(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質系材料とポリオレフィン系樹脂からなる木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物に木目形成顔料マスターバッチを配合して成形する木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品の製造方法において、木目形成顔料マスターバッチのベース樹脂として融点（示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いてＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠して測定。）が１７０〜２２０℃、メルトフローレートが１〜５０ｇ／１０分（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８、荷重２．１６ｋｇ、温度２３０℃）である熱可塑性ポリエステルエラストマーを使用することを特徴とする木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
木目形成顔料マスターバッチが３〜７０ｗｔ％の顔料を含有していることを特徴とする請求項１記載の木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品の製造方法。
【請求項３】
木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物１００重量部に対して、木目形成顔料マスターバッチ０．５〜１０重量部を配合することを特徴とする請求項１又は２記載の木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、木目模様を有する木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂成形品の製造方法、及びポリオレフィン系樹脂用の木目形成顔料マスターバッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、木粉等の木質系材料を熱可塑性樹脂に配合した複合材を、建築材料、家具、日用品、自動車部品等に利用しようとする試みが各方面で行われており、既に、木粉を含有する塩化ビニル樹脂やＡＢＳ樹脂の成形品については実用化されて大量に使用されるようになってきている。これらの試みは、熱可塑性樹脂に木質材料を配合することによって、曲げ弾性率等の機械的強度が向上すること、熱膨張係数が低減できること、得られる成形品に木材に似た外観や触感（以下、木質感と称す。）が付与できることを利用するものであり、これによって建築廃材や各種木材工業から大量に排出される木粉、木材繊維等の有効利用が可能となった。
【０００３】
しかしながら、木質系材料を熱可塑性樹脂配合した複合材の利用が広がるにつれて、木質感だけでなく、高度な意匠性、すなわち天然木材のような木目模様を付与した成形品を提供することが要望されるようになってきている。
【０００４】
木目模様を有する成形品としては、木目模様柄が施された塩化ビニル樹脂或いはＡＢＳ樹脂からなる成形品が知られている。これは、塩化ビニル樹脂やＡＢＳ樹脂の場合、重合度（分子量）の異なるコンパウンド同士を加熱溶融して混ぜ合わせても完全には混ざり合わないこと、すなわち各々重合度の異なる樹脂に所定の顔料を加えてカラーコンパウンドとし、それらを混合して押出成形すると、色の異なるコンパウンドが互いに混ざり合わずにスジ状の模様となって押し出されることを利用したものである。ところが、ポリオレフィン系樹脂からなる成形品の場合は、成形機のホッパー部分に投入したコンパウンド同士が重合度に差があっても容易に混ざり合って、各コンパウンドの色が混ざった一色となり木目模様を付与することはできなかった。
【０００５】
したがって、ポリオレフィン系樹脂からなる成形品に木目模様を付与するためには、木目形成顔料マスターバッチを成形機のホッパーからではなく、ダイス途中から投入する必要があった。しかしながら、木目形成顔料マスターバッチが半溶融状態になって互いに混ざり合わずにスジ状の模様となって押し出されるように溶融状態をコントロールするのは極めて困難であり、少しのタイミングのズレによって木目模様が形成できなくなるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決して、従来、木目形成顔料マスターバッチを成形機のホッパー部分から投入する方法では困難であるとされていた木目模様を有する木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂成形品の有利な製造方法、及びそれに用いる木目形成顔料マスターバッチを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意検討した結果、木目形成顔料マスターバッチのベース樹脂として特定の融点及びメルトフローレートを有する熱可塑性ポリエステルエラストマーを用いた場合に上記目的が達成できることを見いだし本発明に到った。
【０００８】
すなわち、本発明は以下に述べる木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品の製造方法、及びそれに使用する木目形成顔料マスターバッチである。
