(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形品の生地部分を形成する樹脂材料たる生地材料の生地混練工程と、
模様づけをするための樹脂材料たる模様材料を混練する模様混練工程と、
金型へ送り出す前に、生地混練工程後の生地材料と模様混練工程後の模様材料とを中間ダイで重ね合わせる重ね合わせ工程とを含み、
その重ね合わせ工程では、成形品における押出方向に垂直な断面模様を一定とし、かつ成形品の外表面部分に模様材料が表出するように、生地材料と模様材料とを合流させる形状を、中間ダイの送り出し口側の内壁に至る縞模様または波模様とすることにより、模様材料の一部が金型における内壁側へ連通するようにして金型側に送り出されることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項２】
生地混練工程と模様混練工程とでは、いずれか一方の混練の程度を不十分な混練としたことを特徴とする請求項１記載の樹脂成形方法。
【請求項３】
生地材料には、セルロース粉末を含ませたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の樹脂成形方法。
【請求項４】
模様材料には、セルロース粉末を含ませたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の樹脂成形方法。
【請求項５】
成形品の生地部分を形成する樹脂材料たる生地材料と、模様づけをするための樹脂材料たる模様材料とを、成形品における押出方向に垂直な断面模様が一定となるようにするために、生地材料を混練するメイン混練機の先端側に設けられたブレーカープレートと金型との間に配置される中間ダイであって、
メイン混練機での混練後の生地材料を取り込むための生地材料口と、
サブ混練機での混練後の模様材料を取り込むための模様材料口とを備えるとともに、
生地材料口から取り込まれる生地材料と模様材料口から取り込まれる模様材料とを合流させて金型側へ送り出す送り出し口を備え、この合流させる形状を、送り出し口側の内壁に至る縞模様または波模様とすることにより、
模様材料口は、送り出し口側において模様材料の一部が金型における内壁側へ連通するように形成されていることを特徴とする中間ダイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は樹脂成形方法およびその方法に用いる中間ダイに関し、更に詳しくは、樹脂の成形品において、長手方向に垂直な断面の模様がほぼ同一となるような成形する技術に関する。
【０００２】
【先行技術】
被覆構造を備えた成形品を効率的に製造する手段として、メイン押出機のシリンダーの出口付近にて、サブ押出機にて混練した被覆樹脂を合流させる手段は、「複層成形」として以前より行われてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した成形技術にあっては、複雑な層構造が所望される成形品には適していなかった。サブ押出機を三つ以上備える押出機は、押出機の設置スペースの設計や樹脂の温度管理、圧力比の調整などが複雑化するためである。
一方、機能を要求される層構造ではなくて、単に色柄模様としての層構造が所望される潜在的なニーズはあったが、複雑な層構造が「複層成形」でなければならないという制限の下では、実現されなかった。
【０００４】
本願発明が解決すべき課題は、簡単な手段によって複雑な断面模様を出すことができる成形技術を提供することである。
ここで、請求項１ないし請求項４記載の発明の目的は、簡単な手段によって複雑な断面模様をつくり出すことができる成形方法を提供することである。
また、請求項５記載の発明の目的は、複雑な断面模様を比較的簡単な構造によって達成できる中間ダイを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した目的を達成するためのものである。
（請求項１）
請求項１記載の発明は、成形品の生地部分を形成する樹脂材料たる生地材料（５０）の生地混練工程と、模様づけをするための樹脂材料たる模様材料（５１）を混練する模様混練工程と、金型へ送り出す前に、生地混練工程後の生地材料（５０）と模様混練工程後の模様材料（５１）とを中間ダイ（４０）で重ね合わせる重ね合わせ工程とを含み、その重ね合わせ工程では、成形品における押出方向に垂直な断面模様を一定とし、かつ成形品の外表面部分に模様材料（５１）が表出するように、生地材料と模様材料とを合流させる形状を、中間ダイ（４０）の送り出し口（４３）側の内壁に至る縞模様または波模様とすることにより、模様材料（５１）の一部が金型における内壁側へ連通するようにして金型側に送り出されることを特徴とする樹脂成形方法である。
