JP2006219573A - 木質樹脂成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、木質樹脂成形体全体の形状や寸法の安定性、強度に優れ、且つ軽量で施工性、加工性、断熱性、意匠性、生産性、リサイクル性にも優れた木質樹脂成形体を提供することを目的とする。
【解決手段】少なくとも熱可塑性樹脂と木質系充填剤を含有し、リブ（２）形状を有する木質樹脂成形体（１）において、前記木質樹脂成形体（１）が中空構造を有し、且つガスアシスト射出成形され、また該成形体（１）が発泡成形体でもよい。また、前記木質系充填剤の配合比率が、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１０〜２００重量部であること、さらに該木質樹脂成形体（１）の表面の一部もしくは全面に、前記木質樹脂成形体（１）に含有される熱可塑性樹脂と同種の熱可塑性樹脂を主体とする化粧シートが積層されていることを特徴とする木質樹脂成形体である。
【選択図】図１

Description

本発明は、床材、壁材、天井材等の建築材、建具、家電品の表面材等に用いられる木質樹脂成形体及びそれを用いた化粧材に関するものであり、特に、賃貸マンション、アパート、オフィスビル、店舗、学生寮等の様に、リフォームによる貼り替えのサイクルの短い用途にも好適な、寸法精度に優れ、施工性に優れた床材をはじめとする化粧材に関するものである。

現在、戸建て住宅等の建築物における室内床面用の床材としては、木質系フローリング材が最も広く流行している。しかし、水に濡れると膨れや割れ、反り、腐蝕を起こし易く、特に浴室脱衣所や洗面所の様な水廻りの部位への使用には問題があることが指摘されている。また、オフィスビルや店舗では凹みなどの耐傷性の問題があることも指摘されている。そこで近年では、熱可塑性樹脂と木質系充填剤を主原料とした、耐水性、耐候性、耐腐食性、耐傷性、強度に優れる木質樹脂建材（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）が提案されている。

しかしながら、これらの木質系建材は異形押出成形にて製造されるのが一般的であり、木質系充填剤を多く添加した場合や発泡成形とした場合、成形品細部の形状が得られず寸法精度に劣る、内部残留応力によりひけや反りなどの変形が起こる、物理強度に劣る、また熱伝導率が大きいため冷たい、重量が重く施工性に劣る、などの問題があった。さらには、一般的には異形押出成形の成形サイクルは遅く生産効率が低いという問題もあった。

以下に先行技術文献を示す。
特開２００１−３５３８１５号公報 特開２００２−１２０３４７号公報 特開２００４−７６４７６号公報

本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、木質樹脂成形体全体の形状や寸法の安定性、強度に優れ、且つ軽量で施工性、加工性、断熱性、意匠性、生産性、リサイクル性にも優れた木質樹脂成形体を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも熱可塑性樹脂と木質系充填剤を含有し、リブ（２）形状を有する木質樹脂成形体（１）において、前記木質樹脂成形体（１）が中空構造を有し、且つガスアシスト射出成形されてなることを特徴とする木質樹脂成形体である。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１記載の木質樹脂成形体において、前記木質樹脂成形体（１）が発泡成形体であることを特徴とする木質樹脂成形体である。

本発明の請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の木質樹脂成形体において、前記
木質系充填剤を含有する部分における前記木質系充填剤の配合比率が、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１０〜２００重量部であることを特徴とする木質樹脂成形体である。

本発明の請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の木質樹脂成形体において、前記木質樹脂成形体（１）の表面の一部もしくは全面に、前記木質樹脂成形体（１）に含有される熱可塑性樹脂と同種の熱可塑性樹脂を主体とする化粧シートが積層されていることを特徴とする木質樹脂成形体である。

本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも熱可塑性樹脂と木質系充填剤を含有し、リブ形状を有する木質樹脂成形体において、前記木質樹脂成形体が中空構造を有し、且つガスアシスト射出成形されてなることにより、嵌合部などの端部をはじめとする木質樹脂成形体全体の形状や寸法の安定性に優れ、かつ軽量な木質樹脂成形体を提供することが可能となる。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記木質樹脂成形体が発泡成形体であることにより、形状や寸法の安定性に優れ、さらには軽量で、且つ施工時等の加工性に優れる木質樹脂成形体を提供することが可能となる。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記木質系充填剤を含有する部分における前記木質系充填剤の配合比率が、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１０〜２００重量部であることにより、成形性に優れるだけでなく、木質感、断熱性、切削や釘打ち等の加工性が良く、軽量で優れたリサイクル性を併せ持つ木質樹脂成形体を提供することが可能となる。

