(57)【要約】【課題】基本的に一種類の顔料を使用するだけで、最低でも濃淡二色のペレットを、混在した状態で製造することができ、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する合成建材を、好適に製造することができる木質合成建材製造用ペレットの製造装置及び製造方法を提供する。【解決手段】シリンダ２ｂ内に供給された原料を加熱溶融しながらシリンダ２ｂ内を搬送し、ダイ２ｃから押し出してペレットを製造する押出成形機２と、供給源から供給される木粉、合成樹脂パウダー、及び、添加剤の混合物を定量的に搬送して押出成形機２へ供給する主原料搬送機４Ａと、スクリューコンベアの回転速度を経時的に変化させることにより、供給源から供給される顔料を不定量的に搬送して押出成形機２へ供給する顔料搬送機４Ｂと、によってペレット製造装置１を構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に供給された原料を加熱溶融しながらシリンダ内を搬送し、ダイから押し出してペレットを製造する押出成形機と、
供給源から供給される木粉、合成樹脂パウダー、及び、添加剤の混合物を定量的に搬送して押出成形機へ供給する主原料搬送機と、
供給源から供給される顔料を不定量的に搬送して押出成形機へ供給する顔料搬送機と、を有していることを特徴とする木質合成建材製造用ペレットの製造装置。
【請求項２】
顔料搬送機は、所定方向へ回転して顔料を搬送するスクリューコンベアを内部に有し、
スクリューコンベアにおいて複数段階の回転モードが順番に実行されることにより、又は、低速から高速まで無段階に変化することにより、スクリューコンベアの回転速度が経時的に変化し、顔料が不定量的に搬送されるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の木質合成建材製造用ペレットの製造装置。
【請求項３】
供給源から供給される顔料を粉砕して、顔料搬送機を介して押出成形機へ供給する顔料ミルを有し、
顔料ミルの回転部において複数段階の回転モードが順番に実行されることにより、又は、低速から高速まで無段階に変化することにより、顔料ミルの回転部の回転速度が経時的に変化し、顔料が不定形的に粉砕されるように構成されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の木質合成建材製造用ペレットの製造装置。
【請求項４】
シリンダ内に供給された原料を加熱溶融しながらシリンダ内を搬送し、ダイから押し出してペレットを製造する押出成形機と、
供給源から供給される木粉、合成樹脂パウダー、及び、添加剤の混合物を定量的に搬送して押出成形機へ供給する主原料搬送機と、
供給源から供給される顔料を不定形的に粉砕して押出成形機へ供給する顔料ミルと、を有していることを特徴とする木質合成建材製造用ペレットの製造装置。
【請求項５】
顔料ミルは、回転部において複数段階の回転モードが順番に実行されることにより、又は、低速から高速まで無段階に変化することにより、回転部の回転速度が経時的に変化し、顔料が不定形的に粉砕されるように構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の木質合成建材製造用ペレットの製造装置。
【請求項６】
供給源から供給される木粉、合成樹脂パウダー、及び、添加剤の混合物を主原料搬送機によって定量的に搬送して押出成形機へ供給するとともに、供給源から供給される顔料を顔料搬送機によって不定量的に搬送して押出成形機へ供給し、
押出成形機において、それらを加熱溶融しながらシリンダ内を搬送し、ダイから押し出してペレットを製造することを特徴とする木質合成建材製造用ペレットの製造方法。
【請求項７】
顔料搬送機内で所定方向へ回転して顔料を搬送するスクリューコンベアにおいて複数段階の回転モードを順番に実行することにより、又は、低速から高速まで無段階に変化させることにより、スクリューコンベアの回転速度を経時的に変化させ、顔料を不定量的に搬送することを特徴とする、請求項６に記載の木質合成建材製造用ペレットの製造方法。
【請求項８】
供給源から供給される顔料を粉砕して、顔料搬送機を介して押出成形機へ供給する顔料ミルの回転部において複数段階の回転モードを順番に実行することにより、又は、低速から高速まで無段階に変化させることにより、回転部の回転速度を経時的に変化させ、顔料を不定形的に粉砕することを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載の木質合成建材製造用ペレットの製造方法。
【請求項９】
供給源から供給される木粉、合成樹脂パウダー、及び、添加剤の混合物を主原料搬送機によって定量的に搬送して押出成形機へ供給するとともに、供給源から供給される顔料を顔料ミルによって不定形的に粉砕して押出成形機へ供給し、
