JPH10286862A

JPH10286862A - 木質様部材の製法

Info

Publication number: JPH10286862A
Application number: JP9099404A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kamite; 正行上手
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】木粉などのセルロース系粉粒をポリ塩化ビニ
ル系樹脂に添加し、成形して木質様部材を得る際に、セ
ルロース系粉粒からの酸性ガスの発生を抑えて成形性の
低下を防ぎ、かつ優れた木質感を付与する。【解決手段】セルロース系粉粒の表面を金属石ケンお
よび／または鉛系化合物で被覆し、この被覆処理された
セルロース系粉粒とポリ塩化ビニル系樹脂を混合し、こ
の混合物を押出成形または射出成形する。押出成形また
は射出成形の際にエンボスロールやエンボス加工金型を
用いて成形された木質様部材の表面に微細な凹凸を形成
し、木質感を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅における回り
縁や幅木、雨樋などの建築材料、車輛の内装部材などに
用いられる木質様部材の製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、合成樹脂組成物に天然木材に近い
特性を付与することによって、木材の代替材料とする種
々の試みがなされている。その方法の一つとして、合成
樹脂に木材粉末などのセルロース系粉粒を配合して成形
品とする方法が挙げられる。このような木材代替材料
は、住宅の内装材、家具材料、構造材料などとして用い
られる。

【０００３】しかし、セルロース系粉粒は、溶融樹脂中
で樹脂との馴染みが悪く凝集し易いので、樹脂内での分
散が不均一となり、セルロース系粉粒の添加によって一
般に成形体の強度や外観の低下を招くことになる。さら
に、セルロース系粉粒が成形機内面にひっかかり、いわ
ゆる「ビルトアップ」の原因となったり、成形機内面に
傷をつけたりするという問題点があった。また、セルロ
ース系粉粒は、加熱によって酸性ガスを発生するので、
成形機が徐々に腐食しその寿命を短縮するという問題点
があった。さらに、ポリ塩化ビニル樹脂に添加すると、
セルロース系粉粒から発生する酸性ガスが樹脂の劣化反
応を促進して成形体を着色するという問題点があった。

【０００４】これらの問題点を解決するために、発生す
る酸性ガスを尿素系樹脂で中和処理して無害化する方法
が開示されている（特開昭５５−１１６７５２号公報、
特開昭６１−２５０５号公報）。しかしながら、この方
法では、尿素系樹脂に由来する臭気が製品に残存するの
で、住宅用内装材には不向きであった。

【０００５】また、白色無機顔料等をボールミルを用い
て木粉表面を被覆させることにより、酸性ガスの発生を
抑制する方法が開示されている（特開平５−１７７６１
０号公報）。しかしながら、この方法では、酸性ガスの
発生を抑えることができるもののその程度が十分ではな
い不都合があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、セルロース系粉粒の添加による上述の不都合
を解消し、セルロース系粉粒からの酸性ガスの発生を抑
え、成形性の低下を防止し、かつ優れた木質感を有する
木質様部材を製造することのできる製法を得ることにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、セルロー
ス系粉粒を金属石ケンおよび／または鉛系化合物で被覆
処理し、これをポリ塩化ビニル系樹脂と混合し、押出成
形または射出成形することによって解決できる。また、
押出成形に際しては、押出ダイスから押し出された半溶
融状態の成形品にエンボスロールを押し当てる方法、あ
るいは射出成形に際しては、成形面に微細な凹凸が形成
された成形金型を用いる方法により、成形品表面に微細
な凹凸を形成して木質感を高めることが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明において用いられるセルロース系粉粒とは、木
材、バカス、稲わら、パルプなどを機械的に粗粉砕し、
これをさらに磨砕処理して得られた粒状のものであっ
て、その粒径が５０〜２００μｍ程度のものを指称し、
なかでも栂、松、ラワン、ヒノキなどの木材から得られ
たものが好適である。粒径が２００μｍを越えると、成
形時に成形機内でつまりを生じて不都合となり、５０μ
ｍ未満となると、木質感が乏しくなる。また、このセル
ロース系粉粒は、その含水率が１０重量％以下、好まし
くは２重量％以下とすることが成形時における発泡を防
止できて好ましい。

