JP5917880B2 - 揮発性有機化合物の放出抑制内装材 - Google Patents

Description

本発明は、木粉とポリプロピレンを主成分とするウッドストック材料の木質系組成物を成形して成る内装材に関し、特にウッドストック原料に添加剤を添加することにより、揮発性有機化合物の放出を抑制する内装材に関するものである。

木粉とポリプロピレンを主成分とする熱可塑性基材であるウッドストック材料は、押出し成形や射出成形により成形され、建築内装材や自動車内装材等として広く使用されている。

しかし、内装材に使用するウッドストック材料の木粉にはアルデヒド類等の揮発性有機化合物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）が含まれており、内装材を装着した室内、車内等の常温常圧雰囲気下における温度等の要因により揮発性有機化合物（以下、適宜「ＶＯＣ」と略称する）が揮発して車内等のガラス面を曇らせ、また、人よってはその臭気に不快感をもつ場面も考えられた。

近年、シックハウス症候群の要因として、トルエン、キシレン等の溶剤、ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒド等のアルデヒド類等のＶＯＣが問題視されることから、特に建築内装材及び自動車内装材に対しては厳しい規制が設けられている。

ＶＯＣの発生に対しては、消臭剤を使用する他に、ＶＯＣの吸着機能等を備えた添加剤（例えば、ホルマリンキャッチャー等）を使用した内装材が開発されている。特に、ＶＯＣ捕捉剤を表皮材の表面及び／又は裏面に含ませた自動車用内装材は、内装材を形成する基材の内部から放出されるＶＯＣの他に車内の他の部品から放出されるＶＯＣも捕捉できるので、ＶＯＣの除去、削減の効果が期待されるものである（特許文献１参照）。

特開２００９−１６６６１４公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の自動車内装材は、放出されたＶＯＣを捕捉剤が塗布された表皮材で吸着して捕捉する機能を有するものであり、基材からのＶＯＣの放出を抑制する機能を有さず、表皮材での捕捉を逃れたＶＯＣが車内に放出される恐れがある。

さらに、表皮材の表面及び／又は裏面に捕捉剤を備えるには、捕捉剤を表皮の表面及び／又は裏面にコーティングし、乾燥、固化させる工程を経る必要があり、製造コストの上昇を招くことになる。

本発明は、基材からのＶＯＣ放出を抑制し、室内及び車内へのＶＯＣ放出を低減することができる内装材を低コストで提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明が提供するのは、木質系組成物を加熱成形して成る基材と、該基材に装着される表皮材とを備えて成る揮発性有機化合物の放出抑制内装材であって、前記木質系組成物は、木粉及びポリプロピレン樹脂を主成分とするウッドストック材料と、前記基材からの揮発性有機化合物の放出を抑制するために添加される添加剤と、を含み、該添加剤がマレイン酸変性ポリオレフィンであることを特徴とする揮発性有機化合物の放出抑制内装材である。

このように、木粉及びポリプロピレン樹脂を主成分とするウッドストック材料に、基材からの揮発性有機化合物の放出を抑制するための添加剤としてマレイン酸変性ポリオレフィンを添加したので、これらを含む木質系組成物を加熱成形した基材を備えた前記内装材は、添加剤の作用により木粉に含まれる揮発性有機化合物の発生が抑制される。

マレイン酸変性ポリオレフィンの添加剤による揮発性有機化合物発生の抑制作用は、成形時の加熱によりマレイン酸が無水マレイン酸となり、木粉に含まれるアルデヒド類と反応、化合することでアルデヒド類の発生を抑制する働き、或いはマレイン酸のカルボキシル基に含まれる水酸基が、アルデヒド類のカルボニル基と水素結合を形成することでアルデヒド類を取り込み、その放出を抑える働きがあると考えられる。

マレイン酸変性ポリオレフィンの添加量は、木質系組成物全体の０．５〜３重量％の範囲とする。この範囲内において特に基材からのＶＯＣ放出抑制の効果がある。

前記表皮材は、前記基材に重ねられ、プレス成形により前記基材と共に所定の形状に加工されて装着され、揮発性有機化合物の放出抑制内装材として使用される。また表皮材は、不織布又は織布により形成される。

前記基材は、前記木質系組成物を押出し成形機による熱溶融混練の後に押出し形成され、或いは、前記木質系組成物を射出成形機による熱溶融混練の後に射出形成される。何れも熱溶融混練で加熱されることで、添加剤の揮発性有機化合物に対する化学的な作用が働き、アルデヒド類などの揮発性有機化合物の発生を抑制することができる。

