JP4494859B2

JP4494859B2 - 木質充填樹脂パネルの製造方法

Info

Publication number: JP4494859B2
Application number: JP2004140074A
Authority: JP
Inventors: 博昭近藤
Original assignee: 株式会社コーハン
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2024-05-10
Also published as: JP2005319710A

Description

本発明は木質充填樹脂パネルの製造方法に関するものである。

木材、竹材の粉砕若しくは切削体等の木質片と熱可塑性樹脂との複合素材からなるパネルは優れた質感と加工性を有し、廃木材やリサイクルプラスチックの有効利用にも資し、建築用パネルとして有用である。
この木質充填樹脂パネルの製造方法として、押出法によるものが知られている。例えば、特許文献１には、熱可塑性樹脂と木質充填材とを溶融混練してペレットに造粒し、このペレットを押出機に供給してプレート状に押出し、定尺切断してパネルを製造することが開示されている。
しかしながら、この製造方法では、ペレタイザーやコンパウンダー等でペレットを得る工程において、原料をペレタイザー等のヒータで加熱して熱可塑性樹脂を溶融すると共に両原料を混練し、この混練物を押出してペレット状にカットし、更に、押出工程において、ペレットを押出機のヒータで加熱して熱可塑性樹脂を溶融すると共に両原料を混練しつつプレート状に押出しており、ヒータによる加熱温度の制御が難しく樹脂が熱分解され易い、押出機等のクローズ構造のために木質片からの蒸発水分が閉じ込められてボイドが生じ易い、押出方向の一方向に木質片が配向されるためにパネルの強度に方向性が生じる等の不具合がある。

前記押出法とは別の木質充填樹脂パネルの製造方法として、熱可塑性樹脂と木質充填材とを高速撹拌して摩擦熱で熱可塑性樹脂を溶融させると共に樹脂と木質充填材とを混練して木質充填樹脂のゲルを得（以下、この木質充填樹脂ゲルの製造方法を高速撹拌法という）、この木質充填樹脂ゲルをミキシング機から取り出してプレスに移送し、この木質充填樹脂ゲルの塊をパネル形状に賦型すると共に冷却する方法（以下、この木質充填樹脂パネルの成形方法を高速撹拌・冷却プレス法という）が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３等）
特開２００３−２９１１１６号公報特開平１１−２２６９５６号公報特開平１１−２９１２４８号公報

この高速撹拌法では、高速撹拌により発生する摩擦熱のために原料が加熱されて昇温し、その温度が熱可塑性樹脂の融点に達すると樹脂原料が溶融し始め、溶融中では摩擦熱が樹脂原料の状態変化（固相から液相への変化）に費やされるために昇温が起こらず、溶融が終了するとその不昇温の終結を温度センサで検出して撹拌を停止することにより、樹脂の熱分解を確実に排除して木質充填樹脂ゲルを得ることができる。
また、ミキシング機の撹拌羽根に混練物をミキシング機チャンバーの中央に誘導させるように角度を付け、かつチャンバーを解放型とすることにより、木質片からの蒸発水分を放出でき、木質片の含水に起因するボイドの発生も排除できる。

近来、オフィス、マンション等の集合住宅の床構造においては、床スラブ面と床面との間に空間を設けて二重床とし、その空間に電気配線や配管を行なうことが提案されている。
図１０の（イ）は二重床の平面図を、図１０の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図を示し、床スラブ面１’上に所定の前後・左右の間隔で床支持具２’を配設し、パーチクルボード等の下地パネルＰ’をそのコーナ部において床支持具２’で固定支持し、更に敷設下地材上にフローリング３’を施しており、施工が容易、配管等の点検が容易、フローリングの変更が容易、床下配管／配線のレイアウト変更が容易等の有利性がある。

上記二重床における下地パネルは、四隅において固定支持されており、更には、パネルの各辺中央位置においても固定支持されることがある。
この固定支持状態のパネルに荷重が加えられると、各固定支点に垂直方向反力と曲げモーメント反力が作用し、パネルに作用する曲げ引張り応力はパネル中心点を吹き出し点とする放射方向となる。
而るに、前記木質充填樹脂パネルの高速撹拌・冷却プレス法では、図１１の（イ）に示すように木質充填樹脂ゲルの塊Ａ’をプレスの下金型Ｃ１’上に配置し、このゲル塊Ａ’をプレスで圧縮して図１１の（ロ）に示すように展延しており、ゲルが放射方向に流動されて木質片が放射方向に配向され木質片の繊維方向と前記引っ張り応力の方向とがよく一致されるから、木質片に効果的に補強効果を発揮させることができる。
また、冷却された下金型面上に木質充填樹脂ゲル塊を配置した際の接地面積が小さく、この接地面でのゲルの急冷固化による露出木質片部への樹脂皮膜欠在に起因する製品表面の肌荒れをその接地面積の狭さに応じて軽減できるから、製品外面を充分に平滑にできる。

