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押出圧力調整器および木プラの押出成形方法 - ミサワホーム株式会社
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発明の名称 押出圧力調整器および木プラの押出成形方法
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10−235717
公開日 平成10年(1998)9月8日
出願番号 特願平9−43259
出願日 平成9年(1997)2月27日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 博道 (外4名)
発明者 上手 正行 / 松下 康士 / 渡辺 愛子 / 谷口 純 / 小川 健治 / 中野 義則 / 小林 義昭 / 加藤 まさみ
要約 目的
木プラの成形技術において、木質感を高めつつ成形も比較的容易に行える技術を提供する。

構成
木粉を樹脂に混合した木プラの押出成形において、樹脂材料にかかる押出圧力を調整するため、樹脂材料の融解後かつ金型への送り出し前に、樹脂材料にかかる押出圧力を段階的且つ不連続に高めるように成形する。例えば、樹脂材料の通路を、金型側に向かって段階的且つ不連続に狭くなるように形成した押出圧力調整器を提供する。
特許請求の範囲
【請求項1】木粉を樹脂に混合した木プラの押出成形において、樹脂材料の融解後かつ金型への送り出し前に、樹脂材料にかかる押出圧力を調整する押出圧力調整器であって、樹脂材料の通路を、金型側に向かって段階的且つ不連続に狭くなるように形成したことを特徴とする押出圧力調整器。
【請求項2】木粉を樹脂に混合した木プラの押出成形において、樹脂材料の融解後かつ金型への送り出し前に、樹脂材料にかかる押出圧力を段階的且つ不連続に高めるようにしたことを特徴とする木プラの押出成形方法。
【請求項3】木粉は、磨砕処理した粉粒とし、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たものとしたことを特徴とする請求項2記載の木プラの押出成形方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明が属する技術分野】この発明は、木質様を有した木プラの押出成形に関する技術、更に詳しくは、木プラの押出成形時の押出圧力を調整するための圧力調整器および圧力調整を行う製法に関するものである。
【0002】
【先行技術】樹脂に天然木材の粉末(木粉)を混合していわゆる木プラといわれる成形品を作製する技術については、さまざまなものが提供されてきた。その中からPCTJP94/00351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。
【0003】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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記してきた木プラの成形技術における成形品の木質感に関し、確立された技術がないという課題が残されていた。更に詳しく説明する。木質感が決定される条件のひとつに、木粉(セルロース材の粉砕粉、PCTJP94/00351号の場合には「固定粒」)の樹脂に対する混入割合の高低がある。すなわち、木粉(固定粒)の樹脂に対する混入割合が高いほど木質感が得られる。その一方、混入割合が高いと、樹脂の混練に時間がかかったり、成形不良が出やすくなるなど、成形そのものが難しくなる場合がある。
【0005】本発明が解決すべき課題は、木プラの成形技術において、木質感を高めつつ成形も比較的容易に行える技術を提供することにある。ここで、請求項1記載の発明の目的は、木質感を高めつつ成形も比較的容易に行うことに寄与する押出圧力調整器を提供することである。また、請求項2および請求項3記載の発明の目的は、木質感を高めつつ成形も比較的容易に行える木プラの押出成形方法を提供することである。
【0006】
【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記載の押出圧力調整器は、木粉を樹脂に混合した木プラの押出成形において、樹脂材料の融解後かつ金型への送り出し前に、樹脂材料にかかる押出圧力を調整する押出圧力調整器であって、樹脂材料の通路を、金型側に向かって段階的且つ不連続に狭くなるように形成したことを特徴とする。
【0007】(用語定義)「樹脂」とは、木プラの押出成形に適した樹脂のことであり、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。最終的に欲する成形品の機能、用途によって決定する。
【0008】「木粉」は、天然木材の粉砕粉およびそのおがくずの他、稲藁、バカスなどの粉砕粉などでもよい。また、請求項3で特定する木粉を含むものとする。「段階的且つ不連続」な構成とは、例えば、押出方向の断面形状において階段状に形成されているものをいう。段階の段は樹脂材料の性質、最終成形品の種類など、さまざまな条件から決定される。段階数が多すぎると、不連続が連続に近づいてしまうので、成形品に所望される表面に適正な段数が選択される。