（１）木質系材料とポリオレフィン系樹脂からなる木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物に木目形成顔料マスターバッチを配合して成形する木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品の製造方法において、木目形成顔料マスターバッチのベース樹脂として融点（示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いてＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠して測定。）が１７０〜２２０℃、メルトフローレートが１〜５０ｇ／１０分（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８、荷重２．１６ｋｇ、温度２３０℃）である熱可塑性ポリエステルエラストマーを使用することを特徴とする木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品の製造方法。
（２）木目形成顔料マスターバッチが３〜７０ｗｔ％の顔料を含有していることを特徴とする（１）記載の木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品の製造方法。
（３）木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物１００重量部に対して、木目形成顔料マスターバッチ０．５〜１０重量部を配合することを特徴とする（１）又は（２）記載の木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品の製造方法。
（４）融点（示差走査熱量計（ＤＳＣ）によりＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠して測定。）が１７０〜２２０℃、メルトフローレートが１〜５０ｇ／１０分（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８、荷重２．１６ｋｇ、温度２３０℃）である熱可塑性ポリエステルエラストマーをベース樹脂とすることを特徴とするポリオレフィン系樹脂用の木目形成顔料マスターバッチ。
【０００９】
【実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について具体的に説明する。
本発明の木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品は、木質系材料とポリオレフィン系樹脂からなる木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物に木目形成顔料マスターバッチを配合して成形するのである。その際の木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物としては、ポリオレフィン系樹脂に木質系材料を配合したものであって、成形加工可能なものであれば、特に制限なく使用できる。
ここでポリオレフィン系樹脂とは、炭素数２〜２０のα−オレフィンの単独重合体又は共重合体である。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ４−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィンの単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体等のα−オレフィンの共重合体、及びエチレン―酢酸ビニル共重合体、エチレン―（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体、エチレン―（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン―（メタ）アクリル酸共重合体を金属イオンで中和したアイオノマー樹脂等が挙げられ、本発明においては、これらのポリオレフィン系樹脂から選ばれる一種若しくは二種以上を適宜選択することができる。
【００１０】
また、木質系材料とは、リグノセルロース、セルロース又はこれらの誘導体を含む物質であって、従来から樹脂の充填剤として使用されているものが制限なく使用できる。例えば、木粉、木質パルプやパーティクルボードの研磨時に発生するサンダー粉のように木材工業における工業廃棄物としての木質材や未利用の木質材から得られる木質系材料が挙げられる。また、これらを尿素、炭酸ナトリウム等で木酸（レプリン酸、酢酸、ギ酸等）を中和処理したものを使用することができる。
更に、木質系材料として、上記木質系材料に多塩基酸無水物を付加エステル化したエステル化木質系材料も使用することができる。特に、エステル化木質系材料は、未処理の木質系材料に比べてポリオレフィン系樹脂に対する優れた親和性を有しているので好ましい。なお、多塩基酸無水物としては、例えば、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水イタコン酸、無水アジピン酸が挙げられるが、無水マレイン酸を使用するのが特に好ましい。エステル化によって木質系材料中に導入される多塩基酸無水物の割合は木質系材料に対して、概ね０．５〜２０ｗｔ％、好ましくは１．０〜１０ｗｔ％である。
【００１１】
