·압축부(30)로부터 반출된 혼재물(3A)은, 다시 벨트 컨베이어(6)와는 다른 스테인레스벨트 등의 벨트 컨베이어(44)의 상면에 반송되어, 냉각·압축부(40)로 이행하는 것이 바람직하다. 가열·압축부(30) 및 냉각·압축부(40)에서는, 혼재물(3A)은 항상 상하 한 쌍으로 이루어지는 박리수단에 의해 끼워 넣어진 상태로, 각 공정사이를 단시간에 반송시키는 것이 바람직하다.

[마이크로파 가열부의 감쇠부]

마이크로파 가열부(20)에는, 섬유혼재물(3)이 벨트 컨베이어(6) 상면에 적층된 상태로, 연속적으로 공급된다. 이 때, 마이크로파 가열부(20)내에서 조사되는 마이크로파가 화로벽(22)과 벨트 컨베이어(6)상면과의 틈으로부터 밖으로 새지 않게 하기 위해, 도 3에 나타내는 바와 같이, 마이크로파가열부(20)의 출입구에는, 마이크로파를 감쇠시키는 창문형상의 감쇠부(23)을 설치하고 있다. 마이크로파의 감쇠부(23)는, 혼재물(3A)에 근접하여, 마이크로파 가열부(20)의 화로벽(22)의 출입구에 설치되어, 마이크로파의 감쇠가 충분히 가능해지도록 길이방향에 대해서 돌출 연장한 형상으로 설치되어 있다. 그리고, 감쇠부(23)의 안쪽에는, 마이크로파 흡수재(24)가 배치되어, 마이크로파의 화로외 방출을 줄이고 있다. 마이크로파 가열부(20)내에서 연속적으로 발생하는 마이크로파는, 혼재물(3A)에 근접한 감쇠부(23)와, 마이크로파 흡수재(24)에 의해 마이크로파 가열부(20)로부터의 방출을 막을 수 있다.

[절단부]

다음에, 냉각·압축부(40)에서 냉각과 동시에 압축된 혼재물(3A)은, 그 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 밀도가 높아지고 나서 반송되어, 절단등을 행하는 절단부(50)로 보내기 위하여, 벨트 컨베이어(51)로 반송된다. 벨트 컨베이어(51)는, 구동롤러(51a)와 종동롤러(51b)에 회전운동이 자유롭게 걸쳐진 벨트(51c)에 의해서 구성되어 있다. 이 벨트 컨베이어(51)는 공지의 벨트 컨베이어이면 좋고, 본 실시예에 있어서는, 반송을 더욱 용이하게 하고, 절단부(50)에서 절단 가공이 용이하도록, 반송용 롤러(52a) 및 반송용 롤러(52b)를 배치하고 있다.

제조한 플라스틱 섬유성형체(3B)가 플라스틱 섬유판인 경우, 제품의 끝단부의 버(burr) 등을 절단부(50)로 없앰으로써, 필요로 하는 규격화한 플라스틱 섬유판으로 가지런히 자를 수 있다. 남은 재료가 된 제품의 끝단부는 잘게 분쇄, 작게 분해함으로써, 다시 섬유혼재물(3)로서 압축 성형하여 활용할 수 있다. 종래, 페 놀 플라스틱, 멜라민 플라스틱, 유리어 플라스틱 등의 열강화성 플라스틱을 활용한 합판 또는 섬유판 등은, 열압성형을 실시하는 경우에는, 그때마다, 접착재의 첨가가 필요했지만, 본 실시형태의 성형체는, 열가소성 플라스틱을 접착제로서 활용함으로써, 여러번 분쇄, 열압성형할 수 있기 때문에, 자원의 유효활용에 충분히 도움이 되는 것이 확인되었다.

다음에, 이전의 플라스틱 섬유성형체(3B)의 제조과정에 대해 설명한다.

벨트 컨베이어(6)의 상면에 저밀도인 상태로서 적층된 섬유혼재물(3)은, 마이크로파 가열부(20)내에 반송되고, 마이크로파 가열부(20)내의 마이크로파로 섬유혼재물(3)의 식물성 선형재(1)가 소정의 온도로 가열되어, 각 섬유모는 연화 또는 용화한 상태가 된다. 여기서, 식물성 선형재(1)는, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등의 고분자 성분으로 구성되어 있다. 셀룰로오스(섬유소)는, 모든 식물체에 대하여 선상 고분자(C₆H₁₀O₅)_n로서 존재하고, 유리전위점이나 융점을 가지지 않고, 식물섬유 소재에 개재한다. 리그닌 물질은, 식물섬유 소재중에서 페닐프로판 단위로 이루어지는 고분자로서 존재하고, 반복단위를 가지지 않고, 수산기를 구비한 방향족 천연고분자로서 식물섬유 소재에 개재한다. 수산기를 구비한 리그닌 물질은, 열 또는 유기용제 등에 반응하기 쉽고, 매우 불안정한 물질로서 식물성 선형재(1)에 개재한다.

리그닌 물질은, 공지와 같이, 강한 접착성을 가지는 물질이다. 종래는 리그닌 물질의 분리 또는 추출을 행하기 위해서는, 약액 분리 외에, 누름판을 이용한 가열에 의해져서 있었다. 그러나, 가열한 누름판에 의한 외부 가열방식으로 추출 또는 적출한 경우, 리그닌의 열화 또는 탄화가 심하여, 본래의 강한 접착성을 이끌어낼 수 없었다. 그러나, 본 실시형태에서는, 식물섬유소재를 분쇄 또는 잘게 분해함으로써, 섬세한 식물성 선형재(1)로 하고, 또한 바람직하게는, 5% 내지 30% 정도의 수분을 함침한 식물성 선형재(1)는, 마이크로파 가열부(20)내에서 주파수 300MHz 내지 300GHz의 고주파를 받아 가열된다.

식물성 선형재(1)중에 함침한 물분자는, 마이크로파에 의한 가열에 의해 식물성 선형재(1)의 원자핵의 사이에 분극하여, 내부로부터 40℃ 내지 280℃ 정도의 발열이 생긴다. 이 경우, 식물성 선형재(1)를 구성하는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등의 고분자성분에는, 식물성 선형재(1)가 마이크로파에 의해 고분자 사이에 마찰열이 발생한다. 리그닌, 헤미셀룰로오스가 가수분해를 일으켜 가용화함과 동시에, 일부가 올리고당으로 변화한다. 그 후, 식물성 선형재(1)중에서 가용화한 헤미셀룰로오스, 리그닌 등은, 식물성 선형재(1)로의 급격한 압축이 요구됨으로써, 리그닌 성분을 식물성 선형재(1)자신으로부터 짜낼 수 있다. 마이크로파 가열에 의해 가수분해를 일으킨 리그닌 물질은, 열화, 산화하는 일 없이, 강한 접착성을 구비한 상태에서 분리 또는 추출된다. 구체적으로는 마이크로파의 조사 후에, 35kg/㎠ 정도의 압력을 섬유혼재물(3)전체에 압축을 가함으로써, 리그닌 물질을 식물성 선형재(1)로부터 열화, 산화시키지 않고 추출할 수 있다. 이 때, 예를 들면, 리그닌과 폴리에틸렌의 반응의 화학식은, 도 5에 나타낸다.

