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発明の名称 木質様製品の製造方法、木プラの成形材料および木質様製品
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−202656
公開日 平成10年(1998)8月4日
出願番号 特願平9−9863
出願日 平成9年(1997)1月23日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 博道 (外4名)
発明者 加藤 まさみ
要約 目的
再生を効率的に行うことによってプラスチックゴミを極力出さない、一方において再生品であっても一定以上の品質を維持できる再生システムを提供する。

構成
基材として樹脂を用いて木プラ製造用ペレットを製造し、その木プラ製造用ペレットの色彩が異なるものを複数種類用意する。少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットにはセルロース材を混入し、それら複数種類の木プラ製造用ペレットを混合して単一色とならない成形品を成形する。少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットには、一旦製造された樹脂を基材とする。セルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものとする場合もある。
特許請求の範囲
【請求項1】基材として樹脂を用いて木プラ製造用ペレットを製造し、その木プラ製造用ペレットの色彩が異なるものを複数種類用意し、少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットにはセルロース材を混入し、それら複数種類の木プラ製造用ペレットを混合して単一色とならない成形品を成形する製造方法であって、少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットには、一旦製造された樹脂を基材としたことを特徴とする木質様製品の製造方法。
【請求項2】木プラ製造用ペレットに混入するセルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものであることを特徴とする請求項1記載の木質様製品の製造方法。
【請求項3】一旦製造された樹脂を粉砕した粉砕樹脂と、基材として樹脂を用いて製造した木プラ製造用ペレットとを混合して単一色とならない成形品を成形する製造方法であって、粉砕樹脂、木プラ製造用ペレットの少なくともいずれか一方には、セルロース材を混入していることを特徴とする木質様製品の製造方法。
【請求項4】粉砕樹脂、木プラ製造用ペレットの少なくともいずれか一方に混入するセルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものであることを特徴とする請求項3記載の木質様製品の製造方法。
【請求項5】基材として樹脂を用いて木プラ製造用ペレットを製造し、その木プラ製造用ペレットの色彩が異なるものを複数種類用意し、少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットにはセルロース材を混入し、それら複数種類の木プラ製造用ペレットを混合して単一色とならない成形品を成形するための成形用材料であって、少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットには、一旦製造された樹脂を基材としたことを特徴とする木プラの成形材料。
【請求項6】木プラ製造用ペレットに混入するセルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものであることを特徴とする請求項5記載の木プラの成形材料。
【請求項7】一旦製造された樹脂を粉砕した粉砕樹脂と、基材として樹脂を用いて製造した木プラ製造用ペレットとを混合して単一色とならない成形品を成形するための成形材料であって、粉砕樹脂、木プラ製造用ペレットの少なくともいずれか一方には、セルロース材を混入していることを特徴とする木プラの成形材料。
【請求項8】粉砕樹脂、木プラ製造用ペレットの少なくともいずれか一方に混入するセルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものであることを特徴とする請求項7記載の木プラの成形材料。
【請求項9】基材として樹脂を用いて樹脂成形の材料としての木プラ製造用ペレットを製造し、その木プラ製造用ペレットの色彩が異なるものを複数種類用意し、少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットにはセルロース材を混入し、それら複数種類の木プラ製造用ペレットを混合して単一色とならないように成形した成形品であって、少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットには、一旦製造された樹脂を基材としたことを特徴とする木質様製品。
