JP6883245B2

JP6883245B2 - Manufacturing method of wood-like resin molded products

Info

Publication number: JP6883245B2
Application number: JP2017250331A
Authority: JP
Inventors: 彰馬西野; 理史浜辺; 栄将七星; 英生峯
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2021-06-09
Anticipated expiration: 2037-12-27
Also published as: JP2022176311A; JP2021104681A; JP2019115989A; JP7155324B2; JP7463468B2

Description

本発明は木質調樹脂成形品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a wood-like resin molded product.

木の風合いを表面に表現した木質調樹脂成形品の製造方法としては、例えば着色剤を用いて色むらや色の濃淡(マーブル調成形等)で木目を付与することで、木質感を得る方法が一般的である。 As a method of manufacturing a wood-like resin molded product that expresses the texture of wood on the surface, for example, a method of obtaining a wood texture by giving wood grain with color unevenness or color shading (marble-like molding, etc.) using a colorant. Is common.

しかしながら、上記の方法では、木目の色を表すことはできても、表面の微細な凹凸による触感、風合い、質感まで表すことは困難である。このため、プラスチック感が残ってしまうという課題がある。 However, with the above method, although it is possible to express the color of the wood grain, it is difficult to express the tactile sensation, texture, and texture due to the fine irregularities on the surface. Therefore, there is a problem that a feeling of plastic remains.

このような課題に対し、特許文献１に示される方法が開発されている。図１０は、特許文献１に記載された木質調樹脂成形品の製造方法を示す図である。 A method shown in Patent Document 1 has been developed to solve such a problem. FIG. 10 is a diagram showing a method for producing a wood-like resin molded product described in Patent Document 1.

図１０において、符号４０はベント式押出成形機（以下、「押出機」と略称する）であり、この押出機４０は、円筒状のシリンダ４１と、このシリンダ４１の内部に設けられたスクリュー４２と、シリンダ４１の後端部に設けられたホッパ（第一のホッパ）４３と、シリンダ４１の中央部先端側に形成されたベント孔４４と、シリンダ４１の先端に設けられてペレット溶融物に所望の形状を付与するダイ４５とを備えた単軸式の公知の押出機である。 In FIG. 10, reference numeral 40 is a vent type extruder (hereinafter, abbreviated as "extruder"), and the extruder 40 includes a cylindrical cylinder 41 and a screw 42 provided inside the cylinder 41. A hopper (first hopper) 43 provided at the rear end of the cylinder 41, a vent hole 44 formed at the tip of the center of the cylinder 41, and a pellet melt provided at the tip of the cylinder 41. It is a known single-screw extruder equipped with a die 45 that imparts a desired shape.

この押出機４０には、ベント孔４４に連通して第二のホッパ４６が連結されており、この第二のホッパ４６には、生地材ペレットかあるいは木質形成材ペレットの一方が供給され貯留される。また、第一のホッパ４３には、生地材ペレットと木質形成材ペレットとのうち、第二のホッパ４６に貯留されたペレットとは別のペレットが供給され貯留される。これら第一、第二のホッパ４３、４６は、それぞれ貯留されたペレットを所定量シリンダ４１内のスクリュー４２に向けて供給するよう構成されたもので、それぞれホッパローダ（図示略）に連結され、これによってペレットが自動供給されるものとなっている。 A second hopper 46 is connected to the extruder 40 so as to communicate with the vent hole 44, and one of the dough material pellets or the wood forming material pellets is supplied and stored in the second hopper 46. To. Further, the first hopper 43 is supplied with and stored pellets of the dough material pellets and the wood forming material pellets, which are different from the pellets stored in the second hopper 46. The first and second hoppers 43 and 46 are configured to supply the stored pellets toward the screw 42 in the predetermined amount cylinder 41, and are respectively connected to a hopper loader (not shown). Pellets are automatically supplied by.

スクリュー４２には、ベント孔４４が形成された位置と対応する位置に深溝部４２ａが形成されている。第二のホッパ４６からのペレットは、深溝部４２ａにて、第一のホッパ４３から投入されシリンダ４１内を加熱溶融されつつスクリュー４２によって運ばれたペレット溶融物中に支障なく投入され混入される。押出機４０の成形温度、すなわちペレットの加熱溶融温度は、ペレットを形成する樹脂の種類によって異なる。例えば塩化ビニルを用いた場合には、１８０〜２１０℃程度とされる。 The screw 42 is formed with a deep groove portion 42a at a position corresponding to the position where the vent hole 44 is formed. The pellets from the second hopper 46 are charged from the first hopper 43 in the deep groove portion 42a and are charged and mixed in the pellet melt carried by the screw 42 while being heated and melted in the cylinder 41 without any trouble. .. The molding temperature of the extruder 40, that is, the heating and melting temperature of the pellets, differs depending on the type of resin forming the pellets. For example, when vinyl chloride is used, the temperature is about 180 to 210 ° C.

生地材ペレットと木質形成材ペレットとの混合比は、得られる成形品の色相や各ペレット中の有色顔料の比率に基づいて適宜決定される。通常は、生地材ペレット：木質形成材ペレット＝９０：１０〜９９：１（質量比）とされる。これらペレットをそれぞれどちらのホッパに供給するかを決定するにあたっては、これらペレットの混合比に基づき、配合比率の高い方を第一のホッパ４３に、低い方を第二のホッパ４６に供給するのが好ましい。つまり第一ホッパに生地材ペレットを供給し、第二ホッパに木質形成材ペレットを供給するのが好ましい。なぜなら、配合比率の高い方を第一のホッパ４３に供給して十分に溶融させるようにすれば、逆にした場合に比べ成形不良が生ずることがより防止できるからである。 The mixing ratio of the dough material pellets and the wood forming material pellets is appropriately determined based on the hue of the obtained molded product and the ratio of the colored pigment in each pellet. Usually, dough material pellets: wood forming material pellets = 90: 10 to 99: 1 (mass ratio). In deciding which hopper to supply each of these pellets, the one having the higher mixing ratio is supplied to the first hopper 43 and the lower one is supplied to the second hopper 46 based on the mixing ratio of these pellets. Is preferable. That is, it is preferable to supply the dough material pellets to the first hopper and the wood forming material pellets to the second hopper. This is because if the one having the higher compounding ratio is supplied to the first hopper 43 and melted sufficiently, it is possible to further prevent molding defects from occurring as compared with the case where the mixing ratio is reversed.

このような押出機４０によって成形を行うと、第一のホッパ４３から供給されたペレットは、シリンダ４１内に投入されここで加熱溶融されつつスクリュー４２によって前方に押し出される。また、第二のホッパ４６から供給されたペレットは、ベント孔４４を通ってシリンダ４１内に投入され、スクリュー４２の深溝部４２ａに供給される。すると、深溝部４２ａ以前に比べ深溝部４２ａのシリンダ４１内容積が大きくなることから、深溝部４２ａにて十分な空隙を形成するものとなり、これによって第二のホッパ４６からのペレットは、第一のホッパ４３からの溶融物による大きな応力を受けることなくこの空隙に供給されて、この第一のホッパ４３からの溶融物中に混入される。第二のホッパ４６からのペレットは、シリンダ４１内にて加熱溶融されつつ、スクリュー４２によって第一のホッパ４３からのペレット溶融物に混合されて、この第一のホッパ４３からのペレット溶融物とともに押し出される。生地材ペレットと木質形成材ペレットとは、このようにして溶融され混合されてダイ４５から押し出され、所望する形状に成形された木質成形品となる。 When molding is performed by such an extruder 40, the pellets supplied from the first hopper 43 are thrown into the cylinder 41, where they are heated and melted and pushed forward by the screw 42. Further, the pellets supplied from the second hopper 46 are thrown into the cylinder 41 through the vent hole 44 and supplied to the deep groove portion 42a of the screw 42. Then, since the internal volume of the cylinder 41 of the deep groove portion 42a is larger than that of the deep groove portion 42a or earlier, a sufficient gap is formed in the deep groove portion 42a, whereby the pellet from the second hopper 46 becomes the first. It is supplied to this void without receiving a large stress due to the melt from the hopper 43 of the above, and is mixed in the melt from the first hopper 43. The pellets from the second hopper 46 are mixed with the pellet melt from the first hopper 43 by the screw 42 while being heated and melted in the cylinder 41, together with the pellet melt from the first hopper 43. Extruded. The dough material pellet and the wood forming material pellet are melted and mixed in this way and extruded from the die 45 to obtain a wood molded product formed into a desired shape.

