JP4092444B2 - 成形品製造方法および成形品製造用混練装置 - Google Patents

成形品製造方法および成形品製造用混練装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は樹脂成形装置および樹脂成形方法、更に詳しくは、顔料を含有したプラスチックにおいて、はっきりした表面模様を呈するとともに強度を著しく低下させないように成形する技術に関する。
【０００２】
【先行技術】
樹脂に顔料を混入して色柄を呈する成形品を製造する技術は、古くから知られている。その中でも代表的なのは、樹脂に天然木材の粉末（木粉）を混合していわゆる木プラといわれる成形品を作製する技術であり、さまざまなものが提供されてきた。
その中からＰＣＴ ＪＰ９４／００３５１号（国際公開番号；ＷＯ９４／２０２８０号）に記載された「セルロース系微粉粒、木質様成形品および木質様製品」の技術について簡単に説明する。
【０００３】
原料としてのセルロース材を粉砕して得た粉砕粉を磨砕処理して嵩比重を高めた粉粒とし、この粉粒の外周面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒とし、この固定粒に樹脂及び顔料を混合し、かつ溶融させ、その後または溶融と同時に押出成形または射出成形により所望形状に成形する。
この技術によれば、天然の木の木目に極めて近い模様を表面に有し、しかも手触り感等の風合いも天然の木に近い木質様製品の製造方法及び木質様製品を提供することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の技術に限らず、樹脂成形品に色合いを持たせることと、樹脂成形品の強度を保つこととの間には、両立させにくいという事実があった。すなわち、樹脂成形品に色合いを持たせるためには樹脂の混練を不十分な状態とするとよいのであるが、そうすると成形品の強度が低下してしまう。一方、混練を十分に行うと成形品の強度を上げられるが、色合いが薄れてしまう、ということである。
【０００５】
本願発明が解決すべき課題は、樹脂成形品に色合いを持たせることと、樹脂成形品の強度の著しい低下を回避することとを両立させた技術を提供することである。
ここで、請求項１ないし請求項４記載の発明の目的は、強度を著しく低下させることなくはっきりとした色柄模様を出すことができる成形品製造方法を提供することにある。
【０００６】
また、請求項５ないし請求項１１記載の発明の目的は、強度を著しく低下させることなくはっきりとした色柄模様を出すことができる押出成形用混練装置を提供することにある。
更に詳しく、各発明の目的を列挙する。
請求項１記載の発明は、強度を著しく低下させることなくはっきりとした色柄模様を出すことができ、木質感のある成形品の製造方法を提供することである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、模様のはっきりした成形品を製造することができる製造方法を提供することである。
請求項３記載の発明は、製造に関する制御が簡単である製造方法を提供することである。
【０００８】
請求項４記載の発明は、リサイクルに貢献する成形品の製造方法を提供することである。
請求項５記載の発明は、製造に要するエネルギーを抑えることができる押出成形用混練装置を提供することである。
請求項６、請求項７、請求項９、請求項１０および請求項１１記載の発明は、模様のはっきりした成形品を製造することができる製造方法を提供することである。
【０００９】
請求項８記載の発明の目的は、既存設備を最大限活用できる押出成形用混練装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した目的を達成するためのものである。
（請求項１）
請求項１記載の発明は、成形品を形成するための金型の手前側に位置させたメインシリンダー(11)と、樹脂材料(20)の混練および金型への送り出しを行うために当該メインシリンダー(11)内において回転するメインスクリュー(12)とを備えた押出成形用混練装置(10)を用いた成形品製造方法において、金型への送り出し直前においてメインシリンダー(11)内壁側に位置する外側樹脂材料(21)と、メインスクリュー(12)側に位置する内側樹脂材料(22)とのそれぞれに、セルロース材を粉砕して得た粉砕粉の外周面に、該粉砕粉よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させたものを混合するとともに、金型への送り出し直前において、メインシリンダー(11)内壁側に位置する外側樹脂材料(21)は溶融状態とし、メインスクリュー(12)側に位置する内側樹脂材料(22)は軟化温度以上溶融温度以下となるように制御したことを特徴とする成形品製造方法である。