【請求項10】木プラ製造用ペレットに混入するセルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものであることを特徴とする請求項9記載の木質様製品。
【請求項11】一旦製造された樹脂を粉砕した粉砕樹脂と、基材として樹脂を用いて製造した木プラ製造用ペレットとを混合して単一色とならない成形した成形品であって、粉砕樹脂、木プラ製造用ペレットの少なくともいずれか一方には、セルロース材を混入していることを特徴とする木質様製品。
【請求項12】粉砕樹脂、木プラ製造用ペレットの少なくともいずれか一方に混入するセルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものであることを特徴とする請求項11記載の木質様製品。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、木質様を有した樹脂製品について、再生樹脂を用いた技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】本願発明に関連のある技術として、PCT JP94/00351号(国際公開番号;WO94/20280号)に記載された「セルロース系微粉粒、木質様成形品および木質様製品」の技術について簡単に説明する。原料としてのセルロース材を粉砕して得た粉砕粉を磨砕処理して嵩比重を高めた粉粒とし、この粉粒の外周面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒とし、この固定粒に樹脂及び顔料を混合し、かつ溶融させ、その後または溶融と同時に押出成形または射出成形により所望形状に成形する。すると、天然の木の木目に極めて近い模様を表面に有し、しかも手触り感等の風合いも天然の木に近い木質様製品の製造方法及び木質様製品を提供することができる。
【0003】上記のように、セルロース材を基材としての樹脂に混合したプラスチックを「木プラ」と称しており、多数の技術が今までに開発されている。また、木プラの材料となるセルロース材は、木材の端材、おがくずなど、通常は焼却処分してしまうような材料を使用できるので、環境に優しい技術として優れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した「木プラ」に関する技術には、木材の端材、おがくずなど再利用できるという面はあったが、木プラに使用する樹脂(プラスチック)そもそもを再生、再利用することに関しては考慮されていなかった。一方、木プラはセルロース材の存在で表面模様が出やすいことに加えて、再生プラスチックを混入させて製造しても、表面上の模様などからは再生プラスチックが混入されているかどうかの判断は困難である、ということが判ってきた。したがって、別の目的で一旦製造されたプラスチックを混入しても、表面模様に関しては大差がない。
【0005】本発明が解決すべき課題は、天然の木の木目に近い模様を表面に有するいわゆる木プラの製造技術において、再生を効率的に行うことによってプラスチックゴミを極力出さない、一方において再生品であっても一定以上の品質を維持できる再生システムを提供することにある。ここで、請求項1ないし請求項4記載の発明の目的は、再生を効率的に行うことによってプラスチックゴミを極力出さない、一方において再生品であっても一定以上の品質を維持できる木質様製品を製造する方法を提供することである。
【0006】また、請求項5ないし請求項8記載の発明の目的は、再生を効率的に行うことによってプラスチックゴミを極力出さない、一方において再生品であっても一定以上の品質を維持できる木プラの成形材料を提供することである。また、請求項9ないし請求項12記載の発明の目的は、再生を効率的に行うことによってプラスチックゴミを極力出さない、一方において再生品であっても一定以上の品質を維持できる木質様製品を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的を達成するためのものである。
(請求項1)請求項1に記載された木質様製品の製造方法は、基材として樹脂を用いて樹脂成形の材料としての木プラ製造用ペレットを製造し、その木プラ製造用ペレットの色彩が異なるものを複数種類用意し、少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットにはセルロース材を混入し、それら複数種類の木プラ製造用ペレットを混合して単一色とならない成形品を成形する製造方法であって、少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットには、一旦製造された樹脂を基材としたことを特徴とする。
