JP3597642B2

JP3597642B2 - Method for producing molded article having woody feel

Info

Publication number: JP3597642B2
Application number: JP18476296A
Authority: JP
Inventors: 有康杉田; 照雄藤本; 勝人兼平
Original assignee: Tokuyama Sekisui Co Ltd
Current assignee: Tokuyama Sekisui Co Ltd
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2016-07-15
Also published as: JPH1030032A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然木に極めて近い手触り感と、木目模様を有する成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塩化ビニル樹脂を用いて木目模様を有する成形品を得る方法としては、従来から多くの提案がなされている。
【０００３】
例えば、特開平７−１９５４８４号公報には、特殊な処理を施した木粉と顔料とを塩化ビニル樹脂に添加して成形する方法が提案されているが、この成形品は比重が１．３〜１．４であるため、天然木に近い手触り感がなく、また切削加工性や釘打ち特性も良くない。
【０００４】
また、特公平４−４９８６３号公報には、塩化ビニル樹脂を主体とする樹脂に木粉を混入して発泡させる方法が提案されている。この方法では発泡によって得られた成形品の手触り感や切削加工性、釘打ち特性等は改善されているが、天然木に似た木目を得ることは困難である。
【０００５】
特公昭４９−１８６２６号公報、特公昭５７−５５７３５号公報、特公昭６３−５３２１６号公報等には、可塑化温度や溶融粘度の違う樹脂原料を混合して成形する方法で木目模様を発現させる提案がなされているが、これらの成形品はいずれも、表面光沢があり、外観的にはプラスチックの感じを与え、木質感には遠い、といった問題がある。また、可塑化温度や溶融粘度の違う樹脂原料を多種準備する必要があり、工程的にコスト高になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、天然木に極めて近い手触り感と、木目模様を有する成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、重合度５００〜１０００の塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、木粉１０〜４５重量部及び発泡剤を混練してなり、溶融開始温度が１５０〜１６０℃であるペレットＡと、ペレットＡで用いた塩化ビニル系樹脂よりも重合度が１００〜５００大きい塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し、木粉１０〜４５重量部、発泡剤及び顔料を混練してなり、溶融開始温度がペレットＡよりも５〜２０℃高いペレットＢとを、ペレットＡ５０〜９９重量％とペレットＢ５０〜１重量％の比率で混合し、該混合物を押出発泡成形することにより、比重が０．７〜１となることを特徴とする木質感を有する成形品の製造方法である。
【０００８】
本発明において用いられる塩化ビニル系樹脂としては、ポリ塩化ビニルの他に、塩素化ポリ塩化ビニル；塩化ビニルに酢酸ビニル、アクリル系単量体等を共重合した樹脂等が挙げられる。
【０００９】
ペレットＡに用いられる塩化ビニル系樹脂の重合度としては、５００未満では溶融時の粘度が小さく均一な発泡体が得られず、１０００を越えると溶融粘度が高すぎ発泡剤から分解したガスが樹脂内に保持されにくくなり、ガス抜けが起こりやすくなるので、５００〜１０００に限定される。
【００１０】
ペレットＡの溶融開始温度は、１５０℃未満では押出発泡成形時にペレットＢとの混合が均一になり過ぎ木目模様が得られず、１６０℃を越えると模様が木目でなく島模様となるため、１５０〜１６０℃に限定される。
【００１１】
上記溶融開始温度は、ハーケ社製プラストミル（型式、レオコード９０）を用い、試料の投入量５５ｇ、回転数３０ｒｐｍ、昇温速度を１２０℃から５℃／分として試料を溶融させ、トルクが急速に上昇する温度から求めた値である。
【００１２】
上記溶融開始温度は、用いられる塩化ビニル系樹脂の重合度に大きく依存する特性であるが、添加する滑剤の種類及び量によって調整することができる。
【００１３】