【０００６】
ここで、「樹脂材料」とは、樹脂成形品をつくる際に使用する材料のことであり、例えばポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリプロピレンなどである。「生地材料（５０）」とは、樹脂のみ、あるいは樹脂を主成分とする材料であり、顔料を含む場合もある。「模様材料（５１）」とは、成形品に模様づけをするための材料を樹脂に添加したものであり、通常は顔料を用いる。請求項４などで特定するように、木粉などのセルロース材もまた、模様づけに寄与する材料である。樹脂に添加される顔料は一種類でもよい場合もあるが、複数種類を用いることが多い。顔料を複数種類用いるため、顔料を異ならせた複数種類のペレットを用意しておき、それらを混合することによって「樹脂材料」とすることもできる。
【０００７】
（作用）
請求項１記載の発明に係る樹脂成形方法によれば、重ね合わせ工程により、複雑な断面模様をつくり出すことができる。
【０００８】
特に、重ね合わせ工程にて、色柄に寄与する模様材料（５１）が表出するようにしたので、断面よりも外表面部分の模様が重要視される場合が多い成形品に対応することができる。
（請求項２）
請求項２記載の発明は、請求項１記載の樹脂成形方法を限定したものであり、生地混練工程と模様混練工程とでは、いずれか一方の混練の程度を不十分な混練としたことを特徴とする。
【０００９】
（用語説明）
「樹脂材料の不十分な混練」とは、はっきりとした柄模様が現れる程度の混錬のことであり、成形に支障がない程度の混錬は行われていることとする。スクリューの回転速度を遅めたり、回転時間を短くするなどの手段による。また、「いずれか一方」としたのは、両工程とも不十分な混練としてしまうと、成形品全体として混練不足となってしまい、成形不良や成形品の強度不足などが生じてしまうからである。
【００１０】
なお、はっきりとした色柄を出すためには混練が不十分であるほうがよいので、模様混練工程を「不十分な混練」とする場合が多い。
（作用）
不十分な混練により、色柄に寄与する材料が完全に樹脂と混ざりあわないので、はっきりとした色柄の成形品を提供できる。
（請求項３）
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の樹脂成形方法を限定したものであり、生地材料（５０）には、セルロース粉末を含ませたことを特徴とする。
【００１１】
生地材料（５０）を、いわゆる木プラの材料としたのである。
（作用）
生地材料（５０）にセルロース粉末が含まれているので、成形品に本物の木質感が現れる。
（請求項４）
請求項４記載の発明は、請求項１または請求項２記載の樹脂成形方法を限定したものであり、模様材料（５１）には、セルロース粉末を含ませたことを特徴とする。
【００１２】
模様材料（５１）を、いわゆる木プラの材料としたのである。
（作用）
模様材料（５１）にセルロース粉末が含まれているので、成形品に本物の木質感が現れる。
ここで、セルロース粉末は、セルロース材を粉砕して得た粉砕粉の外周面に、該粉砕粉よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させた固定粒として形成される。
【００１３】
なお、固定粒を作製するのに使用するセルロース材とは、通常、天然木材であり、おがくずなどであるが、稲藁、バカスなどでもよい。「粉砕粉の表面に、該粉砕粉よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒」を形成する方法とは、例えばボールミルによるすり潰し、ヘンシルミキサーによる高速攪拌の長時間実行などの方法がある。セルロース材の繊維の毛羽立ちを取る処理を、表面粒の固定とは別に行ってもよい。
【００１４】
「表面粒」とは、金属、金属の化合物、例えば酸化チタン、フェライト、アルミニウム、ニッケル、銀、炭酸カルシウムや、非金属、例えばセラミックなどである。樹脂に混合する固定粒の全体に対する割合は、通常３０重量％を越えないようにしている。溶融して成形する際の流動性が悪くなり、成形に支障がある場合があるからである。
【００１５】
固定粒を樹脂に混合した樹脂材料は、粉末状としてもよいし、ペレット状に予め成形したものであってもよい。木目調の柄を出すためには顔料を添加する場合が多く、その顔料は一種類でもよい場合もあるが、複数種類を用いることが多い。顔料を複数種類用いるため、「固定粒に樹脂及び顔料を混合したもの」における顔料を異ならせた複数種類のペレットを用意しておき、それらを混合する「樹脂材料」とすることができる。