【００１１】
「メインシリンダー(11)」にいう「メイン」とは、例えば多層成形においてはどれかひとつのシリンダーであり、単層成形にあっては唯一のシリンダーである。
また、「メインスクリュー(12)」にいう「メイン」とは、そのメインシリンダーに内装されるスクリューの意であり、メインシリンダーに複数のスクリューを用いる場合には、それら全てのスクリューのことである。
【００１２】
「金型への送り出し直前における樹脂材料(20)を、メインシリンダー(11)内壁側に位置する外側樹脂材料(21)は溶融状態とするとともに、メインスクリュー(12)側に位置する内側樹脂材料(22)は軟化温度以上溶融温度以下となるように制御」する具体的な手段としては、例えば、メインシリンダーやメインスクリューを暖めるヒーター装置の温度制御を行う手段、メインシリンダー内壁側に位置する樹脂材料の粒径をメインスクリュー側に位置する樹脂材料の粒径よりも小さくする手段、などがある。
【００１３】
（用語説明）
ここで、「樹脂材料」とは、樹脂成形品をつくる際に使用する材料のことであり、例えば熱可塑性樹脂たるポリ塩化ビニルなどがある。基材となる樹脂のみのものであっても樹脂材料であるが、樹脂に木粉（セルロース材）を含ませれば、いわゆる木プラ成形に用いられる樹脂材料となる。
【００１４】
木プラ成形に用いられる樹脂材料においては、粉末の樹脂に木粉を混合した粉末状態のものの他、木粉を樹脂に混合してペレット状としたものが用いられることが多い。更に、木目調の柄を出すため、「樹脂材料」を木粉および樹脂に加えて顔料の混合物とするも多い。その場合、顔料は一種類でもよい場合もあるが、複数種類を用いることもある。顔料を複数種類用いる場合、顔料を異ならせた複数種類のペレットを用意しておき、それらを混合する「樹脂材料」とすることができる。
固定粒を作製するのに使用するセルロース材とは、通常、天然木材であり、おがくずなどであるが、稲藁、バカスなどでもよい。「粉砕粉の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定」させて固定粒を形成する方法とは、例えばボールミルによるすり潰し、ミキサーによる高速攪拌の長時間実行などの方法がある。このような方法により、セルロース材の繊維の毛羽立ちが減少する。セルロース材の繊維の毛羽立ちを取る処理を、表面粒の固定とは別に行ってもよい。
「表面粒」とは、金属、金属の化合物、例えば酸化チタン、フェライト、アルミニウム、ニッケル、銀、炭酸カルシウムや、非金属、例えばセラミックなどである。樹脂に混合する固定粒の全体に対する割合は、通常３０重量％を越えないようにしている。溶融して成形する際の流動性が悪くなり、成形に支障がある場合があるからである。
樹脂材料たる「固定粒を樹脂に混合したもの」は、粉末状としてもよいし、ペレット状に予め成形したものであってもよい。木目調の柄を出すため、顔料は一種類でもよい場合もあるが、複数種類を用いることが多い。顔料を複数種類用いるため、「固定粒に樹脂及び顔料を混合したもの」における顔料を異ならせた複数種類のペレットを用意しておき、それらを混合して「樹脂材料」とすることができる。
樹脂材料における木粉を固定粒としたので、天然の木の木目に極めて近い模様を表面に有し、しかも手触り感等の風合いも天然の木に近い木質様製品を製造できる。
【００１５】
（作用）
金型への送り出し直前における樹脂材料(20)のうち、外側樹脂材料(21)を溶融状態とするので、メインシリンダー(11)の内壁と内側樹脂材料(22)とに挟まれながら、メインシリンダー (11) の内壁にこすられて混合が行われる。やがてメインスクリュー(12)の先端から金型へ送り出される際に、メインシリンダー(11)の内壁とメインスクリュー(12)の先端部分とに挟まれて送り出される。
【００１６】
一方、内側樹脂材料(22)は軟化温度以上溶融温度以下となるように制御されるので、混合があまり行われない状態で金型へ送り出される。樹脂材料(20)のうち外側樹脂材料(21)は混合されているので、成形品を構成する樹脂の全てが不十分な混合しかなされていないもののように、強度を著しく低下させることはない。
外側樹脂材料(21)にはセルロース材が含まれているので、木質感が表面に現れる成形品となる。また、外側樹脂材料(21)だけでなく、内側樹脂材料(22)にもセルロース材が含まれているので、成形品全体に木質感のある成形品を提供できる。さらに、内側樹脂材料(22)に混合するセルロース材に対して、粉砕および表面粒の固定を行っているので、セルロース材の毛羽立ちが低減されており、成形品全体の木質感を高めた成形品を提供できる。さらに、樹脂材料に混合するセルロース材に対して、粉砕および表面粒の固定を行っているので、セルロース材の毛羽立ちが低減されており、木質感を高めた成形品が提供できる。