ペレットＢに用いられる塩化ビニル系樹脂の重合度としては、ペレットＡで用いられた塩化ビニル系樹脂の重合度より大きいものが用いられる。その差異としては、１００未満では、押出発泡成形時にペレットＡとペレットＢとの混合が均一になり過ぎ木目模様が得られず、５００を越えると模様が木目でなく島模様となるため、１００〜５００が好ましい。
【００１４】
ペレットＢの溶融開始温度は、ペレットＡの溶融開始温度よりも５℃未満の高さでは木目模様が発現しにくくなり、２０℃を越えて高くなると島模様となるため、ペレットＡの溶融開始温度よりも５〜２０℃より高い温度に限定され、５〜１０℃高い温度が好ましい。
【００１５】
本発明で用いられる木粉は、例えば、杉、ラワン、もみ、栂、檜等の針葉樹から得られたものが適している。目的によっては広葉樹から得られたものも使用できる。上記木粉は木材を微粉化したものであるが、木材の微粉化には、チップ状にした木材を乾式粉砕機を用いて微粉化するのが一般的である。さらに、木粉としておがくずやもみ殻を微粉化したもの、パーティクルボードの表面研磨から生じる粉末等も使用できる。
【００１６】
上記木粉の平均粒径は、５０μｍ未満では工程中に変色して薄色が得られにくくなり、２５０μｍを越えると表面状態が悪化して木質感が得にくくなるので、５０〜２５０μｍが好ましい。
【００１７】
上記木粉の含水分としては、１重量％未満では木粉を取り扱う工程で粉塵爆発の危険性が大きくなり、１０重量％を越えると押出発泡成形工程で水分のために異常発泡が生じ、大きな気泡が表面に現れ外観を悪化させるので、１〜１０重量％が好ましい。
【００１８】
前記ペレットＡに用いられる塩化ビニル系樹脂には、上記木粉と発泡剤が添加される。また、ペレットＢに用いられる塩化ビニル系樹脂には、上記木粉、発泡剤及び顔料が添加される。さらに、ペレットＡ及びペレットＢには押出発泡成形を容易にするため必要に応じ、従来公知の安定剤、滑剤、加工助剤、充填剤等が添加される。
【００１９】
上記滑剤としては、例えば、ステアリン酸鉛、ポリエチレンワックス等が用いられる。
【００２０】
上記発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、重曹等が用いられる。使用する発泡剤の量としては、得られる成形品の比重が０．７未満では強度が不足し、１を越えると木質感が低下するので、０．７〜１となるよう添加量が調整される。
【００２１】
上記充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、タルク等が用いられる。
【００２２】
ペレットＢに用いられる顔料としては、従来公知の塩化ビニル樹脂用の顔料であり、所望の木目模様に応じて、イエロー、オレンジ、ブラウン、レッド等の色の顔料が、単独又は併用して用いられる。また、所望の色調に応じてペレットＡにも淡色の、例えば、白色顔料を用いても構わない。
【００２３】
上記ペレットの作成には、従来公知の混合機、押出機が使用される。まず、塩化ビニル系樹脂と安定剤、滑剤、加工助剤、発泡剤、充填剤、顔料等の配合剤が混合機で混合される。混合機としては、例えば、スーパーミキサー、バンバリーミキサー等が挙げられる。混合機で混合された混合物は、混練押出機で細い棒状に押し出されペレットに切断される。
【００２４】
本発明に用いられるペレットＡとペレットＢとの混合比率は、ペレットＢの比率が１重量％未満では安定した木目模様が得られず、５０重量％を越えると表面状態が悪化しやすくなるので、ペレットＡ５０〜９９重量％とペレットＢ５０〜１重量％の比率に限定される。
【００２５】
本発明における押出発泡成形に用いられる装置は、通常の塩化ビニル樹脂の押出発泡成形に用いられる押出機が用いられる。ブレーカーも通常用いられる形状のものをそのまま用いることができる。
【００２６】
【作用】
本発明の製造方法においては、ペレットＡとペレットＢには、用いられる塩化ビニル系樹脂の重合度に差異が設けられており、また、両ペレットの溶融開始温度にも差異があるため、押出発泡成形工程中において、押出機内での溶融開始に時間差が生じ、このため、従来の木粉含有発泡成形では得られなかったような木目模様が発現する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を説明する。
１．ペレットＡの調製
表１に記した成分を、スーパーミキサーにて１１０℃で５分混合し、その後３０ｍｍ２軸押出機を用いてペレットを作成した。ただし、発泡倍率の調整は発泡剤量を加減し、成形品の比重を０．７５、０．８０、０．８５、０．９０、０．９５とするために、発泡剤アゾジカルボンアミドの量を、それぞれ、０．５、０．４５、０．４０、０．３５、０．３０、０．３０とした。また、前記方法で測定した溶融開始温度は表１の通りである。
【００２８】
【表１】