【００１６】
このようにすれば、天然の木の木目に極めて近い模様を表面に有し、しかも手触り感等の風合いも天然の木に近い木質様製品を製造できる。
（請求項５）
請求項５記載の発明は、成形品の生地部分を形成する樹脂材料たる生地材料（５０）と、模様づけをするための樹脂材料たる模様材料（５１）とを、成形品における押出方向に垂直な断面模様が一定となるようにするために、生地材料（５０）を混練するメイン混練機の先端側に設けられたブレーカープレートと金型との間に配置される中間ダイ（４０）であって、メイン混練機での混練後の生地材料（５０）を取り込むための生地材料口（４１）と、サブ混練機での混練後の模様材料（５１）を取り込むための模様材料口（４２）とを備えるとともに、生地材料口（４１）から取り込まれる生地材料（５０）と模様材料口（４２）から取り込まれる模様材料（５１）とを合流させて金型側へ送り出す送り出し口（４３）を備え、この合流させる形状を、送り出し口（４３）側の内壁に至る縞模様または波模様とすることにより、模様材料口（４２）は、送り出し口（４３）側において模様材料（５１）の一部が金型における内壁側へ連通するように形成されていることを特徴とする中間ダイである。
【００１７】
（作用）
中間ダイ（４０）は、生地材料口（４１）から混練後の生地材料（５０）を取り込み、模様材料口（４２）から混練後の模様材料（５１）を取り込む。そして、生地材料（５０）および模様材料（５１）を合流させて、送り出し口（４３）から金型側へ送り出す。すると、金型においては、送り出し口（４３）から送り出されたままの断面をほぼ維持しながら成形品を形づくる。
【００１８】
すなわち、模様材料口（４２）から送り出し口（４３）へ送り出される模様材料（５１）の一部が金型における内壁側へ連通するので、成形品における外表面部分を形成する樹脂材料が模様材料（５１）となる。したがって、成形品の外表面は模様材料（５１）による模様が表出する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態及び図面に基づいて、更に詳しく説明する。
ここで使用する図面は図１ないし図３である。図１は、本発明の第一の実施の形態を示す断面図である。図２は、図１における主要部を示す斜視図である。図３は、第二の実施の形態における主要部を示す斜視図である。
（第一の実施の形態）
まず、この実施の形態の構成について説明する。
【００２０】
この実施の形態は、メインシリンダー１１と、そのメインシリンダー１１内において樹脂材料の混練および金型（図示を省略）への送り出しをするために回転するメインスクリュー１２とを備えたメイン混錬機１０を備え、そのメイン混練機１０の先端に、中間ダイ４０を介してサブシリンダー２１およびサブスクリュー２２を備えて樹脂材料の混練を分担するサブ混練機２０を備え、中間ダイ４０と金型との間には送り出しダイ３０を備えている。メイン混練機１０におけるメインスクリュー１２の先端部分には、中間ダイ４０とメインシリンダー１１とで挟むようにしてブレーカープレート１９を固定している。
【００２１】
（材料について）
メイン混練機１０においては生地材料５０を、サブ混練機２０においては模様材料５１を、それぞれ混練する。生地材料５０とは、成形品の生地となる樹脂であり、模様材料５１とは、成形品に模様づけをするための樹脂である。樹脂としては、ポリ塩化ビニルを採用した。
【００２２】
また、生地材料５０、模様材料５１とも、成形品に木質感を持たせるため、加工したセルロース粉末を含有させている。この「加工したセルロース粉末」とは、「セルロース材を粉砕して得た粉砕粉の外周面に、該粉砕粉よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒とし、この固定粒に樹脂及び顔料を混合したもの」である。ここで「表面粒」とは、炭酸カルシウムを採用した。固定粒は、セルロース粉末と表面粒とをミキサーによる高速攪拌の長時間実行によって製造したものである。樹脂に混合する固定粒（加工したセルロース粉末）の全体に対する割合は、通常３０重量％を越えないようにしている。溶融して成形する際の流動性が悪くなり、成形に支障がある場合があるからである。
【００２３】
生地材料５０、模様材料５１とも、粉末状としてもよいが、この実施の形態ではペレット状に予め成形したものとした。ペレット状のものは、粉末状のものに比べて成形前の溶融の際に熱エネルギーを多く必要とするが、吸湿しにくいというメリットがあるので、長期の保管や、輸送に適している。