また、本発明の請求項４に係る発明は、前記木質樹脂成形体の表面の一部もしくは全面に、前記木質樹脂成形体に含有される熱可塑性樹脂と同種の熱可塑性樹脂を主体とする化粧シートが積層されていることにより、意匠性に優れ且つリサイクル性を併せ持つ木質樹脂成形体を提供することが可能となる。

以下に本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明に係る木質樹脂成形体（１）の一実施例を示す説明図であり、図２は本発明に係る木質樹脂成形体（１）の射出充填過程の一実施例を示す説明図であり、図３は本発明に係る木質樹脂成形体（１）のガスアシスト保圧冷却過程の一実施例を示す説明図である。

すなわち、図１に本発明の木質樹脂成形体（１）の一実施例の正面（裏面）図を、図２および図３に一実施例の成形過程のＡ−Ａ側断面構造を示すものである。本実施例における木質樹脂成形体（１）は、少なくとも熱可塑性樹脂と木質系充填剤を含有し、リブ（２）形状を有する形状でありガスアシスト射出成形される（図２、図３）。

本発明に係る木質樹脂成形体（１）に使用される熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエステル ポリアミド、ポリビニルアルコール、アクリル、ポリ塩化ビニル等の樹脂から適官選択が可能である。また、焼却時のダイオキシンの発生や埋め立て時等の環境ホルモン物質の流出、部材としての耐候性や耐熱性、薬品や溶剤に対する耐性等の性能を満たすためにはポリオレフィン系樹脂が好適である。

ここで用いられるポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−αオレフィン共重合体、プロピレン−αオレフィン共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体や、これらを接着性の向上の目的で酸変性したもの、あるいはアイオノマー等から適宜選択が可能で、単一でも複数種の混合でも構わない。

また特に木質系充填剤との接着性を高めるためには、酸変性した樹脂の配合比を高め、樹脂自体に極性を持たせたものを使用しても良い。

木質樹脂成形体（１）に使用される木質系充填剤の素材としては、特に制限されることなく選択が可能であるが、一般的には木材をカッターミルなどによって破断し、これをボールミルやインペラーミルなどにより粉砕して、微粉状にした木粉などを用いる。

木質系充填剤の平均粒径は１〜２００μｍが好ましく、１０〜１５０μｍであることがさらに好ましい。平均粒径が１μｍ未満のものは、取り扱いが困難である上に、特に木質系充填剤の配合量が多い場合は、樹脂への分散が悪いと、製造される木質樹脂成形体に機械強度の低下が発生する。また、２００μｍより大きくても成形品の均質性に劣り機械的強度が低下する。さらには成形品の表面状態でも平面性が得られにくくなる。

またここでいう木質系充填剤とは、前述の木粉に限定されるものではなく、木質系の繊維構造物全てを包含するものであり、木質樹脂成形体（１）の利用の目的に応じて、例えば、ケナフ、バガス、バンブー、あるいは故紙を選択しても良い。

木質樹脂を作製するための木質系充填剤と熱可塑性樹脂の混練は特に方法を問わないが、バンバリーミキサーによって混練し、ペレタイザーでペレット化する方法や、２軸押出混練機によって混合、ペレット化する方法が一般的である。また、木質系充填剤は含水率が大きいと、ペレタイズ時に発泡の原因となるために、混練前に予め乾燥機やホッパードライヤーで含水率を８％以下に抑えておくことが好ましい。

また、木質樹脂成形体（１）には、必要に応じて熱安定剤、酸中和剤、紫外線吸収剤、光安定剤、顔料、染料などの着色剤、充填剤、帯電防止剤、滑剤、造核剤、難燃剤、ブロッキング防止剤、脱水剤、半透明化のための光散乱剤、艶調整剤等を添加することもできる。

