JP2002113768A - 熱可塑性複合材料成形体の押出成形方法及び押出成形装置 - Google Patents
熱可塑性複合材料成形体の押出成形方法及び押出成形装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】物性に優れた熱可塑性複合材料成形体（例えば
合成木材）を、工業製品として問題のない良好な生産性
のもとに製造する。 【解決手段】熱可塑性樹脂と植物系充填材を含む熱可塑
性複合材料組成物を押出成形するにあたり、押出機とし
て二軸異方向押出機１を用い、その押出機出口の樹脂温
度を、前記熱可塑性樹脂の［融点−１５℃］〜［融点＋
１０℃］の範囲に制御しつつ押出成形（例えば固化押出
成形）する。また、熱可塑性複合材料組成物中の植物系
充填材の量を５０〜９０ｗｔ％とする。
合成木材）を、工業製品として問題のない良好な生産性
のもとに製造する。 【解決手段】熱可塑性樹脂と植物系充填材を含む熱可塑
性複合材料組成物を押出成形するにあたり、押出機とし
て二軸異方向押出機１を用い、その押出機出口の樹脂温
度を、前記熱可塑性樹脂の［融点−１５℃］〜［融点＋
１０℃］の範囲に制御しつつ押出成形（例えば固化押出
成形）する。また、熱可塑性複合材料組成物中の植物系
充填材の量を５０〜９０ｗｔ％とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば合成木材等
の熱可塑性複合材料成形体の押出成形方法及び押出成形
装置に関する。
の熱可塑性複合材料成形体の押出成形方法及び押出成形
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、熱可塑性樹脂に木粉等の植物系充
填材を充填した合成木材に関する発明が多数なされてい
る。
填材を充填した合成木材に関する発明が多数なされてい
る。
【０００３】例えば、特開平８−１１８４５２号公報に
は、熱可塑性樹脂に木粉等の植物系充填材を充填した複
合材料を押出成形するに際し、金型出口で押出力に抗す
る抑制力を加えることで、気泡・巣などの発生を防止し
つつ押出成形する方法が提案されている。しかし、この
押出成形方法では、成形速度を上げることができず、工
業製品としての生産性を満足することができない。
は、熱可塑性樹脂に木粉等の植物系充填材を充填した複
合材料を押出成形するに際し、金型出口で押出力に抗す
る抑制力を加えることで、気泡・巣などの発生を防止し
つつ押出成形する方法が提案されている。しかし、この
押出成形方法では、成形速度を上げることができず、工
業製品としての生産性を満足することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はそのような実
情に鑑みてなされたもので、熱可塑性樹脂に木粉等の植
物系充填材を充填した複合材料を押出成形するにあた
り、工業製品としての生産性及び物性を満足することが
可能な熱可塑性複合材料成形体の押出成形方法及び押出
成形装置の提供を目的とする。
情に鑑みてなされたもので、熱可塑性樹脂に木粉等の植
物系充填材を充填した複合材料を押出成形するにあた
り、工業製品としての生産性及び物性を満足することが
可能な熱可塑性複合材料成形体の押出成形方法及び押出
成形装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の押出成形方法
は、熱可塑性樹脂と植物系充填材を含む熱可塑性複合材
料組成物を押出成形するにあたり、押出機として二軸異
方向押出機を用い、その押出機出口の樹脂温度を、前記
熱可塑性樹脂の［融点−１５℃］〜［融点＋１０℃］の
範囲に制御しつつ押出成形することによって特徴づけら
れる。
は、熱可塑性樹脂と植物系充填材を含む熱可塑性複合材
料組成物を押出成形するにあたり、押出機として二軸異
方向押出機を用い、その押出機出口の樹脂温度を、前記
熱可塑性樹脂の［融点−１５℃］〜［融点＋１０℃］の
範囲に制御しつつ押出成形することによって特徴づけら
れる。
【０００６】本発明の押出成形方法において、熱可塑性
複合材料組成物中の植物系充填材の量は５０〜９０ｗｔ
％であることが好ましい。また、熱可塑性複合材料組成
物は固化押出成形することが好ましい。
複合材料組成物中の植物系充填材の量は５０〜９０ｗｔ
％であることが好ましい。また、熱可塑性複合材料組成
物は固化押出成形することが好ましい。
【０００７】本発明の押出成形装置は、熱可塑性樹脂と
植物系充填材を含む熱可塑性複合材料組成物を押し出す
二軸異方向押出機と、成形金型と、押出機出口の樹脂温
度を［融点−１５℃］〜［融点＋１０℃］の範囲に制御
する温度制御手段を備えていることによって特徴づけら
れる。その温度制御手段による具体的な制御としては、
電熱ヒーターによる押出機バレルの温度制御と温調オイ
ルによる押出機スクリューの温度制御を挙げることがで
きる。
植物系充填材を含む熱可塑性複合材料組成物を押し出す
二軸異方向押出機と、成形金型と、押出機出口の樹脂温
度を［融点−１５℃］〜［融点＋１０℃］の範囲に制御
する温度制御手段を備えていることによって特徴づけら
れる。その温度制御手段による具体的な制御としては、