本発明で使用する木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物におけるポリオレフィン系樹脂への木質系材料の配合割合は、木質系材料が１０〜７０ｗｔ％、ポリオレフィン系樹脂が９０〜３０ｗｔ％となるように配合するのが好ましい。木質系材料の配合割合が１０ｗｔ％未満では、木質感に乏しく、また線膨張率が大きくなり、７０ｗｔ％を超えると熱流動性が低下して成形加工が困難となるので好ましくない。
更にまた、本発明の木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品を押出成形法で製造する場合には、木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物として１９０℃、２．１６ｋｇ荷重におけるメルトフローレート（ＭＦＲ：ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８−６５Ｔ）が０．００５〜１．５ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。ＭＦＲが０．００５ｇ／１０分未満では熱流動性が乏しすぎて成形加工が困難となり、１．５ｇ／１０分を越えるとドローダウンし易くなり、目的の形状に成形することが困難となるばかりか、樹脂中への木質系材料の保持力が不足して表面が毛羽立ったりするので好ましくない。
【００１２】
このような条件を満たす木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物として、例えば、
▲１▼  ポリオレフィン系樹脂とエステル化木質系材料を有機過酸化物の存在下／又は不存在下で加熱混練してコンパウンド化したもの、
▲２▼  ポリオレフィン系樹脂、木質系材料、及びこれらの合計量１００重量部に対して１〜１０重量部の変性ポリオレフィン樹脂を加熱混練してコンパウンド化したもの、
▲３▼  ポリオレフィン系樹脂、木質系材料、及び木質系材料に対して０．５〜２０ｗｔ％の多塩基酸無水物を有機過酸化物の存在下で加熱混練してコンパウンド化したものが挙げられるが、これらは高濃度の木質系材料を配合可能であり、加熱成形性にも優れているので好ましい。
なお、木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物を製造する際の、加熱混練は、ブレンダー、ニーダー、ミキシングロール、バンバリーミキサー、一軸若しくは二軸の造粒押出機等の装置を使用して製造することができる。また、▲２▼において使用される変性ポリオレフィン樹脂とは、無水マレイン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、アクリル酸、メタクリル酸、テトラヒドロフタル酸、グリシジルメタクリレート、ヒドロキシメタクリレート等で変性されたポリオレフィン樹脂であり、変性量としては、０．１〜２０重量％である。
【００１３】
更に、本発明で使用する木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物には、必要に応じて、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、ガラス繊維等の無機系の充填剤や、ポリエステル、ポリアミド繊維等の有機系の充填剤、或いは難燃剤、安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤、滑剤等の各種添加剤を添加することも可能である。また、下地用として染料、顔料等の着色剤を配合することも勿論可能である。
【００１４】
一方、木目形成顔料マスターバッチは、ベース樹脂中に顔料、及び必要に応じて分散剤、流動滑剤、安定剤等が配合されたものであって、上述した木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物を成形加工する際に半溶融状態となってスジ状に分散することにより木目模様を形成するものである。本発明においては木目形成顔料マスターバッチのベース樹脂として、特定の融点とメルトフローレートを有する熱可塑性ポリエステルエラストマーを使用する。
本発明でいう熱可塑性ポリエステルエラストマーとは、熱可塑性ポリエステル樹脂のうち分子中にハード部分とソフト部分とを有していてエラストマーとしての性質を示すものを意味しており、例えば、下記式１の（Ｉ）や（ＩＩ）の化学式で表されるハード成分が芳香族ポリエステルからなり、ソフト成分が脂肪族ポリエーテル又は脂肪族ポリエステルからなるコポリマーが特に好ましく使用できる。
【００１５】
【式１】
0004430202.tif 000002
【００１６】
本発明においては上述した熱可塑性ポリエステルエラストマーのうち、融点（示差走査熱量計（ＤＳＣ）によりＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠して測定。）が１７０〜２２０℃、メルトフローレートが１〜５０ｇ／１０分（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８、荷重２．１６ｋｇ、温度２３０℃）のものを使用する。この融点（すなわち、木目形成顔料マスターバッチのベース樹脂の融点）が１７０℃未満では、成形加工温度において木目形成顔料マスターバッチが完全に溶融するので、木目形成顔料マスターバッチが木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物中に細かく分散して木目が形成されないので好ましくなく、２２０℃を越えると木目形成顔料マスターバッチが軟化流動しないので好ましくない。また、メルトフローレート（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８、荷重２．１６ｋｇ、温度２３０℃）が１ｇ／１０分未満では木目形成顔料マスターバッチが成形品表面に浮き出てこなくなるので好ましくなく、５０ｇ／１０分を越えると流れすぎてスジ状になりにくくなるので好ましくない。
