KR20130020783A - 압출 성형용 복합 펠렛의 제조 방법, 및 상기 방법으로 제조된 압출 성형용의 복합 펠렛 - Google Patents

Abstract

펠렛 간에 융착이 없고, 치수, 밀도의 불균형이 없는 압출 성형용의 복합 펠렛을 얻는다. 열가소성 수지와 목분을 포함한 원료의 압출기에 의해 얻은 용해재료를, 상기 압출기의 다이 노즐을 통해 스트랜드 모양으로 밀어내, 소정의 길이로 절단해 펠렛을 형성한다. 이 때, 다이 노즐의 각 노즐구멍 내에 있어서의 용해재료의 선속도υd가, 12~50cm/sec의 범위가 되도록, 압출량, 각 노즐구멍의 직경 및 상기 노즐구멍의 수를 조정한다.
또, 상기 복합 펠렛에 대해, 입경의 변화 등에 관계없이 안정량을 압출기에 공급해, 압출기의 스크류에 대한 도입을 원활히 실시한다. 상기 복합 펠렛과 Ca, Mg 또는 Zn의 금속을 포함한 12 하이드록시 스테아린산 금속염을 모두 교반해, 상기 복합 펠렛의 외주에, 펠렛 100mass%에 대해 0.03~0.4mass%의 비율로 상기 12 하이드록시 스테아린산 금속염을 부착 처리한 펠렛을 압출 성형에 이용한다.

Description

압출 성형용 복합 펠렛의 제조 방법, 및 상기 방법으로 제조된 압출 성형용의 복합 펠렛 {METHOD FOR PRODUCING COMPOSITE PELLET FOR EXTRUSION MOLDING, AND COMPOSITE PELLET FOR EXTRUSION MOLDING PRODUCED BY THE METHOD}

본 발명은, 목분을 다량으로 포함한 열가소성 수지를 성형해 얻을 수 있는 목질(木質) 성형품의 압출 성형에 사용하는 복합 펠렛(pellet)의 제조 방법, 및 상기 방법으로 제조된 복합 펠렛에 관한 것으로, 목질 성형품의 성형에 필요한 열가소성 수지, 목분, 및 필요에 따라서 첨가되는 그 외의 부자재를 미리 용해혼련하여 복합화함과 동시에 조립해 얻은 펠렛(본 명세서에서, 이러한 복수 종류의 원료를 복합해 얻은 펠렛을 「복합 펠렛」이라고 한다.)이며, 상술한 압출 성형하는 동안, 특히 압출 발포 성형에 사용하는데에 적절한 압출 성형용 복합 펠렛의 제조 방법, 및 상기 방법으로 제조된 압출 성형용의 복합 펠렛, 및, 압출기에 대한 안정공급성과 압출기에 대한 도입성(압출기의 스크류(screw)에 대한 침투성)이 개선된 압출 성형용 복합 펠렛, 및 압출 성형용 복합 펠렛에 상기 특성을 부여하기 위한 처리 방법에 관한 것이다.

열가소성 수지와 목분, 및 필요에 따라서 첨가되는 그 외의 부자재를 모두 용해혼련하여 얻은 성형재를 원하는 형상으로 압출 성형하여 얻을 수 있는 목질 성형품은, 목재의 질감을 가지면서도, 부패하기 어려운 등, 수지 성형체로서의 특성도 겸비하는 것으로, 예를 들면 판재 등으로서 가공함으로써 옥외에 설치되는 우드데크(wood deck)용의 건축재료 등으로서 넓게 사용되고 있다.

이러한 목질 성형품의 제조에 대해, 열가소성 수지나 목분, 그 외의 부자재를, 목질 성형품을 제조하기 위한 압출 성형 장치에 설치된 압출기의 실린더 내에 직접 투입해 압출 성형을 실시하려고 해도, 목분에 포함된 목산이나 수분에 의해 압출기의 실린더 내에서 다량의 가스가 발생해 버려, 적절히 압출 성형을 실시할 수 없다.

또, 설령 이러한 가스의 발생이 없었다고 해도, 열가소성 수지나 목분, 그 외의 부자재를 균일한 분산 상태가 되기까지 용해, 혼련하려고 하면, 사용하는 압출기로서 대형의 것이 필요하다.

그 때문에, 목질 성형품을 제조할 때에는, 압출기에 직접 원료를 투입하지 않고, 사전에 원료를 미리 섞어 복합화 해둠과 동시에, 복합화된 원료를 조립해 펠렛화한 것(본 발명에서 복수의 원료가 복합화된 펠렛을 「복합 펠렛」이라고 한다.)을 제조해 두고, 이와 같이 하여 얻어진 복합 펠렛을 목질 성형품의 압출 성형 시의 성형재료로서 사용하는 것이 일반적으로 행해지고 있다.

이러한 복합 펠렛을 제조하는 방법의 일례로서, 헨셜(Henschel) 믹서에 의한 교반 때의 발열을 이용해 목분의 건조와 목산 가스의 휘발을 실시함과 동시에 각 원료를 용해·혼련하여 혼련재료를 얻고, 이 혼련재료를 쿨링 믹서에 의해 냉각하면서 교반해 소정 입경의 조립물로 한 후, 커터밀(Cutters mill)에 의해 더 작게 파쇄해 목질 성형품의 압출 성형에 사용하는 복합 펠렛을 배치식(batch式)으로 제조하는 방법이 제안된다(특허 문헌 1 참조).

또 다른 방법으로서는, 상술한 것 같은 배치식의 제조 방법에서는 생산성이 좋지 않기 때문에, 압출기에 의해 밀어내진 혼련재료를 다이에 도입해 시트 모양 내지는 스트랜드(strand(丸紐)) 모양으로 밀어내, 밀어내진 시트 모양 내지는 스트랜드 모양의 혼련재료를 절단함으로서 팁(tip) 모양 내지는 펠렛 모양의 압출 성형재료를 제조하는 방법도 제안된다.

그리고, 이러한 압출기에 의한 압출 성형재료의 제조에서는, 목분에 포함된 목산이나 수분으로 인해 압출기의 실린더 내에서 다량의 가스가 발생하기 때문에, 압출기의 실린더에 벤트(vent) 구멍을 설치해, 이 벤트 구멍을 통해 실린더 내에서 발생한 가스를 흡인해 압출기에 의해 미리 섞는 것을 가능하게 하는 것이 제안된다(특허 문헌 2~5).

일본특개 평7－266313호 공보 일본특개 평10－166355호 공보 일본특개 2001－62901호 공보 일본특개 2001－129870호 공보 일본특개 2002－326219호 공보

이상과 같이 목질 성형품의 제조할 때에는, 사전처리로서 원료를 균질(均質)하게 용해혼련하는 전련(前練) 과정과, 전련된 용융재료를 펠렛화하는 조립이 행해지며, 이와 같이 하여 얻어지는 복합 펠렛이, 목질 성형품을 제조할 때의 성형재료로서 사용되고 있지만, 이러한 전련 공정이나 조립 공정에 복합 펠렛에 주어지는 특성 내지 성질은, 이 복합 펠렛을 사용해 행해지는 성형 가공에 있어서의 가공성이나, 최종적으로 얻어지는 목질 성형품의 품질에 크게 영향을 준다. 이와 같이 해 전련 과정에서 얻은 복합 펠렛을 목질 성형품을 제조할 때의 성형재료로서 사용함으로써 얻어진 목질 성형품에 있어서의 구성 성분의 편재(偏在) 등에 근거하는 성형 불량 등의 발생을 방지하고 있다.

여기서, 목질 성형품의 제조에 사용하는 복합 펠렛에 요구되는 성질로서는, 개개의 펠렛의 알갱이가 각각 분리·독립하고 있는 것(펠렛의 알갱이끼리의 융착이 없는 것)이나, 각 펠렛 상호 간에 있어서의 형상이나 치수, 밀도 등의 물성(物性)이 균일하다는 것이 요구되며, 펠렛이 다수 집합한 상태, 즉 펠렛의 집합체로서의 성형재료로서 파악한 경우에 있어서, 이 성형재료(펠렛의 집합체)가, 소정의 부피 밀도가 되는 것(예를 들면 펠렛을 쌓아 올렸을 때에 펠렛 간에 적정한 틈새가 형성된 상태가 되는 것)처럼 제조될 필요가 있다.

그렇기 때문에, 이러한 복합 펠렛의 제조는, 개개의 펠렛의 형상, 치수, 밀도 등이, 미리 설정된 형상, 치수, 밀도 등이 되도록 정확하게 제어될 필요가 있다.

그리고, 복합 펠렛이 상기 요건의 어느 하나라도 채우지 않는 경우, 이러한 복합 펠렛을 사용해 목질 성형품의 압출 성형을 실시하면, 복합 펠렛, 및 복합 펠렛이 용해해서 얻어지는 용해재료의 압출기 내에서의 안정된 균일한 유동(流動)을 얻는 것이 곤란해져, 얻어진 목질 성형품의 불량률이 높아진다.

특히, 복합 펠렛을 발포제와 함께 압출기의 실린더 내에 투입해 압출 발포 성형을 실시하는 경우에는, 용해재료 중에 발포 가스가 균일하게 분산하지 못하고, 발포의 컨트롤이 곤란해져, 발포 가스의 편재에 의해 목질 성형품의 내부에 공동(空洞(void))이 형성되어 더욱 불량률이 높아진다.

또한, 본 발명의 발명자에 의한 시험의 결과, 상기 조건을 갖추지 않은 복합 펠렛을 사용해 압출 발포 성형을 실시한 경우에는, 상기 조건을 갖춘 복합 펠렛을 사용해 압출 발포 성형을 실시했을 경우와 비교해, 발포제의 첨가에 의한 비중(比重)의 저하가 생기기 어려워져, 목질 성형품의 경량화를 도모하기 힘들어지는 것이 확인된다. 그렇기 때문에, 상기 요건을 채우고 있지 않은 복합 펠렛을 사용해 압출 발포 성형을 실시하는 경우에는, 다량의 발포제의 첨가가 필요하게 되어 제조 비용이 커진다.

이처럼 목질 성형품의 제조에 사용하는 복합 펠렛에는, 상술한 것 같은 요건이 요구되어지는 것에 대해, 앞서 게재한 특허 문헌 1과 같이 헨셜 믹서나 쿨링 믹서, 및 컷터 등에 의해 전련 과정과 조립을 실시하는 것으로 복합 펠렛을 제조하는 경우에는, 개개의 복합 펠렛의 형상, 치수 등을 정확하게 제어할 수 없으며, 복합 펠렛 간의 형상이나 치수의 불균형이 커진다.

또, 이와 같이 목분 등을 다량으로 포함한 복합 펠렛은, 마찰 저항이 크고, 압출기에 대해서 복합 펠렛을 안정된 양으로 공급하는 것이 어려워짐과 동시에, 압출기 내에 들어간 후에 스크류의 치구(齒溝; tooth space) 등에 대한 도입성(소위「침투성」)이 나쁘고, 침투량의 불균형은 용해 수지의 압출량도 변화시키게 되기 때문에, 얻어진 목질 성형품의 품질에도 불균형이 생기기 쉬워진다.

특히, 상술한 복합 펠렛의 입경을 안정되며 균일하게 제조하는 것이 어려운 한편, 복합 펠렛의 입경의 변화는, 압출기에 대한 복합 펠렛의 공급량이나, 상술한 스크류에 대한 침투성에 크게 영향을 주어, 사용하는 복합 펠렛의 입경이 변화한 경우에는, 압출기에 대해서 복합 펠렛을 공급하는 피더(feeder)의 설정이나, 압출기의 스크류를 회전시키는 모터의 설정 변경이 필요하게 되는 등, 번잡한 조정 작업이 필요해진다.

또, 개개의 복합 펠렛의 형상이나 치수 등이 일정하지 않기 때문에, 복합 펠렛의 집합체로서의 성형재료의 부피 밀도를, 미리 설정한 수치로 제어하는 것도 곤란하게 된다.

한편, 압출기를 이용해 원료를 용해, 혼련해 전련을 실시한 후, 이 압출기의 선단(先端)에 단 다이 노즐로부터 용해재료를 스트랜드 내지는 시트 모양으로 밀어냄과 동시에, 밀어내진 용해재료인 스트랜드나 시트를 소정의 길이 로 절단해 펠렛이나 팁을 제조하는 특허 문헌 2~5 기재의 방법에서는, 다이에 설치된 노즐구멍의 치수 및 형상에 대응한 치수 및 형상의 복합 펠렛을 얻을 수 있으면, 형상이나 치수가 통일된 복합 펠렛을 얻을 수 있다.

그러나, 이와 같이 압출기에서 용해혼련한 용해재료를, 다이 노즐을 통해서 스트랜드 모양으로 밀어내면, 다이 노즐의 노즐구멍으로부터 밀어내진 용해재료는 밸러스트(ballast) 효과에 의해 노즐구멍을 나온 순간 팽창한다.

그 결과, 이러한 팽창에 의해 인접한 노즐구멍에서 밀어내진 스트랜드끼리 서로 가까워져 접촉하기 쉬워지며, 이것을 절단해 얻은 펠렛도 복수개가 융착한 덩어리를 형성하기 쉽다.