このような製造方法によれば、生地材ペレットと木質形成材ペレットとが溶融して成形方向に流れ、これにより、各樹脂、担持セルロース微粉粒（表面粒付きセルロース系微粉粒）、第一の有色顔料、第二の有色顔料がそれぞれ混ざり合う。しかし、ダイ４５に近いベント孔４４から上述の一方のペレットを供給することで、両ペレットの溶融時間に差をつけ、これによりペレット間に温度差をつけていることから、これらペレットは十分均一に混ざり合うまでには至らず、また、当然両ペレット中の第一の有色顔料と第二の有色顔料も十分均一に混ざらない。したがって、得られる成形品には、図１１に示すようにその内部および表層部にて有色顔料による着色部２０、・・・が不均一に散在する。また、成形品表面では、例えば板状に成形した場合に、着色部２０は、図１２に示すように筋状であるものの連続的でなく断続的に独立したものであり、またその濃淡が不均一でしかも筋の太さも不均一に形成される。 According to such a manufacturing method, the dough material pellets and the wood forming material pellets are melted and flow in the molding direction, whereby each resin, the supported cellulosic fine powder particles (cellulosic fine powder particles with surface grains), and the first The colored pigment and the second colored pigment are mixed with each other. However, by supplying one of the above pellets from the vent hole 44 close to the die 45, the melting times of the two pellets are made different, and thereby the temperature difference is made between the pellets. Therefore, these pellets are sufficiently uniform. In addition, the first colored pigment and the second colored pigment in both pellets are not mixed sufficiently uniformly. Therefore, as shown in FIG. 11, in the obtained molded product, the colored portions 20, ... By the colored pigment are unevenly scattered inside and on the surface layer portion. Further, on the surface of the molded product, for example, when molded into a plate shape, the colored portion 20 is streaky as shown in FIG. 12, but is not continuous but intermittently independent, and its shading is inconsistent. It is uniform and the muscle thickness is also uneven.

また、特に成形品の表層部においては、木質形成材ペレット中の白色顔料粒子１０を担持したセルロース系微粉粒１１が着色部２０の上にくると、白色顔料により着色部２０の色が隠蔽される。すると、図１２に示した表面に見える着色部２０（筋状の模様）の濃淡にさらに不均一さが増し、これによって着色部２０はいっそう天然の木目模様に近いものとなる。また、特に白色顔料として酸化チタンを用いた場合、セルロース系微粉粒１１が熱的、化学的に安定な酸化チタンを担持していることにより、セルロース系微粉粒１１にアルカリ処理等の化学処理を施すことなく、成形時におけるセルロース微粉粒１１の分解を抑制することができる。 Further, particularly in the surface layer portion of the molded product, when the cellulosic fine powder particles 11 carrying the white pigment particles 10 in the wood forming material pellets come on the colored portion 20, the color of the colored portion 20 is concealed by the white pigment. To. Then, the shading of the colored portion 20 (streak-like pattern) visible on the surface shown in FIG. 12 is further increased in non-uniformity, whereby the colored portion 20 becomes closer to the natural wood grain pattern. Further, particularly when titanium oxide is used as the white pigment, the cellulosic fine powder particles 11 carry titanium oxide that is thermally and chemically stable, so that the cellulosic fine powder particles 11 are subjected to chemical treatment such as alkali treatment. It is possible to suppress the decomposition of the cellulose fine powder particles 11 at the time of molding without applying.

特開平１０−３０５４７０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-305470

しかしながら、上記特許文献１の方法では、木質感を表すために目的とする色むらや濃淡に合わせて、最低でも生地材ペレットと木質成形材ペレットとの２種類を用意する必要があり、また２種類の材料を別々に投入するため、ホッパを２つ以上使用する必要がある等の、材料的および設備的制約があり、このため製造コストが高い。また、特許文献１では、その段落００６２に記載のように、セルロース微粉粒が添加された木質形成材ペレットは供給ペレットの１以上１０ｗｔ％以下であり、最少でも９０ｗｔ％は生地ペレット(添加剤含む)である。このため、木の風合い、つまり表面の微細凹凸や光沢や色むら等の木質感が低い。仮に、木質感を向上させるために添加しているセルロース微粉粒の割合を増加させると、セルロースの形状が微粉粒であるため、樹脂が脆化するという課題を有している。 However, in the method of Patent Document 1, it is necessary to prepare at least two types of dough material pellets and wood molding material pellets according to the desired color unevenness and shade in order to express the wood texture, and 2 Since different types of materials are input separately, there are material and equipment restrictions such as the need to use two or more hoppers, which results in high manufacturing costs. Further, in Patent Document 1, as described in paragraph 0062, the wood-forming material pellets to which cellulose fine powder particles are added are 1 or more and 10 wt% or less of the supplied pellets, and at least 90 wt% are dough pellets (including additives). ). Therefore, the texture of wood, that is, the texture of wood such as fine irregularities on the surface, gloss, and uneven color is low. If the proportion of the fine cellulose granules added to improve the texture of wood is increased, there is a problem that the resin becomes embrittled because the shape of the cellulose is fine granules.

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、複数種類のペレットの混合や着色剤等の使用を一切行わず、セルロース系複合樹脂におけるセルロースを変性させることで生成される、より詳しくは２−フルアルデヒド等の褐色化成分(以下、「フルフラール」と称する)を生成させ、その生成量を制御することで、天然の木の経年変化および成長によって生まれる自然な変色・色むらを成形品に形成しつつ、成形品の基本的な色味をコントロールすることを目的とする。さらに、金型の構造および成形時のゲート位置に関して、あえてウェルドラインが発生するよう設計し配置することで、また、セルロース系繊維複合樹脂中の繊維を成形品表面の極近傍にトラップすることで、成形品における色の濃淡を生じさせ、これによって、材料的な制約や設備的な制約がなく、しかも高強度かつ本物に近い印象の木質成形品を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and is produced by modifying cellulose in a cellulosic composite resin without mixing a plurality of types of pellets or using a colorant or the like. By generating browning components such as 2-flualdehyde (hereinafter referred to as "furfural") and controlling the amount of the browning components (hereinafter referred to as "furfural"), natural discoloration and color unevenness caused by aging and growth of natural trees can be produced. The purpose is to control the basic color of the molded product while forming it. Furthermore, by designing and arranging the structure of the mold and the gate position at the time of molding so that weld lines are generated, and by trapping the fibers in the cellulosic fiber composite resin in the very vicinity of the surface of the molded product. It is an object of the present invention to provide a wood molded product having high strength and a near-real impression without material restrictions and equipment restrictions by causing color shades in the molded product.

本発明にもとづくセルロース系繊維複合樹脂を用いた成形品は、成形品中の任意の第一領域と第一領域以外の第二領域とでのフルフラール含有量が異なることを特徴とする。 A molded product using a cellulosic fiber composite resin based on the present invention is characterized in that the furfural content is different between an arbitrary first region in the molded product and a second region other than the first region.

本発明によれば、ウェルドラインを有し、第一領域は第二領域よりウェルドラインに近く、第一領域のフルフラールの含有量は第二領域のフルフラールの含有量よりも多いことが好ましい。 According to the present invention, it is preferable that the first region has a weld line, the first region is closer to the weld line than the second region, and the content of furfural in the first region is higher than the content of furfural in the second region.

本発明の成形品によれば、第一領域の色は第二領域の色よりも濃いことが好ましい。 According to the molded article of the present invention, the color of the first region is preferably darker than the color of the second region.

本発明の成形品によれば、複数のウェルドラインを有することが好ましい。 According to the molded article of the present invention, it is preferable to have a plurality of weld lines.

本発明の成形品によれば、成形品の厚みをｔとしたときに、前記成形品の表面の０．１％以上９９．９％以下の範囲で、成形品の最表面から厚み方向に０．０５×ｔ以下の範囲にセルロース系繊維が拘束されていることが好ましい。 According to the molded product of the present invention, when the thickness of the molded product is t, it is 0 in the thickness direction from the outermost surface of the molded product in the range of 0.1% or more and 99.9% or less of the surface of the molded product. It is preferable that the cellulosic fibers are constrained in the range of .05 × t or less.

本発明の成形品よれば、複数のゲートから射出された樹脂により形成されたウェルドラインを有することが好ましい。 According to the molded product of the present invention, it is preferable to have a weld line formed of resins injected from a plurality of gates.

本発明の成形品によれば、ウェルドラインの方向は、樹脂の射出方向に沿った方向と、樹脂の射出方向と交差する方向と、複数のゲートからの樹脂の合流方向との少なくともいずれかであることが好ましい。 According to the molded article of the present invention, the direction of the weld line is at least one of a direction along the resin injection direction, a direction intersecting the resin injection direction, and a resin merging direction from a plurality of gates. It is preferable to have.

本発明の成形品の製造方法は、セルロース系繊維複合樹脂を用いて成形品を製造するに際し、成形品中の任意の第一領域と、第一領域以外の第二領域とでのフルフラール含有量を異ならせることを特徴とする。 In the method for producing a molded product of the present invention, when producing a molded product using a cellulosic fiber composite resin, the furfural content in an arbitrary first region in the molded product and a second region other than the first region It is characterized by differentiating.

本発明の製造方法によれば、成形品にウェルドラインを形成し、第一領域は第二領域よりウェルドラインに近い位置とし、第一領域のフルフラールの含有量を第二領域のフルフラールの含有量よりも多くさせることが好ましい。 According to the production method of the present invention, a weld line is formed in the molded product, the first region is located closer to the weld line than the second region, and the furfural content in the first region is set to the furfural content in the second region. It is preferable to make more than.