（請求項２）
請求項２記載の発明は、請求項１記載の成形品製造方法を限定したものであり、外側樹脂材料(21)は、内側樹脂材料(22)とは色彩を異ならせたことを特徴とする。
【００１７】
「樹脂材料の色彩を異ならせ」る手段としては、樹脂材料に混合する顔料の種類を異ならせる手段が一般的である。なお、溶融状態となる外側樹脂材料(21)に、色の異なる複数種類の顔料を混合しておくと、微妙な色合いを出すことができる場合がある。成形品の強度を低下させない程度の混合が、複数種類の顔料を単色化させるほど十分に混合しない場合があるからである。
【００１８】
（作用）
請求項２記載の発明によれば、外側樹脂材料(21)は、溶融していない内側樹脂材料(22)と完全には混ざり合わない。したがって、外側樹脂材料(21)と内側樹脂材料(22)との中間の色となることがない成形品を製造することができる。
（請求項３）
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の成形品製造方法を限定したものであり、外側樹脂材料(21)は、内側樹脂材料(22)をメインシリンダー(11)内へ投入するよりも後で投入することとしたことを特徴とする。
【００１９】
外側樹脂材料(21)を「後で投入する」手段としては、「メインスクリュー(12)側にて軟化温度以上溶融温度以下となるように」混練される内側樹脂材料(22)とは別に、金型側の位置から外側樹脂材料(21)を投入する。その際、メインシリンダー(11)へ投入した後に溶融状態としてもよいし、溶融状態としたものを投入することとしてもよい。
【００２０】
（作用）
外側樹脂材料(21)は、内側樹脂材料(22)よりも後でメインシリンダー(11)内へ投入することとしているので、外側樹脂材料(21)と内側樹脂材料(22)とを一度に投入する場合よりも製造に関する制御が簡単である。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
（請求項４）
請求項４記載の発明は、請求項１、請求項２または請求項３記載の成形品製造方法を限定したものであり、内側樹脂材料(22)には、再生樹脂を含んだことを特徴とする。
【００２６】
（作用）
内側樹脂材料(22)には、再生樹脂を含んでいるので、リサイクルに貢献する成形品を提供できる。また、再生樹脂は一般に熱膨張率が低いという特性があるので、そのような再生樹脂を用いる場合には成形品自体の熱膨張率を低めることができる。
【００２７】
【００２８】
（請求項５）
請求項５記載の発明は、成形品を形成するための金型の手前側に位置させたメインシリンダー(11)と、樹脂材料(20)の混練および金型への送り出しを行うために当該メインシリンダー(11)内において回転するメインスクリュー(12)とを備えた押出成形用混練装置(10)において、金型への送り出し直前においてメインスクリュー (12) 側に位置する内側樹脂材料 (22) を押出成形用混練装置 (10) へ投入するためのメイン投入機（例えばメインホッパー 13 ）と、このメイン投入機 (13) とは別に設けられ、金型への送り出し直前においてメインシリンダー (12) 内壁側に位置する外側樹脂材料 (21) を押出成形用混練装置 (10) へ投入するためのサブ投入機（例えばサブホッパー 14 、サブ混練機 15 ）とを備え、金型への送り出し直前においてメインシリンダー(11)内壁側に位置する外側樹脂材料(21)と、メインスクリュー(12)側に位置する内側樹脂材料(22)とのそれぞれに、セルロース材を粉砕して得た粉砕粉の外周面に、該粉砕粉よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させたものを混合するとともに、金型への送り出し直前において、メインシリンダー(11)内壁側に位置する外側樹脂材料(21)は溶融状態とし、メインスクリュー(12)側に位置する内側樹脂材料(22)は軟化温度以上溶融温度以下となるように制御可能に構成したことを特徴とする成形品製造用混練装置である。
【００２９】
（作用）
金型への送り出し直前における樹脂材料(20)のうち、外側樹脂材料(21)を溶融状態とするので、メインシリンダー(11)の内壁にこすられて混合が行われる。やがてメインスクリュー(12)の先端から金型へ送り出される際に、メインシリンダー(11)の内壁とメインスクリュー(12)の先端部分とに挟まれて送り出される。
【００３０】
