JP2764016B2 - 木目模様を有する合成樹脂板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各種建築用材料等に
使用される木目模様を有する熱可塑性合成樹脂板の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】木目模様を有する合成樹脂板の簡易な製
造方法として、たとえば特公平３−５９８０４号公報に
示されるように、適宜木粉を混入した熱可塑性樹脂から
なる成形用樹脂材料を、サーキュラーダイ（丸形ダイ）
により一旦チューブ状に押出し成形したのち、これを押
出方向に切り開き、平板状に展開することによって板状
材料とする方法が公知である。

【０００３】一方、上記のような押出し展開法による合
成樹脂板の製造において、その表面に天然木材に近似し
た木目模様を付与する方法についても、従来種々検討さ
れている。その１つの有力な方法として、特公平３−５
９８０３号公報に示されるように、押出機のサーキュラ
ーダイの樹脂出口の部分に流路を横断する複数個のブリ
ッジ部を設けたものとし、このブリッジ部で樹脂の流れ
が妨げられることを利用して、展開板材の表面に板目模
様を付与せしめたものとする方法が提案されている。

【０００４】しかしながら、この提案方法においては、
サーキュラーダイの樹脂出口であるダイスリットの部分
で樹脂材料が上記ブリッジ部で一旦分流され、そして再
度合流して融着一体化されるものであるため、成形され
た合成樹脂板においてこの融着部分の強度が他の部分の
弱いものとなるおそれがあり、真空成形や圧空成形等の
熱成形に供した場合、熱成形時に破れとか薄肉化を生じ
るおそれがあり、実用上好ましいものではなかった。の
みならず、上記提案方法では、樹脂板の表面肌の仕上が
りが悪いものとなると共に、実際上、木目模様の中でも
板目柄の模様しか良好に付与することができず、外観上
好適視される柾目柄の模様を付与することは困難であっ
た。

【０００５】これに対し、本出願人は、先の出願に係る
特願平６−４０１８６号により、成形用樹脂材料として
木目模様を付与するためのブラウン系等の着色材粒子を
混入したものを用いるものとすると共に、押出し用の丸
形ダイス内の環状樹脂通路の内周面または外周面の一部
に、凹凸状の表面摩擦手段を設けたものとし、樹脂材料
の表面に流動摩擦抵抗を与えることにより、成形物の表
面に前記着色材料の押出し方向に配向された模様をあら
わし、柾目柄を付与せしめるものとする方法を提案し
た。

【０００６】上記の先行提案方法は、所期する柾目模様
の付与効果において十分に満足しうるものであったが、
更に次のような問題点を有することが遺憾とされるとこ
ろであった。

【０００７】即ち、上記の方法によって形成される柾目
模様は、人工木材の表層部分のみにおいて、深さ０．１
〜０．２mm程度の極く浅い範囲に形成されているにすぎ
ない。このため、用途によって人工木材の表面を研磨し
あるいは切削したような場合、柾目模様が簡単に消失し
てしまうおそれがあるという点である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記のよ
うな技術的背景の中で、押出展開法による合成樹脂板の
製造方法において、板面に深さのある程度深いところま
で美麗な木目模様を付与し、板面の研磨加工等によって
も容易に消失することのない木目模様を有するものとす
ること、そしてまた、木目模様を天然木材に近似した変
化のあるものにしたり、外観の良好な柾目柄に形成する
などの選択の自由性のあるものとすること、更にまた板
幅方向において相対的な強度上の著しい弱点部分を残存
せしめないものとすること、以上の諸要請に満足を与え
うる木目模様を有する合成樹脂板の製造方法を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的において、こ
の発明の基本とするところは、木目模様を付与するため
の着色材を混入した成形用樹脂材料を、サーキュラーダ
イを備えた押出機により所定直径のチューブ状に押出し
成形したのち、該押出チューブを円周方向の一個所で押
出方向に切開しかつ展開して平板状の合成樹脂板を得る
方法において、前記サーキュラーダイ内の環状樹脂流路
内に、押出方向の中間部において外周面側および内周面
側の少なくともいずれか一方から内方に突出した多数個
のフィンないし突起を有する抵抗部材を備えたダイを用
い、前記フィンないし突起による成形用樹脂材料中の着
色材の展伸配向により、押出チューブの内外面の少なく
ともいずれか一方に木目模様を付与せしめたものとする
ことを特徴とする木目模様を有する合成樹脂板の製造方
法を要旨とする。