なお、樹脂に対して、上記の「固定粒」の他、色柄模様を醸し出す複数種類の顔料を含有させている。
【００２４】
（樹脂の混練について）
メイン混練機１０における生地材料５０は、十分な混練をされてから中間ダイ４０へ送り出されてくる。一方、サブ混練機２０における模様材料５１は、不十分な混練しか行われないで中間ダイ４０へ送り出されてくる。「不十分な混練」とは、はっきりとした柄模様が現れる程度の混錬のことであり、成形に支障がない程度の混錬は行われていることとする。サブスクリュー２２の回転速度を遅めたり、回転時間を短くするなどの手段によって達成されている。
【００２５】
（中間ダイ４０について）
中間ダイ４０は、成形品における押出方向に垂直な断面模様を一定とするために生地材料と模様材料とを層構造よりも複雑化させる「重ね合わせ工程」を実現する部材である。具体的には、混練後の生地材料５０を取り込むための生地材料口４１と、混練後の模様材料５１を取り込むための模様材料口４２とを備えるとともに、生地材料口４１から取り込まれる生地材料５０と模様材料口４２から取り込まれる模様材料５１とを合流させて金型側へ送り出す送り出し口４３を備えている。中間ダイ４０が合流させた形状は、図２に示すように、中間ダイ４０の送り出し口４３側の内壁に至る斜めの縞模様をなすものである。この断面模様は、押出成形品において、長手方向にて一定となる。
【００２６】
模様材料口４２は、送り出し口４３側において模様材料５１の一部が金型における内壁側へ連通させるように形成しており、成形品の外表面の一部は、模様材料５１によって形成されることとなる。模様材料５１は、「不十分な混練」によるので、顔料による模様がはっきりと現れる。顔料の選択により、その模様が木目模様に極めて近くなる場合があり、そのような場合には、加工したセルロース粉末の含有と相まって、本物の木材に極めて近い質感および模様をなした成形品が提供できる。
【００２７】
なお、図１にて明らかなように、中間ダイ４０は、メイン混練機１０と送り出しダイ３０との間に位置させて設置してある部材であり、交換が可能である。すなわち、成形品に対して所望する断面模様に合わせた中間ダイ４０を設置すればよい。
（第二の実施の形態）
図３に示す第二の実施の形態は、第一の実施の形態で採用していたものとは異なる中間ダイ４０を採用し、成形品の断面を異ならせるものである。
【００２８】
前述のように、中間ダイ４０は交換が可能であり、この実施の形態では、生地材料５０と模様材料５１とを合流させる形状が、図３に示すように、送り出し口４３側の内壁に至る縦の波模様をなすように形成した中間ダイ４０としている。模様材料口４２は、送り出し口４３側において模様材料５１の一部が金型における内壁側へ連通させるように形成しており、成形品の外表面の一部は、模様材料５１によって形成されることとなる。この中間ダイ４０を用いて押出成形すれば、断面が縦の波模様をなす成形品を得ることができる。
【００２９】
【００３０】
（バリエーション）
生地材料５０、模様材料５１ともに加工したセルロース粉末を含ませたとして説明してきたが、セルロース粉末を含有させなくても本願発明を構成する。
【００３１】
例えば、模様材料５１に、成形品の機能を高めるための物質、例えば導電性を持たせるための物質を含有させたり、比重を軽くするために発泡剤を含有させたりすることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項４記載の発明によれば、簡単な手段によって複雑な断面模様をつくり出すことができる成形方法を提供することができた。
また、請求項５記載の発明によれば、複雑な断面模様を比較的簡単な構造によって達成できる中間ダイを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の第一の実施の形態を示す断面図である。
【図２】  図１における主要部を示す斜視図である。
【図３】  第二の実施の形態における主要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…メイン混錬機、１１…メインシリンダー、１２…メインスクリュー、１９…ブレーカープレート、２０…サブ混練機、２１…サブシリンダー、２２…サブスクリュー、３０…送り出しダイ、４０…中間ダイ、４１…生地材料口、４２…模様材料口、４３…送り出し口、５０…生地材料、５１…模様材料。
【図１】
0003926885.tif 000002
【図２】
0003926885.tif 000003
【図３】
0003926885.tif 000004