JPH10166355A - 木粉と熱可塑性樹脂から複合材料を作る方法 - Google Patents
木粉と熱可塑性樹脂から複合材料を作る方法Info
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- JPH10166355A JPH10166355A JP34446896A JP34446896A JPH10166355A JP H10166355 A JPH10166355 A JP H10166355A JP 34446896 A JP34446896 A JP 34446896A JP 34446896 A JP34446896 A JP 34446896A JP H10166355 A JPH10166355 A JP H10166355A
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- wood flour
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- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多量の木粉を含む木粉／熱可塑性樹脂複合体
を、成形加工に容易なようにペレット形状で、安定操業
で製造する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂３０〜６０重量部を溶融し
かつ、５重量％以下の水分率を有する木粉４０〜７０重
量部と混練して複合材料チップを作る方法において、木
粉をコンパクターにより２軸押出機のサイドから供給
し、２軸押出機中で熱可塑性樹脂及び木粉を溶融混合
し、混合物を押出して複合材料ペレットを製造し、ここ
で２軸押出機は１つ又は２つのニーディングブロックを
有し、かつニーディングブロックよりも上流の２ヶ所以
上および下流の１ヶ所以上にバキュームベントが備えら
れていることを特徴とする方法。
を、成形加工に容易なようにペレット形状で、安定操業
で製造する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂３０〜６０重量部を溶融し
かつ、５重量％以下の水分率を有する木粉４０〜７０重
量部と混練して複合材料チップを作る方法において、木
粉をコンパクターにより２軸押出機のサイドから供給
し、２軸押出機中で熱可塑性樹脂及び木粉を溶融混合
し、混合物を押出して複合材料ペレットを製造し、ここ
で２軸押出機は１つ又は２つのニーディングブロックを
有し、かつニーディングブロックよりも上流の２ヶ所以
上および下流の１ヶ所以上にバキュームベントが備えら
れていることを特徴とする方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、木粉と熱可塑性樹
脂から成る複合材料を作る方法に関する。
脂から成る複合材料を作る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、木粉と熱可塑性樹脂を複合化させ
る技術としては、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサ
ー等で、木粉と樹脂を高速攪拌し、溶融混合させる方式
が知られている。しかしながら、いずれの方法でも、出
来る木粉複合材料は、粉体状、もしくは、不定形顆粒
状、もしくは塊状である。従って、これを所望の物品へ
と射出成形、異形押出し、シート押出しなどにより直接
に成形することは困難であり、予め成形に便宜なペレッ
ト状にする必要があった。しかし、通常の単軸もしくは
２軸の押出し機で、ストランドを押出して、ペレット化
しようとすると、木粉に含まれる木酸、水分によりガス
が発生しダイヘッドの部分で突沸現象が起り、、均一な
ペレットを得ることは非常に困難であった。そのため従
来技術では５０重量％以上の木粉を含む複合材料のペレ
ットは、安定して得られておらず、３０重量％以下に木
粉の量を限定してペレットを得ているのが現状である。
しかし、木粉の量が３０重量％以下であると、材料分類
上「木」として認定されず、また木様の風合が損われ
る。
る技術としては、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサ
ー等で、木粉と樹脂を高速攪拌し、溶融混合させる方式
が知られている。しかしながら、いずれの方法でも、出
来る木粉複合材料は、粉体状、もしくは、不定形顆粒
状、もしくは塊状である。従って、これを所望の物品へ
と射出成形、異形押出し、シート押出しなどにより直接
に成形することは困難であり、予め成形に便宜なペレッ
ト状にする必要があった。しかし、通常の単軸もしくは
２軸の押出し機で、ストランドを押出して、ペレット化
しようとすると、木粉に含まれる木酸、水分によりガス
が発生しダイヘッドの部分で突沸現象が起り、、均一な
ペレットを得ることは非常に困難であった。そのため従
来技術では５０重量％以上の木粉を含む複合材料のペレ
ットは、安定して得られておらず、３０重量％以下に木
粉の量を限定してペレットを得ているのが現状である。
しかし、木粉の量が３０重量％以下であると、材料分類
上「木」として認定されず、また木様の風合が損われ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】多量の木粉を含む熱可
塑性樹脂複合材料を、成形加工が容易な形態で、安定操
業で作ることができる方法を提供することが本発明の目
的である。
塑性樹脂複合材料を、成形加工が容易な形態で、安定操
業で作ることができる方法を提供することが本発明の目
的である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱可塑性樹脂
３０〜６０重量部を溶融しかつ、５重量％以下の水分率
を有する木粉４０〜７０重量部と混練して複合材料チッ
プを作る方法において、木粉をコンパクターにより２軸
押出機のサイドから供給し、２軸押出機中で熱可塑性樹
脂及び木粉を溶融混合し、混合物を押出して複合材料チ
ップを製造し、ここで２軸押出機は１つ又は２つのニー
ディングブロックを有し、かつニーディングブロックよ
りも上流の２ヶ所以上および下流の１ヶ所以上にバキュ
ームベントが備えられていることを特徴とする方法であ
る。
３０〜６０重量部を溶融しかつ、５重量％以下の水分率
を有する木粉４０〜７０重量部と混練して複合材料チッ
プを作る方法において、木粉をコンパクターにより２軸
押出機のサイドから供給し、２軸押出機中で熱可塑性樹
脂及び木粉を溶融混合し、混合物を押出して複合材料チ
ップを製造し、ここで２軸押出機は１つ又は２つのニー
ディングブロックを有し、かつニーディングブロックよ
りも上流の２ヶ所以上および下流の１ヶ所以上にバキュ
ームベントが備えられていることを特徴とする方法であ
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は本発明を実施する装置の例
を示す。図中の１は、コンパクターであり、木粉をコン
パクトな形で２軸押出機（２）に供給する。コンパクタ
ーは、ロール型圧縮減容機もしくはスクリュー型圧縮機
としても一般に知られている。コンパクターによって木
粉の体積を減らして嵩比重を大きくし、それによって押
出機中でのサージング現象を回避し、木粉に過大な熱履
歴がかかることを防ぐことができる。好ましくは樹脂
は、コンパクターより上流でホッパー（５）より２軸押
出機に供給される。
を示す。図中の１は、コンパクターであり、木粉をコン
パクトな形で２軸押出機（２）に供給する。コンパクタ
ーは、ロール型圧縮減容機もしくはスクリュー型圧縮機
としても一般に知られている。コンパクターによって木
粉の体積を減らして嵩比重を大きくし、それによって押
出機中でのサージング現象を回避し、木粉に過大な熱履
歴がかかることを防ぐことができる。好ましくは樹脂
は、コンパクターより上流でホッパー（５）より２軸押
出機に供給される。
【０００６】一般に樹脂組成物のペレットを作るための
２軸押出機のスクリューは、材料の輸送及び圧縮を主目
的とするフライトブロックと、材料の混練を主目的とす
るニーディングブロックから成り、通常、４〜８個のニ
ーディングブロック（３）が組込まれている。ニーディ
ングブロックの構造は、スクリューの回転方向に依存し
て材料を順送りするもの、逆送りするもの、又はこの両
者を兼ねているものがあり、通常、適宜組合わされて用
いられている。本発明では、このいずれをも用いること
ができる。本発明においてニーディングブロック（３）