本発明の製造方法によれば、第一領域を構成するセルロース系繊維複合樹脂を、１８０℃以上の温度で処理することが好ましい。 According to the production method of the present invention, it is preferable to treat the cellulosic fiber composite resin constituting the first region at a temperature of 180 ° C. or higher.

本発明の製造方法によれば、成形時の金型温度を２０℃〜１００℃とすることが好ましい。 According to the production method of the present invention, it is preferable that the mold temperature at the time of molding is 20 ° C. to 100 ° C.

本発明の製造方法によれば、成形時の金型温度を２０℃〜４０℃として、成形品の表面の近傍に繊維をトラップさせることが好ましい。 According to the manufacturing method of the present invention, it is preferable to set the mold temperature at the time of molding to 20 ° C. to 40 ° C. and trap the fibers in the vicinity of the surface of the molded product.

本発明の製造方法によれば、複数のゲートから金型の成形空間に樹脂を射出させるとともに、射出された樹脂どうしを異なる方向から角度をもって合流させることが好ましい。 According to the manufacturing method of the present invention, it is preferable that the resin is injected from a plurality of gates into the molding space of the mold, and the injected resins are merged from different directions at an angle.

本発明の製造方法においては、金型内に射出された樹脂をヒーターにより加熱することで、成形品におけるヒーターに近い第一領域とヒーターから遠い第二領域とを形成する。 Oite the production method of the present invention, the injected resin into the mold by heating by the heater to form a distant second region from the first region and the heater close to the heater in the molded article.

本発明の木質成形品によれば、木質感、色むら、木目を表すために複数種類の材料および特殊な成形機を用いる必要がなく、また、金型の構造を工夫することで木目の数や色の濃淡をコントロールすることができ、したがって従来よりも更に天然の木材に近く、しかも高強度な木質成形品を提供することができる。 According to the wood molded product of the present invention, it is not necessary to use a plurality of types of materials and a special molding machine to express the wood texture, color unevenness, and wood grain, and the number of wood grains is increased by devising the structure of the mold. It is possible to control the shade of wood and color, and therefore it is possible to provide a wood molded product that is closer to natural wood than before and has high strength.

本発明の実施例１の成形品を示す図である。It is a figure which shows the molded article of Example 1 of this invention. 本発明の実施例１の成形品の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the molded article of Example 1 of this invention. 本発明の実施例１の成形品の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the molded article of Example 1 of this invention. 本発明の実施例３の成形品を示す図である。It is a figure which shows the molded article of Example 3 of this invention. 図４に記載の成形品を製造するときの樹脂の流動推移を示す図である。It is a figure which shows the flow transition of the resin at the time of manufacturing the molded article according to FIG. 本発明の実施例４の成形品を示す図である。It is a figure which shows the molded article of Example 4 of this invention. 図６に記載の成形品を製造するときの樹脂の流動推移を示す図である。It is a figure which shows the flow transition of the resin at the time of manufacturing the molded article according to FIG. 本発明の実施例５の成形品を示す図である。It is a figure which shows the molded article of Example 5 of this invention. 本発明の実施例６における、ヒーターにより木目調を形成する様子およびそのための金型構造を示す図である。It is a figure which shows the state of forming the wood grain tone by a heater in Example 6 of this invention, and the mold structure for it. 従来の木質調樹脂成形品の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the conventional wood-like resin molded article. 図１０に示される方法で製造された成形品の内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the molded article manufactured by the method shown in FIG. 図１０に示される方法で製造された成形品の外観を示す図である。It is a figure which shows the appearance of the molded article manufactured by the method shown in FIG.

本発明においては、繊維のアスペクト比(繊維長／繊維径)が５以上のセルロース系繊維が、母材となるベース樹脂に対して、４０質量％以上含まれているセルロース系繊維複合樹脂を用いることが好ましい。アスペクト比が５未満の場合は、繊維形状から粉体形状に近づき、このため強度の向上効果が低く、また、表面近傍に拘束させる「繊維浮き」を生じさせる場合に木質感が損なわれるという不都合が生じやすい。セルロース系繊維の含有率が４０質量％未満の場合は、せん断発熱量の低下及び褐色化成分フルフラールの成生量の低下をきたして、色の濃淡に顕著な差異を付与することが困難になるという不都合が生じやすい。 In the present invention, a cellulosic fiber composite resin containing 40% by mass or more of cellulosic fibers having a fiber aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of 5 or more with respect to a base resin as a base material is used. Is preferable. When the aspect ratio is less than 5, the fiber shape approaches the powder shape, so that the effect of improving the strength is low, and the wood texture is impaired when "fiber floating" that constrains the surface is generated. Is likely to occur. When the content of the cellulosic fiber is less than 40% by mass, the calorific value of shearing is reduced and the amount of furfural, which is a browning component, is reduced, and it becomes difficult to give a remarkable difference in color shade. Is likely to occur.

そして本発明においては、上記のセルロース系繊維複合樹脂を用いて、セルロース系繊維が変性を開始する１８０℃以上になるように、意図的に、樹脂温度・金型温度・圧縮発熱・せん断発熱を制御しながら成形する。それにより、褐色化成分であるフルフラールを生成させる。ただし、セルロース系繊維の完全な炭化を防止するために、２６０℃以下で処理することが望ましい。そして、その際に、成形品にあえてウェルドラインが生じるように、金型の構造として、樹脂流入口であるゲートの近傍に樹脂の流動を阻害する障害物を設置したり、ゲート数を多点にしたりする。これによって木目調の仕上がりとすることができる。特に天然の木の風合いを出すために、金型温度を比較的低温(２０℃〜１００℃)にする。特に、金型温度を４０℃以下とすることで、複合樹脂中の繊維が樹脂内部に沈み込むのを阻害して、成形品表面のごく近傍に繊維をトラップさせる。こうすることによって、天然のセルロース系繊維複合樹脂を、着色剤等を使わずに、自然に変色(フルフラールの生成)したことを活用しつつ、金型構造を工夫することで、ウェルドラインによる木目(色の濃淡)および木質感(繊維トラップ)を表すものである。 Then, in the present invention, using the above-mentioned cellulosic fiber composite resin, the resin temperature, mold temperature, compression heat generation, and shear heat generation are intentionally generated so that the cellulosic fiber starts to be modified at 180 ° C. or higher. Mold while controlling. As a result, furfural, which is a browning component, is produced. However, in order to prevent complete carbonization of the cellulosic fiber, it is desirable to treat it at 260 ° C. or lower. Then, at that time, as the structure of the mold, an obstacle that obstructs the flow of the resin is installed near the gate, which is the resin inflow port, or the number of gates is increased so that the weld line is intentionally generated in the molded product. Or As a result, a wood grain finish can be obtained. In particular, the mold temperature is set to a relatively low temperature (20 ° C to 100 ° C) in order to give the texture of natural wood. In particular, by setting the mold temperature to 40 ° C. or lower, the fibers in the composite resin are prevented from sinking into the resin, and the fibers are trapped in the immediate vicinity of the surface of the molded product. By doing so, while taking advantage of the fact that the natural cellulosic fiber composite resin was naturally discolored (generated full-fural) without using colorants, etc., by devising the mold structure, the wood grain by the weld line was used. It represents (shade of color) and wood texture (fiber trap).

ゲートとしては、製品部外から樹脂を流入させ、成形後に製品から除去するタブゲートを、好ましく用いることができる。 As the gate, a tab gate that allows resin to flow in from outside the product and is removed from the product after molding can be preferably used.

本発明において使用することができるセルロース系繊維複合樹脂としては、たとえば木材から抽出された漂白済みの針葉樹のパルプを、直径１００μｍ程度、長さ５００μｍ程度になるよう予備粉砕し、それによって粉末状になったパルプを、混練機で母材となるたとえばポリプロピレンと混ぜ合わせて混練することで得られる、セルロース系繊維複合樹脂を挙げることができる。 As the cellulosic fiber composite resin that can be used in the present invention, for example, bleached coniferous pulp extracted from wood is pre-crushed to a diameter of about 100 μm and a length of about 500 μm, thereby forming a powder. Examples thereof include a cellulosic fiber composite resin obtained by mixing and kneading the resulting pulp with, for example, polypropylene, which is a base material in a kneader.

上記の原料を用いた場合に、混練機の設定温度は、たとえば１９０℃とすることができる。このとき、極力パルプが変色(褐色化)しないように、低温で混練することができる。また、混練機内で生じるせん断力により繊維の解繊(繊維を解きほぐし直径が微細化すること)が生じ、混練前の粉末状パルプに比べ、混練後のセルロース系繊維複合樹脂ペレット内の繊維アスペクト比(繊維長／繊維径)を高くすることができる。このような製造方法によってペレットを得ることができるが、そのペレットは、セルロース系繊維が熱の影響で変色等を起こさないため、白色(パルプ色)のままとすることができる。上記製造方法によって製造されたセルロース系繊維複合樹脂ペレットは、射出成形前にＧＣ／ＭＳによって成分分析した際に、変色(褐色化)を発生させるフルフラール成分は検出されないものとすることができる。 When the above raw materials are used, the set temperature of the kneader can be, for example, 190 ° C. At this time, the pulp can be kneaded at a low temperature so as not to discolor (brown) the pulp as much as possible. In addition, the shearing force generated in the kneader causes fiber defibration (unraveling the fibers and reducing the diameter), and the fiber aspect ratio in the cellulosic fiber composite resin pellets after kneading is compared with that of powdered pulp before kneading. (Fiber length / fiber diameter) can be increased. Although pellets can be obtained by such a production method, the pellets can remain white (pulp color) because the cellulosic fibers do not discolor due to the influence of heat. In the cellulosic fiber composite resin pellets produced by the above production method, when the components are analyzed by GC / MS before injection molding, the furfural component that causes discoloration (browning) can be not detected.

