(57)【要約】【課題】本発明は、木質成形体に使用する結着剤としての熱可塑性樹脂にＡＢＳ樹脂が混在しても、軽量かつ高強度な木質成形体を製造出来るようにすることを課題とする。【解決手段】アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン樹脂を含む熱可塑性樹脂にフェノール系樹脂初期縮合物を混合した混合物を主体とする結着剤の溶融物Ｒをダイ３のノズル孔４から糸状に吐出させつゝ木質材料Ｗに混合し、プレス成形により所定形状に成形する。上記フェノール系樹脂初期縮合物は、ＡＢＳ樹脂の溶融粘度を低下せしめ、ダイ３のノズル孔４から吐出される糸状熱可塑性樹脂溶融物Ｒの径を細くし、木質材料Ｗと緻密に絡むようにする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン樹脂を含む熱可塑性樹脂にフェノール系樹脂初期縮合物を混合した混合物を主体とする結着剤によって木質材料を結着し、所定形状に成形したことを特徴とする木質成形体。
【請求項２】
該フェノール系樹脂初期縮合物はノボラックである請求項１に記載の木質成形体。
【請求項３】
該熱可塑性樹脂は再生樹脂である請求項１または請求項２に記載の木質成形体。
【請求項４】
アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン樹脂を含む熱可塑性樹脂にフェノール系樹脂初期縮合物を混合した混合物を主体とする結着剤の溶融物をダイのノズル孔から糸状に吐出させつゝ木質材料に混合し、プレス成形により所定形状に成形することを特徴とする木質成形体の製造方法。
【請求項５】
該フェノール系樹脂初期縮合物はノボラックである請求項４に記載の木質成形体の製造方法。
【請求項６】
該熱可塑性樹脂は再生樹脂である請求項５に記載の木質成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軽量な木質成形体および木質成形体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
〔発明の背景〕
従来、木粉等の木質材料と熱可塑性樹脂とを混合して木質成形体を成形するものとしては、エクストルーダーや加熱溶融型ニーダー等で熱可塑性樹脂を溶融させて、その中に木粉等を投入し、練り込んだ混合物を押出成形したり、木質材料と熱可塑性樹脂チップもしくはペレットとの混合物をホットプレスして成形体を得ることが提案されている。木質材料としては、木粉のほか故紙を粉砕したもの等、細かい木質材料が用いられている。このような木質成形体は建築板や家具素材として有用である。
【０００３】
上記のように高温高圧下で溶融状態にした熱可塑性樹脂中に木質材料を投入すると、元来木質材料が保有する種々の糖分、リグニン等が該溶融熱可塑性樹脂に溶出し、さらにエクストルーダー等のスクリューによる高圧状態での練込み作用によって、その溶出成分が該熱可塑性樹脂に分散されることゝなる。その結果該熱可塑性樹脂成分が劣化し、所定の硬度や強度が得られなかったり更に靱性が得られず脆くなったりし、また耐候性も悪くなって屋外で紫外線に曝露されることでチョーキングを起こす等の不具合が生じる。
また、木質材料に熱可塑性樹脂チップもしくはペレットを混合する場合、常温下で該木質材料と該樹脂を混合しても均一に該樹脂が分散し難く、また木質材料として故紙粉砕物を用いた場合、比表面積が増加することでバインダーとしての樹脂分が多量に必要となり、その結果密度が高くなってしまい、合板、ＯＳＢと云った熱硬化性樹脂を用いた強度特性に優れた既存構造材にかわるような軽量木質成形体が得られ難いと云う問題点があった。
【０００４】
〔従来の技術〕
上記問題点を解決する手段として、従来熱可塑性樹脂溶融物をダイのノズルから糸状に吐出させ、これを木質材料に混合してプレス成形により所定形状に成形した木質材料が提供されている。
上記木質成形体にあっては、該熱可塑性樹脂溶融物をダイのノズルから糸状に吐出させるので、該糸状の熱可塑性樹脂溶融物は木質材料と絡み合い、したがって分離することなく木質材料に均一に混合することが出来る（例えば特許文献１、２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２７１３４号公報
