JPH0229422A - プラスチック様木質系成形品の製造法 - 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〕 本発明は重合性二重結合を有するオリゴエステル化木質
材（Ａ）及び重合性二重結合を有するオリゴマー（Ｂ）
からなる組成物（以下、組成物と略す）に熱可塑性樹脂
（Ｃ）を混合することにより、該混合物の熱圧成形性が
容易となり、押し出し成形、射出成形等の成形加工にお
いて、任意の形状に容易に形成することができると共に
、成形品としての良好な機械的強度を有するプラスチッ
ク様木質系成形品の製造法に関するものである。

（従来の技術〕 木材はその優れた特徴を生かして、建築材料を始め、そ
の他種々の用途に従来より多く使用されてきている。ま
た、小径木や間伐材あるいは木材工業において、工業廃
棄物として副生ずる木粉等の従来あまり利用されていな
かった木質ｆ１源についてもその有効利用に関する研究
が活発に行なわれるようになってきている。これらの研
究のうら最近になって、木材に適当な化学修飾を施すこ
とにより、木材が本来有していない機能を付与する研究
が注目をあつめている。

その１つは木粉の水酸基に対する化学反応により有機基
を導入することによって、増量剤または充填剤としての
木粉と熱可塑性樹脂との親、相性を向」ニさせようとす
るものである（特開昭５６−１３５５５２）。この改質
木粉により表面光沢性の優れた熱可塑性樹脂成形品を得
ることができる。

もう１つは１．木材中の水酸基に対する化学反応により
有機基を導入して木材が本来有していない熱可塑性を付
与して、木材そのものを成形加工しようとする研究であ
る。本発明者等は先に木質材系の水酸基に多塩基酸無水
物と重合性二重結合を有するモノエポキシ化合物が交互
に付加エステル化したオリゴエステル化木質材（Ａ）と
、多塩基酸無水物と重合性二重結合を有するモノエポキ
シ化合物との交互付加エステル化反応によって得られる
オリゴマー（Ｂ）からなる組成物を熱圧成形することに
よる木質系成形品の製造方法（特願昭６２−１４２２４
）を提案した。この方法においては木質材成分が可塑化
するだけでな（、可塑化と同時にオリゴエステル化木質
材（Ａ）及びオリゴマー（Ｂ）中の二重結合が重合して
架橋するため、表面が緻密で光沢があり、寸法安定性、
機械的性質の優れた木質系成形品が得られる。しかし２
ながら、。

射出成形、押し出し成形するには成形加工時の流動性は
まだ充分でなく、複雑な形状の成形品は得られにくいも
のであった。また、熱圧成形時に熱収縮応力等によって
成形品に割れが発生し２やずいという欠点を有していた
。

〔発明が解決し、ようとする問題点］ 本発明は重合性二重結合を有するオリゴエステル化木質
材（Ａ）と重合性■−１重結合を有するオリ：１マー（
Ｙ３）からなる組成物に熱可塑性樹脂（Ｃ）を添加混合
することにより、従来の欠点であった熱圧による成形性
の難点を改良し２、かつ成形中に起こる成形品の割れを
間型し、さらに＆Ｊ、ｌ成物中のオリゴエステル化木質
材（Ａ）及びオリゴマー（１３）の重合性二重結合の重
合による架橋により、成形品と！−７での１マ好な機械
的強度を有した、緻密で光沢のあるプラスチック様木質
系成形品を製造する方法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、前述の如き実情に鑑み、研究を重ねた結
果、本発明は木質材成分中の水酸基に多塩基酸無水物と
重合性二重結合を有するモノエポキシ化合物が交互に付
加した重合性二重結合を有するオリゴエステル化木質材
（Ａ）と、多塩基酸無水物と重合性二重結合を有するモ
ノエボートシ化合物から得られる重合性二重結合を有す
るオリコマ−（Ｂ）からなり、かつ前記（Ａ）と（Ｂ）
との配合割合が重量比で５０：５０〜９０：１０である
組成物１００重量部に、熱可塑性樹脂（Ｃ）５〜４０重
量部を添加してなる混合物を熱圧成形して、木質材成分
の可塑化と同時に、オリゴエステル化木質材（Ａ）及び
オリゴマー（Ｂ）の二重結合の重合による架橋を行なわ
しめることを特徴どするプラスチック様木質系成形品の
製造法に関するものである。

