WO2017204360A1 - 竹繊維の圧縮硬化体の製造方法及びその製造方法により製造した竹繊維の圧縮硬化体 - Google Patents

竹繊維の圧縮硬化体の製造方法及びその製造方法により製造した竹繊維の圧縮硬化体 Download PDF

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WO2017204360A1
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bamboo
bamboo fiber
compression
pieces
roller
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清岡▲高▼敏
岡田久幸
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株式会社タケックス・ラボ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27J—MECHANICAL WORKING OF CANE, CORK, OR SIMILAR MATERIALS
    • B27J1/00—Mechanical working of cane or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/04—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from fibres

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a bamboo fiber compression-hardened body using bamboo as a raw material, and a bamboo fiber compression-hardened body produced by the method.
  • bamboo fibers contained in bamboo are known to be excellent in specific strength, specific rigidity and the like.
  • a method for effectively using bamboo as a resource has been demanded, and various proposals have been made regarding bamboo products using bamboo as a raw material and methods for producing the same.
  • Patent Document 1 a large number of split bamboo pieces (divided bamboo pieces obtained by cutting bamboo in the longitudinal direction) are compressed in the thickness direction of the split bamboo pieces in a state where the fiber directions are unified and laminated. Glulam using bamboo that has been solidified by applying force is disclosed.
  • bamboo is composed of relatively strong vascular bundles and relatively soft parenchyma, and the distribution density of vascular bundles and parenchyma differs between the outer skin side and the endothelium side of bamboo.
  • the split bamboo pieces used for integrally forming the bamboo fiber have different distribution densities of vascular bundles and soft tissues between the split bamboo pieces on the outer skin side and the split bamboo pieces on the inner skin side. Since it is difficult to compress uniformly and densely and a gap is easily formed between the split bamboo pieces, the strength of the resulting laminated material was not sufficient. Moreover, since gaps are easily formed, there is a problem in terms of design.
  • bamboo is made into a processed bamboo material consisting of one or several vascular bundles, and then a plurality of thin plates that are aligned in the same length direction and heat-compressed into a predetermined shape together with an adhesive are laminated. And a method of making a bamboo plywood laminated with thin plates by bonding with an adhesive.
  • an object of the present invention is to provide a bamboo fiber compression-cured body having excellent design and uniform mechanical strength by unprecedented bamboo fiber decomposition technology and the adhesive effect accompanying capillary action of thermosetting resin. It is to provide a manufacturing method that can be manufactured. Moreover, it is providing the compression hardening body of a bamboo fiber excellent in the designability and mechanical strength.
  • this invention is (1) The manufacturing method of the compression-hardening body of a bamboo fiber which has the following processes, and the compression-hardening body of the bamboo fiber manufactured with the manufacturing method.
  • 1st process Split bamboo pieces, which are the raw material bamboo divided into several parts along the longitudinal direction, unroll some of the fibers of the divided bamboo pieces with a roller press to form bamboo fiber aggregates, and the rest left fine bamboo pieces
  • Second step bamboo fiber
  • the third step the drying treatment step
  • the fourth step the step of immersing the bamboo fiber mixture heat-dried in the thermosetting resin
  • the fifth step the bamboo fiber mixture taken out from the thermosetting resin
  • Step of drying Step 6 Step of charging the bamboo fiber mixture impregnated with the thermosetting resin into a mold and compressing it to form a compressed body of the bamboo fiber mixture
  • Step 7 Heating the compressed body From the step of curing the thermosetting resin to obtain a compression cured body. .
  • the method for producing a compression-hardened body of bamboo fiber according to the present invention is also characterized by the following points.
  • (2) The bamboo fiber mixture has a substantially sheet shape.
  • the density of the compression cured body of bamboo fiber is 0.8 to 1.2 g / cm 3 .
  • the thermosetting resin is a phenol resin or an isocyanate resin.
  • the compression-hardened body according to the present invention is (8) a compression-hardened body of bamboo fiber produced by the method for producing a compression-hardened body of bamboo fiber according to any one of (1) to (7). It is characterized by.
  • the divided bamboo pieces are made into a bamboo fiber mixture in which the divided bamboo pieces are integrally connected by the bamboo fiber aggregate and the undissolved bamboo piece aggregate by roller press, so that the divided bamboo pieces are the bamboo fiber aggregate and the fine bamboo.
  • the liquid thermosetting resin is in the bamboo fiber mixture by capillary action. Although it penetrates between bamboo fiber assemblies, undissolved bamboo fragment assemblies are interposed between adjacent bamboo fiber assemblies and are connected together through a micro space.
  • thermosetting resin due to capillary phenomenon Compared to bamboo fiber blocks with only bamboo fiber aggregates that do not have bamboo fragments aggregates, the amount of absorption of thermosetting resin due to capillary phenomenon is limited to a certain amount, and an excessive amount of thermosetting resin is contained.
  • Thermosetting in the subsequent pressure-compression process without retaining moisture Can be almost fully reject the water content of RESIN, never moisture content becomes repulsion effective compression. Therefore, there is an effect that a compression-hardened body can be formed in a fusion state where the thermosetting component such as phenol resin and the bamboo fiber mixture are completely integrated.
  • the present invention provides a production method capable of producing a compression-cured body of bamboo fiber having excellent design properties and uniform mechanical strength by unprecedented bamboo fiber decomposition technology and the adhesive effect accompanying capillary action of thermosetting resin. To do.
  • the method for producing a compression-hardened body of bamboo fiber according to the present embodiment is characterized in that the gist includes the following first to seventh steps.
  • a divided bamboo piece obtained by dividing bamboo as a raw material into several parts along the longitudinal direction is unrolled into a portion of the fibers of the divided bamboo piece by roller press to form a bamboo fiber aggregate;
  • the bamboo fiber aggregate of the split bamboo pieces and the unfibered bamboo piece aggregate of the thin bamboo pieces are not separated from each other, and the bamboo fiber mixture is integrally connected.
  • the second step is a step of subjecting bamboo fibers to carbonization
  • the third step is a drying step
  • the fourth step is a step of immersing the heat-treated bamboo fiber mixture in a thermosetting resin
  • a fifth step Is the step of drying the bamboo fiber mixture taken out from the thermosetting resin
  • the sixth step is to compress the bamboo fiber mixture by putting the bamboo fiber mixture impregnated with the thermosetting resin into a mold and compressing it.
  • the step of forming the body, the seventh step is a step of heating the compression body to cure the thermosetting resin to obtain a compression cured body.
  • the bamboo fiber mixture is a substantially sheet-shaped defibrated bamboo fiber body.
  • compression is performed at a pressure of 25 N / mm 2 or more.
  • the density of the bamboo fiber compression-hardened body is 0.8 to 1.2 g / cm 3 .
  • a step of providing a functional material to the bamboo fiber mixture is provided.
  • heating is performed at 120 to 230 ° C.
  • thermosetting resin is a phenol resin or an isocyanate resin.
  • the present invention is characterized in that it is a compression-hardened body of bamboo fiber produced by any of the production methods described above.
  • the bamboo fiber mixture is a substantially sheet-shaped defibrated bamboo fiber body.
  • the compression is performed at a pressure of 25 N / mm 2 or more.
  • the density of the bamboo fiber compression-hardened body is 0.8 to 1.2 g / cm 3 .
  • a step of providing a functional material to the bamboo fiber aggregate is provided.
  • heating is performed at 120 to 230 ° C.
  • thermosetting resin is a phenol resin or an isocyanate resin.
  • the invention is characterized in that it is a compression-hardened body of bamboo fiber produced by any of the production methods described above.
  • the embodiment of the present invention includes the following steps.
  • the first step is a bamboo fiber assembly consisting of bamboo fibers that are obtained by unraveling some of the fibers of the divided bamboo pieces by roller pressing, and cutting the bamboo as the raw material in the longitudinal direction.
  • the bamboo fiber aggregate of the split bamboo pieces and the unfibered bamboo piece aggregate of the thin bamboo pieces are not separated from each other, and the bamboo fiber mixture is integrally connected. .
  • the divided bamboo pieces 11 are obtained by vertically dividing a bamboo as a raw material as shown in FIG. 1A (hereinafter also referred to as a raw material bamboo 10) into a longitudinal direction as shown in FIG. 1B. It is a thing. Moreover, after the raw material bamboo 10 is divided vertically and cut out in the longitudinal direction, the curved portion can be removed to form a flat divided bamboo piece.
  • membrane corresponding to the bamboo node formed in the bamboo outer peripheral surface has divided the cylindrical inside of the bamboo for every node, but this node film
  • the divided bamboo piece 11 cut out in the longitudinal direction may have a flat plate shape or a curved structure, but if a curved bamboo piece is used, it is not necessary to cut off as an extra curved portion, and bamboo is used effectively. Since the raw bamboo 10 can be used as it is after being vertically divided, the processing is also easy. In addition, when the divided bamboo piece 11 has a curved structure, it is easier to generate strain due to stress concentration inside the thickness of the divided bamboo piece 11 when subjected to a roller press described later, and it is easier to form a bamboo fiber mixture. It can be.
  • the kind of the raw material bamboo 10 used in the present invention is not particularly limited, and bamboo, specifically, bamboos and bamboos belonging to the family Gramineae bamboo subfamily, for example, Moso bamboo, madake, wasp, medaka Various bamboos belonging to the same class may be used.
  • bamboo preferably grows for more than 2 years, more preferably for more than 3 years, meets the purpose of the present invention.
  • This raw material bamboo 10 is used by removing the branches and leaves from the bamboo after cutting, but the one with the epidermis may be used as it is, or the one with the epidermis peeled off.
  • bamboo is preferably used as a raw material in a state close to raw. Further, the epidermis may be peeled off at an appropriate process thereafter.
  • the raw bamboo 10 can be divided using a dividing machine such as a saw or an ax.
  • the number of bamboo divisions may be an appropriate number of divisions according to the type and thickness of the bamboo, such as 5 divisions, 6 divisions, 8 divisions, 16 divisions, and the like.
  • the divided bamboo pieces 11 are, for example, rolled by a roller press 12 as shown in FIG. 2 to be formed into a mixture of bamboo fiber aggregates and undefined bamboo piece aggregates, and finally become bamboo fiber mixtures.
  • bamboo fiber mixture is a mixture of bamboo fiber aggregates that are broken down into bamboo fibers in the longitudinal direction and undissolved bamboo fragment aggregates that leave long thin bamboo pieces without being shredded to split bamboo fibers. It has become.
  • the roller press 12 for forming the bamboo fiber mixture has a four-stage roller assembly in which cylindrical rollers 13 are sequentially arranged in parallel, and a plurality of rows are laid in upper and lower pairs. 14 is formed. That is, the four-stage roller assembly includes two rows of initial press roller groups 13a, four rows of first intermediate roller groups 13b, four rows of second intermediate roller groups 13c, and the final four rows of final presses. It comprises a roller group 13d.
  • each roller has the same diameter (for example, a diameter of 250 mm).
  • transverse streak grooves are formed at regular intervals along the transverse longitudinal direction of the roller 13 on each circumferential surface of the two rows of the initial press roller group 13a.
  • longitudinal streak grooves are formed in horizontal parallel at regular intervals along the circular circumferential surface.
  • the vertical streak grooves are formed in horizontal parallel at regular intervals along the circular circumferential surface.
  • Both rollers 13 have a depth and width of about 2 mm both in the horizontal and vertical grooves formed on the surface.
  • the interval between each adjacent groove is approximately 10 mm for the first two series, then about 5 mm, about 3 mm, and about 2 mm in increments of four, and the intervals are successively narrowed.
  • the first press roller group 13a has a curved bamboo material, so that the distance between the paired rollers is widened, and this distance is gradually reduced from the first intermediate roller group 13b to the second intermediate roller group 13c to achieve a compression effect.
  • the final press roller group 13d is configured to perform the compression and separation functions at a pressure of 14 N / mm 2 .
  • the roller press 12 described above is composed of 14 continuous rollers.
  • Each roller 13 is a four-stage roller assembly 14 composed of an initial press roller group 13a to a final press roller group 13d.
  • the interval between the adjacent grooves of the streak groove is formed to be narrower in the order of about 10 mm for the first two series, then about 5 mm, about 3 mm, and about 2 mm for each of the four series.
  • the interval between the adjacent grooves is not limited to this, but the main point is that the rollers 13 are in a plurality of stages, and the groove shape of the peripheral surface of the rollers 13 is the initial press roller group 13a along the transverse longitudinal direction of the rollers 13.
  • the horizontal stripe grooves are formed at regular intervals
  • the lower roller groups 13b to 13d have longitudinal stripe grooves formed at horizontal intervals in parallel along the circular circumferential surface, and the rollers 13
  • Each of multiple grooves on the circumference of The adjacent groove interval is changed from the divided bamboo piece 11 shown in FIG. 4 (a) to FIG. 4 (b) by making it a selective requirement that the interval is formed sequentially from the initial press roller group 13 a.
  • a bamboo fiber mixture 15 of the present invention as shown can be formed.
  • the bamboo fiber mixture 15 formed by such a roller press 12 is a relatively fine bamboo as schematically shown in FIG. Mixture of the fiber assembly 16 and the undisentangled bamboo fragment assembly 17 as schematically shown in FIG. 4 (d) that leaves the elongated thin bamboo pieces without chopping the bamboo fibers to be separated. It is.
  • the ratio of these bamboo fiber aggregates 16 and undefined bamboo fragment aggregates 17 is preferably about 7: 3 to 6: 4.
  • the bamboo fiber aggregates 16 are aggregated in the longitudinal direction so as to surround the peripheral surface sides of the undisentangled bamboo fragment aggregates 17 in parallel with each other. Moreover, what is important is that the bamboo fiber assembly 16 and the undisentangled bamboo piece assembly 17 form an assembly that is continuously and integrally connected without being separated.
  • the roller press 12 is configured as described above in order to obtain such a bamboo fiber decomposition form.
  • the divided bamboo pieces 11 are first crushed between the pair of first-pressing press roller groups 13a, and the divided bamboo pieces 11 having a semicircular cross section are crushed into a substantially flat plate shape. At this time, since there are transverse streaks along the transverse longitudinal direction of the roller 13 on the circumferential surface of the initial press roller group 13a, the semicircular bulge portion of the divided bamboo piece 11 having a semicircular arc cross section is particularly pressed.
  • the divided bamboo pieces 11 are longitudinally cracked and formed with a number of long thin bamboo pieces connected to each other.