【００１０】更に、上記木目模様をより外観上好ましい
柾目模様のものに形成するためには、前記フィンないし
突起をピッチ１〜３０mmの密な配置に設けるものとする
手段が採用される。

【００１１】更にまた、合成樹脂板を人工木材として天
然木材に近似した加工性と外観を付与するために、成形
用材料として、熱可塑性合成樹脂に前記着色材料ととも
に、樹脂１００重量部に対し木粉１０〜１００重量部を
添加配合したものを用いることが推奨される。

【００１２】以下、この発明の構成を更に添附図面の参
照のもとに詳しく説明する。

【００１３】

【発明の細部構成と作用】先ず、この発明に用いる成形
用樹脂材料は、熱可塑性合成樹脂に好ましくは木粉を混
入した配合物をベース材料とし、これに木目模様を形成
するためのブラウン系等の着色材を配合したものであ
る。

【００１４】上記熱可塑性樹脂としては、特に限定され
るものではないが、具体的には例えばポリ塩化ビニル樹
脂（ＰＶＣ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレ
ン共重合体樹脂（ＡＢＳ）、ポリスチレン樹脂（Ｐ
Ｓ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）等が用いられる。ま
た、木粉は、粒径８０〜３００メッシュ、含水率１〜５
％程度のものが好適に用いられる。その配合量は前記熱
可塑性樹脂１００重量部に対し木粉１０〜１００重量部
程度とするのが好適であり、特に３０〜７０重量部とす
るのが好ましい。

【００１５】着色材は、上記樹脂と木粉との混合物から
なるベース材料よりも濃色に着色された熱可塑性樹脂粉
末あるいはペレットからなるものであり、もとよりベー
ス材料の樹脂と良好な相溶性を有する同質のものを用い
るのが好ましい。ブラウン系着色材の一例として、例え
ばセントラル硝子株式会社製の「ＷＲ−ＰＶＣ、Ｗ−３
２Ｃ、Ｈ２４４」（商品名）を好適物として挙示するこ
とができる。着色材の配合割合は、前記ベース材料１０
０重量部に対し、２〜６重量部、特に好ましくは３〜５
重量部程度とすることにより好結果を得ることができ
る。

【００１６】この発明による合成樹脂板の製造は、上記
のような成形用樹脂材料を用い、図１に示すようにサー
キュラーダイ（２）を装備した押出機（１）により、一
旦チューブ状に押出したのち、この押出しチューブ（1
0）をダイスの出口近くの位置において切断刃（３）に
より円周方向の一部において切断し、これを展開状態に
開いて平板状の合成樹脂板（Ｐ）に成形するものであ
る。展開したのち、内部に残留する応力歪を除去するた
め、更に熱ロールに通して安定化させる補整処理を施す
ものとすることが望ましい。

【００１７】上記サーキュラーダイ（２）は、そのダイ
外殻（４）の内部にスパイダーリング（５）を介してト
ピード（６）ないしマンドレルを支持しており、該トピ
ード（６）と外殻（４）との間に所定の環状の樹脂流路
（７）を形成している。スパイダーリング（５）は、外
輪部（５ａ）を外殻（４）に固定し、内輪部（５ｂ）を
トピード（６）に固定して設けられたもので、環状樹脂
流路（７）の対応部分に図３に示すように周方向に複数
個のスパイダー部（８）を有し、隣接するスパイダー部
（８）（８）間の連通孔（９）によって環状樹脂流路
（７）を連通している。

【００１８】上記は従来のサーキュラーダイと実質的に
同様であり、押出機（１）のシリンダー（１ａ）内でス
クリュー（11）により混練された押出材料は、アダプタ
ー（12）を経由してサーキュラーダイ（２）に送り込ま
れ、トピード（６）によって内面側を画定された環状樹
脂流路（７）に拡開テーパー状の入口側から導入され、
該流路を通過する過程で上記スパイダーリング（５）の
スパイダー部（８）によって一旦分流される。そして環
状樹脂流路（７）の漸次径が縮小された流路部分を経て
出口側のダイスリット（７ａ）部に至る過程で、樹脂材
料は再び合流され、融着一体化されてチューブ状に押出
される。

