JP6490157B2

JP6490157B2 - 相溶化剤及びウッドプラスチック

Info

Publication number: JP6490157B2
Application number: JP2017136650A
Authority: JP
Inventors: 能理善小野; 武真清; 千巳山腰
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2037-07-12
Also published as: CN110678518A; WO2019013213A1; CN110678518B; JP2019019173A

Description

本発明は、ウッドプラスチック用添加剤に関する。

近年、ウッドプラスチック（Ｗｏｏｄ−ＰｌａｓｔｉｃＣｏｍｐｏｓｉｔｅ：ＷＰＣ）が、各種エクステリア製品、住宅用内装材等の建材、デッキや手摺り等の構造材など、多種多用途で使用されている。ウッドプラスチックは、種々の熱可塑性樹脂と木粉とを適宜の割合で配合し混練した組成物を所望の形状に成形されてなる。ウッドプラスチックは、人工木材等とも称される。ウッドプラスチックは、木材の風合いを持ちながら、木材と比較して耐腐朽性、耐水性、耐候性、寸法安定性等に優れ、プラスチックのように成形が可能である等の特徴を有している。また、一度利用した成形品を粉砕して再度利用するマテリアルリサイクルも可能であり、これは木材・プラスチック再生複合材（ＷＰＲＣ：Ｗｏｏｄ−ＰｌａｓｔｉｃＲｅｃｙｃｌｅｄＣｏｍｐｏｓｉｔｅ）とも呼ばれている。

これらウッドプラスチックにおいて、木材の風合いを持たせるためには、木粉をある程度の割合で配合させる必要がある。しかし、熱可塑性樹脂に対する木粉の配合率が高いほど、耐水性や強度が低下する傾向にある。また、親水性である木粉と非親水性である熱可塑性樹脂とは混練性に劣るため、木粉の配合率が高いと所望の成形品が得られ難くなる。そこで、ウッドプラスチックには、これらを改善する目的で、相溶化剤やフェノール樹脂が添加されことが知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、相溶化剤やフェノール樹脂を利用しても、従来のウッドプラスチックは、屋外で利用されるウッドデッキなどの建築材料向けには、耐水性や強度の面で必ずしも十分ではない場合がある。特に、フェノール樹脂は、木材の接着用や含浸用など様々な形態があり、ウッドプラスチック用の添加剤の成分としてどのようなフェノール樹脂が好適であるかといった検討は十分になされていない。

特開２０１６−１３８２１４号公報

本発明は、耐水性及び強度に優れたウッドプラスチックを得ることができるウッドプラスチック用添加剤を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた発明は、以下のとおりである。
［１］フェノール樹脂を含有し、上記フェノール樹脂の質量平均分子量が８，０００以上３０，０００以下であるウッドプラスチック用添加剤。
［２］上記フェノール樹脂がレゾール型フェノール樹脂である［１］のウッドプラスチック用添加剤。
［３］上記フェノール樹脂が固形レゾール型フェノール樹脂である［２］のウッドプラスチック用添加剤。
［４］上記フェノール樹脂が、メチロールレゾール型フェノール樹脂、ジメチレンエーテルレゾール型フェノール樹脂、メチロールレゾール型フェノール樹脂とアンモニアレゾール型フェノール樹脂との混合物又はこれらの組み合わせである［２］又は［３］のウッドプラスチック用添加剤。

本発明は、耐水性及び強度に優れたウッドプラスチックを得ることができるウッドプラスチック用添加剤を提供することができる。

＜ウッドプラスチック用添加剤＞
本発明の一実施形態に係るウッドプラスチック用添加剤は、フェノール樹脂を含有する。なお、ウッドプラスチックとは、通常、熱可塑性樹脂及び木粉を含む組成物又はその硬化物である。