【００２９】
２．ペレットＢの調製
表２に記した成分を用い、ペレットＡと同様の方法で作成した。得られた各ペレットＢの溶融開始温度は表２に示す。
【００３０】
【表２】

【００３１】
３．押出発泡成形
ペレットＡとペレットＢとを所定の比率でブレンドした後、３０ｍｍ単軸押出機を用いて回転数４０ｒｐｍにて押出発泡成形した。ブレーカーとして蜂の巣状の径２ｍｍφ×長さ２０ｍｍを用い、金型には２５ｍｍ×２ｍｍの平板成形用を用い、サイジングダイとして３０ｍｍ×５ｍｍの寸法のものを用いた。
成形温度はスクリューの根元部１５０℃、中央部１６０℃、先端部１７５℃、金型１８０℃とした。
【００３２】
４．評価
得られた成形品について、比重と、下記の評価方法に従って木質感及び木目模様を評価した。
木質感：目視と手触りで判断し、天然木に酷似しているものからプラスチック様のものまでを、次の通り評価した。
あたたかみのある天然木に酷似 ◎
木の感触がある ○
プラスチック様で冷たい感じがする ×
【００３３】
木目模様：鮮明に木目模様が発現しているものから、混ざり合って模様が発現しないものまでを、次の通り評価した。
鮮明に木目模様が発現 ◎
木目模様が発現 ○
模様の濃淡がはっきりしない △
全く混ざり一色になる ×
【００３４】
実施例１〜７
ペレットＡとペレットＢとを、表３の比率（重量％）で用いて押出発泡成形し、得られた成形品を評価した。評価結果は表３に示した。
【００３５】
【表３】

【００３６】
実施例８
実施例１のペレットＡ、Ｂともに、木粉の使用量を３０重量部としたほかは、実施例１と同様にして成形品を得た。得られた成形品の比重は０．９５であり、木質感、木目模様ともに◎であった。
【００３７】
比較例１〜７ペレットＡとペレットＢとを、表４の比率（重量％）で用いて押出発泡成形し、得られた成形品を評価した。評価結果は表４に示した。比較例６では、ペレットＡ、Ｂともに発泡剤を配合しないものを用いた。
【００３８】
【表４】