押出成形機において、それらを加熱溶融しながらシリンダ内を搬送し、ダイから押し出してペレットを製造することを特徴とする木質合成建材製造用ペレットの製造方法。
【請求項１０】
顔料ミル内の回転部において複数段階の回転モードを順番に実行することにより、又は、低速から高速まで無段階に変化させることにより、回転部の回転速度を経時的に変化させ、顔料を不定形的に粉砕することを特徴とする、請求項９に記載の木質合成建材製造用ペレットの製造方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木粉と熱可塑性合成樹脂との混合材を原料とする木質合成建材の製造に用いられるペレットの製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築資材としては、木材などの天然の材料が主流であったが、最近では、木粉と熱可塑性合成樹脂とを混合して成形した建築用の木質合成建材が知られるようになり、エクステリア建材やインテリア建材として使用されるようになっている。このような木質合成建材は、廃材（天然木材や合成建材等の廃材）の有効利用を図ることができるほか、原料となる石油資源の節約、製造コストの縮減を図ることができるため、注目を集めている。
【０００３】
このような木粉を混合した木質合成建材を製造する場合、まず、木粉、合成樹脂パウダー（ＰＶＣパウダー等）、及び、その他の添加剤（安定剤、顔料等）を混合して押出成形機に投入し、加熱溶融後、押し出して原料ペレットを生成し、この原料ペレットを成形機（押出成形機、射出成形機等）に投入し、加熱溶融して型から押し出し、或いは、型内に射出して、最終製品の成形を行う、という方法が実施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９２７４１号公報
【特許文献２】特開２００６−３０５９８１号公報
【特許文献３】特開２００３−３６６０号公報
【特許文献４】特開２００２−１８７１１６号公報
【特許文献５】特開平９−２１６５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような従来方法によって木質合成建材を製造する場合、成形された木質合成建材（最終製品）の表面において、木質感のある模様（天然木材の風合いに近似した木目調の外観）を表出させるためには、例えば、異なる顔料を添加することによって、複数色のペレットをそれぞれ個別に製造しておき、色が異なるそれらのペレットを適宜混合し、成形機に投入して、最終製品の成形を行う等の工夫が必要となる。
【０００６】
しかしながら、複数色のペレットを個別に製造する場合、製造したペレットを色毎に管理する必要が生じるほか、それらのペレットを所定の割合でブレンドするための工程が必要となり、製造ラインが複雑化してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決しようとするものであって、基本的に一種類の顔料を使用するだけで、最低でも、濃淡二色のペレット、或いは、顔料の粒径が異なる二種類のペレットを、混在した状態で製造することができ、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する合成建材を、好適に製造することができる木質合成建材製造用ペレットの製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る木質合成建材製造用ペレットの製造装置は、シリンダ内に供給された原料を加熱溶融しながらシリンダ内を搬送し、ダイから押し出してペレットを製造する押出成形機と、供給源から供給される木粉、合成樹脂パウダー、及び、添加剤の混合物を定量的に搬送して押出成形機へ供給する主原料搬送機と、供給源から供給される顔料を不定量的に搬送して押出成形機へ供給する顔料搬送機と、を有していることを特徴としている。
【０００９】
尚、顔料搬送機は、所定方向へ回転して顔料を搬送するスクリューコンベアを内部に有し、スクリューコンベアにおいて複数段階の回転モード（低速回転モード／高速回転モード／中速回転モード／回転停止モードなど）が順番に実行されることにより、又は、低速から高速まで無段階に変化することにより、スクリューコンベアの回転速度が経時的に変化し、顔料が不定量的に搬送されるように構成することが好ましい。
【００１０】
