(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ中にモータにより回転するスクリュを設け、該シリンダの先端部にダイスに連なる金型を設け、該シリンダの外側にヒータを設け、該シリンダの基部上面に基部側から順に熱可塑性樹脂投入用のホッパとセルロース系材料投入用のホッパを夫々設け、前記金型には次第に幅を拡径することにより横断面長方形状の材料押出通路を形成し、該材料押出通路にその幅および厚さを局部的に拡径することで略楕円体状に形状された圧力室を設ける一方、熱可塑性樹脂の廃材を高速回転する羽根を備えたミキシング装置に投入し、その攪拌に伴い発生する摩擦熱により該熱可塑性樹脂を溶融させてゲル状態とし、前記熱可塑性樹脂投入用のホッパにこのゲル状態の熱可塑性樹脂を投入するとともに前記セルロース系材料投入用のホッパにセルロース系材料の粉体または屑体を投入し、前記スクリュを回転させることにより該熱可塑性樹脂とセルロース系材料の粉体または屑体とを混合攪拌しつつ押送し、前記ヒータにて該樹脂混合材料が１８０〜２００℃に加熱された後に該樹脂混合材料が一旦は逆流するように前記圧力室の内面に沿って旋回することで再混合され前記ダイスより押し出されるようにしたことを特徴とした木質系合成樹脂板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出成形機により成形され木粉等を合成樹脂に混入することで建材等に使用し得る木質系合成樹脂板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１１−２９１３１９号公報
【特許文献２】
特開２００２−７９５６７号公報
【特許文献３】
特開２００２−２１０８０２号公報
【特許文献４】
特開平１０−１５１６２９号公報
【特許文献５】
特開平１０−１５１３３２号公報
【０００３】
合成樹脂に木粉を混入することで木の特質を有する木質粉砕物混入樹脂成形品の製造方法は、上記特許文献１〜３等によってすでに開示されている。
【０００４】
また、上記特許文献４，５は、本発明者の特許出願に係るプラスチック廃材のリサイクル成形方法を開示するもので、熱可塑性または熱硬化性等の種々の合成樹脂が混在したプラスチック廃材を分別することなく高速回転する羽根を備えたミキシング装置に投入して攪拌し、その攪拌に伴い発生する摩擦熱により溶融させてゲル状態とし、これをそのまま成形機に装入して成形品を成形するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記特許文献１〜３に記載されたように、木粉を混入させた合成樹脂を押出成形機により加圧してダイスから押し出すに際しては、ダイスに連なる押出成形機の材料押出通路にて滑りの悪い木粉が分離し樹脂のみが押し出されて成形品の表面肌が粗荒になり易く製品価値を劣すおそれが高いものであった。特に板状の成形品を押出成形する場合にはこのような問題は無視できない状況となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決し、良質な木質系合成樹脂板を容易に製造し得る方法を提供するもので、ダイスに連なる押出成形機の材料押出通路を横断面長方形状に形状するとともに、該材料押出通路にその幅および厚さを局部的に拡径することで略楕円体状に形状された圧力室を設け、ポリプロピレン，ポリエチレン等の熱可塑性樹脂と、木材，古紙，繊維等のセルロース系材料の粉体または屑体とを前記押出成形機に投入し、該樹脂混合材料を１８０〜２００℃に加熱した後に前記圧力室を通して押し出すことを特徴とする。
また本発明は上記木質系合成樹脂板の製造方法において、ポリプロピレン，ポリエチレン等の熱可塑性樹脂の廃材を高速回転する羽根を備えたミキシング装置に投入し、その攪拌に伴い発生する摩擦熱により溶融させてゲル状態とし、これを押出成形機に投入することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に図面と共に本発明の実施の形態を説明する。図１はこの木質系合成樹脂板の製造方法を実施する装置全体の概要を示し、図中、１はミキシング装置、２は押出成形機である。ミキシング装置１は、チャンバ３中を貫通する回転軸４に螺旋状のスクリュ５および複数の羽根６が設けられ、モータ７によって回転軸４を高速回転させるとともに、ホッパー８よりポリプロピレン，ポリエチレン等の熱可塑性樹脂の廃材を投入し、チャンバ３内にて該熱可塑性樹脂を羽根６との衝撃摩擦による自己発熱により溶融させ、該熱可塑性樹脂をゲル状態とするものである。そして、排出口９に設けられたシャッター１０を開くことにより、これを押出成形機２に投入する。
【０００８】
押出成形機２は、横置されたシリンダ２０の基部上面にホッパ２１，２２を設け、該シリンダ２０中にモータ２３により回転するスクリュ２４を設け、該シリンダ２０の先端部にダイス２５に連なる金型２６を設けてなる。２７は該シリンダの外側に設けられたヒータである。
【０００９】
