(57)【要約】【課題】静電気の帯電を防止する、複合成形材を提供する。【解決手段】セルロース系粉末と樹脂を少なくとも含み、所定の形状に成形された複合成形材１であって、  導電性を付与するための導電性添加材をさらに含んだ基材部３と、上記導電性添加材を含まない表面層２とを有する。  導電性添加材を含んだ基材部３には導電性が付与され、静電気が発生しても基材部３に逃げていく。したがって、帯電が大幅に抑制され、床材に用いた場合の放電による不快感を効果的に防ぐことができる。【選択図】図１
2015009374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース系粉末と樹脂を少なくとも含み、所定の形状に成形された複合成形材であって、
導電性を付与するための導電性添加材をさらに含んだ基材部と、上記導電性添加材を含まない表面層とを有する
ことを特徴とする複合成形材。
【請求項２】
上記導電性添加材はカーボン粉末である
請求項１記載の複合成形材。
【請求項３】
上記基材部に対する上記カーボン粉末の配合量は、１重量％以上である
請求項２記載の複合成形材。
【請求項４】
複合成形材を所定の相手部材に取り付けるときに、上記相手部材に接触する取り付け面は、上記基材部が露出している請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合成形材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木粉のようなセルロース系粉体とプラスチックを混錬して所定の形状に成形した、複合成形材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木材とプラスチックとの複合材は、環境調和性、成形加工性、耐水性等の好ましい特性が注目され、近年、その需要が伸びている。
【０００３】
第１に、優れた環境調和性が評価されている。まず、木質原料として廃材や未利用材等を利用することができ、プラスチック原料にも産業廃棄された廃プラスチックを利用できる。また、材料に本来備わった熱可塑性を利用し、製品が用途を終えた後に再び成形し直して再利用することも可能である。このように、原料に廃材を利用できるうえ、成形品を再利用することもできる優れたリサイクル性を有している。
【０００４】
第２に、優れた成形加工性が評価されている。木材は、切断や削り等の機械加工によって所定の形状に成形しなければならない。型を使用した樹脂成形に比べると、圧倒的に加工性および生産性に劣るものである。木材をプラスチックと複合材にすることにより、樹脂にも匹敵する、優れた成形性と生産性が実現したといえる。
【０００５】
第３に、優れた耐水性が評価されている。樹脂の疎水性を生かした高い耐水性は、この複合材の特徴のひとつである。この特性を生かし、デッキ、テラス、バルコニー、屋上、公園、広場等、各種の屋外用途への展開が広がっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６９３５０号公報
【特許文献２】特開２００４―１１４３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この主の複合材は、木粉と樹脂を混錬して成形したものであり、原料である木材と樹脂はいずれも非導電材である。したがって、容易に静電気が蓄積される。例えば、複合材でできた床材の上をゴム底の靴で歩くと、人体に静電気がたまり、ドアノブ等の金属部に触れるときに放電して不快感を覚えることがあった。
【０００８】
上記特許文献１には、木材と樹脂の複合材の帯電を防止する技術として、帯電防止剤として界面活性剤を添加することが開示されている（特許請求の範囲）。
上記特許文献２にも、木材と樹脂の複合材に帯電防止剤を添加することが開示されている（段落００１９）。
【０００９】
ところが、木材と樹脂の複合材に帯電防止剤を添加する場合、添加量が少ないと帯電防止効果にとぼしい。したがって、床材に用いた場合の放電による不快感を充分に防ぐことができない。添加量を増やすと、帯電防止効果は現れるものの、成形加工性が著しく低下する。このため、成形品の表面にひび割れができて製品化できないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、静電気の帯電を防止する、複合成形材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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の複合成形材は、
セルロース系粉末と樹脂を少なくとも含み、所定の形状に成形された複合成形材であって、
導電性を付与するための導電性添加材をさらに含んだ基材部と、上記導電性添加材を含まない表面層とを有する
ことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の複合成形材は、導電性を付与するための導電性添加材をさらに含んだ基材部と、上記導電性添加材を含まない表面層とを有する。