또, 이와 같이 해 노즐구멍을 나온 스트랜드가 팽창한 결과, 이것을 절단해 얻어진 펠렛의 굵기나 길이를, 미리 설정한 굵기나 길이로 하는 것이 어려워지며, 펠렛의 집합체인 성형재료의 부피 밀도에 대해서도, 미리 설정한 소정의 수치 범위로 하는 것이 곤란해진다.

그 결과, 이와 같이 해 얻어진 복합 펠렛을 사용해 목질 성형품의 성형을 실시하는 경우, 압출기 내에서의 안정된 균일한 유동을 얻는 것이 곤란해져, 얻어진 목질 성형품에 불량률의 발생이 많아지며, 특히 압출 발포 성형에 있어서는, 발포 가스를 균일하게 분산시키지 못하고, 발포의 컨트롤이 곤란해져, 성형품의 내부에 공동(空洞)이 형성되기 쉬워진다.

그렇기 때문에, 본 발명은, 상기 종래 기술에 있어서의 결점을 해소하기 위해서 이루어진 것이며, 주원료로서 열가소성 수지와 목분을 포함한 원료를 압출기에 의해 용해혼련해 다이 노즐로부터 스트랜드 모양으로 밀어냄과 동시에, 이와 같이 해 밀어내진 스트랜드를 소정의 길이로 잘라냄으로서 조립하는, 압출 성형용 복합 펠렛의 제조 방법에서, 얻어진 펠렛 간에 융착이 없고, 또한, 각 펠렛 사이에 형상, 치수 및 밀도 등의 불균형이 없으며, 게다가, 밸러스트(ballast) 효과에 의한 팽창을 억제함으로서 얻어지는 펠렛의 직경을 노즐구멍의 직경 이하로 제어할 수 있어, 그 결과, 성형재료의 부피 밀도를 용이하게 제어할 수 있는 복합 펠렛의 제조 방법을 제공함으로서, 용해재의 압출기 내에서의 안정된 균일한 유동이 얻기 쉬워지고, 목질 성형품의 불량률을 저하시킬 수 있으며, 특히 압출 발포 성형에 있어서는, 발포 가스를 균일하게 분산시켜 발포의 컨트롤을 용이하게 해, 성형품의 내부에 있어서의 공동(空洞)의 발생을 방지할 수 있는 압출 성형용의 복합 펠렛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 열가소성 수지와 목분을 주원료로 하는 복합 펠렛에 대해, 복합 펠렛의 입경이 변화했을 경우에도, 피더의 설정을 변경하지 않고 압출기에 대해서 안정된 양으로 펠렛의 공급을 실시할 수 있음과 동시에, 스크류에 대한 침투성이 좋은 압출 성형용의 복합 펠렛, 및 상기 특성을 갖춘 압출 성형용 복합 펠렛의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하에, 과제를 해결하기 위한 수단을, 발명을 실시하기 위한 형태에 있어서의 부호를 첨부하여 기재한다. 이 부호는, 특허 청구의 범위의 기재와 발명을 실시하기 위한 형태의 기재와 대응을 분명히 하기 위한 것이며, 말할 필요도 없이, 본원 발명의 특허 청구의 범위의 기술적 범위의 해석에 제한적으로 이용되는 것은 아니다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 압출 성형용 복합 펠렛의 제조 방법은, 열가소성 수지와 목분을 주성분으로 하는 목질 성형품의 압출 성형 시, 성형재료로서 사용하는 복합 펠렛의 제조 방법에 있어서,

열가소성 수지와 목분을 포함한 원료를 압출기(42)에 의해 용해혼련해 얻은 용해재료를, 상기 압출기(42)의 선단에 단 다이 노즐(43)에 다수 설치한 노즐구멍(43a)을 통해 스트랜드 모양으로 밀어냄과 동시에, 상기 용해재료인 스트랜드를 소정의 길이로 절단해 펠렛을 형성할 시,

다음의 식에서 규정하는 선속도((線速度)(υd))가 12~50의 범위가 되도록, 상기 압출기(42)의 압출량(Q), 각 노즐구멍(43a)의 직경(D) 및 상기 노즐구멍(43a)의 수(n)를 설정하는 것을 특징으로 한다(청구항 1).

υd = (Q×1000/3600)/〔(D/20) 2π·ρm·n〕

여기서,

υd=선속도(cm/sec)

　Q = 압출기의 압출량(kg/Hr)

　D = 각 노즐구멍의 직경(mm)

n = 노즐구멍의 수

ρm = 용해 수지의 밀도(g/㎤)

상기 복합 펠렛의 제조 방법에서, 상기 펠렛을, 12 하이드록시 스테아린산 금속염(Hydroxystearic acid 金屬鹽)과 함께 교반해, 상기 펠렛의 표면에 상기 12 하이드록시 스테아린산 금속염을 부착시킬 수 있다(청구항 2).

또, 상기 복합 펠렛의 제조 방법에 있어서,

상기 12 하이드록시 스테아린산 금속염을, 상기 복합 펠렛 100mass%에 대해, 0.03~0.4mass%의 비율로 부착시킬 수 있다(청구항 3).

상기 열가소성 수지와 상기 목분의 배합비를, 열가소성 수지 30~70mass%에 대해, 목분 70~30mass%로 하는 것이 바람직하다. (청구항 4)

또한, 상기 복합 펠렛의 제조 방법에 있어서, 상기 용해재료를 170~250℃, 보다 바람직하게는 200~230℃로 상기 노즐구멍(43a)에 도입하는 것이 바람직하다(청구항 5).

또, 상기 용해재료의 스트랜드는, 이것을 2~5mm의 길이로 절단하는 것이 바람직하다(청구항 6).

또한, 본 발명의 압출 성형용의 복합 펠렛은, 상술한 어느 방법에 의해 제조된 복합 펠렛이다(청구항 7).

이 복합 펠렛은, 이것을 단독으로 압출 성형에 사용해도 좋지만, 목질 성형품을 압출 성형하기 위한 압출 성형 장치에 설치한 압출기의 실린더 내에, 성형재료와 발포제를 투입해 실시하는 압출 발포 성형 시, 상기 성형재료로서 본 발명의 복합 펠렛을 사용할 수 있다(청구항 8).

이 복합 펠렛은, 열가소성 수지와 목분을 주성분으로 하고, 외주(外周)에, 첨가제로서 12 하이드록시 스테아린산 금속염을 부착하는 것이 바람직하다(청구항 9).

또, 이 복합 펠렛에 있어서, 상기 12 하이드록시 스테아린산 금속염을, 펠렛 100mass%에 대해, 0.03~0.4mass%의 비율로 부착시키는 것이 바람직하다(청구항 10).

또한, 이 복합 펠렛에 있어서, 상기 12 하이드록시 스테아린산 금속염에 포함되는 금속이, 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 또는 아연(Zn) 중 어느 것이든 한 종(種)의 금속인 것이 바람직하다(청구항 11).

이 복합 펠렛에 있어서, 상기 12 하이드록시 스테아린산 금속염의 함유 금속은, 알루미늄(Al), 바륨(Ba), 리튬(Li), 나트륨(Na) 중 어느 것이든 포함하는 것이 바람직하다(청구항 12).

또, 본 발명의 복합 펠렛은, 이것을 소정 용적의 용기 내에 비가압(非加壓) 상태로 충전했을 때의 부피 밀도를 0.60g/㎤이상으로 하는 것이 바람직하다(청구항 13).

본 발명의 복합 펠렛에 있어서, 상기 목분과 열가소성 수지의 배합비가, 목분 30~70mass%에 대해, 열가소성 수지가 70~30mass%인 것이 바람직하다(청구항 14).

또한, 본 발명의 복합 펠렛에 있어서, 상기 열가소성 수지가, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 중 한 종(種) 또는 혼합수지로부터 완성되는 것이 바람직하다(청구항 15).

본 발명의 복합 펠렛에 있어서, 상기 열가소성 수지가, 복수종의 열가소성 수지가 혼재한 상태로 회수된 폐기 플라스틱인 것이 바람직하다(청구항 16).

또, 본 발명의 복합 펠렛에 있어서, 상기 열가소성 수지는, MI(melt index)가 0.5~10(g/10min)의 범위에 있는 것이 바람직하다(청구항 17).

본 발명의 복합 펠렛에 있어서, 상기 목분은, 건축 폐재, 목재 가공 시에 발생한 톱밥 등의 폐재(廢材)로부터 이루어지는 것이 바람직하다(청구항 18).

본 발명의 복합 펠렛에 있어서, 상기 목분은, 입경 150~200μm의 범위인 것이 바람직하다(청구항 19).

본 발명의 복합 펠렛에 있어서, 상기 목분은, 함유 수분량이 1mass%이하인 것이 바람직하다(청구항 20).

이상 설명한 본 발명의 구성에 의해, 본 발명의 복합 펠렛의 제조 방법, 및 상기 방법으로 제조된 복합 펠렛에서는, 이하의 현저한 효과를 얻을 수 있었다.

상술한 선속도(υd)로 용해 수지의 스트랜드를 밀어내는 것으로, 다이 노즐(43)의 노즐구멍(43a)을 통과한 용해재료의 스트랜드가 밸러스트(ballast) 효과에 의해 팽창하는 것을 억제할 수 있었을 뿐만 아니라, 스트랜드의 직경을, 노즐구멍(43a)의 직경(D)이하로 할 수 있었다.

이와 같이 스트랜드에 팽창이 생기지 않는 결과, 인접하는 노즐구멍(43a)으로부터 밀어내진 스트랜드 간의 접촉을 회피할 수 있고, 이것에 의해 각 펠렛 간에 융착이 생기는 것을 매우 적합하게 방지할 수 있었다.

또, 이와 같이 해 얻어진 스트랜드를 소정의 길이로 절단함으로써, 노즐구멍(43a)의 직경 이하로 대략 일정한 직경을 가지는 펠렛의 제조가 용이해져, 개개의 펠렛 사이즈를 작게함으로서, 성형재료의 부피 밀도를 소정의 값, 예를 들면 0.68g/㎤이상으로 용이하게 높일 수 있으며, 또한, 스트랜드의 팽창이 억제되어 형상을 일정하게 할 수 있는 결과, 이것을 절단해 얻어진 개개의 펠렛에 대해서도, 사이즈, 형상, 및 밀도 등을 용이하게 균일한 것으로 할 수 있었다.

또한, 이와 같이 해 개개의 펠렛 간의 융착이 방지되어, 사이즈, 형상, 밀도 등이 통일된 복합 펠렛이 얻어짐으로서, 얻어진 복합 펠렛을 사용해 예를 들면 데크재(deck材) 등의 목질 성형품을 압출 성형하는 것으로, 압출기 내에서 용해재가 안정되며 균일한 유동을 얻을 수 있어, 제조되는 목질 성형품의 불량률을 감소시킬 수 있었다.

특히, 본 발명의 방법에 의해 제조된 복합 펠렛을, 발포제와 함께 압출기 내에 투입해 실시하는 압출 발포 성형에 사용하는 성형재료로서 사용했을 경우에는, 발포의 컨트롤이 용이하고, 발포 가스를 용해재 안에 균일하게 분산시킴으로서 발포 가스의 편재에 의해 목질 성형품 중에 공동(空洞)이 생기는 것을 매우 적합하게 방지할 수 있고, 제조 불량이 생기고 쉬운 목질 발포 성형품에 대해서도 불량률을 저하시킬 수 있었다.

또한, 본 발명의 방법으로 제조된 복합 펠렛을 상술한 압출 발포 성형에 사용하는 경우에는, 비교적 적은 발포제의 사용으로, 저비중(低比重), 따라서 경량화된 목질 발포 성형품을 얻을 수 있었다.

상술한 본 발명의 효과는, 상기 열가소성 수지와 상기 목분의 배합비를 수지 30~70mass%에 대해 목분 70~30mass%로 하여, 목분을 고함유율로 충전했을 경우에서도 얻을 수 있었다.

또한, 상기 용해 수지를 170~250℃에서 바람직하게는 200~230℃로 상기 노즐구멍(43a)에 도입한 구성에 있어서는, 노즐구멍(43a)으로부터 밀어내진 스트랜드에 팽창이 생기는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있었다.

상기 용해 수지의 스트랜드를, 2~5mm의 길이로 절단 한 경우에는, 스트랜드를 자를 때에, 인접하는 스트랜드끼리가 더욱 접촉하기 어려워져, 스트랜드를 절단해 형성되는 펠렛 간의 융착도 생기기 어렵게 되었다.

또, 스트랜드의 절단 길이, 따라서 펠렛의 길이가 길어지면, 펠렛이 길이 방향으로 구부러지는 등 해 변형하기 쉬워지며, 각 펠렛 간에 형상의 불균일이 생기기 쉬워지지만, 상기 길이로 절단하는 경우, 이러한 변형의 발생을 방지해, 거의 통일된 형상의 펠렛을 얻을 수 있었다.

