木質合成建材の製造方法
【課題】合板の木粉という廃材を有効に利用することができ、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する合成建材を得ることができ、極めて汎用性の高い木質合成建材の製造方法を提供する。
【解決手段】木材繊維又は木片に接着剤を添加し、加圧することによって製造された合板の木粉、及び、熱可塑性合成樹脂を主原料とし、これらの主原料に副原料を添加した材料を、１６０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融したのち、ペレット化して原料ペレットを生成し、原料ペレットから、合板の木粉に由来する含有水分、及び、含有接着剤成分を積極的に除去することなく、当該原料ペレットを押出成形機、又は、射出成形機に投入し、１５０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融し、型から押し出し、又は、型内に射出する。
【解決手段】木材繊維又は木片に接着剤を添加し、加圧することによって製造された合板の木粉、及び、熱可塑性合成樹脂を主原料とし、これらの主原料に副原料を添加した材料を、１６０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融したのち、ペレット化して原料ペレットを生成し、原料ペレットから、合板の木粉に由来する含有水分、及び、含有接着剤成分を積極的に除去することなく、当該原料ペレットを押出成形機、又は、射出成形機に投入し、１５０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融し、型から押し出し、又は、型内に射出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窓枠、デッキ、テラス、フェンス、手摺り、柱、ルーバー、ベンチ、その他の用途等に使用される建築資材のうち、特に、合板類の木粉と熱可塑性合成樹脂との混合材を原料として成形される木質合成建材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築資材としては、木材などの天然の材料が主流であったが、最近では、木粉と熱可塑性合成樹脂とを混合して成形した建築用の木質合成建材が知られるようになり、エクステリア建材やインテリア建材として使用されるようになっている。このような木質合成建材は、廃材（天然木材や合成建材等の廃材）の有効利用を図ることができるほか、原料となる石油資源の節約、製造コストの縮減を図ることができるため、注目を集めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９２７４１号公報
【特許文献２】特開２００６−３０５９８１号公報
【特許文献３】特開２００３−３６６０号公報
【特許文献４】特開２００２−１８７１１６号公報
【特許文献５】特開平９−２１６５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
木粉を混合した原料を混入して樹脂成形を行う場合、木粉に含まれている水分が問題となることが知られている。また、木粉として、合成建材の廃材の木粉や、合板（木材繊維又は木片に接着剤を添加し、加圧することによって製造された板材）の木粉を使用する場合には、水分のほかに、接着剤成分が含まれていることが問題となる。
【０００５】
より具体的に説明すると、水分や接着剤成分が残留している原料を用いて、一般的な成形条件で押出成形や射出成形を行うと、異常発泡のため成形不能となったり、成形物において歪みが生じて、設計通りの成形物が得られなかったり、表面が荒れてしまうという外観上の問題や、強度にばらつきが生じたり、十分な強度が得られないといった品質上の問題がある。従って、これらの問題を回避するためには、成形前に、原料（粉状又はペレット状）から水分や接着剤成分を徹底的に取り除いておくことが好ましい、ということになる。
【０００６】
そこで、木粉を使用した従来の木質合成建材の製造方法においては、木粉と合成樹脂とを混合して原料ペレットを生成した後、それらの原料ペレットに対して乾燥工程を実施することが行われている。この乾燥工程を実施することにより、原料ペレット中の水分を可及的に除去することができる。
【０００７】
しかしながら、使用される木粉に接着剤成分が含まれている場合、つまり、天然木材の木粉ではなく、合成建材の廃材や合板の木粉を使用する場合には、原料ペレットに対して乾燥工程を実施するだけでは、接着剤成分を除去することは難しい。このため、合成建材の廃材や合板の木粉を使用して木質合成建材を製造する場合において、上述のような外観上、品質上の問題、或いは、取り扱い上の問題を好適に回避するためには、木粉の配合比を小さくするか（例えば、混合される合成樹脂原料の１５重量％以下とする）、或いは、木粉を高温（例えば、１００℃以上の温度）で、十分な時間をかけて加熱することにより、予め木粉中の水分及び接着剤成分を蒸発させてから、原料のブレンド、及び、ペレット化を行うことが有効であると考えられていた。
【０００８】
但し、木粉の配合比を小さくすると、廃材の有効利用を図ろうとするうえで問題があるほか、成形物において木質感を表現することが難しくなり、石油資源の節約に寄与せず、原料コストも嵩んでしまうという問題がある。また、木粉中に存在する接着剤成分を蒸発させることを目的として高温（例えば、１５０℃以上の温度）で長時間加熱すると、木粉そのものが変化（炭化等）し、変色、分解し、基本状態が維持できなくなるという問題があるほか、工程の所要時間、及び、消費エネルギーが増大し、製造コストが嵩んでしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決すべくなされたものであって、合板の木粉という廃材を有効に利用することができ、石油資源を節約し、原料コストを低く抑えることができるほか、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する合成建材を得ることができ、極めて汎用性の高い木質合成建材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る木質合成建材の製造方法は、木材繊維又は木片に接着剤を添加し、加圧することによって製造された合板の木粉、及び、熱可塑性合成樹脂を主原料とし、これらの主原料に副原料を添加した材料を、１６０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融したのち、ペレット化して原料ペレットを生成し、原料ペレットから、合板の木粉に由来する含有水分、及び、含有接着剤成分を積極的に除去することなく、当該原料ペレットを押出成形機、又は、射出成形機に投入し、１５０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融することにより、シリンダ内の原料において部位による比重の変化をもたらし、これを型から押し出し、又は、型内に射出することにより、残留する水分及び接着剤成分を利用して成形物の表面に木目調の流れ模様を表出させ、また、成形物の内部に流れ模様の元となる複雑なストラクチャ（異なる態様の原料がランダムに絡み合った状態）を形成させることを特徴としている。
【００１１】