即ち、重合性二重結合を有するオリゴエステル化木質材
（Ａ）と重合性二重結合を有するオリゴマー（■３）か
らなる組成物１００重量部に、熱可塑性樹脂（Ｃ）５〜
４０重量部を混合することにより、該混合物は熱圧成形
時における木質（Ａ成分の流動性が大きく向上するため
、低温、低圧で容易に成形品ができると共に、得られた
成形品はｊ重度な伸びを有しているので、熱圧成形中に
おける熱収縮応力等による成形品の別れが生じにくく、
かつオリゴエステル化木質材（Ａ）及びオリゴマー（Ｂ
）中の二重結合の重合による架橋が起こり、成形品とし
ての良好なａ械的強度を有する成形品が得られることを
見い出し、本発明を完成するに到った。

本発明の方法によると、組成物に熱可塑性樹脂を混合す
ることにより、該混合物は非常に成形性が向上し、さら
に該混合物より得られる成形品は熱圧成形中の熱収縮応
力等による割れがなく、緻密で光沢があり成形品として
の良好な機械的強度を有しているのである。本発明で用
いる重合性二重結合を有するオリゴエステル化木質材（
Ａ）及び重合性二重結合を有するオリゴマー（Ｂ）から
なる組成物は次の原材料から製造される。木質材として
は木粉、木材繊維、木材チップ等の木材を粉砕したもの
が主に用いられ原木や樹種には特に制限はない。また、
本発明における木質材としてはワラやモミガラ等の植物
繊維、その他のセルロースやリグニンを主成分とするリ
グノセルロース材料を粉砕したものも含まれる。多塩基
酸無水物としては、例えば、無水マレイン酸、無水フタ
ル酸、無水コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水
へキナヒドロフタル酸、無水イタコン酸、無水ヘット酸
等が挙げられる。特に工業的には低順な無水マレイン酸
、無水フタル酸、無水コハク酸等が好ましい。重合性二
重結合を有するモノエポキシ化合物としては、例えば、
アリルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート
、メタリルグリシジルエーテル、グリシジルアクリレー
ト、ビニルシクロヘキセンモノエポキサイド等が挙げら
れるが、工業的にはアリルグリシジルエーテル、グリシ
ジルメタクリレートが特に好ましい。

本発明で用いる重合性二重結合を有するオリゴエステル
化木質材（Ａ）及び重合性二重結合を有するオリゴマー
（■３）からなる組成物は、前述した木質材に多塩基酸
無水物と重合性二重結合を有するモノエポキシ化１合物
を加えて加熱することにより得られる。即ち、重合性二
重結合を有するオリゴエステル化木質材（Ａ）は木質材
成分中の水酸基に多塩基酸無水物と重合性二重結合を有
するモノエポキシ化合物が交互に付加することにより生
成するものである。また同時に、この交互付加エステル
化反応に供した多塩基酸無水物と重合性二重結合を有す
るモノエポキシ化合物のうち約３０〜８０重量％程度が
重合性二重結合を有するオリゴマー（Ｂ）として副生ず
る。

本発明においては木質材含量が４０〜８５重世％の組成
物を使用することが好ましく、それを満足させる範囲で
多塩基酸無水物と重合性二重結合を有するモノエポキシ
化合物の使用量を選ぶことが好ましい。重合性二重結合
を有するモノエポキシ化合物は使用した多塩基酸無水物
１モルに対して１〜２モル使用するのが好ましい。上記
反応を促進するために通常の付加エステル化触媒を使用
してもよいが、触媒を使用しなくても反応は円滑に進行
する。交互付加エステル化反応は使用する多塩基酸無水
物、重合性二重結合を有するモノエポキシ化合物の種類
によって反応の進行状態が異なるが一般に６０°Ｃ以上
で容易に進行し系の残存酸価及びエポキシ価減少して無
視できる程度まで続けるのである。

