(57)【要約】【課題】樹脂からなる基材の表面に突き板が一体化されており、従来にない外観の樹脂成形体を提供する。また、その製造方法を提供する。【解決手段】木材がその繊維方向に交わる方向に切削された薄板状の突き板材料を、基材２１を成形する金型の内面に沿わせた状態とし、金型内に加熱により軟化させた樹脂を充填して、突き板材料に樹脂を接触させる充填工程と、金型内の樹脂を加圧して、突き板材料に樹脂で満たされた楕円形の開口４１を成す裂け目を形成することで有孔の突き板３１を形成しながら、樹脂を成形する加圧工程と、をこの順に経ることで、有孔の突き板３１が基材２１の表面に一体化された樹脂成形体１１を得る。【選択図】図１
2016130000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂からなる基材の表面に突き板が一体化されており、
前記突き板は、木材がその繊維方向に交わる方向に切削された薄板状であり、該突き板が裂けることで形成された楕円形の開口が散在している有孔の突き板である、樹脂成形体。
【請求項２】
前記突き板は、木材がその繊維方向に直交する木口面に対して３０°以下の角度で切削されたものである、請求項１に記載の樹脂成形体。
【請求項３】
木材がその繊維方向に交わる方向に切削された薄板状の突き板材料を、基材を成形する金型の内面に沿わせた状態とし、前記金型内に加熱により軟化させた樹脂を充填して、前記突き板材料に前記樹脂を接触させる充填工程と、
前記金型内の樹脂を加圧して、前記突き板材料に前記樹脂で満たされた楕円形の開口を成す裂け目を形成することで有孔の突き板を形成しながら、前記樹脂を成形する加圧工程と、
をこの順に備え、前記有孔の突き板が前記基材の表面に一体化された樹脂成形体を得る、樹脂成形体の製造方法。
【請求項４】
前記突き板材料は、木材がその繊維方向に直交する木口面に対して３０°以下の角度で切削されたものである、請求項３に記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項５】
前記突き板材料は、含水率が３０％未満である、請求項３又は請求項４に記載の樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、木材を切削して薄板状とした突き板が、樹脂からなる基材の表面に一体化された樹脂成形体があった。特許文献１に記載の樹脂成形体の製造方法によれば、突き板の裏面に樹脂製のフィルムを貼り合わせた複合材料を用い、該複合材料を樹脂製のフィルムが樹脂と接するように金型の内面に沿わせ、金型に溶融樹脂を射出する。これにより、樹脂製の基材が成形されると同時に、その表面に樹脂製のフィルムを介して突き板が一体化される。このように、従来は、木材が元来有する固有の外観を損なうことなく、そのまま樹脂成形体上で表現するために、突き板の裏面にフィルムを張り合わせて補強することで、樹脂の成形に際して突き板が割れたり砕けたりして損傷するのを防いでいた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、突き板を樹脂からなる基材の表面に一体化して、突き板が元来有する木材固有の模様を活かしつつも、突き板の外観を敢えて変化させるという従来にはない着想に基づいてなされたものである。すなわち、本発明は、樹脂からなる基材の表面に突き板が一体化された樹脂成形体において、従来にない外観意匠を創出することを目的とする。また、その樹脂成形体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】
【０００５】
本発明の樹脂成形体は、樹脂からなる基材の表面に突き板が一体化されており、前記突き板は、木材がその繊維方向に交わる方向に切削された薄板状であり、該突き板が裂けることで形成された楕円形の開口が散在している有孔の突き板である。
【０００６】
かかる有孔の突き板が基材の表面に一体化された樹脂成形体を得ることのできる手段として、充填工程と、加圧工程と、をこの順に備える樹脂成形体の製造方法がある。充填工程では、木材がその繊維方向に交わる方向に切削された薄板状の突き板材料を、基材を成形する金型の内面に沿わせた状態とし、金型内に加熱により軟化させた樹脂を充填して、突き板材料に樹脂を接触させる。加圧工程では、金型内の溶融樹脂を加圧して、突き板材料に樹脂で満たされた楕円形の開口を成す裂け目を形成することで有孔の突き板を形成しながら、樹脂を成形する。
【０００７】
この製造方法によれば、突き板材料として、木材がその繊維方向に交わる方向に切削された薄板状のものを用いることにより、加圧工程にて加圧された樹脂により突き板材料が押圧されるとき、突き板材料が裂けて分割されることなく、裂け目による開口を形成することができる。突き板材料が、木材がその繊維方向に直交する木口面に対して３０°以下の角度で切削されたものであると、より開口を形成しやすい。また、突き板材料の含水率が３０％未満であると、より開口を形成しやすい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、突き板が裂けることで形成された楕円形の開口が散在している有孔の突き板が基材の表面に一体化された従来にない外観の樹脂成形体と、その製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る樹脂成形体を模式的に示す斜視図である。
【図２】木材の模式図である。
【図３】突き板材料の原料である角材の模式図である。
【図４】図３に示される角材の正面図である。
【図５】図３に示される角材の側面図である。
【図６】突き板材料の切削面に沿う断面を一部拡大して示す模式図である。
