JPH0359802B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はPH値の調整された比較的微細な木粉
を成形骨材として塩化ビニル樹脂等の合成樹脂素
材中に混入してプレス成形しあるいは押出し、射
出成形等をなし、木材と樹脂との特長点を併せ有
する合成々形物の提供を目的としたものである。

而して、本発明に於いて予期される主たる目的
の一つは混入木粉骨材に特徴をもたせることによ
つて成形特性を良好とし、成形に際しての押出
し、あるいは射出シリンダー部の損耗、ダイの破
損等の不都合と、成形物表面の荒れを無くし、又
混入される骨材と樹脂素材との馴染みを良好とし
て、骨材周面に巣等の発生しない合成々形物の提
供をなす点に置かれたものである。

次いで、本発明に於いて予期される他の目的の
一つは、混入木粉骨材に特徴をもたせることによ
つて比較的多量の骨材を無理なく、即ち、成形作
業面に於いても、又成形樹脂材の馴染みの面に於
いても混入し得るようになし、これをもつて冷却
収縮歪が少なく、ひずみ、反り、割れ等がなく、
しかも弾性率を通常の塩化ビニル成形品に対し３
倍強のものとし、更に表面部の硬度も充分に固い
合成々形物の提供をなす点に置いたものである。

更に、本発明に於いて予期される他の主たる目
的の一つは、木材固有の諸特性を有する素材をプ
レス、押出し、あるいは射出成形等により、任意
の形状に型付けして簡単に量産、提供し得るよう
にした点に置いたものである。

又、本発明に於いて予期される他の主たる目的
の一つは成形される素材の特性よりして耐摩耗特
性に優れ、しかも成形収縮に伴う引きもなく、更
に実際の使用に於いて木材と同様の表面特性、即
ち色調、手触り感と、塗装仕上げ、接着施工、ラ
ミネート処理等を可能とした合成々形物の提供に
置いたものである。

本発明に係る合成々形物の成形方法は、叙上の
諸目的の合目的々な奏効を期すものとして、以下
の具体的な実施例と、これ等の実施例に附随する
相当の他の均等手段が予定されたものである。

而して本発明に係る建材あるいは建具用の合
成々形物の典型的な成形方法を具体的に説明す
る。

先ず、準備されるべき素材は塩化ビニル、
ABS樹脂、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂材と、
木粉をベースとした混入骨材と、必要に応じて添
加される炭酸カルシウム粉硬化剤及び安定剤並び
に着色剤等である。

使用される熱可塑性樹脂材は成形物品に於いて
要請される種々のニーズを満足する点を選別基準
として決定、使用されたものであり、建築材料、
建具材料等に於いては成形特性、適度の成形物の
強度、硬度等より塩化ビニル樹脂が一般的に使用
されたものである。

次いで使用される骨材は以下の手法をもつて中
和提供されたものである。即ち、破砕チツプ材、
パルプ材あるいは籾殻等のセルロース系素材を用
意し、これに乾燥処理、特に加熱乾燥処理を施し
て素材の含有水分量が15％以内となるように前加
工を施したものである。かゝる乾燥処理に伴つ
て、素材内の含有水分量が15以内となるに従い急
速に素材の構成繊維組織の破壊現象を誘起し、大
まかな繊維素の束又は塊状とされた破砕チツプ材
はもとより、パルプ材、籾殻に於ける繊維素は確
実に組成状態が破壊され、繊維素がバラバラの状
態とされたものである。

かゝる乾燥し、且つ組織自体に崩壊現象を生じ
た素材に対しエマルジヨンタイプの尿素の樹脂接
着液を添着し、20〜30分間放置することにより、
この尿素系の樹脂接着液は充分に素材内に含浸さ
れたものであり、通常そのPH値を５程度としたも
のである。

尚、この樹脂接着液に硬化剤として別途塩化ア
ンモニアないし塩酸の添加をなし、素材に於ける
PH値を更に中性方向に調整することが必要に応じ
て試みられたものである。

かくして、尿素系樹脂液の含浸、硬化された素
材は、次の工程に於いて100〜150℃の範囲内に於
いて加熱乾燥と、破砕粉粒化の処理が施されたも
のであり、含有水分量を３〜５％以内とし、極力
０％に近づけるようになすと共に粒径を100〜150
メツシ程度の微粒粉末としたものである。