本発明がさらに提供するのは、上記した揮発性有機化合物の発生抑制内装材の製造方法であって、前記木粉、前記ポリプロピレン樹脂及び前記マレイン酸変性ポリオレフィンの添加剤を混合機により混合して前記木質系組成物を生成する混合生成工程と、前記木質系組成物を押出し成形機のホッパーからシリンダー内に投入して加熱混練する加熱混練工程と、前記加熱混練された木質系組成物をダイスから押出して前記基材を成形する基材成形工程と、前記基材に前記表皮材を重ね、プレス成形により所定の形状に加工して前記内装材を形成する内装材形成工程と、を有することを特徴とする揮発性有機化合物の発生を抑制する内装材の製造方法である。

また、上記押出し成形機による成形に換えて、射出成形機による成形とすることができる。

本発明によれば、ウッドストック材料にマレイン酸変性ポリオレフィンの添加剤を添加した木質系組成物を加熱して基材を形成したので、ウッドストックの原料である木粉に含まれる揮発性有機化合物と上記添加剤とが反応、化合することで、基材からの揮発性有機化合物の放出を抑えることができ、これにより揮発性有機化合物の放出抑制内装材を低コストで提供することができる。

図１は、本発明に係る揮発性有機化合物の放出抑制内装材を自動車用内装材としてリアシェルフに使用した一実施形態を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。

本発明に係る揮発性有機化合物の放出抑制内装材は、建築用内装材、自動車用内装材等に使用でき、特に自動車用内装材としてはリアシェルフ、フロアボード、ドアトリム及びトランクトリム等に使用することができる。

図１に示すように、本発明に係る揮発性有機化合物の放出抑制内装材を使用した自動車用内装材のリアシェルフ１１は、リアシェルフ本体１２と、リアシェルフ本体１２の後部座席側である一端側の両端に設けられ、リアシェルフ本体１２を回動可能に枢着するヒンジ部１３ａ、１３ｂと、リアシェルフ本体１２の他端側の両端に設けられ、リアシェルフ本体１２とトランク内部と係合させる係合部１５ａ、１５ｂと、リアシェルフ本体１２とテールゲート（図示せず）とに架設される一対の支持紐であるストリング１６ａ、１６ｂとを備えて成る。

本発明に係る揮発性有機化合物の放出抑制内装材であるリアシェルフ本体１２は、基材２１に不織布である表皮材２３を重ね、これらを一体として同時にプレス成形して、図1に示す段差形状の板状部材に形成される。

プレス成形されたリアシェルフ本体１２に、ポリプロピレン製のヒンジ部１３ａ、１３ｂと、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の係合部１５ａ、１５ｂと、ナイロン製のストリング１６ａ、１６ｂとが装着されて、リアシェルフ１１が構成される。

基材１２は、木粉及びポリプロピレン樹脂を含むウッドストック材料に、添加剤としてマレイン酸変性ポリオレフィンを添加して成る木質系組成物を、押出し機により加熱混練して押し出しされて所定形状に成形される。

木粉は、栂を主原料として、これに杉、松、ヒノキを副原料として加え、これらを４５〜１００メッシュの大きさに粉砕されたものが使用される。木粉の水分量が多いと、添加剤であるマレイン酸変性ポリオレフィンによる、木粉からの揮発性有機化合物の放出を抑制する働きを阻害することになるので、木粉の含水率を４％程度になるように乾燥させる。

ポリプロピレン樹脂は、ペレット形状のものを顆粒状に粉砕して使用する（例えば、市販品：サンアロマー株式会社製「ＰＬ４００Ａ（商品名）」）。

添加剤であるマレイン酸変性ポリオレフィンは、ペレット形状又は粉状のものが使用される（例えば、市販品：東洋紡績株式会社製「トーヨータックＨ−１０００Ｐ（商品名）」）。マレイン酸変性ポリオレフィンの添加量は、木質系組成物全体の０．５〜３重量％の範囲である。この範囲において基材からのＶＯＣ放出抑制の効果がある。

マレイン酸変性ポリオレフィンは、極性を有する木質系素材と、無極性のポリプロピレン等のオレフィン系素材との相溶性及び分散性を向上させる機能を有するものとして使用される場合があるが、本発明の発明者は、ウッドストック材料にマレイン酸変性ポリオレフィンを添加した木質系組成物を加熱して成形された基材には、揮発性有機化合物の発生が抑制されるという特徴点を見出し、本発明の揮発性有機化合物の放出抑制内装材の創作に至ったものである。

上記したマレイン酸変性ポリオレフィンの添加剤による揮発性有機化合物発生の抑制作用は、成形時の加熱によりマレイン酸が無水マレイン酸となり、木粉に含まれるアルデヒド類と反応、化合することでアルデヒド類の発生を抑制する働き、或いはマレイン酸のカルボキシル基に含まれる水酸基が、アルデヒド類のカルボニル基と水素結合を形成することでアルデヒド類を取り込み、その放出を抑える働きがあることが考えられる。

