(57)【要約】【課題】本発明は木質成形板の廃材や端切れあるいはその前駆体であるマットの切り屑を有効に再利用し、あわせて耐水性の良い木質成形体を提供することを課題とする。【解決手段】表裏層２３，２４が木質材料を熱可塑性樹脂で結着した木質成形体屑および／またはその粉砕物および／または該木質成形体を製造する際にフォーミングされるマットの屑および／またはその粉砕物の層であり、芯層２２が木質材料を熱可塑性樹脂で結着した層である複層木質成形体２１を提供する。  上記表裏層２３，２４は熱可塑性樹脂を含み、木質成形体２１の吸水率を低減する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏層が木質材料を熱可塑性樹脂で結着した木質成形体屑および／またはその粉砕物および／または該木質成形体を製造する際にフォーミングされるマットの屑および／またはその粉砕物の層であり、芯層が木質材料を熱可塑性樹脂で結着した層であることを特徴とする複層木質成形体。
【請求項２】
型枠上に木質材料を熱可塑性樹脂で結着した木質成形体屑および／またはその粉砕物および／または該木質成形体を製造する際にフォーミングされるマットの屑および／またはその粉砕物を散布して表層または裏層用マットをフォーミングし、該表層または裏層マットの上に木質材料と熱可塑性樹脂溶融物との混合物を散布して芯層用マットをフォーミングし、更に該芯層マットの上に該木質成形体屑および／またはその粉砕物および／または該木質成形体を製造する際にフォーミングされるマットの屑および／またはその粉砕物を散布して裏層または表層用マットをフォーミングし、このようにしてフォーミングされた三層マットをプレス成形することを特徴とする複層木質成形体の製造方法。
【請求項３】
芯層用マットをフォーミングする場合、押出機のダイのノズルから熱可塑性樹脂溶融物を糸状に吐出させ、該糸状熱可塑性樹脂溶融物に木質材料を添加する請求項２に記載の複層木質成形体の製造方法。
【請求項４】
該木質材料は加熱状態で該糸状熱可塑性樹脂溶融物に添加する請求項３に記載の複層木質成形体の製造方法。
【請求項５】
表層または裏層用マットをフォーミングし、その上に芯層用マットをフォーミングした後プリプレスを行い、更にその上に裏層または表層用マットをフォーミングし、このようにしてフォーミングされた三層マットをプレス成形する請求項２〜４に記載の複層木質成形体の製造方法。
【請求項６】
該木質成形体屑および／またはその粉砕物および／または該木質成形体を製造する際にフォーミングされるマットの屑および／またはその粉砕物の粒径は３〜２０mmである請求項２〜５に記載の複層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、例えば建築材料やコンクリート型枠に使用される木質成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から木粉、木片等の木質材料を熱可塑性樹脂で結着した木質成形体が提供されている。該木質成形体は例えば、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たり、あるいは押出機のダイのノズルから糸状に吐出させた熱可塑性樹脂溶融物に木質材料を添加した混合物を型枠上に散布してマットをフォーミングし、該マットをプレス成形する方法等によって製造されている（例えば特許文献１、２、３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１１７７０９号公報
【特許文献２】特開２００３−１２７１３４号公報
【特許文献３】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】
【０００４】
上記木質成形体の廃材、端材、鋸屑、あるいは木質材料と熱可塑性樹脂との混合物のマットをプレス成形前所定寸法に切断する際等に発生する切り屑等が発生する。
このような屑には熱可塑性樹脂が混合されているから、木質材料に混合して再利用する場合、加熱状態では該熱可塑性樹脂が軟化粘着して木質材料の均一な散布を阻害するので、木質成形体の木質材料として再利用しにくいと云う問題点がある。
一方木質成形体の木質材料として多用されているのは木片である。しかし木片は比較的サイズが大きいので、木質成形体の表裏面において樹脂に被覆されずに露出し、該木質成形体の吸水膨潤率が増加すると云う問題点もある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、表裏層(23,24) が木質材料Ｗを熱可塑性樹脂Ｒで結着した木質成形体屑および／またはその粉砕物Ｄおよび／または該木質成形体を製造する際にフォーミングされるマットの屑および／またはその粉砕物Ｄの層であり、芯層(22)が木質材料Ｗを熱可塑性樹脂Ｒで結着した層である複層木質成形体(21)を提供するものである。
上記木質成形体(21)は、例えば型枠(2) 上に木質材料Ｗを熱可塑性樹脂Ｒで結着した木質成形体屑および／またはその粉砕物Ｄおよび／または該木質成形体(21)を製造する際にフォーミングされるマットの屑および／またはその粉砕物Ｄを散布して表層Ｍ1 または裏層用マットをフォーミングし、該表層Ｍ1 または裏層マットの上に木質材料Ｗと熱可塑性樹脂Ｒ溶融物との混合物を散布して芯層用マットＭ2 をフォーミングし、更に該芯層マットＭ2 の上に該木質成形体屑および／またはその粉砕物Ｄおよび／または該木質成形体を製造する際にフォーミングされるマットの屑および／またはその粉砕物Ｄを散布して裏層Ｍ3 または表層用マットをフォーミングし、このようにしてフォーミングされた三層マットをプレス成形することによって製造される。
