JP2006316125A - 木質樹脂発泡成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】シロアリの被害を受けず、調湿機能を持ち、さらには近年問題となっているシックハウス症候群の原因となる化学物質や臭いを吸着する木質樹脂発泡成形体を提供すること。
【解決手段】熱可塑性樹脂１０〜７０重量％と木質系充填材５〜５０重量％と珪藻土５〜４０重量％とからなることを特徴とする木質樹脂発泡成形体であり、前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする。珪藻土を練り込むことによりシロアリによる被害を軽減させ、また高湿時には環境空気中の水分を吸収する一方、低湿時には吸収していた水分を環境空気中に放散することにより、環境空気中の湿度の変動を緩和する機能を有する吸放湿機能を持ち、さらには化学物質や臭いを吸着分解し、カビや有害バクテリアの発生を抑える効果がある。
【選択図】 図１

Description

本発明は床材、壁材、天井材等の建築内装材、建具、家電品の表面材等に用いられる木質樹脂発泡成形体に関するものであり、主に戸建て住宅やマンション、アパート、保養所、オフィスビル、店舗等の建築物における室内床面に使用する木質樹脂発泡成形体に関する。

現在、戸建て住宅等の建築物における室内床面用の床材としては、木質系フローリング材が最も広く流行している。この木質系フローリング材とは具体的には、厚み５〜１５ｍｍ程度の天然木材の無垢板や、厚み５〜１５ｍｍ程度の積層合板等の木質基材上に、厚み数百μｍ〜数ｍｍ程度の天然木材の突板を貼着したもの、或いはそれらの塗装品等である。

これらの天然木材を使用した木質系フローリング材は、その表面の意匠が天然木材の木目という、最も自然で親しみやすく美麗な意匠であることから、従来広く消費者に受け入れられている。しかし、日光に当たると変色し易いことや、水に濡れると膨れや割れ、反り、腐蝕、突板の剥離等を起こし易く、特に浴室脱衣所や洗面所、厨房等の様な水廻りの部位への使用には問題があること、天然素材なので色調や木目形状などの品質や価格、供給量などが不安定であることなどの問題点も指摘されている。

特に近年では、地球環境保護問題への社会的関心が高まるにつれて、環境破壊に繋がる天然木材の大量消費は白眼視される様になり、床材などの建築材料の分野においても、資源のリサイクル利用への取り組みが求められる様になっている。しかし、木質系フローリング材を再度床材としてリサイクル利用することは、技術的にも経済的にも極めて困難であり、せいぜい粉砕してパーティクルボード用原料としてリサイクル利用される程度に留まっているが、これも近年の急激な供給増に見合った用途開発が進まないために過剰在庫を抱え、リサイクル利用は行き詰まりの状況にあり、大半は埋め立てや焼却による最終処分が行われているのが現状である。

そこで、床材を使用後に再度、同種の床材の原料として再利用可能な、リサイクル適性のある床材の開発が、社会的に強く要望される様になっている。こうした要望に応えるものとして、本発明者らは既に、熱可塑性樹脂と木質系充填材を含有する木質樹脂成形体の表面に、該木質樹脂成形体に含有される熱可塑性樹脂と同系の熱可塑性樹脂を主体とする化粧シートを積層してなる床材を提案した（特許文献１参照）。

この床材は、熱可塑性樹脂を主成分とするので耐水性や耐候性に優れ、物性的にも意匠的にも品質の安定した製品を安価に大量供給可能であり、切削や釘打ち等の加工性も木質系フローリング材と同等であり、しかも、使用後はそのまま粉砕して前記木質樹脂成形体の成形材料として再利用できるという、優れたリサイクル適性を備えたものである。

また、本発明者らはさらに、天然木材に似た暖かい触感を与える断熱性、快い歩行感を与える弾力性等の改善を目的として、前記木質樹脂成形体を発泡させてなる木質樹脂発泡成形体を基材として使用した床材をも、既に提案した（特許文献２参照）。

しかしながら、使用する木質充填材は粒径が大きいと含水量が多すぎて成形適性が損なわれることから、粒径２００μｍ以下である必要があり、粒径の小さい木粉を揃えるためにはコスト面などの問題から選べる木材の種類が限られてしまう。現在、安価な米ツガを使用しているが、米ツガはやわらかいなどの理由からシロアリに非常に好まれるため、シロアリの被害を受ける恐れがあった。