本発明の内装材の原料である木質系組成物は、上記した木粉が５０重量部、ポリプロピレン樹脂が５０重量部、マレイン酸変性ポリオレフィンが１重量部の組成比で混合されて成り、この木質系組成物が押出し機のシリンダー内での加熱混練を経て、ダイスから押出されて基材２１が形成される。

形成された基材２１に、ポリエチレンテレフタレート製の不織布から成る表皮材２３が重ねられ、プレス成形により段差形状の板状部材であるリアシェルフ本体１２が形成される。そして、リアシェルフ本体１２に、ヒンジ部１３ａ、１３ｂと、係合部１５ａ、１５ｂと、ストリング１６ａ、１６ｂとが装着され、リアシェルフ１１が形成される。

次に、本発明に係る揮発性有機化合物の放出抑制内装材である、リアシェルフ本体１２の製造方法について製造工程に従って説明する。

本発明に係る揮発性有機化合物の発生を抑制する内装材の製造方法は、木粉、ポリプロピレン樹脂及びマレイン酸変性ポリオレフィン樹脂の添加剤を高速回転の混合機により混合して木質系組成物を生成する混合生成工程と、前記木質系組成物を押出し成形機のホッパーからシリンダー内に投入して加熱混練する加熱混練工程と、前記加熱混練された木質系組成物をダイスから押出して成形する成形工程と、前記基材に前記表皮材を重ね、プレス成形により所定の形状に加工して前記内装材を形成する内装材形成工程とで構成される。

木質系組成物を生成する混合生成工程では、上述した種類の木材を４５〜１００メッシュの大きさに粉砕し、含水率を４％程度になるように乾燥させた木粉（５０重量部）と、ペレット形状のポリプロピレン樹脂を顆粒状に粉砕したもの（５０重量部）と、添加剤であるマレイン酸変性ポリオレフィン（１重量部）と、を高速回転の混合機であるヘンセルミキサーに入れて、木粉、ポリプロピレン樹脂及びマレイン酸変性ポリオレフィンが均一になるように混合される。

加熱混練工程では、上記混合により生成された木質系組成物を異方向回転の二軸押出機（市販品：ＩＣＭＡ社製「ＥＢ／１４０−２４７（商品名）」）のホッパーからシリンダー内に投入し、シリンダー内の温度２００〜２５０℃の範囲で加熱混練する。この加熱混練により、添加剤に含まれるマレイン酸が無水マレイン酸に変化してアルデヒドと反応し、その基材２１からのアルデヒドの放出が抑制されると考えられる。

加熱混練された木質系組成物をダイスから押出して成形する成形工程では、使用するダイス（Ｔ−ｄａｉ)の温度を１２０〜２２０℃の範囲に維持して木質系組成物を押出し、さらに押出された基材２１を冷却装置による冷却により固化、成形する。

成形された基材２１に、不織布から成る表皮材２３が重ねられ、プレス成形により段差形状の板状部材である、リアシェルフ本体１２が形成され、さらに
リアシェルフ本体１２に、ヒンジ部１３ａ、１３ｂと、係合部１５ａ、１５ｂと、ストリング１６ａ、１６ｂとが装着され、リアシェルフ１１が形成される。

揮発性有機化合物の放出抑制内装材を使用したリアシェルフ本体１２は、上述のように、ウッドストック材料に添加剤としてマレイン酸変性ポリオレフィンを添加した木質系組成物により基材２１を形成したので、上記添加剤の作用により基材からのＶＯＣの放出を抑制することができる。

以下に、本発明の揮発性有機化合物の放出抑制内装材を構成する基材（組成比：木粉５０重量部、ポリプロピレン樹脂５０重量部、マレイン酸変性ポリオレフィン１重量部）から放出されるＶＯＣの測定値と、マレイン酸変性ポリオレフィンを添加していない基材から放出されるＶＯＣの測定値との比較を表１に示す。表１にはそれぞれ基材１０ｇあたりのＶＯＣ検出量（単位：μｇ）が示されている。マレイン酸変性ポリオレフィンは、東洋紡績株式会社製「トーヨータックＨ−１０００Ｐ（商品名）」を使用した。

ＶＯＣの検出試験は、基材の試験用片（正方形：一辺１００ｍｍ）と、１５Ｌの純空気を２０Ｌ容量のテドラーバッグに封入し、６５℃で２時間加熱した後のテドラーバッグ内のガスを捕集して測定した。

表１に示すように、本発明に係る揮発性有機化合物の放出抑制内装材における添加剤入り基材は、添加剤なしの基材に較べて、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド及びキシレンの放出がかなり低減されている。