これらの添加剤のうち熱安定剤としてはヒンダードフェノール系、硫黄系、リン系等、酸中和剤としてはステアリン酸金属塩、ハイドロタルサイト等、紫外線吸収剤としてはベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系、トリアジン系等があり、光安定剤としてはヒンダードアミン系等がある。

難燃剤としてはハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、チッ素系難燃剤等があり、充填剤としては炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、アルミナ、タルク、マイカ、珪酸マグネシウム、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化鉄、カーボンブラック、金属粉等がある。

滑剤としては炭化水素系滑剤、脂肪酸、高級アルコール系、脂肪酸アマイド系、金属石鹸系、エステル系、フッ素系等、造核剤としてはカルボン酸金属塩系、ソルビトール系、リン酸エステル金属塩系等があり、顔料としては縮合アゾ、不溶性アゾ、キナクリドン、イソインドリン、アンスラキノン、イミダゾロン、コバルト、フタロシアニン、カーボン、酸化チタン、酸化鉄、雲母等のパール顔料等があり、これらの添加剤を任意の組み合わせで用いるのが一般的である。

即ち、本発明においては主旨を逸脱しない範囲で、熱可塑性樹脂の種類や木質系充填剤の種類、その他の添加剤に制限されるものではない。

さらに該成形品（１）端部や平面性などの寸法精度を向上させるため、また中空部（１２）を成形するためガスアシスト射出成形にて成形するものである。まず周知のガスアシスト射出成形と同様に、ガス注入流路となるリブ（２）形状部を備える金型キャビティに、木質樹脂（１１）をキャビティがほぼ満充填になるよう射出充填する。木質樹脂（１１）は、その木質系充填剤の配合比にもよるが、通常の射出成形用樹脂に比較して流動性が劣るものであり、特に板状の成形品などの場合、リブ（２）形状を設けることにより木質樹脂（１１）の流動を有利にすることができ、木質樹脂成形体（１）端部の形状や寸法精度を高めることができる。次いで、この過程の直後もしくはややタイミングを遅らせて、ガス注入装置によりガス注入流路となるリブ（２）形状部にガスをゲート（３）から注入し、木質樹脂（１１）をキャビティ端部まで到達させるとともに転写性を高めるものである。この中空部（１２）により、ひけや反りなどの変形を大幅に低減できるだけでなく、木質樹脂（１１）内がガス注入により中空構造となるため、施工後の材料の伸縮力を緩和させる効果があり突き上げなどの防止効果もある。また施工面のリブ（２）形状により下地の凹凸の影響を受けにくくなる。さらにこの木質樹脂成形体（１）の最終用途として、例えば床材や腰壁に使用される場合には、リブ（２）直下内部の中空部（１２）およびリブ（２）が設けられていない非接地部分により歩行感や接触感が優しくなり、断熱性や保温性、吸音性に優れるものである。

木質樹脂成形体（１）に設けられるリブ（２）形状は、木質樹脂成形体（１）の最終用途としての機能を損なわない範囲で任意に設定することができ、さらには、木質樹脂成形体（１）内部の中空部（１２）の形状も、ガス注入流路となるリブ（２）形状、木質樹脂（１１）の流動特性、木質樹脂充填量とガス注入量の比率、ガス注入のタイミングの調整により任意に設計することができ、木質樹脂成形体（１）の最終用途により中空部（１２）の形状を決めることができる。

次に、木質樹脂成形体（１）を発泡成形体とすることにより、軽量化でき、断熱効果や保温効果、衝撃吸収効果を付与することができる。例えば、本発明の木質樹脂成形体（１）を床材に使用した場合には、その断熱効果、保温効果により素足で触れた時に不快な冷触感を緩和することができ、衝撃吸収効果により、歩行時の衝撃を吸収でき歩行時の人体に与える負荷を低減でき、施工時の切削加工性も優れ、割れや欠けを防止する効果もある。また軽量化により使用材料の重量を低減でき製造コストを抑えることができ、施工時の作業性にも優れる。

