(57)【要約】  本発明は、主原料である木粉に加えてゴム系の原料を含めることにより、圧縮及び衝撃強度などの物理的な特性を向上させることができ、寸法安定性を改善することにより直結施工が行えるようにした木材・プラスチック複合材に関する。これを実現するための本発明は、原木又は木材チップを粉砕して主原料である木粉を製造するステップと、前記木粉にゴム系原料及び添加剤を含めて投入した後に混練して混合物を製造するステップと、前記製造された混合物を押出、射出又はプレス成形して木材・プラスチック複合材を製造するステップと、を含むことを特徴とする。このような本発明によれば、木材・プラスチック複合材を製造するのに用いられる主原料である木粉に加えて、伸び率及び強度に優れた木材チップと長繊維及びゴム系の原料を含めることにより、それぞれの高分子特性が発現されて成形性が良好になるだけではなく、寸法安定性の製品物性を改善することができ、これにより、木材・プラスチック複合材の直結施工が行えるというメリットがある。【特許請求の範囲】
【請求項１】
原木又は木材チップを粉砕して主原料である木粉を製造するステップと、
前記木粉にゴム系原料及び添加剤を含めて投入した後に混練して混合物を製造するステップと、
前記製造された混合物を押出、射出又はプレス成形して木材・プラスチック複合材を製造するステップと、
を含むことを特徴とする木材・プラスチック複合材の製造方法。
【請求項２】
前記木粉は、
含水率が５〜１５重量％になるように乾燥器内において８０〜１２０℃の温度に加熱されて乾燥されることを特徴とする請求項１に記載の木材・プラスチック複合材の製造方法。
【請求項３】
前記混合物は、木材チップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の木材・プラスチック複合材の製造方法。
【請求項４】
前記木材チップは、０．５〜１８ｃｍの長さに切断されてなることを特徴とする請求項３に記載の木材・プラスチック複合材の製造方法。
【請求項５】
前記木材チップは、３〜８ｃｍの長さに切断されてなることを特徴とする請求項３に記載の木材・プラスチック複合材の製造方法。
【請求項６】
前記混合物は、長繊維をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の木材・プラスチック複合材の製造方法。
【請求項７】
前記長繊維は、トウモロコシ繊維、ココナット繊維、椰子樹繊維、葦、竹、稲わら、綿、麻、毛、絹などの天然繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ナイロンなどの強化高分子繊維及び鋼線のうちのいずれか一種又は複数種を選択的に用いることを特徴とする請求項６に記載の木材・プラスチック複合材の製造方法。
【請求項８】
前記長繊維は、０．５〜１８ｃｍの長さに切断されてなることを特徴とする請求項７に記載の木材・プラスチック複合材の製造方法。
【請求項９】
前記混合物は、木粉、木材チップ及び長繊維１０〜８０重量％、ゴム系原料１０〜４０重量％を含むことを特徴とする請求項６に記載の木材・プラスチック複合材の製造方法。
【請求項１０】
前記混合物は、木粉、木材チップ及び長繊維５０〜８０重量％、ゴム系原料１０〜４０重量％を含むことを特徴とする請求項６に記載の木材・プラスチック複合材の製造方法。
【請求項１１】
前記ゴム系原料は、合成ゴム、天然ゴム、再生ゴムのうちのいずれか一種又は複数種を選択的に含むことを特徴とする請求項１に記載の木材・プラスチック複合材の製造方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のうちのいずれか一項に記載の製造方法により製造される木材・プラスチック複合材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材・プラスチック複合材に係り、さらに詳しくは、ゴム系の原料を含めて圧縮及び衝撃強度などの物理的な特性を向上させて直結施工が行えるようにし、木材チップ又は長繊維を含めて寸法安定性を向上させることのできる木材・プラスチック複合材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、木材は、天然材料として汎用されている素材であるが、水分に弱く、経時的にひび割れ、破裂などが発生するためメンテナンスコストが非常に高い。このような木材の欠点を補完したものが木材・プラスチック複合材（ＷＰＣ：Ｗｏｏｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ／Ｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）である。
【０００３】
木材・プラスチック複合材は、通常の木材の欠点である脱色、ひび割れ、破裂などの変形がほとんどない。特に、天然木材とは異なり、水分に強いので、外装材として用いる場合にも腐敗し難い。このようなメリットを有することから、天然木材と防腐木材に代えうるものとして成長しつつあり、市場の規模が次第に大きくなる傾向にある。
【０００４】