また、添加剤であるマレイン酸変性ポリオレフィンは、無極性であるポリプロピレンに極性を与える機能があり、ウッドストック材料にマレイン酸変性ポリオレフィンを添加すると極性を有する木粉とポリプロピレンとの間で相溶性が高められ、基材自体の剛性が向上する。これは、ウッドストック材料にマレイン酸変性ポリオレフィンを添加することで、木粉の極性部分とポリプロピレンの樹脂骨格部分への化学的作用が働き、木粉とポリプロピレンとの相溶性を向上させ、基材の剛性を向上させるものと考えられる。

以下に、本発明の揮発性有機化合物の放出抑制内装材を構成する基材（組成比：木粉５０重量部、ポリプロピレン樹脂５０重量部、マレイン酸変性ポリオレフィン１重量部）の物性値と、マレイン酸変性ポリオレフィンを添加していない基材の物性値の比較を表２に示す。表１と同様、添加剤マレイン酸変性ポリオレフィンは、東洋紡績株式会社製「トーヨータックＨ−１０００Ｐ（商品名）」を使用した。

表２に示すように、本発明に係る揮発性有機化合物の放出抑制内装材における添加剤入り基材は、添加剤なしの基材に較べて、比重は同一であるものの、引っ張り強さ、伸び、曲げ強度、曲げ弾性率及び熱変形温度とも剛性が顕著に向上している。

したがって、本発明に係る揮発性有機化合物の放出抑制内装材に含まれる基材は、その剛性の向上により、薄肉化することができ、軽量化、コスト低減の効果を奏するものである。

本実施形態では、本発明に係る揮発性有機化合物の放出抑制内装材をリアシェルフに使用したが、自動車内装材としてフロアボード、ドアトリム、トランクトリム等に使用することができ、さらに建築用の内装材としても使用することができ、ＶＯＣの放出抑制と共に、剛性の向上による薄肉化により軽量、低コストが可能な揮発性有機化合物の放出抑制内装材を提供することができる。

本実施形態では、基材と表皮材とは基材の加熱により張り合わせているが、接着剤を使用した張り合わせの場合には、ウッドストック材料に添加されたマレイン酸変性ポリオレフィンにより、基材と表皮材との間に使用される接着剤からの揮発性有機化合物の放出も抑制することができる。

１１ リアシェルフ
１２ リアシェルフ本体
１３ａ、１３ｂ ヒンジ部
１５ａ、１５ｂ 係合部
１６ａ、１６ｂ ストリング
２１ 基材
２３ 表皮材

Claims (2)

1. 木質系組成物を加熱成形して成る基材と、該基材に装着される表皮材とを備えて成る揮発性有機化合物の放出抑制内装材であって、前記木質系組成物が、木粉及びポリプロピレン樹脂を主成分とするウッドストック材料と、前記基材からの揮発性有機化合物の放出を抑制するために添加されるマレイン酸変性ポリオレフィンとを含む、揮発性有機化合物の放出抑制内装材の製造方法であって、
   含水率が4％である木粉、ポリプロピレン樹脂及びマレイン酸変性ポリオレフィンを混合機により混合して前記木質系組成物を生成する混合生成工程と、
   前記木質系組成物を押出し成形機のホッパーから、内部温度が200〜250℃の範囲にあるシリンダー内に投入して加熱混練する加熱混練工程と、
   前記加熱混練された木質系組成物をダイスから押出して前記基材を成形する基材成形工程と、
   前記基材に前記表皮材を重ね、プレス成形により所定の形状に加工して前記内装材を形成する内装材形成工程と、
   を有することを特徴とする揮発性有機化合物の放出抑制内装材の製造方法。
2. 木質系組成物を加熱成形して成る基材と、該基材に装着される表皮材とを備えて成る揮発性有機化合物の放出抑制内装材であって、前記木質系組成物が、木粉及びポリプロピレン樹脂を主成分とするウッドストック材料と、前記基材からの揮発性有機化合物の放出を抑制するために添加されるマレイン酸変性ポリオレフィンとを含む、揮発性有機化合物の放出抑制内装材の製造方法であって、
   含水率が4％である木粉、ポリプロピレン樹脂及びマレイン酸変性ポリオレフィンを混合機により混合して前記木質系組成物を生成する混合生成工程と、
   前記木質系組成物を押出し成形機のホッパーから、内部温度が200〜250℃の範囲にあるシリンダー内に投入して加熱混練する加熱混練工程と、
   前記加熱混練された木質系組成物を金型に射出して前記基材を成形する基材成形工程と、
   前記基材に前記表皮材を重ね、プレス成形により所定の形状に加工して前記内装材を形成する内装材形成工程と、
   を有することを特徴とする揮発性有機化合物の放出抑制内装材の製造方法。

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