一般に、組成物中に重合性二重結合を有するオリゴエス
テル化木質材（Ａ）と重合性二重結合を有するオリゴマ
ー（Ｂ）の量的関係は重量比で５０　：　５０〜９０：
１０の範囲である。　本発明において、重合性二重結合
を有するオリゴマー（Ｂ）は木質材の細胞壁内と外に存
在しており、熱圧成形時にオリゴマー（Ｂ）の存在によ
って木質材成分が可塑化すると同時に、前記オリゴエス
テル化木質材（Ａ）及びオリゴマー（Ｂ）中の重合性二
重結合が架橋を伴って重合し、強固に一体化するのであ
る。

次に、本発明の組成物に混合する熱可塑性樹脂（Ｃ）と
しては、熱可塑性を有する高分子物質、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類及びその
共重合物類、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート
、ポリ塩化ビニル、アクリｌコニトリル−ブタジェン−
スチレン共重合物、メククリル酸メチルーブタジェンー
スチレン共重合物等のビニル系高分子及びその共重合物
類、ポリビスフェノール八カーボネート等のポリカーボ
ネート類、ポリエチレンオキサイド′、ポリオニＦジメ
チレン等のポリエーテル類及びこれらの混合物　を挙げ
ることができるが、中でも特にポリエチレンオキナイド
、メタクリル酸メチル−ブタジェン−スチレン共重合物
等が組成物との親和性が良好であり好適である。組成物
と熱可塑性樹脂（Ｃ）との混合比率は、組成物１００重
油部に対して熱可塑性樹脂（Ｃ）５〜４０重量部の範囲
であり、熱可塑性樹脂（Ｃ）の配合が５重量部未満では
熱圧成形時における混合物の流動性が悪く、また、４０
重量部を越えると、機械的強度の低下が著しく成形品と
しての良好な強度が保持できない。

組成物と熱可塑性樹脂（Ｃ）の混合方法については特に
限定されないが、例えば、ブレンダーニーダー　ミキシ
ングロール、バンバリーミキサ−などの混練機を用いて
行い、混合物となすことができる。この際、重合性二重
結合の種類によってはラジカル重合開始剤（Ｄ）を少量
添加することにより硬化を促進することもできる。

重合１５１１始剤としては、ジクミルパーオキサイド、
ヘンシイルバーオキサイド、アゾヒスイソブチロニトリ
ル、クメンハイドロパーオキサイド、等が使用される。

その他、本発明においては難燃剤、グラスファイバーや
カーボンファイバー等の補強剤、各種染料や顔料等の着
色剤および無機質充填剤等を添加することも可能である
。

次に前述の如くして得られる混合物を、成形用金型にフ
ォーミングして、８０〜１８０　’Ｃで熱圧することに
よりプラスチック様木質系成形品が得られる。加熱温度
が８０°Ｃ未満では、オリゴエステル化木質＋、Ｉ（Ａ
）は可塑化しなく、また、１８０°（：を越えるとオリ
ゴエステル化木質材（Ａ）の熱分解がおごるので良くな
い。圧力は一般的には１０ｋｇ・ｆ／ｃ＋Ａ以上であり
、熱圧時間は０．５〜３０分が好ましい。これらの熱圧
条件下では木質材成分の可塑化が起ごろと同時に、オリ
ゴエステル北本￥を月（Ａ）中の二重結合及びオリコマ
＝（［３）中の二重結合が重合して架橋し、オリゴエス
テル化木質材（Δ）とオリゴマー（Ｂ）との間に強固な
化学結合ができ、系全体として強固な網目構造が形成さ
れる。

本発明においては、非常に複雑な形状の金型においても
良好な成形品が得られるのである。

方、組成物に熱可塑性樹脂（Ｃ）を、添加していない系
をドーナツのような複雑な形状の成形用金型で成形する
と、熱圧成形時の熱収縮応力により割れが生じ、良好な
成形品は得られない。