芯層用マットＭ2 をフォーミングする場合、押出機(5) のダイ(7) のノズル(8) から熱可塑性樹脂Ｒ溶融物を糸状に吐出させ、該糸状熱可塑性樹脂Ｒ溶融物に木質材料Ｗを添加することが望ましく、またその場合該木質材料Ｗは加熱状態で該糸状熱可塑性樹脂Ｒ溶融物に添加することが望ましい。更に表層Ｍ1 または裏層用マットをフォーミングし、その上に芯層用マットＭ2 をフォーミングした後プリプレスを行い、更にその上に裏層Ｍ3 または表層用マットをフォーミングし、このようにしてフォーミングされた三層マットをプレス成形することが望ましく、また該木質成形体屑および／またはその粉砕物Ｄおよび／または該木質成形体を製造する際にフォーミングされるマットの屑および／またはその粉砕物Ｄの粒径は３〜２０mmであることが望ましい。
【発明の効果】
【０００６】
〔作用〕
本発明では木質成形体屑および／または該木質成形体を製造する際にフォーミングされるマットの屑および／またはその粉砕物Ｄを加熱することなくそのまゝ散布して表裏層用マットＭ1 をフォーミングするから、含有する熱可塑性樹脂Ｒが軟化粘着せず、散布性がよく均一なマットがフォーミングされる。
芯層用マットＭ2 をフォーミングする場合、押出機(5) のダイ(7) のノズル(8) から熱可塑性樹脂Ｒ溶融物を糸状に吐出させ、該糸状熱可塑性樹脂Ｒ溶融物に木質材料Ｗを添加すると、木質材料Ｗと熱可塑性樹脂Ｒ溶融物との混合が均一に行われる。該木質材料Ｗは加熱状態で該糸状熱可塑性樹脂Ｒ溶融物に添加すると、更に木質材料Ｗと熱可塑性樹脂Ｒ溶融物との混合が均一に行われる。表層Ｍ1 または裏層用マットをフォーミングし、その上に芯層用マットＭ2 をフォーミングした後プリプレスを行うと、上記二層マットＭ1,Ｍ2 の構造が緻密化され強度が高くなり、かつ表面が平滑になる。更にその上に裏層Ｍ3 または表層用マットをフォーミングし、このようにしてフォーミングされた三層マットをプレス成形すると、裏層Ｍ3 または表層用マットをフォーミングする時やプレス成形する時に裏層または表層用屑が芯層マットＭ2 内に食い込んで埋設してしまうことがなくなり、またマットの崩れがなく、製品強度、表面平滑性等が向上する。また該木質成形体屑および／またはその粉砕物Ｄおよび／または該木質成形体を製造する際にフォーミングされるマットの屑および／またはその粉砕物Ｄの粒径は３〜２０mmであると、表裏層(23,24) が緻密になり木質材料Ｗが露出せず、木質成形体(21)の吸水膨潤率が小さくなる。
【０００７】
〔効果〕
したがって本発明では、木質成形体や該木質成形体のマットの屑が有効に再利用され、更に表面が平滑であり耐水性の高い木質成形体が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を以下に詳細に説明する。
〔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、芯層には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。
【０００９】
本発明にあつては、表裏層の材料として、木質成形体の廃材や端切れ、鋸屑、あるいは木質成形体を製造する際にフォーミングされるマットを所定寸法に切断してプレス成形する際に発生する切り屑等の屑を使用する。該屑には熱可塑性樹脂が含有される。
該屑は粒径が２０mmを越える場合には粉砕される。粒径が２０mmを越える屑を使用した場合には、木質成形体の表裏層の構造が粗になり耐水性、平滑性が低下する。該屑を粉砕する場合には粒径を３mmまでとすることが望ましい。粒径３mm未満に粉砕するには時間がかゝりすぎ、効率が悪くなる。
【００１０】
〔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の廃材がある。
【００１１】
上記の熱可塑性樹脂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シート、包装用熱可塑性袋、熱可塑性繊維製品、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。
【００１２】
〔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。
【００１３】
〔木質成形体の製造〕
本発明の木質成形体を製造するには、例えば図１に示すようにコンベア(1) 上に型枠(2) を並列し、その上に上記屑および／またはその粉砕物Ｄを材料供給コンベア(3) の末端から引っ掻きロール(4) によって飛散させ、型枠(2) 上に上記屑および／またはその粉砕物Ｄを堆積させて表層用マットＭ1 をフォーミングする。該マットＭ1 上には芯層用マットＭ2 がフォーミングされる。
【００１４】
芯層用マットＭ2 をフォーミングするには、図２に示すような押出機(5) の根端部ホッパー(6) からチップ状あるいはペレット状の熱可塑性樹脂Ｒを供給し、押出機(5) 中で該熱可塑性樹脂Ｒを加熱溶融状態としながらダイ(7) 内に押出し、図３に示すようにダイ(7) のノズル孔(8) から糸状に吐出する。