【０００９】このセルロース系粉粒は、まず、金属石ケ
ンおよび／または鉛系化合物によって被覆処理される。
ここで使われる金属石ケンとしては、例えば、ステアリ
ン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン
酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、リシノール酸カ
ルシウム、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸
バリウム、ラウリン酸バリウム、リシノール酸バリウ
ム、ステアリン酸カドミウム、ラウリン酸カドミウム、
ナフテン酸カドミウム、２−エチルヘキソイソ酸カドミ
ウム、ステアリン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、リシノール
酸亜鉛、２−エチルヘキソイン酸亜鉛等が挙げられ、こ
れらは単独で用いられても、二種以上が併用されてもよ
い。

【００１０】また、上記鉛系化合物としては、例えば、
鉛白、塩基性亜硫酸鉛、二塩基性亜硫酸鉛、三塩基性硫
酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、シリカゲル共沈珪酸鉛、ス
テアリン酸鉛、安息香酸鉛、二塩基性ステアリン酸鉛、
ナフテン酸鉛等が挙げられ、これらは単独で用いられて
も、二種以上が併用されてもよい。

【００１１】この金属石ケンまたは鉛系化合物は、両者
を併用して被覆処理に用いることもできるし、またいず
れか一方のみを用いて被覆処理することもできる。これ
らの金属石ケンおよび鉛系化合物の使用量は、セルロー
ス系粉粒１００重量部に対して０．５〜２０重量部とさ
れる。０．５重量部では、セルロース系粉粒の被覆処理
が十分には行れず、２０重量部を越えると、成形品の耐
熱性や成形性が低下する。

【００１２】また、被覆処理は、スーパーミキサー、ヘ
ンシェルミキサーなどの高速混合装置やボールミル、シ
ェイカー、ライカイ機などに、セルロース系粉粒と金属
石ケンおよび／または鉛系化合物を投入し、温度２５〜
８０℃、時間０．５〜２時間撹拌、混合する方法などに
よって行われる。この処理により、セルロース系粉粒の
粒子の表面に金属石ケンおよび／または鉛系化合物の粉
末が付着し、その一部は混合時の熱によって溶着し、そ
の表面がまんべんなく被覆された状態となる。そして、
この被覆された金属石ケンまたは鉛系化合物の薄膜によ
って、酸性ガスの放散が完全に防止できる。

【００１３】この被覆処理されたセルロース系粉粒は、
ついでポリ塩化ビニル系樹脂組成物と混合される。ここ
でのポリ塩化ビニル系樹脂組成物としては、ポリ塩化ビ
ニル系樹脂を主体とし、これに熱安定剤、可塑剤、充填
剤、着色剤、滑剤等の加工用添加剤を配合したものであ
る。上記ポリ塩化ビニル系樹脂としては、従来から知ら
れているものを使用することができ、例えば、塩化ビニ
ルの単独重合体、塩化ビニルと塩化ビニル以外の重合性
単量体との共重合体、塩化ビニル以外の重合体に塩化ビ
ニルをグラフトさせたグラフト共重合体；これらの
（共）重合体を従来公知の方法で被塩素化して得られた
塩素化塩化ビニル系樹脂；前記（共）重合体及び塩素化
塩化ビニル系樹脂の複合物等が挙げられる。

【００１４】上記塩化ビニル以外の重合性単量体として
は、反応性二重結合を有するものであれば特に限定され
ず、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のα−
オレフィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビ
ニルエステル類；ブチルビニルエーテル、セチルビニル
エーテル等のビニルエーテル類；メチルアクリレート、
エチルアクリレート等のアクリル酸エステル類；メチル
メタクリレート、エチルメタクリレート、フェニルメタ
クリレート等のメタクリル酸エステル類；スチレン、α
−メチルスチレン等の芳香族ビニル類；塩化ビニリデ
ン、ふっ化ビニル等のハロゲン化ビニル類；Ｎ−フェニ
ルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のＮ−
置換マレイミド類などが挙げられ、これらは単独で用い
られてもよく、二種以上が併用されてもよい。

