JP2007185890A

JP2007185890A - 木質成形材の製造方法

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Publication number: JP2007185890A
Application number: JP2006006657A
Authority: JP
Inventors: Eiji Yamano; 英治山野
Original assignee: Eidai Co Ltd
Current assignee: Eidai Co Ltd
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2007-07-26

Abstract

【課題】淡色の木質成形材を簡易な設備で容易に、しかも安価に製造することができる木質成形材の製造方法を提供する。
【解決手段】原料１として、ＭＤＦ、ＰＢ等の加工木材を粉砕してなる人工木粉１１と、熱可塑性樹脂であるＰＰ１２と、バインダ１３と、白色顔料である酸化チタン１４と、赤系及び／又は黄系の着色顔料１５と、白色系の体質顔料である酸性白土１６とを適切な割合で配合し、従来の製造設備同様の木質成形材製造装置２を用い、加熱混合部２１でＰＰ１２を加熱溶融させながら原料１を混合して、押出成型部２２及び切断部２３で適宜押出成型及び切断して、板状に成型された淡色の木質成形材３２を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、木系の粉状体と熱可塑性樹脂とを混合して木質成形材を形成する木質成形材の製造方法に関する。

広葉樹、針葉樹等の木粉（以下、天然木粉という）と熱可塑性樹脂とを原料として配合し、熱可塑性樹脂を加熱溶融させながら混合し、押出成型、射出成型、プレス成型等することによって、木材の質感を有し、しかも各種の加工が容易な木質成形材が製造される。この場合、天然木粉の代わりに、天然木粉と尿素系の熱硬化性樹脂とを混合して形成された加工木材の粉末（以下、人工木粉という）が使われることがある。
人工木粉は、加工木材の廃材を粉砕して形成するため安価であり、人工木粉を利用することによって廃棄物のリサイクルに貢献することができる。
また、人工木粉に含まれる熱硬化性樹脂を熱可塑性樹脂が被覆するため、ホルムアルデヒドの放出量を低減することができる。

しかしながら、人工木粉に含まれる尿素系樹脂が、原料調整時、成型時等、製造時に加えられる熱、又はその他機械的エネルギー及び圧力によって分解され、このため揮発性のアミン系ガス（例えばアンモニア）及び不揮発性のアミン系化合物が発生する。
アミン系ガス及びアミン系化合物は、人工木粉に含まれる天然木粉の発色成分と結びついて濃色化をもたらすだけでなく、悪臭の原因となる。また、濃色化のため、人工木粉をリサイクルしてなる木質成形材は、焦茶色、黒色等の濃色を有する。
天然木粉を用いてなる木質成形材も、天然木粉自体が濃色を有する場合は、製造された木質成形材も濃色を有する。また、製造時にエネルギーを過剰に加えると、人工木粉使用時と同様に、木質成形材に濃色化がもたらされる。

アミン系ガスは、成型時に木質成形材の肌荒れ、パンク等の原因となり、製造された木質成形材の形状が安定せず、また、美観が損なわれる。このため、人工木粉及び熱可塑性樹脂に加えて、アミン系ガスを吸着可能な吸着材料を混合して木質成形材を成型する方法が提案されている（特許文献１参照）。
しかしながら、特許文献１に係る木質成形材は、アミン系化合物が除去されていないため、やはり濃色を有する。

濃色の木質成形材は、原料に対する着色料の混入、塗料を用いた塗装等による調色を行なうために多量の着色料、塗料等が必要となり、調色コストが高い。また、市場では濃色の木質成形材よりも淡色の木質成形材の方が需要は高い。このようなことから、濃色を有する木質成形材は用途が制限される。

淡色の木質成形材を製造するために、スギ、米ツガ、ヒノキ等の針葉樹の木粉を用いることが考えられる。このような天然木粉は淡色であり、しかも尿素系樹脂を含まないため、製造された木質成形材は淡色を有する。
同様に、人工木粉の場合も、淡色の天然木粉を含む人工木粉を用いることが考えられる。しかも、尿素系樹脂の含有率が小さい人工木粉が望ましい。更に、天然木粉の発色成分とアミン系ガス又はアミン系化合物が結合し難い成型条件（例えば低温）下で成型を行なうことが望ましい。
他に、人工木粉の配合量を減少させ、尿素系樹脂の配合量を増大させることが考えられる。この場合、発生したアミン系ガス又はアミン系化合物が結合すべき天然木粉の発色成分が少ないため、淡色の木質成形材が得られる。