【0008】(用語説明)「樹脂」とは、硬質樹脂、軟質樹脂を含み、例えば塩化ビニル樹脂、発泡塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン樹脂などである。「ペレット化」するための技術としては、粉体、固体等の材料を溶融し、多孔円形ノズルからひも状に押し出して切断するといった従来から公知の手段が用いられる。
【0009】「セルロース材」は、天然木材のほか、おがくず、稲藁、バカスなどを含む。「木プラ製造用ペレットの色彩」を異ならせるには、通常は顔料を用いる。ここで「顔料」とは、有色顔料であり、例えば酸化鉄、カドミウムイエロー、カーボンブラックなどの無機顔料または有機顔料である。上記した「ペレット化」によって製造された木プラ製造用ペレットは、混入する材料を異ならせることができるので、樹脂のみからなるもの、樹脂にセルロース材が混入されたもの、樹脂に顔料が混入されたもの、樹脂にセルロース材および顔料が混入されたもの、などいろいろな種類の木プラ製造用ペレットが可能である。
【0010】「単一色とならない成形品を成形する」手段としては、複数の材料の混合が全く完全に行われる前に成形するという手段である。このような手段によって成形された「単一色とならない成形品」には、混入されたセルロース材や顔料によって木目調の模様が現れる。「一旦製造された樹脂」とは、成形品として一旦機能したものの他、成形時に不良となったものや、成形時、加工時などに誕生する端材も含む。また、この「一旦製造された樹脂」は、予めセルロース材を含んだもの、すなわち木プラであってもよい。
【0011】なお、成形品を成形する方法は、押出し成形が一般的であるが、それだけではなく、射出成形や真空成形も行える。
(請求項2)請求項2記載の発明は、請求項1記載の木質様製品の製造方法を限定したものであり、木プラ製造用ペレットに混入するセルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものであることを特徴とする。
【0012】「粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒」を形成する方法とは、例えばボールミルによるすり潰し、ヘンシルミキサーによる高速攪拌の長時間実行などの方法がある。セルロース材の繊維の毛羽立ちを取る処理を、表面粒の固定とは別に行ってもよい。「表面粒」とは、金属、金属の化合物、例えば酸化チタン、フェライト、アルミニウム、ニッケル、銀、炭酸カルシウムや、非金属、例えばセラミックなどである。
【0013】樹脂に混合する固定粒の全体に対する割合は、30重量%を越えないようにしている。溶融して成形する際の流動性が悪くなり、成形に支障がある場合があるからである。
(請求項3)請求項3記載の発明は、一旦製造された樹脂を粉砕した粉砕樹脂と、基材として樹脂を用いて製造した木プラ製造用ペレットとを混合して単一色とならない成形品を成形する製造方法であって、粉砕樹脂、木プラ製造用ペレットの少なくともいずれか一方には、セルロース材を混入していることを特徴とする。
【0014】「粉砕樹脂」とは、粉砕という工程をふんだものの他、粉砕の必要がないほど予め小さくなった小片をも含む。粉砕の程度は、樹脂の種類や本発明の製造方法によって製造すべき成形品の種類などさまざまな条件によって異なるが、細かい粉砕が必要である場合には粉砕前の分別や粉砕後の分級などを行い、粉砕片の大きさが一定以下になるようにする。
【0015】セルロース材を混入しているのが「粉砕樹脂」である場合とは、粉砕する前の樹脂が木プラであったということである。この場合、一旦製造した木プラを再利用できることとなり、半永久的な再利用のサイクルが提供できることとなる。
(請求項4)請求項4記載の発明は、請求項3記載の木質様製品の製造方法を限定したものであり、粉砕樹脂、木プラ製造用ペレットの少なくともいずれか一方に混入するセルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものであることを特徴とする。
(請求項5)請求項5記載の発明は、基材として樹脂を用いて樹脂成形の材料としての木プラ製造用ペレットを製造し、その木プラ製造用ペレットの色彩が異なるものを複数種類用意し、少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットにはセルロース材を混入し、それら複数種類の木プラ製造用ペレットを混合して単一色とならない成形品を成形するための成形用材料であって、少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットには、一旦製造された樹脂を基材としたことを特徴とする。