  • the aggregate of the long thin bamboo pieces is conveyed and invaded between the first intermediate roller group 13b in which the interval between the rollers 13 is narrower.
  • the longitudinally thin long bamboo piece is further crushed and a part of the thin bamboo piece is loosened by the crushing, and the bamboo fiber is raised up and down. It becomes a fine state.
  • a large number of vertical stripes perpendicular to the longitudinal direction of the roller 13 are arranged along the circumferential surface at regular intervals.
  • a convex annular part will crush the thick part of a long thin bamboo piece along a longitudinal direction.
  • the both side edges of the thin bamboo piece become bamboo fiber aggregates 16 gradually loosened by the trapezoidal side surface of the convex annular part, and the undissolved bamboo piece aggregates of the transverse direction while mixing with the original bamboo fiber aggregates 16. It is easy to form an integrated bamboo fiber mixture 15 connected to 17.
  • the bamboo fiber assembly 16 and the undefined bamboo piece assembly 17 are crushed between the rollers 13 having a narrower facing distance. It is formed in a sheet shape while being connected to each other. That is, it is possible to form a sheet-like bamboo fiber mixture 15 in which bamboo fibers that have been partially loosened and fine bamboo pieces that have not been loosened are mixed together.
  • the structure of the bamboo fiber mixture 15 formed by the roller press 12 affects the subsequent thermosetting resin infiltration process and pressure compression process, and is an important technical point.
  • the first and second intermediate rollers arranged below the initial press roller group 13a may be the first or second intermediate roller.
  • the initial press roller group 13a is in the transverse longitudinal direction of the circumferential surface.
  • a horizontal streak groove is formed in the middle roller, and the lower intermediate roller has a vertical streak groove formed on the circumferential surface.
  • the interval between the opposed rollers 13 in the initial press roller group 13a can be adjusted as appropriate according to the thickness of the divided bamboo pieces.
  • the opposed rollers 13 are brought into contact with each other with a pressurizing force to be described later and conveyed.
  • the most efficient crushing action of the divided bamboo pieces is achieved by configuring so that the divided divided bamboo pieces 11 are crushed when interposed between the rollers 13.
  • the water in the divided bamboo pieces 11 is removed by decomposing into bamboo fibers, and at the same time, most of the soft cells and lignins in the divided bamboo pieces 11 are removed.
  • the degree of fiber degradation can be appropriately determined depending on the purpose of use within a range in which the object of the present invention can be achieved as long as most of parenchymal cells and lignins can be removed.
  • the divided bamboo pieces 11 can be divided into individual bamboo fibers, but are decomposed so as not to be separated into individual bamboo fibers to form a bamboo fiber mixture 15 according to the present invention. This is one of the characteristics of the manufacturing method.
  • the subsequent handling becomes easy, and in the third step, the fiber directions are easily stacked substantially in parallel and more easily compressed.
  • the bamboo fiber mixture 15 is preferably a sheet-like structure in which the divided bamboo pieces 11 are stretched flat and the bamboo fibers are flatly connected in a direction perpendicular to the fiber direction of the bamboo fibers.
  • the bamboo fibers of the bamboo fiber assembly 16 of the present invention may be split into individual vascular bundles, but need not be split into single vascular bundles. Those in which about three vascular bundles are gathered may be included.
  • the method of dividing the divided bamboo pieces 11 and obtaining the bamboo fiber aggregates 16 can be appropriately selected as long as the object of the present invention is not impaired. For example, from the direction orthogonal to the longitudinal fiber direction of the divided bamboo pieces 11 For example, a method of applying high pressure.
  • the divided bamboo piece 11 can be disassembled with a rolling roller press 12 in which the divided bamboo piece 11 is inserted between the rotating upper and lower rollers 13 and crushed by the pressure between the rollers 13.
  • a rolling roller press 12 in which the divided bamboo piece 11 is inserted between the rotating upper and lower rollers 13 and crushed by the pressure between the rollers 13.
  • a multi-stage rolling roller press 12 in which a plurality of pairs of rollers are arranged is used. It is better to make it higher.
  • the pressure and temperature applied to the roller 13 can be appropriately selected within the range in which the object of the present invention can be achieved.
  • the pressure applied to the roller 13 is preferably 5 to 20 N / mm 2 , more preferably 7 to 15 N / mm 2
  • the temperature is usually room temperature.
  • the roller 13 is preferably provided with a plurality of grooves along the circumferential direction of the surface thereof.
  • the groove may have a quadrangular cross section, but the wall surface of the groove is a slope or a triangle or trapezoid that is wide on the surface of the roller 13 and narrow in the back, and has a width of 1 to 5 mm, preferably about 2 to 3 mm.
  • the depth may be about 1 to 5 mm, preferably about 2 to 3 mm.
  • the divided bamboo pieces 11 are crushed by the vertical squeezing by the rolling roller 13, but in the case of a triangular or trapezoidal groove, a partial lateral force due to the slope wall is further applied, and more efficiently. It will be crushed.
  • the groove is wide at the front roller 13, for example, 5 to 10 mm, narrower as the roller 13 is moved toward the rear roller 13, and at 1 to 3 mm at the final roller 13.
  • the splitting and splitting action of the divided bamboo pieces accompanying the shape of the groove has already been described above.
  • a 14-rolling roller press 12 in which 14 pairs of rollers 13 are arranged in an up-and-down pair comprising a four-stage roller assembly 14 constituted by an intermediate roller group 13c and a final four-row final press roller group 13d is used.
  • a roller press 20 having a configuration different from that of the roller press 12 described above will be described.
  • FIG. 5A is a schematic diagram showing an internal configuration of a roller press 20 according to another example.
  • This roller press 20 is common in that it includes a four-stage roller assembly 14 like the previous roller press 12, but the number of roller pairs in each stage is small, and the downstream side of the final press roller group 13d. In addition, the configuration is different in that another roller 13 is added.
  • the roller press 20 includes a roller assembly 14 having four stages, a hulling roller assembly 21, and a leveling roller 22.
  • the roller assembly 14 includes an initial press roller 13e corresponding to the initial press roller group 13a, a first intermediate roller group 13b, a second intermediate roller group 13c, and a final press roller group 13d.
  • the first press roller 13e is composed of a pair
  • the first intermediate roller group 13b to the final press roller group 13d are each composed of two pairs.
  • the roller 13 in the roller assembly 14 is composed of two rollers. The number of pairs is composed of half, that is, seven roller pairs. Note that the configuration of the grooves formed on the surface of the roller 13 at each stage is the same as that of the roller press 12.
  • the hulling roller assembly 21 further crushes the bamboo fiber mixture 15 formed by crushing the roller assembly 14 so that the bamboo fiber assembly 16 and the undisassembled bamboo piece assembly 17 are connected to each other. It is a roller group for making the unevenly-distributed undisentangled bamboo piece aggregate 17 in a substantially evenly dispersed state while keeping it as much as possible, and includes two of the first hulling roller 21a and the second hulling roller 21b. A pair of rollers 13 is used.
  • the first hulling roller 21a and the second hulling roller 21b are relatively wavy in the axial direction (like sine waves and continuous waveforms of upper and lower semicircular arcs).
  • the roller has a surface having a shape in which the diameter is smoothly repeated.
  • the crest portion 21c of one of the opposing rollers is arranged to mesh with the trough portion 21d of the other roller.
  • the second hull roller 21b may have the same crest / valley interval as the first hull roller 21a, but may be formed in a wave shape with a crevice narrower than the first hull roller 21a. With such a configuration, it is possible to perform finer hulling.
  • the raw material bamboo 10 to be used is a natural product and has a difference in thickness and thickness, it is difficult to ensure the uniformity of the bamboo fiber mixture 15, but the first hulling roller 21a.
  • the roller press 20 which is either the second hulling roller 21b or provided with the hulling roller assembly 21, the bamboo fiber mixture 15 once formed by the roller assembly 14 is replaced with the first hulling roller 21a.
  • the second hulling roller 21b are further hulled to prevent the undisentangled bamboo piece assembly 17 from being biased and to produce a homogeneous bamboo fiber mixture 15.
  • the roller press 20 is characteristic in that it includes a leveling roller 22.
  • the leveling roller 22 is a roller having a flat peripheral surface without a groove, and the undefined bamboo piece aggregate 17 is pressed by sandwiching the undefined bamboo piece aggregate 17 processed by the hulling roller aggregate 21. Evenly, it is possible to improve dry distillation and drying efficiency, which will be described later, or to make the arrangement in the mold easier.
  • the bamboo fiber mixture 15 obtained by processing the divided bamboo pieces 11 with such a roller press 20 is shown in FIGS.
  • FIG. 6 (a) is an explanatory view showing the overall state of the bamboo fiber mixture
  • FIG. 6 (b) is an explanatory view showing the state of the end face of the bamboo fiber mixture 15.
  • FIG. 1 As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the bamboo fiber mixture 15 still has a relatively large undisentangled bamboo piece assembly 17 and a relatively small bamboo fiber assembly 16 still separated. It turns out that it is the state which connected as a whole and united.
  • FIG. 7 (a) is a view showing a state in which one end side of the bamboo fiber mixture 15 is opened to the left and right
  • FIG. 7 (b) is an explanatory view showing a state at the end face. It is confirmed that the defibrated bamboo piece aggregate 17 is directly connected to another undisentangled bamboo piece aggregate 17 or connected via the bamboo fiber aggregate 16. In particular, the connection state of the bamboo fiber assembly 16 and the undisentangled bamboo piece assembly 17 is more firmly maintained at the portion of the bamboo node indicated by the black arrow, and the bamboo fiber assembly 16 and the undefined bamboo piece assembly are maintained. It can be seen that the body 17 has an integral shape without separation.
  • the bamboo fiber mixture 15 is the bamboo fiber which the some undisentangled bamboo piece aggregate
  • the manufacturing method of the invention it is preferable to perform the carbonization treatment of the divided bamboo pieces 11 obtained by cutting the raw bamboo 10 in the longitudinal direction before the first step. That is, it is preferable to perform a dry distillation process before decomposing the divided bamboo pieces 11 obtained by cutting the raw bamboo 10 in the longitudinal direction.
  • bamboo has many sugars inherent to bamboo and is susceptible to insect pests and molds, but by dry distillation, the sugars and various acids in the bamboo are altered, preventing the occurrence of mold without the use of fungicides. be able to.
  • insect eggs that could be laid in the bamboo flesh meat part can be killed.
  • the components inside the bamboo come out and become more porous, the effect of deodorization and the like is improved.
  • the divided bamboo pieces 11 after the carbonization treatment have a property of becoming harder with the passage of time, and it becomes difficult to disassemble the divided bamboo pieces 11. For this reason, when performing the dry distillation process of the divided bamboo pieces 11 before the first step, it is preferable to perform the decomposition immediately after the dry distillation process, preferably within 24 hours after the dry distillation process.
  • all of the divided bamboo pieces 11 used for constituting the compression-hardened body may be subjected to dry distillation treatment, it is not always necessary to subject all of them to dry distillation treatment. Only a part of the divided bamboo pieces 11 used for constituting the compression-hardened body may be subjected to dry distillation treatment.
  • the bamboo fiber mixture 15 which consists of the bamboo fiber aggregate 16 and the undisentangled bamboo piece aggregate 17 with the roller presses 12 and 20 without performing a carbonization process before a 1st process.
  • Perform carbonization That is, the carbonization process is performed in the second process without performing the carbonization process before the first process.
  • the effect of the carbonization treatment is intended to prevent mold, kill eggs, deodorize, and color the final product to determine the color of the carbonized residue (bamboo fiber mixture).
  • the dry distillation treatment here is a treatment in which air is shut off and thermal decomposition is performed.
  • an autoclave apparatus 25 as shown in FIG. 8 can be used, and the temperature is about 100 ° C. to 180 ° C. Dry distillation at 40 ° C. and 4 to 6 atmospheres for about 40 to 180 minutes.
  • the bamboo fiber assembly 16 is made flexible, while the undisentangled bamboo piece assembly 17 is not as flexible as the bamboo fiber assembly 16 and a hard portion remains, so that the bamboo fiber remains.
  • a phenomenon occurs in which the aggregate 16 clings to the undisentangled bamboo piece aggregate 17, and the aggregates are further entangled, and the bamboo fiber aggregate 16 and the undissolved bamboo fragment aggregate 17 are integrally connected. It becomes easy to hold.
  • the carbonization temperature is less than 100 ° C. in the carbonization process, not only the carbonization time is lengthened, but also the effects associated with the above-mentioned carbonization process are not sufficiently obtained.
  • the dry distillation temperature is higher than 180 ° C., the integral connection form of the bamboo fiber assembly 16 and the undisentangled bamboo piece assembly 17 is completely decomposed, and the strength of the final product is lowered.
  • the color of the final product can be determined by adjusting the carbonization time, and more specifically, a relatively dark mahogany color among woody colors is generated with a carbonization time of about 120 minutes to 180 minutes. A relatively light pine color or cherry color can occur in the dry distillation time of about 40 to 120 minutes. Moreover, it is also possible to give a variation to the color of the final product by using the bamboo fiber aggregate 16 having a different carbonization time in a subsequent process.
  • the bamboo fiber assembly 16 is improved in flexibility by a heat propagation process in the vascular vessel due to the special shape of the vascular bundle, but the undisentangled bamboo piece assembly 17 is a part of the undisentangled bamboo that is not separated. Since it is the fiber assembly 16, it is difficult to heat and propagate into the vascular interior.
  • an aggregate of a large number of decomposed bamboo fibers which are formed by collecting the flexible bamboo fiber aggregates 16 at the periphery and forming a single sheet-like bamboo fiber mixture 15 into a block centered on the undisentangled bamboo fragment aggregates 17. Therefore, the capillarity function of the thermosetting resin is controlled to a certain suction amount in the thermosetting resin dipping step in the next step, so that an appropriate amount of curing agent content is obtained.
  • thermosetting resin permeates between the fibers excessively, and then undergoes a drying process. Although moisture is transpired, the residual moisture in the pressure-compression process reacts with the pressure, and a sufficient pressure is exerted on every corner of the mixture of the bamboo fiber assembly 16 and the undisentangled bamboo piece assembly 17. Due to the inability to do so.
  • ⁇ Second step> In the second step, autoclave treatment, that is, dry distillation treatment is performed by thermal decomposition in an air-blocked state.
  • autoclave treatment that is, dry distillation treatment is performed by thermal decomposition in an air-blocked state.
  • the necessity and dry distillation conditions are as described above with reference to FIG.