電熱ヒーターによる押出機バレルの温度制御と温調オイ
ルによる押出機スクリューの温度制御を挙げることがで
きる。
【０００８】本発明の押出成形装置において、加熱賦形
型と冷却賦形型とが直結された構造の成形金型を用い
て、二軸異方向押出機からの熱可塑性複合材料成形体組
成物（溶融状態）を固化押出成形することが好ましい。
型と冷却賦形型とが直結された構造の成形金型を用い
て、二軸異方向押出機からの熱可塑性複合材料成形体組
成物（溶融状態）を固化押出成形することが好ましい。
【０００９】ここで、固化押出成形とは、加熱賦形型に
よって溶融状態にある熱可塑性複合材料組成物を賦形し
た後、直結された冷却金型内で冷却固化する押出成形法
のことを指す。
よって溶融状態にある熱可塑性複合材料組成物を賦形し
た後、直結された冷却金型内で冷却固化する押出成形法
のことを指す。
【００１０】以下に、本発明の詳細を説明する。
【００１１】本発明に用いる熱可塑性樹脂としては、例
えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポ
リアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート、フッ素樹脂、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリスチレン、ＡＢＳ、アクリル系樹脂、ポ
リカーボネート、ポリウレタン、塩化ビニル、ポリフェ
ニレンオキシド、エチレン−酢ビ共重合体等の市販の熱
可塑性樹脂が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂のう
ち、コスト面等を考慮すると、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。
えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポ
リアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート、フッ素樹脂、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリスチレン、ＡＢＳ、アクリル系樹脂、ポ
リカーボネート、ポリウレタン、塩化ビニル、ポリフェ
ニレンオキシド、エチレン−酢ビ共重合体等の市販の熱
可塑性樹脂が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂のう
ち、コスト面等を考慮すると、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。
【００１２】また、上記の熱可塑性樹脂のリサイクル材
料、例えばプラスチック製品、成形ロス等を必要に応じ
て用いてもよい。
料、例えばプラスチック製品、成形ロス等を必要に応じ
て用いてもよい。
【００１３】本発明に用いる植物系充填材としては、得
られた成形品の外観が植物調となり、ソフトな感触を与
えるもので、植物からなる充填物であれば、その種類は
特に制限されるものではない。具体的には、例えば材
木、木板、合板、パルプ、竹材などの切削屑、研磨屑、
切断鋸屑、粉砕物のような木粉；籾殻、胡桃殻のような
穀物ないしは果実の殻またはその粉砕物等が挙げられ
る。
られた成形品の外観が植物調となり、ソフトな感触を与
えるもので、植物からなる充填物であれば、その種類は
特に制限されるものではない。具体的には、例えば材
木、木板、合板、パルプ、竹材などの切削屑、研磨屑、
切断鋸屑、粉砕物のような木粉；籾殻、胡桃殻のような
穀物ないしは果実の殻またはその粉砕物等が挙げられ
る。
【００１４】植物系充填材の充填量は、熱可塑性複合材
料組成物中に５０〜９０ｗｔ％が好ましい。５０ｗｔ％
よりも少ないと木質感が低下しやすい。９０ｗｔ％より
も多いと熱可塑性樹脂への分散が低下しはじめ、物性が
低下することがある。
料組成物中に５０〜９０ｗｔ％が好ましい。５０ｗｔ％
よりも少ないと木質感が低下しやすい。９０ｗｔ％より
も多いと熱可塑性樹脂への分散が低下しはじめ、物性が
低下することがある。
【００１５】植物系充填材の粒径は、１〜１０００μｍ
が使用可能であるが、好ましくは１０〜３００μｍであ
る。１０μｍよりも小さいと均一に分散することが困難
となり、３００μｍよりも大きいと、粒が目立ち木質調
の外観が悪化する。
が使用可能であるが、好ましくは１０〜３００μｍであ
る。１０μｍよりも小さいと均一に分散することが困難
となり、３００μｍよりも大きいと、粒が目立ち木質調
の外観が悪化する。
【００１６】また、植物系充填材は通常５〜１０％程度
の水分を含有しており、予めオーブン等で乾燥するか、
あるいは押出成形中に脱気ベントから水蒸気として脱気
する方が好ましい。
の水分を含有しており、予めオーブン等で乾燥するか、
あるいは押出成形中に脱気ベントから水蒸気として脱気
する方が好ましい。
【００１７】本発明において押出成形する熱可塑性複合
材料成形体には、一般に知られている添加剤等を必要に
応じて配合してもよい。
材料成形体には、一般に知られている添加剤等を必要に
応じて配合してもよい。