セルロース系繊維の種類は、特に限定されず、針葉樹、広葉樹、竹等、セルロース繊維が抽出できる素材であればよい。さらに、上記のように繊維は平均アスペクト比が５以上であることが好ましく、その条件のもとで直径がμｍオーダーからｎｍオーダーの範囲で自由に選定できる。幅広い色味を表すために、セルロース系繊維は、漂白済みでリグニン成分が除去されたものが望ましく、紙などの原料となる漂白パルプを用いることが好ましい。 The type of cellulosic fiber is not particularly limited as long as it is a material from which cellulosic fiber can be extracted, such as softwood, hardwood, and bamboo. Further, as described above, the fiber preferably has an average aspect ratio of 5 or more, and under that condition, the fiber can be freely selected in the range of μm order to nm order. In order to express a wide range of colors, it is desirable that the cellulosic fibers have been bleached and the lignin component has been removed, and it is preferable to use bleached pulp as a raw material such as paper.

金型構造において、成形品にウェルドラインを形成することを目的とした、樹脂の流動を阻害するための、ゲート近傍の障害物の数は、配置できる範囲で任意に設定することができる。障害物の数によってウェルドラインの数を制御することで、所望の木目の数にすることができる。またゲート近傍に障害物を配置する際に、障害物どうしのピッチ(配置間隔)に差を設けることで、せん断発熱差を生じさせ、それによって生成されるフルフラールの量を局所的に変えることができる。こうすると、木目毎の色味にも差異(濃淡)を生じさせることが可能となる。 In the mold structure, the number of obstacles in the vicinity of the gate for inhibiting the flow of the resin for the purpose of forming a weld line in the molded product can be arbitrarily set within a range in which it can be arranged. By controlling the number of weld lines according to the number of obstacles, the desired number of grain can be obtained. In addition, when arranging obstacles near the gate, by providing a difference in the pitch (arrangement interval) between the obstacles, it is possible to generate a shear heat generation difference and locally change the amount of furfural generated by it. it can. In this way, it is possible to make a difference (shade) in the color of each grain.

多点ゲートにてウェルドラインを生じさせて木目を表す場合は、各ゲートからの射出タイミングに差異を設けたり、射出速度を段付にしたりすることで、木目に揺らぎを付与することができる。 When a weld line is generated at a multi-point gate to represent a grain of wood, fluctuations can be imparted to the grain of wood by providing a difference in the injection timing from each gate or by setting the injection speed in a stepped manner.

ゲート近傍に障害物を設置する方法および多点ゲートを用いる方法のいずれの方法で木目(ウェルドライン)を表す場合においても、射出速度を加減することにより、樹脂合流界面で圧縮される空気の量および樹脂合流時のせん断発熱量を変化させることができる。その結果、高速で射出すれば木目(ウェルドライン)を濃くすることができ、また低速で射出すれば木目(ウェルドライン)を薄くすることができる。これによって、木目毎の濃淡も制御することができる。 Regardless of whether the wood grain (weld line) is represented by either the method of installing an obstacle near the gate or the method of using a multi-point gate, the amount of air compressed at the resin confluence interface by adjusting the injection speed. And the shear calorific value at the time of resin merging can be changed. As a result, the wood grain (weld line) can be thickened by injecting at high speed, and the wood grain (weld line) can be thinned by injecting at low speed. This makes it possible to control the shade of each grain.

金型内にヒーターを設置として、成形品を局所的に加熱することで、その加熱された箇所の色目を濃くすることができ、それによって木目調に仕上げることもできる。 By installing a heater in the mold and locally heating the molded product, the color of the heated part can be darkened, and a wood grain finish can be achieved.

本発明によれば、目標とする木質感、色むら、木目を形成するために複数種類のペレットを用意する必要がなくなり、また射出成形機にて成形する場合でも、混色成形機や二色成形機等の特殊な成形機を用いず、汎用の成形機で成形することが可能である。また、繊維状のセルロースの添加量を増加することで、比例的に成形品の引張や曲げ特性を向上させることができる。 According to the present invention, it is not necessary to prepare a plurality of types of pellets in order to form a target wood texture, color unevenness, and grain, and even when molding with an injection molding machine, a color mixing molding machine or two-color molding is performed. It is possible to mold with a general-purpose molding machine without using a special molding machine such as a machine. Further, by increasing the amount of fibrous cellulose added, the tensile and bending characteristics of the molded product can be proportionally improved.

（実施例１）
繊維のアスペクト比が５以上のセルロース系繊維が４０質量％添加された複合樹脂にて検討を実施した。 (Example 1)
The study was carried out using a composite resin to which 40% by mass of cellulosic fibers having a fiber aspect ratio of 5 or more were added.

図１は、実施例１の木質成形品の形状を示す。図２は、実施例１の木質成形品の製造工程における樹脂の流動推移を示す。図３は、図１に示す形状の成形品について、樹脂温度、金型温度を変えて成形したときの成形品外観を示す。 FIG. 1 shows the shape of the wood molded product of Example 1. FIG. 2 shows the flow transition of the resin in the manufacturing process of the wood molded product of Example 1. FIG. 3 shows the appearance of the molded product having the shape shown in FIG. 1 when the molded product is molded by changing the resin temperature and the mold temperature.

図１（ａ）は実施例１の成形品１００の形状を示す。図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、セルロース系繊維が４０質量％添加された複合樹脂は、成形機において、ランナー(図示略)を経て樹脂流入口すなわちゲート１０１、１０２の２点から射出される。成形機のシリンダ温度は、母材であるポリプロピレンを溶融し、褐色化成分であるフルフラールを生成させ、さらに、セルロース系繊維の完全な炭化を防ぐため、１８０℃以上２６０℃以下の範囲とされるのが好ましい。さらに好ましくは、２００℃以上２３０℃以下の範囲である。実施例１では、２００℃と２３０℃との２条件で成形した。また、金型温度は。２０℃以上１００℃以下の範囲で設定することが好ましく、４０℃以上８０℃以下の範囲がさらに好ましい。実施例１では、金型の温度は４０℃と８０℃とに設定した。つまり、上記シリンダ温度２種類（２００℃と２３０℃）について、それぞれ２種類の金型温度（４０℃と８０℃）で成形した。すなわち、計４条件で成形した。 FIG. 1A shows the shape of the molded product 100 of Example 1. As shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c), the composite resin to which 40% by mass of cellulosic fibers were added was passed through a runner (not shown) in a molding machine to the resin inflow port, that is, the gates 101 and 102. It is ejected from two points. The cylinder temperature of the molding machine is set in the range of 180 ° C. or higher and 260 ° C. or lower in order to melt polypropylene as a base material to generate furfural which is a browning component and further prevent complete carbonization of cellulosic fibers. Is preferable. More preferably, it is in the range of 200 ° C. or higher and 230 ° C. or lower. In Example 1, molding was performed under two conditions of 200 ° C. and 230 ° C. Also, what is the mold temperature? It is preferably set in the range of 20 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and more preferably in the range of 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. In Example 1, the temperature of the mold was set to 40 ° C. and 80 ° C. That is, the two types of cylinder temperatures (200 ° C. and 230 ° C.) were molded at the two types of mold temperatures (40 ° C. and 80 ° C.), respectively. That is, it was molded under a total of 4 conditions.

図２（ａ）に示すように、２つのゲート１０１、１０２から射出された複合樹脂は、射出直後に、樹脂合流界面２０１の位置で合流する。このとき密閉された金型内に残存している空気は、射出された樹脂の影響を受け、樹脂合流界面２０１およびその近傍で圧縮され発熱する。また、各ゲート１０１、１０２から射出された樹脂は、合流した瞬間に互いに交じり合うことで、せん断発熱を生じる。これらの発熱により、樹脂合流界面２０１の近傍では、複合樹脂中のセルロース系繊維がシリンダ内で変性して生じたフルフラールよりさらにフルフラールが増加する。その結果、樹脂合流界面２０１およびその近傍では、それ以外の領域に比べ、複合樹脂の色が濃くなる。 As shown in FIG. 2A, the composite resins injected from the two gates 101 and 102 merge at the resin merging interface 201 immediately after the injection. At this time, the air remaining in the sealed mold is affected by the injected resin and is compressed and generates heat in and near the resin merging interface 201. Further, the resins ejected from the gates 101 and 102 mix with each other at the moment of merging to generate shear heat generation. Due to these heat generation, in the vicinity of the resin merging interface 201, furfural is further increased than furfural generated by modifying the cellulosic fibers in the composite resin in the cylinder. As a result, the color of the composite resin becomes darker in the resin merging interface 201 and its vicinity than in the other regions.