の数を１又は２と限定した理由は、木粉同士がこすり合
わされることによる剪断発熱を小さくして、木粉の焼け
を防ぐためであり、かつこの構成により満足な木粉／樹
脂複合体が得られることを本発明者は見い出した。
２軸押出機のスクリューは、材料の輸送及び圧縮を主目
的とするフライトブロックと、材料の混練を主目的とす
るニーディングブロックから成り、通常、４〜８個のニ
ーディングブロック（３）が組込まれている。ニーディ
ングブロックの構造は、スクリューの回転方向に依存し
て材料を順送りするもの、逆送りするもの、又はこの両
者を兼ねているものがあり、通常、適宜組合わされて用
いられている。本発明では、このいずれをも用いること
ができる。本発明においてニーディングブロック（３）
の数を１又は２と限定した理由は、木粉同士がこすり合
わされることによる剪断発熱を小さくして、木粉の焼け
を防ぐためであり、かつこの構成により満足な木粉／樹
脂複合体が得られることを本発明者は見い出した。
【０００７】２軸押出機には、ニーディングブロック
（３）よりも上流の２ヶ所以上および下流の１ヶ所以上
にバキュームベント（４）が備えられる。これにより、
木粉からの水分、木酸などの揮発分を十分に除去でき
る。
（３）よりも上流の２ヶ所以上および下流の１ヶ所以上
にバキュームベント（４）が備えられる。これにより、
木粉からの水分、木酸などの揮発分を十分に除去でき
る。
【０００８】本発明において熱可塑性樹脂として、たと
えばポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリ
スチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリ
塩化ビニルを用いることができるが、これらに限定され
ない。木粉としては、破砕チップ、パルプ、木材加工工
程から生じる廃材、又はおがくず等が用いられることが
できる。これら素材は通常１０〜２０重量％程度の水分
含んでいる。該素材を加熱（例えば１００〜１５０℃）
することにより水分を減らすことができ、かつ所望によ
り破砕して、好ましくは５０〜３００メッシュの粉状に
することができる。あるいは、この際に強い剪断力をか
けることにより木質素材を解繊して、繊維状にすること
ができる。
えばポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリ
スチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリ
塩化ビニルを用いることができるが、これらに限定され
ない。木粉としては、破砕チップ、パルプ、木材加工工
程から生じる廃材、又はおがくず等が用いられることが
できる。これら素材は通常１０〜２０重量％程度の水分
含んでいる。該素材を加熱（例えば１００〜１５０℃）
することにより水分を減らすことができ、かつ所望によ
り破砕して、好ましくは５０〜３００メッシュの粉状に
することができる。あるいは、この際に強い剪断力をか
けることにより木質素材を解繊して、繊維状にすること
ができる。
【０００９】木粉の水分率（水を含んだ木粉の重量％に
対して）は、５重量％以下、好ましくは４重量％以下で
なければならない。これより多く水分を含んでいると、
本発明方法によっても、ダイヘッド又はベントホールか
ら大量の水蒸気が噴出し、連続したストランドが安定し
て得られない。出来上りの複合材料は、好ましくは０．
５重量％以下の水分率を有する。
対して）は、５重量％以下、好ましくは４重量％以下で
なければならない。これより多く水分を含んでいると、
本発明方法によっても、ダイヘッド又はベントホールか
ら大量の水蒸気が噴出し、連続したストランドが安定し
て得られない。出来上りの複合材料は、好ましくは０．
５重量％以下の水分率を有する。
【００１０】本発明において、熱可塑性樹脂３０〜６０
重量部、好ましくは４５〜６０重量部と木粉４０〜７０
重量部（乾燥後の重量）、好ましくは４０〜５５重量部
の割合でこれらが供給される。本発明方法によって、４
０重量％以上の多量の木粉を含有する複合材料のペレッ
トを安定して作ることができる。木粉の量が７０重量％
より多くなると、本発明方法によってさえ木粉の剪断発
熱が大きくなり、木粉が焼けてしまう。
重量部、好ましくは４５〜６０重量部と木粉４０〜７０