【００１８】添加剤としては、例えば、ガラス繊維、 炭
素繊維等の補強材、成形性を向上させるための可塑剤
（αβ不飽和カルボン酸系モノマー、低分子オレフィン
等）、成形性を向上させるための滑剤（ステアリン酸、
ステアリン酸金属塩等）、耐候性等の耐久性を向上させ
る紫外線吸収剤、紫外線劣化防止剤、酸化劣化防止剤、
デザイン性や木質感、木目調を付与するための顔料また
は顔料マスターバッチ、難燃性等を付与する難燃剤、熱
可塑性樹脂と植物系充填材の親和性を向上させるための
酸変性オレフィン、低分子酸変性オレフィン等（例えば
三洋化成製：ユーメックスシリーズ等）などの添加剤を
挙げることができる。
素繊維等の補強材、成形性を向上させるための可塑剤
（αβ不飽和カルボン酸系モノマー、低分子オレフィン
等）、成形性を向上させるための滑剤（ステアリン酸、
ステアリン酸金属塩等）、耐候性等の耐久性を向上させ
る紫外線吸収剤、紫外線劣化防止剤、酸化劣化防止剤、
デザイン性や木質感、木目調を付与するための顔料また
は顔料マスターバッチ、難燃性等を付与する難燃剤、熱
可塑性樹脂と植物系充填材の親和性を向上させるための
酸変性オレフィン、低分子酸変性オレフィン等（例えば
三洋化成製：ユーメックスシリーズ等）などの添加剤を
挙げることができる。
【００１９】次に、本発明の押出成形方法をより具体的
に説明する。
に説明する。
【００２０】まず、主原料として用いる、熱可塑性樹脂
と植物系充填材を含む熱可塑性複合材料組成物は、例え
ば、押出機で加熱混練してペレットを作製した後、その
ペレットを用いて押出成形するか、あるいはスーパーミ
キサー等のバッチ設備で加熱混練し、ペレットを作製し
た後、そのペレットを用いて押出成形する。
と植物系充填材を含む熱可塑性複合材料組成物は、例え
ば、押出機で加熱混練してペレットを作製した後、その
ペレットを用いて押出成形するか、あるいはスーパーミ
キサー等のバッチ設備で加熱混練し、ペレットを作製し
た後、そのペレットを用いて押出成形する。
【００２１】ペレットを押出成形する際に用いる押出機
は、市販の一軸押出機、二軸同方向押出機、二軸異方向
押出機等の一般的な押出機、あるいは遊星ねじ押出機、
ＫＣＫコンテニアンスミキサー等の特殊な押出機の使用
も可能であるが、二軸同方向押出機のような混練効果の
大きい押出機を使用することが好ましい。
は、市販の一軸押出機、二軸同方向押出機、二軸異方向
押出機等の一般的な押出機、あるいは遊星ねじ押出機、
ＫＣＫコンテニアンスミキサー等の特殊な押出機の使用
も可能であるが、二軸同方向押出機のような混練効果の
大きい押出機を使用することが好ましい。
【００２２】本発明の押出成形方法において、上記ペレ
ットの押出成形には二軸異方向押出機を用いる。二軸異
方向押出機を用いるのは以下の理由による。
ットの押出成形には二軸異方向押出機を用いる。二軸異
方向押出機を用いるのは以下の理由による。
【００２３】まず、熱可塑性樹脂の［融点−１５℃］〜
［融点＋１０℃］の範囲は、通常の押出成形においては
極めて低温であり、単軸押出機、二軸同方向押出機など
の押出機では押出成形することができない。すなわち、
樹脂を溶融させることで前へ送る推進力を発するタイプ
の押出機（単軸、二軸同方向）では、上記樹脂温度の範
囲は極めて低温であるため、樹脂を十分に溶融すること
ができず押出成形を行うことができない。
［融点＋１０℃］の範囲は、通常の押出成形においては
極めて低温であり、単軸押出機、二軸同方向押出機など
の押出機では押出成形することができない。すなわち、
樹脂を溶融させることで前へ送る推進力を発するタイプ
の押出機（単軸、二軸同方向）では、上記樹脂温度の範
囲は極めて低温であるため、樹脂を十分に溶融すること
ができず押出成形を行うことができない。
【００２４】これに対し、二軸異方向押出機は、その構
造上の作用により前へ送る推進力を有しているので、樹
脂を十分に溶融させなくても押出成形が可能であり、上
記樹脂温度の範囲での押出成形に対応できる。
造上の作用により前へ送る推進力を有しているので、樹
脂を十分に溶融させなくても押出成形が可能であり、上
記樹脂温度の範囲での押出成形に対応できる。
【００２５】二軸異方向押出機出口での樹脂温度は、熱
可塑性樹脂の［融点−１５℃］〜［融点＋１０℃］の範
囲がよい。［融点−１５℃］に満たないと、二軸異方向
押出機を用いても樹脂が溶融せず、成形品の物性が悪く
なる。［融点＋１０℃］を超える場合、押出成形するこ
とは可能であるが、樹脂温度上昇により成形金型での冷
却効率が低下するため、成形速度が上がらない。
可塑性樹脂の［融点−１５℃］〜［融点＋１０℃］の範
囲がよい。［融点−１５℃］に満たないと、二軸異方向
押出機を用いても樹脂が溶融せず、成形品の物性が悪く
なる。［融点＋１０℃］を超える場合、押出成形するこ
とは可能であるが、樹脂温度上昇により成形金型での冷
却効率が低下するため、成形速度が上がらない。
【００２６】より好ましくは、［融点−１０℃］〜［融
点＋５℃］である。
点＋５℃］である。
【００２７】本発明の押出成形方法に用いる成形金型
は、加熱賦形型と冷却賦形型が分離されている一般的な
溶融押出成形型であってもよいし、加熱賦形型と冷却賦
