(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維方向をそろえて配列した複数の木質繊維と、この木質繊維の周囲に配された樹脂からなる複合板を作製し、この複合板に、複数の突起を有する型を押圧し、この押圧を維持しつつ前記複合板を加熱して前記樹脂に流動性を与えることにより前記複合板表面の前記突起と対向する部位にゆらぎ模様を与え、次いで前記樹脂を硬化させて成形体を成形した後、型からこの成形体を取り出す工程からなる、木質調成形体の製造方法。
【請求項２】
繊維方向をそろえて配列した複数の木質繊維と、この木質繊維の周囲に配された樹脂からなる複合板を作製し、この複合板に、凹部を有する型を押圧し、この押圧を維持しつつ前記複合板を加熱して前記樹脂に流動性を与えて前記型の凹部に前記木質繊維を浸入させ、前記樹脂を硬化させて前記凹部に対応する部位に凸部を有する成形体を成形した後、型からこの成形体を取り出し、そして前記凸部を切除する工程からなる、木質調成形体の製造方法。
【請求項３】
繊維方向をそろえて配列した複数の木質繊維と、この木質繊維の周囲に配された樹脂からなる複合板を作製し、この複合板に湾曲した型を押圧し、この押圧を維持しつつ前記複合板を加熱して前記木質繊維の繊維方向が曲率を有するように前記複合板を湾曲させ、この複合板にその厚み方向に対して傾斜方向に型を押圧して剪断応力を加え、次いで前記樹脂を硬化させて成形体を成形した後、型からこの成形体を取り出す工程からなる、木質調成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然な木目の外観を有し、触感及び質感等の表面特性に優れた木質調成形体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂と天然樹脂からなる複合材料を成形することにより得られる木質系成形体は、従来、例えば特開平８−１４２０１６号公報に記載されているように、チップ等の木片を解繊機等により解繊して得られた木質繊維に合成樹脂を添加し、これを加熱圧縮成形により成形することにより製造されている。この木質系成形体は、風合い、触感を木材に近づけた合成木材として、木材の代用用途に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の木質系成形体は、木質繊維が成形体内にランダムに存在しており、表面意匠性が乏しい、すなわち天然木材に似た木目を表面に再現することが困難であり、従って自動車の内装品、電気製品のキャビネット及び家具等において芯材としてのみ用いられていた。そして表面に天然木材の木目を表そうとする場合には、塩化ビニルフィルム、メラミンフィルム、上質紙等のような木目模様を印刷した表皮材を表面に設けることが必要であった。しかしながら、このような表皮材では天然木材の風合い、触感を再現することは困難であった。
【０００４】
本発明は、このような従来の木質系成形体の問題を解決し、自然な木目の外観を有し、かつ天然木材の有する微細な風合い、触感等の表面特性を有する木質調成形体の製造方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために１番目の発明によれば、繊維方向をそろえて配列した複数の木質繊維と、この木質繊維の周囲に配された樹脂からなる複合板を作製し、この複合板に、複数の突起を有する型を押圧し、この押圧を維持しつつ前記複合板を加熱して前記樹脂に流動性を与えることにより前記複合板表面の前記突起と対向する部位にゆらぎ模様を与え、次いで前記樹脂を硬化させて成形体を成形した後、型からこの成形体を取り出す工程からなる、木質調成形体の製造方法が提供される。
【０００６】
また、上記問題点を解決するために２番目の発明によれば、繊維方向をそろえて配列した複数の木質繊維と、この木質繊維の周囲に配された樹脂からなる複合板を作製し、この複合板に、凹部を有する型を押圧し、この押圧を維持しつつ前記複合板を加熱して前記樹脂に流動性を与えて前記型の凹部に前記木質繊維を浸入させ、前記樹脂を硬化させて前記凹部に対応する部位に凸部を有する成形体を成形した後、型からこの成形体を取り出し、そして前記凸部を切除する工程からなる、木質調成形体の製造方法が提供される。
【０００７】
さらに、上記問題点を解決するために３番目の発明によれば、繊維方向をそろえて配列した複数の木質繊維と、この木質繊維の周囲に配された樹脂からなる複合板を作製し、この複合板に湾曲した型を押圧し、この押圧を維持しつつ前記複合板を加熱して前記木質繊維の繊維方向が曲率を有するように前記複合板を湾曲させ、この複合板にその厚み方向に対して傾斜方向に型を押圧して剪断応力を加え、次いで前記樹脂を硬化させて成形体を成形した後、型からこの成形体を取り出す工程からなる、木質調成形体の製造方法が提供される。