重量部（乾燥後の重量）、好ましくは４０〜５５重量部
の割合でこれらが供給される。本発明方法によって、４
０重量％以上の多量の木粉を含有する複合材料のペレッ
トを安定して作ることができる。木粉の量が７０重量％
より多くなると、本発明方法によってさえ木粉の剪断発
熱が大きくなり、木粉が焼けてしまう。
【００１１】複合材料は、当該分野で公知の他の成分、
たとえば無機充填剤（たとえば二酸化チタン、炭酸カル
シウム）、顔料などの着色剤、補強剤、（炭素繊維な
ど）、難燃化剤、耐候剤（例えば紫外線吸収剤）、滑
剤、離型剤、可塑剤、流動性改良剤、帯電防止剤、エラ
ストマー、発泡剤、熱安定剤、その他の安定剤等を含有
することができる。これらは樹脂及び木粉と共に２軸押
出機に供給される。しかし、これら任意的成分を含む複
合材料全体に対して３０重量％以上の木粉が含まれるこ
とが好ましい。
たとえば無機充填剤（たとえば二酸化チタン、炭酸カル
シウム）、顔料などの着色剤、補強剤、（炭素繊維な
ど）、難燃化剤、耐候剤（例えば紫外線吸収剤）、滑
剤、離型剤、可塑剤、流動性改良剤、帯電防止剤、エラ
ストマー、発泡剤、熱安定剤、その他の安定剤等を含有
することができる。これらは樹脂及び木粉と共に２軸押
出機に供給される。しかし、これら任意的成分を含む複
合材料全体に対して３０重量％以上の木粉が含まれるこ
とが好ましい。
【００１２】２軸押出機から出てくる連続的ストランド
は、慣用のペレタイザーにより切断されてチップにされ
ることができる。該複合材料チップは、慣用の成形方法
たとえば射出成形、押出成形、シート押出方法などによ
り所望の形状に成形されうる。
は、慣用のペレタイザーにより切断されてチップにされ
ることができる。該複合材料チップは、慣用の成形方法
たとえば射出成形、押出成形、シート押出方法などによ
り所望の形状に成形されうる。
【００１３】以下で、実施例により本発明を更に説明す
る。
る。
【００１４】
【実施例】図１により示される構成の装置を用いた。２
軸押出機（２）は、日本製鋼所（株）製の型式ＴＥＸ−
６５（６５ｍｍツインスクリュー）である。スクリュー
は、１１個のゾーンより成り、第１及び２番目のゾーン
は、不使用である。第３番目以後のゾーンの設定温度及
び実温度を下記に示す。ダイから出た直後の樹脂温度
は、２３６℃であった。上流より第５番目のゾーンにコ
ンパクター（１）を接続した。上流より第９番目のゾー
ンは、順送りニーディングブロックとした。第２、８、
及び１０番目のゾーンに夫々バキュームベントホールが
備えられ、３０ｍｍＨｇで吸入された。スクリュー回転
数は２４７ｒｐｍ、吐出圧力は８６ｋｇ／ｃｍ2 、吐出
量は２５０ｋｇ／時であった。
軸押出機（２）は、日本製鋼所（株）製の型式ＴＥＸ−
６５（６５ｍｍツインスクリュー）である。スクリュー
は、１１個のゾーンより成り、第１及び２番目のゾーン
は、不使用である。第３番目以後のゾーンの設定温度及
び実温度を下記に示す。ダイから出た直後の樹脂温度
は、２３６℃であった。上流より第５番目のゾーンにコ
ンパクター（１）を接続した。上流より第９番目のゾー
ンは、順送りニーディングブロックとした。第２、８、
及び１０番目のゾーンに夫々バキュームベントホールが
備えられ、３０ｍｍＨｇで吸入された。スクリュー回転
数は２４７ｒｐｍ、吐出圧力は８６ｋｇ／ｃｍ2 、吐出
量は２５０ｋｇ／時であった。
【００１５】
【表１】 表１ 設定温度 - - 150 150 150 150 150 100 100 100 100 250（ダイ） 実温度 - - 161 132 150 154 100 103 130 112 102 190（ダイ） 製材所からの木粉は、予めヘンシェルミキサー中で高速
攪拌しながら１２０℃で乾燥して、水分率を３．５重量
％、平均粒径を０．２３ｍｍとした。該木粉５０重量部
をコンパクター（１）にてゾーン５にサイドフィードし
た。変性ポリフェニレンエーテル樹脂（日本ジーイープ
ラスチックス（株）製のノリル１１５）４０重量部、及
び二酸化チタン粒子１０重量部を十分に攪拌混合したも
のをゾーン３のホッパー（５）から投入した。
攪拌しながら１２０℃で乾燥して、水分率を３．５重量
％、平均粒径を０．２３ｍｍとした。該木粉５０重量部
をコンパクター（１）にてゾーン５にサイドフィードし
た。変性ポリフェニレンエーテル樹脂（日本ジーイープ
