(57)【要約】      （修正有）【課題】結晶性の熱可塑性合成樹脂における微視的なクリープ現象の発生を抑制することで、水分の多い場所で用いた場合でもクラックの発生が起こりにくい木粉高充填樹脂成形体及び合成木材を提供する。【解決手段】木粉高充填樹脂成形体１の形成にＭＦＲが０．１〜０．９となされた熱可塑性合成樹脂を用いることで、結晶性の合成樹脂の、結晶ラメラ間のタイ原子の数が多くなってクリープ寿命が長くなされていることで、木粉が４０〜８０ｗｔ％を高充填されていても、木粉が水分を吸収して膨潤した場合でも微視的なクリープ現象の発生を抑制でき、水分の多い場所で用いた場合でも吸水における寸法変化やクラックの発生を起こりにくくできる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性合成樹脂に木粉を配合し押出成形により成形された樹脂成形体であって、前記木粉が４０〜８０ｗｔ％含有され、前記熱可塑性合成樹脂に結晶性の合成樹脂で、ＪＩＳ−Ｋ７２１０（熱可塑性プラスチックの流れ試験方法）に規定される試験条件４におけるメルトフローレート（以下、ＭＦＲとする）が０．１〜０．９のものを用いて形成されていることを特徴とする木粉高充填樹脂成形体。
【請求項２】
請求項１に記載の木粉高充填樹脂成形体の外側に、木粉を１０〜４０ｗｔ％含有し、且つ前記木質高充填成形体より木粉の含有割合が小さい木粉低充填合成樹脂層が設けられていることを特徴とする合成木材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラス、バルコニー、レストラン等建物の床材、駅前広場、公園の遊歩道、池、泉水等に懸かる木橋、自然公園内の湿地等に渡された木道、台所、浴室の簀の子や椅子、容器等の水分に曝される場所において好適に使用され、合成樹脂に木粉が高充填されて形成された木粉高充填樹脂成形体及び合成木材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂に木粉を高充填して形成した木粉高充填樹脂成形体としては、木粉３０重量％以上、流動性指数ＭＦＲが１００〜５００ｇ／１０ｍｉｎの高流動性樹脂３〜１０重量％、ＭＦＲが１〜５０ｇ／１０ｍｉｎの熱可塑性樹脂（汎用熱可塑性樹脂）１２〜６５重量％および滑剤２〜１０重量％を必須成分として含有する木粉高充填押出成形用樹脂組成物と、その樹脂組成物を押出成形して得られる平板、異型または中空形状の木粉高充填押出成形体が開示されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０１６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、合成木材を水分に多く接触する場所で使用すると、配合された木粉が水分を吸収して膨潤し、体積が膨張することから合成木材内で微少な内部応力が発生される。かかる内部応力が長期に亘って働き続けると、合成樹脂が結晶性のものである場合、結晶ラメラ間のずれを発生させ微視的なクリープ現象が起こり、そのクリープ現象により更に木粉への水分の吸収が促進される。この様な現象が持続的に生じることで結晶ラメラ間のずれが大きくなってゆき、寸法変化が大きくなり、視認されるまでの大きさとなるとクラックが発生したり、強度の低下及び美観の悪化を招いたりする恐れがある。
【０００５】
特許文献１に記載のような従来の木粉高充填樹脂成形体では、木粉を高充填させるためにＭＦＲが１００〜５００ｇ／１０ｍｉｎという極めて流動性の高い熱可塑性樹脂を用いており、合成樹脂を構成する結晶ラメラ間を繋ぐタイ原子の数が少なくクリープ寿命が短いことから、水分の多い場所で用いると、配合された木粉が水分を含んで膨潤した場合にクリープ現象が起こりやすく、クラックが発生する恐れが大きいものであった。
【０００６】