（フェノール樹脂）
上記フェノール樹脂は、その質量平均分子量（重量平均分子量ともいう。）が８，０００以上３０，０００以下のものである。この質量平均分子量の下限は、１０，０００が好ましく、１４，０００がより好ましく、１５，０００がさらに好ましい。質量平均分子量が上記下限以上のフェノール樹脂を含むウッドプラスチック用添加剤を用いる場合、フェノール性水酸基と木粉の水酸基との強固な水素結合により、フェノール樹脂が木粉を被覆するカプセル効果が高まり、得られるウッドプラスチックの耐水性や強度が向上すると推測される。すなわち、高分子量のフェノール樹脂は、熱可塑性樹脂と木粉との密着性を高める相溶化剤的な効果を及ぼすと考えられる。なお、フェノール樹脂の分子量を大きくするためには反応で仕込むホルムアルデヒド／フェノールモル比（以下Ｆ／Ｐモル比）を調製する必要があり、Ｆ／Ｐモル比が高いとゲル化を生じる。従って、Ｆ／Ｐモル比は２．０以下が好ましく、１．５以下がより好ましい。一方、このＦ／Ｐモル比の下限としては、０．５であってよく、０．７であってもよく、１であってもよく、１．２であってもよい。

一方、上記フェノール樹脂の質量平均分子量の上限は３０，０００であるが、２８，０００がより好ましい。フェノール樹脂の質量平均分子量を上記上限以下とすることで、分散性が高まることなどにより、耐水性や強度をより高めることができる。なお、この質量平均分子量は、ＪＩＳＫ７２５２−１：２００８に準拠して、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定される値をいう。

上記フェノール樹脂の種類としては、特に限定されるものではなく、レゾール型フェノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂のいずれであってもよいが、得られるウッドプラスチックの強度や耐水性等の観点から、レゾール型フェノール樹脂が好ましく、固形レゾール型フェノール樹脂がより好ましい。レゾール型フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類との重縮合物であり、一般にフェノールのオルソ位とパラ位とにメチレン結合、ジメチレンエーテル結合及び／又はメチロール結合を生成し、重合反応（三次元架橋）が進む。このようなレゾール型フェノール樹脂を用いた場合、木粉の水酸基と、フェノール樹脂の水酸基とが好適に水素結合し、カプセル効果による耐水性の向上がより効果的に発現される。また、固形のフェノール樹脂を用いることで、他の成分との混練が容易になるという利点もある。

上記レゾール型フェノール樹脂としては、フェノール、クレゾール、ビスフェノールＡ等のフェノール類に、苛性ソーダ（水酸化ナトリウム）、水酸化バリウム、消石灰、アンモニア等の塩基性触媒や酢酸亜鉛等の二価金属塩触媒の存在下でホルムアルデヒドやグリオキサールなどのアルデヒド類と反応して得られるメチロールレゾール型フェノール樹脂、ジメチレンエーテルレゾール型フェノール樹脂、アンモニアレゾール型フェノール樹脂等が挙げられる。あるいは、桐油、アマニ油、カシューオイル等で変性したオイル変性のレゾール型フェノール樹脂等であってもよい。

レゾール型フェノール樹脂の中でも、ウッドプラスチック中の他の成分との密着性、分散性等の観点から、メチロールレゾール型フェノール樹脂、ジメチレンエーテルレゾール型フェノール樹脂、メチロールレゾール型フェノール樹脂とアンモニアレゾール型フェノール樹脂との混合物、又はこれらの組み合わせであることが特に好ましい。なお、メチロールレゾール型フェノール樹脂とは、ホルムアルデヒドを用いた生成物において、メチロール基の割合が相対的に高いレゾール型フェノール樹脂をいう。具体的には、メチロールレゾール型フェノール樹脂とは、メチロール基（メチロール結合）とジメチレンエーテル結合との合計数に対するメチロール基の数が６０％を超えるレゾール型フェノール樹脂をいう。ジメチレンエーテルレゾール型フェノール樹脂とは、ホルムアルデヒドを用いた生成物において、ジメチレンエーテル結合の割合が相対的に高いレゾール型フェノール樹脂をいう。具体的には、ジメチレンエーテルレゾール型フェノール樹脂とは、メチロール基（メチロール結合）とジメチレンエーテル結合との合計数に対するジメチレンエーテル結合の数が６０％を超えるレゾール型フェノール樹脂をいう。アンモニアレゾール型フェノール樹脂はアンモニア触媒を使用したレゾール型フェノール樹脂をいう。