ラスチックス（株）製のノリル１１５）４０重量部、及
び二酸化チタン粒子１０重量部を十分に攪拌混合したも
のをゾーン３のホッパー（５）から投入した。
【００１６】設定温度はダイヘッドを除いてすべて１５
０〜１００℃であるにもかかわらずダイから出た直後の
樹脂温度が２３６℃であったのは、ニーディングブロッ
クを順送り１個だけにしても剪断発熱で樹脂温度が上昇
することを示している。連続的な押出しが順調に進捗
し、良好なチップが得られた。このチップを使って射出
成形したテストピースの物性を下記に示す。
０〜１００℃であるにもかかわらずダイから出た直後の
樹脂温度が２３６℃であったのは、ニーディングブロッ
クを順送り１個だけにしても剪断発熱で樹脂温度が上昇
することを示している。連続的な押出しが順調に進捗
し、良好なチップが得られた。このチップを使って射出
成形したテストピースの物性を下記に示す。
【００１７】
【表２】 表２ 比重 １．２７ 引っ張り強度 ５５０ ｋｇ／ｃｍ2 曲げ弾性率 ５９，０００ ｋｇ／ｃｍ2 熱変形温度 １１３℃ 鉛筆硬度 ２Ｈ
【００１８】
【比較例１】第１番目のゾーンにホッパーを備えて樹脂
と木粉を供給する。第６、７、及び９番目のゾーンを順
送りと逆送りを兼ねたニーディングブロックとし、第１
０番目のゾーンにバキュームベントを備えた構成の２軸
押出し機（ＴＥＸ‐６５）を用いた。木粉として、水分
率１１．５重量％、平均粒径０．２３ｍｍのものを用い
た。他は、実施例と同様に行った。各ゾーンの温度を下
記に示す。ダイヘッドから水蒸気が間けつ的に噴出し、
樹脂と木粉の境界が分離したような切れ切れのストラン
ドが得られた。ベントホールからの水蒸気の突然の噴出
も見られた。なお、３つのニーディングブロックを夫々
順送り、逆送り、順送りへと取替えた場合にも、結果に
大差はなかった。。
と木粉を供給する。第６、７、及び９番目のゾーンを順
送りと逆送りを兼ねたニーディングブロックとし、第１
０番目のゾーンにバキュームベントを備えた構成の２軸
押出し機（ＴＥＸ‐６５）を用いた。木粉として、水分
率１１．５重量％、平均粒径０．２３ｍｍのものを用い
た。他は、実施例と同様に行った。各ゾーンの温度を下
記に示す。ダイヘッドから水蒸気が間けつ的に噴出し、
樹脂と木粉の境界が分離したような切れ切れのストラン
ドが得られた。ベントホールからの水蒸気の突然の噴出
も見られた。なお、３つのニーディングブロックを夫々
順送り、逆送り、順送りへと取替えた場合にも、結果に
大差はなかった。。
【００１９】 表３ 設定温度 150-150-150-150-150-150-150-100-100-100-100-250（ダイ） 実温度 163-170-160-134-150-157-165- 99-129- 95- 96-189（ダイ）
【００２０】
【比較例２】比較例１において、木粉の量を３０重量
部、変性ポリフェニレンエーテルの量を６０重量部に変
えた他は、比較例１と同様に行った。水蒸気の噴出がな
く、連続的なストランドを引くことは出来た。しかし、
ペレットは若干発泡していた。
部、変性ポリフェニレンエーテルの量を６０重量部に変
えた他は、比較例１と同様に行った。水蒸気の噴出がな
く、連続的なストランドを引くことは出来た。しかし、
ペレットは若干発泡していた。
【００２１】
【比較例３】比較例１において用いた木粉（水分率３．
５重量％）をここで用いた他は、比較例１と同様に行っ
た。比較例１ほど激しくはなかったが、ダイヘッドから
水蒸気が間けつ的に噴出、樹脂と木粉の境界が分離した
ようなストランドが得られた。ベントホールからの水蒸
気の噴出も見られた。
５重量％）をここで用いた他は、比較例１と同様に行っ
た。比較例１ほど激しくはなかったが、ダイヘッドから
水蒸気が間けつ的に噴出、樹脂と木粉の境界が分離した
ようなストランドが得られた。ベントホールからの水蒸
気の噴出も見られた。
【００２２】
【発明の効果】多量の木粉を含む木粉／熱可塑性樹脂複
合体が、成形加工に用い易い形で、安定操業で得られ
る。
合体が、成形加工に用い易い形で、安定操業で得られ
る。
【図１】２軸押出機の構成を示すブロック図
１：コンパクター ２：２軸押出機 ３：ニーディングブロック ４，４′，４″：バキュームベント ５：ホッパー ６：ダイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 511:14