【００１９】ところで、この発明においては、合成樹脂
板（Ｐ）の板面に任意の木目模様を付与する手段として
ダイ内に１つまたは２つ以上のリング状抵抗部材（13）
（14）を装備したサーキュラーダイ（２）が使用され
る。

【００２０】リング状抵抗部材の１つ（13）は、押出チ
ューブ（10）の内面側に木目模様を付与すべくトピード
（６）側に付設装備されたものであり、他方のリング状
抵抗部材（14）は、押出チューブ（10）の外面側に木目
模様を付与すべくダイ外殻（４）側に付設装備されたも
のである。いずれも、樹脂流路（７）の流れ方向におい
てスパイダーリング（５）の下流側に隣接して配置され
ているが、この位置に限定されるものではない。スパイ
ダーリング（５）の上流側に配置されても良いし、下流
側に離れて配置されても良い。しかしながら、トピード
（６）とダイ外殻（４）との間の環状樹脂流路（７）中
において、その先端のダイスリット（７ａ）部分より上
流側の中間領域部分に配置することが必要である。ダイ
スリット（７ａ）部分に設けるときは、抵抗部材（13）
（14）による掻き傷の影響が板面に強く残り、成形され
る樹脂板（Ｐ）の表面肌が悪いものとなると共に、機械
的強度の点でも弱いものとなるおそれがある。

【００２１】ところで、トピード（６）側の内側抵抗部
材（13）は、図示例においては板目模様を付与するため
のものとして形成されたもので、図４及び図６に示すよ
うに外周面上にピッチ（Ｐ1 ）３０〜１００mm程度の等
間隔または不等間隔に、環状樹脂流路（７）内に突出し
た多数個の抵抗用突起（15）を有する。図示において、
抵抗用突起（15）は、樹脂流路（７）の間隔ないし流路
幅（Ｗ）に対し、高さ（ｈ1 ）２０〜８０％、好ましく
は３０〜５０％程度で、厚さ（ｔ）１〜５mm、好ましく
は２〜３mm程度の平板状に形成することが好ましいが、
円柱状、角柱状、三角形断面のピラミッド状、針状等、
他の形状のものに形成しても良い。

【００２２】抵抗用突起（15）は、環状樹脂流路（７）
内を流れる樹脂材料に流れ抵抗を与え、隣接する突起
（15）（15）間の部分で相対的に樹脂材料の流れが早く
なる結果、隣接する両突起間の部分において板面に着色
材の展伸配向による図７（ｂ）に示すような板目状模様
（Ａ）を付与するものである。従って、隣接する抵抗用
突起（15）（15）間の間隔を周方向において不等間隔に
設定することにより、樹脂板（Ｐ）の幅方向に変化のあ
る板目模様（Ａ）を付与することが可能となり、一層天
然木材の有する板目模様に近似した模様を形成せしめる
ことができる。

【００２３】また、抵抗用突起（15）はそのピッチを小
さくすればするほど、付与する模様を柾目模様に近いも
のに変化させることができる。

【００２４】このことから、他方のダイ外殻（６）側の
外側抵抗部材（14）は、図示例において柾目模様（Ｂ）
を付与するためのものとして形成されたものであり、内
周面上にピッチ（Ｐ2 ）１〜３０mm、好ましくは３〜１
５mmの間隔で、先細の断面三角形状のフィン（16）とし
て多数個突設されたものとなされている。このフィン
（16）の高さ（ｈ2 ）は、樹脂流路（７）の間隔ないし
幅（Ｗ）に対して２０〜９０％、好ましくは４０〜６０
％程度の範囲に形成されるものである。