(請求項6)請求項6記載の発明は、請求項5記載の木プラの成形材料を限定したものであり、木プラ製造用ペレットに混入するセルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものであることを特徴とする。
(請求項7)請求項7記載の発明は、一旦製造された樹脂を粉砕した粉砕樹脂と、基材として樹脂を用いて製造した木プラ製造用ペレットとを混合して単一色とならない成形品を成形するための成形材料であって、粉砕樹脂、木プラ製造用ペレットの少なくともいずれか一方には、セルロース材を混入していることを特徴とする。
(請求項8)請求項8記載の発明は、請求項7記載の木プラの成形材料を限定したものであり、粉砕樹脂、木プラ製造用ペレットの少なくともいずれか一方に混入するセルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものであることを特徴とする。
(請求項9)請求項9記載の発明は、基材として樹脂を用いて樹脂成形の材料としての木プラ製造用ペレットを製造し、その木プラ製造用ペレットの色彩が異なるものを複数種類用意し、少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットにはセルロース材を混入し、それら複数種類の木プラ製造用ペレットを混合して単一色とならないように成形した成形品であって、少なくとも一種類の木プラ製造用ペレットには、一旦製造された樹脂を基材としたことを特徴とする。
(請求項10)請求項10記載の発明は、請求項9記載の木質様製品を限定したものであり、木プラ製造用ペレットに混入するセルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものであることを特徴とする木質様製品である。
(請求項11)請求項11記載の発明は、一旦製造された樹脂を粉砕した粉砕樹脂と、基材として樹脂を用いて製造した木プラ製造用ペレットとを混合して単一色とならない成形した成形品であって、粉砕樹脂、木プラ製造用ペレットの少なくともいずれか一方には、セルロース材を混入していることを特徴とする木質様製品である。
(請求項12)請求項12記載の発明は、請求項11記載の木質様製品を限定したものであり、粉砕樹脂、木プラ製造用ペレットの少なくともいずれか一方に混入するセルロース材は、セルロース材を粉砕して得た粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒に加工したものであることを特徴とする木質様製品である。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態及び図面に基づいて、更に詳しく説明する。ここで使用する図面は、図1である。図1は、本発明の実施の形態を含んだリサイクルシステムを示すための概念図である。
(成形用の材料の準備)まず、新ペレットを用意しておく。この新ペレットとは、セルロース材から形成した固定粒を樹脂に混合してペレット状にしたものである。「固定粒」の形成は、先行技術として説明したPCTJP94/00351号に記載された技術において作製する。すなわち、セルロース材を粉砕して得た粉砕粉を更に粉砕して嵩比重を高めた粉粒の表面に、該粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させることによって行う。このときのセルロース材としては、住宅、家具などの部品として使用するために木材を切断、切削などの加工する際に出る端材やおが屑などを用いることができる。ペレットの作製は、従来から知られている方法、例えば、樹脂に顔料および固定粒を混合して溶融し、多孔円形ノズルからひも状に押し出して切断する、といった方法にて行う。ここで用いる樹脂としては、塩化ビニル樹脂または発泡塩化ビニル樹脂とした。なお、発泡塩化ビニル樹脂を用いた場合、再生された成形品の発泡率は、新品のそれよりも低くなる。
【0017】次に、新ペレットとは別に再生ペレットを用意する。この再生ペレットの材料は、押出成形による不良材、成形後の切削や切断による切り端、更に塗装や接着などを行った後に廃棄されるもののうち再使用が可能なものなどである。これらを回収して粉砕し、必要に応じて分級後に再粉砕し、融解してペレットにする。粉砕の手段は例えばハンマーミルを用い、数センチメートルから数ミリメートル程度の大きさとなるようにするものである。なお、成形後の切削や切断による切り端において、一定以下の大きさとなっているものについてはペレット化せず直接成形品の材料とする場合もある。
【0018】新ペレットと再生ペレットとは、少なくとも二種類以上の色彩をなすものとなるように準備する。具体的には、新ペレットと再生ペレットのいずれかまたは双方に顔料を添加してからペレット化を行う。顔料は、例えば酸化鉄、カーボンブラックなどの無機顔料のうち、最終的な成形品が所望する色合いに合わせて、1種類または数種類を選択して用いる。