濃色化の主な要因であるアミン系ガス及びアミン系化合物は熱可塑性樹脂に対する加熱によって発生するため、製造時に熱可塑性樹脂に加えられる熱を低減する工夫を行なうことが考えられる。例えば、押出成型時に成型温度を最低限に設定し、また、剪断熱を低減する（製造設備のスクリューの形状を工夫する、原料に油脂のような潤滑剤を配合する等）。

他に、濃色の木質成形材の表面に、淡色の木質成形材又は熱可塑性樹脂を用いてなる表面層を形成し、特殊な金型で２層構造とすることが考えられる。
又は、濃色の木質成形材の表面を淡色に塗装するか、淡色のシートを貼着することが考えられる。
特許第３６６２２４２号公報

しかしながら、淡色の天然木粉、又は淡色の天然木粉を含み、尿素系樹脂の含有率が少ない人工木粉を原料とする場合、濃色の天然木粉又は人工木粉を用いることができず、原料が制限される。しかも、淡色の天然木粉は、濃色の天然木粉又は人工木粉よりも一般に高価である。
また、人工木粉の配合量を減少させ、尿素系樹脂の配合量を増大させる場合、安価な人工木粉の使用量が制限されるため、製造される木質成形材のコストが上昇する。

更に、濃色化の要因であるアミン系ガス及びアミン系化合物の発生を低減すべく、製造時に原料に加えられる熱を低減する場合、製造時の温度の変動によって、製造される木質成形材に色むらが発生することがある。

更にまた、木質成形材を２層構造とする場合、濃色の木質成形材の押出成型装置と、表面層の押出成型装置と、木質成形材及び表面層を一体化させる特殊な金型とを必要とするため、製造工程が煩雑になり、製造設備が高価になる。
また、濃色の木質成形材の表面を淡色に塗装する場合、木質成形材の色合いを隠蔽するために、及び、塗装面の耐傷性を向上させるために、高価な塗料が多量に必要となる。同様に、濃色の木質成形材の表面に淡色のシートを貼着する場合、厚く高価なシートを確実に貼着する必要がある。更に、塗装工程又はシート貼着工程が追加されることによって工数が増加するという問題もある。

以上のようなことから、本願の発明者らは、原料として、人工木粉及び熱可塑性樹脂の他に、酸化チタンのような白色顔料を混合することに思い至った。
この場合、淡色又は濃色の天然木粉であるか人工木粉であるかを問わず、適量の熱可塑性樹脂と混合し、更に、従来の木質成形材の製造工程及び製造設備と略同様の容易な製造工程及び簡易な製造設備で、淡色の木質成形材を製造することができる。
しかしながら、白色顔料は高価であり、しかも、製造された木質成形材は淡色化が過ぎて青系の色みを帯び、木材の質感が損なわれていた。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、木材を用いてなる粉状体、熱可塑性樹脂、白色顔料、着色剤、及び白色系の体質顔料を混合して木質成形材を形成することにより、淡色の木質成形材を簡易な設備で容易に、しかも安価に製造することができる木質成形材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、木材を用いてなる粉状体、熱可塑性樹脂、酸化チタン、赤系及び／又は黄系の着色顔料若しくは有機染料、及び白色系の体質顔料を混合して木質成形材を形成することにより、木材の質感が向上された淡色の木質成形材を製造することができる木質成形材の製造方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、木材を用いてなる粉状体、熱可塑性樹脂、白色顔料、着色剤、及び、例えば酸性白土を混合して木質成形材を形成することにより、淡色の木質成形材を安価に製造することができる木質成形材の製造方法を提供することにある。

第１発明に係る木質成形材の製造方法は、木材を用いてなる粉状体と、熱可塑性樹脂とを混合して木質成形材を形成する木質成形材の製造方法において、前記粉状体及び前記熱可塑性樹脂に加えて、白色顔料と、着色剤と、白色系の体質顔料とを混合することを特徴とする。

第２発明に係る木質成形材の製造方法は、前記白色顔料として酸化チタンを用い、前記着色剤として、赤系及び／又は黄系の着色顔料又は有機染料を用いることを特徴とする。

第３発明に係る木質成形材の製造方法は、前記体質顔料として、酸性白土、針葉樹木粉、紙粉、シリカ、マイカ、タルク、クレー、珪藻土、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、ベントナイト、ハイドロタルサイト、ゼオライト、チタン酸バリウム、ケイ砂、及び／又はカオリンを用いることを特徴とする。