形型が直結されている固化押出成形型であってもよい。
は、加熱賦形型と冷却賦形型が分離されている一般的な
溶融押出成形型であってもよいし、加熱賦形型と冷却賦
形型が直結されている固化押出成形型であってもよい。
【００２８】本発明の押出成形方法において、植物系充
填材の量が、熱可塑性複合材料組成物中で５０ｗｔ％を
越える場合は、固化押出成形を採用することが好まし
い。固化押出成形を採用すると、押出成形時の背圧を材
料にかけた状態のまま冷却固化できるため、押出成形品
の密度が上昇し物性が良好になる。
填材の量が、熱可塑性複合材料組成物中で５０ｗｔ％を
越える場合は、固化押出成形を採用することが好まし
い。固化押出成形を採用すると、押出成形時の背圧を材
料にかけた状態のまま冷却固化できるため、押出成形品
の密度が上昇し物性が良好になる。
【００２９】固化押出成形に用いる冷却賦形型は、加熱
賦形型と同形状であることが好ましい。冷却賦形型と加
熱賦形型とが同形状でない場合、金型内の背圧が上昇
し、押出量を十分に上げることができない。
賦形型と同形状であることが好ましい。冷却賦形型と加
熱賦形型とが同形状でない場合、金型内の背圧が上昇
し、押出量を十分に上げることができない。
【００３０】固化押出成形を採用する場合、冷却賦形型
の温度を、加熱賦形型の方から順に、一次冷却型（１５
０〜１８０℃）と二次冷却型（６０〜１４０℃）という
ように分割することが、肉厚方向の冷却温度分布が減
り、成形速度を上げやすくなる点で好ましい。
の温度を、加熱賦形型の方から順に、一次冷却型（１５
０〜１８０℃）と二次冷却型（６０〜１４０℃）という
ように分割することが、肉厚方向の冷却温度分布が減
り、成形速度を上げやすくなる点で好ましい。
【００３１】成形金型の内面は、平滑であることが好ま
しく、更にはメッキ処理あるいはテフロン（登録商標）
コート等が施されていることが、滑りが向上する点で、
より好ましい。メッキ処理は、平滑であれば特にその種
類を限定されるものではないが、コスト面からクロムメ
ッキ等が好ましい。
しく、更にはメッキ処理あるいはテフロン（登録商標）
コート等が施されていることが、滑りが向上する点で、
より好ましい。メッキ処理は、平滑であれば特にその種
類を限定されるものではないが、コスト面からクロムメ
ッキ等が好ましい。
【００３２】本発明の製造方法において、冷却型の次段
に被覆金型を、直結または分割セットしておき、被覆金
型内に別の押出機から熱可塑性樹脂または熱可塑性複合
材料組成物を導入し、冷却型にて冷却固化した熱可塑性
複合材料成形体の表面に、上記樹脂または樹脂組成物を
被覆してもよい。
に被覆金型を、直結または分割セットしておき、被覆金
型内に別の押出機から熱可塑性樹脂または熱可塑性複合
材料組成物を導入し、冷却型にて冷却固化した熱可塑性
複合材料成形体の表面に、上記樹脂または樹脂組成物を
被覆してもよい。
【００３３】次に、本発明の押出成形装置の具体的な例
を図１及び図３を参照しながら説明する。
を図１及び図３を参照しながら説明する。
【００３４】図１に示す押出成形装置は、二軸異方向押
出機１と、この押出機１にアダプタ４を介して接続され
る加熱賦形型２と、冷却賦形型３を備えている。
出機１と、この押出機１にアダプタ４を介して接続され
る加熱賦形型２と、冷却賦形型３を備えている。
【００３５】二軸異方向押出機１には、熱可塑性樹脂と
植物系充填材を含む熱可塑性複合材料組成物が投入され
る。二軸異方向押出機１は、電熱ヒーターによる押出機
バレルの温度制御（例えば１７０℃）と温調オイルによ
る押出機スクリューの温度制御（例えば１６０℃）を行
う温度調整手段（図示せず）が設けられており、押出機
出口の樹脂温度を前記熱可塑性樹脂の［融点−１５℃］
〜［融点＋１０℃］の範囲に制御することができる。
植物系充填材を含む熱可塑性複合材料組成物が投入され
る。二軸異方向押出機１は、電熱ヒーターによる押出機
バレルの温度制御（例えば１７０℃）と温調オイルによ
る押出機スクリューの温度制御（例えば１６０℃）を行
う温度調整手段（図示せず）が設けられており、押出機
出口の樹脂温度を前記熱可塑性樹脂の［融点−１５℃］
〜［融点＋１０℃］の範囲に制御することができる。
【００３６】加熱賦形型２と冷却賦形型３とは直結され
ており、二軸異方向押出機１から押し出された熱可塑性
複合材料組成物（溶融状態）を固化押出成形することが
できる。冷却賦形型３は、一次冷却型３１（冷却温度：
例えば１５０〜１８０℃）と二次冷却型３２（冷却温
度：例えば６０〜１４０℃）によって構成されている。
一次冷却型３１及び二次冷却型３２には、それぞれ冷却
水の通流部３１ａ、３２ａが形成されている。
ており、二軸異方向押出機１から押し出された熱可塑性
複合材料組成物（溶融状態）を固化押出成形することが
できる。冷却賦形型３は、一次冷却型３１（冷却温度：
例えば１５０〜１８０℃）と二次冷却型３２（冷却温
度：例えば６０〜１４０℃）によって構成されている。
一次冷却型３１及び二次冷却型３２には、それぞれ冷却
水の通流部３１ａ、３２ａが形成されている。
【００３７】なお、加熱賦形型２の断面形状（Ａ−Ａ、
Ｂ−Ｂ断面）は、図２の（Ａ），（Ｂ）に示すような形
