(57)【要約】【課題】紙材又は布材と樹脂材を接着剤を用いずに斑なく均一に一体化した３次元形状の製品を簡便に得ることが可能な和紙積層材の製造方法を提供する。【解決手段】紙又は布で成る第１の被結合材１を成形型３の上に配置すると共に樹脂で成る第２の被結合材２を第１の被結合材１の上に配置する工程と、第１及び第２の被結合材１，２と成形型３とをバギングフィルム４で被覆して気密シールする工程と、第１及び第２の被結合材１，２と成形型３とを封入したバギングフィルム４内を減圧脱気する工程と、バギングフィルム４内に収容した第１及び第２の被結合材１，２をオートクレーブの加工槽６内で加熱すると共に加圧して第１の被結合材１と第２の被結合材２とを結合させる工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙材又は布材から成る第１の被結合材を成形型の上に配置すると共に樹脂から成る第２の被結合材を上記第１の被結合材の上に配置する工程と、上記第１及び第２の被結合材と上記成形型とをバギングフィルムで被覆して気密シールする工程と、上記第１及び第２の被結合材と上記成形型とを封入したバギングフィルム内を減圧脱気する工程と、バギングフィルム内に収容された上記第１及び第２の被結合材をオートクレーブの加工槽内で加熱すると共に加圧して上記第１の被結合材と上記第２の被結合材とを結合させる工程とを含むことを特徴とする、オートクレーブ工法による積層材の製造方法。
【請求項２】
前記第２の被結合材が、熱可塑性樹脂を主成分とする板材であることを特徴とする、請求項１に記載のオートクレーブ工法による積層材の製造方法。
【請求項３】
前記第１の被結合材と前記第２の被結合材とが結合した後、コーティング剤を前記第１の被結合材の表面に塗布することを特徴とする、請求項１又は２に記載のオートクレーブ工法による積層材の製造方法。
【請求項４】
前記紙材が和紙であることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載のオートクレーブ工法による積層材の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載のオートクレーブ工法による積層材の製造方法によって製造された積層材であって、前記樹脂の一部が前記紙材又は布材の内部に進入して該紙材又は布材の繊維に絡みついており、前記第１の被結合材と前記第２の結合材とが結合していることを特徴とする、オートクレーブ工法による積層材。
【請求項６】
積層材がレンズ上に形成されていることを特徴とする、請求項５に記載のオートクレーブ工法による積層材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種材料を接着剤無しに結合する積層材の製造方法に係り、特にオートクレーブ工法を利用した積層材の製造方法及びその方法を利用して製造した積層材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、和紙材に樹脂材を積層して成る和紙積層材は、視覚的，触感的，質感的に和紙の風合いを残しながら樹脂の特性を付与したもので、例えば、破れ難く強靱性を持たせた強化和紙や水をはじく撥水和紙などのような和紙風の複合材として広く普及している。従来の製法によって得られる和紙積層材の構成は、例えば、和紙材の一方の面に接着剤を塗布しその上に樹脂材を積層したものや、和紙材の表裏面に樹脂材を積層してサンドウィッチ構造にしたものや、和紙材の片側の表面にコーティング剤を塗布して表面処理を施したものなどが知られている。これら３つの和紙積層材は、それぞれ異なる製法によって作製される。
【特許文献１】特開２００１−６２５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図４は、和紙材１２の一方の面に接着剤１３を塗布し、その上に樹脂材１４を積層して成る構造の和紙積層材１２Ａの断面図を示したものである。このような構成の和紙積層材１２Ａでは、樹脂材１４が平板状以外の例えば３次元曲面を有する場合、和紙材１２と樹脂材１４とを貼り合わせることが困難である。また、樹脂材１４が平板状の形状であっても和紙材１２と樹脂材１４の接合には接着剤１３を用いるために、接着剤斑が出来やすく品質の低下を来す畏れがあり、それらの貼り付けには高度な技術が要求される。さらに、和紙材１２と樹脂材１４の接合には接着剤１３を用いるため、接着剤１３によって接着可能な樹脂材料以外の素材を選択することが出来ず、接着剤１３による接着が可能な樹脂材料を用いる場合には黄変化する畏れがある。