第１発明の木質成形材の製造方法による場合、木材を用いてなる粉末状、繊維状等の粉状体と、熱可塑性樹脂と、白色顔料と、着色剤と、白色系の体質顔料とを適切な割合で配合し、熱可塑性樹脂を加熱溶融させながら混合して押出成型、射出成型、プレス成型等することによって、板状、シート状、柱状等に成型された淡色の木質成形材を得る。この場合、略従来通りの製造設備及び製造手順で製造することができ、材料調整時、成型時等、製造時に原料に加えられる熱を制限する必要もない。

木材を用いてなる粉状体は、濃色であるか淡色であるかを問わず天然木粉又は人工木粉を用いてなる。人工木粉は、尿素系樹脂と、広葉樹由来及び／又は針葉樹由来の天然木粉を含み、また、尿素系樹脂の含有率も問わない。
このため、木質成形材の原料として、加工木材の加工時の廃材、建築廃材（ＰＢ、ＭＤＦ、合板等）、間伐材、バーク（木の皮）等の天然木粉又は人工木粉を利用することができる。これらは安価であり、また、リサイクルにも貢献することができ、しかも木質成形材として再利用することによってホルムアルデヒドの放出量を低減することができる。

熱可塑性樹脂としては、例えばポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等）を用いる。この場合、熱可塑性樹脂と木材を用いてなる粉状体との混合を促進するために、適宜のバインダを添加することが望ましい。

木材を用いてなる粉状体及び熱可塑性樹脂だけでは濃色の木質成形材が得られるが、原料に白色顔料が含まれているため、淡色の木質成形材を得ることができる。
淡色の木質成形材は、原料に対する着色料の混入、又は塗料を用いた塗装による調色を容易に、しかも安価に行なうことができる。また、市場での需要も高い。このため、製造された木質成形材の用途が制限されることがない。

一般に白色顔料は高価であるが、原料に、白色顔料の増量剤として白色系の体質顔料が含まれているため、白色顔料の含有率を低減させつつ、淡色の木質成形材を得ることができる。

白色顔料及び白色系の体質顔料のみでは過剰に淡色化されて木質成形材の色合いが悪化することがあるが、着色料によって製造される木質成形材の色合いを調整することができるため、木質成形材の美観を向上させることができる。

第２発明の木質成形材の製造方法による場合、白色顔料である酸化チタンによって濃色の木質成形材を淡色化し、赤系及び／又は黄系の着色顔料又は有機染料を着色剤として適宜配合することによって、過剰な淡色化によって生じる青系の色みを赤系及び／又は黄系の色みで隠蔽し、木材の質感を向上させることができる。このため、製造された木質成形材の美観を向上させることができる。
また、酸化チタンは、製造された木質成形材の強度を過剰に低下させることはない。

第３発明の木質成形材の製造方法による場合、一般に白色顔料、白色系の顔料として用いられている安価な顔料（炭酸カルシウム、酸性白土等）、又は淡色の材料（針葉樹木粉、紙粉等）を、白色系の体質顔料として用い、高価な白色顔料の増量剤となすことができる。
特に酸性白土は、他の体質顔料と比べても安価であり、白色系の顔料として濃色を隠蔽して淡色にするために適切な粒径を有するため、隠蔽力が高い。このため少量の添加で白色顔料の含有率を大きく低減させることができる。この結果、高価な白色顔料の含有率を低下させつつ、木材を用いてなる安価な粉状体の含有率を上昇させることができる。
しかも酸性白土自身は温度によって変色し難いため、加熱時の温度管理が容易である。

また、酸性白土は、アミン系ガスの吸着性を有するため、成型時の木質成形材の肌荒れ、パンク等を抑制して、製造された木質成形材の形状を安定させ、美観を向上させることができる。
更に、酸性白土は屈折率が高いため、木質成形材の表面に存在する酸性白土が外光を乱反射して、木質成形材をより淡色に見せることができる。しかも木質成形材の表面に存在する酸性白土が木質成形材の表面に微細な凹凸を生じさせ、この凹凸が成形時にアミン系ガスの外気への放散を助長するため、木質成形材の肌荒れ、パンク、濃色化等を更に抑制することができる。

酸性白土は、産地によって赤系又は黄系の色みを帯びているため、このような酸性白土を用いる場合は、一般に酸性白土よりも高価な赤系又は黄系の着色料の含有率も低減させることができる。

炭酸カルシウム、クレー等も屈折率が高いため、木質成形材をより淡色に見せることができる。
また、針葉樹木粉、紙粉、及びカオリン（特に珪酸含有率が低いカオリン）は、製造設備の金型、スクリュー等の磨耗を抑制することができ、作業性を向上させることができる。