床材用の木質充填樹脂パネルにおいては、曲げ剛性を大きくして曲げ撓み量を小さくするために、または、パネルの薄肉化・軽量化を図るために天板部の裏面に格子状リブを付設している。而して、前記下金型のキャビティ底面に格子状溝を設け、前記木質充填樹脂ゲル塊の圧縮展延時にゲルの一部をその格子状溝内に沿い流動させるようにしている。
しかしながら、木質充填樹脂ゲルは木質材非充填のゲルに較べて流動性が悪く、格子状溝を設けた下金型面の中央に木質充填樹脂ゲル塊を配置し、これを上金型による圧縮で放射方向に展延すると、下金型面に対する木質充填樹脂ゲルの流動性が格子状溝のために一層に悪くなり、パネルコーナ部に肉欠けが生じ、そのコーナ部の厚みが設計厚みよりも薄くなることが往々に生じる。
また、溶融樹脂の粘度が低い場合は、樹脂と木質充填材とが分離しパネルコーナ部が樹脂リッチ、木質充填材プアーとなることもある。

本発明の目的は、熱可塑性樹脂と木質充填材とを高速撹拌して摩擦熱で熱可塑性樹脂を溶融させることにより得た木質充填樹脂ゲルをプレスの冷却金型に配置し、圧縮展延すると共に冷却して天板部の裏面に格子状リブを有する方形パネルを製造する場合、プレス冷却にもかかわらず表面を充分に滑らかにでき、優れた寸法精度を保証して木質充填樹脂パネルを製造できるようにすることにある。

本願の請求項１に係る木質充填樹脂パネルの製造方法は、熱可塑性樹脂と木質充填材とを高速撹拌して摩擦熱で熱可塑性樹脂を溶融させることにより木質充填樹脂ゲルを得、この木質充填樹脂ゲルをプレスの冷却金型に配置し、圧縮展延すると共に冷却して天板部の裏面に格子状リブを有する方形パネルを製造する方法において、前記ゲルを金型に、金型の方形パネル成形面の中心部よりも外周部側の単位面積当たりのゲル量を多くするように配置することを特徴とする。

本願の請求項２に係る木質充填樹脂パネルの製造方法は、熱可塑性樹脂と木質充填材とを高速撹拌して摩擦熱で熱可塑性樹脂を溶融させることにより木質充填樹脂ゲルを得、この木質充填樹脂ゲルをプレスの冷却金型に配置し、圧縮展延すると共に冷却して天板部の裏面に格子状リブを有する方形パネルを製造する方法において、前記ゲルを金型に、金型の方形パネル成形面の両対角線部上の単位面積当たりのゲル量を他の部分の単位面積当たりのゲル量よりも多くするように配置することを特徴とする。

本願の請求項３に係る木質充填樹脂パネルの製造方法は、請求項１または２の木質充填樹脂パネルの製造方法において、チャンバー内の回転軸に撹拌羽根を取付けたミキシング機に熱可塑性樹脂と木質充填材とを投入し、撹拌羽根の高速回転による摩擦熱で熱可塑性樹脂を溶融させて得た木質充填樹脂ゲルを使用することを特徴とする。

本願の請求項４に係る木質充填樹脂パネルの製造方法は、請求項１〜３何れかの木質充填樹脂パネルの製造方法において、木質充填樹脂ゲルを、金型内に配置する形状に成形する容器に収容してプレスに移送することを特徴とする。

本願の請求項５に係る木質充填樹脂パネルの製造方法は、請求項１〜４何れかの木質充填樹脂パネルの製造方法において、方形パネルの天板部側を成形する金型面の温度を、格子状リブ側を成形する金型面の温度よりも高くすることを特徴とする。