또한, 이상 설명한 본 발명의 구성에 의해, 본 발명의 압출 성형용 복합 펠렛에 의하면, 사용하는 복합 펠렛의 입경이 변화했을 경우이더라도, 공급 피더의 조정이나, 압출기의 조정 등을 실시하지 않고, 압출기에 대한 복합 펠렛의 공급량을 일정하게 할 수 있음과 동시에, 스크류에 대한 침투성을 향상시킬 수 있었다.

그 결과, 목질 성형품의 압출 성형을 실시하는 사전 처리로서 행해진 복합 펠렛의 제조 공정에 대해, 어떠한 원인에 의해 제조된 복합 펠렛의 질, 특히 사이즈에 불균일성이 생겼을 경우에도, 압출기에 의한 용해 수지의 토출(吐出)을 안정된 상태로 원활하게 실시할 수 있어, 그 결과, 얻어진 목질 성형체의 품질을 균일, 더욱 안정된 것으로 할 수 있었다.

또, 스크류에 대해서 펠렛의 침투성이 향상됨으로서, 동일 질량의 용해 수지의 밀어내기에 필요한 에너지를 감소시킬 수 있어, 목질 성형체의 제조를 보다 적은 에너지로 실시할 수 있었다.

본 발명의 목적 및 우위성은, 각 부재(部材)를 지칭하는 부호를 이용한 첨부 도면에 근거해 이하의 매우 적합한 실시 형태의 상세한 설명에 의해, 이해할 수 있다.

도 1은 실시 형태 1의 복합 펠렛 제조 장치의 개략 설명도.
도 2는 실시 형태 1의 스트랜드의 절단 모습을 나타낸 설명도.
도 3은 실시 형태 1의 선속도(υd)와 스트랜드의 발포 상태와의 관계를 나타낸 설명도이며, (A)는 선속도(υd)가 12cm/sec미만의 경우, (B)는 선속도(υ)가 50cm/sec를 넘는 경우, (C)는 선속도(υd)가 12~50의 범위에 있는 경우를 각각 나타낸다.
도 4는 실시 형태 1의 실시예 및 비교예의 복합 펠렛을 사용한 목질 성형품(목질 합성판)의 제조 시험에 사용한 압출 성형 장치의 개략 설명도.
도 5는 실시 형태 1의 복합 펠렛의 제조 시험(시험예 1, 2)에서 사용한 복합 펠렛 제조 장치의 개략 설명도.
도 6은 도 4의 압출 성형기의 압출기 선단(先端)에 단 압출다이의 단면도이며, (A)는 측면도, (B)는 평면도, (C)는(B)의 C－C 화살표 방향에서는 단면을 각각 나타낸다.
도 7은 실시 형태 1의 실시예 1의 복합 펠렛의 입자 구조를 나타내는 사진.
도 8은 실시 형태 1의 실시예 2의 복합 펠렛의 입자 구조를 나타내는 사진.
도 9는 실시 형태 1의 실시예 3의 복합 펠렛의 입자 구조를 나타내는 사진.
도 10은 실시 형태 1의 실시예 6의 복합 펠렛의 입자 구조를 나타내는 사진.
도 11은 실시 형태 1의 비교예 1의 복합 펠렛의 입자 구조를 나타내는 사진.
도 12는 실시 형태 1의 비교예 2의 복합 펠렛의 입자 구조를 나타내는 사진.
도 13은 실시 형태 1의 비교예 3의 복합 펠렛의 입자 구조를 나타내는 사진.
도 14는 실시 형태 2의 복합 펠렛 제조 장치의 개략 설명도.
도 15는 실시 형태 2의 스트랜드의 절단의 모습을 나타낸 설명도.
도 16은 실시 형태 2의 텀블러(tumbler)의 개략 설명도.
도 17은 실시 형태 2의 본 발명의 복합 펠렛의 특성 확인 시험에 사용한 압출 성형 장치의 개략 설명도.
도 18은 실시 형태 2의 첨가제(12 HOS-Ca)에 의한 펠렛 공급량의 변화(A펠렛：실시예 7－비교예 4)를 나타낸 그래프.
도 19는 실시 형태 2의 첨가제(12 HOS-Ca)에 의한 펠렛 공급량의 변화(B펠렛：실시예 11－비교예 6)를 나타낸 그래프.
도 20은 실시 형태 2의 첨가제(12 HOS-Ca)에 의한 펠렛 공급량의 변화(C펠렛：실시예 13－비교예 9)를 나타낸 그래프.
도 21은 실시 형태 2의 첨가제(12 HOS-Ca)에 의한 펠렛 공급량의 변화(A＋C펠렛：실시예 14－비교예 10)를 나타낸 그래프.
도 22는 실시 형태 2의 첨가제(12 HOS-Ca)에 의한 펠렛 공급량의 변화(실시예 7, 11, 13, 14 및 비교예 4, 6, 9, 10)를 나타낸 그래프.
도 23은 실시 형태 2의 첨가제의 첨가량의 변화와 비(比)에너지(Esp)의 변화와의 관계를 나타낸 그래프.

다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.

원료

목질 성형품의 압출 성형에 사용하는 본 발명의 복합 펠렛은, 열가소성 수지와 목분을 주원료로 하며, 이것에 필요에 따라 탈크 등의 충전재, 착색용의 안료, 강화제, 파라핀 왁스, 그 외의 부자재를 첨가해 제조한다.

또, 후술하는 12 하이드록시 스테아린산 금속염의 부착을 실시하는 복합 펠렛은, 열가소성 수지와 목분을 주원료로 하며, 이것에 필요에 따라 탈크, 탄산칼슘, 그 외의 무기 필러(無機 filler)나, 강화제, 착색제, 산화 방지제 등의 부자재를 첨가해 제조된 것이다.

열가소성 수지

본 발명의 복합 펠렛의 주원료 중 하나인 열가소성 수지로서는, 각종의 열가소성 수지가 사용 가능하지만, 바람직하게는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등의 폴리올레핀(polyolefin) 수지, 및 상기 폴리올레핀 수지를 주성분으로 하는 수지(이하, 폴리올레핀 수지 및 폴리올레핀 수지를 주성분으로 하는 수지를 총칭해 「폴리올레핀(polyolefin)계 수지」라고 한다. )를 매우 적합하게 사용할 수 있다.

또, 이러한 열가소성 수지는, 그 중의 한 종(種)을 단독으로 사용해도 좋고, 또는 복수 종류를 혼합해 사용할 수도 있으며, 예를 들면 복수종의 열가소성 수지가 혼재한 상태에서 회수된 폐기 플라스틱 등을 원료로서 사용하는 것도 가능하지만, 본 실시 형태에 있어서는 상술한 열가소성 수지 중, 폴리올레핀계 수지, 보다 상세하게는 폴리프로필렌(PP)을 사용하고 있다.

여기서, 폴리프로필렌(PP)의 종류로서는, 호모폴리머, 랜덤 코플리머(random copolymer), 블록 코플리머(block copolymer)를 들 수 있지만, 본 발명에 있어서 이것들 중 어느 하나의 폴리프로필렌과 함께 사용 가능하고, 또, 예를 들면 용기 리사이클법(소위 「용리법」)에 따라 회수된 폴리프로필렌이나, 각종 폴리프로필렌이 혼재한 것 등, 어느 것이어도 사용 가능하다.

본 발명에서 사용하는 열가소성 수지는, 바람직하게는 MI(melt index)가 0.5~10(g/10min)의 범위에 있는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들면 MI가 다른 복수의 열가소성 수지를 혼합해, 상기 수치 범위 내가 되는 MI의 수지를 얻는 것이어도 좋다.

목분

성형재료의 주성분의 다른 하나인 목분은, 일반적으로 시판되고 있는 각종의 목분 외, 예를 들면 미사용의 목재, 사용이 끝난 건축 폐재, 목재 가공 시에 발생한 톱밥 등의 폐재 등을 분쇄기(crusher), 커터(cutter), 밀(mill)을 사용해 파쇄 하여 얻어도 좋다.

사용하는 목재의 품종은 특히 한정되지 않고, 복수의 품종의 목재가 혼재하고 있어도 구조상은 문제가 없지만, 최종적으로 얻어지는 목질 성형체의 마무리를 고려하면, 어느 정도 색조(色目)가 갖추어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.

사용하는 목분은, 입경 1,000μm이하의 것이면 각종(各種)의 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 입경 150~200μm의 것을 사용한다.

목분은, 열가소성 수지와의 어울림의 향상이나 가열 혼련 시에 있어서의 수증기의 발생 방지 등의 관점에서, 다른 원료와의 배합 전에 건조되어 있는 것이 바람직하며, 바람직하게는 함유 수분량이 1mass%이하로 건조되어 있는 것을 사용한다.

이 목분과 상술의 열가소성 수지와의 바람직한 배합비는, 목분/열가소성 수지로, 30~70mass%/70~30mass%이다.

이러한 구성 및 도 2, 도 3에 나타나는 다이 노즐(43)의 노즐구멍(43a) 내의 중심부 및 내벽과 그 근방에 생기는, 용해재료로의 전단력(shearing force)과 용해재료의 유속(υd)에 의한 용해재료의 유속 차이에 의해, 애스팩트비(aspect 比)(길이/지름) 1.5이상의 입자 또는 섬유가 80%이상을 차지하는 섬유 집합체에 유동 방향으로 배향을 얻을 수 있다.

그 외의 원료

본 발명의 성형재료의 원료로서는, 상술의 목분, 열가소성 수지 외, 탈크 등의 충전재, 착색용의 안료, 강화제, 및 파라핀 왁스 등을 첨가할 수 있다.

본 발명의 성형재료의 원료로서는, 상술의 목분, 열가소성 수지 외, 탈크나 탄산 칼슘 등의 무기 필러, 착색용의 안료, 강화제, 산화 방지제 등을 첨가할 수 있다.

이 중 파라핀 왁스는, 얻어진 성형재료의 전체에 대해 1~5mass%가 되도록 첨가한다. 1mass%보다 적으면 효과를 얻지 못하고, 5 mass%보다 많아지면 파라핀 왁스가 표면으로 떠오르기 때문에, 성형성이 저하한다.

또, 탈크는, 최종적으로 얻어지는 목질 합성판 등의 목질 성형품의 강도를 향상하기 위해서 첨가하는 것이며, 성형재료의 전질량(全質量)에 대해, 5~25mass% 첨가할 수 있으며, 이 양에 대해서 탈크의 첨가량이 적으면 강도의 향상을 얻지 못하고, 또, 반대로 첨가량이 너무 많으면 물러져 오히려 강도가 저하한다.

첨가하는 탈크의 입경으로서는, 비교적 광범위한 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 평균 입경 3~50μm 정도의 것을 사용한다.

안료는, 최종적으로 얻어지는 목질 합성판에 착색을 실시하기 위해 첨가하는 것이며, 최종 제품으로 얻으려고 하는 색에 대응해, 각종 안료를 각종 배합으로 첨가할 수 있다.

일례로서 브라운계의 착색을 입히기 위해 산화철계(酸化鐵系)의 안료를 사용한 본 실시 형태에 있어서는, 안료를 성형재료의 전체에 대해 3mass% 정도 첨가했다.

또한, 첨가재료로서 강화제를 첨가하는 것도 가능하며, 상술한 것처럼, 주원료인 열가소성 수지로서 폴리프로필렌을 사용한 본 실시 형태에 있어서는, 이 강화제로서 말레인산(Malein酸) 변성 폴리프로필렌을 첨가해, 목분과 수지 간의 결합성을 향상시키고 있다.

이 강화제는, 첨가량이 너무 적으면 효과가 없는 한편, 많이 넣으면 넣을수록 효과는 증대하지만 비용이 늘어나기 때문에, 얻어진 성형재료의 전체에 대해 일례로서 0.3~2.0mass% 정도의 첨가가 바람직하다.

성형재료의 제조

복합 펠렛 제조 장치

복합 펠렛의 구성 원료인 목분, 열가소성 수지, 및 필요에 따라서 첨가되는 탈크 등의 충전제, 안료, 강화제, 파라핀 왁스 등의 부자재는, 이것들을 압출기에 의해 보다 균일한 분산 상태가 되도록 용해혼련함과 동시에, 용해혼련에 의해서 얻은 용해재료를 정립(整粒)해 복합 펠렛을 제조한다.

복합 펠렛의 제조는, 기존의 각종의 펠렛 제조 장치를 사용해 실시할 수 있으며, 펠렛을 제조할 수 있으면 그 제조 방법은 특히 한정되지 않고, 예를 들면 종래 기술로서 기재한 것처럼, 원료를 모두 압출기에 투입해 용해혼련하면서 압출기의 배럴(barrel) 선단에 단 노즐 모양의 다이로부터 둥근 끈 모양의 스트랜드를 밀어내, 이 스트랜드를 소정의 길이로 절단해 복합 펠렛을 얻어도 좋고, 또는, 기존의 헨셜 믹서 등을 사용해 예련(予練)한 혼련재료를 소정 사이즈의 입경이 되도록 파쇄해 배치식으로 펠렛을 얻어도 좋으며, 또한, 예련이 완료된 혼련재료가 경화하기 전에, 교반에 의해 소정의 입경으로 조립하는 것으로 복합 펠렛을 얻는 것이어도 좋다.