一方、内側樹脂材料(22)は軟化温度以上溶融温度以下となるように制御されるので、混合があまり行われない状態で金型へ送り出される。樹脂材料(20)のうち外側樹脂材料(21)は混合されているので、全く不十分な混合のように強度を著しく低下させることはない。
（請求項６）
請求項６記載の発明は、請求項５記載の成形品製造用混練装置を限定したものであり、サブ投入機は、外側樹脂材料(21)を保持する外側樹脂材料保持部（例えばサブホッパー14）と、その外側樹脂材料(21)のメインシリンダー(11)への送り出しをするためのサブ投入孔とを備え、そのサブ投入孔は、メインシリンダー(11)における金型とメイン投入機(13)との間に位置させた受け孔に連通させたことを特徴とする。
【００３１】
（用語説明）
「メイン投入機」は、通常「ホッパー」と呼ばれている。「サブ投入機」のサブシリンダーは、ホッパーでもよいが、請求項１３で限定するように、スクリューを備えていてもよい。
（作用）
内側樹脂材料(22)を投入するメイン投入機（例えばメインホッパー13）とは別にサブ投入機を設けているので、外側樹脂材料(21)を溶融状態とするとともに内側樹脂材料(22)を軟化温度以上溶融温度以下となるように制御するのが容易となる。
（請求項７）
請求項７記載の発明は、請求項６記載の成形品製造用混練装置を限定したものであり、メインシリンダー(11)の受け孔(例えば受け孔形成部材11Aを取り外すことによって形成する)のシリンダー内壁におけるメインスクリュー(12)の回転方向側は、受け孔(11A)を広げるように形成したことを特徴とする。
【００３２】
受け孔(11A)は、例えば、裏ざぐり工具などを用いての面取りによって欠設部(11F)を設けて広げる。
（作用）
受け孔(11A)におけるメインスクリュー(12)の回転方向側が広げられているので、外側樹脂材料(21)の投入が円滑に行える。
（請求項８）
請求項８記載の発明は、請求項６または請求項７記載の成形品製造用混練装置を限定したものであり、受け孔(11A)は、押出成形用混練装置(10)に予め設けられたベント孔(11B)としたことを特徴とする。
【００３３】
（用語説明）
ここで「ベント孔(11B)」とは、樹脂材料中に含まれるあるいは樹脂材料中から発生する気体を除去するために設けられたエア抜き孔である。樹脂材料の種類や、成形品の性質などに応じ、ベント孔(11B)からエア抜きを行う場合もあるので、複数のベント孔(11B)を備えている場合には、ひとつを外側樹脂材料(21)の送り込み口とし、他をエア抜き孔として使用することができる。
【００３４】
（作用）
通常の押出成形用混練装置にはベント孔が設けられているので、それを流用することができるので、既存設備を活用できることとなる。
（請求項９）
請求項９記載の発明は、請求項６、請求項７または請求項８記載の成形品製造用混練装置を限定したものであり、サブ投入機(15)は、サブシリンダー(16)にて保持する外側樹脂材料(21)の混練および送り出しを行うためにサブシリンダー(16)内において回転するサブスクリュー(17)を備えたことを特徴とする。
【００３５】
（作用）
メインシリンダー(11)における金型の手前側において溶融状態とすべき外側樹脂材料(21)を、サブシリンダー(16)およびサブスクリュー(17)によって、溶融して混練した後にメインシリンダー(11)へ送り込むことができる。
（請求項１０）
請求項１０記載の発明は、請求項６、請求項７、請求項８または請求項９記載の成形品製造用混練装置を限定したものであり、メインシリンダー(11)の受け孔は、押出方向に複数（例えば５つ）備えたことを特徴とする。
【００３６】
（作用）
メインシリンダー(11)の受け孔は、押出方向に複数備えているので、成形品に対して所望する色柄、樹脂の種類などの様々な条件に合わせて適切な受け孔を選択して用いることができる。また、その受け孔をベント孔として用いることもできる。
（請求項１１）
請求項１１記載の発明は、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９または請求項１０記載の成形品製造用混練装置を限定したものであり、メインスクリュー(12)における受け孔に対応する箇所は、メインスクリュー(12)の直径を他の箇所よりも細く形成したことを特徴とする。
【００３７】
（作用）
メインスクリュー(12)における受け孔に対応する箇所を、メインスクリュー(12)の直径を他の箇所よりも細く形成したことにより、受け孔からの外側樹脂材料(21)の投入が円滑に行える。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態及び図面に基づいて、更に詳しく説明する。
ここで使用する図面は図１ないし図９である。