以上のような体質顔料は、製造された木質成形材の強度を過剰に低下させることはない。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明に係る木質成形材の製造方法の説明図である。
淡色の板状の木質成形材３２を製造すべく、作業者は原料１を準備する。具体的には、作業者は、加工木材を用いてなる粉状体（以下、人工木粉という）１１と、熱可塑性樹脂である粒状のポリプロピレン（ＰＰ）１２と、人工木粉１１及びＰＰ１２の混和を促進するための粒状のバインダ１３と、白色顔料である粉末状の酸化チタン１４と、着色剤である赤系及び／又は黄系の粉末状の着色顔料１５と、白色系の体質顔料である粉末状の酸性白土１６とを適切に配合して原料１となす。

原料１の配合は、ＰＰ１２及びバインダ１３の和が２０重量％、その他が８０重量％である。その他８０重量％の詳細は、人工木粉１１が４０重量％と半分を占め、残りは酸化チタン１４が３重量％、着色顔料１５が１．５重量％、酸性白土１６が３５．５重量％である。

木質成形材製造装置２は、漏斗状の加熱混合部２１と、加熱混合部２１の下部に長手方向一端部が配された直方体状の押出成型部２２と、押出成型部２２の長手方向他端部に配された切断部２３とを備える。
作業者は、加熱混合部２１の上部投入口から加熱混合部２１内へ原料１を投入する。
加熱混合部２１は図示しない加熱機、撹拌機、スクリュー等を備え、投入された原料１を加熱機によって加熱してＰＰ１２を溶融させつつ、撹拌機によって原料１を攪拌して混合し、混合された原料１の混合物を、スクリューによって下方の押出成型部２２へ押し出す。
ＰＰ１２の溶解温度は後述するように約１６０℃であるが、加熱混合部２１による加熱は、人工木粉１１の変色（濃色化）を防止するために１６０℃程度に抑えることが好ましい。この場合でも、機械的に剪断熱により温度が上がり、溶融混合が進む。
なお、混合された原料１の混合物を押出成型部２２へ押し出す前に、混合された原料１の混合物を冷却して整流し（アグロメレート化し）、より均一な粒径の溶融混合物を得べく、一旦ペレット化させることが好ましい。

押出成型部２２は木質成形材３２を成型するための金型及びスクリュー等を備え、加熱混合部２１から押し出された原料１の混合物を、適宜の圧力を加えつつ金型を通過させ、スクリューによって切断部２３へ水平方向に押し出す。金型を通過した原料１の混合物は、水平方向に連続する板状の成型物３１となる。
切断部２３は、押し出された成型物３１を適宜の長さに切断して木質成形材３２となす。
以上のようにして、木質成形材製造装置２は複数の木質成形材３２，３２，…を連続的に製造する。

人工木粉１１は、ＭＤＦ（中比重繊維板）、ＰＢ（パーティクルボード）等の加工木材を粉砕してなる粉末状の粉状体である。ここで用いられる加工木材は、加工木材の製造時、廃棄時等に排出される廃材である。このため人工木粉１１は非常に安価に準備することができ、しかも廃材を低減し、また、リサイクル事業に貢献することができる。
このような人工木粉１１は、例えば針葉樹由来の淡色の天然木粉と比べて濃色を有する。また、尿素系樹脂を含むため、加熱、加圧等によって揮発性のアミン系ガス及び不揮発性のアミン系化合物が発生する。

ＰＰ１２は溶解温度が約１６０℃である。このため、ＰＰ１２を含む木質成形材３２を例えば床板に用いて、床暖房によって加熱された場合でも、木質成形材３２が加熱溶融することがない。つまり、実用上問題がない。また、ＰＰ１２を含む木質成形材３２は、他の熱可塑性樹脂を含む板部材と比べて実用上十分な強度を有する。
本実施の形態においては、ＰＰ１２は、金型から受ける背圧、押出原料の配合（人工木粉１１の配合率による溶融混合物の溶融粘度の違い）等に応じてＭＩ値＝５〜４０のものを用いている。また、ＰＰ１２にポリエチレンが配合してあることが好ましい。この場合、溶融時にＰＰ１２と人工木粉１１とが混合し易くなる。

バインダ１３は相容化剤であり、具体的には無水マレイン酸変性ポリプロピレンである。
着色顔料１５は無機顔料でも有機顔料でもよいが、特に、熱可塑性樹脂に一般に用いられている着色顔料が好ましい。具体的には、黄系の着色顔料として、鉄系無機顔料である黄色酸化鉄及びチタン系無機顔料であるチタンイエローを用い、赤系の着色顔料として、鉄系無機顔料である弁柄を用いる。
なお、着色顔料１５の代わりに、有機染料を用いてもよい。