이와 같이 해 제조된 복합 펠렛은, 목질 합성판 등의 목질 성형품의 압출 성형을 실시할 때의 성형재료로서 사용하는 것이다.

이와 같이 원료를 용해혼련함과 동시에 조립해 실시하는 복합 펠렛의 제조는, 도 1에 나타나는 복합 펠렛 제조 장치(40)를 사용해 실시할 수 있다.

도 1에 나타나는 복합 펠렛 제조 장치(40)는, 열가소성 수지(PP), 목분, 탈크, 안료, 강화제, 파라핀 왁스 등의 원료를 로스 인 웨이트 방식(loss-in-weight 方式) 등에 의해 정량(定量) 공급하는 피더(41)와, 상기 피더(41)에 의해 정량 공급된 원료를 가열하면서 용해혼련해 밀어내는 스크류식의 압출기(42)를 갖추며, 이 압출기(42)의 실린더(42a) 선단에 다수의 작은 구멍(노즐구멍(43a))이 형성된 다이 노즐(43)을 달아 이 다이 노즐(43)의 노즐구멍(43a)을 통해 용해재료의 스트랜드를 열수(熱水) 중으로 밀어냄과 동시에, 이 스트랜드를 회전하는 커터(44)의 커터 칼날(44a)로 소정의 길이(일례로서 2~5mm)로 절단하는, 언더워터 핫 컷팅법(under water hot cutting 法)에 따라 복합 펠렛을 제조하는 것이다.

본 실시 형태에 있어서는, 도 1 및 도 2에 나타나듯이 둥근 기둥 모양의 다이 노즐(43)의 단면의 주연부(周緣部)에 복수의 노즐구멍(43a)을 배열하고, 이 다이 노즐(43)의 단면의 중심을 회전 중심으로 하는 커터 칼날(44a)을 다이 노즐(43)의 단면과 접접(摺接)시키듯이 소정의 속도로 회전시킴으로서, 소정의 속도에서 밀어내지는 용해재료의 스트랜드를 대략 일정한 길이로 자를 수 있게 했다.

즉, 이 구성에서는, 스트랜드의 압출 속도(상술의 선속도(υd)에 대응)가 일정한 경우에는 커터(44)의 회전 속도를 변화시킴으로서, 또, 커터(44)의 회전 속도가 일정한 경우에는 스트랜드의 압출 속도(상술의 선속도(υd)에 대응)의 변화에 의해, 또한, 스트랜드의 압출 속도(상술의 선속도(υd)에 대응)와 커터(44)의 회전 속도의 쌍방을 변화시킴으로서, 얻어지는 펠렛의 길이를 변화시킬 수 있다.

이 압출기(42)로서는, 기존의 각종의 것을 사용할 수 있으며, 일축압출기(一軸押出機)를 사용할 수 있지만, 바람직하게는 이축압출기(二軸押出機)를 사용한다.

이축압출기는, 스크류 엘리먼트(screw element)(42c)에 형성된 나사산과 나사홈이 서로 맞물려 회전하는 2개의 스크류(42b)를 가지는 압출기로, 본 실시 형태에서는, 2개의 스크류(42b)가 같은 방향으로 회전해, 재료에 전단력을 줌으로서 발열을 재촉해 수지를 용해 시키는 작용을 가지는 것을 사용하고 있지만, 2개의 스크류가 다른 방향으로 회전하는 이축압출기를 사용해도 좋다.

압출기(42)에 의해 용해혼련된 용해재료는, 바람직하게는 상술한 다이 노즐(43)의 노즐구멍(43a)에, 170℃~250℃, 바람직하게는 200℃~230℃의 온도로 도입할 수 있도록, 상기 압출기(42)의 실린더(42a)의 온도를 제어한다.

여기서, 상기 온도는, 용해재료의 온도로, 또한, 도 5에 기재된 온도는 압출기의 실린더의 설정 온도이며 용해재료의 온도와는 다르다. 용해재료는 실린더(42a)의 히터로부터 받는 열 이외에 스크류(42b)로부터 받는 외력에 의해 전단 발열을 일으키기 때문에, 용해재료의 온도는 실린더의 설정 온도보다 높아진다.

이상과 같이 해 얻어지는 복합 펠렛은, 원심분리기(45)에 의해 탈수된 후에 회수되어, 목질 성형품의 압출 성형에 사용하는 성형재료로서의 복합 펠렛을 얻을 수 있다.

제조 조건

이상과 같이 구성된 복합 펠렛 제조 장치(40)에 대해, 다이 노즐(43)에 설치한 개개의 노즐구멍(43a) 내를 용해 수지가 1초간에 어느 정도의 거리를 이동하는지를 나타낸 선속도(υd)가, 12~50cm/sec, 보다 바람직하게는 16~45cm/sec의 범위가 되도록 압출기의 압출량(Q), 각 노즐구멍의 직경(D) 및 상기 노즐구멍의 수(n)를 조정한다.

여기서,

Q = 압출기의 압출량(kg/Hr)

　D = 각 노즐구멍의 직경(mm)

　n = 노즐의 구멍의 수

　ρm = 용해 수지의 밀도(g/㎤)

라고 하면,

압출기의 1초 간의 압출량(g/sec)은,

　 Q×1000/3600

노즐구멍의 폭방향의 단면적(㎤)은,

　 (D/20) 2π

따라서, 개수(個數)n의 노즐구멍의 폭방향의 단면적의 계(總和)는,

　 (D/20) 2π·n 이 된다.

이상으로부터, 상술의 선속도(υd)는,

υd(cm/sec) = (Q×1000/3600)/〔(D/20) 2π·ρm·n〕

　　　　　　 ≒ 35.4Q/D2ρm·n

가 된다.

일례로서 복합 펠렛 제조 장치(40)를 구성하는 압출기(42)로서 1시간 당 압출량(Q)이 400kg/Hr인 압출기를 채용했다고 가정해, 용해재료의 부피 밀도(ρm)가, 1.15(g/㎤)였다고 가정한다. 이 경우에 대해, 다이 노즐(43)로서 각 노즐구멍(43a)의 직경(D)이 4.0mm인 것을 사용하면,

　υd = (Q×1000/3600)/〔(D/20)2π·ρm·n〕≒ 35.4Q/D2ρm·n 에서,

　υd=(35.4×400)/(42×1.15×n)=14160/18.4n

　따라서, 12≤ υd ≤50의 υd에 14160/18.4n을 대입하면,

　　　12≤ 14160/18.4n ≤ 50

따라서, 상기의 조건에서는, 노즐구멍(43a)의 개수(n)를 16개~64개의 범위로 함으로서, 본원 소정의 선속도(υd)의 조건을 채운 복합 펠렛의 제조를 실시할 수 있게 된다.　

선속도(υd)의 변화가 복합 펠렛에 미치는 영향

여기서, 노즐구멍(43a) 내를 통과하는 용해재료의 선속도(υd)가, 본원 소정의 범위인 12~50cm/sec를 밑도는 속도(υd＜12)인 경우, 이 용해재료의 흐름에 의한 목분의 배향 작용은 작다.

또, 이러한 낮은 유속으로 스트랜드의 압출을 실시하는 경우에는, 노즐구멍(43a)을 통과한 후의 용해 수지는, 도 3(A)에 나타나듯이 밸러스트(ballast) 효과에 의해 팽창한다.

그 때문에, 상술한 것처럼 목분의 배향 작용이 작은 것과 밸러스트(ballast) 효과에 의한 체적(體積) 팽창에 의해, 스트랜드 내의 목분은 도 3(A)에 화살표로 가리키듯이 랜덤으로 뿔뿔이 흩어진 방향을 향하고 있어, 소정의 배향(配向)을 가지고 있지 않다.

한편, 용해재료의 유속을 나타내는 υd가, 본원 소정의 범위인 12~50cm/sec를 웃도는 속도인 경우(υd＞50)에는, 노즐구멍(43a) 내를 통과할 시, 용해재료 중의 목분은, 용해재료의 유동 방향으로 섬유 길이 방향을 향한 배향이 된다.

또, 노즐구멍(43a)를 통과한 용해재료가 밸러스트(ballast) 효과에 의해 팽창하는 것을 억제할 수 있다.

그러나, 이러한 빠른 유속으로 용해재료의 스트랜드를 밀어내는 경우, 도 3(B)에 나타나듯이 노즐구멍(43a)을 통과한 용해재료는, 노즐구멍(43a)의 출구 부근의 아주 작은 변화, 예를 들면 다이 노즐의 제조 시에 불가피적으로 생긴 노즐구멍(43a) 출구의 미세한 상처나 요철 등의 영향을 받아 그 흐름이 변화해, 그 결과, 스트랜드가 컬(Curl)이나 루프(loop)를 형성하는 등 압출 후의 변화로 범람해 인접 내지는 비교적 가까운 범위에 설치된 노즐구멍(43a)을 통해 밀어내진 스트랜드와 접촉해 융착하기 쉬워진다.

이것에 대해, 노즐구멍(43a) 내에 있어서의 용해 수지가 흐르는 속도인 υd가, 본원 소정의 범위 내(12≤υd≤50)에 있는 경우에는, 도 3(C)에 나타나듯이 용해재료 중의 목분은 용해재료가 흐르는 방향으로 배향함과 동시에, 이 속도에서는 노즐구멍(43a)을 통과한 용해재료가 밸러스트(ballast) 효과에 의해 팽창하는 것을 억제할 수 있어, 밀어내진 스트랜드의 직경이, 노즐구멍(43a)의 직경(D) 이하의 크기가 된다.

또한, 본원 소정의 υd의 범위에서는, 노즐구멍(43a)을 통과한 스트랜드가, 다이 노즐(43)의 제조 시에 노즐구멍(43a)의 출구 부근에 불가피적으로 생긴 미세한 상처나 요철 등에 영향을 받아 변화하지 않고, 상술한 것처럼 용해 수지의 유동 방향을 길이 방향으로서 배향된 목분에 의해, 점성이 강해진 스트랜드는, 노즐구멍의 연장 방향으로 밀어내지기 쉬워진다.

이상과 같이, 선속도(υd)의 상위에 의해, υd가 12~50cm/sec의 수치 범위를 밑도는 경우에는, 목분의 배향이 갖춰 있지 않기 때문에, 자를 때의 전단력(剪斷力)이 균일하게 가해지지 않고, 스트랜드가 변형하는 것에 기인한다 라고 생각되어지는 원인으로 불균일한 형상의 펠렛이 되기 쉬울 뿐만 아니라, 스트랜드는 팽창에 의해 체적이 증대해, 인접하는 스트랜드와의 거리가 좁아지기 때문에, 커팅 시에 인접하는 스트랜드와 융착하기 쉽고, 그 결과, 복수개의 펠렛이 융착해 덩어리가 될 가능성이 있다.

υd가 12~50cm/sec의 수치 범위를 웃도는 도 3(B)의 예에서는, 밀어내진 스트랜드 중에서 목분은 소정의 배향을 가지지만, 상술한 것처럼 노즐구멍으로부터 밀어내진 스트랜드가 곱슬곱슬하고 난폭하게 변하기 때문에, 이것을 커팅해서 형성된 펠렛의 형상에도 불균형이 생기는 일이 있다.

또, 상술한 것처럼 노즐구멍으로부터 밀어내진 스트랜드가 변함으로서, 인접한 스트랜드끼리 융착하기 쉽고, 그 결과, 커팅에 의해 얻어진 펠렛도 복수의 펠렛이 덩어리진 상태로 융착하게 된다.

이것에 대해, υd를 본원 소정의 12~50cm/sec의 범위로 한 도 3(C)에 나타나는 예에서는, 목분의 배향에 의해 스트랜드의 점섬이 강해지는 것으로, 노즐구멍을 나온 스트랜드가 밸러스트(ballast) 효과에 의해 팽창하는 것이 억제되어지고, 또, 목분의 배향이 갖추어져 있으므로, 커팅 시에 스트랜드를 깨끗하게 절단할 수 있어, 형상이 갖추어진 펠렛을 얻기 쉬워진다.

게다가, 이 조건으로 밀어내진 스트랜드는, 팽창하거나 변화하지 않아, 인접하는 노즐구멍(43a)을 통해 밀어내진 스트랜드와 융착하기 어렵게 되어, 그 결과, 덩어리진 상태가 되는 일 없이, 개개 독립한 펠렛을 용이하게 얻을 수 있게 된다.

12 하이드록시 스테아린산 금속염의 부착

이상과 같이 해 제조된 복합 펠렛에 대해서는, 이것을 압출 성형에 사용하기 전에 12 하이드록시 스테아린산 금속염(이하, 「12 HOS－M」이라고 약칭한다.)을 소정량(所定量) 외주에 부착시키는 처리를 실시해도 좋다.

이와 같은 첨가제로서 사용하는 12 HOS－M의 함유 금속으로서는, 칼슘(Ca), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 바륨(Ba), 리튬(Li), 나트륨(Na)을 들 수 있지만, 이것들 중 어느 하나의 금속을 함유한 것을 사용해도 좋다.