本発明は上記の如き課題に鑑みてなされたものであり、結晶性の熱可塑性合成樹脂における微視的なクリープ現象の発生を抑制することで、水分の多い場所で用いた場合でもクラックの発生が起こりにくい木粉高充填樹脂成形体及び合成木材を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は以下のような構成としている。すなわち、本発明に係わる木粉高充填樹脂成形体は、熱可塑性合成樹脂に木粉を配合し押出成形により成形された樹脂成形体であって、前記木粉が４０〜８０ｗｔ％含有され、前記熱可塑性合成樹脂に結晶性の合成樹脂で、ＪＩＳ−Ｋ７２１０（熱可塑性プラスチックの流れ試験方法）に規定される試験条件４におけるメルトフローレート（以下、ＭＦＲとする）が０．１〜０．９のものを用いて形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明に係わる木粉高充填樹脂成形体によれば、ＭＦＲが０．１〜０．９となされた熱可塑性合成樹脂を用いることで、結晶性の合成樹脂の、結晶ラメラ間のタイ原子の数が多くなってクリープ寿命が長くなされていることで、木粉が４０〜８０ｗｔ％を高充填されていても、木粉が水分を吸収して膨潤した場合でも微視的なクリープ現象の発生を抑制でき、水分の多い場所で用いた場合でも吸水における寸法変化やクラックの発生を起こりにくくすることができる。
【０００９】
ここで結晶性の合成樹脂は、結晶化した部分の密度が高く、なおかつ硬いため、耐薬品性に優れた剛直なイメージの合成樹脂を示すもので、具体的には高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド（ナイロン）、ポリアセタール，ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン
、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリルなどが挙げられる。これらを適宜用途に応じて一種類、若しくは複数種類混合して適用することができる。
【００１０】
また、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に規定される試験条件４とは、ＪＩＳ中の試験機を用いて１９０℃で２．１６ｋｇの試験荷重をかけて１０分間当たりの樹脂流出量を測定するものであり、上記結晶性の合成樹脂であるポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリアミドなどの試験条件として好適に用いられるものである。
【００１１】
ＭＦＲを０．１〜０．９とするにおいては、その範囲内のＭＦＲ値である熱可塑性合成樹脂を１種類用いてもよく、またその範囲内のＭＦＲ値、若しくはその範囲外のＭＦＲ値である熱可塑性合成樹脂を複数種類配合して見かけのＭＦＲ値を０．１〜０．９としたものを用いてもよい。
【００１２】
また本発明に係わる合成木材は、請求項１に記載の木粉高充填樹脂成形体の外側に、木粉を１０〜４０ｗｔ％含有し、且つ前記木質高充填成形体より木粉の含有割合が小さい木粉低充填合成樹脂層が設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係わる合成木材によれば、請求項１に記載の木粉高充填樹脂成形体によりクラックの発生の恐れを小さくして天然木材に近い剛性が確保され、且つ木粉低充填合成樹脂層により耐候性と美観とを確保でき、高品質で美観と剛性とを備えるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係わる木粉高充填樹脂成形体によれば、ＭＦＲが０．１〜０．９となされた熱可塑性合成樹脂を用いることで、結晶性の合成樹脂の、結晶ラメラ間のタイ原子の数が多くなってクリープ寿命が長くなされていることで、木粉が４０〜８０ｗｔ％を高充填されていても、木粉が水分を吸収して膨潤した場合でも微視的なクリープ現象の発生を抑制でき、水分の多い場所で用いた場合でも吸水における寸法変化やクラックの発生を起こりにくくすることができる。
【００１５】
また本発明に係わる合成木材によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の木粉高充填樹脂成形体によりクラックの発生の恐れを小さくして天然木材に近い剛性が確保され、且つ木粉低充填合成樹脂層により耐候性と美観とを確保でき、高品質で美観と剛性とを備えるものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係わる最良の実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係わる木粉高充填樹脂成形体の、実施の一形態を示す斜視図である。木粉高充填樹脂成形体１は、断面矩形を形成する板枠部１１内にリブ部１２により二体の中空部１３が設けられたものであり、板枠部１１及びリブ部１２は木粉が５０ｗｔ％配合された熱可塑性合成樹脂を用いて、押出成形により成形されたものである。