白色系の顔料として、濃色を隠蔽して淡色にするために適切な粒径は、顔料によっても異なるが、理論上、およそ０．１μｍ〜２μｍの粒径であるとされている。
また、外光を乱反射して木質成形材３２をより淡色に見せるためには、顔料の屈折率が高く、顔料が木質成形材３２の表面に露出し、しかも顔料が木質成形材３２の全体に分散していることが好ましい。
表１は、白色顔料である酸化チタン１４、並びに、体質顔料として使用可能な硫酸バリウム、カオリン、炭酸カルシウム、酸性白土及びタルクの比重、化学成分（単位は［重量％］）、平均的な粒径（単位は［μｍ］）及び屈折率を示している。

酸化チタン１４は、表１に示すように、適切な粒径（０．１５μｍ〜０．３μｍ）と高い屈折率（２．７６）とを有し、木質成形材３２の全体に分散し易いため、濃色の隠蔽力が高い。

体質顔料は、他の顔料又は塗料の増量剤、混合剤として用いられる顔料であり、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム等の白色顔料が一般に用いられる。しかしながら、本発明の木質成形材の製造方法で用いるべき体質顔料は、酸性白土、針葉樹木粉、紙粉、シリカ（二酸化珪素）、マイカ（雲母。含水珪酸塩鉱物）、タルク（滑石。含水珪酸塩鉱物）、クレー（粘土）、珪藻土（主成分は二酸化珪素）、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、ベントナイト（主成分は二酸化珪素）、ハイドロタルサイト（層状複水酸化物）、ゼオライト（合成珪酸塩）、チタン酸バリウム、珪砂（主成分は二酸化珪素）、及び／又はカオリン（主成分は二酸化珪素及び酸化アルミニウム）が好適であり、特に、酸性白土が最適である。

酸性白土１６は、表１に示すように二酸化珪素を主成分とし、例えば水澤化学工業株式会社のミズカエース＃２０であり、山形産は黄色みを帯び、新潟産は赤色みを帯びている。このため、作業者は、製造すべき木質成形材３２の色合いと、酸性白土１６の色合いとに応じて、着色顔料１５に含まれる赤系及び／又は黄系の着色顔料の配合を調整する。
工業用の酸性白土１６の価格は、工業用の酸化チタン１４の価格と比べて１／１０〜３／１０未満であり、非常に安価である。

酸性白土１６はアミン系ガスの高い吸着性を有する。ガスの吸着には比重の低さ及び表面積の広さが大きく関与するため、アミン系ガスの吸着性の高低の目安として、表２に、臨界顔料体積濃度（ＣＰＶＣ）を示す。
表２では、酸性白土１６の他、白色系の体質顔料として未焼成カオリン及び炭酸カルシウムのＣＰＶＣを示し、参考として、人工木粉１１のＣＰＶＣを示している。ＣＰＶＣは試料の表面積の指標であり、各種試料[ｍｌ]とアマニ油[ｍｌ]との体積％及び重量％で表される。試料の体積％及び重量％の値が小さいほど試料の表面積が広い傾向にあり、このためガスを吸着し易いと考えられる。

表２に示されるように、酸性白土１６のＣＰＶＣは、例えば一般的に白色系の体質顔料として用いられる炭酸カルシウムのＣＰＶＣよりも小さい（例えば酸性白土１６が４２体積％、炭酸カルシウムが６３体積％）。また、表１に示されるように、酸性白土１６の比重は、炭酸カルシウムの比重よりも低い（酸性白土１６が“２．０”〜“２．６”、炭酸カルシウムが“２．６”〜“２．７”）。以上のことから、酸性白土１６はアミン系ガスの吸着性が高いことがわかる。
ところで、本実施の形態で用いた炭酸カルシウムの平均粒子径は表１に示すように１０μｍである。このため、この炭酸カルシウムよりも平均粒子径が小さい（例えば０．０８μｍ〜１，８２μｍの）炭酸カルシウムを用いることが考えられる。該炭酸カルシウムのＣＰＶＣ体積％は、本実施の形態で用いた炭酸カルシウムのＣＰＶＣ体積％よりも小さくなる傾向がある。また、炭酸カルシウムの表面を処理（例えば脂肪酸処理）して分散性を向上させてもよい。
しかしながら、平均粒子径が小さい炭酸カルシウム、表面処理された炭酸カルシウムは、平均粒子径が大きい炭酸カルシウム、表面処理されていない炭酸カルシウムよりも高価（価格にして３倍以上）であり、実用的ではない。