무엇보다, 이러한 물질 중, 가장 비용이 저렴하다는 점으로 칼슘(Ca)을 포함한 12 하이드록시 스테아린산 칼슘(이하, 「12 HOS－Ca」라고 약칭한다.)의 사용이 바람직하다.

또한, 금속염으로서 마그네슘(Mg), 아연(Zn)을 포함하는 것은, 공업적으로 일반적으로 사용되어지고 있는 것으로부터 비교적 입수하기 쉽기 때문에, 이것들에 대해서도 매우 적합하게 사용할 수 있다.

또, 고급 지방산 중, 스테아린산 금속염, 예를 들면 스테아린산 칼슘(이하, 「st－Ca」라고 약칭한다.)은 윤활제로서 널리 알려져 있지만, 본 발명에서 사용하는 상술의 12 HOS－M(일례로서 12 HOS－Ca)은, 탄소골격(carbon skeleton)의 12번째에 「－OH」기(基)를 갖고 있는 점에서, 상술의 스테아린산 금속염(예를 들면 st－Ca)과는 다른 물질이다.

상술의 복합 펠렛과, 12 HOS－M은, 이것을 모두 교반해, 복합 펠렛의 각 입자 표면에 12 HOS－M을 부착시킨다.

복합 펠렛에 대한 12 HOS－M의 부착은, 어떠한 방법으로 실시해도 좋고, 그 방법은 특별히 한정되지 않지만, 본 실시 형태에 있어서는 복합 펠렛과 12 HOS－M을 동일한 용기 내에 투입해, 이 용기 내에서 양자(兩者)를 교반하는 것으로 복합 펠렛의 표면에 12 HOS－M을 부착시켰다.

구체적으로는, 본 실시 형태에 있어서는 도 16에 나타나는 텀블러 믹서(150)에 설치한 밀봉 용기(151) 내에 복합 펠렛과 12 HOS－M을 모두 투입해, 도 중에 화살표로 가리키듯이 밀봉 용기(151)를 회전시키는 것으로, 복합 펠렛의 표면에 대해서 12 HOS－M을 부착시켰다.

복합 펠렛에 대한 12 HOS－M의 부착량은, 복합 펠렛 100mass%에 대해, 12 HOS－M이 0.03~0.4mass%, 바람직하게는 0.05~0.3mass%의 범위이며, 뒤에 게재한 실험예에 나타나듯이, 12 HOS－M의 부착량이 0.03mass% 미만에서는 명확한 효과가 나타나지 않는 한편, 0.4mass%를 초과해 부착시켜도 효과가 한계점에 이른다.

작용 및 효과

목질 성형품의 압출 성형에 사용되는 압출 성형 장치(11)는, 일례로서 도 17에 나타나듯이 성형재료인 복합 펠렛을 정량 공급하는 피더(14)와 이 피더(14)에 의해 정량 공급된 복합 펠렛을 가열하면서 용해, 혼련해 용해재를 밀어내는 압출기(12)와 압출기(12)에 의해 밀어내진 압출재를 소정의 형상으로 성형하는 성형다이(30)와, 상기 성형다이(30)에서 성형된 성형품을 인수하는 인수기(50)를 갖추고 있다.

이 중, 피더(14)는, 복합 펠렛이 투입되는 호퍼(hopper)의 하단에, 스크류 컨베이어(screw conveyor)를 갖추고 있으며, 모터 M에 의해 스크류 컨베이어의 스크류를 회전시킴으로서, 복합 펠렛을 압출기(12)에 정량 공급할 수가 있도록 구성되어 있다.

그러나, 이러한 피더(14)에 있어서 모터 M의 회전 속도를 일정하게 유지했다고 해도, 복합 펠렛의 공급량에 불균형이 생기는 경우가 있고, 특히, 펠렛의 사이즈가 변화하는 경우에는, 압출기(12)에 대한 복합 펠렛의 공급량이 변화한다.

그러나, 상술한 것처럼, 첨가제로서 12 HOS－M을 표면에 부착시킨 복합 펠렛에 있어서는, 피더(14)에 설치한 모터 M의 회전 속도를 변화시키지 않고, 피더(14)로부터 압출기(12)에 대한 복합 펠렛의 공급을 정량으로 안정적으로 실시할 수 있었다.

여기서, 압출기(12)에 대한 복합 펠렛의 공급량을 보면, 12 HOS－M가 표면에 부착되어 있지 않은 복합 펠렛에서는, 피더(14)의 모터 M의 회전 속도를 일정하게 했을 경우, 펠렛의 입경이 작아질수록, 공급량이 증가하고, 한편, 펠렛의 입경이 커짐에 따라, 공급량이 감소한다.

그 때문에, 사용하는 펠렛의 입경이 변화하면, 압출기에 대한 공급량이 변화해, 안정된 양으로 펠렛을 공급할 수 없게 된다.

이것에 대해, 12 HOS－M를 표면에 부착시킨 본 발명의 복합 펠렛을 사용하는 경우에는, 사용하는 복합 펠렛의 입경과는 상관없이, 펠렛의 공급량이 대략 일정하게 되어, 안정된 공급량으로 압출기(12)에 대한 복합 펠렛의 공급을 실시할 수 있는 것이 되고 있었다.

여기서, 본 발명에 대해 복합 펠렛의 표면에 부착시킨 12 HOS－M이, 단지 「윤활제」로서의 작용만을 하고 있는 것이라면, 펠렛의 입경이 커도, 작아도, 한결같이 복합 펠렛의 유동성을 향상시켜 공급량을 증대시키는 작용을 발휘한다는 효과가 예측된다.

그러나, 후에 시험예에 대해 상술하듯이, 12 HOS－M을 표면에 부착시킨 복합 펠렛에서는, 입경의 큰 펠렛에 대해서는 공급량의 증가라고 하는 작용을 발휘하고 있지만, 입경이 어느 일정한 크기보다 작아지면, 이 펠렛에 대해서는 공급량의 감소라고 하는 작용을 발휘하는 것이 확인되어, 그 결과, 피더(14) 측의 설정을 변경하지 않고, 펠렛의 입경을 변화시켰을 경우에도, 질량에 있어서 대략 일정량의 펠렛을 압출기(12)에 공급할 수 있다고 한다, 예측할 수 없는 효과를 얻을 수 있는 것이 되고 있었다.

또, 후술하듯이, 압출기(12)가 용해재 1kg를 밀어내기 위해서 필요한 에너지량을 나타내는 비(比)에너지(Esp)에 의한 평가에 대해, 12 HOS－M을 표면에 부착시킨 복합 펠렛에 있어서는, 압출기 12의 스크류(15)에 대한 침투량도 증대하고 있는 것이 확인되었다.

이러한 효과를 얻을 수 있는 원인은 반드시 분명하지 않지만, 실시예로 사용한 12 HOS－Ca에서는, 윤활제로서 기존의 st－Ca와는 달리 탄소골격 중에 「－OH」기(基)를 가지는 것이 원인이라고 예측된다.

또한, 이상과 같이 해 얻어진 본 발명의 압출 성형용 복합 펠렛은, 예를 들면 발포제와 함께 압출기(12)에 공급해, 압출 발포 성형에 사용하는 것이어도 좋다.

목질 성형체의 제조

이상과 같이 해 얻어진 복합 펠렛은, 일례로서 이하와 같이 해 목질 성형품의 성형에 사용한다.

복합 펠렛의 건조

이상과 같이 해 얻어진 복합 펠렛은, 그대로, 또는 이것을 발포제와 함께 압출(발포) 성형을 거쳐, 소정 형상의 목질 성형품으로 성형된다.

이러한 압출 성형을 실시하기에 앞서, 제조된 복합 펠렛은, 필요에 따라서 도 4에 나타나듯이 건조기(47) 등을 사용해 이것을 충분히 건조시킨다.

복합 펠렛의 건조는, 함수율이 0.2mass%이하가 되기까지 건조시키는 것이 바람직하다. 건조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 일례로서 본 실시 형태에 있어서는, 120℃의 온도의 열간건조기(熱間乾燥機)에 2시간 이상 걸쳐, 상기 함수율로 건조시켰다.

발포제

상술한 것처럼, 본 발명의 방법으로 얻은 복합 펠렛을 압출 발포 성형에 사용하는 경우, 이 복합 펠렛을 발포제와 함께 압출 성형용의 압출기에 투입한다.

이러한 발포 성형에 사용하는 발포제의 종류로서는, 기체 또는 액체인 휘발성 발포제를 포함하는, 일반적으로 휘발성 발포제(가스계)인 CO2, N2, 프레온, 프로판 등과 분해성 발포제가 있으며, 이 중의 어느 하나의 발포제를 사용해도 좋으며, 시판되고 있는 각종의 것을 사용할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 분해성 발포제를 사용하고 있다.

분해성 발포제로서는, 무기 화합물계, 아조(azo) 화합물계, 술포닐 하이드라지드(Sulfonyl hydrazide) 화합물계, 니트로소(nitroso) 화합물계, 아지드(azido) 화합물계 등이 존재하지만, 성형재료의 주원료인 열가소성 수지에 대해 용이하게 분산 내지는 용해함과 동시에, 얻어진 목질 발포 성형품에 불필요한 착색 등을 주는 것이 아니면 어느 발포제를 사용해도 좋다.

또, 캐리어 수지에 발포제를 고농도로 첨가한, 소위 「마스터 배치(master batch)」라고 불리는 펠릿 모양의 발포제도 시판되고 있으며, 이러한 발포제를 사용해도 좋다.

본 실시 형태에 있어서는, 캐리어 수지를 PE, 발포제를 무기 화합물계에 속하는 중탄산나트륨(sodium bicarbonate)으로 한 마스터 배치를 사용했다.

발포제는, 사용하는 발포제의 가스 발생량, 제조하는 발포 성형체의 발포도 등에 따라 필요한 양을 첨가하지만, 일례로서 본 실시 형태에 있어서의 발포제(마스터 배치)의 바람직한 첨가량은, 복합 펠렛과 발포제의 합계를 100mass%로서 0.3~5 mass%, 보다 바람직하게는 0.5~3mass%이다.

이와 같이 해 발포제가 첨가된 복합 펠렛은, 그 후, 압출 성형 장치(11)에 설치된 스크류식 압출기(12)에 연속해 도입되어, 이것을 가열하면서 용해혼련해, 이 압출기(12)로부터 밀어내진 성형재를, 압출다이(20)에 도입한 후, 이 압출다이(20)에 계속되는 성형다이(30)에 도입해 소정의 형상으로 성형함과 동시에 냉각, 고체화함으로서, 소망 형상의 목질 발포 성형체를 얻을 수 있다.

압출 성형 장치

목질 발포 성형체의 제조에 사용하는 압출 성형 장치로서는, 각종의 것을 사용할 수가 있지만, 일례로서 본 발명의 복합 펠렛을 사용한 압출 성형에 사용한 압출 성형 장치(11)의 구성예를, 도에 근거해 설명한다.

도 4에 나타내는 압출 성형 장치(11)은, 상술의 공정에 의해 얻은 본 발명의 복합 펠렛과 발포제의 마스터 배치를 각각 정량씩 공급하는 피더(14)를 갖춤과 동시에, 이 피더(14)를 통해 공급된 복합 펠렛과 발포제를, 모두 용해혼련해 밀어내는 스크류식 압출기(12)와, 상기 압출기(12)에 의해 밀어내진 압출재를 도입하는 압출다이(20), 상기 압출다이(20)를 통과한 성형재를 소정의 형상으로 성형함과 동시에 냉각해 고체화하는 성형다이(30), 및 성형다이(30)를 통과해 냉각 고체화 된 압출재(목질 발포 성형체)를 인수하는 인수기(50)를 갖추고 있다.

피더

상술의 피더(14)는, 상술과 같이 해 얻어진 본 발명의 복합 펠렛을 정량씩 압출기(12)에 공급하는 피더(14a)와, 이 피더(14a)에 의해 압출기(12)를 향해 반송되는 복합 펠렛에 본 실시 형태에 있어서는 마스터 배치인 발포제를 정량씩 합류시키는 발포제 피더(14b)가 설치되어 있고, 상기 각 피더(14a, 14b)에 설치한 호퍼 내에 각각 복합 펠렛과 발포제를 투입해 두는 것으로, 이 호퍼의 하부에 설치된 모터(M)에 의한 반송(搬送) 스크류(도시하지 않음)의 회전에 의해, 성형재료인 복합 펠렛과 발포제가 소정의 배합비로 압출기(12)에 공급할 수 있게 된다.

압출기

이와 같이 해, 복합 펠렛 및 발포제가 투입되는 압출기(12)는, 성형재료인 복합 펠렛과 발포제와의 혼합 재료를 가열혼련해 용해 가소화해, 이 용해 가소화한 성형재를 밀어내는 스크류(15)를 갖추는 스크류식의 압출기(12)이다. 덧붙여 본 실시 형태에 대해 압출 성형 장치(11)로서 이축형의 스크류형(型) 압출기(12)를 적용한 예에 대해 설명하고 있지만, 일축형(一軸型), 다축형(多軸型), 그것들을 조합한 스크류형 압출기 등의 각종의 스크류형 압출기를 사용해도 좋다.