【０００４】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ和紙材１５の表裏面に樹脂材１６，１７を積層してサンドウィッチ構造にする和紙積層材の一製造過程を模式的に示したものである。図５（Ａ）に示す和紙積層材１８の製法は、平らな樹脂材１６と平らな樹脂材１７との間に平らな和紙材１５を介在させ、所定の間隔を開けて平行配置した２つの加熱ローラー１９，１９の間を通過させる。これら２つの加熱ローラー１９，１９によって、樹脂材１６と樹脂材１７とを加熱して軟化させると共に和紙材１５の厚さ方向に加圧して、樹脂材１６と和紙材１５と樹脂材１７とを一体化して和紙積層材１８を構成することができる。
図５（Ｂ）に示す和紙積層材１８の製法は、平らな樹脂材１６と平らな和紙材１５と平らな樹脂材１７とを順次重ねて、これらを熱プレス機の加熱プレスヘッド２０で樹脂材１６，１７をその厚さ方向に加熱しながら圧縮加圧して、樹脂材１６と和紙材１５と樹脂材１７とを一体化して和紙積層材１８を構成する工法である。しかしながら、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す加熱、加圧方法では、平らなもの以外の立体的な形状に成形することは出来ないという問題に加えて、成形後の和紙積層材１８の表面は、表裏面何れも樹脂であるため、和紙の触感や質感を醸し出すことができない。
【０００５】
図６は、和紙材２１の片側の表面に、コーティング剤２２を塗布して表面硬化処理を施して成る和紙積層材２３の断面図を示したものである。この和紙積層材２３では、和紙材２１の片側表面にコーティング剤２２がスプレー又は刷毛などで塗布されていることで、和紙材２１に耐水性の機能を付加することができるとともに、和紙材２１の表面を高硬度化させることができる。この製法によれば、平板状の和紙積層材２３以外に３次元形状の和紙積層材を得ることができる。しかしながら、３次元形状の和紙積層材を得ることは可能であるものの、同一形状の複製を作製することは非常に困難である。また、得られる和紙積層材２３は、和紙材２１自体が強度不足のため、使用部位に制約がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みて創作されたものであり、強靱性や剛性を欠く、成形性を欠く或いは清掃し難いといった紙等の諸々の欠点を、樹脂やコーティング剤の適宜の特性を付与することで補い、紙材又は布材と樹脂材とを接着剤を用いずに、斑なく均一に一体化した３次元形状の製品を簡便に得ることが可能な積層材の製造方法及びその方法によって製造された積層材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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のオートクレーブ工法による積層材の製造方法は、紙材又は布材から成る第１の被結合材を成形型の上に配置すると共に樹脂から成る第２の被結合材を第１の被結合材の上に配置する工程と、第１及び第２の被結合材と成形型とをバギングフィルムで被覆して気密シールする工程と、第１及び第２の被結合材と成形型とを封入したバギングフィルム内を減圧脱気する工程と、バギングフィルム内に収容された第１及び第２の被結合材をオートクレーブの加工槽内で加熱すると共に加圧して第１の被結合材と第２の被結合材とを結合させる工程とを含むことを特徴としている。
本発明のオートクレーブ工法による積層材の製造方法において、好ましくは、第２の被結合材が熱可塑性樹脂を主成分とする板材である。