  • the bamboo fiber mixture 15 is dried as a carbonization residue subjected to carbonization.
  • a drying device 26 as shown in FIG. 9 can be used. Further, when the bamboo fiber mixture 15 is accommodated in the drying device 26, it can be uniformly dried by being placed in the standing state (vertical direction) in the same manner as the autoclave device 25 described above.
  • the internal structure of the mixture of the bamboo fiber assembly 16 and the undefibrated bamboo piece assembly 17 is dried, and the resin adsorption by the immersion in the thermosetting resin in the next step is promoted. At the same time, it is possible to sufficiently impregnate and manage the liquid resin between the fibers by causing a capillary phenomenon associated therewith.
  • thermosetting resin can permeate to the adjacent gaps of the mixture of the bamboo fiber assembly 16 and the undisentangled bamboo piece assembly 17 and between the bamboo fibers of each aggregate structure.
  • the fourth step is a step of impregnating the bamboo fiber mixture 15 with a thermosetting resin.
  • the thermosetting resin is impregnated with the thermosetting resin in the bamboo fiber mixture 15 composed of the mixture of the bamboo fiber assembly 16 and the undefined bamboo piece assembly 17, so that the thermosetting resin is a detail of the bamboo fiber. It becomes easy to sufficiently impregnate even the gaps.
  • the divided bamboo piece 11 is made into a bamboo fiber composite in which the bamboo fiber aggregate 16 and the undisassembled bamboo piece aggregate 17 are connected by the roller presses 12 and 20 unique to the present invention. It becomes a bamboo fiber block in which 11 fibers and fine bamboo pieces are entangled and integrated.
  • thermosetting resin Since the bamboo fiber mixture 15 is subjected to the carbonization treatment and then immersed in the thermosetting resin, the liquid thermosetting resin enters between the bamboo fiber aggregates 16 in the bamboo fiber mixture 15 by capillary action. However, since the undissolved bamboo fragment aggregates 17 are connected between the bamboo fiber aggregates 16, only the bamboo fiber aggregates 16 having no undissolved bamboo fragment aggregates 17 in the prior art are used. Compared with the bamboo fiber block, the amount of absorption of the thermosetting resin due to the capillary phenomenon can be limited to an appropriate amount without being excessive.
  • thermosetting resin in the subsequent pressure compression process, the restricted moisture content of the thermosetting resin can be sufficiently removed, and a large amount of moisture content of the thermosetting resin functions as an effective press compression reaction. It can prevent as much as possible, and it can be set as the compression hardening body which united the thermosetting component of the thermosetting resin, and the bamboo fiber mixture 15 integrally.
  • thermosetting resin is not limited as long as the split bamboo fibers can be bonded to each other, and a resin used for a conventionally known adhesive is appropriately selected depending on the purpose of use of the compression cured body of bamboo fibers. be able to.
  • phenol resin P type
  • M type urea-melamine co-condensation resin
  • U type urea resin
  • melamine resin isocyanate resin
  • acrylic emulsion adhesive fiber BR emulsion adhesive Agents
  • vinyl acetate emulsion adhesives vinyl acetate emulsion adhesives, aqueous vinyl urethane adhesives, and the like
  • thermosetting resins may be used alone or as a mixture of two or more resins.
  • thermosetting resin is not particularly limited.
  • the bamboo fiber mixture 15 is immersed in the immersion tank 27 storing the thermosetting resin solution 28 or the bamboo fiber mixture 15 is immersed. Then, the thermosetting resin solution 28 is sprayed.
  • the thermosetting resin may be used as it is, but may be diluted or dispersed in an appropriate solvent.
  • an organic solvent such as water or alcohol can be used.
  • the proportion of the thermosetting resin component may be appropriately determined according to the type of the thermosetting resin and the use of the compression-cured product to be obtained, and is usually 5 to 20 weights with respect to the total weight of the bamboo fiber mixture 15. %.
  • thermosetting resins such as a curing agent, a curing accelerator, a release agent, a defoaming material, an ultraviolet absorber, and a filler may be added to these thermosetting resins as long as the object of the present invention is not impaired. .
  • the bamboo fiber mixture 15 may be boiled (for example, boiled at 100 ° C. under normal pressure). That is, the bamboo fiber mixture 15 may be boiled before the bamboo fiber mixture 15 is impregnated with the thermosetting resin.
  • the bamboo fiber mixture 15 that has been separated without performing the carbonization process before the first step is preferably subjected to a boiling process.
  • boiling as in the case of dry distillation, sugars and various acids in the bamboo are altered, and generation of mold can be suppressed without using a fungicide.
  • the components inside the bamboo come out and become more porous, the effect of deodorization or the like is improved, or the thermosetting resin is easily impregnated.
  • a step of imparting a functional material to the bamboo fiber mixture 15 may be provided before the fourth step.
  • a colorant is added to the bamboo fiber mixture 15, the bamboo fiber mixture 15 can be colored.
  • a nonflammable material is provided to the bamboo fiber mixture 15, it is possible to impart nonflammability to the bamboo fiber mixture 15.
  • the application of the functional material is not particularly limited.
  • the bamboo fiber mixture 15 is immersed in the functional material or a liquid containing the functional material, or the functional material is applied to the bamboo fiber mixture 15.
  • the functional material may be applied to the bamboo fiber mixture 15 by spraying a liquid containing the functional material.
  • functional materials include non-combustible materials, flame retardants, water repellent materials, preservatives, colorants, and the like, which may be solid or liquid. Specifically, sodium polyborate or the like can be used.
  • a solid functional material the bamboo fiber mixture 15 can be impregnated after being dissolved or dispersed in an appropriate solvent.
  • a liquid functional material it may be used as it is or may be diluted or dispersed with an appropriate solvent.
  • the bamboo fiber mixture 15 separated by the roller presses 12 and 20 is dipped in a thermosetting resin and then pulled up to remove the liquid resin and perform a drying process.
  • the thermosetting resin exposed to the surface of the bamboo fiber mixture 15 is dried by natural drying or forced drying to dry the resin on the surface to a certain degree to make it solidified and facilitate subsequent handling.
  • the liquid thermosetting resin is prevented from adhering to the pressure mold surface in the pressure compression treatment of the process. That is, it is preferable to perform this drying treatment in order to protect the surface design of the bamboo fiber mixture 15 and prevent it from being damaged.
  • the drying process according to the fifth step is also arranged in a standing state (vertical direction) as shown in FIG. 11 when the bamboo fiber mixture 15 is accommodated in the drying device 26 as in the third step. By doing so, a uniform drying process can be performed.
  • the sixth step is a step of obtaining a compressed body by compressing the bamboo fiber mixture 15 containing a thermosetting resin by overlapping a plurality of fiber directions substantially in parallel.
  • compressing a plurality of the fiber directions of the bamboo fiber mixture 15 in a substantially parallel manner means that the fiber directions of the bamboo fiber mixture 15 are compressed so that the fiber directions of the bamboo fiber mixture 15 are substantially the same. As long as the purpose is not impaired, the fiber directions of the bamboo fiber mixture 15 may intersect.
  • 70% or more, more preferably 90% or more of the bamboo fiber mixture 15 constituting the compression-cured body has an angle formed by the fiber direction of the compression-cured body formed and the fiber direction of the bamboo fiber mixture 15 ⁇ It only needs to be stacked so that it is within 10 °.
  • the bamboo fiber mixture 15 is randomly stacked or compressed in such a manner that the fiber directions are perpendicular to each other. It is what is done. In this case, it is necessary to apply a considerable pressure. If the pressure is insufficient, voids are likely to be formed in the structure of the compression-hardened body, and mechanical strength and design properties are likely to be insufficient.
  • a plurality of bamboo fiber mixtures 15 are stacked so that the fiber directions are substantially parallel, and are compressed from above in a lateral orientation in which both side edges of the long side face up and down. It can be a cured body. In such a single plate compression form, it is easy to compress uniformly, a compressed body with few voids can be obtained, and the design is excellent.
  • the divided bamboo piece 11 when the divided bamboo piece 11 is compressed as it is in the prior art, since the parenchyma cells and lignins are present inside the divided bamboo piece 11, it is formed into a high-density compressed body even if the compression pressure is increased. Difficult to do.
  • the manufacturing method of the present invention due to the special roller configuration of the roller presses 12 and 20, a certain mixed structure of the bamboo fiber aggregate 16 that has fluttered and the undisentangled bamboo fragment aggregate 17 that still has fine bamboo pieces remains. Since the bamboo fiber mixture 15 can be formed, a high-density compressed body can be finally formed, and further, compression-hardened bamboo fibers having different densities can be obtained by adjusting the pressure.
  • the bamboo fiber mixture 15, which is a mixed structure in which the bamboo fiber aggregate 16 and the undefined bamboo fragment aggregate 17 are connected, can be efficiently formed only by the pressure splitting operation by the press roller, which is a feature of the present invention. Is as already explained.
  • the bamboo fiber mixture 15 is placed in a mold having an arbitrary shape so that the long side of the mold and the fiber direction of the bamboo fiber mixture 15 are parallel to each other.
  • the bamboo fiber mixture may be compressed using a press (hereinafter also referred to as an orderly arrangement method), or in any orientation such as vertical and horizontal tilt, upside down, etc. in a square cylindrical cylinder mold.
  • a press hereinafter also referred to as an orderly arrangement method
  • Two types of embodiments are conceivable, for example, when 15 is introduced and compressed in a mold using a piston-type press (hereinafter also referred to as a random arrangement method).
  • the bamboo fiber mixture 15 containing the thermosetting resin is housed in a mold, covered with an iron plate from above, and compressed to the depth set by the press (target compression body height). can do.
  • the dimensions of the mold can be appropriately determined according to the dimensions of the product and the purpose of use. For example, a mold having an inner dimension of 105 mm ⁇ 300 mm ⁇ 2000 mm can be used.
  • bamboo fiber assembly 16 and undefined bamboo piece assembly 17 connected with substantially the same shape and density to accommodate and compress bamboo fiber mixture 15 in a mold easily and uniformly in layers. It is preferable to use a body, but if necessary, the bamboo fiber aggregate 16 and the undefined bamboo piece aggregate 17 may be used in combination with different density ratios or different single fiber fineness.
  • the bamboo fiber mixture 15 stacked in the mold may be one kind or a combination of two or more different bamboo fiber mixtures 15.
  • a bamboo fiber mixture 15 (A) obtained by dividing the divided bamboo pieces 11 without dry distillation treatment a bamboo fiber mixture 15 (B) obtained by dividing the divided bamboo pieces 11 after dry distillation treatment, and the divided bamboo pieces 11 It may be a combination of three types of bamboo fiber mixture 15 of bamboo fiber mixture 15 (C) that has been subjected to dry distillation treatment and then separated and further colored.
  • the design properties of the resulting compression-cured body can be further improved.
  • the manufacturing method of the present invention fills the mold with the flexible bamboo fiber mixture 15 as compared with the divided bamboo pieces 11, if a curved mold is used, it can be compressed into an arch shape. Excellent in properties.
  • the compression conditions are appropriately determined in consideration of the weight of the bamboo fiber mixture 15 including the thermosetting resin, the density and size of the target compression-hardened body, the mechanical strength, and the like.
  • the compressed atmosphere may be under normal pressure or reduced pressure.
  • Compression is preferably performed at a pressure 25 N / mm 2 or more, the pressure 50 N / mm 2 or more is more preferable.
  • the pressure is less than 25 N / mm 2 , not only does the compression take time, but when a thick compressed body is compressed, a gap tends to be generated inside.
  • the upper limit of the pressure is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the compression can be performed at a pressure of about 120 N / mm 2 . By setting the pressure to 25 N / mm 2 or more, it is possible to efficiently produce a compressed body with better mechanical strength regardless of the thickness.
  • a bamboo fiber mixture 15 formed in a substantially rectangular sheet shape or mat shape has a long side of a mold and the fiber direction of the bamboo fiber mixture 15 is changed.
  • the final product is a prismatic shaped product that has the strength to replace the steel struts in building materials.
  • the pressurizing mold 30 is a box type having an upper opening in which a bamboo material accommodation space 30a is formed, and a plurality of pairs of pin insertion holes 30b are drilled in the vicinity of the upper portions of both side walls on the long side. It is installed.
  • the club insertion hole 30 b accommodates the bamboo fiber mixture 15 in the bamboo material accommodation space 30 a and pressurizes it from above with a pressing piston 31 through a pressing plate 32.
  • the pressing mold 30 in which the bamboo fiber mixture 15 is accommodated and pressed and held by the club 30 c via the pressing plate 32 is also referred to as a pressing and holding unit 33.
  • the bamboo fiber mixture 15 formed in a substantially rectangular sheet shape or mat shape is put into the pressurization mold 30 in an arbitrary overlapping form, and a pressing piston 31 is used. It is the embodiment which compresses and compresses by operation. In this case as well, the final product is a prism-like product, and has a strength that can replace the steel column in the building material.
  • the pressing die 30 is not formed with the club insertion hole 30 b, but the club is inserted in advance in the pressing mold 30 and the pressing plate 32 is arranged.
  • the pressure holding unit 33 may be formed by inserting 30c.
  • a substantially square sheet-like or mat-like bamboo fiber mixture 15 is placed in a rectangular pressure mold 30 with a flat portion overlapped, and both side edge surfaces in the longitudinal direction are moved up and down. Are arranged side by side, and are pressed by the press piston 31 from the upper edge surface side in the longitudinal direction, that is, from the upper side of the square pressurization mold 30.
  • the final product is a single-plate compression-hardened product, and it has a certain strength with substitutes for furniture, daily necessities such as tables, chairs, closets, floor heating flooring, decorations, various wooden products, and musical instruments. It can be used for products that require weather resistance such as required products and veranda decks.
  • the pressing rod 30 is not formed with the club insertion hole 30 b, but the punching hole 30 b is formed in the pressing mold 30 in advance and the pressing plate 32 is disposed.
  • the pressure holding unit 33 may be formed by inserting the bar 30c.
  • pressure compression means in the first embodiment, it is formed into a prism-like block compression hardened body, and in the second and third embodiments, it is formed into a single plate compression hardened body having a wall thickness of 1 mm or more.
  • the molded body of the first or second embodiment can be selected according to the purpose of use of the bamboo fiber compression-hardened body.
  • the pressing plate 32 of the pressing mold 30 packed with the bamboo fiber mixture is fixed with a pin such as a club 30c. And take it out of the press. By doing in this way, at the end of the sixth step, the compressed body can be taken out from the press while maintaining the state compressed in the pressurizing mold 30.