구체적으로는, 기초실험으로서 노송나무를 잘게 분쇄와 분해를 반복, 200g의 식물성 선형재(1)로 한 후, 2450MHz, 5KW의 마이크로파를 5분간 조사한 후, 순간적으로 35kg/㎠의 압력에 의해 압축을 가함으로써, 열화가 없는 용액형상의 리그닌 물질을 3.5g 추출하였다. 추출한 리그닌에는 열화 또는 탄화가 없고, 점성률 53.21 Moas/37.8℃의 유동성을 확보하여, 플라스틱 섬유모(2)와의 화학적 결합을 확인할 수 있었다. 주파수 300MHz 내지 300GHz의 마이크로파 가열에 의해 식물성 선형재(1)의 내부로부터 가수분해를 재촉함으로써, 리그닌에 가용화를 요구하여 불안정한 분자구성으로 변화시켰다. 그 후, 압력에 의해 추출 또는 분리한 리그닌 물질에는, 벤젤핵 또는 β-에테르 결합으로 분리 또는 개렬(開裂)이 가해지는 일이 없고, 열화현상이 없는 강한 용착성을 구비한 리그닌 물질로서, 식물성 선형재(1)로부터 추출할 수 있었다.

원적외선, 누름판 등의 외부방열에 의해 추출한 리그닌 물질은, 산화 또는 열화현상이 발생하지만, 마이크로파로 가열된 리그닌 물질은, 수산기를 구비한 방향족 천연고분자로서 존재하여, 열가소성 플라스틱으로 이루어지는 고분자 폴리머의 수산기와의 축합 또는 결합반응 등의 결과, 플라스틱 섬유모(2)와 식물성 선형재(1)의 결합 또는 국부적인 일체구성으로 할 수 있다.

플라스틱 섬유모(2)와 식물성 선형재(1)의 상호 섬유모가 얽힌 상태로, 한편, 저밀도인 혼합, 혼재상태에 있는 섬유혼재물(3)에 대해서, 마이크로파로 섬유혼재물(3)의 중앙층의 부분으로부터 발열시켜, 섬유혼재물(3)을 연화, 용융 상태로 변화시킨다. 즉, 식물성 선형재(1)의 내부발열에 의해서 가용화한 리그닌은, 그 후, 압축에 의한 압력이 가해짐으로써, 용액형상의 리그닌으로서 추출된다. 상호 섬유모로서 얽히고 또는 부착하는 플라스틱 섬유모(2)는, 추출한 리그닌과 접촉하게 된다. 플라스틱 섬유모(2)는, 식물성 선형재(1)의 발열에 의해 간접적으로 가열된다. 섬유혼재물(3)의 구성인 플라스틱 섬유모(2)는, 간접적인 가열에 의해서 연화하여, 연화상태로 변화한다. 구체적으로는, 0.4kg/㎤ 이하이고, 또한 가용화상태에 있는 저밀도인 섬유혼재물(3)에 35kg/㎠ 정도의 압력을 급격하게 가함으로써, 얽힌 상태에 있는 상호 섬유모는 용착하여 일체화가 된다. 이 때, 얽힌 상태에 있는 상호 섬유모 사이에서는, 마찰에 의한 마찰열이 발생함으로써, 용융 상태에 있는 플라스틱 섬유모(2)에 대해서 더욱 용융이 진행된다.

본 실시형태에서는, 식물성 선형재(1)에 일정량의 수분을 함유시킨 후, 마이크로파로 가열함으로써, 섬유혼재물(3)의 중심부로부터 온도상승시키는 것이 가능해진다. 마이크로파 가열부(20)내로 공급되는 펠트형상의 섬유혼재물(3)은, 상하를 박리수단으로 덮음으로써, 온도상승 효율의 향상이 가능해진다. 또한, 마이크로파 가열과 병용하여 원적외선, 열풍, 누름판 등의 외부가열을 실시하면 보다 효과적이다.

[측판]

가열·압축부(30)에 있어서는, 가열된 누름판(32)과 누름판(33)에 의해서 가열한 식물성 선형재(1)를 압축하면, 섬유혼재물(3)의 연화 또는 용융 상태인 한편, 저밀도인 상황에 있는 섬유혼재물(3)에 급격한 압축을 가하게 되기 때문에, 섬유혼재물(3)은 압축력의 충격으로부터 폭방향으로 밀려 나온다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 상하 한 쌍의 누름판(32)과 누름판(33)의 사이에, 도 4에 나타내는 상하방향에 대해서 직각방향(즉, 수평 방향)의 측판(9)을 설치함으로써, 폭방향으로의 밀려 나옴을 규제하여, 균일밀도를 확보한 혼재물(3A)을 형성하고 있다.

또한, 냉각·압축부(40)에 있어서도, 금속제의 누름판(42a)과 누름판(42b), 금속제의 누름판(43a)과 누름판(43b)에 의해서 혼재물(3A)을 압축하면, 혼재물(3A)이 연화상태로 압축을 가하게 되기 때문에, 혼재물(3A)은 가압력의 충격으로부터, 폭방향으로 밀려 나올 수도 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 상하 한 쌍의 누름판(32)과 누름판(33)의 사이 및 냉각·압축부(40)의 금속제의 누름판(42a)과 누름판(42b), 금속제의 누름판(43a)과 누름판(43b)의 사이에, 도시하지 않는 상하방향에 대해서 직각방향(즉, 수평방향)의 측판을 설치함으로써, 폭방향으로의 밀려나옴을 규제하여, 균일 밀도를 확보한 혼재물(3A)을 형성하고 있다.

본 실시형태에서는, 상하 한 쌍의 누름판(32)과 누름판(33)의 사이 및 냉각·압축부(40)의 금속제의 누름판(42a)과 누름판(42b), 금속제의 누름판(43a)과 누름판(43b)의 사이에 있어서, 도 4에 나타내는 상하방향에 대해서 직각방향의 측판(9) 및 도시하지 않은 누름판과 함께, 상기 측판(9) 및 도시하지 않은 누름판과 상하 한 쌍의 누름판(32)과 누름판(33), 냉각·압축부(40)의 금속제의 누름판(42a)과 누름판(42b), 누름판(43a)과 누름판(43b)에 의해서 끼워 넣어진 상태로, 압축가열을 실시하는 것에 의해 균일한 플라스틱 섬유성형체를 제작할 수 있다.

즉, 가열, 압축되는 가열·압축부(30)에서는, 연화, 용융한 혼재물(3A)이 폭방향으로의 밀려나옴이 생기기 때문에, 상하 일체로 하는 벨트간의 틈새에 측판(9)을 배치함으로써, 항상 혼재물(3A)에 대하여 폭방향으로 규제할 수 있다. 혼재물 (3A)은, 랩시트(8e)를 갖는 박리수단(8) 및 벨트 컨베이어(6)로 이루어지는 상하 한 쌍으로 이루어지는 박리수단 및 랩시트(45e)를 가지는 박리수단(45) 및 벨트 컨베이어(44)로 이루어지는 상하 한 쌍으로 이루어지는 박리수단을 설치하는 한편, 박리수단(8) 및 벨트 컨베이어(6)의 상하 한 쌍으로 이루어지는 박리수단의 빈틈에는, 좌우로부터의 측판(9)에 의한 폭규제를 설치함으로써, 압축성형시에 대한 혼재물(3)의 밀려나옴을 방지하여, 항상 균일한 밀도로 유지된다.

이와 같이, 마이크로파에 의해서 연화 또는 가용화된 식물성 선형재(1)는, 상하 일체의 박리수단에 끼워 넣어진 상태로, 가열·압축부(30)에서 40℃ 내지 280℃ 정도의 가열 및 누름판 가열과, 10kg/㎠ 내지 60kg/㎠ 정도의 압축력에 의한 압축으로, 섬유혼재물(3)을 순간적으로 가열압축한다. 가열압축이 실시됨으로써, 연화, 용융한 섬유혼재물(3)은 밀도가 높은 혼재물(3A)이 되어, 상하 일체로 하는 박리수단에 끼워 넣어진 상태로 재빠르게 냉각·압축부(40)로 이송된다. 혼재물(3A)의 부피밀도는, 마이크로파 가열부(20), 가열·압축부(30), 냉각·압축부(40)로 반송될 때마다, 차례차례 압축 성형이 실시된다. 특히, 냉각·압축부(40)에 있어서의 혼재물(3A)의 부피밀도는 더욱 반복 압축성형된다.