尚、主原料として、熱可塑性合成樹脂１００重量部と、合板の木粉３０〜１００重量部とを配合し、副原料として、充填材５〜１０重量部と、顔料２〜３重量部とを配合することが好ましく、また、熱可塑性合成樹脂としては、ポリ塩化ビニルパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリエチレンパウダー、又は、ポリプロピレンパウダーを使用することが好ましい。更に、熱可塑性合成樹脂として、ポリ塩化ビニルパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリエチレンパウダー、及び、ポリプロピレンパウダーのうちから選ばれた一種類の材料に、或いは、二種類以上の材料を組み合わせたものに、アクリル樹脂を添加したものを使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の木質合成建材の製造方法によれば、合板の木粉という廃材を有効に利用することができるだけでなく、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する合成建材を得ることができる。また、合成樹脂原料の配合比を少なくすることができるため、合成樹脂の原料となる石油資源を節約でき、また、廃材を利用することにより、原料コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る木質合成建材の製造方法によって製造した成形物の表面４及び断面の一部を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した成形物の断面の部分拡大図である。
【図３】図３は、本発明に係る木質合成建材の製造方法によって製造した成形物の他の構成例を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係る木質合成建材の製造方法によって製造した成形物の表面の形状の一例を示す部分拡大図である。
【図５】図５は、図３に示した成形物の製造方法の説明図である。
【図６】図６は、図３に示した成形物の製造方法の説明図である。
【図７】図７は、図３に示した成形物の製造方法の説明図である。
【図８】図８は、図３に示した成形物の製造方法の説明図である。
【図９】図９は、本発明に係る木質合成建材の製造方法によって製造した成形物の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明「木質合成建材の製造方法」の実施形態について説明する。本発明に係る木質合成建材の製造方法は、基本的には、主原料に副原料を添加した材料を加熱溶融し、ペレット化して原料ペレットを生成し、この原料ペレットを押出成形機に投入し、加熱溶融して型から押し出して成形を行う、というものである。
【００１５】
本実施形態においては、主原料として、熱可塑性合成樹脂（ポリ塩化ビニルパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリエチレンパウダー、又は、ポリプロピレンパウダー、及び、アクリル樹脂等）のほかに、合板（木材繊維又は木片に接着剤を添加し、加圧することによって製造された合板、例えば、ＭＤＦ（Medium Density Fiber board）、ＨＤＦ（High Density Fiber board）、パーティクルボード等）の木粉が使用される。主原料の配合は、熱可塑性合成樹脂１００重量部に対し、合板の木粉を３０〜１００重量部とする。また、副原料として、充填材５〜１０重量部と、顔料２〜３重量部とを配合することが好ましい。
【００１６】
主原料となる合板の木粉には、水分及び接着剤成分（フェノール樹脂、ユリア樹脂など）が含有されており、この合板の木粉を含む材料を用いて、一般的な温度条件で原料ペレットを生成すると、その内部には水分及び接着剤成分が残留することになる。そして、水分及び接着剤成分が残留している原料ペレットを用いて、一般的な成形条件で押出成形等を行うと、上述の通り、異常発泡、成形物の歪み、表面の荒れ、強度のばらつき等、様々な問題が生じるが、本実施形態においては、それらの含有水分、及び、含有接着剤成分を積極的に除去することなく、原料ペレットをそのまま押出成形機に投入して成形を行う。
【００１７】
このとき、成形条件（加熱溶融温度、押出圧力、及び、滞留時間）を適正な範囲に設定することにより、上記のような問題を好適に回避することができるとともに、残留する水分及び接着剤成分を利用して（それらの変化により）、ダイ（金型）から押し出される前の原料（シリンダ内、及び、シリンダからダイまでの空洞部内の原料）において、部位による比重の変化をもたらし、成形物の表面に木目調の流れ模様を表出させ、また、成形物の内部に流れ模様の元となる複雑なストラクチャ（異なる態様の原料がランダムに絡み合った状態）を形成させることができ、その結果、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する合成建材を得ることができる。
【００１８】
尚、成形条件は次の通りとする。まず、原料の加熱溶融温度は、１５０〜２００℃に設定する。より詳細には、押出成形機のシリンダのうち、ホッパー側の部位については１２０〜１５０℃、中間の部位については、１４０〜１９０℃、ダイ側の部位においては１７０〜１９０℃、また、ダイについては１６０〜２００℃に設定する。これにより、押出成形機内の原料が、１５０〜２００℃の範囲内で加熱溶融されるように調整する。原料の押出圧力は、１０〜２０ＭＰａの範囲とする。また、シリンダ内における原料の滞留時間は、平均で３〜１０分とする。
【００１９】
水分及び接着剤成分を含有する原料ペレットを押出成形機に投入し、上記のような成形条件で押出成形を行うと、シリンダ内において原料ペレットが加熱されて溶融状態となり、原料中に存在する水分及び接着剤成分が蒸発して気体（水蒸気及びその他のガス）となる。このとき、それらの水分及び接着剤成分は、体積が飛躍的に膨張（水蒸気については約１７００倍）することになり、シリンダ内の原料ホッパー側の領域において蒸発した気体（原料から分離した気体）は、原料ホッパーから排出される。
【００２０】
そして、シリンダ内においてダイの方向へ搬送される原料は、残留水分及び残留接着剤成分の蒸発により、内部及び表面付近において泡立った状態となる。その結果、シリンダ内の原料には、部位による比重の変化がもたらされる。より具体的には、水分或いは接着剤成分の残留量が比較的多い部位は比重が小さくなり（主原料として使用される熱可塑性合成樹脂がＰＶＣ系である場合１．１〜１．２５、オレフィン系である場合０．９５〜１．１５）、残留量が比較的少ない部位は比重が大きくなる（ＰＶＣ系の場合１．２５〜１．４、オレフィン系の場合１．１５〜１．２５）。
【００２１】
シリンダ内において、比重の小さい部位と比重の大きい部位が混在した状態の原料を、流速のコントロールを行わずに（例えば、フィルターやメッシュを取り付けずに）ダイの方向へ搬送し、比重を均一にするための混練を行うことなくダイに押し込み、押し出すと、図１に示すように、比重の小さい部位２と、比重の大きい部位３がランダムに絡み合った多重構造（各部位の厚さ：１〜５ｍｍ程度）が形成される。そして、比重の小さい部位２は比較的淡い色となり（発泡が多い）、反対に、比重の大きい部位３は比較的濃い色となり（発泡が少ない）、それらの色調の濃淡が、成形物の表面４において流れ模様を形成することになる。
【００２２】
尚、原料がダイを通過し、ダイ及び冷却サイザーの仕上面に接触して冷却される際、図２に示すように、比重の小さい部位２は、発泡部分が多いため表面が肌荒れ状態となり、僅かな凹凸を有する表面（凹凸表面２ａ）が形成されることになる。一方、比重の大きい部位３は、発泡部分が少ないため肌荒れ状態とはならず、ダイの仕上面に沿って鏡面のように平滑な表面（平滑表面３ａ）が形成される。そして、凹凸表面２ａと平滑表面３ａの質感の差、光の反射具合の差が、成形物の表面における流れ模様を形成することになる。
【００２３】