図１は、本発明の第一の実施の形態の概要を表す断面図である。図２は、第一の実施の形態における主要部を示す拡大図である。図３は、第二の実施の形態の概要を表す断面図である。図４は、第三の実施の形態の概要を表す断面図である。図５は、第四の実施の形態の概要を表す断面図である。図６は、実施の形態において用いるスクリューの外観図である。図７は、図６における主要部を示す拡大図である。図８は、図１中に、・−・にて示した部分の断面図である。図９は、本発明に係る製造方法および製造装置によって製造された成形品の断面を示すための斜視図である。
（第一の実施の形態の構成）
まず、この実施の形態の構成について説明する。
【００３９】
この実施の形態は、押出成形用混練装置１０、その押出成形用混練装置１０へ樹脂材料２０を投入するためのホッパー、混練されて押し出されてくる材料から成形品を作るための金型などを備えた押出成形装置である。この押出成形装置を用いて樹脂材料２０にて成形される成形品は、外表面に木目模様をなすものであり、その木目模様部分を形成する樹脂材料と、外表面部分よりも内側を形成する樹脂材料とは色彩が異なったものとしており、それぞれを外側樹脂材料２１、内側樹脂材料２２とする。具体的には混合する顔料の種類を異ならせている。
【００４０】
外側樹脂材料２１は、複数種類の顔料を用いている。具体的には、顔料毎にペレットを作製し、その複数種類のペレットを所定割合ずつ用いるのである。このようにすると、成形品に対して所望する色合いや色柄を、ペレットの選択、ペレットの配合割合などによって決定しやすくなる。
押出成形用混練装置１０は、金型（図示は省略）の手前側に位置させたメインシリンダー１１と、樹脂材料の混練および金型への送り出しを行うために当該メインシリンダー１１内において回転するメインスクリュー１２とを備えている。
【００４１】
メインシリンダー１１には、取り外すとシリンダーの筒内空間に連通させることができる投入孔形成部材１１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ（１１Ｃは図示を省略）を、軸方向に連続させて備えている。この投入孔形成部材１１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを外すと、「受け孔」となる。
図１では、５つ連続して位置する投入孔形成部材の中央に位置していた投入孔形成部材１１Ｃを取り外し、ポンプ１８を連通させて脱気を行うようにしている。すなわち、投入孔形成部材１１Ｃを取り外した受け孔を、いわゆる「ベント孔」として用いているのである。
【００４２】
樹脂材料２０を投入するためのホッパーとしては、押出成形用混練装置１０の始端部分に立設された漏斗状のメインホッパー１３のほか、投入孔形成部材１１Ａを取り外して受け孔とし、そこに外側樹脂材料保持部としてのサブホッパー１４を取り付けている。メインホッパー１３からは内側樹脂材料２２を投入し、サブホッパー１４からは外側樹脂材料２１を投入するのである。
【００４３】
更に、メインシリンダー１１におけるメインスクリュー１２の先端付近に対応する部分には、成形品の表面コーティングを行う透明樹脂を混練してメインシリンダー１１へ送り出すサブ混練機１５を取り付けている。このサブ混練機１５は、サブシリンダー１６とそのサブシリンダー１６の内部で回転するサブスクリュー１７とを備えて形成されている。
【００４４】
メインシリンダー１１と金型との間には、ブレーカープレート１９を備えている。
図８に示すように、メインシリンダー１１における受け孔に対応するシリンダー内壁においては、メインスクリューの回転方向側の部分を広げるように形成している。具体的には、受け孔を、裏ざぐり工具を用いての面取りによって欠設部１１Ｆを設けて広げる。また、メインスクリュー１２は、図６および図７などに示すように、受け孔に対応する位置は、メインスクリューの直径を他の箇所よりも括れさせて細くした細径部１２Ａとして形成している。
以上のように、メインシリンダー１１における受け孔の対応位置の拡開化と、メインスクリュー１２における受け孔の対応位置の細括化とによって、サブホッパー１４から投入される外側樹脂材料２１が、メインシリンダー１１内へスムーズに入り込める。
（第一の実施の形態における成形品の樹脂材料）
前述したように、この押出成形装置を用いて樹脂材料２０にて成形される成形品は、外表面に木目模様をなすための外側樹脂材料２１と、その外表面部分よりも内側を形成する内側樹脂材料２２と、外表面をコーティングする透明樹脂材料とからなる。
【００４５】