【０００８】
１番目の発明では、木質繊維の繊維方向をそろえて配列することにより、得られる複合板の表面に柾目状の木目を表すことができ、さらに突起を有する型を押圧することによりゆらぎ模様を与えることにより、より天然の木材に似た木目を与えることができる。
【０００９】
２番目の発明では、柾目状の木目を有する複合板に凹部を有する型を押圧し、この凹部に対応する凸部を設け、この凸部を切除することにより、天然木材の切り株、節、もしくは年輪に似た模様を与え、より天然の木材に似た木目を与えることができる。
【００１０】
３番目の発明では、柾目状の木目を有する複合板に湾曲した型を押圧し、次いで剪断応力を加えることにより、湾曲した木質繊維が表面に現れ、天然木材の板目もしくは年輪に似た模様を与え、より天然の木材に似た木目を与えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の方法においては、まず繊維方向をそろえて配列した複数の木質繊維と、この木質繊維の周囲に配された樹脂からなる複合板を作製する。ここで木質繊維としては、木材、麻、ヤシ、竹等の天然素材を解繊することにより得られるものを用いることができる。この解繊方法は特に限定されず、従来の方法を用いることができる。例えば、ヒノキ、アカマツ、スギ、ラワン、ブナ等の木材を加圧して蒸煮し、そのままの圧力で機械的にほぐす方法や、蒸煮した後、常圧で機械的にほぐす方法等を用いることができる。
【００１２】
樹脂としては、木質繊維と一体的に結合し、成形体を形成するものであればよく、熱可塑性樹脂、例えば高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、ポリエステル、ナイロン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート等、並びに熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル等を用いることができるが、成形性、加工性等の観点から熱可塑性樹脂が好ましい。
【００１３】
この木質繊維と樹脂からなる複合板において、木質繊維の繊維方向をそろえるには各種方法を用いることができる。例えば、木質繊維と樹脂とを混合し、加熱圧縮成形により、図１に示すようなブロック状を成形体１を形成する。ここで樹脂の含有量は、木質繊維と樹脂の混合物全体の２０〜５０重量％であることが好ましい。２０重量％より少ないと得られる成形体に十分な結合が得られず、５０重量％より多いとコストが高くなり、さらに木質繊維の含有量が少ないため木質調の外観が乏しくなるからである。この圧縮成形の条件は、使用する木質繊維と樹脂、及びこれらの使用量に応じて、ブロック状の成形体が得られるようにする。樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合は、加熱して樹脂を溶融させた状態で圧縮成形を行い、次いで冷却して成形体を成形する。熱硬化性樹脂を用いる場合は、半硬化状態において成形を行う。
【００１４】
このように圧縮成形することにより、圧縮成形前には樹脂との混合物にランダムに存在していた木質繊維は、図１に示すように圧縮方向に対して直交方向に配向するようになる。そこで、図２に示すように、このブロック状の成形体を圧縮方向に沿って切断すると、切断面３から見た場合にこの木質繊維が一方向に配向し、繊維方向がそろった複合板２を得ることができる。
【００１５】
また、上記のようにして木質繊維と樹脂からなる複合材料から圧縮成形によりブロック状の成形体１を形成し、これを図３に示すように板厚方向に積層し、こうして得られた積層体を図４に示すように、積層方向に切断して複合板２を形成してもよい。この複合板２は、切断面３から見た場合に、木質繊維が一方向に配向しており、さらにブロック状成形体の間の界面４が明確に現れ、木目がより明確になる。
【００１６】
さらに、木質繊維として長繊維を用い、この長繊維をその繊維方向をそろえて配列し、かつこの繊維の周囲に樹脂を配して圧縮成形することにより、ブロック状成形体を形成してもよい。この木質繊維の長繊維は長さ１ｍｍ〜１００ｍｍ  、直径１０μｍ  〜５ｍｍであることが好ましい。樹脂としては、上記と同様に、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂共に使用することができる。
【００１７】
具体的には、木質繊維の長繊維に樹脂を含浸させておき、この樹脂を含浸させた長繊維をその繊維方向をそろえて束ね、圧縮成形を行う。このように、あらかじめ繊維の方向をそろえてから成形するため、得られる複合板においては、繊維の配向性が一層向上することになり、木目がより明確になる。
【００１８】
樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合、この熱可塑性樹脂を長繊維として用いることが好ましい。すなわち、図５に示すように、木質繊維の長繊維６と熱可塑性樹脂の長繊維７を束ねる。この際、熱可塑性樹脂の繊維の含有率は、上記と同様に、複合板全体の２０〜５０重量％であることが好ましい。
【００１９】
次いで、この木質繊維と熱可塑性樹脂繊維の束を、その繊維方向をそろえて成形型に入れ、加熱圧縮する。この際の温度は用いる熱可塑性樹脂によってきまり、すなわち樹脂が溶融するに十分な温度に加熱する。この加熱圧縮により、繊維束中において熱可塑性樹脂は溶融し、木質繊維の間の隙間を埋める。この後、冷却することにより、溶融した熱可塑性樹脂は固化し、複合板が得られる。この成形において、木質繊維の繊維方向を一方向にそろえて成形しているため、得られた複合板において木質繊維はその繊維方向が一方向に配向されており、表面に天然木材の柾目に似た外観を呈することになる。
【００２０】
こうして得られた、木質繊維の繊維方向がそろった複合板２に、図６に示すような複数のこぶ状の突起を有する型８を押圧する。図６では複合体の下部にこの突起を有する型８を配置し、上部には平板状の型９を配置しているが、この逆に上部に突起を有する型を配置し、下部に平板状の型を配置してもよく、また上部と下部の両方に突起を有する型を配置してもよい。そしてこの押圧を維持しつつ前記複合板を加熱し、複合板中の樹脂が熱可塑性樹脂の場合は溶融させ、熱硬化性樹脂の場合は硬化前の半硬化状態として、樹脂に流動性を与える。すると、この圧力によって木質繊維は押し曲げられ、ゆらぎ模様を与えることになる。次いで、熱可塑性樹脂の場合は冷却し、熱硬化性樹脂の場合はさらに加熱して樹脂を硬化させ、型から取り出すと、複合板の表面に木質繊維にゆらぎが現れた、より木目に近い外観を有する木質調成形体１０が得られる。
【００２１】
また、木質繊維の繊維方向がそろった複合板２に、図７に示すような凹部を有する型１１と平板状の型１２の間に配置し、圧縮する。こうして凹部を有する型１１を押圧しつつ、上記と同様に前記複合板を加熱して樹脂に流動性を与えることにより、この型１１の凹部に木質繊維が浸入することになる。その後樹脂を硬化させて型から取り出すと、前記凹部に対応する部位に凸部を有する成形体１３が得られる。この凸部の断面を図８に示す。この図より明らかなように、この凸部１４においては木質繊維１５が押し曲げられている。そこでこの凸部を他の面と同一面となるように切除すると、図９に示すように、その切断面において木質繊維の断面模様が現れ、節状あるいは波状の、天然木材に近い外観を有する木質調成形体１６が得られる。
【００２２】
さらに、木質繊維の繊維方向がそろった複合板２に、図１０に示すように湾曲した型１７を押圧し、上記と同様に前記複合板を加熱して樹脂に流動性を与えることにより、この型１２の湾曲に応じて木質繊維の繊維方向が湾曲した複合板１８が得られる。次いでこの複合板を、図１１に示すように、この複合板の厚み方向に対して傾斜方向に型１９を押圧して剪断応力を与えると、この複合板中の湾曲した木質繊維が表面に現れ、天然木材の板目もしくは年輪に似た模様を有する木質調成形体２０が得られる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、もくしつ繊維が一定方向に配向すると共に、この木質繊維にゆらぎ模様を与え、天然木材に似た木目、年輪状の模様を有する木質成形体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】木質繊維と樹脂から形成したブロック状成形体の略図である。
【図２】図１のブロック状成形体から複合板を切断する際の略図である。
【図３】木質繊維と樹脂から形成したブロック状成形体を積層する際の略図である。
【図４】図３の積層体から複合板を切断する際の略図である。
【図５】木質繊維と樹脂繊維の束を示す略図である。
【図６】複合板にゆらぎ模様を与える工程図である。
【図７】複合板に凸部を形成する工程図である。
【図８】得られた凸部の断面図である。
【図９】凸を切断することにより得られる木質調成形体の略図である。
【図１０】複合板を湾曲させる工程図である。
【図１１】湾曲した複合板に剪断応力を与える工程図である。
【符号の説明】
１…ブロック状成形体
２…複合板
６…木質繊維
７…熱可塑性樹脂繊維
８…突起を有する型
９、１２…平板状型
１０、１６、１８…木質調成形体
１１…凹部を有する型
１７…湾曲した型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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