このように本実施形態に係る方法によれば、原料中に生じる比重の差により、色調の濃淡、質感の差、光の反射具合の差が生じることになり、それらが組み合わせられることによって、成形物の表面に流れ模様が形成され、天然木材の風合いに近似した木質感を有する木質合成建材を製造することができる。
【００２４】
尚、成形条件が、上述の適正範囲を外れると、次のような問題が生じる可能性がある。まず、原料の加熱溶融温度について、１５０℃よりも低いと、原料ペレットに含まれている接着剤成分が十分に分解、発泡しないという問題があり、２００℃よりも高いと、原料ペレットに含まれている木粉の分解が始まり、性能を維持できないという問題がある。また、原料の押出圧力が１０ＭＰａよりも小さいと、原料をダイから押し出すことができないという問題があり、２５ＭＰａよりも大きいと、ダイからの成形物の排出スピードが速くなり過ぎ、冷却コントロール（冷却サイザー、及び、水槽における冷却コントロール）が困難になったり、ダイの耐久性の面で問題がある。更に、原料の滞留時間が３分よりも短いと、原料ペレットの溶融、及び、原料ペレットが溶けることによって形成される各層（比重が比較的小さい部位と比較的大きい部位の層）の融合が不十分になるという問題があり、１０分よりも長いと、原料の異常発泡又は分解が生じるという問題がある。
【００２５】
上述の通り、従来の木質合成建材の製造方法においては、原料ペレット中に残留している水分や接着剤成分は、成形物における外観や品質の低下の原因になるという理由から、成形前に原料ペレット中から排除されるべきであると考えられていたが、本実施形態においては、逆に、原料中に存在するそれらの水分及び接着剤成分を利用することにより、つまり、成形条件を適正な範囲に設定することによって、それら（水分、及び、接着剤成分中の揮発性物質）が成形時（シリンダからダイまでの工程）において原料中から分離される態様をコントロールし、それによって、天然木材の風合いに近似した木目調の合成建材を得ることができる。
【００２６】
従って、従来の木質合成建材の製造方法における場合とは異なり、原料ペレットを生成する際には、主原料として使用される合板の木粉に含まれている水分及び接着剤成分が、生成後の原料ペレットの内部に所定量以上残留するようにコントロールする必要がある。そこで、本実施形態においては、原料（主原料に副原料を添加した材料）を、１６０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融したのち、冷却してペレット化する。このような温度条件で原料ペレットを生成すると、熱可塑性合成樹脂１００重量部に対し、合板の木粉を３０〜１００重量部配合した場合、水分については０．３〜０．９重量％程度、接着剤成分に含まれる揮発性物質（トルエン、キシレン等）については０．５〜１重量％程度残留したものを得る。
【００２７】
そして、上記のような範囲で水分及び接着剤成分を含有する原料ペレットを押出成形機に投入し、上述のような適正な成形条件にて押出成形を行うと、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する合成建材を得ることができる。
【００２８】
尚、本実施形態においては、原料ペレットを押出成形機に投入し、押出成形によって木質合成建材を製造しているが、原料ペレットを射出成形機に投入し、射出成形によって製造することもできる。
【００２９】
また、成形に際しては、表面に多数の凸条、及び、凹条が形成されるようなダイであって、後述する研削工程を実施した後において、図３に示すような、凸条５、凹条６、頂部７、最深部８、緩傾斜部９、及び、急傾斜部１０が形成され、かつ、隣接する二つの凸条５の頂部７間の間隔、凸条５の頂部７の幅、凹条６の最深部８の深さ、緩傾斜部９及び急傾斜部１０の角度、凹条６の湾曲面の曲率等が、横幅方向について不規則に配置されるように設計されたダイを用いることもできる。
【００３０】
尚、成形後に原料樹脂等が冷却されて常温状態になると、成形物において「ヒケ」と呼ばれる変形（原料樹脂の冷却に伴う収縮に起因する変形）が生じることが知られている。図４は、成形後における成形物の表面の形状の一例を示す部分拡大図である。この図において、破線は、ダイ１２の輪郭線を示している。図示されているように、冷却された成形物の表面の形状は、「ヒケ」が生じる結果、必ずしもダイ１２の輪郭とは一致しない。
【００３１】
そこで、成形物の冷却後、表面に形成される多数の凸条５、及び、凹条６のうち、各凸条５の先端部分を、一定の基準線Ｌ（図５参照）に沿って除去する工程（凸条先端部分の研削工程）を実施する。尚、凸条５の先端部分の除去は、サンダー、グラインダー、電動カンナ装置、或いは、ワイヤブラシロール等の研削装置（又は切削装置）を用いて、凸条５の先端部分（図５の基準線Ｌよりも上の部分）を研削（又は切削）することによって行う。この工程を実施することにより、表面において「ヒケ」による収縮変形が生じた場合でも、また、収縮変形の態様や度合いが部位によって区々であっても、全体として歪みのない平らな表面を有する木質合成建材を製造することができる。
【００３２】
尚、木粉が混合された合成樹脂をダイから押し出して成形を行うと、表面付近には、木粉の分布密度が比較的低く、合成樹脂の分布密度が高い層（表層１１ａ）（図６参照）が形成される。一方、成形物の内部（表面付近以外の部分）においては、合成樹脂と木粉とが均等に混ざり合った層（内層１１ｂ）が形成される。
【００３３】
凸条５の先端部分（図６に示す基準線Ｌよりも上の部分）を切削して除去すると、図７に示すように、凸条５の頂部７において内層１１ｂが露出することになり、それ以外の部分（凹条６、緩傾斜部９、及び、急傾斜部１０）には、表層１１ａが残存することになる。
【００３４】
この表層１１ａは、上述の通り合成樹脂の分布密度が高い（木粉の分布密度が低い）ため、内層１１ｂと比べると、ダイの仕上面に沿って平滑な表面が形成されやすいが、比重の小さい部位２は発泡部分が多いため、表層１１ａのうち、比重の小さい部位２が露出する部分においては、結局、肌荒れ状態となり、僅かな凹凸を有する凹凸表面２ａ（図２参照）が形成されることになる。この比重の小さい部位２が露出する部分においては、光の反射率が低くなる。一方、表層１１ａのうち、比重の大きい部位３が露出する部分においては、発泡部分が少ないため肌荒れ状態とはならず、ダイの仕上面に沿って平滑表面３ａ（図２参照）が形成され、光の反射率が高くなる。
【００３５】
従って、表層１１ａが残存する凹条６、緩傾斜部９、及び、急傾斜部１０のうち、比重の大きい部位３が露出する部分は、光沢があり、視線角度によって色調が変化するような外観となる。特に、凹条６の最深部８付近は、凹状の湾曲面として構成されているため、この付近において比重の大きい部位３が露出している場合、多方向からの光が映り込み、多彩な色調となる。
【００３６】
一方、内層１１ｂは、表層１１ａと比べて木粉の分布密度が高いため、内層１１ｂが外方へ向かって露出した場合、合成樹脂と混ざり合った状態の多量の木粉がその表面に出現することになる。そして、これらの木粉の表面は平滑ではないため、光の反射率が低く、従って、内層１１ｂが露出する凸条５の頂部７は、木粉の色と合成樹脂の色とが混ざった光沢のない色調となり、視線角度が変わっても色調があまり変化しないような外観となる。
【００３７】
従って、表面において、異なる色調、即ち、光沢があり、視線角度によって多彩に変化する色調（凹条６、緩傾斜部９、及び、急傾斜部１０）と、木粉の色が混ざった光沢のない色調（凸条５の頂部７）が、対照的に表れることになるほか、比重の小さい部位２は比較的淡い色となり、反対に、比重の大きい部位３は比較的濃い色となり、更に、質感の差、光の反射具合の差が生じることになるため、内層１１ｂが露出する凸条５の頂部７においても、また、表層１１ａが残存する凹条６、緩傾斜部９、及び、急傾斜部１０においても、それらの色調の濃淡、及び、質感の差、光の反射具合の差により、流れ模様が形成される。その結果、木質合成建材の表面を、不均一な色調、不均一な光の反射、及び、流れ模様により、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する、自然な木質感のある平面とすることができる。