【特許文献２】特開２００２−３７０２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記糸状の熱可塑性樹脂溶融物を木質材料に混合する場合、均密な混合を図るには出来るだけ細い糸になるようにすることが望ましい。しかしアクリロニトリル−スチレン−ブタジエン樹脂（ＡＢＳ樹脂）が熱可塑性樹脂に混合している場合には、熱可塑性樹脂溶融物の粘度が高くなって、細い糸に吐出させることが困難となる。
上記結着剤として使用する熱可塑性樹脂は熱可塑性樹脂成形品の廃材から回収した再生樹脂を使用することが好ましいが、この場合廃棄物からＡＢＳ樹脂を選別除去することは非常に手間がかゝる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン樹脂を含む熱可塑性樹脂にフェノール系樹脂初期縮合物を混合した混合物を主体とする結着剤によって木質材料Ｗを結着し、所定形状に成形した木質成形体を提供する。
該フェノール系樹脂初期縮合物はノボラックであることが望ましく、更に該熱可塑性樹脂は再生樹脂であることが望ましい。
更に本発明ではアクリロニトリル−スチレン−ブタジエン樹脂を含む熱可塑性樹脂にフェノール系樹脂初期縮合物を混合した混合物を主体とする結着剤の溶融物Ｒをダイ(3) のノズル孔(4) から糸状に吐出させつゝ木質材料Ｗに混合し、プレス成形により所定形状に成形する木質成形体の製造方法が提供される。
該フェノール系樹脂初期縮合物はノボラックであることが望ましく、更に該熱可塑性樹脂は再生樹脂であることが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
〔作用〕
フェノール系樹脂初期縮合物はＡＢＳ樹脂に対して相溶性が悪い。したがってフェノール系樹脂初期縮合物を混合したＡＢＳ樹脂を含む熱可塑性樹脂の溶融物は粘度が低くなり、ダイのノズルから糸状に吐出させた時、糸の太さが細くなる。このような細い糸状の熱可塑性樹脂溶融物は木質材料に絡み均密に混合する。また混合中に空気もまき込まれる。  その結果得られた木質成形体は軽量でかつ高強度なものとなる。
フェノール系樹脂初期縮合体としてノボラックを選択すると、該ノボラックは加熱溶融状態の熱可塑性樹脂と混合しても、硬化剤を添加しないと硬化しないから、取扱いが容易になる。
本発明にあっては、熱可塑性樹脂は木質材料の結着剤として使用するにすぎないから、再生工程時の粉砕、加熱、攪拌等によって機械的性質が劣化した再生樹脂を使用しても、新規樹脂を使用した場合と略同様な強度の木質成形体が得られる。
【０００９】
〔効果〕
したがって本発明にあっては、軽量かつ高強度な木質成形体が得られ、また再生樹脂も有効利用が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
〔木質材料〕
本発明において使用される木質材料としては、木片、ストランド、木粉、木毛、木質繊維束、木質パルプ等がある。該木質材料は例えば木造建築物を構築、改築あるいは解体する場合に発生する端切れや廃材等から得られるものであってもよい。このような端切れや廃材は従来主として焼却処理されていたが、焼却処理によれば地球温暖化の原因となるＣＯ2 ガスが発生する。しかし上記のように端切れや廃材を木質材料として再利用すれば環境負荷を低減出来る。
上記木質材料として、特にフレーク形状の木片を使用することが好ましい。フレーク形状の木片は例えばパールマン社のリングフレーカーを用いて、薄削片状にした形状で幅０．５〜２０mm、長さ１〜５０mm、厚み０．１〜５mmのものが好ましく、さらに幅０．５〜１０mm、長さ４〜３５mm、厚み０．１〜２．５mmのものが好ましく、特に幅４〜８mm、長さ２０〜２５mm、厚み０．５〜１mmの木片が好ましい。
上記したように該木質材料は廃材を使用することが出来るが、このような改築、解体木材は容易にフレーカーによってフレーク形状の木片とすることが出来る。
また、木片に水分があると加熱成形の際木片から水蒸気が発生し、木片と熱可塑性樹脂との間に水蒸気膜を作ってしまい、木片と熱可塑性樹脂との密着がうまくいかないため、通常木片処理化した後にドライヤーにて木片の含水率は５％未満に乾燥される。
【００１１】
〔熱可塑性樹脂〕
