JP2004168892A - 樹脂成形品及び樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】縞状の木目模様を確実に形成することができる樹脂成形品及び樹脂成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】セルロース系微粉粒とポリオレフィン系樹脂とを含む混合材料に、アクリル樹脂と顔料とを含むカラーペレットを混合・溶融して所望形状に押出成形することによって樹脂成形品を製造する。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルロース系微粉粒とポリオレフィン系樹脂とを含む樹脂成形品及び樹脂成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【背景の技術】
従来より、セルロース材を微粉砕して得たセルロース系微粉粒と、樹脂等とを混合し、押出成形または射出成形により所望形状に成形して、手触り感等の風合いも天然の木に近い樹脂成形品を製造することが行われている。このような樹脂成形品に関しては、木質感だけでなく、高度な意匠性、すなわち天然木材のような木目模様を付与した成形品とすることが要望されている。そのため、一般に、上述したように所望形状に成形した成形品に、エンボス加工、ヘアライン加工、着色加工、研磨加工、塗装加工等の表面処理を行うことによって木目模様を形成しているが、処理工程数が多く、製造の簡略化が求められている。
そこで、木質系材料とポリオレフィン系樹脂からなる木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物に、ベース樹脂と顔料とからなるペレット状の木目形成顔料マスターバッチを配合することによって成形品を成形することが知られている（特許文献１参照）。なお、木目形成顔料マスターバッチのベース樹脂としては、融点が１７０〜２００℃、メルトフロレートが１〜５０ｇ／１０分である熱可塑性ポリエステルエラストマーを使用している。このように成形することによって、木目形成顔料マスターバッチが成形加工時に半溶融状態となってスジ状に分散し、これにより成形品に木目模様が形成される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３０２８０８号公報（第１頁−第４頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記木目形成顔料マスターバッチを成形加工時に半溶融状態とし、スジ状に分散させるためには、木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物が溶融して押し出される際の温度範囲で、木目形成顔料マスターバッチのベース樹脂として使用する熱可塑性ポリエステルエラストマーを溶融させることが必要とされている。しかしながら、熱可塑性ポリエステルエラストマーとしての樹脂の選定が確立されていないので、樹脂の選定によっては木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物を押し出す際の温度で必ずしも溶融するとは限らず、依然として木目模様を確実に形成することが難しかった。
すなわち、例えば、木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物を押し出す際の温度よりも低い温度で溶融してしまう樹脂を使用した場合には、木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物に混ざり合ってしまって、押出成形時に縞状の模様が形成されない。一方、前記押し出す際の温度よりも高い温度で溶融する樹脂を使用した場合には、木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物が溶融しても、その樹脂は溶融しないので、押出成形時に固まりとなって表れる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、縞状の木目模様を確実に形成することができる樹脂成形品及び樹脂成形品の製造方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、セルロース系微粉粒とポリオレフィン系樹脂とを含む混合材料に、アクリル樹脂と顔料とを含むカラーペレットを混合・溶融して所望形状に押出成形してなることを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、セルロース系微粉粒とポリオレフィン系樹脂とを含む混合材料に、アクリル樹脂と顔料とを含むカラーペレットを混合・溶融して所望形状に押出成形してなるので、混合材料が溶融する温度範囲で、アクリル樹脂を含むカラーペレットが、混合材料とともに溶融しながら押し出されて流れることによって、縞状の木目模様を形成する。すなわち、アクリル樹脂は溶融温度範囲が広いので、混合材料の溶融温度範囲内で溶融するアクリル樹脂によって縞状の木目模様が形成されることとなる。