請求項１に係る木質充填樹脂パネルの製造方法によれば、方形パネルの成形の間、木質充填樹脂ゲルがパネル外周部側から中心部側に向けて流動され、木質充填樹脂ゲルがパネル外周部側から中心部側に流動されるにつれて流束が大きくなり、中心部に至るほどゲル圧力が高くなってゲル切れをよく防止でき、パネル外周部側においては、余分のゲルがパネル中心部側に逃がされるから、ゲル量の回り込み不足が本来発生し得ず、金型面に格子状溝が存在するにもかかわらず、金型の成形面全体に木質充填樹脂ゲルを充分に一様な厚みで展延でき、パネルの寸法精度をよく保証できる。また、ゲルの流動方向がパネル中心に向かう吸い込み放射方向となり、方形パネルを床パネルとして使用するときでの荷重に対する曲げ引っ張り応力の方向に木質充填材をよく配向でき、木質充填材として細長い木質片を使用する場合、木質片に効果的に補強効果を発揮させることができる。更に、冷却された金型面に木質充填樹脂ゲル塊を配置する際の接地面積を充分に小さくすることが可能であり、この接地面でのゲルの急冷固化による露出木質片部への樹脂皮膜欠在に起因する製品表面の肌荒れをその接地面積の狭さに応じて軽減できるから、製品外面を充分に平滑にすることが可能である。

請求項２に係る木質充填樹脂パネルの製造方法によれば、互いに交差するパネル両対角線部に沿い木質充填樹脂ゲルを配置しているから、木質充填樹脂ゲルを当初から充分に分散させ得、それだけ木質充填樹脂ゲルの展延距離を短くでき、金型面に格子状溝が存在するにもかかわらず、金型の成形面全体に木質充填樹脂ゲルを充分一様な厚みで展延でき、パネルの寸法精度をよく保証できる。また、図９に示すように、方形パネルの対角線で区画される四区域Ｆ１〜Ｆ４でのゲルの流動が実質的に同じにされ、各区域でのゲルの流動パターンが中央線ｎ−ｎを対称軸として左右対称となり、かかる流動パターンの四区域の一対の対向区域と他の対の対向区域とが９０度の角度でずれているから、パネル全体としての木質充填材の向きは多方向であり、実質的に木質充填材に方向性の無い方形パネルを提供できる。更に、冷却された金型面に木質充填樹脂ゲル塊を配置する際の接地面積を充分に小さくすることが可能であり、この接地面でのゲルの急冷固化による露出木質片部への樹脂皮膜欠在に起因する製品表面の肌荒れをその接地面積の狭さに応じて軽減できるから、製品外面を充分に平滑にできる。

請求項３に係る木質充填樹脂パネルの製造方法によれば、撹拌羽根の先端速度を３６〜４２ｍ／秒程度とすることにより、２８〜４０秒程度の撹拌時間で木質充填樹脂ゲルを得ることができ、冷却ブレスによる脱型時間の短縮によってサイクル時間を短くできる。

請求項４に係る木質充填樹脂パネルの製造方法によれば、ミキシング機から取り出した木質充填樹脂ゲル塊をプレスに移送するトレイに蓋付き容器を使用し、蓋または容器本体に収容ゲルを所定形状に塑性変形させるための凸部を設けておくだけで、前記移送中に木質充填樹脂ゲル塊を所定形状に変形させてプレスの下金型のキャビティ底面に移載でき、トレイを蓋付き容器とするだけで済み、既設の設備をほぼそのまま使用できる。