가열·압축부(30)에서 용융 일체화한 혼재물(3A)은, 상하 일체의 박리수단에 끼워 넣어진 상태에서 냉각·압축부(40)에 단시간으로 이행한다. 가열·압축부(30)로부터 냉각·압축부(40)에의 이동은, 플라스틱의 열화 또는 산화를 막기 위하여, 순간적인 이행이 요구되지만, 대체로 3분간 이내에 이동, 급냉, 그리고 고형화하는 것이 바람직하다. 냉각·압축부(40)에서는, 10℃ 내지 80℃정도로 냉각된 금 속제의 누름판(42a) 및 누름판(42b)과, 누름판(43a) 및 누름판(43b)을 상하에 구비하고, 용융한 혼재물(3A)의 전체를 끼워 넣어, 냉각 및 압축을 실시한다. 금속제의 누름판(42a) 및 누름판(42b)과, 누름판(43a) 및 누름판(43b)은, 혼재물(3A)의 전체 또는 일부를 끼워 넣어, 25kg/㎠ 내지 70kg/㎠ 정도의 면압축함으로써 혼재물(3A)에 열변형의 발생을 억제하고 냉각하여, 고형화로 단시간에 변화시킨다. 마이크로파 가열과 더불어, 가열·압축부(30)에서 용융 일체화한 혼재물(3A)은, 냉각과 압축에 의해 더욱 고형화됨으로써, 플라스틱 섬유성형체(3B)의 물리적 강도를 확보할 수 있다. 냉각과 압축에 의해, 강고한 플라스틱 섬유성형체(3B)의 구성이 확립된 후, 냉각·압축부(40)로부터 반출된다. 반출에 따라서, 상하 한 쌍의 플라스틱 섬유성형체(3B)에 부착 또는 달라 붙은 테프론(등록상표) 벨트(44e), 랩시트(45e)는, 박리수단(45) 및 벨트 컨베이어(74)에 의해서 감긴다. 플라스틱 섬유성형체(3B)는, 고속회전하는 절단부(50)의 절단칼날에 의해서 절단분리됨으로써, 임의의 플라스틱 섬유판을 얻을 수 있다.

마이크로파 가열부(20)에는, 섬유혼재물(3)이 벨트 컨베이어(6) 상면에 적층된 상태로 연속적으로 공급된다. 이 때, 마이크로파 가열부(20)내에서 조사되는 마이크로파가 화로벽(22)밖으로 새지 않게 하기 위해, 도 3에 나타내는 바와 같이, 마이크로파 가열부(20)의 출입구에는, 마이크로파를 감쇠시키는 감쇠부(23)를 설치하고 있다. 마이크로파의 감쇠부(23)는, 혼재물(3A)에 근접하여, 마이크로파 가열부(20)의 화로벽(22)의 출입구에 설치되어, 마이크로파의 감쇠가 충분히 가능해지도록 길이방향에 대해서 돌출연장한 형상으로 설치되어 있다. 그리고, 감쇠부(23) 의 안쪽에는, 마이크로파 흡수재(24)가 배치되어, 마이크로파의 화로 밖의 방출을 줄이고 있다. 마이크로파 가열부(20)내에서 연속적으로 발생하는 마이크로파는, 혼재물(3A)에 근접한 감쇠부(23)와, 마이크로파 흡수재(24)에 의해 마이크로파 가열부(20)로부터의 방출을 막을 수 있다.

(실시예 1)

원재료로서 목재칩, 헌 종이 등의 식물섬유 소재를 잘게 분쇄 및 작게 분해하는 것에 의해서 식물성 선형재(1)로 한다. 식물성 선형재(1)는, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등의 고분자 성분으로 구성되어 있고, 마이크로파의 유전(誘電)에 의해서 식물성 선형재(1)의 리그닌의 추출을 행함과 동시에, 잔사로서 개재하는 셀룰로오스 성분이 플라스틱으로서의 응집 에너지의 흡수를 높인다.

구체적으로는, 가옥 해체 목재 등을 잘게 분쇄 및 작게 분해를 반복하여, 섬유지름 0.3mm 정도, 섬유길이 15mm 정도의 식물성 선형재(1)로 하였다. 이 식물성 선형재(1)의 함수율은, 기후 또는 환경 등에 의해서 변화하지만, 본 실시형태에서는 효율적인 마이크로파에 의한 발열을 이용하기 위해, 5% 이상의 함수율로 조정하고, 자세하게는, 본 실시형태에서는 잘고 작게 분해된 식물성 선형재(1)에 대해서, 수분을 더욱 흡수시켜, 수분 함유율을 20%까지 높였다. 발명자의 실험에 의하면, 수분함유율을 20%를 넘는 값으로 하면 가열효율이 저하하고, 또한 수증기를 플라스틱 섬유성형체에 넣게될 가능성이 높아져, 바람직하지 않다.

모재로 하는 열가소성 플라스틱에는, PP(폴리프로필렌), PE(폴리에틸렌), PVC(폴리염화비닐), ABS 플라스틱, PS(폴리스티렌), PET 플라스틱, 나일론, PA(폴 리아미드), 그 외의 열가소성 플라스틱을 이용할 수 있지만, 플라스틱의 용융온도가 260℃까지의 열가소성 플라스틱이 전체질량의 1/5 정도 혼재하면, PU(폴리우레탄), 유리어 플라스틱, 멜라민 플라스틱, 페놀 플라스틱 등의 열강화성 플라스틱의 혼재도 가능해진다.

본 실시예에서는, 가정용기 포장 플라스틱인 PP(폴리프로필렌), PE(폴리에틸렌), PVC(폴리염화비닐) 등의 열가소성 플라스틱을 일단 용융방사로 함으로써, 미세한 플라스틱 섬유모(2)로 하였다. 이 때의 플라스틱 섬유모(2)는, 섬유지름을 0.01∼2.0mm가 되도록 용융방사를 실시하여 플라스틱 섬유모(2)가 된 후, 분쇄와 절단을 반복함으로써, 섬유길이 10mm 내지 30mm 정도의 플라스틱 섬유모(2)를 가정용기 포장 플라스틱 폐재로부터 얻었다. 식물성 선형재(1)을 전체질량의 40%, 플라스틱 섬유모를 전체질량의 60%로 하여, 상호 섬유모에 교반과 혼합을 실시함으로써 상호 섬유모가 얽혀 혼재하는 섬유혼재물(3)을 얻었다. 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)의 상호 섬유모의 교착과 혼합시에, 수분의 살포 또는 첨가를 더욱 실시하여, 식물성 선형재(1)에 함유하는 수분함유율을 20% 정도까지 높였다.

일정량의 비율로 이루어지는 섬유혼재물(3)을 호퍼(4)로부터 투입하여, 회전운동하는 벨트 컨베이어(6)의 상면에 균일하게 적층시켰다. 일정량으로 적층된 섬유혼재물(3)은, 도시하지 않은 회전브러시의 긁어냄에 의해 더욱 균일한 부피밀도로 정돈하였다. 벨트 컨베이어(6)에 의해 마이크로파 가열부(20)로 반송된다. 이 때의 벨트 컨베이어(6)의 상면의 섬유혼재물(3)의 부피밀도는 80mm, 밀도는 0.12kg/㎤, 식물성 선형재(1)는 전체질량의 40%, 플라스틱 섬유모(2)는 전체질량의 60%이다.