  • the heating conditions may be appropriately determined in consideration of the type of the thermosetting resin, the mixing ratio of the thermosetting resin and the bamboo fiber mixture 15, etc., but in order to sufficiently cure the thermosetting resin,
  • the heating temperature is preferably 120 ° C, more preferably 150 ° C or higher. Moreover, it is preferable to heat at 230 degrees C or less, and 200 degrees C or less is more preferable. In order to sufficiently cure the thermosetting resin, the heating and holding time is usually 1 to 20 hours.
  • the compression-hardened body 41 obtained in the seventh step as shown in FIG. 16 may be cut to the periphery as needed, or may be cut into an arbitrary shape and processed to suit the intended use.
  • the resulting compression-cured body 41 has a density of 0.8 to 1.2 g / cm 3 .
  • the compression hardened body 41 having a high density is likely to be distorted inside the compressed body during compression, and the mechanical strength is likely to vary.
  • it is easy to heat and cure in a state where there is less strain inside the compression body, and a compression-hardening body 41 having a uniform mechanical strength can be obtained. Therefore, even if it is the compression hardening body 41 with a high density, uniform mechanical strength can be provided by manufacturing with the manufacturing method of this invention.
  • the present invention also relates to a bamboo fiber compression hardened body 41, wherein the bamboo fiber compression hardened body 41 includes a bamboo fiber mixture 15 and a thermosetting resin, and the bamboo fiber is hardened.
  • the compression cured body 41 of bamboo fiber has a density of 0.8 to 1.2 g / cm 3 .
  • the compression cured body 41 of the present invention can be suitably manufactured by the above-described manufacturing method of the present invention.
  • the bamboo fiber mixture 15 and the thermosetting resin constituting the compression-cured body 41 of the present invention are as described above in the production method of the present invention.
  • the bamboo fiber mixture 15 included in the compression-cured body 41 of the present invention may be one type or two or more types.
  • the compression hardening body 41 of the present invention can further improve the design by including two or more different bamboo fiber mixtures 15.
  • the compression cured body 41 of the present invention has a density of 0.8 to 1.2 g / cm 3 .
  • the dimensions can be appropriately adjusted according to the purpose of use, but it is preferable that the width is 100 mm or more, the length is 1900 mm or more, and the thickness is 130 mm or more.
  • the width is 100 to 105 mm
  • the length is 1900 to 2000 mm
  • the thickness is A block-shaped compression-hardened body 41 of about 130 to 150 mm is one suitable example of the compression-hardened body 41 of the present invention.
  • members of various dimensions can be cut out from the block-shaped cured body as appropriate according to the purpose of use.
  • the use of the compression-hardened body 41 of the present invention is not particularly limited, but it can be used for construction materials, furniture, musical instruments, etc. as structural materials, exterior materials, interior materials, construction materials, and the like.
  • Step (1a) A bamboo shoot having an outer diameter of about 100 mm and a wall thickness of about 10 mm was divided into 8 pieces in the longitudinal direction to obtain divided bamboo pieces. After this piece of bamboo was immersed in water at room temperature for 2 days, the first two series were rolled at room temperature using a 14-rolling roller press in which 14 pairs of rollers with a diameter of 250 mm were arranged vertically. In the roller press, the bamboo material on the curved surface is inserted, so the gap between the paired rollers is widened, and the gap is gradually narrowed to increase the compression effect. The final roller is compressed and separated with a pressure of 14 N / mm 2 . Finally, it was dried at 70 ° C. using a belt conveyor type dryer to obtain a sheet-like split bamboo fiber.
  • a groove with a width of 2 mm and a depth of 2 mm is formed on the roller surface, and the first two series are formed at intervals of about 10 mm, and then four series are arranged at intervals of about 5 mm, about 3 mm, and about 2 mm. It was.
  • a sheet-like bamboo fiber mixture composed of the following bamboo fiber aggregates and undisentangled bamboo fragment aggregates is formed. That is, a bamboo fiber compression-hardened body mainly composed of a bamboo fiber mixture is formed from the following first to seventh steps.
  • a part of the divided bamboo pieces is unraveled by roller pressing a divided bamboo piece formed by dividing bamboo as a raw material into several parts along the longitudinal direction.
  • the bamboo fiber aggregate is used, and the other remaining bamboo pieces are undissolved bamboo piece aggregates with the fine bamboo pieces remaining.
  • the bamboo fiber aggregates of the divided bamboo pieces and the undisentangled bamboo piece aggregates of the fine bamboo pieces are not separated from each other, but are made into a bamboo fiber mixture that is integrally connected.
  • the bamboo fiber is subjected to carbonization in the second step, the drying treatment is performed in the third step, and in the fourth step, the bamboo fiber aggregate subjected to the heat drying treatment is immersed in a thermosetting resin, and the bamboo fiber is heated in the fifth step.
  • the bamboo fiber assembly taken out from the curable resin is dried, and in the sixth step, the pressure compression process that is the main step of the present invention, the bamboo fiber mixture impregnated with the thermosetting resin is put into a mold.
  • the bamboo fiber compressed body is heated to cure the thermosetting resin by pressing and compressing to form a bamboo fiber compressed body that is a pre-stage of the compression cured body of the bamboo fiber aggregate. A compression cured body is obtained.
  • the thermosetting resin is infiltrated between the bamboo fibers through the pressurizing and compressing process by high pressure, and the curing agent is made to intervene between the fiber structures of the bamboo fiber mixture so that the curing agent effectively acts.
  • the final product is a compression-cured product.
  • the quality (hardness, color, shaping) of the compression-cured product as the final product is determined by the mechanical separation by the roller press and various types after the separation. It is thought that there are many places depending on the form of fiber connection.
  • each fiber aggregate is connected to each other to form a rectangular sheet state or mat state that does not separate apart.
  • Such a roller pressing process is an important implementation process.
  • Step (4a) Resin solution of the sheet-like bamboo fiber mixture obtained in step (1a) so that the sheet-like bamboo fiber mixture and the thermosetting resin (resin portion excluding the solvent) are 85:15 (weight ratio). It was immersed in and impregnated and dried at 50 ° C. for 1 hour. Resorcinol phenol co-condensation resin was used as the thermosetting resin.