また、本発明の製造法で用いる混合物は熱圧による木質
材成分の流動性が優れているため、射出成形によっても
成形が可能であることが分かった。

（発明の効果） 以上の如（、重合性二重結合を有するオリゴエステル化
木質材（Ａ）と重合性二重結合を有するオリゴマー（Ｂ
）からなり、かつ前記（Ａ）と（Ｙ３）との配合割合が
重量比で５０：５０〜９０：１０である組成物１００重
量部に、熱可塑性樹脂（Ｃ）５〜４０重量部を混合する
ことにより、得られる混合物は熱圧による木質材成分の
流動性が良好となり、優れた成形性を示し、該混合物を
熱圧することにより得られる成形品は熱圧成形中に熱収
縮応力等による成形品の割れがな（、多量の木質材成分
を含有しているにもかかわらず均質で美麗なプラスチッ
ク様であり、成形品としての良好な機械的強度を有して
いるものである。本発明で用い得る混合物は多種形状の
成形が可能であり、得られた成形品は、電気絶縁＋Ａ料
、工業用部品材料、建築用Ｈ料等多くの分野での利用に
好適である。更に、本発明は木材工業における工業廃棄
物としての木質材や未利用木質材の有効利用が図れると
いう利点も有しており工業的に極めて有用である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例、比較例及び製造例によって更に
具体的に説明するが、本発明はこれに制限されるもので
はない。以下に記載する１部」は「重量部」を表わす。

本発明において使用する組成物の製造例について述べる
製造例１ 木質材として２４メツシユ篩を通過した赤松拐の乾燥木
粉１００．０部、無水マレイン酸２６゜５部を乾燥機、
還流冷却器を取り付けた反応釜に添加して、１２０″Ｃ
で１時間攪拌し、次に無水マレイン酸に対して１．３モ
ル倍のアリルグリシジルエーテル４０．１部を約１５分
かけて滴下した。滴下後、同温度で７時間交互付加エス
テル化反応を行い組成物Ｉを得た。系のＩ＆終残存酸価
は０．３７ｃｑ／ｋｇであった。この組成物から一部取
り出Ｌ７て分析した結果、組成物は重合性二重結合を有
するオリゴエステル化木材と重合性二重結合を有するオ
リゴマーからなり、該オリゴエステル化木材の木材に（
」加された無水マレイン酸とアリルグリシジエーテルの
総付加率は木材をｐ、（ｉｐＢとして３５．１重叶％で
あった。また、無水マレイン酸とアリルグリシジルエー
テルから得られる該オリゴマーは木材細胞壁内外に存在
し、そのｈ土は木材を基準として３３．６重看％であっ
た。したがって、組成物Ｉのオリゴエステル化木材とオ
リゴマーの量的関係は８０゜１：１９．９であった。

実施例１〜４及び比較例１〜２ 製造例１で得られた組成物Ｉにメタクリル酸メチル−ブ
タジェン−スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂：鐘淵化学製
）及びジクミルパーオキサイドを第１表に示す配合で添
加し、ミギシングロールで均一に混合して混合物となし
た。得られた混合物の熱圧流動性を試験する為に該混合
物５ｇをプレス機の熱盤間に挿入し、熱圧した後該混合
物の熱圧流動面積を測定して成形性の評価とした。即ら
、熱圧流動面積が大きいほど混合物の成形性が優れてい
る。尚、熱圧条件は温度１５０　’Ｃ５圧力はシリンダ
ー径３０ｃｍでゲージ圧５０　ｋｇ　−ｆ　／ｃ＋ａ、
熱圧時間２分で行なった。また、該混合物を成形用金型
の中に均一にフォーミングして、次にこの金型をプレス
機の熱盤間に挿入し熱圧成形を行なった。熱圧条件は温
度１５０　’Ｃ１圧力２７０ｋｇ−ｆ　／ｃ＋Ｋ、時間
３０分であった。熱圧成形後、それぞれ厚さ約３胴と７
柵のプラスチック様木質系成形品を得た。実施例１〜４
及び比較例１〜２で得られた木質系成形品から試料を切
断して物性試験に共した。この物性試験の結果を第１表
に示す。尚、物性試験の試験方法は下記ＡＳＴＭに準じ
て行なった。

引張り試験：ＡＳＴＭ　　Ｄ６３８−６８曲げ試験　：
ＡＳＴＭ　　Ｄ７９０−６６第１表から明らかな如く、
実施例１〜４の本発明の製造法において使用する組成物
■とＭＢＳ樹脂の混合物は、比較例１の組成物ＩにＭＢ
Ｓ樹脂を添加しないものに対して熱圧流動性が優れてい
る為に成形性が容易である。また、実施例１〜４の本発
明の製造法によるプラスチック様木質系成形品はＭＢＳ
樹脂を添加していない比較例１に比べて、成形品の引張
り伸び率が高く、適度な伸びを有する為に、熱圧成形時
に熱収縮応力等による割れが防止でき、成形加工性が良
好である。ざらに実施例１〜４で得られた本発明の製造
法によるプラスチック様木質系成形品は、ＭＢＳ樹脂の
添加用が多過ぎる比較例２に比べて成形品としての機械
的強度に仕れ、本発明の効果が認められることは明らか
である。