이 섬유혼재물(3)은 벨트 컨베이어(6)에 적층되고, 또한 벨트 컨베이어(6)와 박리수단(8)에 의해서 끼워 넣어진 상태로 마이크로파 가열부(20)내로 반송되지만, 이 때, 섬유혼재물(3)내에 혼입하는 금속편 등은, 도시하지 않은 이물제거장치를 통과하여, 금속이물을 제거한 후, 마이크로파 가열부(20)내에서 마이크로파에 의한 가열을 한다. 즉, 금속이물을 제거하여, 마이크로파에 의한 화재대책 등을 미리 실시하여, 안전성을 높이는 것이 필요하다.

섬유혼재물(3)은, 마이크로파 가열부(20)에서 가열되어 식물성 선형재(1)에 함유하는 수분이 마이크로파에 의해 가열하고, 식물성 선형재(2)자체가 발열체가 되어, 섬유모의 내부보다 온도상승한다. 이 때의 마이크로파의 주파수는, 2450MHz, 25Kw의 출력에 의해서, 약 5분간 마이크로파를 조사하여 가열하였다.

한편, 종래의 원적외선 가열 또는 열풍 가열 등의 외부가열 방식에서는, 섬유혼재물(3)의 표면층만의 온도상승으로 섬유혼재물(3)의 내부 또는 중앙부까지 온도상승시킬 수 없어, 강고한 섬유판은 제조곤란하였다. 그러나, 마이크로파 가열을 베이스로서 원적외선 가열 또는 열풍 가열 등의 외부 가열방식을 병용하면, 생산성이 향상하는 것을 확인하였다.

그리고, 저밀도인 상태에 있는 섬유혼재물(3)을 마이크로파에 의해 중앙부로부터 200℃ 정도까지 균일하게 온도상승시킨 후, 급격한 압축작용을 실시하기 위하여, 재빨리 가열·압축부(30)로 반송한다. 가열·압축부(30)에서는, 상하 한 쌍으로 이루어지는 가열된 누름판(32)과 가열된 누름판(33)에 의해, 섬유혼재물(3)의 압축과 가열을 더욱 실시한다. 저밀도인 상태에 있는 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)는 상하 한 쌍으로 이루어지는 가열된 누름판(32)과 가열된 누름판(33)에 의해, 급격하게 가열과 압축이 반복된다.

부피밀도 80mm, 밀도 0.12kg/㎤의 섬유혼재물(3)은, 상하 한 쌍으로 이루어지는 가열된 누름판(32)과 가열된 누름판(33)에 의한 가열압축작용에 의해서, 부피밀도 13mm, 밀도 0.73kg/㎤의 혼재물(3A)이 급격하게 압축된다. 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)의 상호 섬유모는, 균일하게 얽히거나 또는 부착한 상태로 하여, 저밀도인 섬유혼재물(3)이 급격한 압축과 가열에 의해서 상호 섬유모간의 사이에서, 스침·물리적인 마찰열이 상호 섬유모의 접촉면에서 발생한다. 따라서, 가열·압축부(30)에서는, 혼재물(3A)과 가열된 누름판(32)과 가열된 누름판(33)의 사이에 박리수단을 개재시킴과 동시에, 양 끝단부에는 혼재물(3A)의 가로로 새는 것을 방지하기 위해서, 도 4에 나타내는 측판(9)을 배치하였다.

마이크로파의 가열과 가열된 누름판(32)과 누름판(33)에 의해서 가열, 압축된 혼재물(3A)은, 용융한 상태로 벨트 컨베이어(6)에 설치된 박리수단과 박리수단(8)에 끼워 넣어져 재빨리 냉각·압축부(40)로 이송된다. 플라스틱의 연화·용융한 상태로부터, 성형체의 표면 전체를 벨트 컨베이어(44)의 테프론(등록상표) 벨트(44e)와 박리수단(45)으로 재빨리 씌워, 냉각·압축부(40)의 상하 한 쌍으로 이루어지는 금속제의 누름판(42a) 및 누름판(42b)과, 누름판(43a) 및 누름판(43b)에 의해, 냉각과 압축을 균일하게 실시하여, 고형화한 플라스틱 섬유성형체(3B)를 얻는다. 구체적으로는, 이 냉각·압축부(40)에서는, 연화 용융한 혼재물(3A)의 전체를 35℃의 냉각온도에서 13mm에서 12mm로 압축함으로써 혼재물(3A)의 밀도를 높였다. 냉각·압축부(40)의 냉각온도는 35℃, 냉각시간은 5분, 가압력 45kg/㎠, 부피밀도 12mm로 냉각·압축이 실시되어, 비중이 0.8kg/㎤인 플라스틱 섬유체(3B)가 된다.

한편, 본 발명을 실시하는 경우에는, 가열·압축부(30)와 냉각·압축부(40)을 복수공정으로 분할함으로써, 보다 생산성을 높일 수 있다.

냉각·압축부(40)에 의해 두께 12mm의 플라스틱 섬유성형체(3B)를 얻은 후, 상하 한 쌍의 벨트 컨베이어(44)의 테프론(등록상표) 벨트(44e)와 박리수단(45)의 테프론(등록상표) 시트를 가지는 랩시트(45e)에 끼워 넣어진 상태로부터, 플라스틱 섬유성형체(3B)로부터 박리되어 절단부(50)로 이송된다.

절단부(50)에서는, 고속으로 회전하는 절단칼날에 의해서 플라스틱 섬유성형체(3B)의 양 끝단부 및 길이방향을 임의의 크기로 절단하고, 분리하여 특정 사이즈의 플라스틱 섬유판을 얻는다.

마이크로파에 의한 가열과 냉각·압축부(40)에 의해 얻은 두께 12mm의 플라스틱 섬유성형체(3B)는, 종래까지의 섬유판에 비하여 굴곡강도를 35%의 향상이 가능하게 되었다. 이에 따라, 폐기물을 원재료로서 파악한 염가의 플라스틱 섬유성형체(3B)가 토목자재 등에 충분히 활용할 수 있는 강도로 향상되었다.

여기서, 플라스틱 섬유 성형판의 비교예를 표에 나타낸다.

표 1

	베니어 합판	섬 유 판
	베니어 합판	외부 가열	마이크로파 가열
비중	0.57	0.8	0.8
구부림강도	225kgf/㎠	125kgf/㎠	235kgf/㎠
흡수성	17.9%	4.7%	1.6%
포름알데히드 방출량	0.19mg/ℓ이하	0.01mg/ℓ 이하	0.01mg/ℓ 이하
가열시의 내부온도		130℃	식물성 선형재만 승온

이와 같이, 본 발명의 실시형태의 플라스틱 섬유성형체(3B)는, 구부림강도가 높고, 흡수성이 적고, 포름알데히드 방출량도 적고, 베니어 합판 보다도 뛰어난 재료인 것을 알 수 있다.

본 발명의 실시형태에서는, 마이크로파 가열부(20), 가열·압축부(30)와 냉각·압축부(40)에서는 판재를 성형하는 금형을 사용하였지만, 성형금형을 이용하는 것에 의해 자동차 내장재·가구골재 등의 곡면성형도 충분히 가능하다고 하는 것이 확인되었다.

(실시형태 2)

도 6은 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 플라스틱 섬유성형체의 제조방법의 전체 개념도이다. 이 실시형태에서는, 토목자재에 사용되는 플라스틱 섬유성형판의 제조에 대해 설명한다. 한편, 도면 중 상기 실시형태 1과 동일부호 및 동일기호는, 동일 또는 해당하는 부분을 나타내는 것으로, 중복하는 설명을 생략한다. 본 실시형태에서는, 상기 실시형태 1과의 차이점에 대해 중점을 두고 설명하고, 설명되어 있지 않은 사항은, 기본적으로 실시형태 1과 상이한 것은 아니다.