무엇보다, 상술한 것처럼 이축스크류 압출기는, 스크류(15)의 맞물리는 구조에 의한 강제적인 압출력과 독특한 혼련효과를 가지고 있어, 원료의 분산에 매우 유리함과 동시에, 회전수를 작게 해도 필요한 압출력을 확보할 수 있기 때문에, 마찰에 의한 재료의 온도 상승을 억제할 수 있는 것으로부터, 압출기(12)의 실린더(13) 외주에 설치한 히터(도시하지 않음) 등에 의한 재료 온도의 제어를 실시하기 쉬운 등의 이점이 있기 때문에, 바람직하게는, 압출 성형 장치(11)의 압출기(12)로서 이축형의 스크류 압출기를 사용한다.

도 4에 나타나는 이축형의 스크류형 압출기(12)는, 실린더(13)과, 동 실린더(13) 내에 회전 가능하게 설치되는 한 쌍의 스크류(15)와, 동 스크류(15)를 회전 구동시키는 감속기, 모터 등으로부터 이루어지는 구동원(M)을 갖추며, 실린더(13)의 선단측(압출 방향 전방, 도 4 중 지면 우측)에 압출다이(20) 및 성형다이(30)가 설치되어져 있다.

실린더(13)는, 압출 방향 선단이 개방되어 출구(13a)를 형성하고 있으며, 후단(압출 방향 후방, 도 4 중 지면 좌측)이 폐쇄(閉塞)된 통 모양으로 형성되어 있고, 후단의 상부에 실린더(13)의 내외를 관통하는 원료의 투입구(13b)가 설치되어, 이 투입구(13b)를 통해 상술의 피더(14)에 의한 복합 펠렛과 발포제와의 혼합 재료의 투입이 행해진다.

실린더(13)의 외주부(外周部)에는, 밴드 히터 등의 가열 수단(도시하지 않음)이 실린더(13)의 전체 길이에 걸쳐 실린더(13)을 권회(卷回) 내지는 외환(外環)하도록 설치되어 있으며, 이 가열 수단에 의해 실린더(13)의 내부에 공급된 혼합 재료가 가열된다.

각각의 스크류(15)는, 둥근 막대 모양의 회전축과, 동 회전축의 주위에 나선 모양으로 일체로 설치되는, 스크류(15)의 나사산 부분을 구성하는 스크류 엘레멘트(screw element)로 구성되어 있다. 각 스크류(15)의 후단에 설치한 회전축(도 4 중 지면 좌측)은 실린더(13)의 후단에서 후방으로 돌출하고, 그 돌출해 있는 부분이 구동원인 모터(M)에 연결되며, 구동원에 의해 각 스크류(15)에 형성된 경사(傾斜)한 나사산과 나사홈과의 차이로 서로 맞물린 상태에서 역회전하는, 선단 측을 향해 점점 가늘어지는 형상을 이루는 이축코니컬스크류(二軸 conical screw)로서 구성되어 있다.

구동원(M)의 작동에 의해 스크류(15)를 회전 구동시키는 것으로, 피더(14)를 통해 실린더(13) 내에 공급된 혼합 재료가 가열혼련되면서 스크류(15)의 스크류부 간의 홈을 따라 스크류(15)의 선단 방향으로 압송되어, 용해 가소화 상태의 성형재가 되어 성형재에 대해 더해지는 압출력에 의해, 스크류(15)의 선단 측으로부터 실린더(13) 바깥으로 밀어내진다.

성형 금형 및 인수기

이상과 같이 해 압출기(12)로부터 밀어내진 성형재는, 압출다이(20)에 도입되어 소정의 형상으로 부형(賦形)되고, 압출다이(20)을 통과해 밀어내진 성형재는, 성형다이(30)을 통과할 때에 냉각 고체화되어 목질 성형품이 되며, 이 목질 성형품이 인수기(50)에 의해 소정의 인수 속도로 인수됨으로서 길이가 긴 목질 성형품, 도시의 실시 형태에 있어서는 목질 합성판이 제조된다.

이와 같이 해 얻어진 목질 성형품(목질 합성판)은, 길이 방향으로 소정간격으로 절단되어, 우드 데크의 바닥재 등으로 사용된다.

[실시 형태 1]

아래에, 본 발명의 제조 방법에 근거하는 복합 펠렛의 제조 시험예와, 이 제조 시험예에 의해 얻어진 복합 펠렛을 사용한 목질 성형품(판재)의 제조 시험예를 각각 나타낸다.

1. 복합 펠렛의 제조 시험

1－1. 시험예 1

(1) 시험의 목적

복합 펠렛 제조 장치에 설치한 압출기의 압출량(Q)(kg/Hr), 노즐구멍의 직경(D)(mm), 노즐구멍의 수(n)(개)를 변화시킴으로서 선속도(υd)(cm/sec)를 변화시켜, 얻어진 복합 펠렛의 형상이나 특성으로 나타나는 변화를 확인한다.

(2) 시험 방법

(2－1) 원료의 조성

시험예 1에서 사용한 원료의 조성을 아래의 표 1에 나타낸다.

상기에 대해, 용해재료의 밀도(ρm)인 1.15g/㎤라고 하는 값은, 다음 식에 의해 구했다.

　100/ρm = (40/ρPP)+(45/ρWP)＋(10/ρta)＋(5/ρot)

　여기서,

　　ρPP는 폴리프로필렌(PP)의 비중

　　ρWP는 목분의 참비중(true specific gravity)

　　ρta는 탈크의 참비중(true specific gravity)

　　ρot는 그 외의 물질의 비중이다.

또한, 상기 조성의 재료가 용해 상태에 있을 때, 목분이나 탈크가 가지는 공공(空孔)에는 PP나 파라핀 왁스, 강화제 등이 함침(含浸)하게 되기 때문에, ρm을 산출할 때는 목분 및 탈크에 대해서는 참비중을 사용해 계산했다.

　상기의 예에서 사용한 재료에 대해,

　　ρPP=0.9,ρWP=1.3,ρta=2.7,ρot=1.17이다.

　따라서,

　　100/ρm = (40/0.9)+(45/1.3)＋(10/2.7)＋(5/1.17)≒87.04

　　　　ρm= 100/87.04 ≒ 1.15(g/㎤)

(2－2) 복합 펠렛 제조 장치

장치의 개요를, 도 5에 나타낸다.

재료는, 도 5 중에 나타나는 압출기의 실린더에 있어서의 도입부(33)로부터 도입해, 재료의 도입 위치의 하류 측에서 실린더의 설정 온도를 각각 가열부(34)에서는 150에서 170℃, 혼련부(35)에서는 170에서 200℃, 정량 급송부(36)에서는 110에서 200℃으로 했다.

압출기의 실린더 선단에 설치된 다이 노즐로부터 밀어내진 용해 수지의 스트랜드는, 이것에 온수를 분무하고(온수 샤워), 열간 절단(hot cutting)해, 얻어진 펠렛을 원심분리에 걸쳐 탈수해 회수했다.

실린더의 정량 급송부(36)에 설치된 벤트 구멍을 진공 펌프에 연통해 흡인해, 부가적으로 공기를 개방했다.

(3) 시험 결과

각 실시예(실시예 1~4) 및 비교예(비교예 1~3)에 있어서의 압출량(Q), 다이 노즐의 노즐구멍의 직경(D) 및 수(n)의 각 조건, 및 이러한 조건에 근거하는 선속도(υd)의 변화, 및, 상기 선속도(υd)의 변화에 수반해 제조된 복합 펠렛에 생긴 형상이나 특성의 변화를 표 2에 나타낸다.

또한, 상기의 표 2에 대해, 펠렛의 부피 밀도는, 얻어진 펠렛을 용량 1리터의 메스 실린더(measuring cylinder) 내에 비가압 상태에 충전해, 이 메스 실린더 내에 충전된 펠렛의 총질량(g)을 구해, 「총질량(g)/1000(㎤)」으로서 부피 밀도를 산출했다.

1－2. 시험예 2

(1) 시험의 목적

사용하는 다이 노즐의 노즐구멍의 직경(D)와 공수(孔數)(n)를 일정하게 해, 압출량(Q)(kg/Hr)를 변화시킴으로서 선속도(υd)(cm/sec)를 변화시켜, 선속도(υd)가 본원 발명의 수치 범위에 있어서의 하한치(下限値) 부근에 있을 때의 복합 펠렛의 형상 및 성질의 변화를 확인한다.

(2) 시험 방법

(2－1) 원료의 조성

실험에 사용한 원료의 조성을 아래의 표 3에 나타낸다.

스크류에 의해 실린더 내에서 용해, 혼련된 용해재는, 이 기어 펌프에 의해 더욱 가압되어 양방향밸브(二方弁)를 통해 다이 노즐에 도입할 수 있으며, 압출량을 일정하게 하도록 구성되고 있다.

(2－2) 복합 펠렛 제조 장치

본 시험예에 있어서 사용한 복합 펠렛 제조 장치는, 도 5에 나타나는 것과 같이 이축압출기이다.

이 이축압출기의 실린더의 선단의 다이 노즐에 도입된 용해재는 노즐구멍을 통과해 스트랜드로서 밀어내며, 밀어낸 용해재료의 스트랜드를, 언더 워터 커팅(under water cutting)했다.

압출기에 있어서의 실린더의 설정 온도는, 도 5에 나타나듯이 실린더를 긴 방향으로 4구분 했다. 각 섹션에 있어서의 각 설정 온도는, 시험예 1대로이다.

압출기의 실린더에 대한 원료의 도입은, 목분을 포함하는 원료(수지, 탈크, 안료 및 파라핀 왁스)를 실린더의 도입부(33)로부터 실시한다.

또, 정량급송부(定量給送部)(36)에 설치한 벤트 구멍을, 진공 펌프에 연통해 진공 흡인하여, 부가적으로 공기를 개방했다.

(3) 시험 결과

상기 시험예 2에 근거하는 각 실시예(실시예 5, 6)에 있어서의 압출량(Q)과 선속도(υd)의 각 조건, 및 이러한 조건으로 얻어진 복합 펠렛의 형상과 특성을 관찰한 결과를 아래의 표 4에 나타낸다.

또한, 상기의 표 4에 대해, 펠렛의 부피 밀도의 측정은, 실험예 1과 같은 방법에 의해 실시했다.

1－3. 시험예 1, 2에 근거하는 평가

이상의 시험 결과로부터, 본원 소정의 선속도(υd)(cm/sec)의 범위에서 얻어진 복합 펠렛(실시예 1~4)은, 개개의 펠렛의 형상이 균일하고, 한편, 펠렛끼리의 융착의 발생도 없고, 부피 밀도도 비교적 높은 것을 얻을 수 있었다〔실시예 1~3에 대해 도 7, 도 8, 도 9 참조〕.

게다가, 개개의 펠렛의 직경이, 다이 노즐에 설치한 노즐구멍의 직경(D)보다 작아지고 있으며, 또, 얻어진 펠렛의 내부에 공동(空洞)의 발생도 확인할 수 없었다.

또한, 본원 소정의 선속도(υd)를 밑도는 선속도(υd＜12)에 의해 얻어진 복합 펠렛(비교예 1, 2)은, 펠렛끼리의 융착이 생기고 있어, 2~15개 정도의 펠렛이 융착해 생긴 덩어리가 다수 발생하고 있었다(도 11, 도 12 참조).

또, 본원 소정의 선속도(υd)를 밑도는 선속도(υd＜12)로 얻어진 복합 펠렛에서는, 얻어진 복합 펠렛의 직경은, 다이 노즐에 설치한 노즐구멍의 직경(D)보다 큰 것이 되고 있으며, 이러한 복합 펠렛에 대해 내부에 공동(空洞)이 생기고 있는 것도 많아, 부피 밀도도 낮은 것이 되고 있었다.

또한, 선속도(υd)가 낮아짐에 따라 얻어지는 펠렛의 직경이 커지는 경향에 있는 것은, 시험예 1, 2의 결과로부터 분명하다.

그리고, 시험예 2의 결과로부터, 선속도(υd)가 12cm/sec인 실시예 5에 대해, 노즐구멍의 직경 4.0mm에 대해 펠렛의 직경이 3.90mm로 아주 작아지고, 선속도(υd)를 12cm/sec미만으로 했을 경우, 노즐구멍의 직경과 펠렛의 직경과의 대소(大小) 관계가 역전하는 것이 예측되는 것으로부터, 밸러스트(ballast) 효과에 의한 스트랜드의 팽창을 억제할 수 있는 선속도(υd)가, 12cm/sec를 하한으로 하는 것을 확인할 수 있다.

또한, 본원 소정의 선속도를 웃도는 선속도(υd＞50)에 의한 펠렛의 제조(비교예 3)에서는, 다이 노즐로부터 밀어내진 스트랜드가 팽창하는 것을 방지할 수 있어, 다이 노즐에 설치한 노즐구멍의 직경보다도 작은 직경을 가지는 펠렛을 얻을 수 있지만, 펠렛 간에는 융착의 발생이 확인되었다.

또, 본원 소정의 선속도로 제조된 펠렛과 비교해, 이것을 웃도는 선속도로 얻어진 복합 펠렛은, 부피 밀도가 낮은 것이 되고 있는 것이 확인되었다(표 2 참조).