【００１５】上記グラフト共重合体に使用される上記塩
化ビニル以外の重合体としては、特に限定されず、例え
ば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビ
ニル−一酸化炭素共重合体、エチレン−エチルアクリレ
ート共重合体、エチレン−エチルアクリレート−一酸化
炭素共重合体、エチレン−メタルメタクリレート共重合
体、エチレン−プロピレン共重合体、アクリロニトリル
−ブタジエン共重合体、ポリウレタン樹脂、塩素化ポリ
エチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂等が挙げら
れ、これらは単独で用いられてもよく、二種以上が併用
されてもよい。

【００１６】上記ポリ塩化ビニル系樹脂の平均重合度
は、小さくなると得られる成形体の機械的物性が不足
し、大きくなると成形時の溶融粘度が高くなって成形が
困難になるので、４００〜２，０００が好ましく、特に
４００〜１２００がより好ましい。また、熱安定剤とし
ては、バリウム、鉛、カルシウムなどの金属と高級脂肪
酸、芳香族カルボン酸とからなる金属石ケン系安定剤、
ジブチルチンマレート、ジオクチルチンメルカプチドな
どの有機スズ系安定剤、三塩基性硫酸鉛、二塩基性亜リ
ン酸鉛、ステアリン酸鉛などの鉛系安定剤等が用いられ
る。

【００１７】可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジ
オクチルフタレートなどのフタル酸エステル、ジオクチ
ルアヂペート、ジオクチルセバシエートなどの脂肪族二
塩基酸エステル、リン酸エステル、エポキシ系可塑剤、
塩素化パラフィンなどが用いられる。充填剤には、炭酸
カルシウム、クレー、タルク、シリカ、珪藻土などが用
いられる。着色剤には、種々の無機顔料、有機顔料が用
いられる。滑剤としては、炭化水素系滑剤、脂肪酸系滑
剤、高級アルコール系滑剤、アミド系滑剤、エステル系
滑剤、金属石ケン系滑剤などが用いられる。

【００１８】これらの各種添加剤は、上述のポリ塩化ビ
ニル系樹脂に添加、混合されてポリ塩化ビニル系樹脂組
成物（コンパウンド）とされる。混合は、高速撹拌機、
バンバリミキサーなどによって行われる。上述の添加剤
の使用量は、特に限定されるものではなく、通常の使用
量の範囲内で適宜選択される。ただ、セルロース系粉粒
を被覆している金属石ケン、鉛系化合物は、熱安定性お
よび滑性を有しているので、熱安定剤および滑剤の使用
量はこの分減量することができる。また、これらの各種
添加剤は、被覆処理されたセルロース系粉粒とポリ塩化
ビニル系樹脂とを混合する際に、これらに添加すること
もできる。

【００１９】被覆処理されたセルロース系粉粒とポリ塩
化ビニル系樹脂組成物との混合は、スーパーミキサー、
ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサーなどによって
行われる。両者の混合比は、ポリ塩化ビニル系樹脂１０
０重量部に対して、被覆処理セルロース系粉粒５〜８０
重量部とされ、５重量部未満では木質感を得ることがで
きず、８０重量部を越えると成形が困難となる。つい
で、この混合物は、押出成形または射出成形されて、目
的とする木質部材が製造される。

【００２０】押出成形には、通常の押出成形機が用いら
れ、これには単軸押出機、２軸押出機があるが、なかで
も２軸異方向回転型押出機がこの発明の製法に好適であ
る。これは、２軸異方向回転型押出機が多量の添加剤を
配合したポリ塩化ビニル樹脂系組成物の押出成形に好適
であるためである。押出条件は、ダイス温度が１７０〜
１８０℃程度とされ、押出ダイスは、Ｔ−ダイ、丸ダイ
あるいは異型ダイ、中空異型ダイなどが用いられる。押
出成形品の形状は、限定されず、板状、パイプ状、中空
角筒状など任意である。