また、発泡の手法についても公知の手法がいずれも利用できる。一般的には、熱分解や化学反応によってガスを発生する化学発泡と、低沸点の液体に熱をかけて気化させる物理発泡に分類でき、化学発泡剤としては無機系の重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、ホウ化水素ナトリウム、軽金属、アジド化合物等、また有機発泡剤としてはアゾ系、ニトロソ系、ヒドラジド系等が、任意の組み合わせで使用できる。

また、特に２倍を超える高発泡倍率での発泡には主に物理発泡が用いられ、発泡剤としては炭酸ガスや脂肪族炭化水素が主に用いられる。また、物理発泡に際しても発泡体のセル形状を整えるため化学発泡剤を併用することが多い。

木質系充填剤の配合量については、１０重量部から２００重量部まで適宜選択が可能であるが、成型性や均質性を高めるために、木質系充填剤は熱可塑性樹脂１００重量部に対
して１０〜１００重量部とすることが望ましい。

積層される化粧シートについて重要な点は、主に木質樹脂成形体（１）に用いる熱可塑性樹脂と同種の材料を用いることで、化粧シート自体の構成については何ら制約を受けるものではない。

この化粧シートは、例えば着色シートに印刷を施した単層化粧シート、着色シートに印刷を施したシートに、透明シートをドライラミネート法、エクストルージョンラミネート法、熱ラミネート法などによって貼り合わせたフ複層の化粧シートや、透明シートの裏面に印刷を施した裏刷りの単層の化粧シートなどから用途に応じて適宜選択が可能である。

このとき化粧シートに十分な隠蔽性があれば安定した意匠の再現が達成され、逆に化粧シートが透明性を有する場合は木質樹脂成形体（１）の木質感を生かした意匠表現が可能になる。

化粧シートの木目柄等のパターン、絵柄、彩色等の印刷に用いるインキは、バインダーとしては硝化綿、セルロース、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、アクリル、ポリエステル系等の単独もしくは各変性物の中から適宜選択すればよい。これらは、水性、溶剤系、エマルジョンタイプのいずれでも問題なく、また１液タイプでも硬化剤を使用した２液タイプでも任意に選定可能である。さらに紫外線や電子線等の照射によりインキを硬化させることも可能である。

中でも最も一般的な方法は、ウレタン系のインキでイソシアネートで硬化させる方法である。これらバインダー以外には通常のインキに含まれている顔料、染料等の着色剤、体質顔料、溶剤、各種添加剤が添加されている。特によく用いられる顔料には縮合アゾ、
不溶性アゾ、キナクリドン、イソインドリン、アンスラキノン、イミダゾロン、コバルト、フタロシアニン、カーボン、酸化チタン、酸化鉄、雲母等のパール顔料等がある。

また、いずれの化粧シートにおいても該成形体（１）への貼り合わせのためのプライマーコートや表面保護や艶調整のためのトップコート、エンボス法やグロスマット法等による導管表現等が施されていても構わない。また、熱可塑性樹脂層に用いる添加剤も該成形体（１）と同様なものが使用可能である。

また本発明品をリサイクルする場合は、破砕した発明品に必要に応じて木質系充填剤、熱可塑性樹脂、各種添加剤などを加えて再度ペレット化する。この場合も特に方法は問わない。また、木質樹脂成形体（１）を成形するのと同時に木質系充填剤と該樹脂を混練しても構わない。

以下に、本発明の具体的実施例について説明する。

＜実施例１＞
下記配合からなる木質樹脂組成物を用い、ガスアシスト射出成形法により、縦６００ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚さ６ｍｍの横方向断面が板形状の本発明の木質樹脂成形体（１）を作製した。

木質樹脂組成物の配合
木粉（平均粒径１００μｍ） ２５重量部
ポリプロピレン樹脂 ７２重量部
アクリル変性ポリテトラフルオロエチレン系相溶化剤 １．５重量部
マレイン酸変性ポリプロピレン系相溶化剤 ０．５重量部
（マレイン酸変性率１０．４％）
ステアリン酸カルシウム ０．５重量部
脱水剤 ０．５重量部
＜実施例２＞
下記配合からなる木質樹脂組成物を用い、射出圧縮成形法により、実施例１と同じ形状の横方向断面が嵌合部を有する板形状で内部に発泡層を有する本発明の木質樹脂成形体（１）を作製した。