請求項５に係る木質充填樹脂パネルの製造方法によれば、方形パネルの格子状リブを成形する金型側の熱容量が、方形パネルの天板部を成形する金型側の熱容量よりも小さいにもかかわらず、天板部と格子状リブ部とを充分に等しい冷却速度で冷却でき、熱歪みを充分によく排除して成形冷却でき、円滑な脱型、寸法安定性をよく保証できる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
木質充填樹脂ゲルを得るためのミキシング機としては、ヒータにより樹脂を溶融させるのではなく、撹拌中での原料の衝突や剪断による摩擦熱で樹脂を溶融させるものであれば、横型や縦型に関係なく使用でき、図１は横型のミキシング機の一例を示している。
図１において、１１は架台である。１２は材料供給ボックスであり、上端にホッパー１２１を備えている。１３は撹拌チャンバーであり、材料供給ボックス１２に隣接して設けられ、材料供給ボックス１２に連通孔１２３により連通されている。１４は回転軸であり、撹拌チャンバー１３及び材料供給ボックス１２に連通孔１２３を経て貫通され、両端が軸受１５，１５に軸支されている。１２０は材料供給ボックス１２内の回転軸部分に取付けられたスクリュー、１３０は撹拌チャンバー１３内の回転軸部分に取付けられた撹拌羽根である。１３１は撹拌チャンバー１３の上方に配設された温度センサである。１６はモータであり、そのモータ軸１６１がカップリング１６２を介して回転軸１４に連結されている。１７１は撹拌チャンバー１３の低所部に設けられた排出ゲート、１７２は排出ゲート１７１を開閉するゲート操作機構、１７３はシュートである。１８はシュート１７３の下端からのゲル塊を受取るトレイであり、図２の（イ）または（ロ）に示すように容器本体１８１と蓋１８２とから構成され、図示されていない操作ロボットのアームに支持されている。図２において、１８３は後述する凸部である。
上記において、チャンバーの中央に撹拌物を誘導させるように撹拌羽根を所定の角度を持たせて取付け、かつチャンバーに蒸気放出口を設け、木質片からの蒸発水分を放出することができる。

木質充填材には、１０ｍｍ角以下のものであれば適宜のものを使用できるが、細長いもの、特にアスペクト比３以上のものを使用することが好ましく、木材、竹材の粉砕若しくは切削体、若しくは種子またはその殻若しくは脱穀残留体、植物繊維の何れか一種または二種以上の混合物から成る植物由来素材を使用できる。木材、竹材の粉砕若しくは切削体としては、建築物解体時に発生する廃木材、間伐材等の廃木材を利用して森林資源の消費の抑制を図ることが望ましい。

熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ＡＡＳ、ＡＢＳ、ＡＣＳ、ＡＥＳ等のアクリロニトリル−スチレン系共重合体、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のエステル系樹脂、メタクリル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル等の単体若しくは複合体を挙げることができる。
硬化性樹脂も添加剤として使用でき、かかる硬化性樹脂としては不飽和ポリエステル、ポリウレタン、ポリフェノール、ポリエポキシ等を挙げることができる。
樹脂と木質片との界面接着強度を増すために接着剤成分を添加することができ、ポリオレフィン等の非極性樹脂においては、酸変性ポリオレフィン若しくは酸変性オレフィンオリゴマー等の変性樹脂を添加することが好ましい。また、プラスチック廃材を利用してリサイクルを図ることが好ましい。
樹脂はチップ状乃至はペレット状で使用され、廃材プラスチックは粉砕して使用される。

原料総重量に占める木質充填材の割合は、通常５０％〜８０％とされる。５０％未満では、木質感に乏しく、８０％を超えるとパネルの耐吸水性、耐食性が低下するからである。

木質充填樹脂ゲルを得るには、図１に示したミキシング機を使用でき、樹脂をチップ状乃至はペレット状とし、または廃材プラスチックを粉砕し、この樹脂材料と木質充填材を計量してホッパー１２１から供給ボックス１２に投入し、回転軸１４を回転させて供給ボックス１２内の材料をスクリュー１２０により混合しつつチャンバー１３内に移送していく。このようにしてチャンバー１３内に移送した原料を撹拌羽根１３０により撹拌し、樹脂を摩擦熱によりゲル状に溶融させると共に樹脂と木質充填材とを混合していく。
樹脂が溶融し始めると回転軸１４の負荷が減少され、また摩擦熱エルネルギーが樹脂の固相から液相への相変態に費やされて温度上昇が停止されるから、これらの負荷変動時や昇温停止時を検出し、この検出時から一定の時間経過後にチャンバー内のゲルを自動的に取出すようにすれば、樹脂の熱分解を確実に排除して成形性に優れた適度の粘度の餅状の木質充填樹脂ゲルを得ることができる。

