JPH02265731A - ポリオレフィン―植物繊維系組成物の押出し成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポリオレフィン−植物繊維系組成物の押出し成
形方法に関する。本発明の方法により得られたポリオレ
フィン−植物繊維系組成物の押出し成形品は、建材、産
業資材等の用途に用いられる。

［従来の技術およびその問題点］ ポリオレフィン−植物繊維系組成物の成形方法としては
、圧縮成形法、トランスファー成形法、射出成形法およ
び押出し成形法があるが、長尺製品を得る場合には、押
出し成形法が採用される。

この押出し成形法は、スクリューを内蔵するシリンダー
内でポリオレフィン−植物繊維系組成物を加熱溶融しつ
つ混練したのち、所定の断面形状を有する成形ダイから
押出し、所定形状に賦形された前記組成物を前記成形ダ
イと同軸上にあるが、所定間隔（通常は３〜２０ｃｍ）
をおいて設けられたサイジングダイ内を通過させ、サイ
ジングダイのジャケット部に供給された冷却水により冷
却して所定の寸法形状にサイジングして目的とする成形
品を得るものであるが、この従来の押出し成形法は以下
のような欠点があった。

（１）植物繊維が成形温度（２００℃付近）で分解し酸
性ガスを生成し、この酸性ガスや植物繊維に吸着してい
る水分の蒸発により気泡の多い製品となり、必要な強度
、剛性等の物性値が得られない。

（２）成形品の表面が殆んどつや消しの状態になってし
まい、射出成形品のような表面が滑らかで、光沢のある
製品が得られない。

従って本発明の目的は、ポリオレフィン−植物繊維系組
成物を押出し成形してその成形品を得るに際して、上記
（１）および（２）の問題点を解消したポリオレフィン
−植物繊維系組成物の押出し成形方法を提供することに
ある。

［目的を達成するための手段］ 本発明者らは、上記目的を達成するために研究を重ねた
結果、ポリオレフィン−植物繊維系組成物の押出し成形
に際して、成形ダイから押出された、所定形状に賦形さ
れたポリオレフィン−植物繊維系組成物を、成形ダイと
同軸上に成形ダイに接触して設けられたサイジングダイ
において、前記の賦形されたポリオレフィン−植物繊維
系組成物の温度に応じて、８０〜１４０℃の間の所定温
度に制御することにより、ポリオレフィン−植物繊維系
組成物の押出し速度と冷却速度との調和がとれるため、
前記ポリオレフィン−植物繊維系組成物が加圧されたま
ま冷却され押出されるので、植物繊維の分解による酸性
ガスの生成や、水分の蒸発が抑えられ、高密度、高強度
、高剛性を有し、かつ表面が滑らかな光沢のある成形品
が得られることを見い出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は、スクリューを内蔵するシリンダー内
でポリオレフィン−植物繊維系組成物を加熱溶融しつつ
混練したのち、所定の断面形状を有する成形ダイから押
出し、次にサイジンクダイを通して冷却したのち成形品
を得る、ポリオレフィン−植物繊維系組成物の押出し成
形方法において、成形ダイから押出され、所定形状に賦
形されたポリオレフィン−植物繊維系組成物を、成形ダ
イと同軸上に成形ダイに接触して設けられたサイジング
ダイにおいて、前記の賦形されたポリオレフィン−植物
繊維系組成物の温度に応じて、８０〜１４０℃の間の所
定温度に制御することを特徴とする、ポリオレフィン−
植物繊維系組成物の押出し成形方法を要旨とするもので
ある。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において成形材料として用いられるポリオレフィ
ン−植物繊維系組成物は、ポリエチレン、変性ポリエチ
レン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン等のポリオ
レフィンの少なくとも一種に、木材パルプ、木粉、もみ
がら、リンター、リンターパルプ、微細粉された新聞紙
、雑誌、ダンボール等の故紙等の植物繊維の少なくとも
一種を配合してなるものであり、ポリオレフィンと植物
繊維との比率は特に限定されないが、４０〜６０重量％
のポリオレフィンと６０〜４０重量％の植物繊維とから
なるものを用いるのが好ましい。