本発明において使用される熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレンターポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、フッ素樹脂、熱可塑性アクリル樹脂、熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリアミド、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等の熱可塑性樹脂および上記熱可塑性樹脂成形品の廃材から回収した再生樹脂がある。
【００１２】
上記の熱可塑性樹脂成形品廃材のソースとして特に有用なものは、大量に廃材が発生する農業用熱可塑性樹脂シート、包装用熱可塑性樹脂袋、熱可塑性合成繊維製品、家庭電化製品のキャビネット、自動車のバンパー等である。
【００１３】
〔ＡＢＳ樹脂〕
本発明で云うＡＢＳ樹脂とは、ブタジエン−アクリロニトリルゴムと、スチレン−アクリロニトリル樹脂とのブレンド、ブタジエンゴムまたはブタジエン−スチレンゴムへのアクリロニトリルおよびスチレンのグラフト重合体、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの均質三元共重合体のいづれも包含する。
ＡＢＳ樹脂は単独で成形材料として使用される他、ＰＶＣの改質剤として使用されることもあり、熱可塑性樹脂成形品の廃材から樹脂を再生する場合、再生樹脂に含有される確率が高い。
【００１４】
〔フェノール系樹脂初期縮合物〕
本発明に使用するフェノール系樹脂初期縮合物とは、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン等のフェノール類とホルムアルデヒドとの初期縮合物である。
上記初期縮合物には上記フェノール類に対してホルムアルデヒドを過剰にしてアルカリ触媒で反応して得られるレゾールと、ホルムアルデヒドに対して上記フェノール類を過剰にして酸触媒で反応して得られるノボラックとがある。
レゾールは加熱するか、または酸を加えると常温でも硬化するが、ノボラックは一般にそのまゝ加熱しても可溶可融であり、パラホルムアルデヒドやヘキサメチレンテトラミン等の硬化触媒を添加すれば硬化する。したがってノボラックは加熱溶融状態の熱可塑性樹脂中にあっても殆ど硬化せず、上記硬化触媒の添加によって初めて硬化する。
レゾールを使用する場合には、加熱溶融状態の熱可塑性樹脂中で硬化するおそれがあり、硬化した場合には熱可塑性樹脂溶融物をダイのノズルから糸状に吐出させる場合につまり等の支障をきたす場合がある。したがってレゾールを使用する場合には、熱可塑性樹脂溶融物にレゾールを添加し短時間でノズルから吐出させなければならない。
【００１５】
〔第三成分〕
上記木質材料と、熱可塑性樹脂以外に、本発明の木質成形体には例えば、撥水剤、防水剤、酸化防止剤、酸化抑制剤等の老化防止剤、着色剤、低粘度化剤、接着改良材等が添加されてもよいし、特に２種類以上の熱可塑性樹脂を混合する場合には相溶化剤を添加してもよい。
【００１６】
〔木質成形体廃材の利用〕
本発明の木質成形体の廃材は切削、粉砕、あるいは解繊して木質材料とし、再び木質成形体の原料や木質セメント板の原料として再利用が出来る。このような木質成形体の再利用においてはリサイクル性は非常に高いものであり、間接的には熱可塑性樹脂のリサイクル性が大巾に向上する。しかもこのような木質成形体は建築板、家具素材、コンクリート型枠等に大量使用されるからリサイクル熱可塑性樹脂も大量に消費出来る。
【００１７】
〔木質成形体の製造〕
本発明の木質成形体を製造するには、通常熱可塑性樹脂の粉砕物、ペレット等を押出機中にて加熱溶解し、該押出機のダイのノズルから糸状に吐出せしめ、木質材料と混合し、糸状熱可塑性樹脂溶融物を混合した木質材料をマットにフォーミングしてプレス成形を行う。プレス成形はホットプレスでもコールドプレスでもよいが、成形性の点からみてホットプレスが望ましい。
【００１８】
本発明にあっては上記熱可塑性樹脂中のＡＢＳ樹脂の含有量を特に限定するものではないが、通常は１０〜５０質量％程度である。また上記熱可塑性樹脂中に添加するフェノール系樹脂初期縮合物の量は、通常３〜１０質量％程度とする。この添加量範囲に充たない場合は、ダイのノズルから糸状に吐出される樹脂溶融物の太さが余り細くならず、この添加範囲を越える場合には、木質成形体の物性に好ましくない影響が及ぼされる。