図２（ｂ）に示すように、圧縮およびせん断発熱により、樹脂合流界面２０１およびその近傍において、それ以外の領域に比べより多く生成されたフルフラールは、ウェルドライン２０２に沿って生成される。その結果、複合樹脂は、色の濃淡が目視で認識できるレベルで木目を形成しながら流動していく。 As shown in FIG. 2B, due to compression and shear heat generation, more furfural is produced at the resin merging interface 201 and its vicinity than in other regions, along the weld line 202. As a result, the composite resin flows while forming a grain of wood at a level at which the shade of color can be visually recognized.

図２（ｃ）に示すように、樹脂流動末端２０３まで樹脂が流動して充填されることで、成形品１００が得られる。図２（ｂ）に示すように形成されたウェルドライン２０２は、樹脂流動末端２０３の位置まで樹脂が流動するにつれて徐々に長さが増加する。すると、ウェルドライン２０２に沿った木目も、成形品１００の表面の長手方向に沿って線状に形成される。 As shown in FIG. 2C, the molded product 100 is obtained by flowing and filling the resin up to the resin flow end 203. The weld line 202 formed as shown in FIG. 2B gradually increases in length as the resin flows to the position of the resin flow end 203. Then, the grain of wood along the weld line 202 is also formed linearly along the longitudinal direction of the surface of the molded product 100.

図３（ａ）〜（ｄ）において、木質成形品３０１〜３０４は、それぞれ樹脂温度２００℃、２３０℃、金型温度４０℃、８０℃の組合せでそれぞれ成形されたものである。 In FIGS. 3A to 3D, the wood molded products 301 to 304 are molded at a combination of resin temperatures of 200 ° C. and 230 ° C. and mold temperatures of 40 ° C. and 80 ° C., respectively.

図３（ａ）に示される成形品３０１(樹脂温度２００℃、金型温度４０℃にて成形)において、ウェルドライン２０２上に形成された木目の領域(色の濃い領域)ではない、木目以外の領域において、分光測定器による色調測定の結果、明暗を意味するＬ＊の値、赤と緑の尺度ａ＊、黄と青の尺度ｂ＊の値が、それぞれ、Ｌ_１＊＝６４．８９、ａ_１＊＝９．０３、ｂ_１＊＝３１．２３、であった。一方、ウェルドライン２０２上に形成された木目(フルフラール)の領域において、分光測定器による色調測定の結果、Ｌ＊、Ａ＊、ｂ＊の値がそれぞれ、Ｌ_２＊＝５８．６２、ａ_２＊＝１０．４９、ｂ_２＊＝２９．８８、であった。以上の結果から、上記２色間の差を表す色差ΔＥは、以下の式より In the molded product 301 (molded at a resin temperature of 200 ° C. and a mold temperature of 40 ° C.) shown in FIG. 3A, it is not a wood grain region (dark region) formed on the weld line 202, but other than the wood grain. As a result of color tone measurement by a spectroscopic measuring instrument, the values of L *, which means light and dark, the red and green scales a *, and the yellow and blue scales b * are L ₁ * = 64.89, respectively. , A ₁ * = 9.03 and b ₁ * = 31.23. On the other hand, in the region of wood grain (furfural) formed on the weld line 202, as a result of color tone measurement by a spectroscopic measuring instrument, the values of L *, A *, and b * are L ₂ * = 58.62, a _{2, respectively.} * = 10.49, b ₂ * = 29.88. From the above results, the color difference ΔE representing the difference between the two colors is calculated from the following equation.

となった。つまり、明暗を意味するＬ＊の値、赤と緑の尺度ａ＊、黄と青の尺度ｂ＊に差異があり、ウェルドライン２０２上に形成された木目の領域とそれ以外の領域での色差ΔＥは６．５５となった。すなわち、人間の目視で認識できる色差ΔＥが３以上のため、成形品の表面に色の差、濃淡が表されたことになった。すなわち、ウェルドライン２０２に近い領域の色がウェルドライン２０２から遠い領域の色よりも濃いという結果になった。 It became. That is, there is a difference in the value of L *, which means light and dark, the scale a * of red and green, and the scale b * of yellow and blue, and the color difference between the wood grain region formed on the weld line 202 and the other regions. ΔE was 6.55. That is, since the color difference ΔE that can be visually recognized by humans is 3 or more, the color difference and the shade are expressed on the surface of the molded product. That is, the result is that the color of the region near the weld line 202 is darker than the color of the region far from the weld line 202.

また、金型温度が４０℃と比較的低温であるため、成形品３０１の表面近傍には繊維がランダムにトラップ(製品最表面から製品厚み方向に沿って厚みの５％以内に拘束)された繊維浮き３０５が生じており、これによって更に天然の木材のような風合いが表されていた。 Further, since the mold temperature is relatively low at 40 ° C., fibers are randomly trapped in the vicinity of the surface of the molded product 301 (constrained within 5% of the thickness from the outermost surface of the product along the product thickness direction). A fiber float 305 was created, which further represented a natural wood-like texture.

繊維浮き３０５は、樹脂温度や金型温度等の成形条件によって、製品最表面から製品厚み方向に沿って製品厚みの５％以内に拘束されるトラップ量をコントロールできる。詳細には、樹脂温度および金型温度を低く、また圧縮およびせん断発熱量を低くすると、製品表面全面に繊維浮き３０５を発生させることができる。逆に樹脂温度および金型温度を高く、また圧縮およびせん断発熱量を高くすると、繊維浮き３０５をほとんど発生させないようにすることができる。 The fiber float 305 can control the trap amount restrained within 5% of the product thickness from the outermost surface of the product along the product thickness direction depending on molding conditions such as resin temperature and mold temperature. Specifically, when the resin temperature and the mold temperature are lowered, and the amount of heat generated by compression and shearing is lowered, fiber floating 305 can be generated on the entire surface of the product. On the contrary, if the resin temperature and the mold temperature are increased, and the amount of heat generated by compression and shearing is increased, the fiber floating 305 can be hardly generated.

図３（ｂ）に示される成形品３０２(樹脂温度２００℃、金型温度８０℃にて成形)においては、成形品３０１同様に木目とそれ以外の領域でΔＥが３以上の色差が発生した。しかし、図３（ａ）に示される成形品３０１で発生した繊維浮き３０５は、発生しなかった。これは、金型の温度が高いために繊維が樹脂内部に沈み込む時間が長く、このため表面硬化開始前に繊維が成形品内部に沈み込んだことが原因したものであると考えられる。 In the molded product 302 (molded at a resin temperature of 200 ° C. and a mold temperature of 80 ° C.) shown in FIG. 3 (b), a color difference of ΔE of 3 or more occurred between the wood grain and the other regions as in the molded product 301. .. However, the fiber floating 305 generated in the molded product 301 shown in FIG. 3A did not occur. It is considered that this is because the fiber sinks into the resin for a long time due to the high temperature of the mold, and therefore the fiber sinks into the molded product before the start of surface hardening.

図３（ｃ）に示される成形品３０３(樹脂温度２３０℃、金型温度４０℃にて成形)においては、図３（ａ）に示される成形品３０１よりも全体的に成形品の色が暗く、また木目の領域とそれ以外の領域との色の濃淡もより顕著になった。成形品３０３のウェルドライン２０２上に形成された木目(フルフラール)の領域ではない、それ以外の領域において、分光測定器による色調測定の結果、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊の値が、それぞれ、Ｌ_３＊＝５０．１、ａ_３＊＝９．７３、ｂ_３＊＝２５．９３、であった。一方、ウェルドライン２０２上に形成された木目(フルフラール)の領域において、分光測定器による色調測定の結果、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊の値がそれぞれ、Ｌ_４＊＝４３．９、ａ_４＊＝１１．０１、ｂ_４＊＝２２．９９、であった。以上の結果から、上記２色間の差を表す色差ΔＥは、以下の式より In the molded product 303 (molded at a resin temperature of 230 ° C. and a mold temperature of 40 ° C.) shown in FIG. 3 (c), the color of the molded product as a whole is higher than that of the molded product 301 shown in FIG. 3 (a). It was dark, and the shades of color between the wood grain area and the other areas became more prominent. As a result of color tone measurement by a spectrophotometer, the values of L *, a *, and b * were found in other regions other than the wood grain (furfural) region formed on the weld line 202 of the molded product 303, respectively. L ₃ * = 50.1, a ₃ * = 9.73, and b ₃ * = 25.93. On the other hand, in the wood grain (furfural) region formed on the weld line 202, as a result of color tone measurement by a spectroscopic measuring instrument, the values of L *, a *, and b * are L ₄ * = 43.9, a _{4, respectively.} * = 11.01, b ₄ * = 22.99. From the above results, the color difference ΔE representing the difference between the two colors is calculated from the following equation.