しかしながら、上述した木材・プラスチック複合材は、天然木材に比べて直結施工（Ｄｉｒｅｃｔ Ｎａｉｌｉｎｇ）の制限により施工上の不便さがあった。換言すれば、直結施工とは、釘付けを用いて木材と木材が結合するように施工することをいうが、従来の木材・プラスチック複合材の場合、釘付けを行う場合に、天然木材とは異なり、釘付け部をはじめとする周辺部に破損が起こり易いが故に、釘付けを行うことができないという欠点があった。この理由から、釘付けの代わりにクリップなどを用いて木材・プラスチック複合材を施工せざるを得ないため、施工方法が非常に制限的であるだけではなく、施工に高度の専門性が求められるため木材・プラスチック複合材の需要が制限的にならざるを得ないという問題があった。
【０００５】
この理由から、木材・プラスチック複合材を製造するに当たって、直結施工が行えるように木材・プラスチック複合材を製造するのに用いられる素材の改善が求められているのが現状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した問題を解消するために案出されたものであり、主原料である木粉に加えてゴム系の原料を含めることにより、圧縮及び衝撃強度などの物理的な特性を向上させて直結施工が行えるようにし、木粉に加えて伸び率及び強度に優れた木材チップと長繊維を含めて寸法安定性を改善することにより、直結施工が行えるようにした木材・プラスチック複合材を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明の木材・プラスチック複合材の製造方法は、原木又は木材チップを粉砕して主原料である木粉を製造するステップと、前記木粉にゴム系原料及び添加剤を含めて投入した後に混練して混合物を製造するステップと、前記製造された混合物を押出、射出又はプレス成形して木材・プラスチック複合材を製造するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
この場合、前記木粉は、含水率が５〜１５重量％になるように乾燥器内において８０〜１２０℃の温度に加熱されて乾燥されることを特徴とする。
【０００９】
また、前記混合物は、木材チップをさらに含んでいてもよい。
【００１０】
さらに、前記混合物は、木材チップ又は／及び長繊維をさらに含んでいてもよい。
【００１１】
さらにまた、前記混合物は、木粉、木材チップ及び長繊維１０〜８０重量％、ゴム系原料１０〜４０重量％を含むことを特徴とする。
【００１２】
さらにまた、前記ゴム系原料は、合成ゴム、天然ゴム、再生ゴム（廃タイヤ、弾性ブロック）のうちのいずれか一種又は複数種を選択的に含むことを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、前記混合物は、相溶化剤０．１〜５０重量％、充填剤０．１〜５０重量％、酸化防止剤０．１〜３０重量％、潤滑剤０．１〜３０重量％、顔料０．１〜３０重量％の添加剤を選択的に含むことを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、前記長繊維は、０．５〜１８ｃｍの長さに切断されてなることを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、前記長繊維は、トウモロコシ繊維、ココナット繊維、椰子樹繊維、葦、竹、稲わら、綿、麻、毛、絹などの天然繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ナイロンなどの強化高分子繊維及び鋼線のうちのいずれか一種又は複数種を選択的に用いることを特徴とする。
【００１６】
本発明による木材・プラスチック複合材は、上記の製造方法のうちのいずれか一つの製造方法により製造されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上の構成を有する本発明は、主原料である木粉に加えてゴム系の原料を含めることにより、圧縮及び衝撃強度などの物理的な特性を向上させて直結施工が行えるようにし、木粉に加えて伸び率及び強度に優れた木材チップ及び長繊維を含めて寸法安定性を改善することにより、従来の直結施工が行えなかった木材・プラスチック複合材の問題を解消することができるという効果がある。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
本発明による木材・プラスチック複合材の製造方法は、原木又は木材チップを粉砕して主原料である木粉を製造するステップと、前記木粉にゴム系原料及び添加剤を含めて投入した後に混練して混合物を製造するステップと、前記製造された混合物を押出、射出又はプレス成形して木材・プラスチック複合材を製造するステップと、を含む。
【００２０】
すなわち、本発明は、木材・プラスチック複合材の主原料である木粉に加えてゴム系原料及び添加剤を含めることにより、圧縮及び衝撃強度などの物理的な特性を向上させることができ、これにより、直結施工を行うことが可能になる。
【００２１】
この場合、前記粉砕されて製造された木粉に対しては、前記木粉内の含水率が５〜１５重量％になるように乾燥器の内部に投入した後に８０〜１２０℃の温度に加熱する乾燥工程を行う。すなわち、前記木粉の乾燥温度が８０℃以下であれば、乾燥に長時間がかかり、乾燥温度が１２０℃以上であれば、急激な乾燥により木粉そのものの緻密な組織が捩れてしまうという変形が引き起こされる。
【００２２】
このとき、前記木粉の含水率が５〜１５重量％になるように乾燥するが、このように水分を５〜１５重量％に維持する場合、別途のバインダを添加しなくても他の原料との円滑な混合が行われる。これに対し、含水率が１５重量％以上になる場合には、木材・プラスチック複合材の製造に際して木粉内の水分が蒸発して気泡などが発生し、これは、配合時に結合力を弱化させる原因となる。その結果、不良品が発生するという問題がある。
