JPS5835865B2 - シンキレンゾクセイケイコウゾウタイナラビニ ソノセイゾウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表面平滑で外観美麗な、曲げ強度圧縮強度が
大きく、釘の打ち抜き性も良好で、かつ、非常に安価な
、木材代用として好適な新規連続成形構造体、並びにそ
の製造法、特に曲面を含む異形断面を有する長尺物の成
形構造体を安価容易に製造する方法に関するものである
。

木材は、剛性、曲げ強度および圧縮強度、切削加工性、
釘の打ち抜き性および外観の美麗さ等にすぐれているた
めに、古くから家具調度品、家屋等の製作材料として広
く重用されて来た。

木材はその種類が多く、多様な性質を持ち、あるものは
特に高級調度品、彫刻品等の製作に用いられる。

しかし、天然物であるため、その生長に長年月を要し、
植樹、管理、切り出し、運搬等に多額の費用がかかると
ともに、自由な形状のものを産出するとと＆まできず、
樹皮を剥ぎ、切断し、削って、目的とする形状のものを
製作しなければならない。

この場合非常に手のこんだ彫刻品でなくてかなり単純な
ものでも、異形断面、特に曲面を含む異形断面を持った
長尺物を、長さ方向に歪のない同一形状の物を多数量産
することは、非常に困難であり、その製作費は非常に高
くつく。

しかも、このような異形断面形状、特に曲面を有する異
形断面形状の長尺物の需要は意外に多く、もし木材と同
等な諸性質、即ち、外観、剛性、強度、釘の打ち抜き性
等を有する異形断面形状の長尺物が安価容易に得られる
ならばその便益は極めて大きいものと考えられる。

ところで、現在木材に代わるべき賦形性の良好なものと
して、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂が考えられる。

しかしながら、これらのものは、特殊高価な木材は別と
して、一般に今日なお木材より高価につく。

さらに、その賦形も必ずしも安価容易には行なわれない
。

熱硬化性樹脂の射出成形では長尺物の成形は不可であり
、圧縮成形では異形長尺物の成形には大きな複雑なプレ
ス機を必要として実用的でな（、押出し成形も一般に不
可であり、得られる製品も一般に木材類似の性質を保持
していない。

一方熱可塑性樹脂の押出成形によってもポリエチレンの
ような結晶性樹脂では成形品の形状保持性は悪く、異形
断面形状の長尺物の良品は得られない。

またポリスチレンのような非結晶性の剛性の大きいもの
は押出成形品の形状はしつかりするが、釘の打ち抜き性
は良くない。

その他に現在、合成木材としてかなりな脚光をあびてい
るものに表面に緻密層を形成した発泡熱可塑性樹脂成形
品があるが、その原料、成形法ともに高価であり、その
製品にも種々の欠点が存在している。

本発明者は、以上の如き事情を勘案し、同時に製紙用の
木材チップが現在なおポリスチレンやポリエチレンに比
べて１１５〜１／１０の低価格であり、かつ、木材を切
削加工する際に樹皮（ず、鋸くず、削りくず、節その他
の木材チップ等の廃材の発生が避けられず、これらの有
効利用が重要な技術的課題たるを失わない現状に鑑み、
これらの有効利用による目的達成を目途した。

ところで、従来、木材チップ、木粉等のセルロース系顆
粒状物の有効利用法として、熱硬化性樹脂を接着剤的に
用いてこれをプレス加工し、）・−ドボードを作成する
ことが行なわれている。

これらの方法ではプレス加工の性質上板状の簡単な形状
の物しか作ることができず、それとて、設備費、生産速
度等の生産性は必ずしも良好であるとは云えない。

また、ハードボードの表面状態も美麗であるとは云えず
、メラミン化粧板等を表面にラミネートしない限り、外
観美麗な製品は得られていない。

なお、熱可塑性樹脂の増量剤としてセルロース系顆粒状
物が用いられているが、射出成形の場合は勿論、押出成
形の場合でも樹脂原料１００重量部に対し１００重量部
以上のセルロース系顆粒状物の添加は、溶融樹脂の流動
性を悪化させ、流路の目づまり等を惹起し、実用上成形
困難となる。