アンモニアレゾール型フェノール樹脂は、構造上、高分子量とすることが困難であるため、メチロールレゾール型フェノール樹脂と組み合わせるのが好ましい。これらの組み合わせ比率（メチロールレゾール型フェノール樹脂／アンモニアレゾール型フェノール樹脂）の下限は、５０／５０が好ましく、６０／４０がより好ましい。一方、この組み合わせ比率の上限は、９０／１０が好ましく、８０／２０がより好ましい。

上記ノボラック型フェノール樹脂としては、フェノール、クレゾール、ビスフェノールＡ等のフェノール類に、三弗化硼素、塩酸、硫酸等の無機酸や、蓚酸、酢酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸等の酸性触媒の存在下でホルムアルデヒドやグリオキサールなどのアルデヒド類と反応して得られるノボラック型フェノール樹脂等が挙げられる。ノボラック型フェノール樹脂を用いる場合には、ヘキサメチレンテトラミン（ヘキサミンともいう）等の硬化剤が添加されていてもよい。

当該ウッドプラスチック用添加剤は、上記フェノール樹脂のみからなるものであっても良いし、上記フェノール樹脂以外の成分を含有していてもよい。他の成分としては、例えば相溶化剤、硬化剤、架橋剤、フェノール樹脂以外の樹脂等を挙げることができる。但し、当該ウッドプラスチック用添加剤における上記フェノール樹脂の含有量の下限としては、５０質量％が好ましく、９０質量％がより好ましく、９９質量％がさらに好ましい。このように、ウッドプラスチック用添加剤における上記フェノール樹脂の含有量を高めることで、耐水性及び強度に優れるウッドプラスチックをより効果的に得ることができる。

＜ウッドプラスチック組成物＞
当該ウッドプラスチック添加剤は、ウッドプラスチック組成物に添加する添加剤として好適に用いることができる。以下、当該ウッドプラスチック添加剤の使用方法として、ウッドプラスチック組成物について説明する。

上記ウッドプラスチック組成物は、熱可塑性樹脂、木粉及び当該ウッドプラスチック用添加剤（フェノール樹脂）を含む。上記ウッドプラスチック組成物は、熱可塑性樹脂と木粉とに加え、当該ウッドプラスチック用添加剤をさらに含有することにより、耐水性及び強度に優れたウッドプラスチック成形品を得ることができる。

（熱可塑性樹脂）
上記熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ＡＢＳ樹脂、ＥＶＡ樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフイド、ポリアセタール等が挙げられる。ポリオレフィンとしては、ＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）等のポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・α−オレフィンブロック共重合体、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体等が挙げられる。ポリエステルとしては、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が挙げられる。

熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル及びＡＢＳが好ましく、ポリオレフィンがより好ましい。

熱可塑性樹脂の融点の下限としては、９５℃が好ましく、１２０℃がより好ましい。一方、この融点の上限としては、２００℃が好ましく、１７０℃がより好ましい。このような融点を有する熱可塑性樹脂を、好ましくは適当な融点を有する相溶化剤と組み合わせて用いることで、木粉との密着性が高まり、強度や耐水性をより高めることができる。

この熱可塑性樹脂は１種であっても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、熱可塑性樹脂は必ずしもバージン原料でなくともよく、容器包装廃棄物、家電廃棄物、産業廃棄物等から再生されたリサイクル原料であってもよい。

上記ウッドプラスチック組成物における上記熱可塑性樹脂の含有量の下限としては、上記熱可塑性樹脂及び木粉の合計含有量１００質量部に対して、２０質量部が好ましく、３０質量部がより好ましい。熱可塑性樹脂の含有量を上記下限以上とすることで、耐水性をより高めることができる。一方、この含有量の上限としては、９５質量部が好ましく、９０質量部がより好ましく、８０質量部がより好ましい場合もあり、６０質量部がより好ましい場合もあり、５０質量部がより好ましい場合もある。熱可塑性樹脂の含有量を上記上限以下とすることで、耐熱性等を高めることができる。

（木粉）
上記木粉としては、製材工場や木工場等から排出される鋸屑や鉋屑、木材や廃木材の粉砕チップなどが挙げられる。上記木粉は、他の成分と混合、混練できる形状、大きさであれば、その形状及び大きさは特に限定されない。

