JPH11268034A - 破砕木片含有熱可塑性プラスチック複合材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】釘打ちや木ネジの使用によっても割れが生じな
いと共に特に打ち釘について有効な保持力を有し、しか
も歪みや成形収縮率が小さく有効な強度を保持し、かつ
比較的軽重量の熱可塑性プラスチック複合材及びその製
造方法の提供。 【解決手段】熱可塑性プラスチック複合材につき、１０
mm乃至０．１mmの大きさに破砕された主木材片と熱可塑
性プラスチック材とが混合複合された状態で含まれる成
形材であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、改質された性能を
有する破砕木片含有熱可塑性プラスチック複合材につい
ての新規な構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、単一あるいは各種混合の熱可塑性
プラスチック成形材の性状、特に、その均質性の改善の
ため、木材等を１００μm以下に微粉末化し、微粉末化
された粉体物と熱可塑性プラスチック材とを混合し、こ
れを一定条件で平板形状等に加熱成形する方法によった
複合材が利用されるに至っている。これは産業基盤整備
基金の省エネルギー・リサイクル支援法の技術の告示
（政令第７条第４号）に従うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来方法による製
品によれば、それ自体均質な製品が得られる反面、その
硬度が比較的に大きく、釘を打ち込んだり、木ネジをね
じ込んだりすると、その部分に亀裂を生じて割れてしま
ったり、打ち釘等に対する保持力が十分に得られないな
どの欠点がある。このため、その利用範囲が制限されて
いた。この複合製品が家屋の形成部材や物品の部材とし
て利用される部材である場合にには、その欠点による影
響は大きい。

【０００４】また、その製造過程においては、前記した
ように、各木質原料が平均粒径１００μｍ以下の微粉末
状態で混合されることから、その原料の粉末の均一化の
ために特別な加工工程が必要となるため、その分製造コ
ストが高くなる。上記した従来の方法による場合、特
に、木材の微粉末材について均一混合するのは技術的に
容易ではない。このため、従来、ステアリン酸塩等の金
属石鹸などを添加し、この流動性の向上を図ってきた。
しかし、この金属石鹸は熱湯水により溶出する性質があ
るため、製品の利用範囲が制限される弊害がある。

【０００５】そこで、本発明では、上記した従来製品に
おける欠点を解消して、釘打ちや木ネジの使用によって
も割れが生じないと共に特に打ち釘について有効な保持
力を有し、しかも歪みや成形収縮率が小さく有効な強度
を保持し、かつ比較的軽重量の熱可塑性プラスチック複
合材及びその製造方法の提供を目的とした。

【０００６】

【課題を解決する手段】上記した目的を達成するため、
本発明では、破砕木片含有熱可塑性プラスチック複合材
につき、次のように構成した。即ち、１０mm乃至０．１
mmの大きさに破砕した主木材片と熱可塑性プラスチック
材とが混合複合された状態で含まれる成形材であること
を特徴とする。

【０００７】上記した破砕木片含有熱可塑性プラスチッ
ク複合材において、木材片としては、杉、ひのき、か
し、松その他多様な種類の木材を利用することができ
る。このように使用すべき木材の種類を問わないことか
ら、それらの加工廃材などのほか解体家屋の廃材なども
利用することができる。

【０００８】この主木材片の大きさは１０mm乃至０．１
mmの範囲内にあれば、特に均一な大きさでなくてもよ
い。このような大きさの範囲内の主木材片によって破砕
木片含有熱可塑性プラスチック複合材が構成されること
によって次のような特性がこの複合材について発揮され
る。つまり、この熱可塑性プラスチック材は木材片のバ
インダーであり、当該複合材について全体としてその破
断等の強度を高めると共に歪み等の成形収縮性の発生を
小さくする。また、釘打ち等に対しても亀裂が生じさせ
ることなくかつその釘やネジなどに対し有効に保持する
作用等を生じさせる。

【０００９】なお、この当該複合材中の木材片は上記し
た範囲のもののみではなく、これに外れた大きさの木材
片を含んでいてもよい。つまり、この主木材片の含有量
は一概には定まらないが、当該複合材について、その製
造時において２０重量％乃至８０重量％の木材片が熱可
塑性プラスチック材の混合時に破砕されること、つま
り、混合破砕されることによって得られる量である。従
って、この主木材片を含めた全木材片はこの複合材中に
２０重量％乃至８０重量％の割合で含有されることにな
る。

【００１０】また、前記熱可塑性プラスチック材として
は、従来、形成材として使用されてきた種類のものを使
用できる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリメチルメタアクリレート、ポリウレ
タン、ナイロン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチ
レン共重合体樹脂、スチレン・ブタジエンブロック共重
合体、スチレン・イソプレンブロック共重合体、水素添
加スチレン・ブタジエンブロック共重合体、水素添加ス
チレン・イソプレンブロック共重合体、その他アクリル
系、酢酸ビニル系の樹脂などを単一又はその二以上を混
合したものを製品複合材の用途に応じて適宜選択して利
用することができる。