【００２１】本発明の押出成形では、ダイスから押し出
された半溶融状態の成形品にエンボスロールを押し当
て、エンボスロール表面に刻設された微細な凹凸模様を
成形品表面に転写することもできる。具体的には、例え
ば、ダイスから押し出されたシート状で、温度１００〜
１５０℃程度の半溶融状の成形品を２本のロールで挿み
こみ、冷却する際に、その一方のロールにエンボスロー
ルを用いる方法などが採用される。エンボスロールには
金属ロールまたはシリコーンゴムなどのゴムロールが用
いられる。エンボスロールの表面の凹凸は、成形品であ
る木質様部材の木質感を高めるためのものであるため、
その深さは１０〜５０μｍで十分であり、凹凸の配列、
配置も必ずしも規則的である必要はない。

【００２２】射出成形には、通常の射出成形機、例えば
インラインスクリュ式射出成形機などが使用される。成
形金型には、二枚型、三枚型、スタック型などのもの
が、またランナー方式にはホットランナー方式などが用
いられる。成形条件は、金型温度３０〜５０℃、樹脂温
度１６０〜１８０℃、射出時間２０〜５０秒、射出圧力
１０００〜１５００ｋｇ／ｃｍ²程度とされるが、成形
品の寸法、形状によっては、これ以外の条件としてもよ
い。また、成形金型内での樹脂圧力を射出工程では低く
し、保圧工程において高くする低圧成形法によって内部
応力の小さい成形品を得ることもできる。

【００２３】また、本発明の射出成形においては、成形
金型として、成形品の少なくとも表面となる部分に対応
する成形金型表面に微細な凹凸を刻設した金型を用い、
これにより成形品である木質様部材の表面に微細な凹凸
模様を形成し、木質感を一層高めることが可能である。
この成形金型の凹凸も、成形品の木質感を高めるための
ものであるので、その凹凸の深さは１０〜５０μｍとさ
れ、その配列、配置も不規則のものであってもよい。

【００２４】このような木質様部材の製法にあっては、
セルロース系粉粒の表面が金属石ケンあるいは鉛系化合
物で被覆されるので、成形時に加熱されても、その内部
から酸性ガスが外部に放散されることがなく、ポリ塩化
ビニル系樹脂の劣化分解反応が進むことがなく、成形機
内面を腐食することもない。また、セルロース系粉粒に
被覆された金属石ケンまたは鉛系化合物は、押出成形時
あるいは射出成形時において、ポリ塩化ビニル系樹脂に
対する熱安定性と滑性を示すので、成形性が良好とな
り、成形時にポリ塩化ビニル系樹脂が熱分解することが
なく、安定した成形が可能となり、しかも滑性を示すの
で成形機の内面を傷つけたり、成形機内面にひっかかた
りすることがない。

【００２５】さらに、セルロース系粉粒が被覆処理され
ることにより、セルロース系粉粒がポリ塩化ビニル系樹
脂によく均一に分散し、凝集することがなく、セルロー
ス系粉粒の配合による成形機内での詰りが防止でき、し
かも得られる木質様部材の強度や外観が向上する。ま
た、押出成形時にエンボスロールを押し当てることある
いは射出成形時に微細な凹凸を形成した成形金型を用い
ることによって、木質様部材に天然木材と同様の自然な
質感が得られ、一層木質感が高められる。

【００２６】以下、具体例を示す。（セルロース系粉粒の被覆処理）表１に示した配合量の
セルロース系粉粒とステアリン酸カルシウムと三塩基性
硫酸鉛とを、スーパーミキサーに投入し、温度４０〜８
０℃で約１時間混合し、被覆処理を行い、９種の処理物
を製造した。セルロース系粉粒には、建材用木材を乾燥
し、粉砕し、さらに磨砕処理した含水量３．０重量％、
平均粒径１００μｍのものを使用した。