이 실시형태에서는, 토목자재에 사용되는 두께 4mm, 비중 0.6 정도의 플라스 틱 섬유성형판의 제조에 대해 설명한다.

원재료는 삼나무, 노송나무 등의 간벌재를 잘게 분쇄하는 것에 의해서 얻은 섬유지름 0.3mm 내지 1.0mm 정도, 섬유길이 15mm 내지 30mm 정도의 식물성 선형재(1)와 용기포장용 비닐시트 및 가전 플라스틱 제품으로 이루어지는 폐플라스틱 소재에 의해서 플라스틱 섬유모(2)를 사용하였다. 용기포장용 비닐시트는 이미 얇게 잡아 늘려진 비닐시트를 두께 0.01 내지 0.3mm, 폭 1 내지 5mm, 길이 10 내지 30mm 정도의 얇은 띄형상 또는 끈형상으로 분쇄와 절단을 반복함으로써, 얇은 띄형상편으로 하고, 가전 플라스틱은 용융방사에 의해 섬유지름 0.1 내지 0.8mm, 섬유길이 5 내지 30mm 정도의 플라스틱 섬유모(2)를 얻었다. 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)를 교반·혼합함으로써, 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)가 얽혀, 부착한 섬유혼재물(3)을 얻었다.

구체적으로는, 경량화 및 표면층의 균일화를 높이기 위하여, 플라스틱 섬유판에 겉부분(71), 뒷부분(72) 및 중심부(73)의 3층으로 이루어지는 적층구조체로 하는 것이다.

섬유혼재물(300)의 표층이 되는 겉부분(71) 및 뒷부분(72)에는, 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)의 혼합비율을 식물성 선형재(1)를 10%, 플라스틱 섬유모(2)를 90%의 비율로 균일하게 교반·혼합한 것을 호퍼(4)의 투입구로부터 공급한다. 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)의 교반·혼합시에 수분을 첨가함으로써, 식물성 선형재(1)의 함수율을 10%로 하였다. 섬유혼재물(300)의 중심부가 되는 중심부분(73)에는, 식물성 선형재(1)와 플라스틱 섬유모(2)의 혼합비율을 식물성 선형재(1)를 70%, 플라스틱 섬유모(2)를 30%의 비율로 균일하게 교반혼합하여, 겉부분(71)과 같이 호퍼(4)의 투입구로부터 공급한다.

겉부분(71), 뒷부분(72) 및 중심부분(73)의 섬유혼재물(300)은, 호퍼(4)의 투입구로부터 공급되지만, 겉부분(71)과 중심부분(73)의 투입구에는, 균일한 적층구조가 되고, 또한 각 층을 분할하도록, 칸막이판(4a) 및 칸막이판(4b)가 설치되어 있다. 칸막이판(4a) 및 칸막이판(4b)은 투입경로의 도중에 중단되어 있고, 각 섬유혼재물(300)은 투입구로부터의 공급될 때, 투입 경로의 통과 과정에서 3층이 되도록 설정되어 있다.

호퍼(4)로부터 공급된 겉부분(71), 뒷부분(72) 및 중심부분(73)으로 이루어지는 섬유혼재물(300)은, 벨트 컨베이어(6)의 상면측에 공급되어, 균일한 펠트형상의 적층구조를 형성하였다. 반송하는 벨트 컨베이어(6)의 표면측에 적층된 섬유혼재물(300)은, 부피밀도 200mm, 비중 0.12kg/㎤가 되도록 균일하게 적층된다. 벨트 컨베이어(6)의 반송공정에 대하여, 벨트 컨베이어(6)의 상면측에 설치한 회전브러쉬(80)에서 적층 표면을 긁어내어, 부피밀도를 정돈하여, 일정량의 부피밀도로 하고 있다.

벨트 컨베이어(6) 및 벨트 컨베이어(44)의 전체 길이방향의 상면에는, 공급롤러(111)로부터 공급하여, 권취롤러(112)로 감아내는 랩필름 또는 내열시트 등으로 이루어지는 박리시트(113)가 배치되고, 이들 공급롤러(111), 권취롤러(112), 박리시트(113)는, 본 실시형태의 박리수단(110)을 구성하고 있다. 또한, 벨트 컨베이어(6)의 상면측의 섬유혼재물(300)의 상면 및 벨트 컨베이어(44)의 상면측의 혼 재물(300A)의 전체 길이방향의 상면에는, 공급롤러(121)로부터 공급하여, 권취롤러(122)로 감아내는 랩필름 또는 내열시트 등으로 이루어지는 박리시트(123)가 배치되고, 이들 공급롤러(121), 권취롤러(122), 박리시트(123)는 본 실시형태의 박리수단(120)을 구성하고 있다.

그리고, 벨트 컨베이어(6)의 상면측에 적층한 섬유혼재물(300)은, 마이크로파가열부(20)내로 반송하여, 2450MHz, 50Kw의 출력에 의해서 약 10분간 마이크로파로 가열된다.

상기 실시형태 1에서는, 랩시트, 테프론(등록상표) 시트 등의 박리시트에 의해 섬유혼재물(3)을 끼워 넣어, 마이크로파에 의한 발열효율을 높였지만, 본 실시형태 2에서는, 박리수단(110) 및 박리수단(120)만이 아니라, 겉부분(71), 뒷부분(72) 및 중심부분(73)의 3층구조의 섬유혼재물(300)로 함으로써, 마이크로파 조사에 의한 발열효율을 보다 높일 수 있다. 마이크로파로 가열된 혼재물(300A)의 내부온도는, 230℃ 정도까지 균일한 온도상승을 요구한 후, 재빠르게 가열·압축부(30) 또는 가열·압축부(30A, 30B)로 반송된다. 한편, 마이크로파의 가열에 의해, 내부온도가 상승한 섬유혼재물(300)은, 필요에 따라서 원적외선 가열 또는 열풍에 의한 외부가열에 의해 예비가열하고, 또한 미리 부피밀도를 120mm가 되도록 예비압축을 할 수도 있다.

가열된 혼재물(300A)은 인접하는 예열롤러(35)에 의해서 가열되어, 가열·압축부(30A, 30B)에서 압축성형하기 전에 혼재물(300A)의 온도가 하강하지 않게 온도관리된다. 충분히 온도관리와 부피밀도가 정돈된 혼재물(300A)은, 가열·압축부 (30A, 30B)로 반송되어 압축함과 동시에 성형되고, 구체적으로는, 상하 한 쌍으로 이루어지는 가열된 누름판(32a, 33a, 32b, 33b)에 의해서 가열, 압축된다. 이 경우의 누름판(32a, 33a, 32b, 33b)은, 온도 230℃, 가압력 35kg/㎠, 가압시간 10분, 압축스피드 150mm/sec, 부피밀도 120mm에서 41mm로 혼재물(300A)의 압축을 급격하게 행함으로써, 리그닌의 추출과 비중 0.65의 혼재물(300A)을 얻었다.

가열·압축부(30) 또는 가열·압축부(30A, 30B)에서는, 혼재물(300A)의 가로방향의 밀려나옴 방지를 위해서 측판(9)의 설치와 가열된 누름판(32a, 33a, 32b, 33b)의 분할에 의해, 압축을 반복함으로써 생산성의 향상과 수증기의 탈기(脫氣)를 맞추어서 행하였다. 마이크로파에 의해서 가용화한 식물성 선형재(1)는 가열·압축부(30) 또는 가열·압축부(30A, 30B)에서의 압축에 의해, 연화용융과 함께 리그닌을 추출하도록 짜낸다. 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)로 이루어지는 저밀도인 섬유혼재물(300A)을 마이크로파로 가열하고, 섬유혼재물(300A)를 연화상태로 하여, 이것을 압축함으로써, 식물성 선형재(1)로부터 짜낸 리그닌과 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 인접부위를 용융하여 일체화하는 것에 의해 용융일체화한 혼재물(300A)은, 상하 일체로 하는 박리수단에 끼워 넣어진 상태로, 재빨리 냉각·압축부(40)로 반송된다.