さて、アミン系ガスの吸着性に関しては、例えばベントナイトを主成分とする活性白土の方が酸性白土１６よりも高いことが知られている。しかしながら、ベントナイトは吸水又は吸湿して膨潤する傾向にあるため、木質成形材３２の原料としては、酸性白土１６の方が適している。

また、酸性白土１６の粒径は一般にカオリンの粒径と同程度（１μｍ前後。ただし、本実施の形態で使用したカオリンの粒径は表１に示すように平均０．６８μｍ）であり、濃色を隠蔽して淡色にするために適切な粒径を有する。このような粒径の酸性白土は、同程度の粒径の炭酸カルシウムより安価に入手することができ、しかも同程度の粒径の炭酸カルシウムよりＣＰＶＣ体積％が小さい傾向にある。
しかも、酸性白土１６は表１に示すように高い屈折率（１．５７〜１．６０）を有し、原料１の混合及び押出成型の際に酸性白土１６が木質成形材３２の表面に自然に露出し、しかも酸性白土１６が木質成形材３２の全体に分散する。このため、外光の乱反射による濃色の隠蔽力が高い。
更に、成型物３１の成型時に、原料１の混合物の表面に露出した酸性白土１６がアミン系ガスの外気への放散を助長するため、木質成形材３２の肌荒れ、パンク、濃色化等を更に抑制することができる。

更にまた、酸性白土１６を用いてなる木質成形材３２は、製造時の熱履歴による色の変化、自然環境下での経時的な色の変化等が小さい。
また、酸性白土１６は濃色の隠蔽力が高いため、他の体質顔料と比べて、酸性白土１６自身と酸化チタン１４と着色顔料１５との配合率を夫々低くして人工木粉１１の配合率を向上させることができる。更に、吸水若しくは吸湿による木質成形材３２の寸法又は重量の変化等が小さい。

図２、図３及び図４は、本発明に係る木質成形材の製造方法で製造された木質成形材の明度Ｌ^* 、赤−緑方向の色度ａ^* 及びを黄−青方向の色度ｂ^*を示す特性図である。
明度Ｌ^* が高い（低い）ほど淡色（濃色）の木質成形材であり、色度ａ^* が高い（低い）ほど赤み（緑み）を帯びた木質成形材であり、色度ｂ^*が高い（低い）ほど黄み（青み）を帯びた木質成形材であることを示す。
図２〜図３における明度Ｌ^* 、色度ａ^* 及び色度ｂ^* は、色彩色差計（ミノルタＣＲ−３００）を用いて計測した値であり、光源の校正は標準イルミナントＤ６５である。

ここで、淡色であり、しかも木材の質感を有する木質成形材は、明度Ｌ^* ＝５５〜７０、色度ａ^* ＝６．０〜７．５、色度ｂ^*＝１７〜２０である。

図２〜図４中、「従来」とは、従来の木質成形材の製造方法で製造された木質成形材の各値を意味する。具体的には、２０重量％のＰＰ１２及びバインダ１３と、８０重量％の人工木粉１１とを混合して製造された木質成形材である。
この木質成形材は黒色又は焦茶色を有する濃色の木質成形材であり、明度Ｌ^* が非常に低い（“４１”）。なお、色度ｂ^* が“１１”と低いが、濃色であるため、目視の場合、青系の色みは目立たない。

また、図２〜図４中、「ＴｉＯ₂ １０重量％」とは、本発明の木質成形材の製造方法において、体質顔料を省いて（０重量％として）製造された木質成形材の各値を意味する。具体的には、２０重量％のＰＰ１２及びバインダ１３と、６５重量％の人工木粉１１と、１０重量％の酸化チタン１４と、５重量％の着色顔料１５を混合して製造された木質成形材である。
この木質成形材は明度Ｌ^* が“５９”と高く、十分に淡色である。色度ａ^* は“７．２”、色度ｂ^*は“１８”であり、木質成形材を目視した場合にも、木材の質感を十分に有する。また、人工木粉１１の配合率が６５重量％と高い。
しかしながら、酸化チタン１４及び着色顔料１５の配合率が夫々１０重量％及び５重量％と高く、製造コストが増大する。

図２〜図４中、「ＴｉＯ₂ ３重量％」とは、本発明の木質成形材の製造方法において、体質顔料を省きつつ、酸化チタン１４及び着色顔料１５の配合率を減少させて製造された木質成形材の各値を意味する。具体的には、２０重量％のＰＰ１２及びバインダ１３と、７５．５重量％の人工木粉１１と、３重量％の酸化チタン１４と、１．５重量％の着色顔料１５とを混合して製造された木質成形材である。