2. 목질 합성판의 제조 시험

2－1. 시험의 목적

본원 소정의 선속도(υd)의 범위 내에서 얻어진 복합 펠렛(상술의 실시예 2, 4)과 본원 소정의 선속도(υd)를 밑도는 선속도로 얻어진 복합 펠렛(상술의 비교예 1, 2)을 사용해, 발포 목질 합성판을 제조해, 복합 펠렛의 상위(相違)가, 최종 제품인 목질 성형품(발포 목질 합성판)의 성능에 어떤 영향을 미치는지를 확인한다.

2－2. 시험 방법(압출 발포 성형 조건)

압출 성형 장치를 사용해, 상술의 실시예 2, 4 및 비교예 1, 2로 얻은 복합 펠렛을 사용해 압출 발포 성형을 실시했다.

어느 예에 있어서도, 발포제로서 에이와카세이(주) 「폴리스렌 EE405F」(캐리어 수지인 PE에 중탄산나트륨을 첨가한 마스터 배치)를 사용했다.

사용한 압출 성형 장치의 구조의 개략은 도 4를 참조해 설명한 압출 성형 장치와 같고, 이 압출 성형 장치(11)의 압출기(12)로서, 신시내티·엑스트루젼(Cincinnati Extrusion)사(社)의 제품인 이방향(異方向) 회전 코니컬 이축스크류 압출기「T－58」을 채용했다.

압출기(12)에 대한 투입에 앞서, 실시예 2, 4 및 비교예 1, 2에서 얻어진 복합 펠렛을 열간 건조기에 의해 120℃으로 2시간 이상 건조해, 함수율을 0.2%이하로 건조시킨 후, 상술의 발포제와 함께 압출기에 투입했다.

압출 온도(압출기 12~압출다이(20)의 설정 온도)를 175~190℃으로 하고, 성형다이(30)를 20℃의 수냉(水冷) 쟈켓(jacket)으로 했다.

또, 성형 때, 압출기(12)의 실린더(13)에 설치되어져 있는 탈기공 벤트를 통해진공 흡인을 실시하지 않고, 탈기공 벤트를 공기 개방한 상태로 했다.

압출기(12)의 실린더(13) 선단에는, 브레이커 플레이트(22)를 갖춘 어댑터(16)을 통해 도 6(A)~(C)에 나타나는 압출다이(20)를 달았다. 이 압출다이(20)는, 압출기의 실린더 출구와 일치하는 형상의 입구(20a)로부터, 목질 발포 성형판의 단면 사이즈에 대응한 형상의 출구(20b)(145mm×25mm)를 향해 폭방향에 있어서의 단면 형상을 서서히 변화시키는 유로(流路)(21)가 형성되어짐과 동시에, 이 유로(21) 내에, 동 유로 내를 흐르는 용해재의 흐름에 대해서 저항을 주는, 도 6에 나타나는 형상의 저항체(26)를 배치했다.

그리고, 이 압출다이(20)의 출구(20b)에 연통해 상술의 수냉 쟈켓을 갖춘 상술의 성형다이(30)를 설치하고, 압출다이(20)로부터 밀어내진 용해재를, 성형다이(30)에 있어서 냉각해 폭 145mm, 두께 25mm의 판 모양으로 형성된 목질 발포 성형체를 길이 방향으로 연속해 성형했다.

2－3. 시험 결과

상기 방법으로 실시한 목질 발포 성형판의 제조 시험 결과를, 아래의 표 5에 나타낸다.

또한, 상기의 표 5에 있어서, 「금형 압력의 변화폭(MPa)」은, 도 6(A)에 부호 P로 나타낸 위치에 있어서 압출다이 내의 압력 변화를 측정하여, 그 최저치 및 최대치를 나타낸 것이다.

또, 상기의 표 5에 있어서, 발포제의 첨가량은 복합 펠렛과 발포제(마스터 배치)를 합한 총질량 100mass%에 대한 발포제(마스터 배치)의 질량비(mass%)를 나타낸다.

2－4. 시험 결과의 고찰

(1) 금형 압력의 변화폭

실시예 2, 4에서 얻은 펠렛을 사용해 압출 발포 성형을 실시한 예에서는, 비교예 1, 2에서 얻은 펠렛을 사용해 압출 발포 성형을 실시했을 경우와 비교해, 압출다이 내에 있어서의 압력의 변화폭이 작아지고 있는 것이 확인되었다.

이것으로부터, 본원 소정의 조건으로 제조된 펠렛에 있어서는, 형상이나 사이즈, 물성 등이 균일한 것이 되고 있는 결과, 압출 성형에 사용했을 경우에 압출재의 안정된 흐름이 얻어지며, 이것에 의해 압출다이 내의 압력이 안정되게 나타나고 있는 것이라고 생각된다.

특히, 본 시험예에서는, 복합 펠렛 뿐만 아니라, 발포제를 첨가한 압출 발포 성형을 실시하고 있는 것으로부터, 본 발명의 방법으로 얻어진 성형재료를 사용하는 경우에는, 압출재 내에 있어서의 발포 가스의 균일한 분산을 얻을 수 있어, 그 결과, 압출다이 내에 있어서의 압력이 안정되어 변화폭이 감소하고 있는 것이라고 생각된다.

또, 이러한 발포 가스의 균일한 분산이 생기고 있는 것은, 얻어진 성형품(판재)에, 발포 가스의 부분적인 집중을 나타내는 공동(空洞)이 형성되어 있지 않은 것으로부터도 확인할 수 있다.

따라서, 본원 소정의 조건으로 제조한 복합 펠렛을 사용하는 경우, 압출 성형 가공 시에 있어서의 성형 가공성이 비교예 1, 2의 성형재료를 사용했을 경우와 비교해 큰 폭으로 개선되고 있는 것을 알 수 있다.

(2) 발포제의 첨가량

또, 실시예 2, 4의 복합 펠렛을 사용해 압출 발포 성형을 실시한 예에서는, 밀도 0.82~0.85g/㎤의 발포 성형품(판재)을, 0.8mass%의 발포제의 첨가에 의해 안정되게 얻을 수 있었다.

이것에 대해, 비교예 1, 2의 복합 펠렛을 사용해 압출 발포 성형을 실시한 예에서는, 발포제의 첨가량을 0.8mass%로 했을 경우의 제품의 밀도는, 비교예 1에서 1.0g/㎤, 비교예 2에서 0.9g/㎤이며, 실시예 2, 4의 펠렛을 사용해 제조한 발포 성형품(판재)과 비교해 아주 높다.

또, 비교예 1, 2의 펠렛을 사용해 압출 발포 성형을 실시한 예에서는, 발포제의 첨가량을 1.5mass%까지 증량했을 경우에도, 제품의 밀도의 최저치는, 비교예 1의 펠렛을 사용한 예로 0.88g/㎤, 비교예 2의 펠렛을 사용한 예로 0.86g/㎤이며, 실시예 2, 4의 펠렛을 사용했을 경우에 있어서의 제품의 밀도의 최대치인 0.85g/㎤에도 달하지 않았다.

이것으로부터, 본원 소정의 조건으로 얻을 수 있던 복합 펠렛을 사용하는 경우, 발포에 의한 제품의 경량화라고 하는 효과를, 비교적 적은 발포제의 첨가량으로 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

(3) 총평

이상과 같이, 본원 발명으로 규정하는 조건으로 제조된 복합 펠렛을 사용해 압출 성형, 특히 압출 발포 성형을 실시하는 경우에는, 제품의 성형 가공성이 향상될 뿐만 아니라, 밀도가 작고 경량이면서, 공동(空洞)의 발생이 없는 등, 얻어진 제품의 성질도 향상시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

[실시 형태 2]

이하에, 본 발명의 복합 펠렛의 제조예를 나타냄과 동시에, 이 제조 시험예에 의해 얻어진 복합 펠렛을 사용해, 압출기에 대한 공급성, 및, 압출기의 스크류에서의 침투성의 확인 시험을 실시한 결과를 나타낸다.

복합 펠렛의 제조예

　　　원료의 조성

아래와 같은 표 6에 나타나는 조성의 원료를 사용해, 12 HOS－M을 부착 대상으로 하는 복합 펠렛을 제조했다.

복합 펠렛(12 HOS－M부착 전)의 제조 장치

복합 펠렛의 제조 장치의 개요를, 도 14에 나타낸다.

재료는, 피더(41)를 통해 도 14 중에 나타나는 도입부(33)에 대해 가열된 실린더 (42a) 내에 도입되어 스크류(42b)에 의해 혼련되면서 압출기(42)의 실린더(42a) 선단에 설치된 다이 노즐(43)로부터 밀어내진다.

밀어내진 용해 수지의 스트랜드는, 이것에 온수를 분무해(온수 샤워), 열간 커팅해, 얻어진 펠렛을 원심분리기(45)를 통해 탈수해 회수했다.

상기와 같은 방법에 의해 제조 조건을 변화시켜, 아래와 같은 표 7에 나타나는 A~C의 3종류의 복합 펠렛을 얻었다.

또한, 상기의 표에 있어서 「압출량」이란, 복합 펠렛의 제조에 사용한 압출기(42)(도 14 참조)의 압출량이다.

또, 상기의 표 7에 있어서, 펠렛의 「부피 밀도」란, 얻어진 펠렛을 용량 1리터의 메스 실린더 내에 비가압 상태로 충전해, 이 메스 실린더 내에 충전된 펠렛의 총질량(g)을 구해「총질량(g)/1000(㎤)」으로서 구한 값이다.

12 HOS － Ca 의 부착

이상과 같이 해 얻어진 3종류의 복합 펠렛을, 도 16을 참조해 설명한 텀블러 믹서(150)(500kg 용(用))의 밀봉 용기(151) 내에 300kg투입해, 12 HOS－M으로서 12 하이드록시 스테아린산 칼슘(12 HOS－Ca)을 복합 펠렛의 질량 100wt%에 대해 0.03~0.4mass%가 되도록 첨가해, 20min-1의 회전 속도로 20분간 회전시켜 교반해, 복합 펠렛의 표면에 12 HOS－Ca를 부착시켰다.

정량 공급성의 확인 시험

시험 방법 개요

이상과 같이 해, 12 HOS－Ca가 부착된 본 발명의 복합 펠렛(실시예 7~14)과, 비교예 4~11의 복합 펠렛을 각각 도 17을 참조해 설명한 압출 성형 장치(11)의 피더(14)에 투입해, 피더(14)로부터 압출기(12)에 대해서 공급되는 복합 펠렛의 공급량을 측정함과 동시에, 비교·평가했다.

또한, 이 피더(14)는, 호퍼의 하부에 설치된 모터(M)에 의한 반송 스크류의 회전에 의해, 성형재료의 펠렛이 소정량씩 압출기(12)에 공급할 수 있게 되어 있어, 이 모터의 회전수를 변경하는 것으로, 압출기에 대한 복합 펠렛의 공급량을 변경할 수가 있도록 형성되어 있다.

시료(복합 펠렛 )

상기 정량 공급성의 확인 시험에 사용한 복합 펠렛(실시예 7~14, 비교예 4~11)을 아래의 표 8에 나타낸다.

공급량의 측정 결과

피더(14)로부터 압출기에 대해서 공급된 복합 펠렛의 공급량을 측정한 결과를, 아래의 표 9에 나타낸다.

또, 상기 표 9에 기재의 결과 중, 베이스로 한 펠렛을 공통으로 하는 실시예 7과 비교예 4(도 18), 실시예 11과 비교예 6(도 19), 실시예 13과 비교예 9(도 20), 실시예 14와 비교예 10(도 21)의 측정 결과를 그래프로 한 것을 도 18~21에 나타냄과 동시에, 실시예 7, 11, 13, 14 및 비교예 4, 6, 9, 10의 그래프를 공통의 지면상에 표시한 것을 도 22에 나타낸다.

결과의 고찰

이상의 측정 결과로부터, 실시예 및 비교예의 어느 경우에 있어서도, 피더(14)에 설치한 모터(M)의 회전 속도를 상승시키면, 복합 펠렛의 공급량이 직선적으로 상승했다.

또, 첨가제(12 HOS－Ca)를 첨가하고 있지 않는 펠렛(비교예 4, 6, 9, 10)에서는, 펠렛의 사이즈가 커질수록, 공급량이 저하하는 경향을 나타냈다.

이것에 대해, 첨가제(12 HOS－Ca)를 첨가한 예(일례로서 첨가량이 0.2mass%인 실시예 7, 11, 13, 14)의 예를 비교하면, 사이즈가 비교적 큰 A, B펠렛(실시예 7, 실시예 11)에서는, 첨가제가 무첨가인 경우(비교예 4, 6)와 비교해 공급량의 상승이 보여지는 한편(도 18, 19 참조), 비교적 펠렛의 사이즈가 작은 C펠렛(실시예 13)에서는, 이것과는 반대로, 첨가제를 첨가하고 있지 않는 예(비교예 9)와 비교해 펠렛의 공급량의 저하가 확인되며(도 20 참조), 어느 펠렛을 사용했을 경우에도, 펠렛의 공급량이 대략 일정량이 되어, 도 22에 나타나듯이 그래프 상의 비교적 좁은 범위에 집중하고 있는 것이 확인되었다.