냉각·압축부(40)에서는, 3대의 냉각·압축기구(40A, …40C)로 하고, 누름판(42a, …42c), 누름판(43a, …43c)으로 3분할화함으로써, 냉각시간의 단축과 생산성을 향상시키고 있다. 분할화한 냉각과 함께 압축하는 공정에서는, 3대의 냉각·압축기구(40A, …40C)의 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판(42a, …42c), 누름판 (43a, …43c)에 의해, 더욱 압축되고 냉각되어 고형화 된다. 이 경우의 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판(42a, …42c), 누름판(43a, …43c)의 온도는 15℃, 가압력은 45kg/㎠, 냉각시간 15분의 고형화가 실시됨으로써, 두께 40mm, 비중 0.6의 플라스틱 섬유판(300B)을 성형하였다.

그 후, 혼재물(300A)에 부착한 박리수단(110)과 박리수단(120)의 박리시트(113)와 박리시트(123)를 권취롤러(112) 및 귄취롤러(122)의 감아올림에 의해, 분리한 후, 고속회전하는 도시하지 않은 절단칼날에 의해서 남은 재료를 여재를 떼어내어, 두께 40mm, 비중 0.6의 건축자재를 완성하였다. 열가소성 플라스틱을 활용한 건축자재로부터는, 포름알데히드의 방출량은 0.01mg/ℓ이하이고, 포름알데히드 발생량의 확인을 하는 데에 이르지 않고, 환경건축재로서 유효한 것을 확인하였다.

종래까지, 접착제로서의 활용을 요구한 유리어 플라스틱, 멜라민 플라스틱, 페놀 플라스틱 등의 열강화성 플라스틱에 대향하여, 폐플라스틱으로 이루어지는 열가소성 플라스틱을 접착제 또는 모재로서 유효하게 활용을 요구함으로써, 저비용이고 또한 포름알데히드의 발생이 없는 플라스틱 섬유판(300B)을 새로 제조할 수 있는 것이 확인되었다.

이와 같이 형성한 본 실시형태 2에 있어서의 플라스틱 섬유성형체로서 플라스틱 섬유판(300B)에서, 콘크리트 형틀을 작성하여 시험을 실시한 결과를 얻었다.

우선, 콘크리트의 타설(打設) 후에 고체화할 때까지의 온도변화를 조사하면, 도 7의 콘크리트 시공 후의 발열특성도와 같이 된다. 즉, 고체화하기까지 20℃ 정도의 온도상승이 수반하는 것이 이해된다.

이에 비하여, 종래부터 있는 기존의 콘크리트 형틀 (가) 내지 (라)와, 본 발명의 l실시형태 2에 의한 플라스틱 섬유판(300B)을 이용한 콘크리트 형틀 (마) 및 (바)의 온도에 대한 선팽창율은, 다음의 표 2에 나타내는 바와 같다.

표 2

자료 SR402 형틀의 선팽창률

	측 정 온 도 범 위
자 료	50∼70℃	70∼90℃	90∼110℃
(가)베니어합판 세로		-7.255 E-5 -6.175 E-5
(나)베니어합판 가로		-1.353 E-5 -8.877 E-5
(다)플라스틱 형틀 세로(PP)	8.890 E-5 10.230 E-5		41.690 E-5 61.830 E-5
(라)플라스틱 형틀 가로(PP)	15.160 E-5 16.390 E-5		39.870 E-5 67.490 E-5
(마)재활용 형틀 세로(필러) 본 발명의 실시품		-7.053 E-5 -2.113 E-5
(바)재활용 형틀 세로(필러) 본 발명의 실시품		-6.705 E-5 -3.888 E-5

이와 같이, 시판의 플라스틱 형틀 (다) 및 (라)는, 동계에는 비교적 선팽창율이 작지만, 하계에는 비교적 선팽창율이 커져, 온도에 비례하여 성장하기 때문에, 타설된 콘크리트의 누르는 힘에 견딜 수 없게 된다고 하는 문제가 있다. 본 실시형태 2에 의한 플라스틱 섬유판(300B)을 이용한 콘크리트 형틀 (마) 및 (바)는, 합판에 의한 콘크리트 형틀 (가) 및 (나)와 같은 선팽창율을 가지고, 견고한 콘크리트의 타설에 사용할 수 있다. 게다가, 본 실시형태 2에 의한 콘크리트 형틀 (마) 및 (바)는, 상기 표 1과의 관계로부터, 구부림 강도가 높고, 흡수성이 적고, 포름알데히드 방출량도 적고, 합판보다 뛰어난 재료인 것을 알 수 있다.

상기 실시형태의 1 형태에 이러한 플라스틱 섬유성형체는, 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 펠트형상의 섬유혼재물(3), 섬유혼재물(300)을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물(3)의 열가소성 플라스틱을 연화상태로 하고, 특히, 식물성 선형재(1)의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 짜내어, 열가소성 플라스틱 섬유모(2)와 국부적으로 접합시켜, 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 엉겨붙어, 표면에 부착하기 때문에, 섬유혼재물(3), 섬유혼재물(300)로부터 변화한 혼재물(3A), 혼재물(300A)을 견고하게 일체화시킬 수 있는 한편, 가열·압축부(30) 또는 가열·압축부(30A, 30B)와 냉각·압축부(40) 또는 냉각·압축기구(40A, …40e)에 의해서, 임의의 형상으로 형성할 수 있다.

상기 실시형태의 다른 형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체는, 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 펠트형상의 섬유혼재물(3)을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)의 열가소성 플라스틱을 연화상태로 하고, 이것을 압축함으로써, 상기 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)의 밀도를 높게 하여, 일체화시켜, 압축과 동시에 냉각하여, 원하는 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)의 밀도상태로 성형한 것이다. 압축과 동시에 냉각할 경우에는, 열가소성 플라스틱이 바깥쪽으로부터 경화하지만, 그 열가소성 플라스틱의 경화에 따르는 변형이 식물섬유로 흡수되어, 원하는 금형을 사용하여, 판형상의 것을 포함하는 원하는 성형체를 형성할 수 있다.

상기 실시형태의 다른 형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체는, 예를 들면, PE(폴리에틸렌)와 PVC(폴리염화비닐) 등을 포함한 열가소성 플라스틱 섬유모(2)에 식물성 선형재(1)를 혼입하여 펠트형상의 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)로 하고, 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물(3)또는 섬유혼재물(300)을 연화상태로 하고, 이것을 압축 성형하여, 국부적으로 일체화시킨 후, 냉각압축하여 원하는 형상으로 성형한 것이기 때문에, 상기 식물섬유측의 온도를 보다 고온으로 하여, 그 상태로 압축함으로써, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 침투하여, 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착하기 때문에, 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)로부터 변화한 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있어, PE와 PVC 상호간의 플라스틱 상분리현상을 억제할 수 있다.

상기 실시형태의 다른 형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체는, 플라스틱 섬유성형체의 압축을, 가열압축과 냉각압축을 1회 이상 반복하여 이루어지는 것이기 때문에, 단시간에 소정의 처리를 실시하여, 온도를 강하시킬 수 있고, 또한 내부변형을 경감할 수 있다.

상기 실시형태의 다른 형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체는, 저밀도인 펠트형상의 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)을 형성하는 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 비율을 달리하는 층으로서, 2층 또는 3층(실시형태 2) 또는 그 이상의 복수층을 형성하여 이루어지는 것이기 때문에, 임의의 기계적 강도의 것, 임의의 비중의 것, 임의의 탄성의 것을 얻을 수 있다. 따라서, 용도에 따른 설계강도의 성형체를 공급할 수 있다.