外側樹脂材料２１は、複数の異なった色彩によって模様を作り出すための材料である。この例にあっては、顔料を含んだ樹脂ペレットを複数種類（例えば、茶色系、赤色系など）用意している。樹脂としては、塩化ビニルを採用した。ペレットとしたのは、投入作業、保管、輸送などに便利だからであるが、樹脂のみのペレットと顔料とを別々に投入することとしてもよい。また、この樹脂ペレットには、セルロース材を粉砕して形成した木粉を１０％程度含有させている。この木粉は、「セルロース材を粉砕して得た粉砕粉の外周面に、該粉砕粉よりも小径でかつ硬い表面粒（炭酸カルシウム）を固定させて固定粒とし、この固定粒に樹脂及び顔料を混合した加工木粉」とした。このような加工木粉が含有された樹脂による成形品は、単なる木粉よりも成形品の表面における毛羽立ちがなく、木質感も高いものとなる。
【００４６】
内側樹脂材料２２は、外側樹脂材料２１よりも薄い色の顔料を樹脂に混合したペレットとしている。外側樹脂材料２１と同材質の樹脂ペレットを用いると、外側部分と内側部分との「馴染み」がよくなるので、通常は同材質とする。一方、成形品の表面へ浮き出る部分が少ないので、外観品質を高めるための材料を、外側樹脂材料２１よりも節約してもよい。例えば、ペレットを形成する際に用いる樹脂の一部を再生樹脂としたり、加工木粉の代わりに通常の木粉を含有させたり、あるいは木粉そのものを含有させなかったりする。
【００４７】
外側樹脂材料２１は、メインスクリュー１２の先端付近において内側樹脂材料２２よりも高い温度としなければならないので、サブホッパー１４から投入するペレットの大きさを、内側樹脂材料２２のペレットよりも小さくしておく場合もある。
そうすることによって外側樹脂材料２１の温度が上がりやすくなり、「外側樹脂材料２１は溶融状態とするとともに、内側樹脂材料２２は軟化温度以上溶融温度以下となるように制御する」のが容易となる場合がある。
（実験例）
上記のような成形品製造用混練装置１０においては、金型への送り出し直前において、メインシリンダー１１内壁側に位置する外側樹脂材料２１は溶融状態とするとともに、メインスクリュー１２側に位置する内側樹脂材料２２は軟化温度以上溶融温度以下となるように制御する。なお、外表面の透明樹脂は、この実験例では省略し、サブ混錬機１５は使用しなかった。
【００４８】
更に詳しく説明する。
まず、実験条件を列記すると、気温１２℃、湿度３４％の下、樹脂材料２０の主原料として硬質塩化ビニルを採用し、メインスクリューの回転速度を１５rpmとして断面積５２５平方ミリメートルの枠材を押出成形した。
各箇所の温度は、メインホッパー１３の直下において１４０℃、メインスクリュー１２の中央部において１５０℃、メインスクリュー１２の先端部分におけるメインシリンダー１１内壁側、すなわち、外側樹脂材料２１の温度は１７５℃、メインスクリュー１２の先端部分におけるメインスクリュー１２側に位置する内側樹脂材料２２の温度は１６５℃とした。
【００４９】
上記のような条件の下で押出成形を行ったところ、金型への送り出し直前における外側樹脂材料２１を溶融状態とするので、メインシリンダー１１の内壁にこすられて混合が行われた。やがてメインスクリュー１２の先端から金型へ送り出される際に、メインシリンダー１１の内壁とメインスクリュー１２の先端部分とに挟まれて送り出された。一方、内側樹脂材料２２は軟化温度以上溶融温度以下となるように制御されるので、混合があまり行われない状態で金型へ送り出された。
その結果、図９に示すように、成形品３０における断面の内側部分には、内側材料２２たるペレットの痕跡が残っている場合がある。一方、外表面には木目模様が現れ、外表面近くはペレットが十分に溶けており、ペレットの痕跡はほとんど見あたらない。
【００５０】
樹脂材料２０のうち外側樹脂材料２１は混合されているので、全く不十分な混合のように強度を著しく低下させることはなかった。一方、樹脂材料２０の全てを溶融状態とするよりも製造に要するエネルギーを抑えることができた。
また、外側樹脂材料２１と内側樹脂材料２２とは状態が異なるので十分に混ざり合うことがないので、外表面にはっきりとしたきれいな木目模様を醸し出していた。また、外側樹脂材料２１には毛羽立ちが少ない加工木粉が含まれているので、木質感が表面に現れる成形品となっていた。
（第二の実施の形態）
図３に基づいて、第二の実施の形態につき、簡単に説明する。
【００５１】
第二の実施の形態が第一の実施の形態と異なる点は、第一の実施の形態において設けていたサブホッパー１４を設けず、外側樹脂材料２１は、サブ混練機１５から投入することとしている点である。したがって、外表面の透明樹脂は省略している。サブ混練機１５は、メインスクリュー１２の先端よりも金型側から外側樹脂材料２１を投入するので、その投入においては既に溶融状態となっているように温度制御している。
そのようにすると、サブ混錬機１５内で外側樹脂材料２１を溶融状態としておけばよく、外側樹脂材料２１および内側樹脂材料２２の温度制御が容易となる場合がある。