木粉の粒径の上限としては、例えば５００μｍが好ましく、２００μｍがより好ましい。この粒径の下限としては、例えば２０μｍが好ましいが、ミクロフィブリル化したファイバー状のものであってもよい。なお木粉の粒径は、レーザー回折・散乱法に準じて測定した値とすることができる。

この木粉は１種であっても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。木粉原料は、必ずしもバージン原料でなくとも、建築廃材等から再生したリサイクル原料であってもよい。

上記木粉の含有量の下限としては、上記熱可塑性樹脂及び木粉の合計含有量１００質量部に対して、５質量部が好ましく、１０質量部がより好ましく、２０質量部がより好ましい場合もあり、４０質量部がより好ましい場合もあり、５０質量部がより好ましい場合もある。木粉の含有量を上記下限以上とすることで、木質感を高めることなどができる。一方、この含有量の上限としては、８０質量部が好ましく、７０質量部がより好ましい。木粉の含有量を上記上限以下とすることで、寸法安定性や混錬性を高め、平滑性の高い成形品を得られやすくすることができる。また、木粉の含有量を上記上限以下とすることで、強度や耐水性をより高めることができる。

（ウッドプラスチック用添加剤（フェノール樹脂））
上記ウッドプラスチック組成物に含有される当該ウッドプラスチック用添加剤の詳細は上述したとおりである。

上記ウッドプラスチック組成物における当該ウッドプラスチック用添加剤（フェノール樹脂）の含有量の下限としては、上記熱可塑性樹脂及び木粉の合計含有量１００質量部に対して、１質量部が好ましく、３質量部がより好ましく、５質量部がより好ましい場合もある。ウッドプラスチック用添加剤（フェノール樹脂）の含有量を上記下限以上とすることで、耐水性や強度をより高めることなどができる。一方、この含有量の上限としては、１５質量部が好ましく、１０質量部がより好ましく、７質量部がより好ましい場合もある。ウッドプラスチック用添加剤（フェノール樹脂）の含有量を上記上限以下とすることで、耐候性等を高めることができる。

また、当該ウッドプラスチック用添加剤（フェノール樹脂）の含有量の下限としては、上記木粉１００質量部に対して、１質量部が好ましく、５質量部がより好ましく、７質量部がさらに好ましく、９質量部がよりさらに好ましい。木粉に対するウッドプラスチック用添加剤（フェノール樹脂）の含有量を上記下限以上とすることで、木粉に対するフェノール樹脂のカプセル効果が特に十分に奏され、耐水性や強度をより高めることなどができる。一方、この含有量の上限としては、１００質量部が好ましく、４０質量部がより好ましく、２０質量部がさらに好ましい。ウッドプラスチック用添加剤（フェノール樹脂）の含有量を上記上限以下とすることで、耐候性等を高めることができる。

（無機充填剤）
上記ウッドプラスチック組成物は、無機充填剤を含有することが好ましい。上記無機充填剤は、耐水性、強度、耐熱性等の特性を改善することができる。無機充填剤としては、特に限定されず、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、ウォラストナイト、ガラス繊維、水酸化マグネシウム、高炉スラグ、フライアッシュ等が挙げられる。無機充填剤としては、取扱性等の点から、炭酸カルシウムが好ましい。炭酸カルシウムとしては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム等を挙げることができる。これらの無機充填剤は１種であっても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

上記無機充填剤の平均粒径の上限としては、２０μｍが好ましく、５μｍがより好ましい。一方、この下限としては、０．８μｍが好ましく、１．８μｍがより好ましい。無機充填剤の平均粒径を上記範囲とすることで、混錬性や流動性が良好となり、結果として得られる成形体の強度や耐水性をより高めることができる。なお無機充填剤の平均粒径は、空気透過法に準じて測定した値とすることができる。

上記無機充填剤の含有量の下限としては、上記熱可塑性樹脂及び木粉の合計含有量１００質量部に対して、１質量部が好ましく、５質量部がより好ましい。無機充填剤の含有量を上記下限以上とすることで、耐水性、強度、耐熱性等をより高めることなどができる。一方、この含有量の上限としては、５０質量部が好ましく、３０質量部がより好ましく、１５質量部がより好ましい場合もある。無機充填剤の含有量を上記上限以下とすることで、混錬性や流動性を高め、その結果、強度や耐水性を高めることができる。