【００２７】

【表１】

【００２８】（被覆処理セルロース系粉粒とポリ塩化ビ
ニル樹脂系組成物との混合）これら９種の被覆処理セル
ロース系粉粒を、ポリ塩化ビニル樹脂（平均重合度１０
００）１００重量部、炭酸カルシウム５０重量部、三塩
基性硫酸鉛２重量部、ステアリン酸亜鉛２重量部、ジオ
クチルフタレート３重量部、着色顔料０．３重量部から
なる組成物に対して、２０重量部および４０重量部配合
し、スーパーミキサーで１０分間撹拌し、混合して混合
物とした。

【００２９】（押出成形）この混合物を下記仕様の２軸
押出機に供給し、下記成形条件で成形し、平板状の成形
体を得た。なお、冷却ロールの２番ロールにシリコーン
ゴム製のエンボスロールを用い、成形体表面に微細な凹
凸を形成した。

【００３０】得られた成形体について、その表面状態を
評価し、滑らかで自然な木質感があるものを○とし、不
自然なざらつきがあり、肌荒れ状態のものを×とした。
また、成形性については、成形加工時に押出機内でつま
りが生じたものを×とし、そうでないものを○で評価し
た。結果を表２に示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】表２において、番号Ｈ、Ｉのものは、成形
時において、滑性が過多となり、スクリューがスリップ
し、樹脂の喰い込みが悪かったため、成形性を×とし
た。表２の結果から、木質感に富んだ優れた木質様部材
を押出成形法によって良好に安定して生産できることが
わかる。

【００３３】（射出成形）上記混合物を下記の成形条件
で成形し、箱状の成形品を得た。成形金型として、その
キャビティ面には深さ約１０μｍのエンボスを刻設した
ものを使用した。成形条件シリンダノズル温度：１７０℃ 金型温度：５０℃ 樹脂温度：１７０℃ 射出圧力：１２００ｋｇ／ｃｍ² 射出時間：３０秒成形サイクル：１００秒

【００３４】得られた成形体について、その表面状態を
評価し、滑らかで自然な木質感があるものを○とし、不
自然なざらつきがあり、肌荒れ状態のものを×とした。
また、成形性については、成形加工時にシリンダ内でつ
まりが生じたものを×とし、そうでないものを○で評価
した。結果を表３に示す。

【００３５】

【表３】

【００３６】表３において、番号チ、リのものは、成形
時において滑性が過多となり、スクリューがスリップ
し、樹脂の喰い込みが悪かったため、成形性を×とし
た。表３の結果から、本発明によれば木質感に富んだ優
れた木質様部材を射出成形法によって良好に安定して生
産できることがわかる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の製法によ
れば天然木材の自然な質感をそのまま有する木質様部材
を安定して効率よく製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｃ 59/04 Ｂ２９Ｃ 59/04 ＣＣ０８Ｊ 5/00 ＣＥＶＣ０８Ｊ 5/00 ＣＥＶＣ０８Ｌ 1/00 Ｃ０８Ｌ 1/00 27/06 27/06 Ｅ０４Ｆ 13/18 Ｅ０４Ｆ 13/18 Ａ // Ｂ２９Ｋ 27:06 Ｂ２９Ｌ 31:10 Ｃ０８Ｋ 9:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セルロース系粉粒を金属石ケンおよび／
または鉛系化合物で被覆処理し、得られた被覆処理セル
ロース系粉粒とポリ塩化ビニル系樹脂を混合し、ついで
押出成形または射出成形して木質様部材を成形すること
を特徴とする木質様部材の製法。
【請求項２】押出成形に際して、押出ダイスから押し
出された半溶融状態の成形品の表面にエンボスロールを
押し当て、成形品表面に微細な凹凸模様を形成すること
を特徴とする請求項１記載の木質様部材の製法。
【請求項３】射出成形に際して、成形金型としてその
成形面が微細な凹凸が形成されたものを用いて、成形品
表面に微細な凹凸模様を形成することを特徴とする請求
項１記載の木質様部材の製法。