  • Step (6a) 34500g bamboo fiber mixture in the form of a sheet containing thermosetting resin, so that the long side of the mold and the fiber direction of the sheet-like bamboo fiber mixture are parallel to the mold with a bottom of 100mm x 2000mm They were stacked and filled in a mold, and then covered with an iron plate from above. The mold was compressed at 100 N / mm 2 with a high-pressure press to obtain a compact of 100 mm ⁇ 2000 mm ⁇ 150 mm.
  • Step (7a) The compressed body obtained in the step (3a) was removed from the compressor after fixing the lid of the mold with a pin so that the compressed state could be maintained. This state was maintained at 200 ° C. for 2 hours to cure the thermosetting resin. After cooling, it was taken out to obtain a compression cured body (1) of bamboo fibers of 100 mm ⁇ 2000 mm ⁇ 150 mm.
  • the resulting bamboo fiber compression-cured body (1) had a density of 1.1 g / cm 3 .
  • the bending strength was evaluated in accordance with JI fiber Z-2101-1994 “Wood test method-bending test”.
  • the test speed was 10 mm / min and the span was 430 mm.
  • Each sample was performed three times, and the average value was taken as the measured value. The results are shown in Table 1.
  • the tensile strength was evaluated in accordance with JI fiber Z 2101-1994 “Wood test method-bending test”. The test speed was measured at 1 mm / min. The elongation was measured using a video extensometer. Each sample was performed three times, and the average value was taken as the measured value. The results are shown in Table 1.
  • the longitudinal compressive strength was evaluated in accordance with JI fiber Z 2101-1994 “Wood test method-longitudinal compression test”. The test speed was measured at 1 mm / min. The results are shown in Table 1.
  • Partial compression was evaluated according to JI fiber Z 2101-1994 “Testing method of wood-Partial compression test”.
  • the testing machine used was “Universal Material Testing Machine AG-250KN” manufactured by Shimadzu Corporation. The test speed was measured at 1 mm / min. Each sample was performed three times, and the average value was taken as the measured value. The results are shown in Table 1.
  • the production method of the present invention can stably produce a compression-cured body of bamboo fiber having a uniform mechanical strength.
  • the obtained compression-cured body of bamboo fiber can be used as a flooring material, wall material or ceiling as a substitute for wood. It can be used for wood and furniture.

Landscapes

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Abstract

従来にない竹繊維の分解技術と熱硬化性樹脂の毛細管現象にともなう接着効果とにより意匠性に優れ、均質な機械強度を有する竹繊維の圧縮硬化体を製造できる製造方法を提供する。　分割竹片をローラプレスにより分割竹片の繊維の一部を解きほぐして竹繊維集合体とし、その他は細竹片を残した未解繊竹片集合体とし分割竹片の竹繊維集合体と細竹片の未解繊竹片集合体とはそれぞれ分離せず一体に繋がった竹繊維混合体とし、これに乾留処理、乾燥処理、熱硬化性樹脂中に浸漬する処理、乾燥処理、圧縮体形成処理、加熱硬化処理等を施して製造することとした。

Description

竹繊維の圧縮硬化体の製造方法及びその製造方法により製造した竹繊維の圧縮硬化体
　本発明は、竹を原材料とする竹繊維の圧縮硬化体の製造方法及びその製造方法により製造した竹繊維の圧縮硬化体に関する。
　従来、竹中に含まれる竹繊維は、比強度、比剛性等に優れていることが知られている。また、近年の放置竹林の増加に伴い、竹を資源として有効に利用する方法が求められており、竹を原材料とした竹製品やその製造方法に関して種々の提案がなされている。
　例えば、特許文献１には、多数の割竹片（竹を長手方向に切り出した分割竹片）を、その繊維方向を統一して積層化させた状態で、割竹片の厚さ方向に圧縮力を加えて一体固化させた竹を用いた集成材が開示されている。
　しかしながら、円環状の竹の肉厚部分から断面長方形状の竹片を削り出して形成するためには、竹材の外周面と内周面の湾曲部分を除去する必要があり、竹材すべてを有効活用することができず歩留まり効率が極めて低い。
　また、竹材は、その大半が、比較的強度の強い維管束と比較的柔らかい柔細胞により構成されており、竹材の外皮側と内皮側で維管束と柔組織の分布密度が異なる。
　竹繊維を一体に形成するために用いられる割竹片は、前述の通り外皮側の割竹片と内皮側の割竹片とで維管束と柔組織の分布密度が異なるため、割竹片を均質に密に圧縮することが困難であり、割竹片同士の間に隙間もできやすいため、得られる集成材の強度は十分ではなかった。また、隙間ができやすいため、意匠性の点でも課題があった。
　特許文献２には、竹を一本乃至数本の維管束からなる加工竹材とした後、その長さ方向をほぼ同一方向に揃え、接着剤と共に所定形状に加熱圧縮成形した薄板を複数枚積層し、接着剤で接着して薄板が積層された竹製合板とする方法が記載されている。
　しかしながら、このような方法では、薄板を張り合わせているので、薄板と接着剤とで機械強度にむらが生じたり、薄板の品質のばらつきにより、収縮やひび割れなど得られる竹製合板の品質にばらつきが生じやすかった。
　また、薄板を製造した後に、これを複数枚積層して、接着剤で接着する必要があり、工程数が多いため、生産性や生産安定性も低くなりやすいという課題があった。また、製品の厚みによって生産性が左右されるため、異なる寸法の製品を効率よく製造しにくいという課題があった。
特開２００２－２１０７０９号公報 特開２００３－３９４０７号公報
　かかる状況下、本発明の目的は、従来にない竹繊維の分解技術と熱硬化性樹脂の毛細管現象にともなう接着効果とにより意匠性に優れ、均質な機械強度を有する竹繊維の圧縮硬化体を製造できる製造方法を提供することである。また、意匠性、機械強度に優れた、竹繊維の圧縮硬化体を提供することである。
　本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
　すなわち本発明は、（１）以下の工程を有する、竹繊維の圧縮硬化体の製造方法及びその製造方法で製造した竹繊維の圧縮硬化体である。
　　第１工程：原料となる竹を長手方向に沿って数分割に割った分割竹片を、ローラプレスにより分割竹片の繊維の一部を解きほぐし竹繊維集合体とし、その他は細竹片を残した未解繊竹片集合体とし分割竹片の竹繊維集合体と細竹片の未解繊竹片集合体とはそれぞれ分離せず一体に繋がった竹繊維混合体とする工程
　　第２工程：竹繊維を乾留処理する工程
　　第３工程：乾燥処理工程
　　第４工程：熱硬化性樹脂中に熱乾燥処理した竹繊維混合体を浸漬する工程
　　第５工程：熱硬化性樹脂から取り出した竹繊維混合体を乾燥する工程
　　第６工程：熱硬化性樹脂の含浸した竹繊維混合体を金型に投入して加圧圧縮して竹繊維混合体の圧縮体を形成する工程
　　第７工程：圧縮体を加熱することにより、熱硬化性樹脂を硬化させて圧縮硬化体を得る工程
よりなる。
　また、本発明に係る竹繊維の圧縮硬化体の製造方法では、以下の点にも特徴を有する。
（２）前記竹繊維混合体は略シート状であること。
（３）第３工程において、圧力25N/mm2以上で圧縮を行うであること。
（４）前記竹繊維の圧縮硬化体の密度が、0.8～1.2g/cm3であること。
（５）第４工程の前において、竹繊維混合体に機能性材料を付与する工程を設けこと。
（６）第７工程において、120～230℃で加熱を行うこと。
（７）前記熱硬化性樹脂がフェノール樹脂またはイソシアネート樹脂であるであること。
　また、本発明に係る圧縮硬化体は、（８）上記（１）～（７）のいずれかに記載の竹繊維の圧縮硬化体の製造方法により製造された竹繊維の圧縮硬化体であることを特徴とする。
　この発明によれば、ローラプレスにより、分割竹片を竹繊維集合体と未解繊竹片集合体とにより一体に繋がる竹繊維混合体とすることにより、分割竹片は竹繊維集合体と細竹片集合体の絡んだ一体化の竹繊維ブロックとし、この竹繊維混合体を乾留処理した後に熱硬化性樹脂中に浸漬したことにより、液状の熱硬化性樹脂は毛細管現象により竹繊維混合体における竹繊維集合体の間に浸入するが、その竹繊維集合体の隣接間には未解繊竹片集合体が介在して微空間を介して一体に繋がっているために、従来の未解繊竹片集合体を有しない竹繊維集合体のみの竹繊維ブロックに比し、毛細管現象による熱硬化性樹脂の吸収量が一定量に制約されることになり、過多量の熱硬化性樹脂の含有水分を保有することなくその後の加圧圧縮工程で熱硬化性樹脂の含有水分のほとんど充分に排斥することができ、含有水分が有効圧縮の反発力となることがない。従って、フェノール樹脂等の熱硬化成分と竹繊維混合体とが完全一体の融合状態で圧縮硬化体を形成することができる効果がある。
原料竹の処理過程を示す説明図である。 分割竹片をローラプレスに供する状態を示す説明図である。 ローラプレスの内部構成を示した説明図である。 分割竹片、竹繊維混合体、竹繊維集合体、未解繊竹片集合体の構成を示した説明図である。 他の例に係るローラプレスの構造を示した説明図である。 竹繊維混合体の構造を示した説明図である。 竹繊維混合体の構造を示した説明図である。 乾留処理の様子を示した説明図である。 乾燥処理の様子を示した説明図である。 浸漬処理の様子を示した説明図である。 乾燥処理の様子を示した説明図である。 繊維混合体の圧縮体を形成する工程を示した説明図である。 繊維混合体の圧縮体を形成する工程を示した説明図である。 繊維混合体の圧縮体を形成する工程を示した説明図である。 加熱処理の様子を示した説明図である。 圧縮硬化体の形状を示した説明図である。
　本発明は、従来にない竹繊維の分解技術と熱硬化性樹脂の毛細管現象に伴う接着効果とにより意匠性に優れ、均質な機械強度を有する竹繊維の圧縮硬化体を製造できる製造方法を提供するものである。
　特に、本実施形態に係る竹繊維の圧縮硬化体の製造方法では、その要旨として、次の第１工程から第７工程よりなる点で特徴的である。
　すなわち、第１工程は、原料となる竹を長手方向に沿って数分割に割った分割竹片を、ローラプレスにより分割竹片の繊維の１部を解きほぐし竹繊維集合体とし、その他は細竹片を残した未解繊竹片集合体とし、分割竹片の竹繊維集合体と細竹片の未解繊竹片集合体とはそれぞれ分離せず一体に繋がった竹繊維混合体とする工程である。
　また、第２工程は竹繊維を乾留処理する工程であり、第３工程は乾燥処理工程、第４工程は熱硬化性樹脂中に熱乾燥処理した竹繊維混合体を浸漬する工程、第５工程は熱硬化性樹脂から取り出した竹繊維混合体を乾燥する工程、第６工程は熱硬化性樹脂の含浸した竹繊維混合体を金型に投入して加圧圧縮して竹繊維混合体の圧縮体を形成する工程、第７工程は圧縮体を加熱することにより、熱硬化性樹脂を硬化させて圧縮硬化体を得る工程である。
　また、前記竹繊維混合体は略シート状の解繊竹繊維体であることを特徴とする。
　また、第３工程において、圧力25N/mm2以上で圧縮を行うであることを特徴とする。
　また、前記竹繊維の圧縮硬化体の密度が、0.8～1.2g/cm3であることを特徴とする。
　また、第４工程の前において、竹繊維混合体に機能性材料を付与する工程を設けことを特徴とする。
　また、第７工程において、120～230℃で加熱を行うことを特徴とする。
　また、前記熱硬化性樹脂がフェノール樹脂またはイソシアネート樹脂であるであることを特徴とする。
　また、上記のいずれかに記載の製造方法により製造された竹繊維の圧縮硬化体であることを特徴とする。
　また、前記竹繊維混合体が略シート状の解繊竹繊維体である
　また、第３工程において、圧力25N/mm2以上で圧縮を行うことを特徴とする。
　また、前記竹繊維の圧縮硬化体の密度が、0.8～1.2g/cm3であることを特徴とする。
　また、第４工程の前において、竹繊維集合体に機能性材料を付与する工程を設けることを特徴とする。
　また、第７工程において、120～230℃で加熱を行うことを特徴とする。
　また、前記熱硬化性樹脂がフェノール樹脂またはイソシアネート樹脂であることを特徴とする。
　また、上記いずれかに記載の製造方法により製造された竹繊維の圧縮硬化体であることを特徴とする。
　この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
　この発明の実施例は以下の各工程より構成されている。
＜第１工程＞
　第１工程は、原料となる竹を長手方向に切り出した分割竹片を、ローラプレスにより分割竹片の繊維の一部を解きほぐしささくれ立った竹繊維よりなる竹繊維集合体とし、その他は細竹片を残した未解繊竹片集合体とし、分割竹片の竹繊維集合体と細竹片の未解繊竹片集合体とはそれぞれ分離せず一体に繋がった竹繊維混合体とする工程である。
　すなわち、分割竹片１１は、図１（ａ）に示すような原料となる竹（以下、原料竹１０ともいう。）を、図１（ｂ）に示すように縦割りして長手方向に切り出したものである。また、原料竹１０を縦割りして長手方向に切り出した後に、湾曲部分を取り除いて平板状の分割竹片とすることもできる。なお、竹外周面に形成された竹節に対応する内部の竹節膜は竹の筒状の内部を節毎に仕切っているが、この節膜は竹割りする前に予め節抜き棒によって除去する。