酸化チタン１４及び着色顔料１５の配合率を減少させ、人工木粉１１の配合率を増加させたため、この木質成形材の製造コストは安価である。また、「従来」の木質成形材の明度Ｌ^* に比べて明度Ｌ^* が高く（“５２”）、濃色が改善され、淡色化していることがわかる。
しかしながら、望ましい明度Ｌ^* （“５５”〜“７０”）には達しておらず、濃色が十分に改善されていないことがわかる。更に、色度ａ^*は“６．３”であるが、色度ｂ^* は“１５”であって、望ましい色度ｂ^* （“１７”〜“２０”）よりも低い。

図２〜図４中、「紙粉」「ＣａＣＯ₃ 」「カオリン」とは、本発明の木質成形材の製造方法において、体質顔料として紙粉、炭酸カルシウム、又はカオリンを用いて製造された木質成形材の各値を意味する。具体的には、２０重量％のＰＰ１２及びバインダ１３と、４０重量％の人工木粉１１と、３重量％の酸化チタン１４と、１．５重量％の着色顔料１５と、３５．５重量％の体質顔料とを混合して製造された木質成形材である。
また、「酸性白土」は、木質成形材３２の各値を意味する。

紙粉、炭酸カルシウム、カオリン、及び酸性白土１６個々を体質顔料として用いて製造された木質成形材の明度Ｌ^* は、望ましい明度Ｌ^* （“５５”〜“７０”）に達し、十分に淡色化されていることがわかる。

「紙粉」の木質成形材及び「酸性白土」の木質成形材は、夫々明度Ｌ^* 、色度ａ^* 及び色度ｂ^* が「ＴｉＯ₂１０重量％」の木質成形材の各値に非常に近い（「紙粉」は明度Ｌ^* が“５７”、色度ａ^* が“６．８”、色度ｂ^*が“１８”。「酸性白土」は明度Ｌ^* が“５６”、色度ａ^* が“６．５”、色度ｂ^* が“１７”）。また、目視によっても十分な木材の質感を有している。
ただし、紙粉は酸性白土１６よりも高価（約４倍の価格）であるため、実用上は酸性白土１６を用いてなる木質成形材の方が、より優れている。

炭酸カルシウム及びカオリンは、夫々酸性白土１６と同程度に安価である。しかしながら、「ＣａＣＯ₃ 」の木質成形材及び「カオリン」の木質成形材は、夫々明度Ｌ^*及び色度ａ^* が比較的低く、色度ｂ^* が足りない（「ＣａＣＯ₃ 」は明度Ｌ^*が“５５”、色度ａ^* が“６．２”、色度ｂ^* が“１６”。「カオリン」は明度Ｌ^* が“５５”、色度ａ^*が“６．５”、色度ｂ^* が“１６”）。このため、やはり酸性白土１６を用いてなる木質成形材の方が、より優れている。

「紙粉」「カオリン」「酸性白土」に関し、酸化チタン１４及び着色顔料１５の配合率は一定でありながら色度ａ^* 及び色度ｂ^* が「ＴｉＯ₂ ３重量％」よりも改善されている理由は、紙粉、カオリン及び酸性白土１６が、酸化チタン１４及び炭酸カルシウムのような純白ではなく、赤系及び／又は黄系の色みを帯びているためと考えられる。つまり、着色顔料１５の配合率の低減のためには、純白の顔料、材料等よりは多少赤系及び／又は黄系の色みを帯びた白色系の顔料、材料等が体質顔料として好適である。

表３は、木質成形材の強度として、各木質成形材の曲げ強さ（単位［Ｎ／ｍｍ² ］）を示している。
表３中、「ＴｉＯ₂ ３重量％」、「酸性白土」、「カオリン」、「ＣａＣＯ₃」、「紙粉」及び「ＴｉＯ₂ １０重量％」夫々の木質成形材は、図２〜図４で説明した同名の木質成形材に対応する。
「天然木粉」は、本発明の木質成形材の製造方法において、体質顔料として針葉樹由来の淡色の天然木粉（針葉樹木粉）を用いて製造された木質成形材の各値を意味する。具体的には、２０重量％のＰＰ１２及びバインダ１３と、４０重量％の人工木粉１１と、３重量％の酸化チタン１４と、１．５重量％の着色顔料１５と、３５．５重量％の天然木粉である。

表３に示すように、各木質成形材は十分な曲げ強さを有しているが、特に「酸性白土」及び「カオリン」夫々の値が高い。
また、表には示していないが、「酸性白土」及び「カオリン」夫々は、曲げヤング係数も他に比べて高い。