したがって、従来のように、顔料のベース樹脂が、混合材料の溶融温度に達するまでに既に溶融して混ざり合ってしまったり、前記溶融温度では溶融しないといった不具合が生じることもなく、アクリル樹脂を使用することで確実に縞状の木目模様を形成することが可能となり、また、混合材料を溶融する際の温度管理も容易となる。
しかも、上述のようにカラーペレットを混合材料に混合・溶融し押出成形することによって、押出成形と同時に縞状の木目模様が形成されるため、押出成形後の成形品に随時、表面処理を施す必要がなく製造の簡略化にもつながる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の樹脂成形品において、
前記ポリオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン樹脂であることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、ポリプロピレン樹脂はアクリル樹脂との溶融温度条件に好適であり、また、環境保護の観点からも優れる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の樹脂成形品において、
前記セルロース系微粉粒は、不純物を含む木質廃材から得られることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、不純物を含む木質廃材を利用しているので、資源の有効利用や環境保護の観点からも優れる。
前記木質廃材としては、例えば、住宅等の建物を解体した際に排出される木質廃材や家具を解体した際に排出される木質廃材、建物建築中に排出される木材の端材、おが屑等が挙げられる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂成形品において、
前記混合材料に、不純物を含む樹脂廃材から得られた樹脂が含まれていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、不純物を含む樹脂廃材を利用しているので、資源の有効利用や環境保護の観点からも優れる。
前記樹脂廃材としては、飲料物を含む食品の容器や包装等に使用される樹脂製品や、その他の樹脂製品、さらには、住宅等の建物を解体した際に排出される樹脂廃材や、家具を解体した際に排出される樹脂廃材等が挙げられる。
【００１４】
請求項５の発明は、セルロース系微粉粒とポリオレフィン系樹脂とを含む混合材料に、アクリル樹脂と顔料とを含むカラーペレットを混合・溶融して所望形状に押出成形することを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明によれば、セルロース系微粉粒とポリオレフィン系樹脂とを含む混合材料に、アクリル樹脂と顔料とを含むカラーペレットを混合・溶融して所望形状に押出成形するので、混合材料が溶融する温度範囲で、アクリル樹脂を含むカラーペレットが、混合材料とともに溶融しながら押し出されて流れることによって、縞状の木目模様を形成する。すなわち、溶融温度範囲が広いアクリル樹脂を使用することによって、従来に比して、確実に縞状の木目模様を形成することが可能となり、また、混合材料を溶融する際の温度管理も容易となる。
しかも、押出成形と同時に縞状の木目模様が形成されるため、製造の簡略化にもつながる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る樹脂成形品は、セルロース系微粉粒とポリオレフィン系樹脂とを含む混合材料に、アクリル樹脂と顔料とを含むカラーペレットを混合・溶融して所望形状に押出成形してなるものである。
前記セルロース系微粉粒は、不純物を含む木質廃材から得られたものである。木質廃材としては、例えば、住宅等の建物を解体した際に排出される木質廃材や、家具を解体した際に排出される木質廃材、建物建築中に排出される木材の端材、おが屑等が挙げられる。また、不純物としては、石膏、断熱材、樹脂部材等が挙げられる。
【００１７】
前記ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリブテン、ポリイソブレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、あるいはこれら樹脂の少なくとも２種以上の混合物等が挙げられる。中でも特に、アクリル樹脂との溶融温度条件に好適で、環境保護の観点からも優れたポリプロピレンを使用することが好ましい。
【００１８】