또, 다른 사이즈의 펠렛(A, C펠렛)을 혼합한 예에서는, 첨가제를 첨가하고 있지 않는 경우(비교예 10), 똑같이 첨가제를 첨가하고 있지 않는 A펠렛 단독의 공급량(비교예 4)과 C펠렛 단독의 공급량(비교예 9)의 평균치보다도 공급량이 적게 되고 있어, 공급성이 나쁜, 사이즈가 큰 펠렛의 영향을 크게 받는 것이 되고 있다.

이것에 대해, 다른 사이즈의 펠렛(A, C펠렛)을 혼합했을 경우에도, 첨가제로서 12 HOS－Ca를 첨가했을 경우(실시예 14)에는, 다른 실시예에 있어서의 공급량과의 차이가 대부분 없고, 안정된 양으로 펠렛의 공급을 실시할 수 있는 것이 되고 있는 것이 확인되었다.

이상의 결과로부터, 첨가제로서 12 HOS－Ca를 첨가해, 펠렛의 외주에 부착시키는 것으로, 펠렛의 사이즈 등에 변화가 생겼을 경우에도, 대략 일정량의 펠렛을 압출기에 대해서 공급할 수 있는 것이 되고 있어, 첨가제로서 12 HOS－Ca를 첨가하는 것이, 펠렛의 안정공급, 따라서 품질의 균일한 목질 성형품의 제조에 지극히 유효하다라고 하는 것이 확인되었다.

압출기의 스크류에 대한 도입성(침투성)의 확인

　　　평가방법

도 17을 참조해 설명한 압출 성형 장치에 대해, 압출기의 도입부에 있어 스크류의 치구(齒溝) 사이에 대한 펠렛의 도입(침투)이 양호하게 행해져 펠렛이 원활히 용해하여 유동하는 경우, 압출기의 스크류를 구동하는 모터의 동력이 저하해, 단위량(예를 들면 1kg)의 용해 수지를 내보내기 때문에 필요한 에너지량(비에너지)이 감소한다.

따라서, 스크류에 대한 펠렛의 침투성의 좋고 나쁨은, 상술의 비에너지의 변화를 측정하는 것에 의해 파악할 수 있다.

상기의 전제 하에, 압출기의 내보내는 양과 압출기의 스크류를 구동하는 모터의 동력을 측정해 이하에 정의(定義)하는 비에너지(Esp)를 구하고, 실시예 및 비교 예의 펠렛을 사용했을 경우에 있어서의 상기 비에너지의 변화를 비교하는 것으로, 본원의 복합 펠렛에 있어서의 스크류에 대한 침투성을 평가했다.

여기서, 비에너지(Esp)는,

Esp = KW/Q(kwh/kg)

　KW：모터의 구동에 필요로 한 에너지(kw)

　Q：용해 수지의 압출량(kg/Hr)

이다.

또한, 측정할 때, 도 17에 나타나는 압출 성형 장치에 설치한 피더(14)에 있어서의 모터(M)의 회전 속도를 30min-1로 일정하게 했다.

측정 결과

상술한 비에너지(Esp)의 측정 결과를 아래의 표 10에 나타낸다.

또, 표 10에 나타낸 측정 결과를 그래프로 한 것을 도 23에 나타낸다.

결과의 고찰

이상의 결과로부터, 첨가제를 첨가하고 있지 않는 경우와 비교해, 12 HOS－Ca를 첨가한 예에서는, 비에너지(Esp)의 저하가 확인되고 있으며, 이 비에너지(Esp)의 저하는, 첨가량이 0.03mass%정도의 12 HOS－Ca의 첨가에 의해 나타나기 시작하는 것이 확인되었다.

또한, 첨가제로서 기존의 st－Ca를 첨가한 예에서는, 0.03mass%의 첨가로는 비에너지(Esp)의 저하가 보여지지 않고, 또, 첨가량을 증가해도 대폭(大幅)적인 비에너지의 저하는 보여지지 않아, 12 HOS－Ca의 첨가가, 비에너지(Esp), 따라서, 펠렛의 침투량의 증대에 지극히 유효하다는 것이 확인되었다.

또, 상술한 공급량의 측정 결과(표 9 참조)에서는, 비교적 사이즈가 작은 C펠렛을 사용했을 경우에는 압출기에 대한 공급량은 아주 조금 저하하는 결과가 되고 있었지만, 이와 같이 12 HOS－Ca의 첨가에 의해 압출기의 투입구(13b)에 대한 펠렛의 공급량은 저하하고 있음에도 불구하고, 비에너지(Esp)의 저하가 확인되고 있는 것을 고려하면, 12 HOS－Ca의 첨가는, 펠렛의 공급량의 저하를 보충한 나머지 어느 정도의 침투성의 향상을 발휘하는 것임을 알 수 있다.

또한, 도 23의 그래프로부터 분명한 것처럼, 12 HOS－Ca의 첨가량을 증대시켜 갔을 경우에도, 0.3mass%를 넘었을 쯤부터 비에너지(Esp)의 큰 저하가 보여지지 않고 있어, 0.4mass%를 넘으면, 비에너지(Esp)는 대략 저하되다가 정지하는 상태가 된다.

이상의 결과로부터, 펠렛의 침투성의 향상에, 본원 소정의 수치 범위인 0.03~0.4mass%의 12 HOS－Ca의 첨가가 유효하다는 것을 확인할 수 있고, 이러한 첨가제의 첨가에 의해, 압출기 내에 있어서의 원활한 펠렛의 침투와 용해를 실시하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

또, 이러한 비에너지(Esp)의 저하는, 목질 성형품의 제조를, 적은 에너지에 의해 실시할 수 있는 것을 나타내는 것이며, 본원 소정의 수치 범위 내에 있어서의 12 HOS－Ca의 첨가가, 목질 성형품의 제조의 에너지 절약화에도 공헌하는 것임을 확인할 수 있었다.

이하의 특허 청구의 범위는, 여기에 개시된 특정의 수단만으로 구성된 기구, 기기, 기계, 장치 혹은, 공정 또는 방법을 가리키는 것은 아니다. 상술의 특허 청구의 범위는, 이 획기적인 발명의 핵심 또는 본질을 보호하는 것이 의도된다. 본 발명은 분명하게 신규성을 가지며, 또한 유용하다.

또한, 본 발명이 이루어진 시점에서, 본 발명은 당업자에게 있어서 종래 기술을 참조해 자명하지 않고, 또, 본 발명의 대변혁을 가져오는 특징에 비추어 생각해 보면, 본 발명은, 해당 기술 분야에 있어 분명하게 선구적인 발명이다. 법적인 문제로서는, 본 발명의 핵심을 보호하기 위해서, 이하의 특허 청구의 범위는 지극히 넓게 해석되지 않으면 안 된다.

따라서, 상술된 상기의 기재로부터 밝혀지는 목적은 효율적으로 달성되어, 상기 구성에 있어서, 본 발명의 범위로부터 일탈하는 일 없이, 어느 정도의 변경이 이루어 질 수 있기 때문에, 상술의 기재 또는 첨부 도면에 포함되는 모든 내용은, 한정적인 의미가 아니라 예시적으로 해석되는 것이 의도된다. 이하의 특허 청구의 범위는, 여기에 기재하는 본 발명의 포괄적 또한 고유의 특징의 모두를 포함하는 것이 의도되며, 언어의 문제로서 본 발명의 범위에 대한 다른 모든 표현은, 특허 청구의 범위에 속한다, 라고 할 수 있는 것이 이해되어지길 바란다.

11　압출 성형 장치
12　(스크류식)압출기
13　실린더
13a　출구(실린더 13의)
13b　투입구(실린더 13의)
14　피더
14a　피더(복합 펠렛용)
14b　발포제 피더
15　스크류(압출기 12의)
16　어댑터
20　압출다이
20a　입구(압출다이 20의)
20b　출구(압출다이 20의)
21　유로(압출다이 20의)
22　브레이커 플레이트
26　저항체
30　성형다이
33　도입부
34　가열부
35　혼련부
36　정량급송부
40　복합 펠렛 제조 장치
41　피더
42　압출기
42a　실린더
42b　스크류
42c　스크류 엘리먼트
43　다이 노즐
43a　노즐구멍
44　커터
44a　커터날
45　원심분리기
47　건조기
50　인수기
150　텀블러 믹서
151　밀봉 용기

Claims (20)

1. 열가소성 수지와 목분을 주성분으로 하는 목질 성형품을 압출 성형할 때 성형재료로서 사용하는 복합 펠렛의 제조 방법에 있어서,
   열가소성 수지와 목분을 포함한 원료를 압출기에 의해 용해혼련하여 얻은 용해재료를, 상기 압출기의 선단에 단 다이 노즐에 다수 설치한 노즐구멍을 통해 스트랜드 모양으로 밀어냄과 동시에, 상기 용해재료의 스트랜드를 소정의 길이로 절단해 펠렛을 형성할 시,
   다음식에서 규정하는 선속도(υd)가 12~50의 범위가 되도록, 상기 압출기의 압출량(Q), 각 노즐구멍의 직경(D) 및 상기 노즐구멍의 수(n)를 설정하는 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛의 제조 방법.
   　υd = (Q×1000/3600)/〔(D/20) 2π·ρm·n〕
   여기서,
   　υd = 선속도(cm/sec)
   　Q = 압출기의 압출량(kg/Hr)
   　D = 각 노즐구멍의 직경(mm)
   　n = 노즐구멍의 수
   　ρm = 용해 수지의 밀도(g/㎤)
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 펠렛을, 12 하이드록시 스테아린산 금속염과 함께 교반해, 상기 펠렛의 표면에 상기 12 하이드록시 스테아린산 금속염을 부착시키는 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛의 제조 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 12 하이드록시 스테아린산 금속염을, 상기 복합 펠렛 100mass%에 대해, 0.03~0.4mass%의 비율로 부착시키는 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛의 제조 방법.
4. 청구항 1~3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열가소성 수지와 상기 목분의 배합비를, 열가소성 수지 30~70mass%에 대해, 목분 70~30mass%로 한 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛의 제조 방법.
5. 청구항 1~4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용해재료를 170~250℃으로 상기 노즐구멍에 도입하는 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛의 제조 방법.
6. 청구항 1~5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용해재료의 스트랜드를, 2~5mm의 길이로 절단 하는 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛의 제조 방법.
7. 청구항 1~6 중 어느 한 항 기재의 방법에 의해 제조된 압출 성형용의 복합 펠렛.
8. 청구항 7에 있어서, 목질 성형품을 압출 성형하기 위한 압출 성형 장치에 설치한 압출기의 실린더 내에, 성형재료와 발포제를 투입해 실시하는 압출 발포 성형 시에, 상기 성형재료로서 사용되는 압출 성형용의 복합 펠렛.
9. 청구항 7 또는 8에 있어서, 열가소성 수지와 목분을 주성분으로 해, 외주에, 첨가제로서 12 하이드록시 스테아린산 금속염이 부착되고 있는 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 12 하이드록시 스테아린산 금속염을, 펠렛 100mass%에 대해, 0.03~0.4mass%의 비율로 부착시킨 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛.
11. 청구항 9 또는 10에 있어서, 상기 12 하이드록시 스테아린산 금속염에 포함되는 금속이, 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 또는 아연(Zn)의 어느 것이든 한 종의 금속인 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛.
12. 청구항 9~11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 12 하이드록시 스테아린산 금속염의 함유 금속은, 알루미늄(Al), 바륨(Ba), 리튬(Li), 나트륨(Na) 가운데 어느 것이든 포함한 압출 성형용 복합 펠렛.
13. 청구항 7~12 중 어느 한 항에 있어서, 소정 용적의 용기 내에 비가압 상태로 충전했을 때의 부피 밀도가 0.60g/㎤ 이상인 압출 성형용의 복합 펠렛.
14. 청구항 7~13에 있어서, 상기 목분과 열가소성 수지의 배합비가, 목분 30~70mass%에 대해, 열가소성 수지가 70~30mass%인 것을 특징으로 하는 기재의 압출 성형용 복합 펠렛.
15. 청구항 7~14에 있어서, 상기 열가소성 수지가, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌의 일종 또는 혼합수지로부터 완성되는 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛.
16. 청구항 7~15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지가, 복수종의 열가소성 수지가 혼재한 상태로 회수된 폐기 플라스틱인 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛.
17. 청구항 7~16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지는, MI(메르트인젝스)가 0.5~10(g/10min)의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛.
18. 청구항 7, 8, 9 또는 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 목분은, 건축 폐재, 목재 가공 시에 발생한 톱밥 등의 폐재로부터 이루어진 것을 특징으로 하는 압출 성형용 복합 펠렛.
19. 청구항 7, 8, 9 또는 14에 있어서, 상기 목분은, 입경 150~200μm의 범위인 압출 성형용 복합 펠렛.
20. 청구항 7, 8, 9또는 14 기재에 있어서, 상기 목분은, 함유 수분량이 1mass%이하인 압출 성형용 복합 펠렛.

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