【００３９】
比較例８
実施例１のペレットＡ、Ｂともに、木粉の使用量を５重量部としたほかは、実施例１と同様にして成形品を得た。得られた成形品の比重は０．８０であり、木目模様は○であったが、木質感は×であった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の製造方法の構成は、上記のとおりであり、本発明によると、天然木に極めて近い手触り感と、木目模様を有する成形品を得ることができる。得られた成形品は、住宅の廻り縁、幅木、階段の手すり、腰板、家具の化粧版等に有利に使用できる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a molded article having a feel very close to that of natural wood and a grain pattern.
[0002]
[Prior art]
Many methods have been proposed for obtaining a molded article having a grain pattern using a vinyl chloride resin.
[0003]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-195484 proposes a method in which wood powder and a pigment which have been subjected to a special treatment are added to a vinyl chloride resin and molded, and the molded product has a specific gravity of 1.3. Since it is ~ 1.4, there is no feeling of touch close to that of natural wood, and the cutting workability and nailing properties are not good.
[0004]
Japanese Patent Publication No. 4-49863 proposes a method in which wood powder is mixed into a resin mainly composed of a vinyl chloride resin and foamed. In this method, the texture, cutting workability, nailing characteristics, etc. of the molded article obtained by foaming are improved, but it is difficult to obtain a grain similar to natural wood.
[0005]
JP-B-49-18626, JP-B-57-55735, and JP-B-63-53216 disclose a wood grain pattern by a method of mixing and molding resin materials having different plasticizing temperatures and melt viscosities. Although proposals have been made, all of these molded articles have a problem that they have surface gloss, give a plastic appearance in appearance, and are far from woody. In addition, it is necessary to prepare various kinds of resin raw materials having different plasticizing temperatures and melt viscosities, which increases the cost in the process.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a molded article having a feel very close to that of natural wood and a grain pattern.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is based on 100 parts by weight of a vinyl chloride resin having a degree of polymerization of 500 to 1000, kneading 10 to 45 parts by weight of wood flour and a foaming agent, and pellet A having a melting start temperature of 150 to 160 ° C. A mixture of 10 to 45 parts by weight of wood flour, a foaming agent and a pigment with respect to 100 parts by weight of a vinyl chloride resin having a degree of polymerization of 100 to 500 greater than the vinyl chloride resin used in the pellet A, and a melting start temperature. Are mixed at a ratio of 50 to 99% by weight of pellets A and 50 to 1% by weight of pellets B, and the mixture is extruded and foamed to have a specific gravity of 0.7 to 1 is a method for producing a molded article having a woody feel, which is characterized by being 1.
[0008]
Examples of the vinyl chloride resin used in the present invention include, in addition to polyvinyl chloride, chlorinated polyvinyl chloride; a resin obtained by copolymerizing vinyl chloride with vinyl acetate, an acrylic monomer, and the like.
[0009]
If the degree of polymerization of the vinyl chloride resin used in the pellet A is less than 500, a homogeneous foam cannot be obtained because the viscosity at the time of melting is small, and if it exceeds 1,000, the gas decomposed from the foaming agent is too high and the gas decomposed from the foaming agent becomes resin. Is limited to 500 to 1000 because it is difficult to be held in the inside and gas escape easily occurs.
[0010]
If the melting start temperature of the pellet A is less than 150 ° C., the mixture with the pellet B is too uniform at the time of extrusion foaming, and a wood grain pattern cannot be obtained. If it exceeds 160 ° C., the pattern becomes an island pattern instead of a wood grain. Limited to ~ 160 ° C.
[0011]
The melting start temperature is determined by using a Plastmill (model: Rheocord 90) manufactured by Haake Co., Ltd., and the sample is melted at a charging amount of 55 g, a rotation speed of 30 rpm, and a heating rate from 120 ° C. to 5 ° C./min. This is a value obtained from the rising temperature.
[0012]
The melting start temperature is a characteristic that largely depends on the degree of polymerization of the vinyl chloride resin used, but can be adjusted by the type and amount of the lubricant to be added.
[0013]
As the degree of polymerization of the vinyl chloride resin used in the pellet B, a degree higher than the degree of polymerization of the vinyl chloride resin used in the pellet A is used. If the difference is less than 100, the mixture of the pellets A and B becomes too uniform at the time of extrusion foaming, and a grain pattern is not obtained. If the difference exceeds 500, the pattern becomes not a grain but an island pattern. 500 is preferred.
[0014]
When the melting start temperature of the pellet B is lower than 5 ° C. from the melting start temperature of the pellet A, the grain pattern is hardly developed, and when the melting temperature is higher than 20 ° C., an island pattern is formed. It is limited to a temperature higher than 5 to 20 ° C, and a temperature higher by 5 to 10 ° C is preferable.
[0015]
As the wood flour used in the present invention, for example, wood flour obtained from conifers such as cedar, lauan, fir, toga, and cypress is suitable. Depending on the purpose, those obtained from hardwood can also be used. The wood flour is obtained by pulverizing wood. Generally, wood is pulverized into fine chips using a dry pulverizer. Further, sawdust and rice hulls obtained by pulverizing wood powder, powder generated from the surface polishing of particle board, and the like can also be used.
[0016]
If the average particle size of the wood flour is less than 50 μm, discoloration occurs during the process to make it difficult to obtain a light color, and if it exceeds 250 μm, the surface condition deteriorates and it becomes difficult to obtain a woody feel.
[0017]
When the water content of the wood flour is less than 1% by weight, the risk of dust explosion in the process of handling the wood flour increases. Since air bubbles appear on the surface and deteriorate the appearance, 1 to 10% by weight is preferable.
[0018]
The wood powder and the blowing agent are added to the vinyl chloride resin used for the pellet A. The above-mentioned wood flour, a foaming agent and a pigment are added to the vinyl chloride resin used for the pellet B. Furthermore, conventionally known stabilizers, lubricants, processing aids, fillers, and the like are added to the pellets A and B as necessary to facilitate extrusion foaming.
[0019]
As the lubricant, for example, lead stearate, polyethylene wax and the like are used.
[0020]
As the foaming agent, for example, azodicarbonamide, baking soda and the like are used. When the specific gravity of the obtained molded article is less than 0.7, the strength is insufficient, and when it exceeds 1, the woody feeling is reduced. You.
[0021]
As the filler, for example, calcium carbonate, talc and the like are used.
[0022]
The pigment used for the pellet B is a conventionally known pigment for a vinyl chloride resin, and depending on the desired grain pattern, a pigment of a color such as yellow, orange, brown, or red is used alone or in combination. . Further, a pale color, for example, a white pigment may be used for the pellet A according to a desired color tone.
[0023]
Conventionally known mixers and extruders are used for preparing the pellets. First, a vinyl chloride resin and a compounding agent such as a stabilizer, a lubricant, a processing aid, a foaming agent, a filler, and a pigment are mixed by a mixer. Examples of the mixer include a super mixer and a Banbury mixer. The mixture mixed by the mixer is extruded into a thin rod by a kneading extruder and cut into pellets.
[0024]
When the mixing ratio of the pellets A and the pellets B used in the present invention is less than 1% by weight, a stable grain pattern cannot be obtained, and when the mixing ratio exceeds 50% by weight, the surface state tends to be deteriorated. The ratio is limited to 50 to 99% by weight of pellet A and 50 to 1% by weight of pellet B.
[0025]
As an apparatus used for extrusion foaming in the present invention, an extruder used for ordinary extrusion foaming of vinyl chloride resin is used. A breaker having a commonly used shape can be used as it is.
[0026]
[Action]
In the production method of the present invention, the pellet A and the pellet B are provided with a difference in the degree of polymerization of the vinyl chloride resin used, and there is also a difference in the melting start temperature of both pellets. During the molding process, there is a time difference in the start of melting in the extruder, and therefore, a wood grain pattern which cannot be obtained by the conventional wood powder-containing foam molding appears.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, examples of the present invention will be described.
1. Preparation of pellet A The components described in Table 1 were mixed at 110 ° C for 5 minutes using a super mixer, and then pellets were formed using a 30 mm twin screw extruder. However, in order to adjust the expansion ratio, the amount of the blowing agent azodicarbonamide is adjusted so that the specific gravity of the molded product is adjusted to 0.75, 0.80, 0.85, 0.90, 0.95 by adjusting the amount of the blowing agent. Were set to 0.5, 0.45, 0.40, 0.35, 0.30, and 0.30, respectively. Table 1 shows the melting start temperature measured by the above method.
[0028]
[Table 1]