図３は請求項１に係る木質充填樹脂パネルの製造方法の一実施形態を経時的に示す図面である。
図３において、ｐは成形した方形パネルを示し、図４に示すように天板部ａの裏面に格子状リブｂが設けられている。格子状リブは天板部裏面を囲む外周リブと天板部の各辺に平行な平行リブとから構成されている。
図３において、Ａは木質充填樹脂ゲル塊であり、方形パネルｐの重量に実質的に同重量とされている。
Ｂは木質充填樹脂ゲルの中間成形体であり、外郭が方形パネルｐの外郭よりもやや小さい中抜け形状とされている。１８は前記したトレイであり、容器本体１８１に前記の木質充填樹脂ゲル塊Ａを入れ、蓋１８２を閉じれば木質充填樹脂ゲル塊Ａがトレイ内の凸部１８３により中間形状Ｂに塑性変形されるようになっている。
Ｃ１は下金型であり、パネル天板部ａの外郭に一致した内郭のキャビティの底面に図５に示すように格子状溝が設けられている。Ｄ１は下金型Ｃ１を冷却するための冷却水配管を示している。Ｃ２は上金型であり、外郭が前記のキャビティ内郭に実質的に一致されている。Ｄ２は上金型Ｃ２を冷却するための冷却水配管を示している。

請求項１により、図３に示す工程に基づき木質充填樹脂パネルを製造するには、所定の配合でパネル重量に実質的に等しい重量の熱可塑性樹脂及び木質充填材を計量し、この原料を前記ミキシング機の材料供給ボックスに投入し、回転軸を回転してボックス内からチャンバー内に原料を送り、撹拌羽根による高速撹拌の摩擦熱で熱可塑性樹脂を溶融させてゲル化し、ゲル化の終結を温度センサーや回転軸の負荷変動から検出して回転軸の回転を停止し、ゲートを開き木質充填樹脂ゲル塊をゲートからシュートを経てトレイに移し、図３に示すように、この木質充填樹脂ゲル塊Ｇをトレイ１８の蓋１８２を閉じて木質充填樹脂ゲル塊Ａを前記の中間形状Ｂに塑性変形させつつトレイ１８をプレスに向け移送し、プレスに到達するとトレイ１８を上下に反転させトレイ１８の蓋１８２を開いて前記の中間形状ゲルＢを下金型Ｃ１のキャビティ内に移載する。次いで、プレスを操作し上金型Ｃ２を降下させ中間成形ゲルＢを圧縮し展延して前記した方形パネルに成形し、脱型可能な硬さにまで冷却のうえ脱型し、木質充填樹脂製方形パネルを得る。
トレイによる移送中、中間形状ゲルの温度を保持するように、トレイを加熱することが望ましい。

上記において、図６に示すように、中間成形ゲルを金型に移載した際の時点をｔ＝０として、金型内の中間成形ゲルの初期温度をＴ０、中間成形ゲルを成形するのに必要とされる下限温度をＴ１、この温度Ｔ１になる時間をｔ１、脱型するのに必要な成形品温度をＴ２、金型温度をＴ３、成形品が脱型温度Ｔ１になるまでの時間をｔ２とすれば、ｔ１＜ｔ２で、かつ１サイクルの短縮化のためにｔ２を可及的に短くすること要求される。このｔ２を短くするには、金型温度Ｔ３を可及的に低くすることが要求される。
而るに、請求項１に係る木質充填樹脂パネルの製造方法によれば、キャビティの外周部から中心部に向けゲルが流動され、中心部に至るほど流束が増して流速が速くなるから、キャビティ内での樹脂の展延を充分に短い時間（この時間をｔａとする）で終結させ得、１サイクルの短縮化のために金型温度Ｔ２を短くしそれに伴い成形下限温度Ｔ１に対応する時間ｔ１が短くなっても、時間ｔａを時間ｔ１以内にとどめることができ、充分に短いサイクル時間で欠肉のない寸法精度に優れた木質充填樹脂製方形パネルを製造できる。
また、上記ゲルの流動方向がパネル外周部から中心部に向かう放射方向であり、方形パネルを床材として使用するときに曲げ引っ張り応力の方向とゲルの流動により配向された木質充填材の方向とが実質的に同方向となるから、木質充填材がある程度のアスペクト比を有する細長い木質片の場合、その木質片が踏み荷重や積載荷重に対し優れた補強効果をを発揮する床パネルを提供できる。
更に、木質充填樹脂ゲルの中間形状を中抜け形状とすれば、中間成形木質充填樹脂ゲルと冷却金型との接地面積を比較的小さくでき、従って、この接地面でのゲルの急冷固化による露出木質片部への樹脂皮膜欠在に起因する製品表面の肌荒れをその接地面積の狭さに応じて軽減できるから、製品外面を充分に平滑にできる。