導電性添加材を含んだ基材部には導電性が付与され、静電気が発生しても基材部に逃げていく。したがって、帯電が大幅に抑制され、床材に用いた場合の放電による不快感を効果的に防ぐことができる。また、表面層に導電性添加材を含まないことにより、その物性を何ら変化させることなく維持できる。
【００１３】
本発明において、上記導電性添加材はカーボン粉末である場合には、
導電性添加材を含んだ基材部にはカーボン粉末による導電性が付与され、静電気が発生しても基材部に逃げていく。したがって、帯電が大幅に抑制され、床材に用いた場合の放電による不快感を効果的に防ぐことができる。また、表面層にカーボン粉末を含まないことにより、高い意匠性を確保することができる。
【００１４】
本発明において、上記基材部に対する上記カーボン粉末の配合量は、１重量％以上である場合には、
導電性添加材を含んだ基材部にはカーボン粉末による導電性が付与され、静電気が発生しても基材部に逃げていく。したがって、帯電が大幅に抑制され、床材に用いた場合の放電による不快感を効果的に防ぐことができる。
【００１５】
本発明において、複合成形材を所定の相手部材に取り付けるときに、上記相手部材に接触する取り付け面は、上記基材部が露出している場合には、
上記基材部が露出した取り付け面と相手部材が接触していることから、この接触面を介して静電気が外部に逃げていく。したがって、帯電が大幅に抑制され、床材に用いた場合の放電による不快感を効果的に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の複合成形材の第１実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。
【００１８】
図１は、本発明の複合成形材の第１実施形態を示す断面図である。
【００１９】
◆概要の説明
この複合成形材１は、セルロース系粉末と樹脂を少なくとも含んだ複合材をベースとし、上記複合材が所定の形状に成形された複合成形材１である。図示した例は、押し出し成形による成形材であり、図示した断面を呈し、紙面と垂直な方向に長手方向を有する長尺品である。長さ寸法は、用途などに応じて適宜設定することができる。例えば、２ｍないし３ｍ程度に設定することができる。
【００２０】
本実施形態の複合成形材１は、導電性を付与するための導電性添加材をさらに含んだ基材部３と、上記導電性添加材を含まない表面層２とを有する。
【００２１】
◆構造の説明
図１に示した例は、複合成形材１をデッキ材に適用した例を示している。
【００２２】
この複合成形材１は、デッキ材の上面と、左右の側面と、下面の両端部とに、上記表面層２が形成されている。それ以外の部分が基材部３である。上記基材部３と表面層２とは、一体になって押し出し成形されている。図１では、下面は基材部３が露出した面になっているが、表面層２が下面を覆うようにしてもよい。
【００２３】
この例では、複合成形材１の下面は、両端部をのぞいて基材部３が下面に露出している。すなわち、複合成形材１を所定の相手部材（根太等）に取り付けるときに、上記相手部材に接触する下側の取り付け面５は、上記基材部３が露出している。
【００２４】
上記基材部３には、長手方向に延びる複数の中空部４が形成されている。
【００２５】
◆複合材の説明
上記複合成形材１は、全体として、セルロース系粉末と樹脂を少なくとも含んだ複合材をベースとするものである。したがって、上記表面層２および上記基材部３はいずれも、セルロース系粉末と樹脂を少なくとも含んだものである。
【００２６】
上記セルロース系粉末は、例えば、木粉、竹粉、パルプ、バカス、ケナフ、おがくず、木質繊維、もみがら、破砕チップ材、果実穀粉、古紙等を使用することができる。これらは、単独で用いることもできるし、二種類以上を併せて用いることもできる。
【００２７】
上記セルロース系粉末として好ましくは、木粉を用いることができる。リサイクル性の観点から、木粉としては、建築廃材、工場加工廃材、製紙廃材、間伐材等の廃材を用いるのが好ましい。
【００２８】
上記セルロース系粉末は、少なくとも４０メッシュパスの粒径のものを用いることが好ましい。もっと細かいメッシュを通過する粒径とすることもできる。樹脂と混錬させたときの均一性や混ざりやすさ、成形するときの成形のしやすさ、成形品の外観特性等の面で細かいほうが好ましいからである。
ただし、細かい粉末とするのはコスト面で高くなりやすいので、場合によっては、もう少し大きなメッシュを通過する粒径のものを使うこともできる。
なお、メッシュはＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｇ  ３５５６、ＪＩＳ  Ｇ  ４３０９）に規定されたメッシュである。
【００２９】
上記セルロース系粉末は、含水率を５％以下にすることが望ましい。含水率が高いと、成形性や成形品の外観に好ましくない影響を与えるからである。
【００３０】
上記セルロース系粉末は、テルペン、木酢、松脂等、水分以外の抽出成分をあらかじめ揮発させて少なくしておくことが好ましい。これらの抽出成分を多く含んでいると、成形のしやすさや成形品の外観において好ましくない影響を与えることがあるからである。
【００３１】