状となっている。また、一次冷却型３１の断面形状（Ｃ
−Ｃ断面）と二次冷却金型３２の断面形状（Ｄ−Ｄ断
面）は、図２の（Ｃ），（Ｄ）に示すように同一形状と
なっている。
Ｂ−Ｂ断面）は、図２の（Ａ），（Ｂ）に示すような形
状となっている。また、一次冷却型３１の断面形状（Ｃ
−Ｃ断面）と二次冷却金型３２の断面形状（Ｄ−Ｄ断
面）は、図２の（Ｃ），（Ｄ）に示すように同一形状と
なっている。
【００３８】図３に示す押出成形装置は、前記と同じ構
造の二軸異方向押出機１と、この押出機１にアダプタ４
を介して接続される加熱賦形型１２と、冷却型１３及び
水槽１４と、引取機５などによって構成されている。
造の二軸異方向押出機１と、この押出機１にアダプタ４
を介して接続される加熱賦形型１２と、冷却型１３及び
水槽１４と、引取機５などによって構成されている。
【００３９】加熱賦形型１２と冷却型１３とは分離配置
されており、二軸異方向押出機１から押し出された熱可
塑性複合材料組成物（溶融状態）を、一般的な溶融押出
にて成形することができる。冷却型１３は、水槽１４
（冷却水温度：例えば２３℃）内に設置されている。
されており、二軸異方向押出機１から押し出された熱可
塑性複合材料組成物（溶融状態）を、一般的な溶融押出
にて成形することができる。冷却型１３は、水槽１４
（冷却水温度：例えば２３℃）内に設置されている。
【００４０】なお、加熱賦形型１２の断面形状（Ａ−
Ａ、Ｂ−Ｂ断面）及び冷却型１３の断面形状（Ｃ−Ｃ断
面）は、それぞれ図４の（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示
すような形状となっている。
Ａ、Ｂ−Ｂ断面）及び冷却型１３の断面形状（Ｃ−Ｃ断
面）は、それぞれ図４の（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示
すような形状となっている。
【００４１】＜作用＞本発明によれば、熱可塑性樹脂と
植物系充填材を含む熱可塑性複合材料組成物を押出成形
する際に、押出機として二軸異方向押出機を用い、その
押出機出口の樹脂温度を熱可塑性樹脂の［融点−１５
℃］〜［融点＋１０℃］の範囲に制御して低温で押出成
形するので、冷却工程での冷却効率が高くなり、成形速
度が上昇する。なお、押出成形には、単軸や二軸同方向
の押出機ではなく、低温でも（樹脂が十分に溶融してい
なくても）、押出成形が可能な二軸異方向押出機を用い
る必要がある。
植物系充填材を含む熱可塑性複合材料組成物を押出成形
する際に、押出機として二軸異方向押出機を用い、その
押出機出口の樹脂温度を熱可塑性樹脂の［融点−１５
℃］〜［融点＋１０℃］の範囲に制御して低温で押出成
形するので、冷却工程での冷却効率が高くなり、成形速
度が上昇する。なお、押出成形には、単軸や二軸同方向
の押出機ではなく、低温でも（樹脂が十分に溶融してい
なくても）、押出成形が可能な二軸異方向押出機を用い
る必要がある。
【００４２】また、本発明では、植物系充填材の充填量
を熱可塑性複合材料組成物中に５０〜９０ｗｔ％として
いるので、熱可塑性樹脂成分の割合が減るため（言い換
えれば、 植物系充填材（固体）の割合が多くなるた
め）、冷却効率がより高くなり、成形時に奪わなくては
いけない熱量が少なくて済む結果、成形速度が上昇す
る。
を熱可塑性複合材料組成物中に５０〜９０ｗｔ％として
いるので、熱可塑性樹脂成分の割合が減るため（言い換
えれば、 植物系充填材（固体）の割合が多くなるた
め）、冷却効率がより高くなり、成形時に奪わなくては
いけない熱量が少なくて済む結果、成形速度が上昇す
る。
【００４３】さらに、固化押出成形のような冷却効率の
悪い成形方法（接触している冷却金型との熱交換による
冷却効率低下）であっても、低温（熱可塑性樹脂の［融
点−１５℃］〜［融点＋１０℃］の範囲）で、植物系充
填材５０〜９０ｗｔ％含む系の押出成形であれば、冷却
効率が悪くとも十分に成形速度が上昇する。
悪い成形方法（接触している冷却金型との熱交換による
冷却効率低下）であっても、低温（熱可塑性樹脂の［融
点−１５℃］〜［融点＋１０℃］の範囲）で、植物系充
填材５０〜９０ｗｔ％含む系の押出成形であれば、冷却
効率が悪くとも十分に成形速度が上昇する。
【００４４】従って、以上の２つの構成要素（低温成形
と植物系充填材の充填量）により、生産性が良好（押出
成形速度が速い）で、物性も良好な熱可塑性複合材料成
形体を得ることができる。
と植物系充填材の充填量）により、生産性が良好（押出
成形速度が速い）で、物性も良好な熱可塑性複合材料成
形体を得ることができる。
【００４５】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに説明
する。
する。
【００４６】＜実施例１＞ 熱可塑性樹脂：ＰＰ（日本ポリケミカル製 ノバテック
ＭＡ３）１００重量部 植物系充填材：木粉セルロシンＮｏ．４５（渡辺ケミカ
ル製、平均粒径４５メッシュ）２００重量部 滑剤：ステアリン酸亜鉛（堺化学製 ＳＺ２０００）５
重量部 以上の熱可塑性樹脂、植物系充填材及び滑剤を、ＰＣＭ
３０押出機（二軸同方向押出機、池貝機販製）を用い
て、バレル温度１８０℃で加熱混練し、ペレット化し