【００３８】
また、この木質合成建材において、二つの凸条５の間、或いは、二つの凹条６の間に、比較的角度が緩やかな緩傾斜部９と、それらよりも角度がきつい急傾斜部１０と、二種類の傾斜部を一つずつ組み合わせて配置し、凸条５及び凹条６が、頂部７の中心或いは最深部８を基準として左右が非対称的な形状となるように構成した場合には、従来の木質合成建材と比較して、より不均一な色調、形状による不均一な光の反射による外観の、より天然木材に近い風合いを有する表面を形成することができる。
【００３９】
この点についてより具体的に説明すると、天然木の板材は、硬くて濃い色の部分と、軟らかくて淡い色の部分からなる木目を有しており、製材時において表面が平滑面となるように加工された場合であっても、風雨或いは日光に晒された状態で長い時間が経過すると、木目部分（年輪の境界部分）に沿って表面に凹凸が生じてくる。この表面の凹凸形状は、木目と木目の間の部分が痩せて凹状にへこみ、木目部分が相対的に凸状に尖ることによって形成される。そして、木目の凸条の一方側の傾斜は比較的緩やかな角度になるのに対し、反対側の傾斜は急な角度となることが多い。この傾向は、柾目材よりも板目材において顕著に表れる。
【００４０】
二つの凸条５の間、或いは、二つの凹条６の間に、比較的角度が緩やかな緩傾斜部９と、それらよりも角度がきつい急傾斜部１０と、二種類の傾斜部を一つずつ組み合わせて配置した場合、上記のような天然木材において表れる経年変化の形状を模した形状とすることができ、また、緩傾斜部９と急傾斜部１０とでは、一つの視線角度に対する光の入射角度が異なり、異なる色調の外観を呈することになるため、従来の木質合成建材と比較して、より天然木材に近い風合いを有する木質合成建材を製造することができる。
【００４１】
また、隣接する二つの凸条５の頂部７間の間隔寸法、凸条５の頂部７の幅寸法、凹条６の最深部８の深さ寸法、緩傾斜部９の傾斜角度、急傾斜部１０の傾斜角度、及び、凹条６を構成する湾曲面の曲率を一定ではなく、各ファクターについてそれぞれ複数のバリエーションを設定し、それらが不規則に配置される構成とした場合、表面において、様々な色調が複雑に組み合わされた外観を呈することになり、一種類の樹脂原料（熱可塑性合成樹脂と木粉と副原料とを混合した一種類の材料）のみを使用した場合であっても、天然木材の風合いを備えた平面を構成することができる。
【００４２】
また、凸条先端部分の研削工程を実施することによって図７に示すような頂部７を形成した後、更に、ワイヤブラシロール等のように、研削部分に可撓性を有する研削装置を用いて、凸条５の頂部７の両肩部１３，１３を、図８に示すような状態となるように削る工程（凸条肩部の研削工程）を実施した場合には、ある程度表層１１ａが削られる結果、表層１１ａと内層１１ｂの中間的な特徴を呈する外観となる。より具体的には、図８に示す両肩部１３，１３をワイヤブラシロール等で削ることによって出現する層は、木粉の分布密度が、内層１１ｂよりも低く、表層１１ａの表面側よりも高くなる。従って、光沢の度合いも、表層１１ａの表面側と内層１１ｂとの中間となり、このため、より多彩な色調が複雑に組み合わされた外観を呈することになり、表面において、より天然木材に近い風合いを備えた平面を構成することができる。
【００４３】
尚、凸条先端部分の研削工程を実施した後に凸条肩部の研削工程を行うのではなく、ワイヤブラシロール等の研削装置を用いて、凸条５の先端部分の除去と、凸条５の両肩部７ａ，７ａの切削を、一つの工程で同時に実施してもよい。
【００４４】
また、図９に示すように、表面において長手方向に延在する凸条５と凹条６の間の基本形状が、傾斜面ではなく、湾曲面として形成されるようなダイを用いて成形を行うこともできる。この場合、それらの湾曲面の曲率についても複数のバリエーションを設定し、それらが不規則に配置されるような構成とし、更に、凸条５（一つの表面に形成されているすべての凸条５の３０％以上（より好ましくは５０％以上））が、頂部７の中心を基準として左右の形状が非対称的な形状となるように構成することが好ましい。
【００４５】
このように構成した場合も、光沢があり、視線角度によって多彩に変化する色調と、木粉の色が混ざった光沢のない色調が、対照的に表れるような特徴を有し、木質感のある表面を形成することができる。また、凸条５の頂部７から凹条６の最深部８までの湾曲面として、異なる曲率の湾曲面が不規則に配置され、凸条５及び凹条６が、頂部７の中心或いは最深部８を基準として左右非対称的な形状となるように構成した場合、従来の木質合成建材と比較して、より天然木材に近い風合いを有する表面が形成される。
【００４６】
また、隣接する二つの凸条５の頂部７間の間隔寸法、凸条５の頂部７の幅寸法、凹条６の最深部８の深さ寸法等が一定ではなく、各ファクターについてそれぞれ複数のバリエーションが設定され、それらが不規則に配置される構成とした場合、表面において、様々な色調が複雑に組み合わされた外観を呈することになり、一種類の樹脂原料（熱可塑性合成樹脂と木粉と副原料とを混合した一種類の材料）のみを使用した場合であっても、天然木材の風合いを備えた平面を構成することができる。
【００４７】
尚、図１〜図９においては、便宜上、比重の小さい部位２と比重の大きい部位３とを明確に区分けして模式的に表現しているが、実際には両者間に明確な境界線は存在しておらず、比重の値及び色の濃淡の差については、無段階的な変化態様（グラデーション）を呈する。
【符号の説明】
【００４８】
２：比重の小さい部位、
２ａ：凹凸表面、
３：比重の大きい部位、
３ａ：平滑表面
４：表面、
５：凸条、
６：凹条、
７：頂部、
８：最深部、
９：緩傾斜部、
１０：急傾斜部、
１１ａ：表層、
１１ｂ：内層、
１２：ダイ、
１３：肩部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窓枠、デッキ、テラス、フェンス、手摺り、柱、ルーバー、ベンチ、その他の用途等に使用される建築資材のうち、特に、合板類の木粉と熱可塑性合成樹脂との混合材を原料として成形される木質合成建材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築資材としては、木材などの天然の材料が主流であったが、最近では、木粉と熱可塑性合成樹脂とを混合して成形した建築用の木質合成建材が知られるようになり、エクステリア建材やインテリア建材として使用されるようになっている。このような木質合成建材は、廃材（天然木材や合成建材等の廃材）の有効利用を図ることができるほか、原料となる石油資源の節約、製造コストの縮減を図ることができるため、注目を集めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９２７４１号公報
【特許文献２】特開２００６−３０５９８１号公報
【特許文献３】特開２００３−３６６０号公報
【特許文献４】特開２００２−１８７１１６号公報
【特許文献５】特開平９−２１６５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
木粉を混合した原料を混入して樹脂成形を行う場合、木粉に含まれている水分が問題となることが知られている。また、木粉として、合成建材の廃材の木粉や、合板（木材繊維又は木片に接着剤を添加し、加圧することによって製造された板材）の木粉を使用する場合には、水分のほかに、接着剤成分が含まれていることが問題となる。