かゝる加熱乾燥並びに破砕に於いて素材自体の
PH値が６〜７範囲内のものとされ、概ね中性に調
整されたものである。

かゝる出発点に於ける酸性素材の中和処理は、
処理途中に於いて介装される尿素の樹脂接着液の
作用に負うところ大のものであつて、尿素系樹脂
接着液の添加を予定しないセルロース系素材の単
純な加熱、乾燥処理に於いては出発点素材に於け
るPH５に対し、乾燥微粉末とされた到達点素材の
PHが２〜３となり、逆にPH値が酸性に傾いたもの
である。これに対し、尿素系の樹脂接着液の介装
により、PH５の素材が、加熱乾燥に伴つて漸次素
材中に含有する酢酸を木酸ガスとして放出し乍ら
中和され、到達点に於いて素材のPHを６〜７の中
和範囲内に調整したものである。

かくして提供される骨材は、加工処理時に於け
る加熱処理をもつて骨材中の含有水分を最大13％
以内、理想的には３〜５％以内、更には極力０％
に到るようになし、以降の骨材を混入した樹脂成
形に於いて水蒸気の発生する余地を無くし、又含
有木酸の解離、揮散を防止して酸性ガスの発生す
る余地を無くすと共に充分に中和処理が施され、
そのPH値を６〜７としたものである。

尚、使用される骨材は、かゝる骨材の粉粒化の
成形工程に於ける加熱乾燥と共に骨材の成形前、
即ち、木材チツプス、あるいは純粋な木材粉の態
様、成形過程中の凝結物の態様又は成形された粉
粒骨材の態様に於いて別途必要とされる乾燥の度
合に到るまでの適宜の乾燥手段を検討されたもの
である。

かくして提供される骨材に於いては、前記の尿
素系樹脂を主体として熱硬化性の樹脂材の含浸と
加熱成形に於いて木粉中に含まれる木酸、殊に酢
酸ガスが蒸散、中和されて、骨材を樹脂素材に混
入成形する以降の処理に於いて使用骨材より酸性
ガスの生ずる余地を有効に減じたものである。

又、骨材の成形に於いて施される加熱乾燥処理
により骨材中に含まれる水分は殆ど蒸散され、成
形骨材を利用しての樹脂成形に於いて弊害とされ
る水蒸気の発生がなく、成形品中に発泡、巣、肌
荒れ等の生ずる余地をなくしたものである。尚、
この含有水分の除去は、木粉中に含まれる木酸の
揮散にも重大な影響をもたらせるものであつて、
木粉中に含有される木酸は通例H20基と反応して
始めて解離、揮散をなすことより、これを効果的
に抑止したものである。従つて、前記の熱硬化性
樹脂材の含浸による加熱破砕−硬化の過程に於い
ていもたらされる木酸の消去、中和によるPH６〜
７の調整と共に骨材よりの残余木酸ガスの発生抑
止を一層効果的なものとしたものである。

かゝる骨材に於ける木酸ガスの効果的な消去、
発生抑止は、以降の樹脂成形に於いて極めて重要
な意味を有したものである。即ち、樹脂成形に於
いて木酸ガスが発生した場合、樹脂成形に供され
るプレス機、押出機、射出機のシリンダースクリ
ユウあるいは成形ダイないしは金型の内壁面が酸
化腐蝕されて、その耐用度数を極端に減ずると共
に成形効率をも減じ、特に押出し、射出圧のムラ
による成形不良の問題を生ぜしめたものである。

又、叙上骨材に於いては、通例の純粋な木粉と
異なり、その骨材内に硬化性樹脂を含浸ないしは
付着したことにより、表面の抵抗値は極端に減じ
られ、骨材として樹脂素材中に混入成形した場合
に於ける押出し、射出圧を殆ど一般的な樹脂のそ
れに近づけたものである。これに反し、従前に於
いては木粉の混入により、シリンダー、ダイ等の
内周面への木粉の摺接、摩擦抵抗を生じ、押出
し、射出をなした場合に於いてはシリンダー、ダ
イ等の内周面に傷を誘起し、又は摩耗ないしは損
壊を誘起したものである。

更に、かゝる骨材の使用は、混入樹脂素材との
馴染みを良好とし、骨材の均一な混入を約束し、
又成形物中に於いて骨材周面に発生する空隙を極
力消去し、初期の品質を有する成形品の提供を可
能としたものである。

次いで用意される炭酸カルシウム粉末は、押出
し加工等に於ける成形品の変形を防止する意図
と、炭酸カルシウム自体が特に安いことより成形
製品の単価を低くセツテイングする為に随時必要
に応じて使用されたものである。