まして、セルロース系顆粒状物を主体として熱可塑性樹
脂を接着剤的に用いる押出成形品の製造の如きは、従来
想像さえ許されていないことであった。

その理由は、セルロース系顆粒状物は溶融流動化するこ
とがないから、金型内を流動成形させることが非常に困
難なためであり、また金型を出ても互に接着せず一定形
状の剛体を形成しないし、勿論表面平滑性も得られない
からである。

本発明は、セルロース系顆粒状物をスクリュー等により
連続的に金型内に押し込むと共に、金型入口の周壁内側
に開口する環状供給口より溶融熱可塑性樹脂を同時に金
型内に押し込むことによって金型内壁面を潤滑すること
により、圧縮押込まれたセルロース系顆粒状物を円滑に
流動させ、その結果連続的に成形できるようにしたこと
により、なされたものである。

即ち、本発明は、セルロース系顆粒状物１００重量部と
熱可塑性樹脂０〜４０重量部との混合物を密度０．３〜
２′？／−に圧縮固結した物を純熱可塑性樹脂表皮で包
んだ鞘芯一体筒面構造（但し方形断面構造は除く）を有
する連続長尺構造体に係るものである。

本発明でいう鞘芯一体筒面構造とは構造体の長尺方向に
対し垂直な断面において芯部が表皮で完全に包みこまれ
た構造でかつ芯部と表皮層との間に実質的に空隙がない
構造体をいう。

本発明のセルロース系顆粒状物とは、木粉、木材チップ
、樹皮くず、モミガラ等をいう。

また、熱可塑性樹脂としては、２００℃以下の比較的低
温で流動性を示すものが好ましく、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、Ａｓ
樹脂、ポリメチルメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、ポリエス
テル等が挙げられる。

また、ポリカーボネートのような溶融点の高いものも用
いられる。

これらのものは勿論混合物として用いてもよい。

セルロース系顆粒状物と混合して用いる熱可塑性樹脂と
表皮形成用熱可塑性樹脂は同種、異種のいずれでもよい
ことも勿論である。

セルロース系顆粒状物単独またはそれと熱可塑性樹脂と
の混合物の成形用金型内への押出しには、スクリュー押
出機が一般的に用いられるが、その他にギヤーポンプ、
ピストンポンプ等を用いることができる。

押出し圧力は１０〜５００ｋｇ／ｃｗｔが一般的に用い
られる。

セルロース系顆粒状物単独またはそれと熱可塑性樹脂と
の混合物の密度は０．３〜２１／ａｒｔになる。

密度が０．３？／ＣＩ？Ｌ未満では本発明が目的とする
強度、剛性等が不満足であり、２グ／−をこえるほどセ
ルロース系顆粒状物を炭化させる場合も本発明の目的に
合致しない。

金型は、押出機の先端に装着されるが、断面は円形、角
形のみならず種々の異形断面のものが用いられ、その入
口に全周をおおう環状の溶融熱可塑性樹脂供給口を持っ
ている。

セルロース系顆粒状物の温度は余り高温にしてはいけな
いというだけで特に制限はな（、樹脂を混合するときは
その溶融温度の影響を受ける。

熱可塑性樹脂はその溶融温度に適した常識的温度を用い
れば良い。

なお本発明においては、セルロース系顆粒状物１００％
をスクリュー押出機から金型内に押込み成形することが
可能であるが、予めセルロース系顆粒状物１００重量部
に対し４０重量部以下の熱可塑性樹脂を混合し、この樹
脂の溶融温度でスクリュー押出機から金型内に押込むこ
とも本発明の範囲に含まれる。