また、一方で現代の建築物は、鉄筋コンクリート構造やプレハブ工法の普及、樹脂加工合板等の合成材料からなる新建材や扉及び窓における金属サッシの発達等によって、かつての純日本建築と比較すれば著しく気密性の高いものとなっており、壁、天井、床などへの結露やカビの発生の原因となる場合があることが問題視されるようになっている。

以下に本発明と関連する先行技術文献情報を挙げる。
特開２００１−３５３８１５号公報 特開２００２−１２０３４７号公報

本発明は前記問題点を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、シロアリの被害を受けず、調湿機能を持ち、さらには近年問題となっているシックハウス症候群の原因となる化学物質や臭いを吸着する木質樹脂発泡成形体を提供することである。

本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、即ち請求項１記載の発明は、熱可塑性樹脂１０〜７０重量％と木質系充填材５〜５０重量％と珪藻土５〜４０重量％とからなることを特徴とする木質樹脂発泡成形体である。

請求項２の発明は、前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の木質樹脂発泡成形体である。

本発明は珪藻土を練り込むことによりシロアリによる被害を軽減させ、また高湿時には環境空気中の水分を吸収する一方、低湿時には吸収していた水分を環境空気中に放散することにより、環境空気中の湿度の変動を緩和する機能を有する吸放湿機能を持ち、さらには化学物質や臭いを吸着分解し、カビや有害バクテリアの発生を抑える効果がある。

以下に本発明の木質樹脂発泡成形体を図面に基づき詳細に説明する。図１に本発明の木質樹脂発泡成形体の一実施例の断面の構造を示す。木質樹脂発泡成形体１は、熱可塑性樹脂２、木質系充填材３、珪藻土４を含有してなり、これを発泡して気泡５を設けてなる。

本発明における熱可塑性樹脂２に用いる樹脂としては、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、アクリル、ポリ塩化ビニル等の樹脂から適宜選択可能であるが、焼却時のダイオキシンの発生や埋めたて時等の環境ホルモンの流出、部材としての耐候性や耐熱性、薬品や溶剤に対する耐候性等の性能を満たすためには、ポリオレフィン系樹脂であることが望ましい。

前記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、ポリイソプレン、エチレン?プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、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、エチレン−エチルアクリレート共重合体や、これらを接着性の向上の目的で酸変性したもの、あるいはアイオノマー等から適宜選択が可能で、単一でも複数種の混合でもかまわない。

中でも床材として要求される剛性や表面硬度、寸法安定性（線膨張係数が小さいこと）などの面で、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂が最も適している。

また特に、接着性を高めるためには、例えばマレイン酸等の不飽和カルボン酸又はその無水物をグラフト共重合させたポリエチレン又はポリプロピレン等の様に、酸変性した樹脂の配合比を高め、樹脂自体に極性を持たせると共に、木質系充填材との接着性を高めることが望ましい。

また、本発明においては、後述する様に、木質樹脂発泡成形体１として発泡性を良くするには一般に、熱可塑性樹脂２の溶融張力が高いことが望ましく、特に木質系充填材３を高充填したときのガス抜けなどが気になる場合は、電子線架橋による長鎖分岐を導入したグレードの利用や、分子量分布のコントロール、また溶融張力を上昇させるフッ素系添加剤のブレンドなど公知の方法で必要に応じて溶融張力を調整することが望ましい。

本発明における木質系充填材３としては、木材であれば特に制限されることなく選択が可能であるが、一般的には木材をカッターミルなどによって破断し、これをボールミルやインペラーミルなどにより粉砕して微粉状にしたもの（木粉）などが使用可能である。

木質系充填材３の平均粒径としては、好ましくは１〜２００μｍ、より好ましくは１０〜１５０μｍである。平均粒径が１μｍ未満のものは、取り扱いが困難であるうえに、特に木質系充填材の配合量が多い場合は、樹脂への分散が悪いと、製造される木質樹脂発泡成形体に機械強度の低下が発生する。また、２００μｍより大きいと、成形品の均質性、平面性、機械的強度が低下する。

本発明における珪藻土４としては、特に制限されることなく選択が可能であるが、粉砕して微粉状にしたものなどを用いる。

珪藻土４の平均粒径としては、好ましくは１〜２００μｍ、より好ましくは１０〜１５０μｍである。平均粒径が１μｍ未満のものは、取り扱いが困難であるうえに、特に珪藻土の配合量が多い場合は、樹脂への分散が悪いと、製造される木質樹脂発泡成形体に機械強度の低下が発生する。また、２００μｍより大きいと、成形品の均質性、平面性、機械的強度が低下する。