上記中間成形ゲルの形状は、金型キャビティへの移載上、外郭が最終形状の方形パネルの外郭よりもやや小さいものであれば、金型キャビティの中心部側よりも外周部側の単位面積当たりのゲル量を多くし得るものであれば適宜の形状にでき、例えば、図７の（イ）に示すように方形に中抜きしたもの、図７の（ロ）に示すように円形に中抜きしたもの、図７の（ハ）に示すように、中抜きとせずに中心部側Ｂ１を外周部側Ｂ２よりも薄くしたものも使用できる。
中心部側や外周部側の単位面積当たりのゲル量は必ずしも一様とする必要はない。（単位面積当たりのゲル量が少なくされる中心部側の面積）／（キャビティの底面積）の比は、３０〜７０％とすることが好ましい。３０％未満を排除する理由は、ゲルを充分な距離で流動させることが難しくなり、木質片がある程度のアスペクト比を有していてもその木質片に補強効果を満足に発揮させ難いことや、ゲルの中間形状を中抜け形状にしても露出木質片に対する被覆膜欠在の低減による平滑外観性の向上を満足に達成し難いことにあり、７０％超を排除する理由は、ゲルの流動距離が長くなり、パネルコーナ部での欠肉が生じ易くなることにある。

図３において、下金型Ｃ１に対する冷却水配管Ｄ１の冷却水は下金型及び方形パネルの格子状リブ部を冷却し、上金型Ｃ２に対する冷却水配管Ｄ２の冷却水は上金型及び方形パネルの天板部を冷却し、被冷却体の熱容量に差があれば、その冷却曲線にも差が生じ、成形品に熱歪みが生じ、脱型をスムーズに行い難くなる。而るに、格子状リブを成形する下金型の厚みが天板部を形成する上金型の厚みよりも大きく前者の熱容量が後者の熱容量よりも大きいために、両者の冷却曲線を近づけ、熱歪みを抑制し、スムーズな脱型を保証するには、上金型に対する冷却水配管の冷却水流量を下金型に対する冷却水配管の冷却水流量よりも小さくしたり、冷却水温度を低くするか、下金型に対する冷却水配管の冷却水流量を上金型に対する冷却水配管の冷却水流量よりも大きくしたり、冷却水温度を高くすればよく、従って、ゲル移載まえの方形パネルの天板部側を成形する金型面の温度を、格子状リブ側を成形する金型面の温度よりも高くすることが有効である。

図８は請求項２に係る木質充填樹脂パネルの製造方法の一実施形態を経時的に示す図面である。
図８において、ｐ’は成形した方形パネルを示し、天板部ａ’の裏面に格子状リブｂ’が設けられている。格子状リブは天板部裏面を囲む外周リブと天板部の各対角線に平行な斜めリブとから構成されている。
Ａは木質充填樹脂ゲル塊であり、方形パネルｐ’の重量に実質的に同重量とされている。
Ｂは木質充填樹脂ゲルＡの中間成形体であり、金型の方形パネル成形面の両対角線部の単位面積当たりのゲル量を他の部分の単位面積当たりのゲル量よりも多くするように交差対角線パターンとされている。１８はトレイであり、容器本体１８１に前記の木質充填樹脂ゲル塊Ａを入れ、蓋１８２を閉じれば木質充填樹脂ゲル塊Ａが前記の中間形状Ｂに塑性変形される。
Ｃ１は下金型であり、天板部の外郭に一致した内郭のキャビティの底面に前記格子状リブに対応する格子状溝が設けられている。Ｄ１は下金型Ｃ１を冷却するための冷却水配管である。Ｃ２は上金型であり、外郭が前記のキャビティ内郭に実質的に一致されている。Ｄ２は上金型Ｃ２を冷却するための冷却水配管である。

請求項２により、図８に示す工程に基づき木質充填樹脂パネルを製造するには、所定の配合でパネル重量に実質的に等しい重量の熱可塑性樹脂及び木質充填材を計量し、この原料をミキシング機の材料供給ボックスに投入し、回転軸を回転してボックス内からチャンバー内に原料を送り、撹拌羽根による高速撹拌の摩擦熱で熱可塑性樹脂を溶融させてゲル化し、ゲル化の終結を温度センサーや回転軸の負荷変動から検出して回転軸の回転を停止し、ゲートを開き木質充填樹脂ゲル塊をゲートからシュートを経てトレイに移し、トレイの蓋を閉じて木質充填樹脂ゲル塊を前記の中間形状に塑性変形させつつトレイをプレスに向け移送し、プレスに到達するとトレイを上下に反転させトレイの蓋を開いて前記の中間形状ゲルを下金型のキャビティ内に移載する。次いで、プレスを操作し上金型を降下させ中間成形ゲルを圧縮し展延して前記した方形パネルに成形し、脱型可能な硬さにまで冷却のうえ脱型し、木質充填樹脂製方形パネルを得る。トレイによる移送中、中間形状ゲルの温度を保持するように、トレイを加熱することが望ましい。