このようにすることによって、スクリュー押出機内容物
の流動性および金型内の流動性を高めることになると共
に成形物芯部の固結性を高めることが可能となる。

４０重量部に上限を設けた理由は、これ以上で実施不能
となるからではなく、従来の増量剤としての量に近くな
り、本発明の特徴が失われることと、これ以上の添加は
徒らにコストの上昇を招くのみで、成形品の性質、およ
び製造上に利点がないからである。

第１図は、本発明の方法を実施するために用いる押出機
と金型の１例を示す概略断面図である。

１はスクリュー、２はバレル、３は金型、４は冷却器を
示し、５は溶融熱可塑性樹脂供給口（連結管）、６はそ
の環状開口部を示す。

７はセルロース系顆粒状物またはその高率含有樹脂部、
８は表皮溶融樹脂を示す。

第２図には、本発明の連続成形構造体の２例の横断面を
示す。

９はセルロース系顆粒状物またはその高率含有熱可塑性
樹脂固形物、１０は熱可塑性樹脂表皮を示す。

本発明の構造物はこの他に種種の異形断面構造物を含む
ものである。

本発明の方法によれば、金型の全内壁を溶融樹脂が接触
潤滑するため、その芯部は殆んど１００％にも達する高
率のセルロース顆粒物を押出し成形することが容易にで
きる。

このようなことは従来の充填剤含有の熱可塑性樹脂成形
では推考できなかったことである。

そして、本発明の方法によって得られる本発明の新規な
連続成形構造体は、全表面が極めて平滑な純熱可塑性樹
脂のみからなる表面である。

純熱可塑性樹脂とは、その成形物の表面の平滑性や外観
を損なわない為に、セルロース系顆粒状物やガラス繊維
等のフィラーを含まないものを云い、通常熱可塑性樹脂
に添加又は含有される染顔料、帯電防止剤、耐候性改良
剤等表面の平滑性を損わないものの含有をも除外するも
のでない。

構造体の使用目途に応じて純熱可塑性樹脂の種類を選択
すれば、種々の特長を有する成形物が得られる。

例えば、ポリスチレンやＡＢＳ樹脂を用いれば、印刷性
、ホットスタンプ性、木質感の付与が可能となり、ＰＭ
ＭＡ樹脂を使用すれば光沢、硬さのすぐれた表面が得ら
れ、ナイロン樹脂を用いれば、表面の耐摩耗性の付与が
可能となる等である。

そして、その構造は、純熱可塑性樹脂からなる表皮と、
内部はセルロース系顆粒状物の含有率の高い芯部とから
なっている。

また表皮と芯部とは中実・一体構造になっている。

このような本発明の連続成形構造体は、曲げ強度、圧縮
強度、剛性は充分なうえ、釘の打ち抜き性が極めて良好
である。

また、耐水性、非吸湿性、防腐性で、白蟻等の害も受け
ない等熱可塑性樹脂としての特長をかねそなえており、
種々の異形断面を持つものが容易に量産可能でその利用
価値は高い。

このように本発明の構造物は、熱可塑性樹脂のみからな
る成形物、中空の熱可塑性樹脂成形物等他の成形物に見
られない特長を持っているのみならず、木粉、樹皮くず
、木材チップ、モミガラ等の公害発生源となりかねない
廃棄物の有用化を兼ねると同時に価格的には極めて安い
、異形断面形状長尺物の代用木材を容易に製造可能とす
る意味で本発明の価値は高いものと云えよう。

以下に本発明の実施例を示す。

なお実施例中部は重量部を示す。

実施例 １ 第１図に示す如き装置を用い、ラワン、杉の鋸ぐず混合
物を、バレル２の温度を１２０℃に保持し、スクリュー
１を５ Ｏｒｐｍで回転して、金型３内に押込むと同時
に耐衝撃性ポリスチレン樹脂を温度２００℃に加熱して
環状開口部６より金型３内に押込み２００℃で成形を行
なった。