【００１７】
更にまた、示差走査熱量計（ＤＳＣ）の測定における融点温度を含む吸熱ピークの開始温度から終了温度までの温度幅（以下、溶融幅という。）が大きい熱可塑性ポリエステルエラストマーを使用するのが好ましい。好ましい溶融幅は３０〜８０℃である。
【００１８】
なお、本発明においては、上記熱可塑性ポリエステルエラストマーをベース樹脂として使用するのであるが、ベース樹脂の一部としてポリオレフィン系樹脂を併用することも可能である。その場合は、上記熱可塑性ポリエステルエラストマーの配合量よりポリオレフィン系樹脂の配合量を少なくするのが好ましい。
【００１９】
木目形成顔料マスターバッチに配合する顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、チタンイエロー、べんがら等の通常合成樹脂の着色に使用される有機若しくは無機の染料、顔料が特に制限なく使用できる。その際、顔料の含有率は、使用する顔料の種類、色、色調にもよるが約３〜７０ｗｔ％、好ましくは１０〜４０ｗｔ％である。また、分散剤としては、ステアリン酸マグネシウム等の通常の分散剤が特に制限なく使用できる。その際、分散剤の添加量はベース樹脂と顔料の合計に対して０．０５〜１．５ｗｔ％である。なお、木目形成顔料マスターバッチはベース樹脂、顔料及び分散剤等を室温下でヘンシェルミキサー等の混合装置にて混合し、二軸押出機等を用いて混練造粒して製造することができる。
【００２０】
本発明の木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品は、成形機のホッパー部に上記木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物、木目形成顔料マスターバッチ及び必要に応じて上記木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物自体を着色するための着色用顔料マスターバッチ、或いはその他の添加剤を投入し、当該成形機で成形加工することによって製造する。成形加工の方法としては押出成形、射出成形、その他の各種成形方法が適用できるが、好ましくは押出成形、特に好ましくは異形押出成形が用いられる。また、成形加工温度は、木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物中の木質系材料が２００℃を越えると熱分解し始めるので、概ね１６０〜２１０℃の範囲で木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物や木目形成顔料マスターバッチの熱流動特性を勘案して適宜選択すればよい。
特に、本発明においては木目形成顔料マスターバッチが成形加工時に半溶融状態となってスジ状に分散することを利用している関係上、該木目形成顔料マスターバッチのベース樹脂である熱可塑性ポリエステルエラストマーが半溶融状態を取りうる温度で成形加工するのが好ましい。したがって、好ましい成形加工温度は融点温度を含む吸熱ピークの開始温度以上、終了温度以下である。より好ましくは（融点−３０℃）以上、融点以下である。
【００２１】
また、木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物と木目形成顔料マスターバッチの配合割合は、木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物１００重量部に対して、木目形成顔料マスターバッチが０．５〜５重量部とするのが好ましい。更に、成形品全体の色調を整えるために、本発明においては上記木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物と木目形成顔料マスターバッチに加えて上記木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物自体を着色するために白木、ライト、ミディアム、ダーク等の色の着色用顔料マスターバッチを配合するのが好ましい。着色用顔料マスターバッチの好ましい配合割合は木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物１００重量部に対して０．５〜１０重量部である。
【００２２】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本実施例では以下の原材料を使用した。
＜木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物＞