また、前記セルロース系微粉粒とポリオレフィン系樹脂とを含む混合材料中には、不純物を含む樹脂廃材から得られた樹脂が含まれていても良い。
樹脂廃材としては、飲料物を含む食品の容器や包装等に使用される樹脂製品や、その他の樹脂製品、さらには、住宅等の建物を解体した際に排出される樹脂廃材や、家具を解体した際に排出される樹脂廃材等が挙げられる。不純物としては、樹脂の温度変化等に伴う膨張収縮を防止するための炭酸カルシウムや、補強材や充填材として用いられるタルク（例えば、含水ケイ酸マグネシウムを微紛化して焼成することで得られるもの）、顔料、ガラス繊維で補強された強化プラスチック（ＦＲＰ）等が挙げられる。
また、前記樹脂廃材を構成する樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、硬質または軟質のポリ塩化ビニル樹脂、発泡塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ＡＢＳ樹脂などが挙げられる。
【００１９】
一方、上述した混合材料に、さらに混合するカラーペレットは、アクリル樹脂と顔料とを含み、必要に応じて添加剤を添加することが好ましい。
顔料としては、例えば、カドミウムイエロー、カーボンブラック、酸化鉄、酸化チタン、チタンイエロー、べんがら等の通常合成樹脂の着色に使用される有機もしくは無機の染料、顔料が使用できる。
添加剤としては、例えば、分散剤、流動滑剤、安定剤等が挙げられる。
これらアクリル樹脂、顔料、添加剤は、それぞれ約９０％、７％、３％の割合でカラーペレット中に含まれるように配合することが好ましい。
【００２０】
次に、本発明に係る樹脂成形品の製造方法について説明する。
まず、粉砕工程において、木質廃材を粉砕してセルロース系微粉粒を得る。なお、この粉砕工程は、一次粉砕、二次粉砕及び三次粉砕の三段階から形成されている。もちろん、この粉砕形態は、効率的に行うために各段階に分けたもので特にこれに限定されることはなく、一種類の粉砕工程で行うことも充分可能である。
【００２１】
一次粉砕工程において使用される粉砕装置は、一つの塊の大きさが数センチメートル程度のものからなる大塊状にすることができる粉砕機能を有するものであって、具体的には、二個の対向するローラーの表面に多数の突起を形成し、このローラー間を加圧させながらローラーを回転させることにより、この間を通過するものを破砕するような粉砕装置である。もちろん、粉砕装置は、これに限定されるものではなく、同様の機能を有するものであれば他の粗粉砕用の粉砕装置を使用しても良い。例えば、上向きＶ型に開いたジョーと振動アゴの間に原料を入れ、加圧することにより原料を粉砕するジョークラッシャや、固定破砕面の中を可動破砕面が旋回し、連続的に破砕するジャイレントリクラッシャ等の他の粗粉砕装置を使用しても良いものである。
【００２２】
次に、二次粉砕工程において、一次粉砕工程を終えた一次粉砕材料に対して細粉状に粉砕を施す。この二次粉砕工程に使用される粉砕装置は、大塊状のものを数ミリメートル以下にまで、細粉状に粉砕することができるものであって、具体的には、高速回転するハンマーチップで材料を打ち砕き、ハンマーチップの外周にあるスクリーンの丸穴を通過するまで打砕作用を繰り返すハンマーミルを使用するものである。もちろん、使用する粉砕装置は、上述したハンマーミルに限定されるものではなく、同様の機能を有するものであれば他の粉砕装置でも良いものである。例えば、カッターにより細断するカッターミルや、ローラーにより圧砕するロールミル等を使用しても良い。
【００２３】
次に、三次粉砕工程において、二次粉砕工程を終えた二次粉砕材料に対して微粉状に粉砕を施す。この三次粉砕工程に使用される粉砕装置は、二次粉砕工程により得られた材料を更に細かい微粉状に粉砕することができるものである。具体的には、いわゆるピンミルであって、円盤に取り付けられたピンによって、衝撃、反発の相互作用を受けて微粉砕を施すことができるものである。更に具体的には、このピンミルは、垂直方向に多数のピンを有する円盤状の回転ディスクと、この回転ディスクに向かい合う面に多数のピンを有する固定ディスクとを備え、二次粉砕工程により得られた材料を回転ディスクの中心部へ投入すると、遠心力によって回転ディスクと固定ディスクに取り付けられたピンの間隙に入り込み、ピンによる衝撃や反発の相互作用を受けて微粉状に粉砕することができるものである。この三次粉砕工程では、上述したピンミルにより、約６０ミクロンメートル程度の大きさの粒に粉砕される。もちろん、粉砕装置は、上述したピンミルに限定されるものではなく、同様の機能を有する他の細粉砕装置、例えば、ボールミルや石臼等でも良いものである。上述したような粉砕工程において、回収した木質廃材を三段階に分けて、粉砕することによってセルロース系微粉粒を得る。
【００２４】
一方、樹脂廃材を、例えば、ハンマーミル等を使用して粉砕し樹脂粉砕粉を得る。