請求項２に係る木質充填樹脂パネルの製造方法によれば、互いに交差するパネル両対角線部に沿い木質充填樹脂ゲルを配置しているから、木質充填樹脂ゲルを当初から充分に分散させて配置し得、それだけ木質充填樹脂ゲルの展延距離を短くでき、金型面に格子状溝が存在するにもかかわらず、金型の成形面全体に木質充填樹脂ゲルを充分一様な厚みで展延でき、コーナ部での欠肉を排除でき、良好な寸法精度の木質充填樹脂パネルを製造できる。また、図９に示すように、方形パネルの対角線ｅ１−ｅ３及びｅ２−ｅ４で区画される四区域でゲルの流動が実質的に同じになり、各区域でのゲルの流動パターンが中央線ｎ−ｎを対称軸として左右対称となり、かかる流動パターンの四区域の一対の対向区域Ｆ１，Ｆ３と他の対の対向区域Ｆ２，Ｆ４とが９０度の角度でずれているから、パネル全体としての木質充填材の向きが多方向とされ、曲げ強度に実質的に方向性が無い木質充填材方形パネルを提供できる。更に、互いに交差するパネル両対角線部以外での木質充填樹脂ゲルの配置量を実質的に零とすれば、冷却された金型面に木質充填樹脂ゲル塊を配置する際の接地面積を充分に小さくすることが可能であり、この接地面でのゲルの急冷固化による露出木質片部への樹脂皮膜欠在に起因する製品表面の肌荒れをその接地面積の狭さに応じて軽減できるから、製品外面を充分に平滑にできる。

上記の実施形態では、１枚の方形パネルに対する重量の木質充填樹脂ゲルを得、これを一組の金型で一枚の方形パネルに成形しているが、ｎ枚分（ｎ≧２）の木質充填樹脂ゲルを一回の撹拌混練で得、これを計量によりｎ箇に分割し、ｎ箇の金型を装備させたプレスの各金型に前記分割した各木質充填樹脂ゲルを分配し、プレスの操作により同時にｎ箇の方形パネルを製造することも可能である。
本発明において、方形パネルの裏面に成形する格子状リブの形状は、前記したものに限定されず、縦及び横の何れの方向に対しても同様に曲げ剛性を高めて曲げ強度を高め得るものであれば適宜のパターンにできる。

方形パネルは図４に示す形状とし、その寸法は、天板部の厚み３ｍｍ、縦横５００ｍｍ×５００ｍｍとし、リブの本数は縦横それぞれ１０本とし、リブ厚み３０ｍｍ、リブ高さ４０ｍｍとした。
木質充填材にはアスペクト比３以上の細長片の含有量が５０重量％以上のホワイトウッド切削体（平均厚み約０．４ｍｍ）を、熱可塑性樹脂にはポリプロピレンをそれぞれ使用し、木質充填材５０重量部、熱可塑性樹脂５０重量部とした。
ミキシング機には図に示した構成のコーハン株式会社製Ｋ−ミキサーを使用した。
上記原料をミキシング機のホッパーに投入し、撹拌羽根の先端速度をほぼ４０ｍ／秒とするようにモータを駆動し、温度センサーが１７０℃を検出したときに撹拌を停止し、ゲートを開き、ゲル塊をシュートを経て１７０℃〜１９０℃に加熱したトレイに収容し、トレイの蓋を閉じて外郭寸法４５０ｍｍ×４５０ｍｍ、内郭寸法２００ｍｍ×２００ｍｍの中抜け方形に中間成形し、操作ロボットによりトレイをプレスに向け移行し、下金型のキャビティ底面温度３０℃、上金型の内面温度１５℃とするように冷却条件を設定した金型のキャビティ底面上に中間成形ゲルを前記トレイを開いて移載し、この中間成形ゲルをプレスを動作させて圧力ほぼ５０ｋｇ／ｃｍ²で冷却プレス成形した。