具体的には、予め加熱や真空処理などにより乾燥して、水分と抽出成分を併せた揮発成分の含有率が０．５重量％以下になるように調整するのが好ましい。
【００３２】
上記樹脂は、熱可塑性樹脂を用いることができる。融点が２００℃程度までの樹脂が好ましい。特に、ポリオレフィン系樹脂を好ましく用いることができる。ポリオレフィン系樹脂としては、特にポリプロピレン、ポリエチレンを好ましく用いることができる。ポリオレフィン系樹脂としては、これらに限定するものではなく、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリアクリル酸エステル、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、エチレンプロピレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体等を用いることもできる。これらは、単独で用いることもできるし、二種類以上を併せて用いることもできる。
【００３３】
上記セルロース系粉末と樹脂のほかに、相溶化剤、滑材、滑剤、耐候剤、顔料等を添加することができる。
【００３４】
上記相溶化剤は、酸変成した樹脂を用いることができる。具体的には、使用する上記樹脂の分子側鎖あるいは末端を、マレイン酸等の不飽和酸で置換した樹脂を用いることができる。特に、ポリオレフィンとの親和性を向上させるためには、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で変性されたポリオレフィン樹脂を加えることができる。上記不飽和カルボン酸としては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、メサコン酸、アンゲリカ酸、ソルビン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。これらは、単独で用いることもできるし、二種類以上を併せて用いることもできる。また、上記不飽和カルボン酸の誘導体としては、上記不飽和カルボン酸の金属塩、アミド、イミド、エステル等のうちの１つあるいは２種類以上を組み合わせて用いることができる。これらの相溶化剤を添加することにより、親水性のセルロース系粉末と、親油性の樹脂とをなじませて両者をうまく混合することができる。
【００３５】
上記滑材は、例えば、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛を用いることができる。上記滑材は、成形するときの成形材と型の滑りをよくして、成形のしやすさや成形品の外観を向上させる。
【００３６】
上記滑剤は、例えば、ポリエチレンワックス等のワックス類を用いることができる。上記滑剤は、成形するときの成形材と型の滑りをよくして、成形のしやすさや成形品の外観を向上させる。
【００３７】
上記顔料は、各種の着色剤を用いることができる。例えば、二酸化チタン、酸化コバルト、群青、紺青、弁柄、銀朱、鉛白、鉛丹、黄鉛、ストロンチウムクロメート、チタニウムイエロー、チタンブラック、ジンククロメート、鉄黒、モリブデン赤、モリブデンホワイト、リサージ、リトポン、エメラルドグリーン、ギネー緑、カドミウム黄、カドミウム赤、コバルト青、アゾ顔料、フタロシアニンブルー、イソインドリノン、キナクリドン、ジオキサジンバイオレット、ペリノンペリレン等が挙げられる。これらは、単独で用いることもできるし、二種類以上を併せて用いることもできる。
【００３８】
その他必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃剤等の各種添加剤を加えることができる。
【００３９】
◆表面層と基材部の説明
上記基材部３は、導電性を付与するための導電性添加材をさらに含んでいる。
【００４０】
上記導電性添加材は、導電特性を有する添加材であれば各種のものを用いることができる。例えば、カーボン、金属等の導電材料からなる粉末、短繊維、鱗片等をあげることができる。
【００４１】
上記導電性添加材には、カーボン粉末を用いることが好ましい。上記カーボン粉末としては、市場に流通しているカーボンブラックを使用することができる。このようなカーボン粉末は、市場における入手が容易で、価格的にも安定している。さらに、上記カーボン粉末は、粉体が微小なので添加した材料の特性として、成形しやすく、成形品の外観や寸法の特性が安定する。
【００４２】
上記基材部３に対する上記カーボン粉末の配合量は、１重量％以上とするのが好ましい。カーボン粉末の配合量が少ないと、充分な導電性が得られず、帯電した静電気を有効に逃がすことができなくなるからである。また、上記基材部３に対する上記カーボン粉末の配合量の上限値は、１０重量％以下ないし６重量％程度以下に設定するのが好ましい。カーボン粉末の配合量が多いと、導電性能は確保できるものの、コスト的に現実的でなくなるからである。
【００４３】
上記表面層２は、上記導電性添加材を含まない。したがって、上記表面層２は、上述したセルロース系粉末と樹脂を少なくとも含んだ複合材であって、上記導電性添加材を含まないものである。
【００４４】