そして、上記のようにして得られたセルロース系微粉粒及び樹脂粉砕粉と、ポリプロピレン樹脂とが均一となるように混合して混合材料とし、該混合材料を押出機で押出成形することによってコンパウンドとする。
【００２５】
また、予め、アクリル樹脂と顔料と添加剤とを混合しておき、これら混合物を多孔円形ノズルからひも状に押し出して切断することによってペレット状のカラーペレットを製造する。
【００２６】
次いで、コンパウンドにカラーペレットを押出成形機のホッパ内に投入し、加熱シリンダ内で加熱しながら押出成形機内部のスクリューにより押し出し、さらに、成形ダイより押し出して所望の形状に成形して本発明の樹脂成形品を製造する。このとき、カラーペレット中のアクリル樹脂は、成形ダイの近傍で溶融し始めて、溶融したコンパウンドとともに押し出される。よって、押し出す際にカラーペレットが流れることによって縞状の木目模様が形成される。
【００２７】
この成形工程においては、成形温度は約１６０〜２２０℃に設定することが好ましく、特に１７０〜１８５℃の範囲がより好ましい。成形温度を１６０〜２２０℃に設定したのは、１６０℃未満ではポリプロピレン樹脂及び樹脂粉砕粉の軟化が不十分でセルロース系微粉粒と均等に混練し難く、２２０℃以上ではセルロース系微粉粒が熱で炭化等の変化を起こすためである。
このように成形温度を１６０〜２２０℃に設定したので、粉砕工程において得られたセルロース系微粉粒を成形工程において熱で変化させることなく、しかもポリプロピレン樹脂及び樹脂粉砕粉を十分に溶融し軟化させて、セルロース系微粉粒と均等に混練することができる。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態によれば、セルロース系微粉粒とポリオレフィン系樹脂とを含む混合材料に、アクリル樹脂と顔料とを含むカラーペレットを混合・溶融して所望形状に押出成形してなるので、混合材料が溶融する温度範囲で、アクリル樹脂を含むカラーペレットが、混合材料とともに溶融しながら押し出されて流れることによって、縞状の木目模様を形成する。すなわち、溶融温度範囲が広いアクリル樹脂を使用することによって、従来に比して、確実に縞状の木目模様を形成することが可能となり、また、混合材料を溶融する際の温度管理も容易となる。
しかも、押出成形と同時に縞状の木目模様が形成されるため、製造の簡略化にもつながる。
また、セルロース系微粉粒及び樹脂粉砕粉の原料として木質廃材や樹脂廃材を使用しているので、資源の有効利用や環境保護の観点からも優れる。
【００２９】
なお、上述した実施の形態では、セルロース系微粉粒は不純物を含む木質廃材から得られるものとしたが、これに限らず、セルロース系微粉粒は例えば、天然の木材、バカス、稲藁等の天然素材を粉砕することによって得られるものとしても良い。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１、請求項５の発明によれば、混合材料が溶融する温度範囲で、アクリル樹脂を含むカラーペレットが、混合材料とともに溶融しながら押し出されて流れることによって縞状の木目模様を形成する。すなわち、溶融温度範囲が広いアクリル樹脂を使用することによって、確実に縞状の木目模様を形成することが可能となり、また、混合材料を溶融する際の温度管理も容易となる。しかも、押出成形と同時に縞状の木目模様が形成されるため、製造の簡略化にもつながる。
【００３１】
請求項２の発明によれば、ポリプロピレン樹脂はアクリル樹脂との溶融温度条件に好適であり、また、従来使用していた塩化ビニル樹脂に比して環境保護の観点からも優れる。
【００３２】
請求項３、請求項４の発明によれば、資源の有効利用や環境保護の観点からも優れる。

Claims (5)

1. セルロース系微粉粒とポリオレフィン系樹脂とを含む混合材料に、アクリル樹脂と顔料とを含むカラーペレットを混合・溶融して所望形状に押出成形してなることを特徴とする樹脂成形品。
2. 請求項１に記載の樹脂成形品において、
   前記ポリオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン樹脂であることを特徴とする樹脂成形品。
3. 請求項１又は２に記載の樹脂成形品において、
   前記セルロース系微粉粒は、不純物を含む木質廃材から得られることを特徴とする樹脂成形品。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂成形品において、
   前記混合材料に、不純物を含む樹脂廃材から得られた樹脂が含まれていることを特徴とする樹脂成形品。
5. セルロース系微粉粒とポリオレフィン系樹脂とを含む混合材料に、アクリル樹脂と顔料とを含むカラーペレットを混合・溶融して所望形状に押出成形することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。