Claims (3)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂３０〜６０重量部を溶融し
かつ、５重量％以下の水分率を有する木粉４０〜７０重
量部と混練して複合材料ペレットを作る方法において、
木粉をコンパクターにより２軸押出機のサイドから供給
し、２軸押出機中で熱可塑性樹脂及び木粉を溶融混合
し、混合物を押出して複合材料チップを製造し、ここで
２軸押出機は１つ又は２つのニーディングブロックを有
し、かつニーディングブロックよりも上流の２ヶ所以上
および下流の１ヶ所以上にバキュームベントが備えられ
ていることを特徴とする。 - 【請求項２】 出来上りの複合材料が０．５重量％以下
の水分率を有する請求項１の方法。 - 【請求項３】 熱可塑性樹脂４５〜６０重量部及び木粉
４０〜５５重量部を供給する請求項１又は２の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34446896A JPH10166355A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 木粉と熱可塑性樹脂から複合材料を作る方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34446896A JPH10166355A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 木粉と熱可塑性樹脂から複合材料を作る方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10166355A true JPH10166355A (ja) | 1998-06-23 |
Family
ID=18369504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34446896A Pending JPH10166355A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 木粉と熱可塑性樹脂から複合材料を作る方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10166355A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990078981A (ko) * | 1999-08-27 | 1999-11-05 | 손삼수 | 열가소성 수지와 펄프섬유를 주재로 하는 사출재의 제조방법및그 사출재 |
| JP2005035134A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Toray Ind Inc | 樹脂組成物の製造方法 |
| WO2006104245A1 (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Zeon Corporation | 低アウトガス樹脂組成物、その製造方法及び自動車内装材 |
| WO2011136273A1 (ja) | 2010-04-28 | 2011-11-03 | Ｗｐｃコーポレーション株式会社 | 押出成形用複合ペレットの製造方法，及び前記方法で製造された押出成形用の複合ペレット |
| WO2011161838A1 (ja) * | 2010-06-22 | 2011-12-29 | Ｗｐｃコーポレーション株式会社 | 押出成形用複合ペレット及び押出成形用複合ペレットの前処理方法 |
| EP3569374A4 (en) * | 2017-01-13 | 2020-10-28 | SK Chemicals Co., Ltd. | SYNTHETIC WOOD |
-
1996
- 1996-12-10 JP JP34446896A patent/JPH10166355A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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