ポリプロピレン（ホモポリマー、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重におけるメルトフローレート０．５ｇ／１０分、比重０．９１）４０重量部、高密度ポリエチレン（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重におけるメルトフローレート０．０１ｇ／１０分、比重０．９６）３０重量部、木粉に無水マレイン酸を付加エステル化したエステル化木粉（木粉中に導入された無水マレイン酸の割合は木粉に対して２．４ｗｔ％）、及び有機過酸化物としての１，３−ビス（２−ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン０．００８重量部を二軸押出機に供給し、設定温度１８０℃で加熱混練して１９０℃、２．１６ｋｇ荷重におけるメルトフローレートが０．０３ｇ／１０分である木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。
【００２３】
＜木目形成顔料マスターバッチ＞
ヘンシェルミキサーにて、表１に示す熱可塑性ポリエステルエラストマー７０重量部、茶色顔料としての弁柄３０重量部及び分散剤としてのステアリン酸マグネシウム０．２重量部を室温下で混合し、次いで二軸押出機でバレル設定温度２００℃、時間当たりの押出混練量６ｋｇの条件で混練造粒して木目形成顔料マスターバッチを得た。得られた木目形成顔料マスターバッチを同じく表１に示す。
【００２４】
【表１】
0004430202.tif 000003
【００２５】
実施例１〜６
木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物１００重量部、着色用顔料（白木調、ベース樹脂：低密度ポリエチレン）５重量部、及び表２に示した木目形成顔料マスターバッチ２重量部をブレンダーで混合して、押出機（スクリュー口径＝５０φｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２、２ステージ（第１ステージ  Ｃ．Ｒ＝３．０、第２ステージ  Ｃ．Ｒ＝２．３））に投入して、表２に示す樹脂温度で、ダイスから幅１５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの平板状に異形押出成形して、木目模様を有するポリオレフィン系樹脂成形品を得た。得られた成形品の肌合い及び木目模様についての評価結果を同じく表２に示す。
【００２６】
【表２】
0004430202.tif 000004
【００２７】
比較例１
比較のために、木目形成顔料マスターバッチのベース樹脂をポリプロピレン（ホモポリマー、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重におけるメルトフローレート０．５ｇ／１０分、比重０．９１）にした以外は実施例１と同様にして異形押出成形したところ、木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物に、着色用顔料マスターバッチと木目形成顔料マスターバッチが完全に混ざり合って木目模様は形成されなかった。
【００２８】
比較例２
木目形成顔料マスターバッチのベース樹脂をナイロン６／１２共重合体（融点１５５℃）にした以外は実施例１と同様にして異形押出成形したところ、木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物に、着色用顔料マスターバッチと木目形成顔料マスターバッチが完全に混ざり合って木目模様は形成されなかった。
【００２９】
比較例３
木目形成顔料マスターバッチのベース樹脂として架橋剤０．２％を配合したエチレン・プロピレンゴム（三井化学製、三井ＥＰＴ  Ｘ−３０１２Ｐ、ムーニー粘度：ＭＬ（１＋４）１００℃が１５、エチレン含量７５ｗｔ％）にした以外は実施例１と同様にして異形押出成形したところ木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物に、着色用顔料マスターバッチと木目形成顔料マスターバッチが完全に混ざり合って木目模様は形成されなかった。
【００３０】
実施例及び比較例からも明らかなようにベース樹脂が特定の融点及びメルトフローレートを有する熱可塑性ポリエステルエラストマーからなる本発明の木目形成顔料マスターバッチを使用した場合には木質系材料含有ポリオレフィン樹脂成形品に木目模様を付与することができた。一方、ベース樹脂としてポリプロピレンやナイロン６／１２共重合体、或いはエチレン・プロピレンゴムからなる木目形成顔料マスターバッチを使用した比較例に係る木質系材料含有ポリオレフィン樹脂成形品においては木目模様を形成することができなかった。
【００３１】
【効果】
本発明によって、木質系材料含有ポリオレフィン系樹脂組成物からなる成形品に対しても木目模様を付与することが可能となったので、工業部品材料、建築材料等の各種分野に好適に使用することができる。特に、住宅部材、建築材料としてのドア材、外壁材、洗面化粧台、カウンター材、窓枠、壁材、廻り縁木、手すり、構造材、土木角材、柱、床柱、飾り柱、耐震材、建具天井材、雨戸板、袖板、腰板、側板、下地材、床材、大屋根、巻き屋根、上下巻物板、バスユニット（バス天井、バス壁、腰掛け）、パレット、コンクリートパネル、足場材、遮蔽板、遮音板、家具の箱天井、扉、前板裏板、棚板、幕板、甲板、背板、座板、厨房部材、防水材、防かび材、防腐材、家電製品（キャビネット、ステレオキャビネット、アンプキャビネット、ピアノやオルガンの親板等に有用である。