【０００５】
より具体的に説明すると、水分や接着剤成分が残留している原料を用いて、一般的な成形条件で押出成形や射出成形を行うと、異常発泡のため成形不能となったり、成形物において歪みが生じて、設計通りの成形物が得られなかったり、表面が荒れてしまうという外観上の問題や、強度にばらつきが生じたり、十分な強度が得られないといった品質上の問題がある。従って、これらの問題を回避するためには、成形前に、原料（粉状又はペレット状）から水分や接着剤成分を徹底的に取り除いておくことが好ましい、ということになる。
【０００６】
そこで、木粉を使用した従来の木質合成建材の製造方法においては、木粉と合成樹脂とを混合して原料ペレットを生成した後、それらの原料ペレットに対して乾燥工程を実施することが行われている。この乾燥工程を実施することにより、原料ペレット中の水分を可及的に除去することができる。
【０００７】
しかしながら、使用される木粉に接着剤成分が含まれている場合、つまり、天然木材の木粉ではなく、合成建材の廃材や合板の木粉を使用する場合には、原料ペレットに対して乾燥工程を実施するだけでは、接着剤成分を除去することは難しい。このため、合成建材の廃材や合板の木粉を使用して木質合成建材を製造する場合において、上述のような外観上、品質上の問題、或いは、取り扱い上の問題を好適に回避するためには、木粉の配合比を小さくするか（例えば、混合される合成樹脂原料の１５重量％以下とする）、或いは、木粉を高温（例えば、１００℃以上の温度）で、十分な時間をかけて加熱することにより、予め木粉中の水分及び接着剤成分を蒸発させてから、原料のブレンド、及び、ペレット化を行うことが有効であると考えられていた。
【０００８】
但し、木粉の配合比を小さくすると、廃材の有効利用を図ろうとするうえで問題があるほか、成形物において木質感を表現することが難しくなり、石油資源の節約に寄与せず、原料コストも嵩んでしまうという問題がある。また、木粉中に存在する接着剤成分を蒸発させることを目的として高温（例えば、１５０℃以上の温度）で長時間加熱すると、木粉そのものが変化（炭化等）し、変色、分解し、基本状態が維持できなくなるという問題があるほか、工程の所要時間、及び、消費エネルギーが増大し、製造コストが嵩んでしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決すべくなされたものであって、合板の木粉という廃材を有効に利用することができ、石油資源を節約し、原料コストを低く抑えることができるほか、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する合成建材を得ることができ、極めて汎用性の高い木質合成建材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る木質合成建材の製造方法は、木材繊維又は木片に接着剤を添加し、加圧することによって製造された合板の木粉、及び、熱可塑性合成樹脂を主原料とし、これらの主原料に副原料を添加した材料を、１６０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融したのち、ペレット化して原料ペレットを生成し、原料ペレットから、合板の木粉に由来する含有水分、及び、含有接着剤成分を積極的に除去することなく、当該原料ペレットを押出成形機、又は、射出成形機に投入し、１５０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融することにより、シリンダ内の原料において部位による比重の変化をもたらし、これを型から押し出し、又は、型内に射出することにより、残留する水分及び接着剤成分を利用して成形物の表面に木目調の流れ模様を表出させ、また、成形物の内部に流れ模様の元となる複雑なストラクチャ（異なる態様の原料がランダムに絡み合った状態）を形成させることを特徴としている。
【００１１】
尚、主原料として、熱可塑性合成樹脂１００重量部と、合板の木粉３０〜１００重量部とを配合し、副原料として、充填材５〜１０重量部と、顔料２〜３重量部とを配合することが好ましく、また、熱可塑性合成樹脂としては、ポリ塩化ビニルパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリエチレンパウダー、又は、ポリプロピレンパウダーを使用することが好ましい。更に、熱可塑性合成樹脂として、ポリ塩化ビニルパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリエチレンパウダー、及び、ポリプロピレンパウダーのうちから選ばれた一種類の材料に、或いは、二種類以上の材料を組み合わせたものに、アクリル樹脂を添加したものを使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の木質合成建材の製造方法によれば、合板の木粉という廃材を有効に利用することができるだけでなく、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する合成建材を得ることができる。また、合成樹脂原料の配合比を少なくすることができるため、合成樹脂の原料となる石油資源を節約でき、また、廃材を利用することにより、原料コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る木質合成建材の製造方法によって製造した成形物の表面４及び断面の一部を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した成形物の断面の部分拡大図である。
【図３】図３は、本発明に係る木質合成建材の製造方法によって製造した成形物の他の構成例を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係る木質合成建材の製造方法によって製造した成形物の表面の形状の一例を示す部分拡大図である。
【図５】図５は、図３に示した成形物の製造方法の説明図である。
【図６】図６は、図３に示した成形物の製造方法の説明図である。
【図７】図７は、図３に示した成形物の製造方法の説明図である。
【図８】図８は、図３に示した成形物の製造方法の説明図である。
【図９】図９は、本発明に係る木質合成建材の製造方法によって製造した成形物の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明「木質合成建材の製造方法」の実施形態について説明する。本発明に係る木質合成建材の製造方法は、基本的には、主原料に副原料を添加した材料を加熱溶融し、ペレット化して原料ペレットを生成し、この原料ペレットを押出成形機に投入し、加熱溶融して型から押し出して成形を行う、というものである。
【００１５】
本実施形態においては、主原料として、熱可塑性合成樹脂（ポリ塩化ビニルパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリエチレンパウダー、又は、ポリプロピレンパウダー、及び、アクリル樹脂等）のほかに、合板（木材繊維又は木片に接着剤を添加し、加圧することによって製造された合板、例えば、ＭＤＦ（Medium Density Fiber board）、ＨＤＦ（High Density Fiber board）、パーティクルボード等）の木粉が使用される。主原料の配合は、熱可塑性合成樹脂１００重量部に対し、合板の木粉を３０〜１００重量部とする。また、副原料として、充填材５〜１０重量部と、顔料２〜３重量部とを配合することが好ましい。
【００１６】