本発明のポリオレフィン−植物繊維系組成物の押出し成
形方法に用いられる押出し機は、ホッパー、スクリュー
、シリンダー、駆動装置、加熱ユニットを備えた通常用
いられている押出し機（例えばスクリューの長さと径の
比（Ｌ／Ｄ）−１０〜３５、圧縮比（ＣＲ）　＝１．　
５〜４゜０）が、そのまま使用される。

この押出し機の出口側に、成形ダイか設けられ、この成
形ダイは目的とする成形品の形状に応じた断面形状を有
する。

押出し機および成形ダイにおけるポリオレフィン−植物
繊維系組成物の温度は、ポリオレフィンの種類や成形品
の寸法および形状などによって異なるが、−船釣には１
８０〜２３０℃である。その理由は、１８０℃未満では
、ポリオレフィン−植物繊維系組成物が固化してしまい
、一方、２３０℃を超えると、ポリオレフィンや植物繊
維の劣化が起るからである。

本発明のポリオレフィン−植物繊維系組成物の押出し成
形方法によれば、前記成形ダイの同軸上に成形ダイに接
触してサイジングダイが設けられ、前記成形ダイから押
出され、所定形状に賦形されたポリオレフィン−植物繊
維系組成物は、このサイジングダイにおいて、前記の賦
形されたポリオレフィン−植物繊維系組成物の温度に応
じて、８０〜１４０℃の間の所定温度に制御される。温
度を８０〜１４０℃に限定した理由は、８０℃未満では
ポリオレフィン−植物繊維系組成物の固化が急激に進み
成形品が押出されなくなってしまい、一方、１４０℃を
超えると冷却不足で成形品の表面から溶融組成物が出て
きて製品とはならないからである。また成形ダイを出た
賦形ポリオレフィン−植物繊維系組成物の温度に応じて
、前記８０〜１４０℃の間の所定温度に制御する理由は
、上述したように押出し速度と冷却速度との調和をとり
、これによってポリオレフィン−植物繊維系組成物の加
圧での冷却を図り、また植物繊維の分解による酸性ガス
の生成ならびに植物繊維に吸着した水分の蒸発を抑え、
高密度、高強度、高剛性を有し、かつ表面が滑らかな光
沢のある成形品を得るためである。

［実施例コ 以下実施例により本発明の詳細な説明するが、本発明は
この実施例に限定されるものではない。

実施例１ 第１図に本実施ｆａ１１で用いた押出し成形装置を示す
。この押出し成形装置は、成形材料供給のためホッパー
１と、ホッパー１より供給された成形材料を収容するシ
リンダー２と、シリンダー２内の成形材料を加熱溶融す
るためのヒーター３と、シリンダー２内の成形材料を混
練しつつ成形ダイに導くスクリュー４とからなる押出し
機に、この押出し機を出た成形材料を成形するための成
形ダイ５と、成形ダイ５を出た成形材料が所定形状を保
持することができる程度にまでサイジングするサイジン
グダイ６とが設けられている。そして成形ダイ５の右端
部とサイジングダイ６の左端部とは接触して設けられて
いる。なお矢印７および８は、サイジングダイ６のジャ
ケット部に供給される温度調節用熱媒体の入口及び出口
である。

成形材料として、ポリプロピレン樹脂（宇部興産側源Ｊ
１３０Ｇ）３０重量％、変性ポリプロピレン樹脂（宇部
興産観製ＴＸ２８３）２０重量％、木材バルブ４５重量
％及び水酸化マグネシウム５重量％からなるポリオレフ
ィン−植物繊維系組成物を溶融混練し、ベレット化した
ベレットを使用した。

このベレットをホッパー１よりシリンダー２に供給した
。シリンダー２の口径は３０ｍｍであった。シリンダー
２に供給された成形材料を、ヒーター３で加熱溶融しつ
つ、スクリュー４により混練し成形ダイ５に導いた。ス
クリュー４として、Ｌ／Ｄ　（長さと径の比）が２２、
ＣＲ（圧縮比）が３．５のものを用い、スクリュー回転
数を１８ｒｐｍに設定した。またシリンダー２の温度は
１８０℃から２３０°Ｃの範囲で温度勾配をもたせた。