　長手方向に切り出した分割竹片１１は、平板状でも、湾曲した構造であってもよいが、湾曲した竹片を用いれば、湾曲した余分な部分として切り落とす必要がなく、竹を有効に利用することができ、原料竹１０を縦割りした後にそのまま利用できるので、加工も容易である。また、分割竹片１１は湾曲した構造の方が、後述のローラプレスに供した際に分割竹片１１の肉厚内部で応力集中によるひずみを発生させやすく、竹繊維混合体の形成をより容易とすることができる。
　なお、本発明において用いられる原料竹１０の種類は特に限定されるものではなく、竹、具体的には、イネ科タケ亜科に属するタケ類やササ類、例えば、モウソウチク、マダケ、ハチク、メダケ等本類に属する種々の竹を用いてよい。
　竹は、好ましくは２年以上、さらに好ましくは３年以上生育したものが本発明の目的に合う。この原料竹１０は、伐採後の竹から枝葉の部分を取り除いて用いるが、その後表皮の付いたものをそのまま使用してもよく、また表皮部分を剥いでしまったものを用いてもよい。本発明では、竹は生に近い状態のものが原料として好ましく用いられる。また、以降の適当な工程で、表皮を剥いでしまってもよい。
　また、原料竹１０の分割は、鋸や斧等の分割機を用いて実施することができる。竹の分割数は、５分割、６分割、８分割、16分割等、竹の種類や太さに応じて適当な分割数にすればよい。
　分割竹片１１は、例えば図２に示すようなローラプレス１２により転圧されて竹繊維集合体と未解繊竹片集合体の混合体に形成されて最終的に竹繊維混合体となる。
　竹繊維混合体は縦方向に竹繊維毎に分解された竹繊維集合体と分繊する竹繊維まで細断せずに長手状の細竹片を残した未解繊竹片集合体の混合体となっている。
　この竹繊維混合体を形成するローラプレス１２の構造は、例えば図３に示すように、円柱状のローラ１３を順次並列に配置し、上下対に各複数列架設して４段階のローラ集合体１４を形成している。すなわち、４段階のローラ集合体は、２列の初動プレスローラ群１３ａと、４列の第一中間ローラ群１３ｂと、同じく４列の第二中間ローラ群１３ｃと、最終の４列の最終プレスローラ群１３ｄとより構成している。
　すなわち、上下対にして14対並べた14連の圧延ローラプレスとし各ローラはいずれも同径（例えば、直径250mm）としている。
　かかる各ローラ群１３ａ～１３ｄのローラ１３の周面には、一定形状の凹凸が形成されている。
　具体的には、２列の初動プレスローラ群１３ａの各周面には、ローラ１３の横長手方向に沿って横筋溝が一定間隔で形成されている。
　４列の第一中間ローラ群１３ｂの各周面には、円形周面に沿って縦筋溝が一定の間隔で横並列に形成されている。
　４列の第二中間ローラ群１３ｃも４列の最終プレスローラ群１３ｄも同様に円形周面に沿って縦筋溝が一定の間隔で横並列に形成されている。
　いずれのローラ１３も表面に形成される横筋溝も縦筋溝も深さと幅員を約2mmとしている。
　各溝のそれぞれ隣接する溝との間隔は、始めの２連は約10mm間隔、次いで４連ずつ約5mm間隔、約3mm間隔、約2mm間隔として順次間隔を狭く形成させている。
　すなわち、初動プレスローラ群１３ａは、曲面状の竹材が入るので対になるローラの間隔を広くし、第一中間ローラ群１３ｂから第二中間ローラ群１３ｃへ順次この間隔を狭くして圧縮効果を高め、最終プレスローラ群１３ｄは、圧力14N/mm2として圧縮、分繊機能を果たすように構成している。 
　上記したローラプレス１２は、14連のローラにより構成しており、各ローラ１３を初動プレスローラ群１３ａ～最終プレスローラ群１３ｄよりなる４段階のローラ集合体１４とし、ローラ１３の周面の縦横筋溝の隣接溝間隔を初めの２連は約10mm間隔、次いで４連ずつ約5mm間隔、約3mm間隔、約2mm間隔として順次間隔を狭く形成させているが、各ローラ１３の列数と各溝の隣接溝との間隔はこれに限定されることなく、要は複数段のローラ１３であること、ローラ１３の周面の溝形状は初動プレスローラ群１３ａはローラ１３の横長手方向に沿って横筋溝が一定間隔で形成されていること、その下手側の各ローラ群１３ｂ～１３ｄは円形周面に沿って縦筋溝が一定の間隔で横並列に形成されていること、各ローラ１３の周面の多数の溝のそれぞれ隣接する溝間隔は、初動プレスローラ群１３ａから順次間隔を狭く形成していること等を選択的な要件とすることにより、図４（ａ）に示す分割竹片１１から図４（ｂ）に示すような本発明の竹繊維混合体１５を形成することができる。
　このようなローラプレス１２によって形成される竹繊維混合体１５は、分割竹片１１の縦方向に竹繊維毎に分解された図４（ｃ）にて模式的に示すような比較的細かな竹繊維集合体１６と、分繊する竹繊維まで細断せずに長手状の細竹片を残した図４（ｄ）にて模式的に示すような未解繊竹片集合体１７との混合体である。これら竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７との割合は約７：３～６：４とするのが好ましい。
　また、竹繊維集合体１６は、未解繊竹片集合体１７の周面辺を並行状態で隣接して囲むように長手方向に集合されている。しかも重要なことは、竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７とは、分離することなく連続して一体に繋がった集合体を形成している。このような竹繊維の分解形態とするためにローラプレス１２は上記のように構成されている。
　このようなプレスローラの構造とすることにより分割竹片１１は、まず対の初動プレスローラ群１３ａ間で圧潰されて、断面半円弧状の分割竹片１１が略平板状に押し潰される。この際には初動プレスローラ群１３ａの周面には、ローラ１３の横長手方向に沿って横筋溝があるために、特に断面半円弧状の分割竹片１１の半円弧隆起部分を押圧して圧潰することになり、分割竹片１１は縦割れして多数の長手細竹片が繋がったままに形成される。
　次いで、ローラ１３の対向間隔がより狭い第一中間ローラ群１３ｂ間にこの長手細竹片の集合体が搬送されて侵入してくる。第一中間ローラ群１３ｂのローラ１３では対向間隔がより狭くなっているために、縦割れの長手細竹片は更に圧潰されて細竹片の一部は圧潰によりほぐされて竹繊維のささくれ立った分繊状態となる。
　特に第一中間ローラ群１３ｂのローラ１３の周面には円周面にそってローラ１３の長手方向と直交する縦筋溝が一定間隔で多数並設されているため、各縦筋溝間の凸環状部が長手細竹片の肉厚部を長手方向に沿って圧潰することになる。
　すなわち、細竹片の竹繊維の流れに沿って圧潰作用が働くため、竹繊維は横方向にバラバラにほぐされた状態となり竹繊維集合体１６の形態を現出する。他方、ローラ１３の円周面の縦筋溝に対応する細竹片の円周面では、凹状の横筋溝と当接するものの細竹片を圧潰する作用が働かないために凸環状部で押潰されるのと異なり長手細竹片を可及的に残した状態となる。
　この際に、仮に縦筋溝の溝内側面形状を外方末広がりのテーパー状とすれば、凸状環状部は台形となるため細竹片の両側縁部は台形の凸状環状部両側形状により漸次圧潰応力が減殺される。
　従って細竹片の両側縁部は凸状環状部の台形側面により徐々にほぐされた竹繊維集合体１６となり、本来の竹繊維集合体１６と混合しながら横測方の未解繊竹片集合体１７と繋がりのある一体化した竹繊維混合体１５を形成しやすい。
　かかる分繊状態の竹繊維混合体１５は更に第二中間ローラ群１３ｃに至ると、更に対向間隔が狭いローラ１３間で圧潰されて竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７とは互いに繋がりながらシート状に形成される。すなわち、一部ほぐし状態の竹繊維とほぐされないで残った細竹片とを一体に混合したシート状の竹繊維混合体１５を形成することができる。
　かかるローラプレス１２により形成する竹繊維混合体１５の組織形態はその後の熱硬化性樹脂の浸透工程や圧力圧縮工程に影響するものであり、重要な技術的要点となる。
　なお、初動プレスローラ群１３ａの下手に配設した第一、第二中間ローラは、第一又は第二の中間ローラとすることでもよし、要は初動プレスローラ群１３ａは周面の横長手方向に横筋溝を形成し、その下手側の中間ローラは円周面に縦筋溝を形成したことにある。
　また、初動プレスローラ群１３ａにおける対向するローラ１３の間隔は、分割竹片の肉厚により適宜調整することが出来るが、例えば後述する加圧力で対向するローラ１３同士を接触させておき、搬送されてきた分割竹片１１がローラ１３間に介在した際に圧潰されるよう構成しておくことで最も効率的な分割竹片の圧潰作用を果たす。
　また、第１工程では、竹繊維に分解することにより、分割竹片１１中の水分が除去され、同時に分割竹片１１中の柔細胞やリグニン類の大部分が除去される。繊維分解の程度は、柔細胞やリグニン類の大部分を除去できていれば、本発明の目的を達成できる範囲で使用目的に応じて適宜決定できる。
　分割竹片１１は、一本一本の竹繊維にまで分割することもできるが、一本一本の竹繊維にまでばらけないように分解し、竹繊維混合体１５とすることが本発明の製造方法の特徴のひとつである。竹繊維混合体１５とすることで、以降の取り扱いが容易になり、また、第３工程において、繊維方向を略平行に重ねやすく、より均一に圧縮されやすくなる。
　また、第１工程では、分割竹片１１を分解し、シート状の竹繊維混合体１５を得ることが好ましい。すなわち、竹繊維混合体１５は、分割竹片１１が平たく引き伸ばされ、竹繊維が、竹繊維の繊維方向と直行する方向に平たく繋がったシート状の構造体であることが好ましい。シート状とすることで、形状の揃った竹繊維体が得られやすく、第３工程において、竹繊維体をより略平行に重ねやすくなるので、圧縮体内部に空隙がより発生しにくくなる。
　本発明の竹繊維集合体１６の竹繊維は、一本一本の維管束になる状態まで分繊されたものでもよいが、必ずしも一本の維管束にまで分繊される必要はなく、２、３本程度の維管束が集まった状態のものが含まれていてもよい。
　分割竹片１１を分繊し、竹繊維集合体１６を得る方法は、本発明の目的を損なわない限りで適宜選択可能であるが、例えば、分割竹片１１の長手繊維方向と直交する方向から高圧を加える方法などがあげられる。
　例えば、回転する上下対になったローラ１３の間に分割竹片１１を挿入し、ローラ１３間の圧力で圧潰する圧延ローラプレス１２で、分割竹片１１を分解することができる。この時、分割竹片１１を分解し、竹繊維混合体１５にしやすくするためには、複数の対のローラを並べた多段圧延ローラプレス１２を用い、前段では比較的圧を小さく、徐々に圧を高くしていくのがよい。本発明では、好ましくは５～20段圧延ローラプレス１２を用いることが好ましく、10～15段圧延ローラプレス１２を用いることがさらに好ましい。
　ローラ１３にかかる圧力や温度は、本発明の目的を達成できる範囲で適宜選択でき、後段でのローラ１３ではローラ１３にかかる圧力を好ましくは5～20N/mm2、さらに好ましくは7～15N/mm2とする。一般的に、温度は通常室温である。
　ローラ１３は、その表面の円周方向に沿って複数の溝を設けるのが好ましい。溝は、断面が四角形状でもよいが、溝の壁面が斜面になってローラ１３の表面で広く、奥で狭くなった三角形状または台形状とし、幅が1～5mm、好ましくは2～3mm程度、深さが1～5mm、好ましくは2～3mm程度とするのがよい。
　分割竹片１１は、圧延ローラ１３による上下方向の圧搾によって圧潰されるが、三角形状または台形状の溝の場合には、さらに斜面の壁による部分的な横方向の力が加わり、より効率よく押し潰されていく。
　従って、溝は、前段ローラ１３では広い間隔、例えば5～10mm間隔とし、後段ローラ１３にいくに従い間隔を狭くしていき、最終段ローラ１３では、例えば1～3mm間隔にしていくのがよい。かかる溝の形状にともなう分割竹片の分解と分繊作用については、すでに前述の通りである。
　ところで、上述した如く竹繊維混合体１５の形成にあたっては、図３に示したように、２列の初動プレスローラ群１３ａと、４列の第一中間ローラ群１３ｂと、同じく４列の第二中間ローラ群１３ｃと、最終の４列の最終プレスローラ群１３ｄとより構成した４段階のローラ集合体１４を備える上下対にして14対のローラ１３を並べた14連の圧延ローラプレス１２を用いたが、ここで、更なる本発明の理解に供すべく、先に述べたローラプレス１２とは別の構成を備えるローラプレス２０について説明する。
　図５（ａ）は、他の例に係るローラプレス２０の内部構成を示した模式図である。このローラプレス２０は、先のローラプレス１２と同様に４段階のローラ集合体１４を備える点で共通するが、各段階におけるローラ対の数が少ない点や、最終プレスローラ群１３ｄよりも下流側に、更なる別のローラ１３を加えている点で構成を異にしている。
　図５（ａ）に示すようにローラプレス２０は、４段階からなるローラ集合体１４と、揉摺りローラ集合体２１と、均しローラ２２とを備えている。
　ローラ集合体１４は、先のローラプレス１２と同様に、初動プレスローラ群１３ａに相当する初動プレスローラ１３ｅと、第一中間ローラ群１３ｂと、第二中間ローラ群１３ｃと、最終プレスローラ群１３ｄとで構成されるが、初動プレスローラ１３ｅは一対、第一中間ローラ群１３ｂ～最終プレスローラ群１３ｄはそれぞれ二対で構成しており、ローラプレス１２と比較してローラ集合体１４におけるローラ１３の対の数を半分、すなわち７つのローラ対で構成している。なお、各段でのローラ１３の表面に形成された溝の構成については、ローラプレス１２と同様である。
　揉摺りローラ集合体２１は、ローラ集合体１４の圧潰により形成された竹繊維混合体１５を更に揉摺ることで、竹繊維集合体１６や未解繊竹片集合体１７が互いに連結した状態を可及的に保ちながら、偏在状態の未解繊竹片集合体１７を略均等に分散した状態とするためのローラ群であり、第１揉摺りローラ２１ａと第２揉摺りローラ２１ｂとの２対のローラ１３で構成している。
　第１揉摺りローラ２１ａや第２揉摺りローラ２１ｂは、図５（ｂ）に示すように、軸方向に亘って比較的なだらかな波状（サイン波や上下半円弧の連続した波形のようにローラ直径の大小が滑らかに繰り返された形状）の表面が形成されたローラであり、対向するローラのうち一方のローラの山部２１ｃは、他方のローラの谷部２１ｄと噛み合うよう配置されている。
　また、第２揉摺りローラ２１ｂは、第１揉摺りローラ２１ａと同じ山谷間隔としても良いが、第１揉摺りローラ２１ａよりも山谷間隔を狭めた波形状に形成しても良い。このような構成とした場合、より緻密な揉摺りを行うことができる。
　多くの場合、使用する原料竹１０は天然物であり太細や肉厚の違いがあることから、竹繊維混合体１５の均一性を確保するのが困難であるが、第１揉摺りローラ２１ａ又は第２揉摺りローラ２１ｂのいずれかであったり揉摺りローラ集合体２１を備えるローラプレス２０によれば、ローラ集合体１４にて一旦形成された竹繊維混合体１５を第１揉摺りローラ２１ａと第２揉摺りローラ２１ｂで更に揉摺りを行うことで、未解繊竹片集合体１７の偏りを防止して、均質な竹繊維混合体１５を製造可能としている。
　また、ローラプレス２０においては均しローラ２２を備える点でも特徴的である。均しローラ２２は溝のない平坦な周面を有するローラであり、揉摺りローラ集合体２１によって処理された未解繊竹片集合体１７を挟圧することで未解繊竹片集合体１７を平に均して、後述する乾留や乾燥効率を向上させたり、型枠内への配置をより容易にすることができる。
　このようなローラプレス２０で分割竹片１１を処理することにより得られた竹繊維混合体１５を図６及び図７に示す。
　図６（ａ）は竹繊維混合体１５の全体的な状態を示す説明図であり、図６（ｂ）は竹繊維混合体１５の端面の状態を示す説明図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、竹繊維混合体１５は、比較的大きめの未解繊竹片集合体１７と比較的小さめの竹繊維集合体１６とが未だ分離せず全体的に連結して一つにまとまった状態であることが分かる。
　また、図７（ａ）は竹繊維混合体１５の一端側を左右に開いた状態について示した図であり、図７（ｂ）はその端面における状態を示した説明図であるが、各未解繊竹片集合体１７は他の未解繊竹片集合体１７と直接連結していたり、竹繊維集合体１６を介して連結している状態が確認される。特に、黒矢印で示す竹の節の部分で竹繊維集合体１６や未解繊竹片集合体１７の連結状態がより強固に保たれており、竹繊維集合体１６や未解繊竹片集合体１７が分離せず一体的な形状であることが分かる。
　このような竹繊維混合体１５の構造について付言するならば、竹繊維混合体１５は、複数の未解繊竹片集合体１７が未解繊竹片集合体１７からささくれ状に分岐した竹繊維集合体１６によって互いに架橋されたささくれ架橋構造を備えていると言え、また適宜、節部においてそのささくれが集中連結した構造を備えることで更に良好な一体保持性を発揮可能なものであると言える。