상기 실시형태의 1형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 펠트형상의 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300) 중, 특히 식물섬유를 고온상태로 하고, 이것을 압축하여 소정의 형태로 성형함으로써, 상기 식물섬유에 의해서 내부변형을 흡수하여, 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)로부터 변화한 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 일체화시키는 것이기 때문에, 특히, 식물섬유측의 온도를 보다 고온으로 하고, 그 상태로 압축함으로써, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 침투하여, 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착하기 때문에, 상기 섬유혼재물을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

상기 실시형태의 다른 형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 펠트형상의 섬유혼재물(3)을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물(3) 중 특히, 식물성 선형재(1)의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모(2)로 접합하여, 소정의 형태에 성형함으로써, 상기 식물섬유에 의해서 내부변형을 흡수하여, 상기 섬유혼재물을 일체화시키는 것이기 때문에, 특히 식물섬유측의 온도를 보다 고온으로 하고, 그 상태로 압축함으로써, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 침투하여, 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착한 상태로 냉각압축하는 것이기 때문에, 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)로부터 변화한 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

상기 실시형태의 다른 형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, 예를 들면, PE(폴리에틸렌)와 PVC(폴리염화비닐) 등의 1종류 이상을 포함한 열가소성 플라스틱 섬유모(2)에 식물성 선형재(1)를 혼입하여 펠트형상의 섬유혼재물(3)이 된 후, 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물(3)을 연화상태로 하고, 이것을 압축성형하여 일체화시키고, 이것을 압축하여 소정의 형상으로 성형함으로써, 상기 식물섬유에 의해서 내부변형을 흡수하여, 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)로부터 변화한 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 냉각압축하여 원하는 형상으로 형성하여, 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 일체화시키는 것이기 때문에, 냉각압축할 때, 열가소성 플라스틱이 바깥쪽으로부터 경화하지만, 그 열가소성 플라스틱의 경화에 따르는 변형이 식물섬유로 흡수되어, 원하는 금형을 사용하여, 판형상의 것을 포함한 성형체를 형성할 수 있다.

상기 실시형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조방법은, 가열압축과 냉각압축을 1회 이상 반복하는 것이기 때문에, 서서히 변형시켜, 내부변형을 경감하여 성형할 수 있기 때문에, 내부변형을 경감할 수 있다.

상기 실시형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조방법의 상기 마이크로파는, 5Kw 이상의 출력으로 한 것이기 때문에, 특히 식물섬유를 고온 상태로서 압축하고, 또한 이것을 압축과 동시에 냉각하여 원하는 형상으로 형성하여, 상기 식물섬유에 의해서 내부변형을 흡수시키고, 상기 섬유혼재물을 일체화시킬 수 있다. 따라서, 특히 식물섬유측의 온도를 보다 고온으로 함으로써, 그 주위의 열가소성 플라스틱의 용융성을 좋게 하여, 그 상태로 압축함으로써, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 침투하여, 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착한 상태로 가열 및 냉각압축하는 것이기 때문에, 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)로부터 변화한 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 견고하게 일체화시킬 수 있어, 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

상기 실시형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 펠트형상의 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)을 마이크로파로 가열하고, 상기 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)을 연화상태로 하여, 그 연화상태에 있는 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)로부터 변화한 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 압축하여, 그 후, 압축함과 동시에 냉각하여, 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 일체화시킴과 동시에 소정의 형상으로 성형하는 것이다. 특히, 식물성 선형재(1)의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모(2)와 접합하여, 결과적으로, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착한 상태로 과열 및 냉각압축하는 것이기 때문에, 상기 섬유 혼재물을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

상기 실시형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 펠트형상의 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)을 연화상태로 하고, 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)로부터 변화한 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 압축하여 일체화시킨 후, 압축과 동시에 냉각하여, 소정의 형상으로 성형한다. 특히, 식물성 선형재(1)의 내부발열에 의해서 내부에 포함되어 있는 리그닌을 가용화하고, 이것을 압축함으로써 열가소성 플라스틱 섬유모(2)와 접합하여, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 침투하여, 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착한 상태로 냉각압축하는 것이기 때문에, 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

상기 실시형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 펠트형상의 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)을 연화상태로 하고, 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)로부터 변화한 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 압축하여 일체화시킴과 동시에, 압축함과 동시에 냉각하여, 견고하게 일체화하여, 소정의 형상으로 성형한다. 이 압축시에는, 상하 한 쌍의 누름판(32) 및 누름판(33)과, 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판(42a, …42c) 및 누름판(43a, …43c)과, 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)과, 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)측의 사이에 배치된 한 쌍의 박리수단(6A) 및 박리수단(8)을 사용하여, 상기 한 쌍의 박리수단(44A) 및 박리수단(45)에 의해서 끼워 넣어진 상태로, 상기 섬유혼재물(3A), 혼재물(300A)을 반송하는 것이기 때문에, 마무리면을 박리수단(44A) 및 박리수단(45)에 의해서 결정할 수 있고, 또한 완전하게 냉각되지 않은 상태에서 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판(32) 및 누름판(33)과, 누름판(42a, …42c) 및 누름판(43a, …43c)을 변경할 수 있기 때문에, 가열과 냉각의 반복이 가능하고, 가열과 냉각을 반복하기 위한 열손실을 줄여, 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 견고하게 일체화 및 성형하는 이동이 가능해진다.

상기 실시형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 펠트형상의 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)에 마이크로파를 조사하여 가열하고, 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)로부터 변화한 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 연화상태로 하여, 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 압축하여 일체화시킨 후, 압축함과 동시에 냉각하여, 소정의 형상으로 성형한다. 그 압축시에는, 상하 한 쌍의 누름판(32) 및 누름판(33)과, 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판(42a, …42c) 및 누름판(43a, …43c)과, 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)의 사이에 배치된 한 쌍의 박리수단(6A) 및 박리수단(8)과, 박리수단(44A) 및 박리수단(45)를 사용하여, 상기 한 쌍의 박리수단(44A) 및 박리수단(45)에 의해서 끼워 넣어진 상태로 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 압축하고, 또한 이송하는 것이기 때문에, 마무리면을 박리수단(44A) 및 박리수단(45)에 의해서 결정할 수 있고, 또한 완전하게 냉각되지 않은 상태로 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판(32) 및 누름판(33)과, 누름판(42a, …42c) 및 누름판(43a, …43c)을 변경할 수 있기 때문에, 가열과 냉각의 반복이 가능하고, 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 견고하게 일체화하여, 소정의 형상으로 성형할 수 있다.

상기 실시형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 펠트형상의 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)을 마이크로파로 가열하여, 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)로부터 변화한 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 연화상태로 하여, 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 압축함과 동시에, 냉각하여 일체화시켜 소정의 형상으로 성형하는 장치에 있어서, 상기 마이크로파로 가열하는 영역의 출입구에는, 마이크로파를 감쇠시키는 감쇠부(23)를 설치하여, 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 연속적으로 공급 또는 이송 가능하게 하는 것이기 때문에, 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)의 펠트형상의 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)을 마이크로파로 가열하여 연화상태로 하여, 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 압축하는 영역을 연속적으로 형성하는 장치의 1구획으로 구성할 수 있고, 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 용융 및 압축하는 구성과, 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 압축과 함께 냉각하는 구성을 연속하여 인접할 수 있다.

상기 실시형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 상기 마이크로파로 가열하여, 연화상태로 하고, 섬유혼재물(3)또는 섬유혼재물(300)로부터 변화한 혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 압축과 함께 냉각하여 일체화할 때에, 상하방향에 대해서 직각방향의 측판(9)을 이용하는 것이기 때문에, 연속성형이나, 사출성형이나, 임의의 형상의 것을 얻을 수 있다. 특히, 측판(9)에 의해서 소정의 폭형상의 것을 연속 형성할 수 있다.