となった。つまり、明暗を意味するＬ＊の値、赤と緑の尺度ａ＊、黄と青の尺度ｂ＊に差異があり、ウェルドライン２０２上に形成された木目の領域とそれ以外の領域での色差ΔＥは６．９８となり、人間の目視で認識できる色差ΔＥが３以上のため、成形品の表面に色の差、濃淡が表されたことになった。また、金型温度が比較的低温であるため、成形品３０１の表面近傍には繊維がランダムにトラップ(製品最表面から製品厚み方向に沿って厚みの５％以内に拘束)された繊維浮き３０５が生じており、これによって更に天然の木材のような風合いが表されていた。 It became. That is, there is a difference in the value of L *, which means light and dark, the scale a * of red and green, and the scale b * of yellow and blue, and the color difference between the wood grain region formed on the weld line 202 and the other regions. The ΔE was 6.98, and since the color difference ΔE recognizable by human eyes was 3 or more, the color difference and the shade were expressed on the surface of the molded product. Further, since the mold temperature is relatively low, fibers are randomly trapped in the vicinity of the surface of the molded product 301 (constrained within 5% of the thickness along the product thickness direction from the outermost surface of the product). Was generated, which further expressed the texture of natural wood.

図３（ｄ）に示される成形品３０４(樹脂温度２３０℃、金型温度８０℃にて成形)においては、図３（ｃ）に示される成形品３０３と同様に木目の領域とそれ以外の領域とで色差が発生したが、成形品３０３で発生した繊維浮き３０５は発生しなかった。これは、金型の温度が高いために繊維が樹脂内部に沈み込む時間が長く、このため表面硬化開始前に繊維が成形品内部に沈み込んだことが原因したものであると考えられる。 In the molded product 304 (molded at a resin temperature of 230 ° C. and a mold temperature of 80 ° C.) shown in FIG. 3 (d), the wood grain region and other parts are the same as those of the molded product 303 shown in FIG. 3 (c). Although a color difference occurred in the region, the fiber floating 305 generated in the molded product 303 did not occur. It is considered that this is because the fiber sinks into the resin for a long time due to the high temperature of the mold, and therefore the fiber sinks into the molded product before the start of surface hardening.

図３（ａ）に示される成形品３０１のＧＣ／ＭＳ成分分析を行なった結果、射出成形前は未検出であったフルフラールが成形品から検出された。分析試料単位質量あたりから、バイアル瓶気相部分に発生したガス量をトルエンｄ８を標品として換算したところ、フルフラールの検出量は、ウェルドラインに沿った木目部で０．２２［μｇ/ｇ］、木目以外の領域(基準色)で０．１８［μｇ/ｇ］であり、色の濃淡により０．０４［μｇ/ｇ］の差が生じた。この結果から、樹脂の加熱溶融と圧縮およびせん断発熱とによって、変色(褐色化)成分であるフルフラールが生成されたことが確認できた。かつ、成形品全体でフルフラールの量が不均一となっていることによって、色むらや木目等の木質感および風合いを表していることがわかった。 As a result of performing GC / MS component analysis of the molded product 301 shown in FIG. 3 (a), furfural, which had not been detected before injection molding, was detected in the molded product. When the amount of gas generated in the gas phase part of the vial bottle was converted from per unit mass of the analytical sample using toluene d8 as a standard, the detected amount of furfural was 0.22 [μg / g] at the grain part along the weld line. It was 0.18 [μg / g] in the region (reference color) other than the grain of wood, and a difference of 0.04 [μg / g] was generated depending on the shade of the color. From this result, it was confirmed that furfural, which is a discoloration (browning) component, was produced by heating and melting the resin, compressing it, and generating heat by shearing. In addition, it was found that the non-uniform amount of furfural in the entire molded product indicates the wood texture and texture such as color unevenness and wood grain.

以上の構成によって、特許文献１に記載の技術と同等以上の天然の木質感(色むら、木目、風合い)を有する木質調成形品を、セルロース系繊維を４０質量％含有した複合樹脂１種類のみを使用して成形することができた。 With the above configuration, only one type of composite resin containing 40% by mass of cellulosic fibers is contained in a wood-like molded product having a natural wood texture (color unevenness, grain, texture) equal to or higher than the technology described in Patent Document 1. Could be molded using.

成形時の樹脂温度(シリンダ温度)を昇降させることで、木目とそれ以外の領域との色味をコントロールすることができた。 By raising and lowering the resin temperature (cylinder temperature) during molding, it was possible to control the color of the wood grain and other areas.

成形時の金型温度を昇降させることで、成形品の表面極近傍(成形品最表面から板厚方向に板厚の５％以内の範囲)にトラップされる繊維(繊維浮き)の量を制御することができた。詳細には、成形品の厚みをｔとし、成形品の最表面から厚み方向に０．０５×ｔ以下の範囲に繊維浮きが生じる部分の表面割合(繊維浮き領域／成形品表面積)を、０．１％以上９９％以下の間でコントロールすることができた。 By raising and lowering the mold temperature during molding, the amount of fibers (fiber floating) trapped in the vicinity of the surface of the molded product (within 5% of the plate thickness in the plate thickness direction from the outermost surface of the molded product) is controlled. We were able to. Specifically, the thickness of the molded product is t, and the surface ratio (fiber floating region / surface area of the molded product) of the portion where fiber floating occurs in the range of 0.05 × t or less in the thickness direction from the outermost surface of the molded product is set to 0. It was possible to control between 1% and 99%.

実施例１では、セルロース系繊維は針葉樹を使用した。これ以外にも、広葉樹、竹等の、セルロース繊維を抽出できる木材や植物であれば使用でき、その素材は特に限定されない。 In Example 1, softwood was used as the cellulosic fiber. In addition to this, any wood or plant that can extract cellulose fibers, such as hardwood and bamboo, can be used, and the material is not particularly limited.

実施例１では母材にポリプロピレンを用いたが、ペレット製造段階でセルロース系繊維が炭化しない範囲で複合樹脂化できる樹脂であればよく、特に限定されない。 In Example 1, polypropylene was used as the base material, but the resin is not particularly limited as long as it can be made into a composite resin as long as the cellulosic fibers are not carbonized at the pellet manufacturing stage.

製品へ直接ゲートを配置する場合に、その位置や数は、金型の構造上可能な範囲で任意に設定でき、特に制限されない。 When arranging the gate directly on the product, the position and the number thereof can be arbitrarily set within the range possible in the structure of the mold, and are not particularly limited.

（実施例２）
セルロース系繊維複合樹脂におけるセルロース系繊維の濃度を変化させて、射出成形限界の調査を実施した。表１に、その射出成形限界の調査結果を示す。 (Example 2)
The injection molding limit was investigated by changing the concentration of cellulosic fibers in the cellulosic fiber composite resin. Table 1 shows the investigation results of the injection molding limit.

表１において、試料１は、実施例１で検討した、母材にポリプロピレンを用いセルロース系繊維を４０質量％含有する複合樹脂を、樹脂温度２３０℃、金型温度８０℃の条件で成形したサンプルである。この試料１を基準として、セルロース系繊維の濃度を５質量％間隔で増加させ、成形が可能なセルロース系繊維濃度の見極めを行なった。 In Table 1, the sample 1 is a sample obtained by molding a composite resin containing polypropylene as a base material and containing 40% by mass of cellulosic fibers, which was examined in Example 1, under the conditions of a resin temperature of 230 ° C. and a mold temperature of 80 ° C. Is. Using this sample 1 as a reference, the concentration of the cellulosic fiber was increased at intervals of 5% by mass, and the concentration of the cellulosic fiber that could be molded was determined.

表１において、試料１〜試料８および比較試料９は、セルロース系繊維４０質量％から８０質量％の範囲の複合樹脂（５質量％きざみ）を、樹脂温度２３０℃、金型温度８０℃の条件で成形したサンプルである。すなわち、試料１、２、３、４、５、６、７、８は、それぞれセルロース系繊維を４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５質量％含有する複合樹脂、比較試料９はセルロース系繊維を８０質量％含有した複合樹脂である。表１には、これらの複合樹脂で成形されたサンプルで充填性を確認した結果を示す。 In Table 1, Samples 1 to 8 and Comparative Sample 9 are prepared by using a composite resin (in 5% by mass) in the range of 40% by mass to 80% by mass of cellulosic fibers under the conditions of a resin temperature of 230 ° C. and a mold temperature of 80 ° C. It is a sample molded in. That is, Samples 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 are composite resins containing 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, and 75% by mass of cellulosic fibers, respectively, and Comparative Sample 9 Is a composite resin containing 80% by mass of cellulosic fibers. Table 1 shows the results of confirming the filling property of the samples molded from these composite resins.

試料１〜８は成形品の形状を規定する金型への充填率が１００％であり、未充填部はなかった。表１では、これを「良好」と評価した。一方、比較試料９においては、金型の末端まで樹脂が流動・充填しなかった（１００％充填ではない）。表１では、これを「不良」と評価した。以上より、上述の条件下では、セルロース系繊維を７５質量％含有した複合樹脂が、射出成形にて製品形状を満足する成形品が得られる成形限界であった。 Samples 1 to 8 had a filling rate of 100% in the mold that defines the shape of the molded product, and there was no unfilled portion. In Table 1, this was evaluated as "good". On the other hand, in the comparative sample 9, the resin did not flow and fill up to the end of the mold (not 100% filled). In Table 1, this was evaluated as "defective". From the above, under the above-mentioned conditions, the composite resin containing 75% by mass of cellulosic fibers was the molding limit for obtaining a molded product satisfying the product shape by injection molding.