【００１８】
ここで、板枠部１１の断面矩形における四隅を形成している角部１４については、樹脂成形品として成形後の内部応力の発生が不可避なものであり、常時角部１４を形成する板枠部１１を押し広げる方向Ｙ１に応力が生じている。板枠部１１を形成する合成樹脂中の木粉に水分が吸収されると、上述の如く微視的なクリープ現象が発生してクラックが発生しやすくなるが、この様な応力が生じている角部１４の内側においてとりわけクラックの発生が起こりやすくなる。
【００１９】
図２は、本発明に係わる合成木材の、実施の一形態を示す斜視図である。図１と同様に断面矩形の板枠部１１内にリブ部１２が設けられることで二体の中空部１３が設けられることで木粉高充填樹脂成形体１が形成されているが、木質高充填樹脂成形体１の外側には、押出成形時に木粉高充填樹脂成形体１と一体に押出成形され、合成樹脂に木粉が２０ｗｔ％充填されている木粉低充填合成樹脂層２が形成されることで合成木材１０となされている。
【００２０】
かかる合成木材１０においては、木粉低充填合成樹脂層２側からの水分の吸収は防がれるものの、中空部１３が設けられていることで中空部１３から木粉高充填樹脂成形体１の角部１４付近に含まれる木粉には水分が吸収されるようになり、かかる角部１４付近においてクラックが発生しやすくなる。
【００２１】
木粉高充填樹脂成形体１において、含まれる木粉の量が少ないと、木粉が水分を含んで膨潤する度合いが小さくクラックが発生する恐れは殆どないが、合成樹脂に木粉が４０ｗｔ％以上含まれるとクラックの発生が懸念される状態となる。図１の木粉高充填樹脂成形体１、及び図２の合成木材１０において、木粉高充填樹脂成形体１を形成する合成樹脂に、ＭＦＲが０．１〜０．９となされた熱可塑性合成樹脂を用いることで、熱可塑性合成樹脂の結晶ラメラ間のタイ原子の数が多くなってクリープ寿命が長くなされていることで、木粉が４０〜８０ｗｔ％を高充填されていても、木粉が水分を吸収して膨潤した場合でも微視的なクリープ現象の発生を抑制でき、水分の多い場所で用いた場合でもクラックの発生を起こりにくくすることができる。木粉が８０ｗｔ％を上回ると、成形時の流動性が極めて悪化し、押出成形すること自体が極めて困難な状態となる。
【００２２】
木粉高充填樹脂成形体１の形成に用いられる熱可塑性合成樹脂としては、熱可塑性で結晶性のＭＦＲが０．１〜０．９のものであれば特に限定されるものではないが、押出成形に好適に用いられる高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド（ナイロン）、ポリアセタール，ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン
、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル等を用いることができる。
【００２３】
また木粉については、木粉高充填樹脂成形体１中に４０〜８０ｗｔ％配合でき、押出成形により著しい焦げや変成等が発生しないものであれば特に限定されるものではないが、スギ、ヒノキ、ベイツガ等がよく使用され、その粒径は２０〜１００メッシュ程度のものが好適である。木粉は４０〜８０ｗｔ％配合されるが、最も好適な配合割合は５０〜６０ｗｔ％である。
【００２４】
また木粉低充填合成樹脂層２の形成に用いられる合成樹脂は、押出成形が可能である木粉高充填樹脂成形体１の形成に用いられる合成樹脂が好適であるが、木粉高充填樹脂成形体１の形成に用いられている合成樹脂と相溶性を有するものが、成形時に一体化することができ好ましい。また配合する木粉は１０ｗｔ％を下回ると合成木材としての木質感を得ることができなくなり、４０ｗｔ％を上回ると耐久性の低下を招くこととなる。
【００２５】
図３は、本発明に係わる合成木材の、他の実施形態を示す斜視図である。合成木材１０は、断面中実でプレート状の台形形状である木粉高充填樹脂成形体１の周囲に、木粉低充填合成樹脂層２が設けられて形成されている。木粉高充填樹脂成形体１の周囲は木粉低充填合成樹脂層２により覆われて水分の吸収はほとんど起こらないが、端面から水分が吸収されると、厚み方向の一方の端部からクラックＣが発生しやすくなる。押出成形においては、とりわけ中央付近に木粉の充填量が多くなる傾向があることから、厚み方向の中央付近においてクラックが発生する恐れが大きくなる。かかる木粉高充填樹脂成形体１を形成する合成樹脂に、ＭＦＲが０．１〜０．９となされた熱可塑性合成樹脂を用いることでクラック発生の懸念を小さくすることができる。