また、図２〜図４に示したように、金型２６には、シリンダ２０の先端部から次第に幅を拡径することにより、横断面長方形状の材料押出通路３０が形成される。３１は該材料押出通路３０の途中を側面へ字状に屈折させることで形成された突堤部である。また、３２は図５にも示されたように該材料押出通路３０の幅および厚さを局部的に拡径することで略楕円体状に形状された圧力室である。そして該圧力室３２の先方に長方形状の開口を有するダイス２５が設けられる。
【００１０】
また、３５はダイス２５の先方に設けられた成形品支持用ローラ、３６は冷風吹出装置である。
【００１１】
しかして、ゲル状態とした上記熱可塑性樹脂をホッパ２１から投入するとともに、微粉末状に粉砕された木粉をホッパ２２より投入する。なお、この樹脂と木粉との混合比率は、製品の用途に従い木粉を５０〜９０％（好ましくは６０〜８０％）に調整することができる。そしてスクリュ２４を回転させることによりこの樹脂および木粉を混合攪拌しつつ押送するとともに、ヒータ２７により該樹脂混合材料を１８０〜２００℃（樹脂を溶融させるも木粉が焼ける温度以下であること）に加熱し、該樹脂混合材料を上記押出通路３０にてその通路幅に合わせて漸次拡径させる。なお、該該樹脂混合材料は突堤部３１を経ることによって幅１ｍ程のものとなる。そして該樹脂混合材料はスクリュ２４の旋回によりヘッド圧：３００ｋｇ／ｃｍ２程度にてさらに押送され、該樹脂混合材料が上記圧力室３２に至りて矢印で示したように旋回し一旦は逆流することにより、樹脂と木粉との混合が一層確実となる。即ち、該樹脂混合材料は押出通路３０の内壁面との摩擦によって樹脂と木粉とが分離し樹脂のみが先行することがあったが、楕円体状に形状された圧力室３２にて旋回することで樹脂と木粉とが再混合され、ダイス２５に至っても良好な混合状態が維持される。
【００１２】
このため、ダイス２５を経て押し出された幅１ｍ程、厚さ３〜１２ｍｍの板状成形品の表面肌は従来にない緻密なものとなり得る。そして、冷風吹出装置３６により冷却することにより、本発明に係る木質系合成樹脂板が製造される。
【００１３】
こうして製造された木質系合成樹脂板は、木粉の混合比率に従い軽量で加工性がよいなど木の特質を有し、特に表面肌が滑らかであるので、建材その他の資材としての用途が広い。また、プラスチック単体に比べてより高いヤング率の材質が得られるとともに、耐水性に優れた木質材料としても位置づけられ、商品価値の高いものとなる。また必要に応じて表面に木目模様等を印刷することも可能である。
【００１４】
なお、本発明によれば、プラスチック廃材として溶融温度の異なるポリスチレン，ポリ塩化ビニル等の他の熱可塑性樹脂をリサイクルすることもできる。
【００１５】
また、本発明では上記圧力室３２を設けたことにより、樹脂と木粉とが良好に混合されることから、従来７００〜１０００ｍｍ／分であった押出速度、即ち、成形速度を３０００ｍｍ／分と大幅に速くすることができ、品質を落とすことなく生産効率を向上することができた。
【００１６】
また、本発明によれば実施形態に示した木粉の他、切粉等の粉体、鉋屑等の屑体、或いは、古紙，繊維等のセルロース系材料の粉体，屑体を再生利用することもできる。また、これらの配合量を調節することにより、所期の質感，強度を備えた木質系合成樹脂板を製造し得る。そして、これらのセルロース系材料の特質として合成樹脂板の強度を向上させる。
【００１７】
【発明の効果】
このように本発明は、ダイスに連なる押出成形機の材料押出通路を横断面長方形状に形状するとともに、該材料押出通路にその幅および厚さを局部的に拡径することで略楕円体状に形状された圧力室を設け、ポリプロピレン，ポリエチレン等の熱可塑性樹脂と、木材，古紙，繊維等のセルロース系材料の微粉末とを前記押出成形機に投入し、該樹脂混合材料を１８０〜２００℃に加熱した後に前記圧力室を通して押し出すものであり、これによって良質で特に表面肌がきれいな木質系合成樹脂板を製造できるので、木材資源およびプラスチック廃材のリサイクル率を高められるなど有益な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る木質系合成樹脂板の製造装置の全体の概略図。
【図２】図１の押出成形機の要部の縦断面図。
【図３】図２の水平断面図。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図５】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【符号の説明】
１      ミキシング装置
２      押出成形機
６      羽根
７      モータ
９      排出口
２５    ダイス
２６    金型
２７    ヒータ
３０    材料押出通路
３１    突堤部
３２    圧力室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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