（相溶化剤）
上記ウッドプラスチック組成物は、相溶化剤がさらに含有されていることが好ましい。相溶化剤が含有されていることにより、混練性、流動性、密着性等を高めることができる。

上記相溶化剤は、非親水性である熱可塑性樹脂と親水性である木粉との密着性を高め、結果として、ウッドプラスチック成形品の耐水性及び強度を向上させる成分である。上記相溶化剤は、分散剤、密着性促進剤等と称してもよい。上記相溶化剤としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンベースポリマーを不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体の一種又は二種以上の混合物により変性した酸変性ポリオレフィンが挙げられる。不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸等を挙げることができる。不飽和カルボン酸の誘導体としては、上記各不飽和カルボン酸の無水物、アミド、イミド、エステル等を挙げることができる。

上記相溶化剤としては、無水カルボン酸変性ポリオレフィンが好ましく、無水マレイン酸変性ポリエチレン及び無水マレイン酸変性ポリプロピレンがより好ましい。相溶化剤は１種であってもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

相溶化剤は、熱可塑性樹脂と木粉との密着性を高めるものであり、添加する熱可塑性樹脂の融点以上の温度で溶融するのが好ましい。具体的には、相溶化剤の融点の下限としては、１２０℃が好ましく、１２５℃がより好ましい。一方、相溶化剤の融点が２００℃以下であればフェノール樹脂が硬化しても耐水性等が低下することはなく、相溶化剤の融点は１６０℃以下であってもよい。

上記相溶化剤の含有量の下限としては、上記熱可塑性樹脂及び木粉の合計含有量１００質量部に対して、０．５質量部が好ましく、１質量部がより好ましい。相溶化剤の含有量を上記下限以上とすることで、熱可塑性樹脂と木粉との密着性をより向上させることができる。一方、この含有量の上限としては、１０質量部が好ましく、５質量部がより好ましい。さらに、この相溶化剤の含有量は、４質量部未満が好ましい場合もある。相溶化剤の含有量を上記上限以下とすることで、コスト高を抑えつつ、十分な強度や耐水性を発揮させることができる。特に、上述のように高分子量のフェノール樹脂が相溶化剤的な機能を果たすと推測されているため、相溶化剤の含有量を比較的少なくしても、当該ウッドプラスチック組成物は、優れた強度や耐水性を有する成形品を得ることができる。

（滑剤）
上記ウッドプラスチック組成物は、滑剤がさらに含有されていることが好ましい。滑剤が含有されていることにより、混練性、流動性、成形性等を高めることができる。上記滑剤としては、ステアリン酸等の脂肪酸、ステアリルアルコール等の高級アルコール、ステアリン酸鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩などが挙げられる。滑剤は１種であってもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

上記滑剤の含有量の下限としては、上記熱可塑性樹脂及び木粉の合計含有量１００質量部に対して、０．５質量部が好ましく、１質量部がより好ましい。滑剤の含有量を上記下限以上とすることで、成形性をより高めることなどができる。一方、この含有量の上限としては、１０質量部が好ましく、５質量部がより好ましい。滑剤の含有量を上記上限以下とすることで、コスト高を抑えつつ、十分な成形性を発揮させることなどができる。

（その他の成分）
上記ウッドプラスチック組成物は、熱可塑性樹脂、木粉、無機充填剤、ウッドプラスチック用添加剤（フェノール樹脂）、相溶化剤及び滑剤以外のその他の成分をさらに含有していてもよい。このようなその他の成分としては、熱可塑性樹脂及びフェノール樹脂以外の樹脂、無機充填剤以外の充填剤などを挙げることができる。但し、その他の成分の含有量の上限としては、熱可塑性樹脂及び木粉の合計含有量１００質量部に対して、１０質量部が好ましいことがあり、１質量部がより好ましいこともある。