なお、本実施の形態におけるＰＰ１２及びバインダ１３と、人工木粉１１と、酸化チタン１４と、着色顔料１５と、各種体質顔料との配合率は、炭酸カルシウムを用いて様々な配合率を実験して決定した値である。このため、図２〜図４の明度Ｌ^* 、色度ａ^* 、及び色度ｂ^* 、並びに表３の結果は、配合率の変更、及び複数の体質顔料の混合等によって変化すると考えられる。

また、木質成形材を製造可能な配合率は、実験的に、例えばＰＰ１２及びバインダ１３の配合率を２０重量％とする場合、人工木粉とその他（酸化チタン、着色顔料及び体質顔料）との配合率が、人工木粉８０重量％、その他０重量％の組み合わせから、人工木粉４０重量％、その他４０重量％の組み合わせまでが実用的であるとわかった。

人工木粉８０重量％の場合、木質成形材は濃色であり、人工木粉４０重量％の場合、人工木粉の使用量があまり多くない。このため、更に濃色化を抑え淡色化を維持しつつ人工木粉の配合率を増加させる必要がある。今後、酸化チタン、着色顔料及び体質顔料の配合率を適宜に決定することによって、又は複数の体質顔料を組み合わせるか、酸化チタン以外の白色顔料を用いるかすることによって、人工木粉５０〜６０重量％、その他３０〜２０重量％の組み合わせで実用上十分な木材の質感及び強度を有し、しかも肌荒れ及びパンクが抑制された安価な淡色の木質成形材が製造されることが予想される。

以上のような木質成形材の製造方法は、略従来通りの製造設備及び製造手順で、材料調整時、成型時等、製造時に原料１に加えられる熱を制限することなく、淡色の木質成形材を用いてなる木質成形材３２を製造することができる。
また、体質顔料としては酸性白土１６が最適である。
製造された木質成形材３２は、アミン系ガスの酸性白土１６による吸着及び放散によって、肌荒れ及びパンクが抑制されている。しかも、人工木粉１１が原料１の混合過程でＰＰ１２に被覆されるため、ホルムアルデヒドの発生が抑制される。

なお、木質成形材は板状に限らず、シート状、柱状等に形成してもよい。
また、人工木粉１１の代わりに天然木粉を用いてもよい。この天然木粉は、針葉樹由来であるか広葉樹由来であるかを問わず、間伐材、バーク等を用いてもよい。

更に、酸性白土１６の代わりに、表１に示すように屈折率が高い硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク等を用いてもよい。特に硫酸バリウムは一般的に体質顔料、物性改良剤として用いられており、加工性が高く、空気、熱等に安定である。また、炭酸カルシウム、タルクは酸性白土１６同様、非常に安価である。
更にまた、木質成形材製造装置２が備える金型、スクリュー等の磨耗を抑制し、作業性を向上させるために、酸性白土１６よりも軟質の針葉樹木粉、紙粉、及びカオリン（特に珪酸含有率が低いカオリン）等を用いてもよい。特にカオリンは、表１に示すように屈折率が高く、表２に示すようにアミン系ガスの吸着性が高く、酸性白土１６同様、非常に安価である。

本発明に係る木質成形材の製造方法の説明図である。本発明に係る木質成形材の製造方法で製造された木質成形材の明度を示す特性図である。本発明に係る木質成形材の製造方法で製造された木質成形材の赤−緑方向の色度を示す特性図である。本発明に係る木質成形材の製造方法で製造された木質成形材の黄−青方向の色度を示す特性図である。

符号の説明

１原料
１１人工木粉（木材を用いてなる粉状体）
１２ＰＰ（熱可塑性樹脂）
１３バインダ
１４酸化チタン（白色顔料）
１５着色顔料（着色剤）
１６酸性白土（白色系の体質顔料）
２木質成形材製造装置
２１加熱混合部
２２押出成型部
２３切断部
３１成型物
３２木質成形材

Claims

木材を用いてなる粉状体と、熱可塑性樹脂とを混合して木質成形材を形成する木質成形材の製造方法において、
前記粉状体及び前記熱可塑性樹脂に加えて、白色顔料と、着色剤と、白色系の体質顔料とを混合することを特徴とする木質成形材の製造方法。
前記白色顔料として酸化チタンを用い、
前記着色剤として、赤系及び／又は黄系の着色顔料又は有機染料を用いることを特徴とする請求項１に記載の木質成形材の製造方法。
前記体質顔料として、酸性白土、針葉樹木粉、紙粉、シリカ、マイカ、タルク、クレー、珪藻土、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、ベントナイト、ハイドロタルサイト、ゼオライト、チタン酸バリウム、ケイ砂、及び／又はカオリンを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の木質成形材の製造方法。