本発明のオートクレーブ工法による積層材の製造方法において、第１の被結合材と第２の被結合材とが結合した後、コーティング剤を第１の被結合材の表面に塗布することが望ましい。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の積層材は、オートクレーブ工法による積層材の製造方法によって製造された積層材であって、樹脂の一部が紙又は布の内部に進入して紙材又は布材の繊維に絡みついており、第１の被結合材と第２の結合材とが結合していることを特徴としている。上記積層材は、例えば、自動車のルームランプ等のカバー、即ちレンズ上に形成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、オートクレーブ工法を採用し、被結合材である紙材又は布材と樹脂材を加熱・加圧することによって樹脂材を変形させ、被結合材同士を密着させて一体化させることによって、異種材料であっても簡便に、接着剤を使用せずとも２つの部材同士を良好な見栄えで結合して一体化することができるという効果が得られる。紙材又は布材と樹脂材の一体化に際して、一方が空気の透過性が高い紙材又は布材であるため、これらの被結合材の間にエアが残存してしまうことがなく、美麗な結合物が得られる。また、本発明においては、接着剤を使用していないため、それらを用いた場合に伴う各製品個体それぞれにおいて接着剤斑などの様々に発生する問題が生じることがないので、不良品率を効率よく低下させ、安定した高品質の製品を生産することができる。さらに、本発明によれば、加熱ローラーや熱プレスでは不可能であった３次元形状を複製自在に成型することができる。また、防汚性或いは撥水性などの性質を発現させ得るコーティング剤を用いれば、和紙の積層材に、和紙の風合いや質感を持たせつつ防汚性や撥水性を付与することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明のオートクレーブ工法による積層材１０の製造方法を模式的に示す模式図で、図２は本発明のオートクレーブ工法によって製造した積層材１０の断面図である。本実施の形態では、紙材、とくに和紙を用いて積層材１０を作製する場合を例にとる。
【００１１】
本実施態様のオートクレーブ工法による紙積層材１０の製造方法は、先ず、第１の被結合材１と第２の被結合材２と成形型３とを適宜の位置に配置する。具体的には、図１に示すように、第１の被結合材１は成形型３の上に配置されており、さらに、第２の被結合材２は第１の被結合材１の上に配置されている。
【００１２】
第１の結合材１は、平板状或いは図１に示すように所望の形状の和紙であって、オートクレーブの加工槽６内に配置し得る大きさに形成されている。
第２の結合材２は、樹脂を主成分とする板状の部材であり、好ましくは、熱可塑性樹脂により構成されている。この第２の結合材２は、オートクレーブの加工槽６内において、第１及び第２の被結合材１，２を加熱した際に軟化し、さらに加圧されることで第１の結合材１及び成形型３に密着するように形状を変形することができるものである。
成形型３は、金属製の型であり、基材である第１及び第２の被結合材１，２を載置する面に３次元意匠成形部９が形成されている。この３次元意匠成形部９は、立体的な成形品、即ち３次元意匠面を有する成形品を形成するために、成形品の３次元意匠面に対応した凹凸面として形成されている。この３次元意匠成形部９の上に、第１及び第２の被結合材１，２が配置される。なお、成形型３は、必ずしも金属製である必要はなく、樹脂の軟化温度程度において熱変形が殆ど無い材料からなり、加工性がよく、成形後に被成形物の離型が容易で、オートクレーブの加工槽６内に配置可能な大きさのものであればよい。
【００１３】
次に、上記位置関係で配置した第１及び第２の被結合材１，２と成形型３とをバギングフィルム４で被覆し、これら第１及び第２の被結合材１，２と成形型３とをバギングフィルム４を袋状に気密シールして密閉収容する。
【００１４】
第１及び第２の被結合材１，２と成形型３とを密閉袋５内に収容して、適宜位置に配置した状態でこの密閉袋５をオートクレーブの加工槽６内に配置する。オートクレーブの加工槽６内に配置した密閉袋５はこの密閉袋５内の気体を脱気し得るように脱気装置（図示せず）に連結しており、この脱気装置によって第１及び第２の被結合材１，２と成形型３とを収容した密閉袋５内を減圧脱気する。
【００１５】
そして、真空引きされている密閉袋５内の第１及び第２の被結合材１，２をオートクレーブの加工槽６内において加熱すると共に加圧して第１及び第２の被結合材１，２の接合部同士を密接させ、第１の被結合材１と第２の被結合材２とを結合する。具体的には、加熱による樹脂の軟化変形と、加圧及び真空引きによる樹脂の圧力変形によって、第２の被結合材２を構成する樹脂が、第１の被結合材１を構成する和紙の繊維の隙間に進入して該繊維に絡み付き、第１の被結合材１と第２の被結合材２とが強固に結合する。この際、熱による第２の被結合材２の軟化と、オートクレーブによる圧力と脱気装置による真空引きとにより、第１の被結合材１，２が成形型３の３次元意匠成形部９に押し付けられて形状出しが行われ、同様に、軟化した第２の被結合材２も成形型３の３次元意匠成形部９によって形状出しが行われると共に第１の被結合材１に密着して、第１の被結合材１と第２の被結合材２とが強固に結合する。このようにして、紙積層材１０が製造される。