た。
ＭＡ３）１００重量部 植物系充填材：木粉セルロシンＮｏ．４５（渡辺ケミカ
ル製、平均粒径４５メッシュ）２００重量部 滑剤：ステアリン酸亜鉛（堺化学製 ＳＺ２０００）５
重量部 以上の熱可塑性樹脂、植物系充填材及び滑剤を、ＰＣＭ
３０押出機（二軸同方向押出機、池貝機販製）を用い
て、バレル温度１８０℃で加熱混練し、ペレット化し
た。
【００４７】次に、ペレット化した原料を、異方向二軸
押出機（ＳＬＭ４５Ｃ 積水工機製、バレル温度１７０
℃、スクリューオイル温調１６０℃）に投入し、図１に
示した加熱賦形型２（６×６０ｍｍ，１８０℃）、一次
冷却型３１（オイル温調１６０℃）及び二次冷却型３２
（オイル温調１２０℃）を用いて固化押出成形した。た
だし、異方向二軸押出機の押出機出口の樹脂温度を１６
０℃（ＰＰの融点１６５℃）に調整した。
押出機（ＳＬＭ４５Ｃ 積水工機製、バレル温度１７０
℃、スクリューオイル温調１６０℃）に投入し、図１に
示した加熱賦形型２（６×６０ｍｍ，１８０℃）、一次
冷却型３１（オイル温調１６０℃）及び二次冷却型３２
（オイル温調１２０℃）を用いて固化押出成形した。た
だし、異方向二軸押出機の押出機出口の樹脂温度を１６
０℃（ＰＰの融点１６５℃）に調整した。
【００４８】なお、樹脂温度は、バレル温度とスクリュ
ーオイル温調を制御することで調整した。また樹脂温度
は、押出機出口のアダプター４に樹脂温度センサー（理
化工業製、ＲＫＣセンサー）を用いて測定した。
ーオイル温調を制御することで調整した。また樹脂温度
は、押出機出口のアダプター４に樹脂温度センサー（理
化工業製、ＲＫＣセンサー）を用いて測定した。
【００４９】この実施例１において、押出成形時の最高
線速は６５ｃｍ／分であった。
線速は６５ｃｍ／分であった。
【００５０】＜実施例２＞実施例１において、植物系充
填材の充填量を５０重量部としたこと以外は、実施例１
と同じとしてペレット化した原料を作製した。
填材の充填量を５０重量部としたこと以外は、実施例１
と同じとしてペレット化した原料を作製した。
【００５１】次に、ペレット化した原料を、異方向二軸
押出機（ＳＬＭ４５Ｃ 積水工機製、バレル温度１７０
℃、スクリューオイル温調１６０℃）に投入し、図３に
示した加熱賦形型１２（１８０℃）と、水槽１４（冷却
水温度：２３℃）中に分離配置した冷却型１３（温調な
し）を用いて溶融押出成形した。ただし、異方向二軸押
出機の押出機出口の樹脂温度を１６０℃（ＰＰ融点１６
５℃）に調整した。
押出機（ＳＬＭ４５Ｃ 積水工機製、バレル温度１７０
℃、スクリューオイル温調１６０℃）に投入し、図３に
示した加熱賦形型１２（１８０℃）と、水槽１４（冷却
水温度：２３℃）中に分離配置した冷却型１３（温調な
し）を用いて溶融押出成形した。ただし、異方向二軸押
出機の押出機出口の樹脂温度を１６０℃（ＰＰ融点１６
５℃）に調整した。
【００５２】なお、押出機出口の樹脂温度の調整・測定
は実施例１と同じ方法にて行った。
は実施例１と同じ方法にて行った。
【００５３】この実施例２において、押出成形時の最高
線速は８２ｃｍ／分であった。
線速は８２ｃｍ／分であった。
【００５４】＜実施例３＞実施例２において、植物系充
填材の充填量を２００重量部としたこと以外は、実施例
２と同じとして溶融押出成形を行った。押出成形時の最
高線速は５３ｃｍ／分であった。
填材の充填量を２００重量部としたこと以外は、実施例
２と同じとして溶融押出成形を行った。押出成形時の最
高線速は５３ｃｍ／分であった。
【００５５】＜実施例４＞実施例１において、ペレット
化した原料を用いた押出成形に、異方向二軸押出機（Ｓ
ＬＭ９０Ｅ 積水工機製、バレル温度１７０℃、スクリ
ューオイル温調１６０℃、口径アップタイプ）を用いた
こと以外は、実施例１と同じとして固化押出成形を行っ
た。押出成形時の最高線速は９５ｃｍ／分であった。
化した原料を用いた押出成形に、異方向二軸押出機（Ｓ
ＬＭ９０Ｅ 積水工機製、バレル温度１７０℃、スクリ
ューオイル温調１６０℃、口径アップタイプ）を用いた
こと以外は、実施例１と同じとして固化押出成形を行っ
た。押出成形時の最高線速は９５ｃｍ／分であった。
【００５６】＜比較例１＞実施例1 において、異方向二
軸押出機のバレル温度を１９０℃、スクリューオイル温
調を１８０℃に設定し、押出機出口の樹脂温度を１８０
℃（ＰＰ融点１６５℃）に調整したこと以外は、実施例
１と同じとして固化押出成形を行った。押出成形時の最
高線速は１０．５ｃｍ／分であった。
軸押出機のバレル温度を１９０℃、スクリューオイル温
調を１８０℃に設定し、押出機出口の樹脂温度を１８０
℃（ＰＰ融点１６５℃）に調整したこと以外は、実施例
１と同じとして固化押出成形を行った。押出成形時の最
高線速は１０．５ｃｍ／分であった。
【００５７】＜比較例２＞実施例1 において、異方向二
軸押出機のバレル温度を１５０℃、スクリューオイル温
調を１４０℃に設定し、押出機出口の樹脂温度を１４５
℃（ＰＰ融点１６５℃）に調整したこと以外は、実施例
１と同じとして固化押出成形を行った。押出成形時の最
高線速は２２ｃｍ／分であった。
軸押出機のバレル温度を１５０℃、スクリューオイル温