製造例２ 木質祠として２４メツシユ篩を通過した赤松祠の乾燥木
粉１００．０部、無水フタル酸２９．７部を乾燥機、還
流冷却器を取り付けた反応釜に添加して、１５０”Ｃで
１時間攪拌し、次に、無水フタル酸に対し１．３モル倍
のグリシジルメタクリレ−）　３７．０部を９０°Ｃで
約１５分かけて滴下した。滴下後、同温度で７時間交互
付加エステル化反応を行い組成物■を得た。

製造例３ 木質材として２４メツシユ篩を通過した赤松材の乾燥木
粉１００．０部、無水マレイン酸２２゜０部を攪拌機、
還流冷却器を取り付けた反応釜に添加して、１２０°Ｃ
で１時間撹拌し、次に無水マレイン酸に対して１．４モ
ル倍のグリシジルメタクリレート４４．７部を１１０°
Ｃで約１５分かけて滴下した。滴下後、同温度で７時間
交互付加エステル化反応を行い組成物■を得た。

製造例４ 木質材として１００メツシユの乾燥されたモミガラ粉末
１００．０部、無水マレイン酸２６．５部及びアリルグ
リシジエーテル４０．１部を用いる以外は製造例１と同
様にして交互付加エステル化反応を行い組成物■を得た
。

実施例５〜８及び比較例３ 製造例１〜４で得られた組成物■、■、■、ＩＶに°Ｍ
ＢＳ樹脂、或はポリエチレンオキサイド樹脂（Ｐ　Ｉｉ
、　Ｏ樹脂、分子量５０万、製鉄化学製）、及びジクミ
ルパーオキサイドを第２表に示す配合で添加し、ミキシ
ングロールで均一に混合して混合物となした。該混合物
を成形用金型の中に均一にフォーミングして、次に、こ
の金型をプレス機の熱盤間に挿入し熱圧成形を行なった
。熱圧条件は温度１５０　’Ｃ１圧力２７０ｋｇ−ｆ　
／　ｃ＋ａ、時間３０分であった。熱圧成形後、それぞ
れ、厚さ３　ｍｍと７　ｍｍのプラスチック様木質系成
形品を得た。実施例５〜Ｂ及び比較例３で得られた木質
系成形品から試料を切断して物性試験に供した。この物
性試験の結果を第２表に示す。尚、物性試験の試験方法
は前記ＡＳ′ｒＭに準じて行なった。

第２表から明らかな如く、実施例５〜８の本発明の製造
法において使用する組成物１−ＩＶとＭ　Ｂ　Ｓ樹脂或
はＰＥＯ樹脂の混合物は、比ＩＮ例（３の組成物■に、
ＭＢＳ樹脂成はＰＥ○樹脂を添加しないものに対して熱
圧流動性が優れている為に成形性が容易であ・る。また
、実施例５〜８の本発明の製造法によるプラスチック様
木質系成形品は比較例３に比べて、成形品の引張り伸び
率が高く、適度な伸びを有する為、熱圧成形中における
熱収縮応力等による割れが防止でき、成形加工性が良好
である。以上のことから、本発明の効果が認められるこ
とは明らかである。

特許出願人　　大倉工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）木質材成分中の水酸基に多塩基酸無水物と重合性
   二重結合を有するモノエポキシ化合物が交互に付加した
   重合性二重結合を有するオリゴエステル化木質材（Ａ）
   と、多塩基酸無水物と重合性二重結合を有するモノエポ
   キシ化合物から得られる重合性二重結合を有するオリゴ
   マー（Ｂ）からなり、かつ、前記（Ａ）と（Ｂ）との配
   合割合が５０：５０〜９０：１０である組成物１００重
   量部に、熱可塑性樹脂（Ｃ）５〜４０重量部を添加して
   なる混合物を熱圧成形することを特徴とするプラスチッ
   ク様木質系成形品の製造法。