（製造方法）
上記ウッドプラスチック組成物の製造方法は、特に限定されず公知の方法により行うことができる。通常、熱可塑性樹脂、木粉、当該ウッドプラスチック用添加剤（フェノール樹脂）及び必要に応じて他の成分を加熱混練することによって、上記ウッドプラスチック組成物を得ることができる。

上記加熱混錬に関し、各成分を一括混練することが好ましい。このように一括混練することによって、得られるウッドプラスチック組成物を用いて形成される成形品の耐水性及び強度がさらに高まる。この理由は、熱可塑性樹脂、木粉、無機充填剤及び当該ウッドプラスチック用添加剤（フェノール樹脂）等を一括混練することにより、各成分の均一分散性が良好になり、また、上述した当該ウッドプラスチック用添加剤（フェノール樹脂）のカプセル効果がより良好に発現されるためと考えられる。換言すれば、分子量の大きい当該ウッドプラスチック用添加剤は、他の成分を混錬した後に混練すると、フェノール樹脂の均一分散性が低下し、このため成形品の耐水性や強度を十分に高めることができないと推測される。また、一括混練することによって、分割混練するよりも生産性を高めることができる。

混練に用いる装置としては、例えば単軸押出機、多軸押出機、高速アジテート式混練機、高粘性用ブレード型混練機等、通常のウッドプラスチック組成物の製造で用いられる混練装置を用いることができる。これらの混練装置は、回分式混練装置であってもよく、連続式混練装置であってもよい。

加熱混練の際の温度としては、例えば１２０℃以上２５０℃以下とすることができる。また、加熱混練時間としては、例えば１分以上６０分以下とすることができる。なお、加熱混練で得られた組成物を適宜粉砕し、この粉砕物の粒径をそろえてもよい。

（ウッドプラスチック成形品）
上記ウッドプラスチック組成物からウッドプラスチック成形品を得ることができる。このウッドプラスチック成形品は、ウッドプラスチック組成物の硬化物である。上記ウッドプラスチック成形品は、耐水性及び強度に優れる。

上記ウッドプラスチック成形品は、例えば、金型を用いて上記ウッドプラスチック組成物を加熱状態で加圧することによって得ることができる。この製造には、押出成形、射出成形等の公知の成形方法を採用することができる。

以下、本発明を、実施例及び比較例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。

なお、フェノール樹脂の質量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（昭和電工社の「ＳｈｏｄｅｘＧＰＣ−１０１」）を用いて、以下の条件で測定した。
カラム：ＬＦ−８０４（昭和電工社製）
カラムの温度：４０℃
試料：０．２％テトラヒドロフラン溶液
流量：１ｍｌ／ｍｉｎ
溶離液：テトラヒドロフラン
検出器：ＲＩ検出器

＜フェノール樹脂１の合成＞
攪拌羽根を備えたセパラブルフラスコにフェノール１，０００ｇ及び３７質量％ホルマリン１，２０７ｇを入れて溶解させた。その後、攪拌しながら４８質量％苛性ソーダ１０．４ｇを添加し、内温９０℃にて１．５時間反応を行った後、５０℃まで冷却した。その後、硫酸７ｇを添加し、９０℃まで減圧脱水を行い固形のメチロールレゾール型フェノール樹脂（フェノール樹脂１）を得た。質量平均分子量は１５，０００であった（Ｆ／Ｐモル比１．４０）。

＜フェノール樹脂２の合成＞
攪拌羽根を備えたセパラブルフラスコにフェノール１，０００ｇ及び３７質量％ホルマリン１，２２５ｇを入れて溶解させた。その後、攪拌しながら２５質量％アンモニア水３００ｇを添加し、内温９０℃にて２時間反応を行った。その後、９０℃まで減圧脱水を行い固形のアンモニアレゾール型フェノール（フェノール樹脂２）を得た。質量平均分子量は４，０００であった（Ｆ／Ｐモル比１．４２）。

＜フェノール樹脂３の合成＞
攪拌羽根を備えたセパラブルフラスコにフェノール１，０００ｇ及び３７質量％ホルマリン１，５５５ｇを入れて５０℃まで加熱した。その後、酢酸亜鉛を１５ｇ添加し、常圧還流にて２時間反応を行った。その後、１１０℃まで減圧脱水を行い固形のジメチレンエーテルレゾール型フェノール樹脂（フェノール樹脂３）を得た。質量平均分子量は１３，０００であった（Ｆ／Ｐモル比１．８０）。