この際該ダイ(7) のノズル孔(8) の両側に熱風吹出し口(9) を開口させ、熱風供給路(10)からの熱風を斜め下方に吹付け、該熱可塑性樹脂Ｒ吐出物を延伸細化してもよい。
【００１５】
上記ダイ(7) のノズル孔(8) は複数個並設されていることが好ましい。該ダイ(7) のノズル孔(8) の口径φ1 は０．２〜２．０mmとすることが好ましく、口径φ1 が０．２mm以下の場合は熱可塑性樹脂Ｒ溶融物、特に熱可塑性樹脂廃材の溶融物に含まれている爽雑物がノズル孔(8) に詰り易くなり、２．０mmを越えると該糸状の熱可塑性樹脂Ｒ吐出物が大きくなり、木質材料Ｗと均一に混合することが困難となる。
該ノズル孔(8) の口径φ1 が０．２〜２．０mmの場合は、ノズル孔(8) は詰ることがなく、かつ糸状熱可塑性樹脂Ｒ吐出物は均一に木質材料Ｗに混合することが出来る。
【００１６】
該ダイ(7) のノズル孔(8) 群の直下両側に木質材料供給コンベア(11,11) を配置し、該供給コンベア(11,11) 上の木質材料Ｗを該供給コンベア(11,11) 末端に配置されている散布ロール(12,12) によって散布し、該ダイ(7) のノズル孔(8) から下方に向けて吐出された糸状の熱可塑性樹脂Ｒ吐出物と混合する。該木質材料Ｗはあらかじめ加熱状態にしておくことが望ましい。
【００１７】
このように熱可塑性樹脂Ｒ溶融物と該木質材料Ｗとが均一に混合された上で、該混合物は上記コンベア(1) 上に搬送され表層用マットＭ1 がフォーミングされている型枠(2) 上にマット状に堆積し、芯層用マットＭ2 がフォーミングされる。上記芯層用マットＭ2 において木質材料Ｗと熱可塑性樹脂Ｒとの混合比率は通常７：３〜５：５質量比とする。上記型枠(2) 上にフォーミングされた表層用マットＭ1 と芯層用マットＭ2 とは、所望なれば図４に示すように、コンベアプレス(13)によってプリプレスされる。このようなプリプレスによって上記二層マットＭ1,Ｍ2 は整形され構造が緻密になる。
【００１８】
上記表層用マットＭ1 と芯層用マットＭ2 とをプリプレスした後、図５に示すように更にその上からコンベア(14)によって供給される上記屑および／またはその粉砕物Ｄを引っ掻きロール(15)によって飛散させ、該芯層用マットＭ2 上に堆積させ裏層用マットＭ3 をフォーミングし、プレス成形する。上記したようにプリプレスを行うと、芯層用マットＭ2 が緻密になり、プレス成形の際に裏層用マットＭ3 の材料が芯層用マットＭ2 内に埋設しないようになる。
【００１９】
このようにして図６に示すように、芯層(22)の表裏面に表層(23)と裏層(24)とを積層した板状の木質成形体(21)が製造される。
【００２０】
上記木質成形体(21)において、芯層(22)の木質材料として、木片（４〜８mm×２０〜２５mm×０．５〜１mmサイズ）を使用し、表裏層(23,24) の材料として樹脂量４０質量％の木質成形板の廃材の粉砕物を使用し、熱可塑性樹脂Ｒとして再生ポリプロピレンを使用し、表裏層(23,24) の質量を全板質量に対して各１０質量％に設定し、全体厚みは１２mmに設定した。
【００２１】
上記木質成形体試料について、表裏層用材料としての木質成形板廃材粉砕物の粒径を種々変更した試料（厚み１２mm、巾７０mm、長さ２００mm）を作成し、室温で水に浸して２４時間放置して厚み変化率（％）を測定した。その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１に示すように粒径３mm〜２０mmの粉砕物を使用した試料は吸水厚み変化率が４％以下になるが、粒径２０mmを越えた粉砕物を使用すると、吸水厚み変化率は４％以上になる。
【００２４】
粒径１２mmの粉砕物を使用した試料について、スパン１５cm、荷重速度１０mm／分の条件で曲げ試験を行ったところ、曲げ強度５０Ｎ／mm2 、曲げヤング率７ＫＮ／mm2 、最大たわみ量は３mmであり、略合板レベルの物性が達成出来た。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明にあっては、表面平滑で耐水性に富み、建築板やコンクリート型枠に適する木質成形体が安価に提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
図１〜図６は本発明の一実施例を示すものである。
【図１】表層用マットフォーミング工程説明側面図
【図２】熱可塑性樹脂溶融物吐出状態説明図
【図３】芯層用マットフォーミング工程説明図
【図４】プリプレス工程説明図
【図５】裏層用マットフォーミング工程説明図
【図６】木質成形体部分側断面図
【符号の説明】
【００２７】
2     型枠
5     押出機
7     ダイ
8     ノズル孔
21    木質成形体
22    芯層
23    表層
24    裏層
Ｄ    粉砕物
Ｍ1   表層用マット
Ｍ2   芯層用マット
Ｍ3   裏層用マット
Ｒ    熱可塑性樹脂
Ｗ    木質材料
【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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【図６】
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