【００１１】この複合材においては、前記したように、
木材片が全体として２０重量％乃至８０重量％の割合で
含有されるが、この含有量が２０重量％未満である場合
には前記したような釘打ちについての有効な特性が得ら
れず、また８０重量％を超えるとこの複合材について前
記した有効な強度が得られない。

【００１２】このように構成される破砕木片含有熱可塑
性プラスチック複合材において、特に、１０mm乃至０．
１mmの大きさで含有される主木材片は熱可塑性プラスチ
ック材の形成材中にあって、この複合材全体について有
効な強度と定形性を生じさせると共に、釘打ちに際し亀
裂の発生を防止し、かつその打ち釘に対し有効な保持力
を生じさせるように作用する。

【００１３】また、特に、前記した熱可塑性プラスチッ
ク材が、例えば、軟いプラスチックであるポリエチレン
と硬いプラスチックであるポリプロピレンとの混合材で
ある場合には、これら両者の性能を補強する作用、例え
ば、ポリエチレンの混合が柔軟性等の作用がこの複合材
について生じる。

【００１４】このような破砕木片含有熱可塑性プラスチ
ック複合材は、本発明に係る次の製造方法によって得る
ことができる。即ち、１００mm以下の大きさに予備破砕
された木材片と熱可塑性プラスチック材とを１０mm乃至
０．１mmの大きさの主木材片が生じる破砕状態となる条
件下で混合し、これを前記熱可塑性プラスチック材の加
熱溶融条件下で成形することを特徴とする。

【００１５】この本発明に係る製造方法において、予備
破砕された木材片とは原料材をその最大の大きさが１０
０mm以下の程度となるように、一般的な破砕装置によっ
てラフに破砕したものである。従って、パルプ用チッ
プ、木材の加工廃材、廃屋の解体廃材などもその原料と
して利用することができる。なお、この段階の木材片は
この原料材の大きさを均一化するものではなく、次の混
合工程で処理が可能となる大きさに原料材の最大大きさ
を上記した値にまで処理するものであり、従って、前記
した主木材片の範囲の大きさのものが含まれていてもよ
い。

【００１６】また、上記した木材片と熱可塑性プラスチ
ック材との配合割合は、木材片がこの混合物全体の２０
重量％乃至８０重量％の割合で配合されることによっ
て、前記した釘打ち等の作用が有効に発揮されるものが
得られる。

【００１７】また、これらの予備破砕された木材片と熱
可塑性プラスチック材とは、バンバリーミキサー、二軸
抽出機、ニーダーなどのゴム混合機によって、この木材
片の最大大きさが１０mm以下となる破砕条件下で混合さ
れる。つまり、この混合は含まれる木材片が上記破砕が
可能な混合装置内で破砕されると共に十分な混合状態が
得られる。この破砕・混合過程において大きさが１０mm
乃至０．１mmの範囲の主木材片が形成される。なお、
０．１mm未満の大きさの木材片も含まれ、このことは特
に本発明での作用を阻害しないことは前記同様である。

【００１８】次に、このような破砕混合過程を経て得ら
れた混合物に対して、前記熱可塑性プラスチック材の加
熱による軟化溶融条件下で一定の形状に成形する。この
軟化溶融条件は、その熱可塑性プラスチック材の種類に
よって異なり、例えば、圧縮成形の場合、ポリエチレン
では１２０℃〜１７０℃、またポリプロピレンでは１３
０℃〜２２０℃である。なお、この条件は、前記した木
材片の配合割合によっても異なり、この木材片の量が多
くなるときは幾分高くなる。また、成形法としては、プ
レス成形法、射出成形法など一般的な方法によることが
でき、例えば、プレス成形法による場合は１０kg/cm²の
設定操作条件下で行うことができる。

【００１９】

【実施例】（実施例１）杉の廃材片を破砕装置により最
大材が１００mm以下となるように予備破砕した。これに
ポリプロピレンを所定の割合で配合し、これをニーダー
により上記の木材片の大きさが１０mm乃至０．１mmとな
る状態となるまで混合した。次いで、この混合物を１８
５℃、１０Kg/cm²の条件下でプレス（成型枠１５０mm×
１５０m×１０mm）成形し、板状の破砕木片含有熱可塑
性プラスチック複合材を得た。

【００２０】次いで、この複合材を電動のこにより１５
０mm×３０mm×１０mm大の試験片として加工した。この
試験片を１００mm間隔の二支点間で支え、この支点間の
中央位置に荷重を負荷し、その破断荷重等を求めて表１
に掲示した。

【表１】 なお、表１中、上記木片の微粉末（１００μm大）の場
合、単一ポリプロピレン及び単一ポリエチレンの場合を
比較例とした。

【００２１】表１に示した結果から、本発明に係る複合
材では、木材微粉末による従来品との比較において、破
断荷重に優れ、また破断点の変位から弾力性に富むもの
が得られ、さらに特に成形時の体積収縮率が極めて低
く、また比重値から軽重量品が得られることがわかる。
また、これらの性能はポリプロピレンやポリエチレンの
単一成形品との比較においても認められる。