また、顔料を不定量的に搬送する顔料搬送機（或いは、顔料を定量的に搬送する顔料搬送機）の上流側に、供給源から供給される顔料を不定形的に粉砕して押出成形機へ供給する顔料ミルを配置するように構成してもよく、この場合、顔料ミルは、回転部において複数段階の回転モード（低速回転モード／高速回転モード／中速回転モード／回転停止モードなど）が順番に実行されることにより、又は、低速から高速まで無段階に変化することにより、回転部の回転速度が経時的に変化し、顔料が不定形的に粉砕されるように構成することが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る木質合成建材製造用ペレットの製造方法は、供給源から供給される木粉、合成樹脂パウダー、及び、添加剤の混合物を主原料搬送機によって定量的に搬送して押出成形機へ供給するとともに、供給源から供給される顔料を顔料搬送機によって不定量的に搬送して押出成形機へ供給し、押出成形機において、それらを加熱溶融しながらシリンダ内を搬送し、ダイから押し出してペレットを製造することを特徴としている。
【００１２】
尚、この場合、顔料搬送機内で所定方向へ回転して顔料を搬送するスクリューコンベアにおいて複数段階の回転モード（低速回転モード／高速回転モード／中速回転モード／回転停止モードなど）を順番に実行することにより、又は、低速から高速まで無段階に変化させることにより、スクリューコンベアの回転速度を経時的に変化させ、顔料を不定量的に搬送することが好ましい。
【００１３】
また、顔料を不定量的に搬送する顔料搬送機（或いは、顔料を定量的に搬送する顔料搬送機）の上流側に配置した顔料ミルによって、供給源から供給される顔料を不定形的に粉砕して押出成形機へ供給するように構成してもよく、この場合、顔料ミルの回転部において複数段階の回転モード（低速回転モード／高速回転モード／中速回転モード／回転停止モードなど）を順番に実行することにより、又は、低速から高速まで無段階に変化させることにより、顔料ミルの回転部の回転速度を経時的に変化させ、顔料を不定形的に粉砕することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の木質合成建材製造用ペレットの製造装置は、基本的に一種類の顔料を使用するだけで、最低でも、濃淡二色のペレット、或いは、顔料の粒径が異なる二種類のペレットを製造することができ、しかも、それらのペレットを、所望の割合で混在した状態で製造することができ、製造された複数種類のペレットをそのまま成形機に供給することにより、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する合成建材を、好適に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係るペレット製造装置１の構成図である。
【図２】図２は、本発明の第二実施形態に係るペレット製造装置１の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面に沿って、本発明の実施形態（第一実施形態、及び、第二実施形態）について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係るペレット製造装置１（木質合成建材製造用ペレットの製造装置）の構成図である。図示されているように、このペレット製造装置１は、基本的には、押出成形機２、二つの定量フィーダ３（主原料フィーダ３Ａ、顔料フィーダ３Ｂ）、及び、二つのスクリュー搬送機４（主原料搬送機４Ａ、顔料搬送機４Ｂ）によって構成されている。
【００１７】
押出成形機２は、導入口２ａからシリンダ２ｂ内に供給された原料を加熱溶融し、混練、圧縮しながらシリンダ２ｂ内を搬送し、これを所定の圧力でダイ２ｃから押し出し、カッター２ｄによって所定の長さに裁断することによって、ペレットが製造されるように構成されている。
【００１８】
定量フィーダ３は、上方（上流側、供給源）から供給される対象物を内部に貯留して、下端の排出口から定量的に排出するように構成されており、内部における対象物の貯留レベルが下限レベルＬＬを下回ると、上端に配置されている供給バルブ（図示せず）が開いて、内部への対象物の供給が開始され、対象物の貯留レベルが上限レベルＨＬを上回ると、供給バルブが閉じて、対象物の供給が停止されるようになっている。
【００１９】
尚、二つの定量フィーダ３のうち、主原料フィーダ３Ａには、木粉、合成樹脂パウダー（ＰＶＣパウダー等）、及び、顔料以外の添加剤の混合物が供給され、顔料フィーダ３Ｂには、顔料（粉末）が供給されるように構成されている。
【００２０】
スクリュー搬送機４は、シリンダ内に、モーター（図示せず）による駆動力を受けて所定方向へ回転するスクリューコンベアが配置され、シリンダの一端側に形成されている導入口からシリンダ内に導入された対象物を、スクリューコンベアの回転によって、シリンダの他端側に形成されている排出口（シュート５を介して押出成形機２の導入口２ａに接続されている）へ向かって搬送するように構成されている。
【００２１】
尚、二つのスクリュー搬送機４のうち、主原料搬送機４Ａは、スクリューコンベアが一定の速度で回転し、主原料フィーダ３Ａから定量的に供給される主原料（木粉、合成樹脂パウダー）等の混合物を定量的に搬送して、排出口からシュート５を介して押出成形機２へ供給するようになっている。