上記したように、フェノール樹脂初期縮合物の添加によって、ＡＢＳ樹脂を含む熱可塑性樹脂溶融物の粘度が低くなってダイのノズルから糸状に吐出した場合、糸の径が細くなり、木質材料に緻密に絡ませることが出来る。通常フェノール樹脂初期縮合物を熱可塑性樹脂溶融物に添加しない場合に比べて、添加した場合には糸の太さを２０〜３０％減らすことが出来る。
上記ダイのノズル口径は通常０．２〜２．０mmに設定される。そして木質材料に対する熱可塑性樹脂の添加量は、通常１０〜７０質量％程度とする。
【００１９】
上記のようにしてフェノール樹脂初期縮合物を添加した熱可塑性樹脂溶融物を木質材料に混合したら、パラホルムアルデヒド、ヘキサメチレンテトラミン等の粉末を更に添加混合するかあるいはそれらのアルコールや水の溶液を噴霧しつゝマットにフォーミングする。フォーミングしたマットは前記したようにプレス成形され、一般には板状成形体に成形される。
【００２０】
連続的に木質成形体を製造するには、例えば図１に示すような押出機(1) の根端部ホッパー(2) からチップ状あるいはペレット状の熱可塑性樹脂にフェノール樹脂初期縮合物を添加した混合物を供給し、押出機(1) 中で該熱可塑性樹脂を加熱溶融状態としながらダイ(3) 内に押出し、図２に示すようにダイ(3) のノズル孔(4) から糸状に吐出する。
この際該ダイ(3) のノズル孔(4) の両側に熱風吹出し口(5) を開口させ、熱風供給路(6) からの熱風を斜め下方に吹付け、該熱可塑性樹脂吐出物Ｒを延伸細化してもよい。
【００２１】
図２に示すように、該ダイ(3) のノズル孔(4) の直下両側に木質材料供給コンベア(7,7) を配置し、該供給コンベア(7,7) 上の木質材料Ｗを、該供給コンベア(7,7) 末端に配置されている散布ロール(8,8) によって散布し、ダイ(3) のノズル孔(4) から吐出された糸状の熱可塑性樹脂吐出物Ｒと混合する。
【００２２】
このように糸状の熱可塑性樹脂溶融物Ｒと該木質材料Ｗとが均一に混合された上で、該混合物Ｍx はコンベア(9) 上に搬送されている型板(10)上にマット状に堆積し、この際パラホルムアルデヒドやヘキサメチレンジアミンの溶液をスプレー装置(11)から該混合物Ｍx に吹付け、堆積した混合物Ｍx はロールプレス(12)または成形プレス等に送られ、板状にプレス成形される。本発明にあっては、型板(10)を使用することなく混合物Ｍx を直接コンベア(9) 上に散布堆積してもよい。
【実施例】
【００２３】
図１および図２に示す装置によって板状の木質成形体を製造した。
使用した熱可塑性樹脂はポリプロピレンシート廃材粉砕物とＡＢＳ樹脂成形品廃材粉砕物とを９：１〜５：５質量比で混合したものであり、押出機(1) に投入するに先立ち、フェノール樹脂初期縮合物を上記混合物に対して３質量％添加した。
上記熱可塑性樹脂混合物は該押出機(1) 内で２３０℃にて加熱溶融され、ダイ(3) のノズル孔(4) から径０．８mmの糸状に吐出させた。
【００２４】
木質材料としては４〜８mm×２０〜２５mm×０．５〜１mmのサイズの木片を使用し、該木質材料中に該熱可塑性樹脂は４０質量％になるように混合した。
【００２５】
上記混合物はコンベア(9) 上の型板(10)上にマット状に堆積され、更にスプレー装置(11)によって該マット状堆積物上にヘキサメチレンテトラミンの０．１質量％水溶液が堆積物に対して３質量％になるようにスプレーされた上でロールプレス(12)によって１９０℃、１分間のホットプレスによって、厚み１２mmの板に成形された。この成形板の物性は、比重０．８５と軽量であり、曲げ強度も３０Ｎ／mm2 と高強度であった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明にあつては、ＡＢＳ樹脂が混在する熱可塑性樹脂を結着剤として使用して、軽量かつ高強度の木質成形体が製造出来るから、特に熱可塑性樹脂廃材を再利用する際に、分別等の手間がかゝらない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】熱可塑性樹脂の押出および吐出工程説明図
【図２】木質成形体製造工程説明図
【符号の説明】
【００２８】
1       押出機
2       ホッパー
3       ダイ
4       ノズル孔
Ｍx     混合物
Ｒ      熱可塑性樹脂溶融物（吐出物）
Ｗ      木質材料
【図１】
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【図２】
2005219441.tif 000004