上記表面層２の厚み寸法は、０．５ｍｍ以上とするのが好ましく、上限は２ｍｍ以下程度ないし３ｍｍ以下程度である。表面層２の厚みは、帯電のしにくさという面からは薄いほうが好ましい。ところが、あまりに薄く設定すると、部分的に表面層２がなくなって基材部３が表面に露出するむらができやすい。押し出し成形等の際に、表面層２と基材部３の界面が波打ってしまうからである。また、表面層２が厚すぎるのは、帯電しやすくなって、本発明の目的に反することになる。
【００４５】
◆実施形態における効果の説明
上記各実施形態の複合成形材１は、導電性を付与するための導電性添加材をさらに含んだ基材部３と、上記導電性添加材を含まない表面層２とを有する。
導電性添加材を含んだ基材部３には導電性が付与され、静電気が発生しても基材部３に逃げていく。したがって、帯電が大幅に抑制され、床材に用いた場合の放電による不快感を効果的に防ぐことができる。また、表面層に導電性添加材を含まないことにより、その物性を何ら変化させることなく維持できる。
【００４６】
また、上記導電性添加材はカーボン粉末であるため、
導電性添加材を含んだ基材部３にはカーボン粉末による導電性が付与され、静電気が発生しても基材部３に逃げていく。したがって、帯電が大幅に抑制され、床材に用いた場合の放電による不快感を効果的に防ぐことができる。また、表面層２にカーボン粉末を含まないことにより、高い意匠性を確保することができる。
【００４７】
また、上記基材部３に対する上記カーボン粉末の配合量は、１重量％以上であるため、
導電性添加材を含んだ基材部３にはカーボン粉末による導電性が付与され、静電気が発生しても基材部３に逃げていく。したがって、帯電が大幅に抑制され、床材に用いた場合の放電による不快感を効果的に防ぐことができる。
【００４８】
また、複合成形材１を所定の相手部材に取り付けるときに、上記相手部材１に接触する取り付け面５は、上記基材部２が露出している場合には、
上記基材部３が露出した取り付け面５と相手部材が接触していることから、この接触面を介して静電気が外部に逃げていく。したがって、帯電が大幅に抑制され、床材に用いた場合の放電による不快感を効果的に防ぐことができる。
【００４９】
◆実験例の説明
【００５０】
（１）配合
下記の表１に示す配合で、８種類のデッキ材（図１に示すもの）を成形した。
【００５１】
【表１】
2015009374.tif 000003
【００５２】
（２）摩擦帯電試験
上記デッキ材について、摩擦帯電試験を行った。
試験方法はつぎのとおりである。５０ｃｍの間隙で配置した２本の根太材の上部にデッキ材を載せた。上記デッキ材の上面に運動靴の靴底を擦りつけて摩擦した。摩擦した距離は、２本の根太材に挟まれた５０ｃｍであり、そこで運動靴を１０往復させた。使用した運動靴はゴム底であり、摩擦は人力で行った。摩擦前と摩擦後にそれぞれデッキ材の帯電量を測定した。測定場所は２本の根太材に挟まれた中心部とした。使用した測定器は、ＳＴＡＴＩＲＯＮ−ＤＺ４（シシド静電気株式会社製）である。
【００５３】
試験結果を下記の表２に示す。
配合Ｎｏ．８のデッキ材において、試験後の帯電量が少なく、良好な結果が得られた。配合Ｎｏ．８のデッキ材は、根太材の材質によらず良好な結果が得られている。すなわち、根太材として鋼、アルミニウム、非導電材を用いた場合のいずれにおいても、試験後の帯電量が少なかった。
配合Ｎｏ．３（界面活性剤を３部配合）および配合Ｎｏ．４（界面活性剤を５部配合）のデッキ材は、帯電試験の結果は良好であったが、成形品の表面にひび割れが発生しており、成形のしやすさおよび成形品の外観品質の面で問題がある結果となった。
【００５４】
【表２】
2015009374.tif 000004
【００５５】
（３）表面抵抗率
上記デッキ材について、表層部２と基材部３の表面抵抗率をそれぞれ測定した。測定方法は、日本工業規格  電気絶縁用セラミック材料試験方法（ＪＩＳ  Ｃ  ２１４１−１９９２）の、１４．体積抵抗率試験及び表面抵抗率試験に準じた。その測定条件は、つぎのとおりである。
測定装置：ＨＩＧＨ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ  ＭＥＴＥＲ（ＨＰ  ４３３９Ｂ）
試験片の形状：５ｃｍ×５ｃｍ
電極材：導電性銀塗料
主電極直径：２．６ｃｍ
ガード電極直径：３．８ｃｍ
主電極面積：５．３０６６ｃｍ２
荷重５ｋｇ、電圧５００Ｖで６０秒間印加したのち測定した。
【００５６】
実施例は、配合Ｎｏ．８であり、比較例は、配合Ｎｏ．１である。それぞれ、複数のサンプルについて複数回測定を行い、平均値を算出した。
【００５７】
表面抵抗率の測定結果を下記の表３に示す。比較例では、表面層２と基材部３の表面抵抗率はいずれも１０１５Ωであった。実施例は、表面層２の表面抵抗率は１０１５Ωで、基材部３の表面抵抗率は１０８Ωであった。表面層２の表面抵抗率よりも基材部３の表面抵抗率が低下していることがわかる。
【００５８】
【表３】
2015009374.tif 000005
【符号の説明】
【００５９】
１  複合成形材
２  表面層
３  基材部
４  中空部
５  取り付け面
６  取り付け用溝
【図１】
2015009374.tif 000006