　また、発明の製造方法では、第１工程の前に、原料竹１０を長手方向に切り出した分割竹片１１の乾留処理を行うことが好ましい。すなわち、原料竹１０を長手方向に切り出した分割竹片１１を分解する前に乾留処理を行うことが好ましい。竹は竹本来の有する糖分が多く害虫が付きやすくかびが発生しやすいが、乾留処理を施すことにより竹中の糖類や各種酸類が変質し、防かび材を使用することがなくかびの発生を抑えることができる。また竹稈肉質部に産みつけられる可能性のある虫卵を殺滅することができる。さらに、竹内部の成分が抜け出し、より多孔質になるため、脱臭等の効果が向上する。
　また、乾留処理後の分割竹片１１は、時間の経過とともに固くなる性質があり、分割竹片１１を分解することが困難になる。このため、第１工程の前に、分割竹片１１の乾留処理を行う場合には、乾留処理後速やかに、好ましくは乾留処理を行った後２４時間以内に分解を行うのがよい。また、圧縮硬化体を構成するために使用される分割竹片１１の全てを乾留処理してもよいが、必ずしも全てを乾留処理する必要はない。圧縮硬化体を構成するために使用される分割竹片１１の一部だけを乾留処理してもよい。
　また、本発明では、第１工程の前に乾留処理を行わずに、ローラプレス１２,２０により竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７よりなる竹繊維混合体１５を形成した後に乾留処理を行う。すなわち第１工程の前に乾留処理を行わずに、第２工程において乾留処理を行うものである。
　乾留処理にともなう効果は、前述の通り乾留残留物（竹繊維混合体）に対してかび防止、虫卵減殺、脱臭及び最終製品の色合いを決定する着色効果を目的としている。
　なお、ここでいう乾留処理とは、空気を遮断して加熱分解を行う処理であり、具体的には、例えば図８に示すようなオートクレーブ装置２５を使用することができ、約100℃～180℃、４～６気圧で約40～180分間の乾留処理を行う。乾留処理を行うことにより、竹繊維集合体１６は柔軟性を生起し、他方、未解繊竹片集合体１７は竹繊維集合体１６程に柔軟とならず硬質部分が残留するために竹繊維集合体１６が未解繊竹片集合体１７に纏いつく現象を生起して各集合体がより絡むことになり竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７との一体の繋がり形態を保持しやすくなる。なお、乾留処理を行うにあたり、オートクレーブ装置２５内に収容する分割竹片１１（又は竹繊維混合体１５）は、図８中において破線で示すように縦方向に配置するのが好ましい。このような配置とすることにより、横方向（寝かせた状態）に配置した場合に比して収容した分割竹片１１や竹繊維混合体１５に対し均一な乾留処理を施すことができる。
　同時に後工程での毛細管現象による硬化剤の浸透を促進することができる。
　ここで、乾留処理において乾留温度を100℃未満とすると乾留時間が長くなるばかりか、上述の乾留処理に伴う効果が充分に得られない。乾留温度を180℃より高くすると竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７との一体の繋がり形態が完全に分解されて最終製品の強度が落ちてしまう。
　また、乾留時間の調整により最終製品の色合いを決定することができ、より具体的には約120分～180分の乾留時間で木質的色のうち比較的濃色のマホガニー系色を生起し、約40分～120分の乾留時間で比較的淡色の松系色や桜系色を生起できる。また、このように乾留時間を違えた竹繊維集合体１６を後工程に供することにより最終製品の色彩にバリエーションをつけることも可能である。
　また、竹繊維集合体１６は維管束の形状の特殊性により維管中を加熱伝播する処理によって柔軟性が向上するものの、未解繊竹片集合体１７は一部未解繊の分繊されない竹繊維集合体１６であるため維管内部にまで加熱伝播されにくい。
　従って、柔軟な竹繊維集合体１６を周辺に集めて一枚のシート状の竹繊維混合体１５でありながら未解繊竹片集合体１７を中心にブロック化した多数の分解竹繊維の集合体を形成しているため、次工程の熱硬化性樹脂浸漬工程において熱硬化性樹脂の毛細管現象の機能を一定の吸引量に制御し適量の硬化剤含有量とする。
　なお、熱硬化性樹脂の繊維間の浸透含有量が過大とならないように適量に制御することが必要な理由は、熱硬化性樹脂の水分が過大に繊維間に浸透するとその後に乾燥工程を経て水分の蒸散を行うけれども加圧圧縮工程で残留水分が加圧の反作用を行うことになり、充分な圧力を竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７の混合体の隅々まで及ぼすことができなくなることに起因する。
　詳細は後述する通りである。
＜第２工程＞
　第２工程は、オートクレーブ処理、すなわち、乾留処理を空気遮断状態で加熱分解して行う。その必要性及び乾留条件については、先に図８を参照しつつ説明したとおりである。
＜第３工程＞
　第３工程は、乾留処理された乾留残留物としての竹繊維混合体１５の乾燥を行う。この第３工程は、例えば図９に示すような乾燥装置２６を使用することができる。また、乾燥装置２６内に竹繊維混合体１５を収容するにあたっては、先に述べたオートクレーブ装置２５と同様に立たせた状態（縦方向）に配置することで均一な乾燥処理を施すことができる。
　かかる乾燥工程により、竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７の混合体の繋がりの内部組織まで乾燥されることになり次工程の熱硬化性樹脂への浸漬による樹脂吸着を促進すると共に、それに伴う毛細管現象を生起して繊維間に液状樹脂を充分に含浸管理することができる。
　すなわち、熱硬化性樹脂は竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７の混合体の隣接間隙や各集合体組織の竹繊維間にまで浸透することができる。
＜第４工程＞
　第４工程は、竹繊維混合体１５に熱硬化性樹脂を含浸させる工程である。本発明の製造方法では、竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７の混合体よりなる竹繊維混合体１５に熱硬化性樹脂を含浸させるため、熱硬化性樹脂が竹繊維の細部の間隙にまで充分に含浸しやすくなる。
　特に本発明では、本発明に特有のローラプレス１２,２０により分割竹片１１を竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７とが繋がる竹繊維複合体とすることにより、分割竹片１１の繊維と細竹片が絡んで一体化した竹繊維ブロックとなる。
　この竹繊維混合体１５を乾留処理した後に熱硬化性樹脂中に浸漬することになるため、液状の熱硬化性樹脂は竹繊維混合体１５における竹繊維集合体１６の間に毛細管現象により侵入するがその竹繊維集合体１６の間には未解繊竹片集合体１７が介在して繋がっているために、従来技術における未解繊竹片集合体１７を有しない竹繊維集合体１６のみの竹繊維ブロックに比して、毛細管現象による熱硬化性樹脂の吸収量を過大とすることなく一定適量に制約することができる。
　従って、その後の加圧圧縮工程において、制約された熱硬化性樹脂の含有水分の排斥が充分に行えることになり、多量の熱硬化性樹脂含有水分が有効なプレス圧縮の反作用として機能することを可及的に防止することができ、熱硬化性樹脂の熱硬化成分と竹繊維混合体１５とを完全一体に融合した圧縮硬化体とすることができる。
　熱硬化性樹脂は、分繊した竹繊維同士を接着できるものであれば限定されず、従来公知の接着剤に使用される樹脂を、竹繊維の圧縮硬化体の使用目的に応じて適宜選択することができる。例えば、フェノール系樹脂系（Ｐタイプ）、ユリアーメラミン共縮合樹脂系（Ｍタイプ）、ユリア樹脂系（Ｕタイプ）や、メラミン樹脂、イソシアネート系樹脂、アクリル系エマルジョン接着剤、繊維ＢＲ系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、水性ビニルウレタン接着剤等を熱硬化性樹脂として用いることができるが、フェノール樹脂またはイソシアネート系樹脂を用いることが好ましい。また、これらの熱硬化性樹脂は、一種単独でも、二種以上の樹脂の混合物であってもよい。
　熱硬化性樹脂の含浸は、特に制限はなく、例えば図１０に示すように熱硬化性樹脂溶液２８を貯留した浸漬槽２７に竹繊維混合体１５を浸漬したり、竹繊維混合体１５に対して熱硬化性樹脂溶液２８を散布したりして行う。熱硬化性樹脂は、そのまま用いてもよいが、適当な溶媒に希釈したり、分散して用いてもよい。溶媒としては、水、アルコール等の有機溶媒を用いることができる。
　熱硬化性樹脂成分の割合は、熱硬化性樹脂の種類や得られる圧縮硬化体の用途に応じて適宜決定すればよく、竹繊維混合体１５の合計重量に対して、通常、5～20重量％である。
　また、本発明の目的を阻害しない限り、これらの熱硬化性樹脂に硬化剤、硬化促進剤、離型剤、脱泡材、紫外線吸収剤、充填剤等の各種添加剤を添加してもよい。
　また、第４工程の前に、竹繊維混合体１５を、煮沸処理（例えば、常圧下、100℃で煮沸処理）してもよい。すなわち、竹繊維混合体１５に、熱硬化性樹脂を含浸する前に、竹繊維混合体１５を煮沸処理してもよい。特に第１工程の前に乾留処理を行わずに分繊した竹繊維混合体１５は、煮沸処理を行うことが好ましい。煮沸処理することで、乾留処理と同様に、竹中の糖類や各種酸類が変質し、防かび材を使用することなくかびの発生を抑えることができる。さらに、竹内部の成分が抜け出し、より多孔質になるため、脱臭等の効果が向上したり、熱硬化性樹脂が含浸しやすくなる。
　また、第４工程の前に、竹繊維混合体１５に、機能性材料を付与する工程を設けてもよい。例えば、竹繊維混合体１５に、着色剤を付与すれば、竹繊維混合体１５を着色することが可能である。また、竹繊維混合体１５に、不燃性材料を付与すれば、竹繊維混合体１５に不燃性を付与することが可能である。
　機能性材料の付与は、特に制限はなく、例えば、竹繊維混合体１５を、機能性材料中または機能性材料を含む液中に浸漬したり、竹繊維混合体１５に対して、機能性材料または機能性材料を含む液を散布したりして、機能性材料を竹繊維混合体１５に付与させればよい。
　機能性を付与するために、分割竹片１１に機能性材料を含浸させると、分割竹片１１の内部にまで機能性材料が浸漬しにくく、また、機能性材料を浸漬させるためには時間を有するが、本発明の製造方法では、分割竹片１１を分繊した竹繊維混合体１５に、機能性材料を含浸させるため、機能性材料が分繊した竹繊維の内部まで浸漬しやすく、また、機能性材料を浸透させる時間も短くなる。
　機能性材料としては、不燃材、難燃剤、撥水材、防腐剤、着色剤等が挙げられ、固体状であっても、液状であっても良い。具体的には、ポリホウ酸ナトリウム等を用いることができる。固体状の機能性材料を用いる場合には、適当な溶媒に溶解または分散させた後に、竹繊維混合体１５に含浸させることができる。液状の機能性材料を用いる場合は、そのまま用いても、適当な溶媒で希釈または分散させてもよい。
＜第５工程＞
　第５工程は、ローラプレス１２,２０により分繊した竹繊維混合体１５を熱硬化性樹脂に浸漬した後に引き上げて液状樹脂を払い落として乾燥処理を行う。ここでは、自然乾燥あるいは強制乾燥して竹繊維混合体１５の表面に露出した熱硬化性樹脂の乾燥を行い表面の樹脂をある程度乾燥して固化状態としてその後の取り扱い処理を行いやすくすると共に、次工程の加圧圧縮処理において加圧金型表面に液状の熱硬化性樹脂が付着するのを防止している。すなわち、竹繊維混合体１５の表面意匠を保護し損傷しないためにもこの乾燥処理を行うことが好ましい。なお、本第５工程に係る乾燥処理もまた、第３工程と同様、乾燥装置２６内に竹繊維混合体１５を収容するにあたっては、図１１に示すように立たせた状態（縦方向）に配置することで均一な乾燥処理を施すことができる。
＜第６工程＞
　第６工程は、熱硬化性樹脂を含む竹繊維混合体１５を、繊維方向を略平行に複数重ねて圧縮して、圧縮体を得る工程である。なお、「竹繊維混合体１５の繊維方向を略平行に複数重ねて圧縮」とは、竹繊維混合体１５の繊維方向がほぼ同一方向となるように重ねて圧縮するということで、本発明の目的を損なわない範囲で、竹繊維混合体１５の繊維方向が交差しているものであってもよい。例えば、圧縮硬化体を構成する竹繊維混合体１５の70％以上、より好ましくは90％以上が、形成される圧縮硬化体の繊維方向と竹繊維混合体１５の繊維方向とのなす角が±10°以内となるように重ねられていればよい。
　本発明の圧力圧縮形態として、竹繊維混合体１５を無秩序に重ねたり、繊維方向が直交するように重ねて圧縮する一圧縮形態では角柱等の竹繊維圧縮の硬化ブロック製品を製造する場合に適用されるものである。この場合は、相当の圧力をかけることが必要であり、圧力が不足すると圧縮硬化体の組織には空隙ができやすく、機械強度や意匠性が不十分となりやすい。
　本発明の他の圧力圧縮形態では、竹繊維混合体１５を繊維方向が略平行となるように複数枚重ね、かつ長手の両側縁部が上下に向く横向き姿勢で上方から圧縮することにより単板硬化体とすることができる。かかる単板圧縮形態では均一に圧縮されやすく、空隙の少ない圧縮体を得ることができ、意匠性も優れたものとなる。
　なお、従来技術のように分割竹片１１をそのまま圧縮した場合は、分割竹片１１の内部に柔細胞やリグニン類が存在するために仮に圧縮圧力を大きくしても高密度の圧縮体に形成することが難しい。しかし、本発明の製造方法では、ローラプレス１２,２０の特殊なローラ構成により、ささくれ立った竹繊維集合体１６とまだ細竹片が残る未解繊竹片集合体１７との一定の混合組織よりなる竹繊維混合体１５を形成することができるため最終的には高密度の圧縮体を成形でき、しかも、圧力の調整により密度の異なる竹繊維の圧縮硬化体を得ることができる。
　竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７との繋がった混合組織である竹繊維混合体１５は本発明の特徴とするプレスローラによる圧力分繊作業によってのみ効率的に形成されることは既に説明した通りである。
　圧縮処理は、一実施例として説明すると、例えば、任意の形状の金型の中に、金型の長辺と竹繊維混合体１５の繊維方向とが平行になるように竹繊維混合体１５を重ねた後、プレス機を用いて圧縮する場合（以下、整然配置法ともいう。）や、角筒状のシリンダー型の金型中に縦横斜め、上下転倒等の任意の姿勢で竹繊維混合体１５を投入しピストン型のプレス機を用いて金型中で圧縮する場合（以下、ランダム配置法ともいう。）等の二種の実施態様が考えられる。
　このように、熱硬化性樹脂を含む竹繊維混合体１５を金型内に収納して上から鉄板で蓋をしてプレス機で設定した深さ（目的とする圧縮体の高さ）まで圧縮することができる。
　金型の寸法は、製品の寸法や使用目的により適宜決定でき、例えば、内寸105mm×300mm×2000mmの金型を用いることができる。
　竹繊維混合体１５を金型内に容易に且つ均一に重ねて収容し圧縮するために、ほぼ同一形状やほぼ同一密度で繋がった竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７の混合体を用いることが好ましいが、必要に応じて竹繊維集合体１６と未解繊竹片集合体１７の密度割合や単繊維の細さがの異なる形状のものを併用してもよい。
　また、金型内に重ねられる竹繊維混合体１５は、１種であってもよく、２種位上の異なる竹繊維混合体１５の組み合わせであってもよい。例えば、分割竹片１１を乾留処理せずに分繊した竹繊維混合体１５（Ａ）、分割竹片１１を乾留処理した後に分繊した竹繊維混合体１５（Ｂ）、分割竹片１１を乾留処理した後に分繊し、さらに、着色処理した竹繊維混合体１５（Ｃ）の３種類の竹繊維混合体１５の組み合わせであってもよい。
　異なる竹繊維混合体１５を組み合わせることで、得られる圧縮硬化体の意匠性をさらに向上させることできる。
　また、意匠性を目的に応じて設計しやすく、機械強度や機能性も調整しやすい。
　また、本発明の目的を損なわない範囲で、竹繊維混合体１５以外の成分（例えば、一本一本にばらけた分繊竹繊維）が金型内には充填される実施形態でもよい。
　また、本発明の製造方法は、分割竹片１１と比較して柔軟な竹繊維混合体１５を金型に充填するので、曲面金型を使用すれば、アーチ状に圧縮することもでき、加工性にも優れる。
　圧縮の条件は、熱硬化性樹脂を含む竹繊維混合体１５の重量や、目的とする圧縮硬化体の密度や大きさ、機械強度等を考慮して適宜決定される。圧縮雰囲気は、常圧下でも減圧下でもよい。