（実施例３）
図４は、本発明の実施例３の成形品の形状を示す。図５は、図４に記載の成形品を製造するときの樹脂の流動推移を示す。 (Example 3)
FIG. 4 shows the shape of the molded product of Example 3 of the present invention. FIG. 5 shows the flow transition of the resin when the molded product shown in FIG. 4 is manufactured.

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）において、成形品５００は、タブゲート(製品部外から樹脂を流入させ、成形後に製品から除去するゲート)５０１に障害物５０２を有した形状の金型を用いて、ゲート５０３の１点から樹脂を射出することにより製造される。図示の例では、障害物５０２は、ゲート５０３に向いた頂点を有する三角柱状に形成されている。 In FIGS. 4A, 4B, and 4C, the molded product 500 has a mold having an obstacle 502 at a tab gate (a gate that allows resin to flow in from outside the product and is removed from the product after molding) 501. It is manufactured by injecting resin from one point of gate 503. In the illustrated example, the obstacle 502 is formed in a triangular column with an apex facing the gate 503.

図５（ａ）（ｂ）において、タブゲート５０１のゲート５０３から射出・流入された樹脂は、障害物５０２を境に流動方向が変化し、二手に分岐する。 In FIGS. 5A and 5B, the resin injected / flowed in from the gate 503 of the tab gate 501 changes its flow direction with the obstacle 502 as a boundary and branches into two hands.

図５（ｃ）（ｄ）において、障害物５０２を境に二手に分岐した樹脂は、樹脂合流界面５０４にて再度合流し、ウェルドライン５０５を形成する。このとき、実施例１の場合と同様に、金型内部の残留空気圧縮による圧縮発熱と、樹脂合流によるせん断発熱とが生じる。この圧縮発熱とせん断発熱とによって、樹脂合流界面５０４の近傍に位置する複合樹脂中のセルロース系繊維は変性され、フルフラールを生成する。 In FIGS. 5C and 5D, the resins bifurcated at the obstacle 502 as a boundary are rejoined at the resin merging interface 504 to form a weld line 505. At this time, as in the case of the first embodiment, compression heat generation due to residual air compression inside the mold and shear heat generation due to resin merging occur. The heat generated by compression and the heat generated by shearing modify the cellulosic fibers in the composite resin located in the vicinity of the resin merging interface 504 to generate furfural.

図５（ｅ）において、ウェルドライン５０５に沿う形でフルフラールの生成が進み、天然の木材のような風合いを有する木目５０７が形成される。 In FIG. 5 (e), the formation of furfural proceeds along the weld line 505, and a grain 507 having a texture similar to that of natural wood is formed.

このようにすることで、成形品５００において製品部外に位置するタブゲート５０１を介して製品部に樹脂が流入し、それによって木目や色むらを付与することができる。このため、上述の実施例１のような製品部に直接ゲートを配置する場合と比較して、ゲート直下でのヒケ等の不具合を防止することができる。 By doing so, the resin flows into the product part through the tab gate 501 located outside the product part in the molded product 500, whereby wood grain and color unevenness can be imparted. Therefore, as compared with the case where the gate is directly arranged in the product part as in the first embodiment described above, it is possible to prevent problems such as sink marks directly under the gate.

障害物５０２は、樹脂の流動を阻害できればどんな形状でもよく、特に限定されない。 The obstacle 502 may have any shape as long as it can inhibit the flow of the resin, and is not particularly limited.

（実施例４）
図６は本発明の実施例４の成形品の形状を示す。図７は図６に記載の成形品を製造するときの樹脂の流動推移を示す。 (Example 4)
FIG. 6 shows the shape of the molded product of Example 4 of the present invention. FIG. 7 shows the flow transition of the resin when the molded product shown in FIG. 6 is manufactured.

図６（ａ）（ｂ）（ｃ）において、成形品７００は、タブゲート７０１に障害物７０２〜７０５を有した形状の金型を用いて、ゲート７０６の１点から樹脂を射出することより製造される。 In FIGS. 6A, 6B and 6C, the molded product 700 is manufactured by injecting resin from one point of the gate 706 using a mold having a shape in which the tab gate 701 has obstacles 702 to 705. Will be done.

図７（ａ）（ｂ）において、タブゲート７０１のゲート７０６から射出・流入された樹脂は、障害物７０２〜７０５を境に流動方向が変化し、タブゲート７０１および障害物７０２〜７０５にて形成される各隙間８０１〜８０５に向けて分岐する。 In FIGS. 7 (a) and 7 (b), the resin injected / flowed in from the gate 706 of the tab gate 701 changes its flow direction with the obstacles 702 to 705 as boundaries, and is formed by the tab gate 701 and the obstacles 702 to 705. Branch toward each gap 801 to 805.

図７（ａ）〜（ｅ）に示すように、隙間８０１〜８０５のサイズはそれぞれ異なっており、このため隙間８０１〜８０５を通過する樹脂が受ける流動抵抗８０６〜８１０には差異が生じる。 As shown in FIGS. 7A to 7E, the sizes of the gaps 801 to 805 are different from each other, and therefore, the flow resistances 806 to 810 received by the resin passing through the gaps 801 to 805 are different.

図示の隙間８０２に生じる流動抵抗８０７と隙間８０３に生じる流動抵抗８０８とでは、サイズの小さい隙間８０３すなわち障害物７０３、７０４どうしの距離が短い隙間８０３で生じる流動抵抗８０８の方が大きい。このため、流動抵抗によるせん断発熱量も隙間８０３の方が大きくなり、隙間８０３を通過する樹脂の方が、変性により生じるフルフラールの量も多くなり、フルフラール生成量(褐色化量)が、隙間８０２を通過する樹脂に比べて大きくなる。 Of the flow resistance 807 generated in the gap 802 and the flow resistance 808 generated in the gap 803 shown in the figure, the flow resistance 808 generated in the small gap 803, that is, the gap 803 in which the distance between the obstacles 703 and 704 is short is larger. Therefore, the amount of shear heat generated by the flow resistance is also larger in the gap 803, and the amount of furfural generated by the modification is larger in the resin passing through the gap 803, and the amount of furfural produced (browning amount) is the gap 802. It is larger than the resin that passes through.

図７（ｅ）において、流動末端まで樹脂が流入・充填することにより得られる成形品７００は、障害物７０３〜７０５の数に応じてウェルドライン８１２〜８１５が形成され、ウェルドライン８１２〜８１５に沿って木目(色の濃淡)が形成されている。さらに、せん断発熱差によって、それぞれのウェルドライン８１２〜８１５に沿って形成された木目は、色の濃さが異なっている。 In FIG. 7E, in the molded product 700 obtained by inflowing and filling the resin to the flow end, weld lines 812 to 815 are formed according to the number of obstacles 703 to 705, and weld lines 812 to 815 are formed. Wood grain (shades of color) are formed along it. Further, due to the difference in shear heat generation, the grain of wood formed along each weld line 812 to 815 has a different color depth.

このようにすることで、タブゲート７０１に配置する障害物７０２〜７０５の本数および隙間を任意に設定することで、木目の本数および各木目の濃淡もコントロールすることができる。 By doing so, the number of wood grains and the shade of each wood grain can be controlled by arbitrarily setting the number of obstacles 702 to 705 and the gaps arranged in the tab gate 701.

（実施例５）
図８は、本発明の実施例５における、障害物タブゲートを複数付けた成形品形状を示す。 (Example 5)
FIG. 8 shows the shape of a molded product having a plurality of obstacle tab gates according to the fifth embodiment of the present invention.

図８（ａ）において、成形品９０１には、二つのタブゲート９０２、９０３が形成されている。これらのタブゲート９０２、９０３は、それぞれタブゲート９０２、９０３からの樹脂の流動方向がなす角度９１７が１度以上９０度以下となるように形成されている。それぞれのタブゲート９０２、９０３には障害物９０７、９０８が配置されている。 In FIG. 8A, two tab gates 902 and 903 are formed on the molded product 901. These tab gates 902 and 903 are formed so that the angle 917 formed by the flow direction of the resin from the tab gates 902 and 903 is 1 degree or more and 90 degrees or less, respectively. Obstacles 907 and 908 are arranged at the tab gates 902 and 903, respectively.

本構成によって、多点ゲートによる樹脂合流界面でのウェルドライン９０６の形成や、障害物が配置されていることによるウェルドライン９０４、９０５の形成が起こる。これによれば、木目(色の濃淡)を付与すると同時に、流動の方向が異なることによる、ウェルドライン９０４〜９０６の方向転換やゆらぎを生じさせることができる。 With this configuration, the weld lines 906 are formed at the resin merging interface by the multi-point gate, and the weld lines 904 and 905 are formed due to the arrangement of obstacles. According to this, at the same time as imparting a grain of wood (shade of color), it is possible to cause a change of direction or fluctuation of the weld lines 904 to 906 due to the difference in the direction of flow.