【００５２】
以上のような構成によっても、第一の実施の形態とほぼ同様の成形品を製造することができる。
（第三の実施の形態）
図４に基づいて、第三の実施の形態につき、簡単に説明する。第三の実施の形態が第一の実施の形態と異なる点は、第一の実施の形態において設けていたサブホッパー１４を２つ設け、外側樹脂材料２１は、その２つのサブホッパー１４，１４から投入することとしている点である。
メインスクリュー１２におけるサブホッパー１４，１４の対応位置は、図７に示すような細径部とし、メインシリンダー１１には図８のような欠設部１１Ｆを設けている。なお、外表面の透明樹脂は省略している。
【００５３】
サブホッパー１４，１４は、投入孔形成部材１１Ａ，１１Ｄをメインシリンダー１１から取り外して固定している。それぞれのサブホッパー１４，１４には外側樹脂材料２１を入れておくのであるが、色彩が異なるペレットとする。
そうすることによって、外側樹脂材料２１の溶融状態を第一の実施の形態とは異ならせることができ、微妙な色合いを醸し出させるのに寄与させることができる。
【００５４】
以上のような構成によっても、第一または第二の実施の形態と、外観模様は異なるものの質としてはほぼ同様の成形品を製造することができる。
（第四の実施の形態）
図５に基づいて、第四の実施の形態につき、簡単に説明する。第四の実施の形態が第一の実施の形態と異なる点は、第一の実施の形態において設けていたサブ混練機１５とサブホッパー１４とを、それぞれ別の場所へ設け、外側樹脂材料２１は、それらサブ混練機１５とサブホッパー１４とから投入することとしている点である。
メインスクリュー１２におけるサブ混練機１５とサブホッパー１４との対応位置は、細径部とし、メインシリンダー１１には図８のような欠設部１１Ｆを設けている。なお、外表面の透明樹脂は省略している。
【００５５】
サブ混練機１５は投入孔形成部材１１Ａを、サブホッパー１４は投入孔形成部材１１Ｄをメインシリンダー１１から取り外して固定している。また、サブ混練機１５とサブホッパー１４とには外側樹脂材料２１を入れておくのであるが、色彩が異なるペレットとする。そうすることによって、外側樹脂材料２１の溶融状態を第一、第二または第三の実施の形態とは異ならせることができ、微妙な色合いに寄与させることができる。
【００５６】
以上のような構成によっても、第一、第二または第三の実施の形態と、外観模様は異なるものの質としてはほぼ同様の成形品を製造することができる。
（バリエーション）
第一ないし第四の実施の形態で示したように、成形品製造用混練装置１０には、複数の投入孔を自在に形成することができ、様々な色合いを外観とする成形品を製造することができる。
【００５７】
また、上記の形態では同一箇所（１１Ｃ）であるとして説明してきたベント孔の位置も、適宜選択することができる。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、強度を著しく低下させることなくはっきりとした色柄模様を出すことができ、しかも木質感のある成形品の製造方法を提供することができた。
請求項２記載の発明によれば、模様のはっきりした成形品を製造することができる製造方法を提供することができた。
【００５９】
請求項３記載の発明によれば、製造に関する制御が簡単である製造方法を提供することができた。
請求項４記載の発明によれば、リサイクルに貢献する成形品の製造方法を提供することができた。
【００６０】
請求項５記載の発明によれば、製造に要するエネルギーを抑えることができる押出成形用混練装置を提供することができた。
請求項６、請求項７、請求項９、請求項１０および請求項１１記載の発明によれば、模様のはっきりした成形品を製造することができる製造方法を提供することができた。
【００６１】
請求項８記載の発明によれば、既存設備を最大限活用できる押出成形用混練装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一の実施の形態の概要を表す断面図である。
【図２】 第一の実施の形態における主要部を示す拡大図である。
【図３】 第二の実施の形態の概要を表す断面図である。
【図４】 第三の実施の形態の概要を表す断面図である。
【図５】 第四の実施の形態の概要を表す断面図である。
【図６】 実施の形態において用いるスクリューの外観図である。
【図７】 図６における主要部を示す拡大図である。
【図８】 図１中に、・−・にて示した部分の断面図である。
【図９】 本発明に係る製造方法および製造装置によって製造された成形品の断面を示すための斜視図である。
【符号の説明】