主原料となる合板の木粉には、水分及び接着剤成分（フェノール樹脂、ユリア樹脂など）が含有されており、この合板の木粉を含む材料を用いて、一般的な温度条件で原料ペレットを生成すると、その内部には水分及び接着剤成分が残留することになる。そして、水分及び接着剤成分が残留している原料ペレットを用いて、一般的な成形条件で押出成形等を行うと、上述の通り、異常発泡、成形物の歪み、表面の荒れ、強度のばらつき等、様々な問題が生じるが、本実施形態においては、それらの含有水分、及び、含有接着剤成分を積極的に除去することなく、原料ペレットをそのまま押出成形機に投入して成形を行う。
【００１７】
このとき、成形条件（加熱溶融温度、押出圧力、及び、滞留時間）を適正な範囲に設定することにより、上記のような問題を好適に回避することができるとともに、残留する水分及び接着剤成分を利用して（それらの変化により）、ダイ（金型）から押し出される前の原料（シリンダ内、及び、シリンダからダイまでの空洞部内の原料）において、部位による比重の変化をもたらし、成形物の表面に木目調の流れ模様を表出させ、また、成形物の内部に流れ模様の元となる複雑なストラクチャ（異なる態様の原料がランダムに絡み合った状態）を形成させることができ、その結果、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する合成建材を得ることができる。
【００１８】
尚、成形条件は次の通りとする。まず、原料の加熱溶融温度は、１５０〜２００℃に設定する。より詳細には、押出成形機のシリンダのうち、ホッパー側の部位については１２０〜１５０℃、中間の部位については、１４０〜１９０℃、ダイ側の部位においては１７０〜１９０℃、また、ダイについては１６０〜２００℃に設定する。これにより、押出成形機内の原料が、１５０〜２００℃の範囲内で加熱溶融されるように調整する。原料の押出圧力は、１０〜２０ＭＰａの範囲とする。また、シリンダ内における原料の滞留時間は、平均で３〜１０分とする。
【００１９】
水分及び接着剤成分を含有する原料ペレットを押出成形機に投入し、上記のような成形条件で押出成形を行うと、シリンダ内において原料ペレットが加熱されて溶融状態となり、原料中に存在する水分及び接着剤成分が蒸発して気体（水蒸気及びその他のガス）となる。このとき、それらの水分及び接着剤成分は、体積が飛躍的に膨張（水蒸気については約１７００倍）することになり、シリンダ内の原料ホッパー側の領域において蒸発した気体（原料から分離した気体）は、原料ホッパーから排出される。
【００２０】
そして、シリンダ内においてダイの方向へ搬送される原料は、残留水分及び残留接着剤成分の蒸発により、内部及び表面付近において泡立った状態となる。その結果、シリンダ内の原料には、部位による比重の変化がもたらされる。より具体的には、水分或いは接着剤成分の残留量が比較的多い部位は比重が小さくなり（主原料として使用される熱可塑性合成樹脂がＰＶＣ系である場合１．１〜１．２５、オレフィン系である場合０．９５〜１．１５）、残留量が比較的少ない部位は比重が大きくなる（ＰＶＣ系の場合１．２５〜１．４、オレフィン系の場合１．１５〜１．２５）。
【００２１】
シリンダ内において、比重の小さい部位と比重の大きい部位が混在した状態の原料を、流速のコントロールを行わずに（例えば、フィルターやメッシュを取り付けずに）ダイの方向へ搬送し、比重を均一にするための混練を行うことなくダイに押し込み、押し出すと、図１に示すように、比重の小さい部位２と、比重の大きい部位３がランダムに絡み合った多重構造（各部位の厚さ：１〜５ｍｍ程度）が形成される。そして、比重の小さい部位２は比較的淡い色となり（発泡が多い）、反対に、比重の大きい部位３は比較的濃い色となり（発泡が少ない）、それらの色調の濃淡が、成形物の表面４において流れ模様を形成することになる。
【００２２】
尚、原料がダイを通過し、ダイ及び冷却サイザーの仕上面に接触して冷却される際、図２に示すように、比重の小さい部位２は、発泡部分が多いため表面が肌荒れ状態となり、僅かな凹凸を有する表面（凹凸表面２ａ）が形成されることになる。一方、比重の大きい部位３は、発泡部分が少ないため肌荒れ状態とはならず、ダイの仕上面に沿って鏡面のように平滑な表面（平滑表面３ａ）が形成される。そして、凹凸表面２ａと平滑表面３ａの質感の差、光の反射具合の差が、成形物の表面における流れ模様を形成することになる。
【００２３】
このように本実施形態に係る方法によれば、原料中に生じる比重の差により、色調の濃淡、質感の差、光の反射具合の差が生じることになり、それらが組み合わせられることによって、成形物の表面に流れ模様が形成され、天然木材の風合いに近似した木質感を有する木質合成建材を製造することができる。
【００２４】
尚、成形条件が、上述の適正範囲を外れると、次のような問題が生じる可能性がある。まず、原料の加熱溶融温度について、１５０℃よりも低いと、原料ペレットに含まれている接着剤成分が十分に分解、発泡しないという問題があり、２００℃よりも高いと、原料ペレットに含まれている木粉の分解が始まり、性能を維持できないという問題がある。また、原料の押出圧力が１０ＭＰａよりも小さいと、原料をダイから押し出すことができないという問題があり、２５ＭＰａよりも大きいと、ダイからの成形物の排出スピードが速くなり過ぎ、冷却コントロール（冷却サイザー、及び、水槽における冷却コントロール）が困難になったり、ダイの耐久性の面で問題がある。更に、原料の滞留時間が３分よりも短いと、原料ペレットの溶融、及び、原料ペレットが溶けることによって形成される各層（比重が比較的小さい部位と比較的大きい部位の層）の融合が不十分になるという問題があり、１０分よりも長いと、原料の異常発泡又は分解が生じるという問題がある。
【００２５】
上述の通り、従来の木質合成建材の製造方法においては、原料ペレット中に残留している水分や接着剤成分は、成形物における外観や品質の低下の原因になるという理由から、成形前に原料ペレット中から排除されるべきであると考えられていたが、本実施形態においては、逆に、原料中に存在するそれらの水分及び接着剤成分を利用することにより、つまり、成形条件を適正な範囲に設定することによって、それら（水分、及び、接着剤成分中の揮発性物質）が成形時（シリンダからダイまでの工程）において原料中から分離される態様をコントロールし、それによって、天然木材の風合いに近似した木目調の合成建材を得ることができる。
【００２６】
従って、従来の木質合成建材の製造方法における場合とは異なり、原料ペレットを生成する際には、主原料として使用される合板の木粉に含まれている水分及び接着剤成分が、生成後の原料ペレットの内部に所定量以上残留するようにコントロールする必要がある。そこで、本実施形態においては、原料（主原料に副原料を添加した材料）を、１６０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融したのち、冷却してペレット化する。このような温度条件で原料ペレットを生成すると、熱可塑性合成樹脂１００重量部に対し、合板の木粉を３０〜１００重量部配合した場合、水分については０．３〜０．９重量％程度、接着剤成分に含まれる揮発性物質（トルエン、キシレン等）については０．５〜１重量％程度残留したものを得る。
【００２７】
そして、上記のような範囲で水分及び接着剤成分を含有する原料ペレットを押出成形機に投入し、上述のような適正な成形条件にて押出成形を行うと、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する合成建材を得ることができる。
【００２８】
尚、本実施形態においては、原料ペレットを押出成形機に投入し、押出成形によって木質合成建材を製造しているが、原料ペレットを射出成形機に投入し、射出成形によって製造することもできる。
【００２９】