【００２５】フィンピッチ（Ｐ2 ）は、板面に与える木
目模様の態様を定めるものであり、３０mmをこえるピッ
チとするときは、もはや柾目模様の外観を呈するものと
ならず、それ以下のピッチに設定すべきである。一方、
１mm未満のピッチにするときは、フィンに所要の強度を
付与することができず、あるいはフィン（16）の高さ
（ｈ2 ）が低いものとなるために、深さの深い領域にま
で柾目模様（Ｂ）を付与することができない。好ましく
はピッチ（Ｐ2 ）３〜１５mm程度に設定するのが良い。

【００２６】環状樹脂流路（７）内を流れる樹脂材料
は、その外周面が上記フィン（16）によって流れ抵抗を
受け、樹脂材料中に含まれる着色材が細かいピッチで流
れ方向に筋状に展伸配向される結果、樹脂板（Ｐ）の板
面に図７（ａ）に示すような天然木材に近似した柾目模
様（Ｂ）が付与されるものである。

【００２７】上記図示実施例においては、内外に種類の
異なる２つの抵抗部材（13）（14）を対向状に配置した
例を示したが、板目模様付与用あるいは柾目模様付与用
の同一種類の２つの抵抗部材を配置したものとしても良
い。また２つの抵抗部材（13）（14）を樹脂材料の流れ
方向に設置場所を変えて配置しても良い。更には内外い
ずれか一方の抵抗部材のみを配設し、樹脂板（Ｐ）の片
面のみに板目模様（Ａ）あるいは柾目模様（Ｂ）を付与
せしめるものとしても良い。

【００２８】

【実施例】成形用樹脂材料として、ポリ塩化ビニル樹脂
１００重量部と、平均粒径１００μｍの乾燥木粉３０重
量部との混合物からなるベース材料１００重量部に対
し、ブラウン系着色材（セントラル硝子株式会社製「Ｗ
Ｒ−ＰＶＣ」）４重量部を混合したものを用いた。

【００２９】一方、押出機として、口径５５mm、Ｌ／Ｄ
＝１８の２軸型押出機を用い、これにサーキュラーダイ
（２）を装備した。

【００３０】サーキュラーダイ（２）は、図１に示すよ
うに多数個のスパイダー部（８）を備えたスパイダーリ
ング（５）によってトピード（６）を周方向の複数個所
で支持したものとし、かつ樹脂出口の前方至近位置の一
個所に切断刃（３）を設けたものとした。また、ダイ
（２）の環状ダイスリット（９ｄ）は直径３８０mm、ス
リット幅３．０mmとし、環状樹脂流路（７）の中間部領
域部分の流路幅は１０mmとした。

【００３１】一方、スパイダーリング（４）の後方に隣
接して内外２つの抵抗部材（13）（14）を配設したもの
とした。一方の内側抵抗部材（13）は、周方向の内面に
ピッチ（Ｐ1 ）３０〜６０mmの不等間隔に複数個の抵抗
用突起（高さ３mm、厚さ２mm、長さ３mm）（15）を設け
たものとし、他方の外側抵抗部材（14）は内面の周方向
に、ピッチ（Ｐ2 ）３．５mmの間隔で多数個の先細三角
形断面のフィン（高さ８mm、基端部厚さ１．９２mm、長
さ３mm）（16）を設けたものとした。

【００３２】そして、前記樹脂材料を上記押出機（１）
により、直径３８０mm、肉厚３mmのチューブ（10）に押
出成形した。ここに、押出条件は、押出機のホッパー部
分の温度１７０℃、シリンダー（１ａ）の出口部分の温
度１７５℃、スクリュー（11）の温度１７０℃、アダプ
ター（12）の温度１７５℃、サーキュラーダイ（２）の
温度１８０℃、スクリューの回転速度２０rpm に設定し
た。

【００３３】次いで、サーキュラーダイ（２）から押出
された成形チューブ（10）を、ダイス出口近傍に設けた
切断刃（３）により周方向の一箇所で切り開き、シート
状に展開したのち、放冷硬化させて幅１０５０mm、厚さ
３mmの平板状の合成樹脂板（Ｐ）製品を得た。