【0009】(作用)請求項1記載の押出圧力調整器の作用について説明する。融解された樹脂材料が押出圧力調整器に送り込まれると、段階的且つ不連続に狭くなるように形成された箇所において、その経路が抵抗となって圧力が高くなり、樹脂材料の混錬が進む。また、押出圧力調整器の内壁に樹脂がこすりつけられてその場に残る。その結果、樹脂材料に含まれた木粉が、相対的に金型の表面付近に浮き上がることとなる。そのため、木粉の含有量の割りに木質感が高い成形品を提供できる。換言すれば、木粉の含有量が少なくて済むので、木粉の含有量が多い場合に起こりやすい成形不良などのトラブルを低減させることができる。
(請求項2)請求項2記載の発明は、木粉を樹脂に混合した木プラの押出成形において、樹脂材料の融解後かつ金型への送り出し前に、樹脂材料にかかる押出圧力を段階的且つ不連続に高めるようにしたことを特徴とする木プラの押出成形方法である。
(請求項3)請求項3記載の木プラの押出成形方法は、請求項2記載の木プラの押出成形方法を技術的に限定したものであり、請求項2記載の木プラの押出成形方法において使用する「木粉」は、磨砕処理した粉粒とし、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たものとしたことを特徴とする。
【0010】なお、より本物の木材に近づけるため、顔料を含有させる場合が多い。その「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。
(用語定義)「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」る方法とは、例えばボールミルによるすり潰し、高速回転羽根式混合機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。
【0011】「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。
(作用)木粉を請求項3のように限定すると、通常の木プラよりも本物の木に近い感触の成形品が得られる。
【0012】
【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、本願発明の概念図である。まず、この実施の形態の構成について説明する。この実施の形態にて示す押出圧力調整器は、木粉を樹脂に混合した木プラの押出成形において、樹脂材料の融解後かつ金型への送り出し前に、樹脂材料にかかる押出圧力を調整する押出圧力調整器であって、樹脂材料の通路を、金型側に向かって段階的且つ不連続に狭くなるように形成している。
【0013】ここで、樹脂材料について詳しく説明する。「樹脂」は、木プラの押出成形に適した樹脂であり、この実施の形態では塩化ビニル樹脂とした。また、その樹脂に混合する「木粉」は、おがくずを更に細かく粉砕し、磨砕処理した粉粒とし、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たものとした。このような樹脂および木粉に加え、顔料を含有させて予めペレット状に形成して木質様ペレットとする。顔料の種類を変えることによって、複数種類の木質様ペレットを用意しておく。その複数種類の木質様ペレットを融解して混合し、金型への送り出し前に前記した押出圧力調整器へ送り込むのである。
【0014】融解された樹脂材料は、直径50ミリメートルのシリンダーから押し出されてくる。この押出圧力調整器は、鉄製であり、押出方向の断面形状が二段の階段状に形成しており、シリンダー側の内径を30ミリメートル、金型側の内径を25ミリメートル、押出方向長さを100ミリメートルとしている。なお、シリンダーと押出圧力調整器との間には、「中子」と呼ばれる樹脂の流れを調整する部材を設置する場合が多い。中子は、設置後に更に流れ具合を微調整することがあるために、切削加工がしやすいように真鍮製のものを採用することが一般的である。
【0015】融解された樹脂材料が押出圧力調整器に送り込まれると、段階的且つ不連続に狭くなるように形成された箇所において、その経路が抵抗となって圧力が高くなり、樹脂材料の混錬が進む。また、押出圧力調整器の内壁に樹脂がこすりつけられてその場に残る。その結果、樹脂材料に含まれた木粉が、相対的に金型の表面付近に浮き上がることとなる。そのため、木粉の含有量の割りに木質感が高い成形品を提供できる。換言すれば、木粉の含有量が少なくて済むので、木粉の含有量が多い場合に起こりやすい成形不良などのトラブルを低減させることができる。
【0016】また、木粉を前記のように限定しているので、通常の木プラよりも本物の木に近い感触の成形品が得られるが、通常の木プラの製造にも本願発明に係る押出圧力調整器や中子は使用できる。
【0017】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、木質感を高めつつ成形も比較的容易に行うことに寄与する押出圧力調整器を提供することができた。また、請求項2および請求項3記載の発明によれば、木質感を高めつつ成形も比較的容易に行える木プラの押出成形方法を提供することができた。




 

 


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