木質樹脂組成物の配合
木粉（平均粒径１００μｍ） ２５重量部
ポリプロピレン樹脂 ６９重量部
アクリル変性ポリテトラフルオロエチレン系相溶化剤 １．５重量部
マレイン酸変性ポリプロピレン系相溶化剤 ０．５重量部
（マレイン酸変性率１０．４％）
ステアリン酸カルシウム ０．５重量部
脱水剤 ０．５重量部
重曹−クエン酸系化学発泡剤 ３重量部
＜実施例３＞
実施例１で得られた木質樹脂成形体（１）の金型可動側面にコロナ放電処理を施した後、木目印刷が施されたポリプロピレン樹脂系化粧シートをラッピング法にて積層し、本発明の木質樹脂成形体（１）を作製した。

＜実施例４＞
実施例２で得られた内部に発泡層を有する木質樹脂成形体（１）の金型可動側面にコロナ放電処理を施した後、木目印刷が施されたポリプロピレン樹脂系化粧シートをラッピング法にて積層し、本発明の木質樹脂成形体（１）を作製した。

以下に、本発明の比較例について説明する。

＜比較例１＞
実施例１と同じ配合からなる材料を用い、異形押出成形法により、巾１５０ｍｍ×厚さ６ｍｍの木質樹脂成形体（１）を成形し、流れ方向６００ｍｍで切断し、実施例１と同じ形状になるよう木質樹脂成形体（１）を作製した。尚、ポリプロピレン樹脂は押出成形に適した流動特性が異なるものを使用している。

＜比較例２＞
実施例２と同じ配合からなる材料を用い、異形押出成形法により、巾１５０ｍｍ×厚さ６ｍｍの木質樹脂成形体（１）を成形し、流れ方向６００ｍｍで切断し、実施例１と同じ形状になるよう木質樹脂成形体（１）を作製した。尚、ポリプロピレン樹脂は押出成形に適した流動特性が異なるものを使用している。

＜性能評価＞
上記実施例１乃至実施例４及び比較例１、比較例２について、嵌合部等の寸法精度、成形品長辺６００ｍｍ方向での反り、成形品表面のひけ（厚みむら）、および床材として使用したときの歩行感（緩衝性）を評価した。その結果を表１に示す。

表１は、実施例１乃至実施例４及び比較例１、比較例２について、嵌合部等の寸法精度、成形品長辺６００ｍｍ方向での反り、成形品表面のひけ（厚みむら）、および床材とし
て使用したときの歩行感（緩衝性）、施工性を評価した結果の表である。

表１の結果から明らかなように、本発明の木質樹脂成形体（１）は、従来の木質樹脂成形体（１）に比較して、嵌合部等の寸法精度、長辺の反り、表面のひけ、床材歩行感、施工性のいずれにおいても優れていることが確認された。

本発明に係る木質樹脂成形体の一実施例を示す説明図である。 本発明に係る木質樹脂成形体の射出充填過程の一実施例を示す説明図である。 本発明に係る木質樹脂成形体のガスアシスト保圧冷却過程の一実施例を示す説明図である。

符号の説明

１・・・木質樹脂成形体
２・・・ガス注入流路となるリブ
３・・・ゲート
１１・・・木質樹脂
１２・・・ガス注入による中空部

Claims (4)

1. 少なくとも熱可塑性樹脂と木質系充填剤を含有し、リブ形状を有する木質樹脂成形体において、前記木質樹脂成形体が中空構造を有し、且つガスアシスト射出成形されてなることを特徴とする木質樹脂成形体。
2. 前記木質樹脂成形体が発泡成形体であることを特徴とする請求項１記載の木質樹脂成形体。
3. 前記木質系充填剤を含有する部分における前記木質系充填剤の配合比率が、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して１０〜２００重量部であることを特徴とする請求項１又は２記載の木質樹脂成形体。
4. 前記木質樹脂成形体の表面の一部もしくは全面に、前記木質樹脂成形体に含有される熱可塑性樹脂と同種の熱可塑性樹脂を主体とする化粧シートが積層されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の木質樹脂成形体。

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