＜フェノール樹脂４の合成＞
攪拌羽根を備えたセパラブルフラスコにフェノール１，０００ｇ及び３７質量％ホルマリン１，８９８ｇ入れて溶解させた後、攪拌しながら４８質量％苛性ソーダ１０．４ｇを添加し、内温９０℃にて１．５時間反応を行い、その後５０℃まで冷却した。その後、硫酸７ｇを添加し、９０℃まで減圧脱水を行い固形のメチロールレゾール型フェノール樹脂（フェノール樹脂４）を得た。質量平均分子量は６，０００であった（Ｆ／Ｐモル比２．２０）。

＜フェノール樹脂５の合成＞
攪拌羽根を備えたセパラブルフラスコにフェノール１，０００ｇ及び３７質量％ホルマリン７０７ｇ入れて溶解させた後、攪拌しながら蓚酸５．０ｇを添加し、還流化にて３．０時間反応を行った。その後減圧脱水を行い固形のノボラック樹脂（フェノール樹脂５）を得た。質量平均分子量は９，０００であった（Ｆ／Ｐモル比０．８２）。

＜フェノール樹脂６の合成＞
攪拌羽根を備えたセパラブルフラスコにフェノール１，０００ｇ及び３７質量％ホルマリン６７５ｇ入れて溶解させた後、攪拌しながら蓚酸５．０ｇを添加し、還流化にて３．０時間反応を行った。その後減圧脱水を行い固形のノボラック樹脂（フェノール樹脂６）を得た。質量平均分子量は５，７００であった（Ｆ／Ｐモル比０．７８）。

＜フェノール樹脂７の合成＞
攪拌羽根を備えたセパラブルフラスコにフェノール１，０００ｇ及び３７質量％ホルマリン８６５ｇを入れて溶解させた。その後、攪拌しながら４８質量％苛性ソーダ１０．４ｇを添加し、内温９０℃にて１．５時間反応を行った後、５０℃まで冷却した。その後、硫酸７ｇを添加し、９０℃まで減圧脱水を行い固形のメチロールレゾール型フェノール樹脂（フェノール樹脂７）を得た。質量平均分子量は２７，０００であった（Ｆ／Ｐモル比１．００）。

＜フェノール樹脂８の合成＞
攪拌羽根を備えたセパラブルフラスコにフェノール１，０００ｇ及び３７質量％ホルマリン８２０ｇを入れて溶解させた。その後、攪拌しながら４８質量％苛性ソーダ１０．４ｇを添加し、内温９０℃にて１．５時間反応を行った後、５０℃まで冷却した。その後、硫酸７ｇを添加し、９０℃まで減圧脱水を行い固形のメチロールレゾール型フェノール樹脂（フェノール樹脂８）を得た。質量平均分子量は３０，５００であった（Ｆ／Ｐモル比０．９５）。

熱可塑性樹脂としてポリプロピレン（サンアロマー社の「ＰＬ４００Ａ」：融点１６５℃）４０質量部、木粉として粒径１５０μｍ以下に調整したスギ木粉６０質量部、無機充填剤として重質炭酸カルシウム（備北粉化工業社の「ソフトン１２００」：平均粒径１．８μｍ）１０質量部、相溶化剤として無水マレイン酸変性ポリプロピレン（三洋化成社の「ユーメックス１０１０」：融点１３０℃）３．５質量部、滑剤としてステアリン酸亜鉛２．５質量部、及びウッドプラスチック用添加剤として上記フェノール樹脂１を４質量部配合し、攪拌混合した。ついで、井本製作所の「ＩＭＣ−１８８７型」ミキサーを用いて温度１９０℃にて１０分間加熱混練し、実施例１のウッドプラスチック組成物を得た。すなわち、実施例１では、全成分の一括混練によってウッドプラスチック組成物を製造した。得られた組成物を粉砕器で粉砕し、粒径３５５μｍパスしたウッドプラスチック組成物の粉砕物とした。得られた粉砕物を、成形後の寸法が、長さ８０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚み４ｍｍとなるように金型を用いて、圧力１０ＭＰａ、温度１４３℃、時間３分で圧縮成形し、ウッドプラスチック成形品（試験片）を得た。