木質系充填材３と珪藻土４の配合量は、木質系充填材３と珪藻土４の合計配合量が多すぎると、床材の曲げ弾性率が上がり、しなやかさが失われるために、施工性が悪化したり、曲げた時に割れ易くなる。一方、少なすぎると、線膨張係数が大きくなり、寸法安定性が低下するために、温度変化によって、床材同士の間の目すきや、床材同士の突き上げによる浮き等を発生したりする原因となる。よって、それぞれの配合量は熱可塑性樹脂２が１０〜７０重量％、木質系充填材３の配合量は５〜５０重量％、珪藻土４の配合量は５〜４０重量％である必要があり、成型性や、均質性を高めるためには木質系充填剤と珪藻土の合計で２０〜８０重量％より好ましくは２５〜６０重量％とすることが望ましい。
さらに木質系充填剤による木質感を維持し、特に切削性などを良好に保ちたい場合は木質系充填剤の配合重量比を珪藻土より多くすることが好ましい。

本発明における木質樹脂発泡成形体１の厚さは、従来の通常の床材と同様、一般に２〜３０ｍｍ程度であり、特には３〜１５ｍｍ程度が好ましい。

本発明における木質樹脂発泡成形体１には前記熱可塑性樹脂２、木質系充填材３及び珪藻土４の他に、必要に応じて発泡の為の発泡剤、熱安定剤、酸中和剤、紫外線吸収剤、光安定剤、顔料、染料などの着色剤、充填剤、帯電防止剤、滑剤、造核剤、難燃剤、ブロッキング防止剤、脱水剤、半透明化のための光散乱剤、艶調整剤等を添加することもできる。

これらの添加剤のうち熱安定剤としてはヒンダードフェノール系、硫黄系、リン系等、酸中和剤としてはステアリン酸金属塩、ハイドロタルサイト等、紫外線吸収剤としてはベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系、トリアジン系等があり、光安定剤としてはヒンダードアミン系等がある。

難燃剤としてはハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、塩素系難燃剤等があり、充填剤としては炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、アルミナ、タルク、マイカ、珪酸マグネシウム、チタン酸カリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化鉄、カーボンブラック、金属粉等がある。

滑剤としては炭化水素系滑剤、脂肪酸、高級アルコール系、脂肪酸アマイド系、金属石鹸系、エステル系、フッ素系等、造核剤としてはカルボン酸金属塩系、ソルビトール系、リン酸エステル金属塩系等があり、顔料としては縮合アゾ、不溶性アゾ、キナクリドン、イソインドリン、アンスラキノン、イミダゾロン、コバルト、フタロシアニン、カーボン、酸化チタン、酸化鉄、雲母等のパール顔料等があり、これらの添加剤を任意の組み合わせで用いるのが一般的である。

本発明における木質樹脂発泡成形体１の発泡の手法については、公知の手法がいずれも利用できる。一般的には、熱分解や化学反応によってガスを発生する化学発泡と、低沸点の液体に熱をかけて気化させる物理発泡に分類でき、化学発泡剤としては無機系の重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、ホウ化水素ナトリウム、軽金属、アジド化合物等、また有機発泡剤としてはアゾ系、ニトロソ系、ヒドラジド系等が、任意の組み合わせで使用できる。

また、特に２倍を超える高発泡倍率での発泡には主に物理発泡が用いられ、発泡剤としては炭酸ガスや脂肪族炭化水素が主に用いられる。また、物理発泡に際しても発泡体のセル形状を整えるため化学発泡剤を併用することが多い。

本発明において、木質樹脂発泡成形体１を構成する熱可塑性樹脂２、木質系充填剤３、珪藻土４、適宜加える発泡剤及びその他の添加物の混練については、特に方法を問わないが、バンバリーミキサーによって混練し、ペレタイザーでペレット化する方法や、２軸押出混練機によって混合、ペレット化する方法などが一般的である。また、木質系充填材３及び珪藻土４は、含水率が大きいと、ペレタイズ時に発泡の原因となるために、混練前に予め乾燥機やホッパードライヤーで含水率を８％以下に抑えることが望ましい。

また、本発明の木質樹脂発泡成形体には、木質樹脂発泡成形体１の裏面の一部もしくは全部に、前記熱可塑性樹脂２と同系の熱可塑性樹脂を主体とする発泡層（図示せず）が積層されていてもよい。例えば、木質樹脂発泡成形体１の裏面側に発泡層を積層しておくと、床材として用いた場合、床下地面の不陸を吸収してがたつきを防止したり、床面への物品の衝突音や歩行音を吸収して騒音を防止したりするなどの効果がある。