【００２３】
また、前記混合物は、主原料である木粉に加えて、木材チップ（Ｗｏｏｄ  Ｆｌａｋｅ Ｃｈｉｐ）と長繊維（Ｌｏｎｇ  Ｆｉｂｅｒ）をさらに含む。この場合、前記木材チップは、０．５〜１８ｃｍの長さに切断されてなるものを用いることが好ましく、さらに好ましくは、３〜８ｃｍの長さに切断されてなるものを用いる。すなわち、木材チップの長さが０．５ｃｍ以下になるように切断される場合には、既存の木粉を主原料として用いた場合とは大差ないため、圧縮及び衝撃強度など物理的な特性の向上が期待され難い。これに対し、木材チップの長さが１８ｃｍ以上になるように切断される場合には、木材チップとゴム系原料との配合工程及び成形工程を行うことが困難である。さらに好ましくは、３〜８ｃｍの長さに切断されてなるものを用い、前記範囲内であれば、圧縮及び衝撃強度などの物理的な特性に優れていると共に、他の材料との配合及び成形が行い易い。
【００２４】
加えて、前記長繊維は、０．５〜１８ｃｍの長さに切断して形成することが好ましい。すなわち、長繊維を０．５ｃｍ以下の長さに形成する場合には、既存の木粉を用いる場合に比べて大差がなく、圧縮及び衝撃強度など物理的な特性の向上が期待され難い。これに対し、木材チップが１８ｃｍ以上の長さに切断される場合には木材チップとゴム系原料との配合工程及び成形工程を行うことが困難である。但し、木材・プラスチック複合材の成形方法を用いた押出成形に際して長繊維を木材・プラスチック複合材の長手方向に平行に並べて成形する場合、前記範囲の長さではなくても制限なしに成形することができる。
【００２５】
また、前記長繊維は、トウモロコシ繊維、ココナット繊維、椰子樹繊維、葦、竹、稲わら、綿、麻、毛、絹(Ｓｉｌｋ)などの天然繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ナイロンなどの強化高分子繊維及び鋼線（Ｓｔｅｅｌ ｗｉｒｅ）のうちのいずれか一種又は複数種を選択的に用いることができる。
【００２６】
さらに、前記木材チップ及び長繊維は、含水率が低いほど木材・プラスチック複合材の成形性が良好になるが、例えば、前記木材チップ及び長繊維の含水率は、木粉の場合と同様に、５〜１５重量％を維持するように所定の乾燥工程を行うことが好ましい。
【００２７】
上記の切断及び乾燥工程を経た木材チップ及び長繊維は、ゴム系原料及び添加剤と混合されて混合物を形成する。
【００２８】
この場合、前記ゴム系原料は、合成ゴム、天然ゴム、再生ゴム（廃タイヤ、弾性ブロック）のうちのいずれか一種又は複数種を選択的に含む。
【００２９】
ここで、このような混合物（Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）は、木粉、木材チップ及び長繊維１０〜８０重量％、ゴム系原料１０〜４０重量％及び相溶化剤０．１〜５０重量％、充填剤１〜５０重量％、酸化防止剤０．１〜３０重量％、潤滑剤０．１〜３０重量％、顔料０．１〜３０重量％の添加剤を混練器の内部に選択的にそれぞれ投入した後、所定時間混練する過程により製造される。さらに好ましくは、木粉、木材チップ及び長繊維５０〜８０重量％、ゴム系原料１０〜４０重量％、その他の添加剤１０重量％以下を含むことが好ましい。
【００３０】
一方、木粉は、木材チップに比べて単一粒子当たりの表面積が大きく、混合物内に多量含有される場合に混合物が濃くなって原料の流動性が下がって加工し難いため、前記混合物内の木粉の含量は６０重量％以下になるように混合されることが好ましい。
【００３１】
前記混合物が製造された後には、所定の成形工程を経て木材・プラスチック複合材を製造する。この場合、本発明においては、木材・プラスチック複合材を押出工法を用いて成形することが好ましいが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、射出、プレスなどの工法を用いて製造してもよいということはいうまでもない。
【００３２】
このような工程により成形されて製造される木材・プラスチック複合材は、建物の外壁材、屋根又は住宅用フェンス、テラス、散歩路の床面材などの用途に使用可能である。
【００３３】
上述したように、本発明による高強度の木材・プラスチック複合材は、混合物に木粉に加えて所定の長さに切断された木材チップ及び長繊維が配合されることにより、圧縮及び衝撃強度などの物理的な特性が向上するとともに、軽量化が図れる。
【００３４】
さらに、前記混合物に所定の割合のゴム系原料及び添加剤を配合することにより、それぞれの高分子特性が発現されて成形性が良好になるとともに、寸法安定性の製品物性が改善される。これにより、木材・プラスチック複合材の直結施工を行うことが可能になる。
【００３５】
以上、本発明を特定の好適な実施形態を挙げて図示及び説明したが、本発明は前記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の変更及び修正が行えるということはいうまでもない。
【国際調査報告】
2015526324.tif 000002
2015526324.tif 000003
2015526324.tif 000004
2015526324.tif 000005