【００１６】
以上の説明のように構成されたオートクレーブ工法による紙積層材１０の構造は、被結合材である和紙材と樹脂材とが容易に剥がれないように互いに密着している。紙積層材１０は、樹脂が真空、加熱・加圧成形を経て成形型３の３次元意匠成形部９に沿って変形することで３次元形状に成形されている。
【００１７】
このように、本実施形態に係るオートクレーブ工法による紙積層材１０の製造方法によれば、被結合材である和紙材と樹脂材とを加熱・加圧することによって樹脂材を軟化させると共に、成形型３に沿わせて変形させることで、即ち、被結合材同士を密着させて一体化させるようにしたことによって、異種の材料同士であっても接着剤を使用せずに３次元形状の紙積層材１０を簡便に成形することができる。特に、オートクレーブ工法を利用することで、加熱による樹脂の軟化変形と、加圧と真空引きとによる樹脂の圧力変形によって、第２の被結合材２を構成する樹脂が、第１の被結合材１を構成する和紙の繊維の隙間に進入して該繊維に絡み付く、即ち、樹脂が繊維の中まで入ることで、接着剤無しに第２の被結合材２を第１の被結合材１に結合させることができる。この場合、オートクレーブ工法によって、圧力が均一に軟化した第２の被結合材２に作用することで、従来、接着剤を使用したような場合の接着剤の斑を発生することなく、成形品を製造することができる。また、和紙と樹脂との一体化に際して、一方が空気の透過性が高い和紙であるため、これらの被結合材の間にエアが残存してしまうことがなく、美麗な結合物が得られる。
【００１８】
さらに、本実施形態に係るオートクレーブ工法による紙積層材の製造方法において、上記紙積層材１０の製造後に、図３に示すように、和紙の表面にコーティング剤１１を塗布するのが望ましい。コーティング剤１１は、防汚性或いは撥水性などの性質を発現させることのできるものを、用途に応じて適宜選択し得る。成形した紙積層材１０にコーティング処理を施す場合には、予め選択したコーティング剤１１を、スプレーや刷毛等の従来公知の塗布技術によって、該紙積層材１０の所望の箇所、好ましくは和紙表面全体に塗布する。こうして、紙積層材１０の表面に、防汚性或いは撥水性などの適宜の性質を付与することが可能である。
【００１９】
さらに、紙積層材１０の製造後或いは紙積層材１０にコーティング処理を施した後において、紙積層材１０の外形のトリミングを行なって、成形物の整形を行なってもよい。
【００２０】
以上説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができる。例えば、上記説明では、第１の被結合材１として和紙を用いる場合を例に挙げたが、これに限定されるものではなく、オートクレーブ工法によって軟化した第２の被結合材２である樹脂が絡みつくように、繊維で構成された他の紙材又は布材であってよいことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のオートクレーブ工法による積層材の製造方法を模式的に示す側断面図である。
【図２】本発明のオートクレーブ工法によって製造した積層材の断面図である。
【図３】本発明のコーティング処理を施した積層材の断面図である。
【図４】従来の和紙積層材の一製法を模式的に示す模式図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ従来の和紙積層材の別の製法を示す模式図である。
【図６】従来の和紙積層材のさらに別の製法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    第１の被結合材
２    第２の被結合材
３    成形型
４    バギングフィルム
５    密閉袋
６    オートクレーブの加工槽
９    ３次元意匠成形部
１０  紙積層材
１１  コーティング剤
【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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