【００２２】（実施例２）次に、熱可塑性プラスチック
材として、硬いポリプロピレンと軟いポリエチレンとの
混合材を材料とし、実施例１と同様の方法により複合材
を成形し、これの前記同様の試験片をそれぞれ得た。

【００２３】これらの試験片を実施例１の場合と同様の
試験に供してその破断荷重等を求め、この結果を表２〜
表４に示した。なお、表２は木材片の混合比が４０重量
％の場合、表３は同じく５０重量％の場合及び表４は同
じく６０重量％の場合である。

【表２】

【表３】

【表４】

【００２４】これらの表２〜表４に示した結果から、こ
れらの複合材においても実施例１に示した範囲の性能を
保有させることができること、また特に成形時の歪みや
体積収縮率が比較的に低いことがわかる。

【００２５】（実施例３）次に、実施例１及び実施例２
で得た成形品を１５０mm×５０mm×１０mmの切断片とし
てそれぞれ加工し、これらを試験片とした。これらの試
験片の中央にそれぞれ鉄製の釘（長さ４５mm、太さ２４
mm）をハンマー（５５０ｇ）を用いて垂直に貫通状態と
なるまで３〜５回の回数で打ち付け、その保持力を調べ
て実施例１で得た成形品について表５、また実施例２で
得た成形品について表６に示した。なお、いずれの場合
も釘打ちに際し割れ等は生じなかった。

【表５】

【表６】

【００２６】表５に示した結果から、釘打ちが可能であ
ることに加えて、打ち釘の保持のために十分な保持力が
得られることがわかる。

【００２７】また、表６に示した結果から、配合する熱
可塑性プラスチック材の種類や多種熱可塑性プラスチッ
ク材の混合材を利用することによって多様な程度の保持
力の複合材を得ることができることがわかる。

【００２８】

【発明の効果】上述したように本発明は構成されること
から、次のような効果が発揮される。本発明に係る破砕
木片含有熱可塑性プラスチック複合材においては、成形
プラスチック材中に１０mm乃至０．１mmの大きさの主木
材片が含まれる構成から、従来の複合材と比較して、破
断点等についての強度を高め、また歪みや体積収縮率を
低める等の形状安定性を高めるのに加えて、釘打ちや木
ネジの使用に対しても亀裂を生じずかつその打ち釘に対
して有効な保持力を有するものとして構成することがで
きる。

【００２９】また、このように構成部材としてその木材
としての性能を残した木材片を含む構成から、全体とし
てより軽量なものとして得られる。

【００３０】また、本発明に係る製造方法については、
その複合材の原料としての混合材は、予備破砕された木
材片に対する破砕条件下で混合されることによるから、
前記両成分について偏りなく比較的容易に十分な混合状
態が得られ、この際、金属石鹸等の特別な付加剤を必要
とはしないし、またこの付加剤に起因する弊害も生じる
ことはない。従って、迅速かつ安価に当該複合材を製造
することができる。

【００３１】また、利用される木材片は、種類を問わず
また廃材をも利用することもできることから、資源の有
効利用を図ることを可能とする。

【００３２】また、当該複合材については、木材片を広
範囲の割合で配合でき、種々の性状のものとして得るこ
とができることから、広範囲の分野の部材として利用で
きる製品が得られる。従って、当該複合材の利用として
は、例えば、その高強度から、床材、屋根の下材、根太
材等の家屋形成材やパレット材として、また熱湯水によ
っても変形しないことから、風呂桶やスノコのような風
呂場等の水まわり品、アルミサッシカバーなどとして、
またその軽量性から、自動車の内外装部材、電化製品の
外装材、絵画用額材、船舶用部材、パチンコの基板材、
またその低歪み性から、音響機器のスピーカーボックス
用材などを挙げることができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１０mm乃至０．１mmの大きさに破砕された
   主木材片と熱可塑性プラスチック材とが混合複合された
   状態で含まれる成形材であることを特徴とする破砕木片
   含有熱可塑性プラスチック複合材。
2. 【請求項２】混合破砕された全木材片の混合割合が２０
   重量％乃至８０重量％であることを特徴とする請求項１
   の破砕木片含有熱可塑性プラスチック複合材。
3. 【請求項３】１００mm以下の大きさに予備破砕された木
   材片と熱可塑性プラスチック材とを１０mm乃至０．１mm
   の大きさの主木材片が生じる破砕状態となる条件下で混
   合し、これを前記熱可塑性プラスチック材の加熱溶融条
   件下で成形することを特徴とする破砕木片含有熱可塑性
   プラスチック複合材の製造方法。
4. 【請求項４】予備破砕された全木材片の配合量が、当該
   複合材全体の２０重量％乃至８０重量％であることを特
   徴とする請求項３の破砕木片含有熱可塑性プラスチック
   複合材の製造方法。
5. 【請求項５】熱可塑性可塑性プラスチック材の１３０℃
   以上２２０℃以下の温度条件下で加熱することを特徴す
   る請求項３又は４の破砕木片含有熱可塑性プラスチック
   複合材の製造方法。