１０…押出成形用混練装置、１１…メインシリンダー、１１Ａ…投入孔形成部材、１１Ｂ…投入孔形成部材、１１Ｃ…投入孔形成部材、１１Ｄ…投入孔形成部材、１１Ｅ…投入孔形成部材、１１Ｆ…欠設部、１２…メインスクリュー、１２Ａ…細径部、１３…メインホッパー、１４…サブホッパー、１５…サブ混練機、１６…サブシリンダー、１７…サブスクリュー、１８…脱気ポンプ、１９…ブレーカープレート、２０…樹脂材料、２１…外側樹脂材料、２２…内側樹脂材料、３０…成形品。

Claims (11)

  1. 成形品を形成するための金型の手前側に位置させたメインシリンダーと、樹脂材料の混練および金型への送り出しを行うために当該メインシリンダー内において回転するメインスクリューとを備えた押出成形用混練装置を用いた成形品製造方法において、
    金型への送り出し直前においてメインシリンダー内壁側に位置する外側樹脂材料と、メインスクリュー側に位置する内側樹脂材料とのそれぞれに、セルロース材を粉砕して得た粉砕粉の外周面に、該粉砕粉よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させたものを混合するとともに、
    金型への送り出し直前において、メインシリンダー内壁側に位置する外側樹脂材料は溶融状態とし、
    メインスクリュー側に位置する内側樹脂材料は軟化温度以上溶融温度以下となるように制御したことを特徴とする成形品製造方法。
  2. 外側樹脂材料は、内側樹脂材料とは色彩を異ならせたことを特徴とする請求項１記載の成形品製造方法。
  3. 外側樹脂材料は、内側樹脂材料をメインシリンダー内へ投入するよりも後で投入することとしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の成形品製造方法。
  4. 内側樹脂材料には、再生樹脂を含んだことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の成形品製造方法。
  5. 成形品を形成するための金型の手前側に位置させたメインシリンダーと、樹脂材料の混練および金型への送り出しを行うために当該メインシリンダー内において回転するメインスクリューとを備えた押出成形用混練装置において、
    金型への送り出し直前においてメインスクリュー側に位置する内側樹脂材料を押出成形用混練装置へ投入するためのメイン投入機と、
    このメイン投入機とは別に設けられ、金型への送り出し直前においてメインシリンダー内壁側に位置する外側樹脂材料を押出成形用混練装置へ投入するためのサブ投入機とを備え、
    金型への送り出し直前においてメインシリンダー内壁側に位置する外側樹脂材料と、メインスクリュー側に位置する内側樹脂材料とのそれぞれに、セルロース材を粉砕して得た粉砕粉の外周面に、該粉砕粉よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させたものを混合するとともに、
    金型への送り出し直前において、メインシリンダー内壁側に位置する外側樹脂材料は溶融状態とし、
    メインスクリュー側に位置する内側樹脂材料は軟化温度以上溶融温度以下となるように制御可能に構成したことを特徴とする成形品製造用混練装置。
  6. サブ投入機は、外側樹脂材料を保持する外側樹脂材料保持部と、その外側樹脂材料のメインシリンダーへの送り出しをするためのサブ投入孔とを備え、
    そのサブ投入孔は、メインシリンダーにおける金型とメイン投入機との間に位置させた受け孔に連通させたことを特徴とする請求項５記載の成形品製造用混練装置。
  7. メインシリンダーの受け孔のシリンダー内壁におけるメインスクリューの回転方向側は、受け孔を広げるように形成したことを特徴とする請求項６記載の成形品製造用混練装置。
  8. 受け孔は、押出成形用混練装置に予め設けられたベント孔としたことを特徴とする請求項６または請求項７記載の成形品製造用混練装置。
  9. サブ投入機は、サブシリンダーにて保持する外側樹脂材料の混練および送り出しを行うためにサブシリンダー内において回転するサブスクリューを備えたことを特徴とする請求項６、請求項７または請求項８記載の成形品製造用混練装置。
  10. メインシリンダーの受け孔は、押出方向に複数備えたことを特徴とする請求項６、請求項７、請求項８または請求項９記載の成形品製造用混練装置。
  11. メインスクリューにおける受け孔に対応する箇所は、メインスクリューの直径を他の箇所よりも細く形成したことを特徴とする請求項６、請求項７、請求項８、請求項９または請求項１０記載の成形品製造用混練装置。
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