また、成形に際しては、表面に多数の凸条、及び、凹条が形成されるようなダイであって、後述する研削工程を実施した後において、図３に示すような、凸条５、凹条６、頂部７、最深部８、緩傾斜部９、及び、急傾斜部１０が形成され、かつ、隣接する二つの凸条５の頂部７間の間隔、凸条５の頂部７の幅、凹条６の最深部８の深さ、緩傾斜部９及び急傾斜部１０の角度、凹条６の湾曲面の曲率等が、横幅方向について不規則に配置されるように設計されたダイを用いることもできる。
【００３０】
尚、成形後に原料樹脂等が冷却されて常温状態になると、成形物において「ヒケ」と呼ばれる変形（原料樹脂の冷却に伴う収縮に起因する変形）が生じることが知られている。図４は、成形後における成形物の表面の形状の一例を示す部分拡大図である。この図において、破線は、ダイ１２の輪郭線を示している。図示されているように、冷却された成形物の表面の形状は、「ヒケ」が生じる結果、必ずしもダイ１２の輪郭とは一致しない。
【００３１】
そこで、成形物の冷却後、表面に形成される多数の凸条５、及び、凹条６のうち、各凸条５の先端部分を、一定の基準線Ｌ（図５参照）に沿って除去する工程（凸条先端部分の研削工程）を実施する。尚、凸条５の先端部分の除去は、サンダー、グラインダー、電動カンナ装置、或いは、ワイヤブラシロール等の研削装置（又は切削装置）を用いて、凸条５の先端部分（図５の基準線Ｌよりも上の部分）を研削（又は切削）することによって行う。この工程を実施することにより、表面において「ヒケ」による収縮変形が生じた場合でも、また、収縮変形の態様や度合いが部位によって区々であっても、全体として歪みのない平らな表面を有する木質合成建材を製造することができる。
【００３２】
尚、木粉が混合された合成樹脂をダイから押し出して成形を行うと、表面付近には、木粉の分布密度が比較的低く、合成樹脂の分布密度が高い層（表層１１ａ）（図６参照）が形成される。一方、成形物の内部（表面付近以外の部分）においては、合成樹脂と木粉とが均等に混ざり合った層（内層１１ｂ）が形成される。
【００３３】
凸条５の先端部分（図６に示す基準線Ｌよりも上の部分）を切削して除去すると、図７に示すように、凸条５の頂部７において内層１１ｂが露出することになり、それ以外の部分（凹条６、緩傾斜部９、及び、急傾斜部１０）には、表層１１ａが残存することになる。
【００３４】
この表層１１ａは、上述の通り合成樹脂の分布密度が高い（木粉の分布密度が低い）ため、内層１１ｂと比べると、ダイの仕上面に沿って平滑な表面が形成されやすいが、比重の小さい部位２は発泡部分が多いため、表層１１ａのうち、比重の小さい部位２が露出する部分においては、結局、肌荒れ状態となり、僅かな凹凸を有する凹凸表面２ａ（図２参照）が形成されることになる。この比重の小さい部位２が露出する部分においては、光の反射率が低くなる。一方、表層１１ａのうち、比重の大きい部位３が露出する部分においては、発泡部分が少ないため肌荒れ状態とはならず、ダイの仕上面に沿って平滑表面３ａ（図２参照）が形成され、光の反射率が高くなる。
【００３５】
従って、表層１１ａが残存する凹条６、緩傾斜部９、及び、急傾斜部１０のうち、比重の大きい部位３が露出する部分は、光沢があり、視線角度によって色調が変化するような外観となる。特に、凹条６の最深部８付近は、凹状の湾曲面として構成されているため、この付近において比重の大きい部位３が露出している場合、多方向からの光が映り込み、多彩な色調となる。
【００３６】
一方、内層１１ｂは、表層１１ａと比べて木粉の分布密度が高いため、内層１１ｂが外方へ向かって露出した場合、合成樹脂と混ざり合った状態の多量の木粉がその表面に出現することになる。そして、これらの木粉の表面は平滑ではないため、光の反射率が低く、従って、内層１１ｂが露出する凸条５の頂部７は、木粉の色と合成樹脂の色とが混ざった光沢のない色調となり、視線角度が変わっても色調があまり変化しないような外観となる。
【００３７】
従って、表面において、異なる色調、即ち、光沢があり、視線角度によって多彩に変化する色調（凹条６、緩傾斜部９、及び、急傾斜部１０）と、木粉の色が混ざった光沢のない色調（凸条５の頂部７）が、対照的に表れることになるほか、比重の小さい部位２は比較的淡い色となり、反対に、比重の大きい部位３は比較的濃い色となり、更に、質感の差、光の反射具合の差が生じることになるため、内層１１ｂが露出する凸条５の頂部７においても、また、表層１１ａが残存する凹条６、緩傾斜部９、及び、急傾斜部１０においても、それらの色調の濃淡、及び、質感の差、光の反射具合の差により、流れ模様が形成される。その結果、木質合成建材の表面を、不均一な色調、不均一な光の反射、及び、流れ模様により、天然木材の風合いに近似した木目調の外観を呈する、自然な木質感のある平面とすることができる。
【００３８】
また、この木質合成建材において、二つの凸条５の間、或いは、二つの凹条６の間に、比較的角度が緩やかな緩傾斜部９と、それらよりも角度がきつい急傾斜部１０と、二種類の傾斜部を一つずつ組み合わせて配置し、凸条５及び凹条６が、頂部７の中心或いは最深部８を基準として左右が非対称的な形状となるように構成した場合には、従来の木質合成建材と比較して、より不均一な色調、形状による不均一な光の反射による外観の、より天然木材に近い風合いを有する表面を形成することができる。
【００３９】
この点についてより具体的に説明すると、天然木の板材は、硬くて濃い色の部分と、軟らかくて淡い色の部分からなる木目を有しており、製材時において表面が平滑面となるように加工された場合であっても、風雨或いは日光に晒された状態で長い時間が経過すると、木目部分（年輪の境界部分）に沿って表面に凹凸が生じてくる。この表面の凹凸形状は、木目と木目の間の部分が痩せて凹状にへこみ、木目部分が相対的に凸状に尖ることによって形成される。そして、木目の凸条の一方側の傾斜は比較的緩やかな角度になるのに対し、反対側の傾斜は急な角度となることが多い。この傾向は、柾目材よりも板目材において顕著に表れる。
【００４０】
二つの凸条５の間、或いは、二つの凹条６の間に、比較的角度が緩やかな緩傾斜部９と、それらよりも角度がきつい急傾斜部１０と、二種類の傾斜部を一つずつ組み合わせて配置した場合、上記のような天然木材において表れる経年変化の形状を模した形状とすることができ、また、緩傾斜部９と急傾斜部１０とでは、一つの視線角度に対する光の入射角度が異なり、異なる色調の外観を呈することになるため、従来の木質合成建材と比較して、より天然木材に近い風合いを有する木質合成建材を製造することができる。
【００４１】
また、隣接する二つの凸条５の頂部７間の間隔寸法、凸条５の頂部７の幅寸法、凹条６の最深部８の深さ寸法、緩傾斜部９の傾斜角度、急傾斜部１０の傾斜角度、及び、凹条６を構成する湾曲面の曲率を一定ではなく、各ファクターについてそれぞれ複数のバリエーションを設定し、それらが不規則に配置される構成とした場合、表面において、様々な色調が複雑に組み合わされた外観を呈することになり、一種類の樹脂原料（熱可塑性合成樹脂と木粉と副原料とを混合した一種類の材料）のみを使用した場合であっても、天然木材の風合いを備えた平面を構成することができる。
【００４２】
また、凸条先端部分の研削工程を実施することによって図７に示すような頂部７を形成した後、更に、ワイヤブラシロール等のように、研削部分に可撓性を有する研削装置を用いて、凸条５の頂部７の両肩部１３，１３を、図８に示すような状態となるように削る工程（凸条肩部の研削工程）を実施した場合には、ある程度表層１１ａが削られる結果、表層１１ａと内層１１ｂの中間的な特徴を呈する外観となる。より具体的には、図８に示す両肩部１３，１３をワイヤブラシロール等で削ることによって出現する層は、木粉の分布密度が、内層１１ｂよりも低く、表層１１ａの表面側よりも高くなる。従って、光沢の度合いも、表層１１ａの表面側と内層１１ｂとの中間となり、このため、より多彩な色調が複雑に組み合わされた外観を呈することになり、表面において、より天然木材に近い風合いを備えた平面を構成することができる。