図８（ｂ）において、成形品９０９は、流動方向のなす角度が０度(一直線上)になるように互いに形成されたタブゲート９１０、９１１を有している。それぞれのタブゲート９１０、９１１には、障害物９１５、９１６が配置されている。 In FIG. 8B, the molded product 909 has tab gates 910 and 911 formed so that the angle formed by the flow direction is 0 degrees (on a straight line). Obstacles 915 and 916 are arranged at the tab gates 910 and 911, respectively.

本構成によって、多点ゲート９１０、９１１からの樹脂による合流界面が形成されることで、流動方向に垂直な方向のウェルドライン９１４が形成される。また障害物９１５、９１６が配置されていることによりウェルドライン９１２、９１３の形成が生じ、これによって木目(色の濃淡)を付与することができる。 With this configuration, the merging interface of the resin from the multi-point gates 910 and 911 is formed, so that the weld line 914 in the direction perpendicular to the flow direction is formed. Further, the arrangement of the obstacles 915 and 916 causes the formation of weld lines 912 and 913, whereby the grain of wood (shade of color) can be imparted.

このような構成によれば、任意の位置、角度から複数のゲートに分けて樹脂を射出することにより、形成される木目(色の濃淡)に、ゆらぎや、任意の位置からの方向転換を付与することができる。 According to such a configuration, by injecting the resin into a plurality of gates from an arbitrary position and angle, the wood grain (shade of color) formed is given fluctuation and a change of direction from an arbitrary position. can do.

また、複数のタブゲートから同一射出速度で樹脂を流入させずに、一方を高速、他方を低速で射出することで、或いは射出速度を段階に分けて速度変化させることで、木目(色の濃淡)の方向を細かく変化させることができる。 Also, by injecting one at high speed and the other at low speed without inflowing resin from multiple tab gates at the same injection speed, or by changing the injection speed in stages, wood grain (shades of color). The direction of can be changed finely.

（実施例６）
図９は、本発明の実施例６における、ヒーターにより木目調を形成する様子およびそのための金型構造を示す図である。 (Example 6)
FIG. 9 is a diagram showing a state in which a wood grain tone is formed by a heater and a mold structure for that purpose in the sixth embodiment of the present invention.

図９（ａ）において、キャビティ１００５とコア１００４とで構成される金型によって成形品１００６が成形される。この金型のコア１００４側には、ヒーター１００１〜１００３が設けられている。ヒーター１００１〜１００３は、成形品１００６から任意の距離に配置されるとともに、ヒーター１００１〜１００３同士も互いに任意の距離をおいて配置されている。 In FIG. 9A, the molded product 1006 is molded by a mold composed of the cavity 1005 and the core 1004. Heaters 1001 to 1003 are provided on the core 1004 side of the mold. The heaters 1001 to 1003 are arranged at an arbitrary distance from the molded product 1006, and the heaters 1001 to 1003 are also arranged at an arbitrary distance from each other.

ヒーター１００１〜１００３から、成形品１００６におけるヒーター１００１〜１００３に最も近い部分までの距離は、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましく、さらに好ましくは５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。本実施例６では、成形品１００６の表面までの最短距離が５ｍｍになるように、図示のとおりの３本のヒーター１００１〜１００３を配置した。 The distance from the heaters 1001 to 1003 to the portion of the molded product 1006 closest to the heaters 1001 to 1003 is preferably 2 mm or more and 30 mm or less, and more preferably 5 mm or more and 10 mm or less. In the sixth embodiment, three heaters 1001 to 1003 as shown are arranged so that the shortest distance to the surface of the molded product 1006 is 5 mm.

ヒーター１００１〜１００３の温度は、それぞれ任意に設定できる。本実施例６では、いずれのヒーター１００１〜１００３も２３０℃に設定した。そして、樹脂温度は２００℃、金型温度は４０℃として、成形を行った。 The temperatures of the heaters 1001 to 1003 can be set arbitrarily. In the sixth embodiment, all the heaters 1001 to 1003 were set to 230 ° C. Then, molding was performed at a resin temperature of 200 ° C. and a mold temperature of 40 ° C.

図９（ｂ）は、成形品１００６とヒーター１００１〜１００３のみを記載したものである。この図９（ｂ）において、上記のように２３０℃に加熱されたヒーター１００１〜１００３から最も近い位置の成形品１００６の表面付近では、セルロース系繊維がヒーター１００１〜１００３の熱の影響を受けて、ヒーターの熱の影響を受けない部分に比べてフルフラール成生量が増加し、色が濃くなる。これにより、木目(色の濃淡)１００７〜１００９が形成される。 FIG. 9B shows only the molded product 1006 and the heaters 1001 to 1003. In FIG. 9B, in the vicinity of the surface of the molded product 1006 located closest to the heaters 1001 to 1003 heated to 230 ° C. as described above, the cellulose-based fibers are affected by the heat of the heaters 1001 to 1003. , The amount of full-fural growth increases and the color becomes darker than the part that is not affected by the heat of the heater. As a result, wood grain (shades of color) 1007 to 1009 are formed.

このような構成によれば、金型内の任意の位置にヒーターを任意の本数配置することで、木目(色の濃淡)の数を制御できる。また、ヒーターの設定温度、あるいは、成形品１００６からの最短距離を変化させることで、木目の濃淡の加減をコントロールすることができる。 According to such a configuration, the number of wood grains (shades of color) can be controlled by arranging an arbitrary number of heaters at an arbitrary position in the mold. Further, by changing the set temperature of the heater or the shortest distance from the molded product 1006, it is possible to control the degree of shading of the wood grain.

本発明の成形品は、射出成形と同等のサイクルで本物の木材のような質感を得ることができる。このため、長時間かけて木材の削出し加工で適用されていた商品の置換えに適用でき、しかも汎用の射出成形機で生産している製品の量産にも適用できる。 The molded product of the present invention can obtain a texture like real wood in the same cycle as injection molding. Therefore, it can be applied to replace products that have been applied in wood cutting for a long time, and can also be applied to mass production of products produced by a general-purpose injection molding machine.

１００成形品
１０１ゲート
１０２ゲート
２０１樹脂合流界面
２０２ウェルドライン
５００成形品
５０１タブゲート
５０２障害物
５０３ゲート
５０４樹脂合流界面
５０５ウェルドライン
５０７木目
７００成形品
７０１タブゲート
７０２障害物
７０３障害物
７０４障害物
７０５障害物
７０６ゲート
９０１成形品
９０２タブゲート
９０３タブゲート
９０４ウェルドライン
９０５ウェルドライン
９０６ウェルドライン
９０９成形品
９１０タブゲート
９１１タブゲート
９１２ウェルドライン
９１３ウェルドライン
９１４ウェルドライン
１００１ヒーター
１００２ヒーター
１００３ヒーター
１００６成形品
１００７木目
１００８木目
１００９木目 100 Molded product 101 Gate 102 Gate 201 Resin confluence interface 202 Weld line 500 Molded product 501 Tab gate 502 Obstacle 503 Gate 504 Resin confluence interface 505 Weld line 507 Wood grain 700 Molded product 701 Tab gate 702 Obstacle 703 Obstacle 703 706 Gate 901 Molded product 902 Tabgate 903 Tabgate 904 Weldline 905 Weldline 906 Weldline 909 Molded product 910 Tabgate 911 Tabgate 912 Weldline 913 Weldline 914 Weldline 1001 Heater 1002

Claims

セルロース系繊維複合樹脂を用いて成形品を製造するに際し、金型内に射出された樹脂をヒーターにより加熱することで、成形品におけるヒーターに近い第一領域とヒーターから遠い第二領域とを形成し、それによって前記第一領域と第二領域とのフルフラール含有量を異ならせることを特徴とする成形品の製造方法。 When a molded product is manufactured using a cellulosic fiber composite resin, the resin injected into the mold is heated by a heater to form a first region close to the heater and a second region far from the heater in the molded product. However, a method for producing a molded product, which comprises making the furfural content of the first region and the second region different accordingly .

第一領域を構成するセルロース系繊維複合樹脂を、１８０℃以上の温度で処理することを特徴とする請求項１記載の成形品の製造方法。 The method for producing a molded product according to claim 1, wherein the cellulosic fiber composite resin constituting the first region is treated at a temperature of 180 ° C. or higher.

成形時の金型温度を２０℃〜１００℃とすることを特徴とする請求項１または２記載の成形品の製造方法。 The method for producing a molded product according to claim 1 or 2, wherein the mold temperature at the time of molding is set to 20 ° C to 100 ° C.

成形時の金型温度を２０℃〜４０℃として、成形品の表面の近傍に繊維をトラップさせることを特徴とする請求項３記載の成形品の製造方法。 The method for producing a molded product according to claim 3, wherein the mold temperature at the time of molding is set to 20 ° C. to 40 ° C., and fibers are trapped in the vicinity of the surface of the molded product.