【００３４】この合成樹脂板（Ｐ）は、図２及び図７に
示すように押出チューブ（10）の外面による表面側にお
いて天然木材に近似した美麗な柾目模様（Ｂ）を有し、
押出チューブ（10）の内面による裏面側に板幅方向に不
等間隔に並んだ板目模様（Ａ）を有するものであった。

【００３５】そこで、この合成樹脂板材（Ｐ）の表面及
び裏面のそれぞれについて、１．０mmの深さまで平均に
研磨したところ、いずれの面においてもそれぞれ柾目模
様（Ｂ）及び板目模様（Ａ）が消失することなく美麗な
状態に残存するものであった。

【００３６】

【発明の効果】請求項１によるこの発明においては、木
目模様を有する合成樹脂板の押出展開法による製造にお
いて、前述のように該合成樹脂板の表面に、板目状ある
いは柾目状の木目模様を、板面の比較的深い位置にまで
有する合成樹脂板を得ることができる。しかも、サーキ
ュラーダイ内の環状樹脂流路の中間部領域内で樹脂材料
の表面部にフィンないし抵抗用突起で抵抗を与えること
によって上記木目模様を付与するものであるから、ダイ
スリットから出てきた時点においては押出チューブの表
面肌は良好な状態に修復されたものとなり、外観上及び
強度上良好な合成樹脂板を得ることができる。かつフィ
ンないし抵抗用突起のピッチを変えることで、板目模様
と柾目模様の変化も自由な選択により付与することが可
能になる。更に、請求項２においては、合成樹脂板の板
面に、外観上好ましい柾目模様を付与したものとするこ
とができると共に、該柾目模様は表面研磨等によっても
消失することのないものとすることができる。

【００３７】更にまた請求項３においては、切断、切削
等の木材と同様の良好な加工性を有し、かつ木肌に近似
した外観風合を有する人工木材としての使用適性に一段
と優れた合成樹脂板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施に用いるサーキュラーダイを備
えた押出機の概略縦断面図である。

【図２】押出チューブを切り開いて板状に展開する態様
を示した斜視図である。

【図３】図１の III−III 線の断面図である。

【図４】図１のIV−IV線の断面図である。

【図５】外側抵抗部材の一部拡大断面図である。

【図６】内側抵抗部材の一部拡大断面図である。

【図７】製造される合成樹脂板の両面の模様態様を示す
ものであって、（ａ）は表面図、（ｂ）は裏面図であ
る。

【符号の説明】

１…押出機 ２…サーキュラーダイ ３…切断刃 ４…ダイ外殻 ６…トピード ７…環状樹脂流路 １０…押出チューブ １３…内側抵抗部材 １４…外側抵抗部材 １５…抵抗用突起 １６…フィン Ｐ…合成樹脂板 Ａ…板目模様 Ｂ…柾目模様

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 511:14 Ｂ２９Ｌ 7:00 (56)参考文献 特公 平３−59803（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−59804（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B27N 3/28

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木目模様を付与するための着色材を混入
   した成形用樹脂材料を、サーキュラーダイを備えた押出
   機により所定直径のチューブ状に押出し成形したのち、
   該押出チューブを円周方向の一個所で押出方向に切開し
   かつ展開して平板状の合成樹脂板を得る方法において、 前記サーキュラーダイ内の環状樹脂流路内に、押出方向
   の中間部において外周面側および内周面側の少なくとも
   いずれか一方から内方に突出した多数個のフィンないし
   突起を有する抵抗部材を備えたダイを用い、 前記フィンないし突起による成形用樹脂材料中の着色材
   の展伸配向により、押出チューブの内外面の少なくとも
   いずれか一方に木目模様を付与せしめたものとすること
   を特徴とする木目模様を有する合成樹脂板の製造方法。
2. 【請求項２】 フィンないし突起をピッチ１〜３０mmの
   密な配置に設けることにより、押出チューブに柾目模様
   を付与することを特徴とする請求項１に記載の木目模様
   を有する合成樹脂板の製造方法。
3. 【請求項３】 成形用樹脂材料は、熱可塑性樹脂１００
   重量部に対し木粉１０〜１００重量部を更に配合したも
   のを用いる請求項１ないし３に記載の木目模様を有する
   合成樹脂板の製造方法。