상기 실시형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치는, 상기 열가소성 플라스틱 섬유모(2)로서 그 원재료를 PE(폴리에틸렌)와 PVC(폴리염화비닐)로 한 것으로, PE(폴리에틸렌)와 PVC(폴리염화비닐)를 포함한 열가소성 플라스틱 섬유모(2)에 식물성 선형재(1)을 혼입하여, 펠트형상의 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)로 하고, 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물(3) 또는 섬유혼재물(300)을 연화상태로 하고, 이것을 압축성형하여 일체화시키는 것에 따라, 그 주위의 열가소성 플라스틱의 유동성을 좋게 하여, 그 상태로 압축함으로써, 상기 식물섬유에 열가소성 플라스틱이 침투하여, 엉겨붙어, 상기 식물섬유의 표면에 부착하기 때문에, 상기 섬유혼재물(3A) 또는 혼재물(300A)을 견고하게 일체화시킬 수 있고, 또한 원하는 형상으로 성형할 수 있어, PE와 PVC 상호간의 플라스틱 상분리현상을 억제할 수 있다.

상기 실시형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치의 상기 플라스틱 섬유성형체는 플라스틱 섬유 성형판으로 한 것으로, 연속성형에 의해서 임의의 두께로 원하는 폭의 판재를 형성할 수 있다.

상기 실시형태에서 이러한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치로 제조된 상기 플라스틱 섬유성형체는, 본 발명의 특징으로 하는 식물성 선형재(1)와 열가소성 플라스틱 섬유모(2)로 이루어지는 저밀도인 섬유혼재물(3)을 마이크로파로 가열한 후, 누름판(32, 33, 32a, 33a, 32b 및 33b), 즉, 누름판으로 압축가열을 행함으로써 식물성 선형재로부터 리그닌을 짜내어, 열가소성 플라스틱 섬유모(2)에 접합시키는 것을 전제로 하고 있지만, 그 기계적 강도 및 물리화학적 특성을 원하는 것으로 하기 위해, 열가소성 플라스틱 섬유모(2)가 용융하는 온도까지 가열하여, 열가소성 플라스틱 섬유모(2) 상호간의 접합을 실시하게 할 수도 있다. 또는, 비교적 융점온도가 낮은 열가소성 플라스틱 섬유모(2)를 첨가함으로써, 원하는 특성을 나오게 할 수도 있다.

또한, 압축부(30)의 가열된 누름판(31, 32) 또는 가열·압축부(30A, 30B)의 가열된 누름판(32a, 33a, 32b 및 33b)은 히터로 가열하는 것이지만, 본 발명을 실시하는 경우에는 가압압력을 크게 하여 압축에 의해 발열하도록 구성할 수도 있다.

상기 실시형태는 예시적인 것이고, 한정적인 것은 아니다. 또한, 발명의 범위는 첨부된 청구항(특허청구범위)에 나타나고, 청구항의 의미의 범위내에 들어가는 모든 변경예가 권리 범위에 포함된다.

본 발명은, 이종혼합으로 이루어지는 폐플라스틱을 소재로 하여도, 효율적으로 접착기능을 높임으로써, 일정량의 두께와 물리적 강도를 확보한 플라스틱 섬유성형체, 플라스틱 섬유성형체의 제조방법 및 플라스틱 섬유판의 제조장치의 제공을 가능하게 한 것으로, 구체적으로는, 플라스틱 섬유재료와 식물 섬유재료를 이용한 플라스틱 섬유성형체에 있어서, 내수성을 좋게 하고, 물리적 강도를 향상시킨 플라스틱 섬유성형체, 플라스틱 섬유성형체의 제조방법 및 플라스틱 섬유판의 제조장치를 제공할 수 있다.

Claims

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식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열부와,

상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화시킴과 동시에, 상하 한 쌍의 소정 형상의 제 1 누름판과, 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 제 1 누름판과 상기 섬유혼재물측의 사이에 배치된 한 쌍의 제 1 박리수단을 갖는 압축부와,

그 후, 압축 및 냉각하여 소정의 형상으로 성형함과 동시에, 상하 한 쌍의 소정 형상의 제 2 누름판과, 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 제 2 누름판과 상기 섬유혼재물측의 사이에 배치된 한 쌍의 제 2 박리수단을 갖는 냉각압축부를 구비하고,

상기 압축부에서는, 상기 한 쌍의 제 1 박리수단에 의해서 끼워 넣어진 상태로 상기 섬유혼재물을 압축 성형함과 동시에, 상기 냉각압축부에서는, 상기 한 쌍의 제 2 박리수단에 의해서 끼워 넣어진 상태로 상기 섬유혼재물을 압축 성형하는 플라스틱 섬유성형체의 제조장치.
식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열부와,

상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화시킨 후, 소정의 형상으로 성형함과 동시에, 상기 상하 한 쌍의 소정 형상의 누름판과, 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판과 상기 섬유혼재물측의 사이에 배치된 한 쌍의 박리수단을 가지는 압축부를 구비하고,

상기 압축부에서는, 상기 한 쌍의 박리수단에 의해서 끼워 넣어진 상태로 상기 섬유혼재물을 반송하는 플라스틱 섬유성형체의 제조장치.
식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열부와,

상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화시킨 후, 소정의 형상으로 성형함과 동시에, 상하 한 쌍의 소정 형상의 누름판과, 상기 상하 한 쌍으로 이루어지는 누름판과 상기 섬유혼재물측의 사이에 배치된 한 쌍의 박리수단을 가지는 압축부를 구비하고,

상기 압축부에서는, 상기 한 쌍의 박리수단에 의해서 끼워 넣어진 상태로 상기 섬유혼재물을 압축하고, 또한 반송하는 플라스틱 섬유성형체의 제조장치.
식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여, 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열부와,

상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화시킨 후, 소정의 형상으로 성형하는 압축부와,

상기 가열부에 있어서 마이크로파로 가열하는 영역의 출입구에 설치되어 마이크로파를 감쇠시키는 감쇠부를 구비하고, 상기 섬유혼재물을 연속적으로 반송하도록 한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치.
식물성 선형재와 열가소성 플라스틱 섬유모의 섬유혼재물을 마이크로파로 가열하여 상기 섬유혼재물을 연화상태로 하는 가열부와, 상기 섬유혼재물을 압축하여 소정의 형상으로 성형하는 압축부를 구비하고,

상기 가열부 및 압축부에는, 각각 상기 섬유혼재물을 압축하여 일체화할 때, 상하 방향에 대해서 직각방향의 측판을 설치한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치.
제 21 항에 있어서, 상기 열가소성 플라스틱 섬유모로서 사용 가능한 플라스틱은, PE(폴리에틸렌)와 PVC(폴리염화비닐)로 한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치.
제 21 항에 있어서, 상기 압축부는, 연화상태로 한 상기 섬유혼재물을 압축가열하는 누름판을 가지고, 압축가열을 행함으로써 식물성 선형재로부터 리그닌을 짜내어 열가소성 플라스틱 섬유모에 접합시키는 플라스틱 섬유성형체의 제조장치.
제 21 항에 있어서, 상기 압축부에 의한 상기 섬유혼재물을 연화상태로 한 압축은, 미용융의 열가소성 플라스틱 섬유모가 내부에 혼재하고, 외부열을 받았을 때에 수축기능을 가능하게 할 정도로 하는 플라스틱 섬유성형체의 제조장치.
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제 21 항에 있어서, 상기 플라스틱 섬유성형체는 플라스틱 섬유 성형판으로 한 플라스틱 섬유성형체의 제조장치.