　圧縮は、圧力25N/mm2以上で行うのが好ましく、圧力50N/mm2以上がより好ましい。圧力25N/mm2より小さい場合、圧縮に時間がかかるだけでなく、厚みがある圧縮体を圧縮した際に、内部に隙間が発生しやすくなる。本発明の目的を損なわない範囲であれば、圧力の上限は特に限定されず、例えば、圧力120N/mm2程度で圧縮を行うこともできる。圧力25N/mm2以上とすることで、厚みにかかわらず、機械強度のより優れた圧縮体を効率よく製造できる。
　なお、熱硬化性樹脂を吸着した竹繊維混合体１５を加圧圧縮する実施態様について具体的に説明する。
　実施態様としては、三態様が考えられる。
　第１の実施態様は図１２（ａ）に示すように、略方形のシート状あるいはマット状に形成した竹繊維混合体１５を、金型の長辺と竹繊維混合体１５の繊維方向とが平行になるように加圧金型３０内に投入してプレス用ピストン３１の稼働によって加圧圧縮する実施態様である。最終製品は角柱様の形状とした製品が出来上がり、建築材料における鋼鉄支柱の代わりとなる強度を有する製品となる。
　加圧金型３０はその内部に竹材収容空間３０ａが形成された上方開口を有する箱型であり、長辺の両側壁上部近傍には、それぞれ対向する位置に閂棒挿通孔３０ｂが複数対穿設されている。
　この閂棒挿通孔３０ｂは、竹材収容空間３０ａ内に竹繊維混合体１５を収容し、押圧板３２を介してプレス用ピストン３１により上方から加圧した後、図１２（ｂ）に示すように、竹繊維混合体１５の上部に押圧板３２を留置しつつ閂棒３０ｃを挿入するための孔であり、竹繊維混合体１５の反発力による押圧板３２の上昇を規制して竹繊維混合体１５への加圧力を維持した状態が保たれる。なお、以下の説明において、竹繊維混合体１５が収容され押圧板３２を介して閂棒３０ｃにより加圧保持状態とした加圧金型３０を加圧保持ユニット３３とも称する。
　第２の実施態様は図１３に示すように、略方形のシート状あるいはマット状に形成した竹繊維混合体１５を、加圧金型３０内に任意の重複形態で投入してプレス用ピストン３１の稼働によって加圧圧縮する実施態様である。この場合もまた、最終製品は角柱様の形状とした製品が出来上がり、建築材料における鋼鉄支柱の代わりとなる強度を有する製品となる。なお図１３において加圧金型３０には閂棒挿通孔３０ｂが形成されていないが、予め加圧金型３０に閂棒挿通孔３０ｂを穿設し、押圧板３２を配置した上で閂棒３０ｃを挿通させ、加圧保持ユニット３３を形成しても良いのは勿論である。
　第３の実施態様は、図１４に示すように、略方形のシート状あるいはマット状の竹繊維混合体１５を方形加圧金型３０内に平面部を重ねて長手方向の両側縁端面を上下に横並びに配置し、長手方向の上側縁端面側、すなわち、方形加圧金型３０の上方からプレス用ピストン３１により加圧する実施態様である。最終製品は単板圧縮硬化体の形状とした製品が出来上がり、テーブル、椅子、クローゼット、床暖房のフローリング、装飾品等の家具・日用品や各種木製製品の代替物や、楽器等で一定の強度を必要とする製品、ベランダデッキなどの耐候性を必要とする製品に使用することができる。なお、図１４においても加圧金型３０には閂棒挿通孔３０ｂが形成されていないが、予め加圧金型３０に閂棒挿通孔３０ｂを穿設し、押圧板３２を配置した上で閂棒３０ｃを挿通させ、加圧保持ユニット３３を形成しても良い。
　このような加圧圧縮手段により第１の実施態様では角柱様のブロック圧縮硬化体に形成され、第２や第３の実施態様では板用の肉厚１mm以上の単板圧縮硬化体に形成される。なお、肉厚の１mm以下の突板に形成することも可能である。
　かかる実施態様は、竹繊維の圧縮硬化体の使用目的によって第１又は第２の実施態様の成形体を選択することができる。
＜第７工程＞
　前記圧縮体が圧縮された状態を維持できるように固定した後、好ましくは加圧保持ユニット３３を構築した後に、図１５に示すような加熱装置４０内で加熱処理を行い、熱硬化性樹脂を硬化させ圧縮硬化体を得る工程である。
　第６工程で得られる圧縮体を、圧縮状態が維持できるように固定するためには、例えば竹繊維混合体が詰まった加圧金型３０の押圧板３２を閂棒３０ｃの如きピンで固定し、プレス機から取り出せばよい。このようにすることで、第６工程の終了時にはプレス機から、圧縮体は、加圧金型３０中に圧縮された状態を維持した形で取り出せる。
　加熱条件は、熱硬化性樹脂の種類や、熱硬化性樹脂と竹繊維混合体１５の混合割合等を考慮して適宜決定すればよいが、熱硬化性樹脂を十分に硬化させるためには、加熱温度は、120℃が好ましく、150℃以上がより好ましい。また、230℃以下で加熱を行うことが好ましく、200℃以下がより好ましい。熱硬化性樹脂を十分に硬化させるためには、加熱保温時間は通常１～20時間である。
　図１６に示すような第７工程で得られる圧縮硬化体４１は、必要に応じて周囲を切削したり、任意の形状に切り出し使用目的に合うように加工処理を施してもよい。
　特に、得られる圧縮硬化体４１が密度0.8～1.2g/cm3となるように、圧縮時の諸条件（圧力等）を調整することが好ましい。
　密度の高い圧縮硬化体４１は、圧縮時に圧縮体の内部にひずみの生じやすく、機械強度にばらつきが生じやすい。本発明の製造方法では、圧縮と加熱を同時に実施しないことにより、圧縮体の内部のひずみがより少ない状態で加熱硬化されやすく、均質な機械強度を有する圧縮硬化体４１を得ることができる。そのため、密度の高い圧縮硬化体４１であっても、本発明の製造方法で製造することにより、均質な機械強度を付与できる。
２．竹繊維の圧縮硬化体
　また、本発明は、竹繊維の圧縮硬化体４１であって、前記竹繊維の圧縮硬化体４１は、竹繊維混合体１５と熱硬化性樹脂とを含み、前記竹繊維の圧縮硬化体４１の密度が、0.8～1.2g/cm3である竹繊維の圧縮硬化体４１である。
　本発明の圧縮硬化体４１は、上述した本発明の製造方法により、好適に製造することができる。
　このような構成にすることで、空隙が少なく、均質な機械強度を有する圧縮硬化体となり、圧縮硬化体４１の内部を切り出しても、優れた機械強度を有している。また、意匠性も均一であり、内部を切り出しても意匠性は損なわれない。
　本発明の圧縮硬化体４１を構成する竹繊維混合体１５及び熱硬化性樹脂は、本発明の製造方法において上述した通りである。
　また、本発明の圧縮硬化体４１に含まれる竹繊維混合体１５は、１種でもよく、２種以上でもよい。本発明の圧縮硬化体４１は、２種以上の異なる竹繊維混合体１５を含むことで、意匠性のさらなる向上が可能である。
　本発明の圧縮硬化体４１は、密度0.8～1.2g/cm3である。寸法は使用目的に応じて適宜調整することが可能であるが、幅100mm以上、長さ1900mm以上、厚さ130mm以上が好適であり、例えば、幅100～105mm、長さ1900～2000mm、厚さ130～150mm程度のブロック状の圧縮硬化体４１は、本発明の圧縮硬化体４１の好適な例の一つである。
　また、ブロック状の硬化体から適宜使用目的に応じて、各種寸法の部材を切り出すこともできる。
　また、本発明の圧縮硬化体４１の用途としては、特に限定されないが、構造材、外装材、内装材、造作材等として建築用材、家具類、楽器等に使用できる。
　以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。
１．竹繊維の圧縮硬化体の製造
＜実施例１＞
１）工程（１ａ）
　外径が約100mm、肉厚約10mmのモウソウタケを長手方向に８分割し、分割竹片を得た。この分割竹片を室温で２日間水に浸漬しておいた後、これを直径250mmのローラを上下対にして14対並べた14連圧延ローラプレスを用い、室温にて、始めの２連のローラプレスは、曲面上の竹材が入るので対になるローラの間隔を広くし、順次この間隔を狭くして圧縮効果を高め、最終ローラは、圧力14N/mm2として圧縮、分繊した。最後に、ベルトコンベアー式乾燥機を用い70℃で乾燥して、シート状の分繊竹繊維を得た。
　なお、ローラ表面には、幅が2mm、深さが2mmの溝を、始めの２連は約10mm間隔、次いで４連ずつ約5mm間隔、約3mm間隔、約2mm間隔として順次間隔を狭く形成させた。 
　かかるローラプレス処理により、次のような竹繊維集合体と未解繊竹片集合体とよりなるシート状の竹繊維混合体が形成される。すなわち、次の第１工程から第７工程より竹繊維混合体を主体とした竹繊維の圧縮硬化体が形成される。
　第１工程においては、竹繊維混合体をつくるために、原料となる竹を長手方向に沿って数分割に割って形成した分割竹片をローラプレスにより分割竹片の繊維の１部を解きほぐして竹繊維集合体とし、その他の残竹片は細竹片を残した未解繊竹片集合体とする。しかも、分割竹片の竹繊維集合体と細竹片の未解繊竹片集合体とはそれぞれ分離せず一体に繋がった竹繊維混合体となるようにする。その後、第２工程で竹繊維を乾留処理し、第３工程では乾燥処理を行い、第４工程では、熱硬化性樹脂中に熱乾燥処理した竹繊維集合体を浸漬し、第５工程で熱硬化性樹脂から取り出した竹繊維集合体を乾燥し、第６工程では、本発明の主要工程となる加圧圧縮工程であり、熱硬化性樹脂を含浸した竹繊維混合体を金型に投入して加圧圧縮して竹繊維集合体の圧縮硬化体の前段階となる竹繊維圧縮体を形成し、第７工程では、竹繊維圧縮体を加熱することにより、熱硬化性樹脂を硬化させて圧縮硬化体を得る。
　このように、この発明では高圧力による加圧圧縮工程を経て熱硬化性樹脂を竹繊維間に浸透させ竹繊維混合体の繊維組織間に硬化剤を介入させて硬化剤を有効に作用させて最終的に圧縮硬化体を形成するものであるが、かかる最終製品としての圧縮硬化体の品質（硬度、色彩、整形）の良否は、ローラプレスによる機械的な分繊作用と分繊後の各種繊維の繋がり形態によるところが多いと考えられている。
　すなわち、竹繊維集合体と未解繊竹片集合体との別個の繊維形態に形成するものの、各繊維集合体は互いに繋がった状態でバラバラに分離しない長方形状のシート状態、或いはマット状態をつくるようなローラプレス工程が重要な実施工程となる。
２）工程（４ａ）
　工程（１ａ）で得られたシート状の竹繊維混合体を、シート状の竹繊維混合体と熱硬化性樹脂（溶剤を除く樹脂部分）が85：15（重量比）となるように樹脂溶液に浸漬して含浸せしめ、50℃で１時間乾燥した。熱硬化性樹脂として、レゾルシノールフェノール共縮体系樹脂を用いた。
３）工程（６ａ）
　熱硬化性樹脂を含むシート状とした34500gの竹繊維混合体を、底面が100mm×2000mmの金型に、金型長辺とシート状の竹繊維混合体の繊維方向とが平行になるように重ね、金型に充填し、上から鉄板で蓋をした。その金型を高圧プレス機により100N/mm2で圧縮を行い、100mm×2000mm×150mmの圧縮体を得た。
４）工程（７ａ）
　工程（３ａ）で得た圧縮体を、圧縮状態が維持できるように、金型の蓋をピンで固定した後に、圧縮機から取り外した。この状態で200℃、２時間保持し、熱硬化性樹脂を硬化させた。冷却後、取り出し、100mm×2000mm×150mmの竹繊維の圧縮硬化体（１）を得た。
２．竹繊維の圧縮硬化体の評価
［密度］
　得られた竹繊維の圧縮硬化体（１）は、密度が1.1g/cm3であった。
［曲げ強さ］
　竹繊維の圧縮硬化体（１）から31mm×29mm×480mmの試験体を３個切り出し測定に用いた。なお、試験体は、竹繊維の圧縮硬化体（１）の繊維方向の長さが480mmとなるように切り出した。試験機は、株式会社島津製作所製、「万能材料試験機 AG-250KN」を用いた。
　JI繊維 Z 2101-1994「木材の試験方法－曲げ試験」に準拠し、曲げ強さを評価した。試験速度は10mm/min、スパン430mmで測定した。各試料につき３回行い、平均値をもって測定値とした。結果を表１に示す。
［引張り強さ］
　竹繊維の圧縮硬化体（１）から30mm×15mm×390mmの試験体を３個切り出し測定に用いた。なお、試験体は、竹繊維の圧縮硬化体（１）の繊維方向の長さが390mmとなるように切り出され、厚さは両端から100mmまでは15mmであるが、そこから漸次減少し両端から165mmの間部分はおよそ5.5mmとなっている。試験機は、株式会社島津製作所製、「万能材料試験機AG-250KN」を用いた。
　JI繊維 Z 2101-1994「木材の試験方法－曲げ試験」に準拠し、引っ張り強さを評価した。試験速度は1mm/minで測定した。また、伸びの測定はビデオ伸び計を使用した。各試料につき３回行い、平均値をもって測定値とした。結果を表１に示す。
［圧縮強さ］
　竹繊維の圧縮硬化体（１）から37mm×37mm×140mmの試験体を３個切り出し測定に用いた。なお、試験体は、竹繊維の圧縮硬化体（１）の繊維方向の長さが140mmとなるように切り出した。試験機は、株式会社島津製作所製、「万能材料試験機AG-250KN」を用いた。
　JI繊維 Z 2101-1994「木材の試験方法－縦圧縮試験」に準拠し、縦圧縮強さを評価した。試験速度は1mm/minで測定した。結果を表１に示す。
［部分圧縮強さ］
　竹繊維の圧縮硬化体（１）から31mm×29mm×90mmの試験体を３個切り出し測定に用いた。なお、試験体は、竹繊維の圧縮硬化体（１）の繊維方向の長さが90mmとなるように切り出した。試験機は、株式会社島津製作所製、「万能材料試験機AG-250KN」を用いた。
　JI繊維 Z 2101-1994「木材の試験方法－部分圧縮試験」に準拠し、部分圧縮を評価した。試験機は、株式会社島津製作所製、「万能材料試験機 AG-250KN」を用いた。試験速度は1mm/minで測定した。各試料につき３回行い、平均値をもって測定値とした。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
［ホルムアルデヒド発散性能］
　JI繊維 Z 1460に準拠して、ホルムアルデヒド放出量(mg/l)を測定したところ、ホルムアルデヒドは不検出であった。
　本発明の製造方法は、均質な機械強度の竹繊維の圧縮硬化体を安定に製造することができ、得られた竹繊維の圧縮硬化体は、木材の代替として、床材、壁材や天井材、家具材等に利用することができる。
　１０　原料竹
　１１　分割竹片
　１２　ローラプレス
　１５　竹繊維混合体
　１６　竹繊維集合体
　１７　未解繊竹片集合体
　２５　オートクレーブ装置
　２６　乾燥装置
　２７　浸漬槽
　２８　熱硬化性樹脂溶液
　３０　加圧金型
　３１　プレス用ピストン
　３２　押圧板
　３３　加圧保持ユニット
　４０　加熱装置
　４１　圧縮硬化体

Claims (8)

  1. 　以下の工程を有する、竹繊維の圧縮硬化体の製造方法。
    第１工程：原料となる竹を長手方向に沿って数分割に割った分割竹片を、ローラプレスにより分割竹片の繊維の一部を解きほぐし竹繊維集合体とし、その他は細竹片を残した未解繊竹片集合体とし分割竹片の竹繊維集合体と細竹片の未解繊竹片集合体とはそれぞれ分離せず一体に繋がった竹繊維混合体とする工程
    第２工程：竹繊維を乾留処理する工程
    第３工程：乾燥処理工程
    第４工程：熱硬化性樹脂中に熱乾燥処理した竹繊維混合体を浸漬する工程
    第５工程：熱硬化性樹脂から取り出した竹繊維混合体を乾燥する工程
    第６工程：熱硬化性樹脂の含浸した竹繊維混合体を金型に投入して加圧圧縮して竹繊維混合体の圧縮体を形成する工程
    第７工程：圧縮体を加熱することにより、熱硬化性樹脂を硬化させて圧縮硬化体を得る工程。
  2. 　前記竹繊維混合体が、略シート状の解繊竹繊維体である、請求項１に記載の竹繊維の圧縮硬化体の製造方法。
  3. 　第３工程において、圧力25N/mm2以上で圧縮を行う、請求項１または２に記載の竹繊維の圧縮硬化体の製造方法。
  4. 　前記竹繊維の圧縮硬化体の密度が、0.8～1.2g/cm3である、請求項１から３のいずれかに記載の竹繊維の圧縮硬化体の製造方法。
  5. 　第４工程の前において、竹繊維混合体に機能性材料を付与する工程を設ける請求項１から５のいずれかに記載の竹繊維の圧縮硬化体の製造方法。
  6. 　第７工程において、120～230℃で加熱を行う、請求項１から６のいずれかに記載の竹繊維の圧縮硬化体の製造方法。
  7. 　前記熱硬化性樹脂がフェノール樹脂またはイソシアネート樹脂である、請求項１から７のいずれかに記載の竹繊維の圧縮硬化体の製造方法。
  8. 　請求項１から７のいずれかに記載の製造方法により製造された竹繊維の圧縮硬化体。
PCT/JP2017/019813 2016-05-27 2017-05-26 竹繊維の圧縮硬化体の製造方法及びその製造方法により製造した竹繊維の圧縮硬化体 WO2017204360A1 (ja)

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