[0029]
2. Preparation of pellet B Using the components shown in Table 2, it was prepared in the same manner as pellet A. Table 2 shows the melting start temperatures of the obtained pellets B.
[0030]
[Table 2]

[0031]
3. Extrusion foaming After pellets A and B were blended at a predetermined ratio, extrusion foaming was performed at a rotation speed of 40 rpm using a 30 mm single screw extruder. As a breaker, a honeycomb shape having a diameter of 2 mmφ and a length of 20 mm was used, a mold used for forming a flat plate of 25 mm × 2 mm, and a sizing die having a size of 30 mm × 5 mm were used.
The molding temperature was 150 ° C. at the root of the screw, 160 ° C. at the center, 175 ° C. at the tip, and 180 ° C. in the mold.
[0032]
4. Evaluation The obtained molded article was evaluated for specific gravity and wood texture and grain pattern according to the following evaluation methods.
Woody feeling: Judgment was made by visual inspection and touch, and those very similar to natural wood to plastic-like were evaluated as follows.
Very similar to warm natural wood ◎
There is a feeling of wood ○
It feels cold like plastic ×
[0033]
Wood grain pattern: From those where the wood grain pattern was clearly expressed to those where the pattern was not mixed and the pattern did not appear were evaluated as follows.
Wood grain pattern appears clearly ◎
Wood pattern appeared ○
The shading of the pattern is not clear △
It becomes completely mixed and one color ×
[0034]
Examples 1 to 7
The pellets A and B were extruded and foamed using the ratio (% by weight) shown in Table 3, and the obtained molded products were evaluated. The evaluation results are shown in Table 3.
[0035]
[Table 3]

[0036]
Example 8
A molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of wood powder used was 30 parts by weight for both the pellets A and B of Example 1. The specific gravity of the obtained molded product was 0.95, and both the wood texture and the grain pattern were ◎.
[0037]
Comparative Examples 1 to 7 Pellets A and pellets B were extruded and foamed using the ratios (% by weight) shown in Table 4, and the obtained molded products were evaluated. The evaluation results are shown in Table 4. In Comparative Example 6, the pellets A and B both contained no foaming agent.
[0038]
[Table 4]

[0039]
Comparative Example 8
A molded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of wood powder used in each of the pellets A and B in Example 1 was 5 parts by weight. The specific gravity of the obtained molded product was 0.80, the grain pattern was ○, but the wood texture was ×.
[0040]
【The invention's effect】
The configuration of the production method of the present invention is as described above. According to the present invention, a molded article having a feeling of touch very close to that of a natural tree and a grain pattern can be obtained. The obtained molded article can be advantageously used for a peripheral edge of a house, a skirting board, a handrail of a stair, a waistboard, a decorative version of furniture, and the like.

Claims

For 100 parts by weight of a vinyl chloride resin having a degree of polymerization of 500 to 1000, 10 to 45 parts by weight of wood flour and a foaming agent are kneaded, and a melting start temperature is 150 to 160 ° C. 100 to 500 parts by weight of vinyl chloride resin having a degree of polymerization of 100 to 500 greater than the used vinyl chloride resin, 10 to 45 parts by weight of wood flour, a foaming agent and a pigment are kneaded, and the melting start temperature is higher than that of pellet A. Pellets B, which are 5 to 20 ° C. higher, are mixed at a ratio of 50 to 99% by weight of pellets A and 50 to 1% by weight of pellets B, and the specific gravity becomes 0.7 to 1 by extrusion foaming the mixture. A method for producing a molded article having a woody feel, characterized by the following.