上記発泡層の積層手法については公知の手法が利用でき、例えば前記熱可塑性樹脂２と同系の熱可塑性樹脂に、上記熱分解や化学反応によってガスを発生する化学発泡剤又は低沸点の液体に熱をかけて気化させる物理発泡剤のいずれかの発泡剤によりシート状に発泡成形した発泡成形体を、木質樹脂発泡成形体の化粧シートを積層していない面の一部もしくは全部に貼り合わせことにより形成できる。

本発明の木質樹脂発泡成形体をリサイクルする場合は、必要に応じて木質系充填材、珪藻土、熱可塑性樹脂、各種添加剤などを適宜添加して、再度ペレット化し、これを木質樹脂発泡成形体１の成形用材料として再利用することができる。この場合も、破砕物の混練方法やペレット化方法、成形方法等については、特に方法は問わない。また、再ペレット化する代わりに、破砕物をそのまま木質樹脂発泡成形体１の成形材料として成形機に投入したり、木質樹脂発泡成形体１の成形時に破砕物と共に木質系充填材や熱可塑性樹脂を同時に成形機に投入し、成形機内で混練しつつ成形したりしても、勿論かまわない。

熱可塑性樹脂として曲げ弾性率１０００ＭＰａのホモポリプロピレン系樹脂を用い、これの１００重量部と、木材をカッターミルで破断し、これをボールミルにより粉砕して微粉状にした平均粒径１００μｍの木質系充填剤１００重量部とを、２軸押出混練機によって混合し、ペレット化して、木質樹脂組成物を作製した。

また、熱可塑性樹脂として曲げ弾性率１０００ＭＰａのホモポリプロピレン系樹脂を用い、これの１００重量部と、珪藻土を粉砕して微粉状にした平均粒径１００μｍの珪藻土１００重量部とを、２軸押出混練機によって混合し、ペレット化して、珪藻土と樹脂の混合物を作製した。

前記木質樹脂組成物１００重量部と、前記珪藻土と樹脂の混合物１００重量部に、重曹−クエン酸系発泡剤５重量部を添加して、それを１軸押出機でセルカプロセスによって、厚さ５ｍｍの芯部材を平均発泡倍率１．５４倍で成形し、その表面に厚さ１ｍｍの表層部を平均発泡倍率１．４倍で成形し、全体で、厚さ６ｍｍ、幅３００ｍｍの断面長方形状に成形して、木質樹脂発泡成形体を作製した。

＜比較例１＞
実施例１において、珪藻土と樹脂の混合物１００重量部を添加しなかったこと以外は実施例１と同様にして木質樹脂発泡成形体を作製した。

＜性能比較１＞
作製した実施例１および比較例１の木質樹脂発泡成形体を（社）日本木材保存協会規格第１３号（１９９２）「土壌処理用防蟻剤の防蟻効力試験方法及び性能基準（１）の室内試験方法」に準拠して試験を行った。試験方法を簡単に説明すると、シロアリがいる空間と、シロアリの餌となるアカマツの破片がある空間の間に試料を挟み、シロアリがアカマツの破片を食べるために、試料中をどの目盛まで進むことが出来るかを調べるものである。数値は穿孔度を示しており、この値が小さいほどシロアリ耐性が高いことを表す。試験結果より、実施例１は比較例１と比べてシロアリ耐性があることがわかった。

＜性能比較２＞
作製した実施例１および比較例１の木質樹脂発泡成形体をそれぞれ一種類づつ１平方メートルの部屋に敷き詰めて、温度４０℃湿度９０％の環境下、温度１５℃湿度３０％環境下に２４時間放置後の部屋の湿度を比較した。結果を表１に示す。実施例１は比較例１と比べて吸放湿機能に優れることがわかった。

本発明は、シロアリによる被害を軽減させ、また高湿時には環境空気中の水分を吸収する一方、低湿時には吸収していた水分を環境空気中に放散することにより、環境空気中の湿度の変動を緩和する機能を有する吸放湿機能を持ち、さらには化学物質や臭いを吸着分解し、カビや有害バクテリアの発生を抑える効果がある。

本発明の木質樹脂発泡成形体の一実施例の断面の構造を示す説明図である。

符号の説明

１…木質樹脂発泡成形体
２…熱可塑性樹脂
３…木質系充填材
４…珪藻土
５…気泡

Claims (2)

1. 熱可塑性樹脂１０〜７０重量％と木質系充填材５〜５０重量％と珪藻土５〜４０重量％とからなることを特徴とする木質樹脂発泡成形体。
2. 前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の木質樹脂発泡成形体。

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