【００２６】
次に、本発明による効果を、以下の実施例において示す。
【００２７】
（実施例１）
ＭＦＲが０．８の結晶性の合成樹脂である高密度ポリエチレン樹脂１００重量部に、ベイツガの木粉（８０メッシュ）を１００重量部配合したものを原料とし、二層押出成形により、図３に示した形状の合成木材を形成したが、その木粉高充填樹脂成形品として前記造粒原料を用いて形成することで、本発明の実施例１に係わる合成木材を得た。尚、木粉高充填樹脂成形体の厚みは７ｍｍ、幅は２００ｍｍ、木粉低充填合成樹脂層は高密度ポリエチレン１００重量部に木粉２５重量部配合して形成したものであり、その厚みは１．５ｍｍである。
【００２８】
（実施例２）
木粉高充填樹脂成形品として、ＭＦＲが０．３の高密度ポリエチレン樹脂を用いた以外は実施例１と同様にして、本発明の実施例２に係わる合成木材を得た。
【００２９】
（実施例３）
木粉高充填樹脂成形品として、高密度ポリエチレン樹脂１００重量部に対して木粉を１２２重量部配合した以外は実施例１と同様にして、本発明の実施例３に係わる合成木材を得た。
【００３０】
（比較例１）
木粉高充填樹脂成形品として、ＭＦＲが１．２の高密度ポリエチレン樹脂を用いた以外は実施例１と同様にして、比較例１の合成木材を得た。
【００３１】
（比較例２）
木粉高充填樹脂成形品として、高密度ポリエチレン樹脂１００重量部に対して、木粉を８２重量部配合した以外は比較例１と同様にして、比較例２の合成木材を得た。
【００３２】
（比較例３）
木粉高充填樹脂成形品として、ＭＦＲが２．０の高密度ポリエチレン樹脂を用いた以外は実施例１と同様にして、比較例３の合成木材を得た。
【００３３】
（比較例４）
木粉高充填樹脂成形品として、ＭＦＲが５．０の高密度ポリエチレン樹脂を用いた以外は実施例１と同様にして、比較例４の合成木材を得た。
【００３４】
（比較例５）
木粉高充填樹脂成形品として、高密度ポリエチレン樹脂１００重量部に対して、木粉を５４重量部配合した以外は比較例４と同様にして、比較例５の合成木材を得た。
【００３５】
（評価方法）
実施例及び比較例の合成木材を、６０℃の温水に３０日間浸漬し、１日おきにクラックの発生の有無を目視にて確認した。また浸漬から１、３、５、１０、１５、２０、３０日目に、吸水率（浸漬前からの重量増の割合）を測定した。その結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
2007152832.tif 000003
【００３７】
表１に示す通り、熱可塑性合成樹脂のＭＦＲが０．９以下である実施例１〜３については、木粉が５０ｗｔ％及び５５ｗｔ％含まれている場合でも、３０日間の温水浸漬においてクラックの発生が見られていない。熱可塑性合成樹脂のＭＦＲが０．９を上回り、且つ木粉を５０ｗｔ％含有する比較例１、３及び４については、比較的早期にクラックの発生が確認され、木粉の含有量が４５ｗｔ％である比較例２についても比較的遅い時期ではあるがクラックが発生している。尚、クラックはいずれも図３に示すクラックＣの位置にて発生している。また同じ木粉の含有量であれば、ＭＦＲが小さいほどクラックの発生時期が遅くなることも確認されている。尚、木粉の含有量が３５ｗｔ％である比較例５についてはクラックの発生は見られなかった。木粉の含有量が５０ｗｔ％である実施例１〜３、比較例１、３及び４については、温水浸漬３０日後の含水率はいずれも高い値となっており、実施例１〜３については、木粉への水分の吸収は見られるものの、クラックの発生は起こらないことが示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係わる木粉高充填樹脂成形体の、実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係わる合成木材の、実施の一形態を示す斜視図である。
【図３】本発明に係わる合成木材の、他の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    木粉高充填樹脂成形体
１３  中空部
２    木粉低充填合成樹脂層
１０  合成木材
【図１】
2007152832.tif 000004
【図２】
2007152832.tif 000005
【図３】
2007152832.tif 000006