＜実施例２〜１１、比較例１〜８＞
表１及び表２に記載の配合としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜１０及び比較例１〜７を行い、ウッドプラスチック組成物及びウッドプラスチック成形品を得た。なお、フェノール樹脂５及びフェノール樹脂６については、これらの各フェノール樹脂１００質量部に対して、ヘキサミン１０質量部を併用した。

＜実施例１２＞
まず、フェノール樹脂以外の成分を加熱混錬し、この混合物にウッドプラスチック用添加剤としての上記フェノール樹脂１を加えてさらに加熱混錬したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１２のウッドプラスチック組成物及びウッドプラスチック成形品（試験片）を得た。すなわち、実施例１２は、他の実施例及び比較例と異なり、分割混練によって組成物を製造した。

＜外観の評価＞
得られた試験片（ウッドプラスチック成形品）の外観を評価した。木質感があり、剥離が無く、成形性良好の場合を良とした。評価結果を表１及び表２に示す。

＜耐水性の評価＞
得られた試験片の厚み寸法（ａ）を測定した。ついで、この試験片を８０℃の熱水中で７２時間保持する吸水処理を施し、室温まで冷やし試験片表面の水分を拭き取り、吸水後の厚み寸法（ｂ）を測定した。以下の定義にて、吸水後の厚み変化率を算出し、耐水性の評価指標とした。評価結果を表１及び表２に示す。厚み変化率が６．０％未満であるものが耐水性に優れると評価した。
厚み変化率＝｛（ｂ−ａ）／ａ｝×１００［％］

＜曲げ強さの評価＞得られた試験片（初期）及び上記吸水処理後の試験片（吸水後）を用いて、プラスチック−曲げ特性の求め方（ＪＩＳＫ７１７１：２００８）に基づき、曲げ強さを測定した。支点間距離は６４ｍｍ、試験速度は２ｍｍ／ｍｉｎとした。評価結果を表１及び表２に示す。初期の曲げ強さが２５ＭＰａ以上であるものが、強度に優れると評価した。また、強度保持率（吸水後の曲げ強さ／初期の曲げ強さ）が７５％を超えるものが耐水性に優れると評価した。

上記表１に示されるように、実施例１〜１２で得られたプラスチック成形品は、耐水性及び強度に優れ、外観も良好であることがわかる。なお、分割混練を行った実施例１２は、同様の組成である実施例１と比べて、耐水性や強度が低いことがわかる。一方、表２に示されるように、質量平均分子量が８，０００以上３０，０００以下のフェノール樹脂を用いていない比較例１〜８では、耐水性及び強度が共に優れたプラスチック成形品を得ることができなかった。

本発明のウッドプラスチック用添加剤は、各種エクステリア製品、住宅用内装材等の建材、デッキ材、手摺り等の構造材などとして用いられるウッドプラスチックへの添加剤として好適に用いることができる。

Claims

熱可塑性樹脂及び木粉を含むウッドプラスチックの製造の際に添加される、上記熱可塑性樹脂と木粉との相溶化剤であって、
フェノール樹脂を含有し、
上記フェノール樹脂の質量平均分子量が１０，０００以上３０，０００以下である相溶化剤。
上記フェノール樹脂がレゾール型フェノール樹脂である請求項１に記載の相溶化剤。
上記フェノール樹脂が固形レゾール型フェノール樹脂である請求項２に記載の相溶化剤。
上記フェノール樹脂が、メチロールレゾール型フェノール樹脂、ジメチレンエーテルレゾール型フェノール樹脂、メチロールレゾール型フェノール樹脂とアンモニアレゾール型フェノール樹脂との混合物又はこれらの組み合わせである請求項２又は請求項３に記載の相溶化剤。
上記フェノール樹脂が、植物由来率が３０質量％以上である固形レゾール型バイオマスフェノール樹脂であるものを除く、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の相溶化剤。
熱可塑性樹脂、
木粉、及び
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の相溶化剤
を含むウッドプラスチック。