次に成形材料を第２図に示すような断面形状を有する、
建材の廻り縁成形用の断面形状を有する成形ダイ５を通
して所定形状に成形したのち、成形ダイと同軸上に成形
ダイに接触して設けられた、成形ダイ５と同一の断面形
状を有するサイジングダイ６に導いた。このサイジング
ダイ６における温度は、■松井製作所製温度調節機ＭＣ
ｌｌ−１５Ａを用いて１３５°Ｃの一定温度に厳密に制
御された。

サイジングダイ６を出た押出し成形品（建材の廻り縁）
は、表面が滑らかな光沢を有し、その切断面を観察して
も気泡が殆ど認められず、見掛は上も高密度であること
が判明した。

次に得られた押出し成形品を１０１００Ｘ１５Ｘ３の試
験片に切り出し、密度、曲げ強度、曲げ弾性率、シャル
ピー衝撃強度、線膨張係数を測定した。その結果を表−
１に示す。表−１より明らかなように、本実施例の押出
し成形品は、密度、曲げ強度、曲げ弾性率、シャルピー
衝撃強度、線膨脹係数の全ての点で後記比較例１の押出
し成形品よりもはるかに優れており、建材、産業資材と
して好適に使用されることが判明した。

このように本実施例の押出し成形品が優れた特性を有す
るのは、成形ダイ５を出た成形材料を、成形ダイに接触
するサイジングダイ６において一定の温度に制御して冷
却するからである。

なお、上記実施例において、サイジングダイは断熱材を
介在させることなく成形ダイに接触して設けられたが、
成形ダイとサイジングダイとの間の熱移動を防止するた
め、両者間に薄い断熱材を介在させることもできる。

比較例１ 成形ダイの同軸上に成形ダイから３ｃｍの間隔をおいて
サイジングダイを設けたことおよびサイジングダイに温
度調節機を設けず、ポリオレフィン−植物繊維系組成物
を、サイジングダイのジャケット部に冷却水を通すこと
により、１０〜３０℃の温度範囲で冷却したことを除き
実施例１と同様に実施して押出し成形品（建材の廻り縁
）を得たが、得られた押出し成形品は、表面がつや消し
の状態で、充填度不良のもろいものであることが目視に
より確認された。

また実施例１の押出し成形品と同様にして、１１００Ｘ
１５Ｘ３ａの試験片について密度、曲げ強度、曲げ弾性
率、シャルピー衝撃強度、線膨脹係数を測定したが、表
−１より明らかなようにいずれの点でも実施例１に比べ
て極めて劣る結果が得られた。

（以下余白） 表−１ （注１） サンプルに歪みゲージを張り付け、室温（２３℃）で零
調整し、６３℃の恒温槽に入れて、平衡状態になった時
の変位量を測定して、それを温度差で割って求めた。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、高密度、高強度、高剛性
、低膨張係数を有し、しかも表面が滑らかで光沢のある
ポリオレフィン−植物繊維系成形品を押出し成形により
得ることができる。上記の特性は建材や産業資材分野に
おいて要求される特性であり、得られた成形品は建材や
産業資材分野において広く用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で用いた押出し装置の概略図、第２図
は実施例１で用いた成形ダイの断面形状図である。 １・・・ホッパー ３・・・ヒーター ５・・・成形ダイ ア・・・熱媒体入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクリューを内蔵するシリンダー内でポリオレフ
   ィン−植物繊維系組成物を加熱溶融しつつ混練したのち
   、所定の断面形状を有する成形ダイから押出し、次にサ
   イジングダイを通して冷却したのち成形品を得る、ポリ
   オレフィン−植物繊維系組成物の押出し成形方法におい
   て、成形ダイから押出され、所定形状に賦形されたポリ
   オレフィン−植物繊維系組成物を、成形ダイと同軸上に
   成形ダイに接触して設けられたサイジングダイにおいて
   、前記の賦形されたポリオレフィン−植物繊維系組成物
   の温度に応じて、８０〜１４０℃の間の所定温度に制御
   することを特徴とする、ポリオレフィン−植物繊維系組
   成物の押出し成形方法。