かゝる諸素材と共に鉛等の安定剤を別途用意
し、成形製品に於ける劣化の防止と、押出し加工
等に於いて生ずる摩擦抵抗を極力減ずる工夫が別
途試みられたものである。

更に成形製品に着色する場合は、それに相応す
る着色剤を用意したものであり、例えば白色とす
る場合は酸化チタンの混入が予定されたものであ
る。

以上に於いて詳細に述べられた素材は、塩化ビ
ニル樹脂等の樹脂素材と予め混合してペレツト状
として提供される場合と、塩化ビニル樹脂等の樹
脂の粉末状レヂンに混入される態様のものとして
提供される場合とがあり、使用される樹脂成形機
等の種別により選択的に供給使用されたものであ
る。

而して、先ずペレツトを作成する場合は、樹脂
の粉末状のレヂンに対し50wt％以内の上記骨材
を混合し、これに炭酸カルシウム10wt％以内の
範囲内で必要に応じて添加し、更に必要とされる
安定剤、骨材と着色剤とを混入して混練加熱して
成形用ペレツトを得たものである。かくして得ら
れた成形用ペレツトをもつて通常の樹脂成形に於
けると同一の手法により目的とする合成々形物を
得たものである。

次いで予定される他の手法は、概ねペレツト作
成と同様の手法をもつて、直接成形品を得る成形
機に諸素材を投入して混練、加熱による型付け成
形をなしたものである。

又、かゝかる樹脂成形品の成形手法は、前記骨
材の混合が予定されたことよりして概ねプレス成
形、押出し成形又は射出成形が主たる成形手法と
され、押出し発泡成形等が一部予定されたもので
ある。

尚、この樹脂成形の手法並びに成形製品の特質
に合せて混入すべき骨材の量が決定されたもので
あり、20％〜50wt％程度の範囲内に於いて概ね
決定されたものである。

又、加工温度も使用する樹脂素材、骨材量、成
形手法等により110℃〜170℃程度の範囲内に於い
て、前記した諸特性の具体的な奏効を期し得たも
のであり、木材とプラスチツクの有する長所を
夫々合せ有した合成々形物を提供し得たものであ
る。

特に従前に於いては混入される木材粉より木酸
ガスを生じ、あるいは木材粉の滑り抵抗が特に大
きいこと等よりして成形が殆ど不可能とされてき
た各種成形物の成形提供を簡単になし得たもので
ある。

又、成形される成形物は、混入骨材の特質より
して使用樹脂素材と良く馴染み、良好な品質特性
を有する樹脂成形物を、通常の成形手法と、通常
の成形効率のもとに提供し得たものである。

又、かゝる骨材特性よりして成形機自体に必要
以上の摩擦抵抗、シリンダー圧等を誘起せず、又
シリンダー、ダイの内周面の荒れも防止されたも
のであり、使用装置類に於ける減耗率が特に低く
されたものである。

かくして抵抗される成形物は、既に述べられた
通り、本質感に溢れた耐水性、耐摩耗性、耐衝撃
特性に優れ、表面硬度の固いものとされ、又成形
時に於けるヒケ等による成形歪み、成形後に於け
る歪み、反り出し、割れ等が確実に防止されると
共に弾性率も特に良好とされたものである。

又、熱変形率も低く、同時に切削性、塗装性、
接着性、釘打ち特性等を有し、特に施工特性が良
好とされたものである。

尚、使用される木材は、セルロース繊維として
木材を破砕使用することなく細微な短繊維、即ち
細微粉末としたことよりして針葉樹、広葉樹のい
ずれも使用し得たものである。

本発明に係る木質様合成々形の成形手法は叙上
の手法からなり、実際の成形品としては建築用部
材として、ドアの枠材、窓の枠材、まわり縁材、
幅木、カーテンボツクス、見切縁、アングル、テ
スリ、床材、壁材、敷居、鴨居、戸当り等が、又
建具用部材として障子枠、ドア、カマチ戸、ガラ
リ等がその他家具用、自動車用、船舶用、家庭電
器用品、各種のキヤビネツト、流し台その他の広
範な用途が予定されたものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 破砕チツプ、パルプ、籾殻その他の適宜のセ
   ルロース系素材に対し、該素材の含有水分量が15
   ％以内となるように乾燥して、その繊維組織の崩
   壊を誘起するようになすと共に、該加工素材に対
   し尿素系樹脂液を添着含浸せしめ、次いで該加工
   素材を100℃〜150℃の温域内に於いて乾燥、破砕
   し、PH６〜PH７の中和微細骨材を成形する工程
   と、この中性微細骨材を塩化ビニルその他の熱可
   塑性樹脂に混入、適宜の成形手法をもつて樹脂成
   形をなす工程とよりなることを特徴とする木質様
   合成々形物の成形方法。 ２ 前記骨材粒径を100メツシユ以上、含有水分
   量を５％以内としたことを特徴とする特許請求の
   範囲第一項記載に係る木質様合成々形物の成形方
   法。