調を１４０℃に設定し、押出機出口の樹脂温度を１４５
℃（ＰＰ融点１６５℃）に調整したこと以外は、実施例
１と同じとして固化押出成形を行った。押出成形時の最
高線速は２２ｃｍ／分であった。
【００５８】＜比較例３＞実施例1 において、ペレット
化した原料を用いた押出成形に、単軸押出機（ＳＨ５０
日立造船製、バレル温度１９０℃）を使用し、押出機
出口の樹脂温度を１８０℃（ＰＰ融点１６５℃）に調整
したこと以外は、実施例１と同じとして固化押出成形を
行った。押出成形時の最高線速は８．２ｃｍ／分であっ
た。
化した原料を用いた押出成形に、単軸押出機（ＳＨ５０
日立造船製、バレル温度１９０℃）を使用し、押出機
出口の樹脂温度を１８０℃（ＰＰ融点１６５℃）に調整
したこと以外は、実施例１と同じとして固化押出成形を
行った。押出成形時の最高線速は８．２ｃｍ／分であっ
た。
【００５９】＜比較例４＞実施例1 において、ペレット
化した原料を用いた押出成形に、単軸押出機（ＳＨ５０
日立造船製、バレル温度１６０℃）を使用し、押出機
出口の樹脂温度を１６０℃（ＰＰ融点１６５℃）に調整
したこと以外は、実施例１と同じとして固化押出成形を
行ったが、トルク過負荷のため成形は不可能であった。
化した原料を用いた押出成形に、単軸押出機（ＳＨ５０
日立造船製、バレル温度１６０℃）を使用し、押出機
出口の樹脂温度を１６０℃（ＰＰ融点１６５℃）に調整
したこと以外は、実施例１と同じとして固化押出成形を
行ったが、トルク過負荷のため成形は不可能であった。
【００６０】＜比較例５＞実施例1 において、ペレット
化した原料を用いた押出成形に、二軸同方向押出機（Ｔ
ＥＸ４４ 日本製鋼所製、バレル温度１６０℃）を使用
し、押出機出口の樹脂温度を１６０℃（ＰＰ融点１６５
℃）に調整したこと以外は、実施例１と同じとして固化
押出成形を行ったが、トルク過負荷のため成形は不可能
であった。
化した原料を用いた押出成形に、二軸同方向押出機（Ｔ
ＥＸ４４ 日本製鋼所製、バレル温度１６０℃）を使用
し、押出機出口の樹脂温度を１６０℃（ＰＰ融点１６５
℃）に調整したこと以外は、実施例１と同じとして固化
押出成形を行ったが、トルク過負荷のため成形は不可能
であった。
【００６１】以上の実施例１〜４、及び比較例１〜３の
各例で得られた押出成形品（熱可塑性複合材料成形体）
からサンプルを切り出し、その各サンプルについて、曲
げ強度（ＪＩＳ Ｋ ７２０３に準ず）を測定した。そ
の測定結果を下記の表１に示す。
各例で得られた押出成形品（熱可塑性複合材料成形体）
からサンプルを切り出し、その各サンプルについて、曲
げ強度（ＪＩＳ Ｋ ７２０３に準ず）を測定した。そ
の測定結果を下記の表１に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】以上の実施例及び比較例から明らかなよう
に、本発明の押出成形方法は、従来の成形方法と比較し
て成形速度（生産性）が向上することが確認できた。
に、本発明の押出成形方法は、従来の成形方法と比較し
て成形速度（生産性）が向上することが確認できた。
【００６４】また、表１の結果から、本発明の押出成形
方法にて成形される熱可塑性複合材料成形体は、従来品
（比較例）と比べて物性（曲げ強度）が優れていること
がわかる。
方法にて成形される熱可塑性複合材料成形体は、従来品
（比較例）と比べて物性（曲げ強度）が優れていること
がわかる。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱可塑性樹脂と植物系充填材を含む熱可塑性複合材料組
成物の押出成形に二軸異方向押出機を用い、その押出機
出口の樹脂温度を熱可塑性樹脂の［融点−１５℃］〜
［融点＋１０℃］の範囲に制御しつつ押出成形するの
で、物性に優れた熱可塑性複合材料成形体（例えば合成
木材）を、工業製品として問題のない良好な生産性のも
とに製造することができる。
熱可塑性樹脂と植物系充填材を含む熱可塑性複合材料組
成物の押出成形に二軸異方向押出機を用い、その押出機
出口の樹脂温度を熱可塑性樹脂の［融点−１５℃］〜
［融点＋１０℃］の範囲に制御しつつ押出成形するの
で、物性に優れた熱可塑性複合材料成形体（例えば合成
木材）を、工業製品として問題のない良好な生産性のも
とに製造することができる。
【図１】本発明の押出成形装置の一例を模式的に示す図
である。
である。
【図２】図１の押出成形装置の加熱賦形型、一次冷却型
及び二次冷却型の各断面を模式的に示す図である。
及び二次冷却型の各断面を模式的に示す図である。
【図３】本発明の押出成形装置の他の例を模式的に示す
図である。
図である。
【図４】図３の押出成形装置の加熱賦形型と冷却型の各
断面を模式的に示す図である。
断面を模式的に示す図である。
１ 二軸異方向押出機 ２ 加熱賦形型 ３ 冷却賦形型 ３１ 一次冷却型 ３２ 二次冷却型 ４ アダプタ １２ 加熱賦形型 １３ 冷却型 １４ 水槽
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 31:10 Ｂ２９Ｌ 31:10 Ｆターム(参考） 4F207 AA01 AA04 AA11 AB07 AC01 AC04 AP05 AR06 KA01 KA05 KA17 KF02 KK13 KK42 KL23 KM14 KM15