(成形およびその後の加工)ペレットが製造でき、またはそのまま添加するための粉砕片が用意できたら、これを溶融して押出し成形することによって、木質様成形品を製造する。最終的な製品の種類によっては、真空成形や圧縮成形を行う場合もある。
【0019】一方、ペレット製造において出た不良ペレットや、押出し成形時の押出し不良材、切削・切断加工において出た切り端、塗装・接着加工において出た廃棄品などは、必要に応じて分別し、粉砕して再度ペレット化されたり、そのまま成形材料となったりする。塗装・接着加工において出た廃棄品は良品と不良品とに分別する。良品は粉砕してすぐにペレット化するなど出きるが、使われている接着剤や塗料は、そのままでは再生品を作製する場合に害を及ぼす場合もあるからである。
(回収および分別)一旦作製されて出荷された後に廃棄品となった住宅廃材、塗装・接着加工において出た廃棄品のうち直接再使用ができない不良品などは、回収材として回収された後、鉄、アルミ、木材片、プラスチックなどに分別されてそれぞれリサイクルされたり、廃棄されたりする。
【0020】このうち、プラスチックについては例えばハンマーミルを用い、数センチメートルから数ミリメートル程度の大きさとなるように粉砕および分級を行う。ある程度の質のものについては、再度ペレット化したり、そのまま成形材料としたり、熱圧縮成形してモザイク状の成形品に再加工して出荷したりする。再加工後の品質が低いものとなりそうなものについては、直接目に触れないような部品、例えば下地材などに再成形する。ここで再成形された下地材は一般に、新品の成形品よりも熱膨張率が低いという特性があり、温度変化の大きい部位に用いるには適している場合もある。
【0021】なお、粉砕に伴って行う分級の手段は、篩いの原理を用いての大きさの判別分類の他、さまざまな手段が採用できる。この分級の基準は、所望される製品の質や、製造上の都合などにより適宜調整する。
(熱圧縮)熱圧縮成形によるモザイク状成形品を製造する場合、モザイク調の粒の大きさを大きくしたい場合には基準を大きくする。モザイク模様製品の材料としては小さすぎる粉砕片であれば、溶融するのに要する熱エネルギーはさほど大きいものではない。場合によっては、作製に要する熱エネルギーを節約できる。出来上がったモザイク模様の成形品は、形や大きさが異なるモザイク片を合わせてできており、同じものが存在しない趣のある成形品を提供できる。また、木プラ製品のみを材料にし、それを粉砕して熱圧縮したモザイク模様製品は、あたかも木片をモザイク片としたような趣のある成形品を提供できる。更に、木プラがPCTJP94/00351号に記載された技術において作製されたものであれば、より本物の木片に近いモザイク片による成形品となる。
【0022】樹脂として塩化ビニルが用いられた製品を粉砕して熱圧縮して成形する場合、温度は摂氏150度ないし200度、圧力は10キログラム/平方センチメートルとした温度条件で、所望するモザイク状の成形品が得られた。成形品の材料となる樹脂の種類などの条件によって異なるが、樹脂として塩化ビニルを採用する場合、温度は摂氏100度ないし200度、圧力は5キログラム以上/平方センチメートル、であればよい。
(その他)新ペレットと再生ペレット(または再使用材料)とを混合して押出成形をする場合、新ペレットの混合比を90重量%以上として作製された成形品は、新ペレットのみから成形した成形品とほとんど区別がつかない高品質の成形品となる。再生材料を用いると、樹脂の性質の変質などが伴うので、通常は再生材料の割合を50重量%以下とすることが多い。
【0023】分級および必要に応じて再粉砕を行っているので、ペレットや粉砕片の温度をほぼ均等に上昇させることができ、品質を管理するのが容易となる。例えば、モザイク模様を構成する粉砕片の大きさが揃うので、熱圧縮に際して無駄な熱エネルギーを使わなくて済むと同時に、品質を管理するのが容易となる。上記してきた実施の形態によれば、再生を効率的に行うことによってプラスチックゴミを極力出さない、一方において再生品であっても一定以上の品質を維持できる木質様製品を製造する技術を提供することができた。
【0024】
【発明の効果】請求項1ないし請求項4記載の発明によれば、再生を効率的に行うことによってプラスチックゴミを極力出さない、一方において再生品であっても一定以上の品質を維持できる木質様製品を製造する方法を提供することができた。また、請求項5ないし請求項8記載の発明によれば、再生を効率的に行うことによってプラスチックゴミを極力出さない、一方において再生品であっても一定以上の品質を維持できる木プラの成形材料を提供することができた。
【0025】また、請求項9ないし請求項12記載の発明によれば、再生を効率的に行うことによってプラスチックゴミを極力出さない、一方において再生品であっても一定以上の品質を維持できる木質様製品を提供することができた。




 

 


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