【００４３】
尚、凸条先端部分の研削工程を実施した後に凸条肩部の研削工程を行うのではなく、ワイヤブラシロール等の研削装置を用いて、凸条５の先端部分の除去と、凸条５の両肩部７ａ，７ａの切削を、一つの工程で同時に実施してもよい。
【００４４】
また、図９に示すように、表面において長手方向に延在する凸条５と凹条６の間の基本形状が、傾斜面ではなく、湾曲面として形成されるようなダイを用いて成形を行うこともできる。この場合、それらの湾曲面の曲率についても複数のバリエーションを設定し、それらが不規則に配置されるような構成とし、更に、凸条５（一つの表面に形成されているすべての凸条５の３０％以上（より好ましくは５０％以上））が、頂部７の中心を基準として左右の形状が非対称的な形状となるように構成することが好ましい。
【００４５】
このように構成した場合も、光沢があり、視線角度によって多彩に変化する色調と、木粉の色が混ざった光沢のない色調が、対照的に表れるような特徴を有し、木質感のある表面を形成することができる。また、凸条５の頂部７から凹条６の最深部８までの湾曲面として、異なる曲率の湾曲面が不規則に配置され、凸条５及び凹条６が、頂部７の中心或いは最深部８を基準として左右非対称的な形状となるように構成した場合、従来の木質合成建材と比較して、より天然木材に近い風合いを有する表面が形成される。
【００４６】
また、隣接する二つの凸条５の頂部７間の間隔寸法、凸条５の頂部７の幅寸法、凹条６の最深部８の深さ寸法等が一定ではなく、各ファクターについてそれぞれ複数のバリエーションが設定され、それらが不規則に配置される構成とした場合、表面において、様々な色調が複雑に組み合わされた外観を呈することになり、一種類の樹脂原料（熱可塑性合成樹脂と木粉と副原料とを混合した一種類の材料）のみを使用した場合であっても、天然木材の風合いを備えた平面を構成することができる。
【００４７】
尚、図１〜図９においては、便宜上、比重の小さい部位２と比重の大きい部位３とを明確に区分けして模式的に表現しているが、実際には両者間に明確な境界線は存在しておらず、比重の値及び色の濃淡の差については、無段階的な変化態様（グラデーション）を呈する。
【符号の説明】
【００４８】
２：比重の小さい部位、
２ａ：凹凸表面、
３：比重の大きい部位、
３ａ：平滑表面
４：表面、
５：凸条、
６：凹条、
７：頂部、
８：最深部、
９：緩傾斜部、
１０：急傾斜部、
１１ａ：表層、
１１ｂ：内層、
１２：ダイ、
１３：肩部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材繊維又は木片に接着剤を添加し、加圧することによって製造された合板の木粉、及び、熱可塑性合成樹脂を主原料とする木質合成建材の製造方法であって、
主原料に副原料を添加した材料を、１６０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融したのち、ペレット化して原料ペレットを生成し、
原料ペレットから、合板の木粉に由来する含有水分、及び、含有接着剤成分を積極的に除去することなく、当該原料ペレットを押出成形機、又は、射出成形機に投入し、１５０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融して、型から押し出し、又は、型内に射出することにより、比重の変化と流れの変化を作り出し、成型物の表面及び内部に模様を形成させることを特徴とする、木質合成建材の製造方法。
【請求項２】
主原料として、熱可塑性合成樹脂１００重量部と、合板の木粉３０〜１００重量部とを配合し、副原料として、充填材５〜１０重量部と、顔料２〜３重量部とを配合したことを特徴とする、請求項１に記載の木質合成建材の製造方法。
【請求項３】
主原料となる熱可塑性合成樹脂として、ポリ塩化ビニルパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリエチレンパウダー、又は、ポリプロピレンパウダーを使用したことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の木質合成建材の製造方法。
【請求項４】
主原料となる熱可塑性合成樹脂として、ポリ塩化ビニルパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリエチレンパウダー、及び、ポリプロピレンパウダーのうちから選ばれた一種類の材料に、或いは、二種類以上の材料を組み合わせたものに、アクリル樹脂を添加したものを使用したことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の木質合成建材の製造方法。
【請求項１】
木材繊維又は木片に接着剤を添加し、加圧することによって製造された合板の木粉、及び、熱可塑性合成樹脂を主原料とする木質合成建材の製造方法であって、
主原料に副原料を添加した材料を、１６０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融したのち、ペレット化して原料ペレットを生成し、
原料ペレットから、合板の木粉に由来する含有水分、及び、含有接着剤成分を積極的に除去することなく、当該原料ペレットを押出成形機、又は、射出成形機に投入し、１５０〜２００℃の温度条件下で加熱溶融して、型から押し出し、又は、型内に射出することにより、比重の変化と流れの変化を作り出し、成型物の表面及び内部に模様を形成させることを特徴とする、木質合成建材の製造方法。
【請求項２】
主原料として、熱可塑性合成樹脂１００重量部と、合板の木粉３０〜１００重量部とを配合し、副原料として、充填材５〜１０重量部と、顔料２〜３重量部とを配合したことを特徴とする、請求項１に記載の木質合成建材の製造方法。
【請求項３】
主原料となる熱可塑性合成樹脂として、ポリ塩化ビニルパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリエチレンパウダー、又は、ポリプロピレンパウダーを使用したことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の木質合成建材の製造方法。
【請求項４】
主原料となる熱可塑性合成樹脂として、ポリ塩化ビニルパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリエチレンパウダー、及び、ポリプロピレンパウダーのうちから選ばれた一種類の材料に、或いは、二種類以上の材料を組み合わせたものに、アクリル樹脂を添加したものを使用したことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の木質合成建材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１８２０２（Ｐ２０１２−２１８２０２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８３４８１（Ｐ２０１１−８３４８１）
【出願日】平成２３年４月５日（２０１１．４．５）
【出願人】（５０４４７０８３１）ハンディテクノ株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月５日（２０１１．４．５）
【出願人】（５０４４７０８３１）ハンディテクノ株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]