得られた成形品は、第２図ａに示す如き断面形状で、表
皮厚さ２ｍｒｎ、巾約７．５ｃｒｆＬ、高さ約５ｃｒｒ
Ｌのフスマのレール形状の成形品を得た。

このものは、表面平滑で強度の大きな、密度０．６５ｆ
／ｃｆｆｌのものであった。

実施例 ２ 乾燥鋸くず１００部にエチレン−酢酸ビニル共重合体１
０部を添加して均一に混合したものを、バレル温度１２
０℃、スクリュー回転数５ Ｏｒｐｍのスクリュー押出
機で金型内に押込み、同時にＡＢＳ樹脂を２００℃に加
熱して環状開口より押込み、２００℃で成形して、第２
図ａに示す断面形状の表面平滑、高強度の、密度ｏ、７
ｆ／ｄの成形品を得た。

実施例 ３ 乾燥鋸くず１００部に対しポリエチレン４０部を添加し
均一に混合し、バレル温度を１２０℃に加熱し、スクリ
ュー回転数５０ ｒｐｍで運転し、熱可塑性樹脂として
ポリエチレンを樹脂温度１８０℃で同時に押出成形を行
なった結果、第２図すに示す断面形状で直径３ｃｒＩＬ
高さ１ｃＩｒＬ巾０．５ＣＩＩＬのリブな３体立てた形
状の密度ｏ、ｑ５ｆｆ／ｃｔ＆の表面が平滑で耐水性の
すぐれた互に嵌合可能な成形品を得た。

実施例 ４ 乾燥木材チップ１００部に対しエチレン−酢酸ビニル共
重合体２０部を添加し、均一に混合し、バレル温度を１
２０℃に加熱しスクリュー回転数５０ ｒｐｍで運転し
、熱可塑性樹脂としてＰＭＭＡ樹脂を樹脂温度２００℃
で同時に押出成形を行なった結果、第２図ａに示す断面
形状の密度０．７ｆ／ｃｒｌの表面が平滑で光沢、耐引
きかききず性のすぐれた成形品を得た。

実施例 ５ 乾燥鋸くず１００部に対しポリエチレン２０部を添加し
均一に混合し、バレル温度を１５０℃に加熱しスクリュ
ー回転数１０ Ｏｒｐｍで運転し、熱可塑性樹脂として
ポリスチレンを樹脂温度２００℃で同時に押出成形を行
なった結果、第２図ａに示す断面形状の密度１．２５’
／−の表面が平滑でかつ緻密な成形品を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するために用いる押出機
と金型の１例を示す概略断面図、第２図は本発明の連続
成形構造体の２例の横断面図を示す。 １・・・・・・スクリュー、２・・・・・・バレル、３
・・・・・・金型、４・・・・・・冷却器、５・・・・
・・溶融熱可塑性樹脂供給口（連結管）、６・・・・・
・環状開口部、７・・・・・・セルロース系顆粒状物ま
たはその高率含有樹脂部、８・・・・・・表皮溶融樹脂
、９・・・・・・セルロース系顆粒状物またはその高率
含有熱可塑性樹脂固形物、１０・・・・・・熱可塑性樹
脂表皮。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セルロース系顆粒状物１００重量部と熱可塑性樹脂
   ０〜４０重量部との混合物を密度０．３〜２グ／ａに圧
   縮固結した物を純熱可塑性樹脂表皮で包んだ鞘芯一体筒
   面構造（但し方形断面構造は除く）を有する連続長尺構
   造体。 ２ セルロース系顆粒物１００重量部と熱可塑性樹脂０
   〜４０重量部との混合物を成形用金型内に押出すととも
   に該金型入口の周壁内側に開口する環状供給口より溶融
   熱可塑性樹脂を押し込むことを巷徴とする鞘芯一体筒面
   構造（但し方形断面構造は除く）を有する連続長尺構造
   体の製造方法。