【００２２】
一方、顔料搬送機４Ｂは、制御装置（図示せず）による制御下において、スクリューコンベアの回転速度が、単位時間毎（例えば５分毎）に変化し、低速から高速へ、また、高速から低速へ切り替わる（低速回転モードと高速回転モードとが交互に（順番に）実行される）ように構成されており、顔料フィーダ３Ｂから定量的に供給される顔料を不定量的に搬送して、排出口からシュート５を介して押出成形機２へ供給するようになっている。
【００２３】
より具体的に説明すると、本実施形態のペレット製造装置１においては、原料となる木粉、合成樹脂パウダー、顔料、及び、顔料以外の添加剤のすべてが、最終的には押出成形機２に供給されて、ペレットが製造されることになるが、顔料と、それ以外の原料とが、異なる経路を通って別々に搬送され、押出成形機２の直前、即ち、シュート５（下端が押出成形機２の導入口２ａに接続されるとともに、上方において主原料搬送機４Ａの排出口、及び、顔料搬送機４Ｂの排出口と接続されている）において合流して、押出成形機２に供給されるようになっている。
【００２４】
そして、顔料以外の原料が、主原料搬送機４Ａにおいて定量的に搬送されるのに対し、顔料は、顔料搬送機４Ｂにおいて不定量的に搬送される（より詳細には、スクリューコンベアが低速で回転しているときには、搬送される顔料の量が少なくなり、高速で回転しているときには搬送量が多くなる）ため、シュート５内で合流する原料中における顔料の割合が経時的に変化することになる。このようなコンディションで顔料及びその他の原料をシュート５から押出成形機２に供給して押出成形を行うと、製造されるペレットにおいては、顔料の含有率が比較的低い淡色のペレットと、顔料の含有率が比較的高い濃色のペレットとが混在することになる。
【００２５】
尚、顔料搬送機４Ｂのスクリューコンベアにおける各回転モードの継続時間を調整することにより、製造されるペレットにおける濃色ペレットと淡色ペレットの割合を適宜調整することができる。例えば、高速回転モードの継続時間と低速回転モードの継続時間を同じ長さに設定した場合には、濃色ペレットと淡色ペレットの割合を１：１とすることができ、高速回転モードの継続時間を低速回転モードの継続時間の２倍の長さに設定した場合には、濃色ペレットと淡色ペレットの割合を２：１とすることができる。
【００２６】
以上に説明したように、本実施形態のペレット製造装置１によれば、一種類の顔料のみを使用して（複数色の顔料を使用することなく）、濃淡二色のペレットを、混在した状態で製造することができる。そして、このようにして製造された二色混在のペレットを用いて最終製品の成形を行うことにより、表面において木質感のある模様を有する（天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する）木質合成建材を好適に製造することができる。
【００２７】
尚、本実施形態においては、顔料搬送機４Ｂにおけるスクリューコンベアの回転モードが、二段階（低速／高速）に切り替えられるように構成されているが、三段階（低速／中速／高速）に切り替えられるように構成してもよい。この場合、濃色、淡色、及び、中間色の三色のペレットを製造することができる。また、回転モードの一つとして、「回転停止」を加えることもでき、この場合、顔料が混入しない地色（木粉、合成樹脂原料等の色）のペレットを製造する（濃色ペレット、淡色ペレット等と混在させる）ことができる。また、顔料搬送機４Ｂのスクリューコンベアの回転速度が、低速から高速まで無段階に変化するように構成してもよい。
【００２８】
また、本実施形態においては、顔料が一種類のみ使用され、主原料フィーダ３Ａに、木粉、合成樹脂パウダー、及び、顔料以外の添加剤の混合物が供給され、顔料フィーダ３Ｂに、顔料が供給されるように構成されているが、複数種類の顔料を使用し、それらのうちの一種類が顔料フィーダ３Ｂに供給され、他の顔料が主原料フィーダ３Ａに供給されるように構成してもよいし、複数種類の顔料が顔料フィーダ３Ｂに供給されるように構成してもよい。
【００２９】
図２は、本発明の第二実施形態に係るペレット製造装置１（木質合成建材製造用ペレットの製造装置）の構成図である。本実施形態のペレット製造装置１は、図１に示した顔料フィーダ３Ｂの位置（顔料搬送機４Ｂの上流側）に、顔料フィーダ３Ｂの代わりに、顔料ミル６が配置されている点、及び、顔料搬送機４Ｂのスクリューコンベアが一定の速度で回転し、顔料を定量的に搬送するように構成されている点においてのみ、第一実施形態のペレット製造装置１と相違している。
【００３０】