〔比較例１〕
実施例１に対し、ミキシング機から取り出した木質充填樹脂ゲル塊を中間成形することなく塊のままで下金型のキャビティに移載した以外実施例１に同じとした。

〔比較例２〕
実施例１に対し、ミキシング機から取り出した木質充填樹脂ゲル塊を中抜けのない外郭寸法４５０ｍｍ×４５０ｍｍの均一厚みの平板状に中間成形して下金型のキャビティに移載した以外実施例１に同じとした。

これら実施例１及び比較例１，２で得た方形パネルの寸法精度を検査したところ、比較例品１に較べ実施例品１及び比較例品２の方が極めて優れており、比較例品１では、コーナ部に欠肉が生じたものも観られた。
また、実施例１及び比較例１，２で得た方形パネルにつき、裏面の四隅を固定支持し、パネル上面中央に荷重を載置して曲げ強度を測定したところ、実施例品１と比較例品１とでは優劣の評価は困難であったが、実施例品１は比較例品２に較べて大なる曲げ強度を呈していた。
更に、表面平滑性については、比較例品１、実施例品１、比較例品２の順であった。
これらの検査結果から、実施例品が総合的に優れていることが確認でき、かかる有利性がトレイの構造を改変のみで得られることからして本発明の有用性は充分に評価できる。

本発明において使用するミキシング機の一例を示す図面である。本発明において使用するトレイの異なる例を示す図面である。請求項１に係る実施例の工程を示す図面である。請求項１に係る実施例で製造する方形パネルを示す図面である。請求項１に係る実施例で使用する下金型を示す図面である。請求項１に係る実施例の成形過程での冷却曲線を示す図面である。請求項１に係る実施例でのゲルの中間形状の異なる形状を示す図面である。請求項２に係る実施例の工程を示す図面である。請求項２に係る実施例でのゲルの流動状態を示す図面である。二重床構造を示す図面である。従来の木質充填樹脂パネルの製造方法を示す図面である。

符号の説明

ｐ，ｐ’ 方形パネル
ａ，ａ’ 天板部
ｂ，ｂ’ 格子状リブ
Ａ木質充填樹脂ゲル塊
Ｂ中間形状ゲル体
Ｃ１上金型
Ｃ２下金型
１２原料供給ボックス
１３撹拌チャンバー
１４回転軸
１２０スクリュー
１３０撹拌羽根
１７１ゲート
１８トレイ

Claims

熱可塑性樹脂と木質充填材とを高速撹拌して摩擦熱で熱可塑性樹脂を溶融させることにより木質充填樹脂ゲルを得、この木質充填樹脂ゲルをプレスの冷却金型に配置し、圧縮展延すると共に冷却して天板部の裏面に格子状リブを有する方形パネルを製造する方法において、前記ゲルを金型に、金型の方形パネル成形面の中心部よりも外周部側の単位面積当たりのゲル量を多くするように配置することを特徴とする木質充填樹脂パネルの製造方法。
熱可塑性樹脂と木質充填材とを高速撹拌して摩擦熱で熱可塑性樹脂を溶融させることにより木質充填樹脂ゲルを得、この木質充填樹脂ゲルをプレスの冷却金型に配置し、圧縮展延すると共に冷却して天板部の裏面に格子状リブを有する方形パネルを製造する方法において、前記ゲルを金型に、金型の方形パネル成形面の両対角線部上の単位面積当たりのゲル量を他の部分の単位面積当たりのゲル量よりも多くするように配置することを特徴とする木質充填樹脂パネルの製造方法。
チャンバー内の回転軸に撹拌羽根を取付けたミキシング機に熱可塑性樹脂と木質充填材とを投入し、撹拌羽根の高速回転による摩擦熱で熱可塑性樹脂を溶融させて得た木質充填樹脂ゲルを使用することを特徴とする請求項１または２記載の木質充填樹脂パネルの製造方法。
木質充填樹脂ゲルを、金型内に配置する形状に成形する容器に収容してプレスに移送することを特徴とする請求項１〜３何れか記載の木質充填樹脂パネルの製造方法。
方形パネルの天板部側を成形する金型面の温度を、格子状リブ側を成形する金型面の温度よりも高くすることを特徴とする請求項１〜４何れか記載の木質充填樹脂パネルの製造方法。