Claims (5)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂と植物系充填材を含む熱可
塑性複合材料組成物を押出成形するにあたり、押出機と
して二軸異方向押出機を用い、その押出機出口の樹脂温
度を、前記熱可塑性樹脂の［融点−１５℃］〜［融点＋
１０℃］の範囲に制御しつつ押出成形することを特徴と
する熱可塑性複合材料成形体の押出成形方法。 - 【請求項２】 熱可塑性複合材料組成物中の植物系充填
材の量が５０〜９０ｗｔ％であることを特徴とする請求
項１記載の熱可塑性複合材料成形体の押出成形方法。 - 【請求項３】 熱可塑性複合材料組成物を固化押出成形
することを特徴とする請求項１記載の熱可塑性複合材料
成形体の押出成形方法。 - 【請求項４】 熱可塑性樹脂と植物系充填材を含む熱可
塑性複合材料組成物を押し出す二軸異方向押出機と、成
形金型と、押出機出口の樹脂温度を［融点−１５℃］〜
［融点＋１０℃］の範囲に制御する温度制御手段を備え
ていることを特徴とする熱可塑性複合材料成形体の押出
成形装置。 - 【請求項５】 温度制御手段が、電熱ヒーターによる押
出機バレルの温度制御と温調オイルによる押出機スクリ
ューの温度制御を行うように構成されていることを特徴
とする請求項４記載の熱可塑性複合材料成形体の押出成
形装置。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2000310903A JP2002113768A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 熱可塑性複合材料成形体の押出成形方法及び押出成形装置 |
| PCT/JP2001/000514 WO2001054884A1 (en) | 2000-01-26 | 2001-01-26 | Molded article from thermoplastic composite material and method for producing the same |
| EP20010904305 EP1250995A1 (en) | 2000-01-26 | 2001-01-26 | Molded article from thermoplastic composite material and method for producing the same |
| US10/069,065 US6716522B2 (en) | 2000-01-26 | 2001-01-26 | Molded article from thermoplastic composite material and method for producing the same |
| CA 2383375 CA2383375A1 (en) | 2000-01-26 | 2001-01-26 | Molded article from thermoplastic composite material and method for producing the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000310903A JP2002113768A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 熱可塑性複合材料成形体の押出成形方法及び押出成形装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=18790766
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|---|---|---|---|
| JP2000310903A Pending JP2002113768A (ja) | 2000-01-26 | 2000-10-11 | 熱可塑性複合材料成形体の押出成形方法及び押出成形装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002113768A (ja) |
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-
2000
- 2000-10-11 JP JP2000310903A patent/JP2002113768A/ja active Pending
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| USD787707S1 (en) | 2005-11-30 | 2017-05-23 | Cpg International Llc | Rail |
| US8167275B1 (en) | 2005-11-30 | 2012-05-01 | The Crane Group Companies Limited | Rail system and method for assembly |
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