顔料ミル６は、制御装置（図示せず）による制御下において、回転部（ドラム、シリンダー、或いは、ブレード等）の回転速度が、単位時間毎（例えば５分毎）に変化し、低速から高速へ、また、高速から低速へ切り替わる（低速回転モードと、高速回転モードとが、交互に（順番に）実行される）ように構成されており、顔料供給源から供給される顔料を不定形的に粉砕して、顔料搬送機４Ｂへ供給するようになっている。
【００３１】
より具体的に説明すると、顔料ミル６の回転部が低速で回転しているときには、顔料が十分に粉砕されず、粒径が比較的大きい顔料が顔料搬送機４Ｂに供給され、高速で回転しているときには、顔料が十分に粉砕されて、粒径が比較的小さい顔料が顔料搬送機４Ｂに供給され、シュート５内で他の原料とブレンドされることになる。つまり、シュート５内で合流する原料中における顔料の大きさが経時的に変化することになる。このようなコンディションで顔料及びその他の原料をシュート５から押出成形機２に供給して押出成形を行うと、製造されるペレットにおいては、顔料の粒径が比較的小さい小径顔料入りペレットと、顔料の粒径が比較的大きい大径顔料入りペレットとが混在することになる。
【００３２】
尚、顔料ミル６の回転部における各回転モードの継続時間を調整することにより、製造されるペレットにおける小径顔料入りペレットと大径顔料入りペレットの割合を適宜調整することができる。
【００３３】
以上に説明したように、本実施形態のペレット製造装置１によれば、一種類の顔料のみを使用して（複数色の顔料を使用することなく）、二種類のペレットを、混在した状態で製造することができる。そして、このようにして製造された二種類のペレットを用いて最終製品の成形を行うことにより、表面において木質感のある模様を有する（天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する）木質合成建材を好適に製造することができる。
【００３４】
具体的には、成形品（木質合成建材）において、大径顔料入りペレットに基づく部分には、ダイナミックな色の差を有する模様が表出し、一方、小径顔料入りペレットに基づく部分には、色差が小さく繊細な柄のナチュラルな流れ模様が表出することになる。そして、それらの模様は、成形品の表面において混在した状態で表れることになり、その結果、天然木材の木目のような模様が表面に形成された木質合成建材を製造することができる。
【００３５】
尚、本実施形態においては、顔料ミル６における回転部の回転モードが二段階（低速／高速）に切り替えられるように構成されているが、三段階（低速／中速／高速）に切り替えられるように構成してもよい。この場合、小径顔料入り、中径顔料入り、及び、大径顔料入りの三種類のペレットを製造することができる。また、回転モードの一つとして、「回転停止」を加えることもでき、この場合、顔料が混入しないペレットを製造する（小径顔料入りペレット、大径顔料入りペレット等と混在させる）ことができる。また、顔料ミル６の回転部の回転速度が、低速から高速まで無段階に変化するように構成してもよい。
【００３６】
また、本実施形態においては、上述の通り、顔料搬送機４Ｂのスクリューコンベアが一定の速度で回転し、顔料を定量的に搬送するように構成されているが、第一実施形態と同様に、顔料搬送機４Ｂのスクリューコンベアの回転速度が、単位時間毎に変化し、低速回転モードと高速回転モードとが交互に実行され、顔料ミル６から供給される顔料を不定量的に搬送するように構成してもよい。また、顔料搬送機４Ｂにおけるスクリューコンベアの回転モードは、三段階（低速／中速／高速）に切り替えられるように構成してもよく、更に、回転モードの一つとして、「回転停止」を加えることもできる。また、顔料搬送機４Ｂのスクリューコンベアの回転速度が、低速から高速まで無段階に変化するように構成してもよい。
【００３７】
また、本実施形態においては、顔料が一種類のみ使用され、主原料フィーダ３Ａに、木粉、合成樹脂パウダー、及び、顔料以外の添加剤の混合物が供給され、顔料ミル６に、顔料が供給されるように構成されているが、複数種類の顔料を使用し、それらのうちの一種類が顔料ミル６に供給され、他の顔料が主原料フィーダ３Ａに供給されるように構成してもよいし、複数種類の顔料が顔料ミル６に供給されるように構成してもよい。また、顔料ミル６の上流側、或いは、顔料ミル６と顔料搬送機４Ｂの間に、第一実施形態と同様の顔料フィーダ３Ｂ（図１参照）を配置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１：ペレット製造装置、
２：押出成形機、
２ａ：導入口、
２ｂ：シリンダ、
２ｃ：ダイ、
２ｄ：カッター、
３：定量フィーダ、
３Ａ：主原料フィーダ、
３Ｂ：顔料フィーダ、
４：スクリュー搬送機、
４Ａ：主原料搬送機、
４Ｂ：顔料搬送機、
５：シュート、
６：顔料ミル
【図１】
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【図２】
2014019087.tif 000004