【図７】有孔の突き板の切削面に沿う断面を一部拡大して示す模式図である。
【図８】本発明の実施形態に係る樹脂成形体を射出成形にて製造する方法を示す図であり、金型の縦断面を模式的に示す図である。
【図９】実施例１の樹脂成形体の外観写真である。
【図１０】実施例２の樹脂成形体の外観写真である。
【図１１】実施例３の樹脂成形体の外観写真である。
【図１２】実施例４の樹脂成形体の外観写真である。
【図１３】実施例５の樹脂成形体の外観写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜樹脂成形体＞
図１に示されるように、樹脂成形体１１は、該樹脂成形体１１を形作る樹脂からなる基材２１と、該基材２１の表面の少なくとも一部を覆って基材２１に一体化された突き板３１とを備える。突き板３１は、木材を切削して薄板状としたものであり、それ自体が裂けて形成された楕円形の開口４１が散在している。なお、図１では、突き板３１の厚みを誇張して示している。
【００１１】
〔樹脂〕
基材２１を形成する樹脂は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアセタール等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。樹脂の透明性の有無や色調は限定されないが、樹脂が無色透明であると、樹脂成形体１１は、突き板３１の開口４１を光が透過することで光透過性を有する独特な意匠となる。
【００１２】
〔突き板〕
突き板３１は、木材を切削して薄板状としたものを素材とし、それに楕円形の開口４１を成す裂け目が形成されている。本明細書においては、開口４１が形成される前の素材を「突き板材料」、開口４１が形成された後の突き板３１を「有孔の突き板」と称する。
【００１３】
突き板材料は、木材を薄く切ったものである。突き板材料の厚みは、好ましくは０．２〜１.０ｍｍ程度である。突き板材料の厚みが０．２ｍｍ未満の場合は均一な厚みで切削するのが困難であり、１．０ｍｍを超える場合は開口が形成されにくい。突き板材料は、木材を、その繊維方向に交わる方向に切削することで得られ、裏打ちしたりコーティングしたりすることなく、単層のまま用いられる。樹木の幹においては、基本的には空洞化したストロー状の細胞が幹の軸方向に延びて並んでいる。木材の繊維方向とは樹木の幹の軸方向を意味する。図２には、木材５１が模式的に示される。図２に二点鎖線で示されるように木材５１の芯を外して切り出した角材５３を原料とする場合を例に挙げて、突き板材料の製材方法を示す。図３に示されるように、角材５３は、繊維方向に直交する木口面５５、幹の半径方向に概ね沿う柾目面５７、及び幹の接線方向に略平行な板目面５９を有する。突き板材料は、繊維方向に対して直角に木材を切削して得ることができる。すなわち、図３で見て、木口面５５に沿って角材５３を切削して得ることができる。また、突き板材料は、繊維方向に対して直角でなく傾斜して木材を切削して得ることもできる。この場合、傾斜の方向は限定されず、例えば、幹の半径方向や接線方向に傾斜させることができる。図４には、二点鎖線にて、幹の半径方向に傾斜させ、柾目面５７にて繊維方向に対して傾斜するように切削する場合の切削ラインを示している。図５には、二点鎖線にて、幹の接線方向に傾斜させ、板目面５９にて繊維方向に対して傾斜するように切削する場合の切削ラインを示している。ここで、木口面５５に対する切削角度αは、９０°に近づくと開口が形成されにくく、３０°以下であるのが望ましい。図６に模式的に示されるように、突き板材料３１ａでは、切削した面に沿って輪切りの細胞３３が並び、その間に接着成分３５が介在している。
【００１４】
突き板材料の原料となる木材の種類は特に限定されず、各種の針葉樹や広葉樹を用いることができる。針葉樹は、幹において細胞が主に通直に伸び、殆ど傾斜したり旋回したりしない単純な配列となっているため、突き板材料により均一な開口を形成しやすい点で、好ましく用いることができる。針葉樹としては、スギ、ヒノキ、マツ、ヒバ、ツガ等が挙げられる。
【００１５】
突き板材料は、含水率が高いと形成される開口が小さくなる傾向があり、含水率が３０％以上となると開口が形成されにくくなる。したがって、突き板材料の含水率は３０％未満とするのが望ましい。より望ましくは、突き板材料の含水率を２５％以下とする。そうすることで、より確実に開口が形成される。突き板材料の含水率が低いほど開口が形成されやすいが、含水率が５％未満の場合、突き板材料が単体で自然に割れやすいため、突き板材料の含水率は５％以上とするのが望ましい。
【００１６】
かかる突き板材料を用い、以下の製造過程を経ることで、突き板材料に楕円形の開口４１を成す裂け目を形成して有孔の突き板３１を作成しながら、その有孔の突き板３１が表面に一体化された樹脂成形体１１を製造することができる。
【００１７】
＜樹脂成形体の製造方法＞
樹脂成形体は、充填工程と、加圧工程とをこの順で経ることで製造することができる。
【００１８】
〔充填工程〕
充填工程では、基材を成形する金型内にて突き板材料を金型の内面に沿わせた状態でセットし、その金型内に加熱により軟化させた樹脂を充填する。これにより、突き板材料の裏面に樹脂を接触させる。ここで、樹脂の粘度が高いほど、後の加圧工程で突き板材料に形成される開口が大きくなる傾向がある。
【００１９】
〔加圧工程〕
加圧工程では、金型内の樹脂を加圧する。そうすることで、突き板材料に裂け目が形成される。その裂け目は、突き板材料の内部に突き板材料の表裏に貫通する開口（孔）を形成するものであって、突き板材料をばらばらに裂いて分割するものではない。加圧工程において、樹脂で基材を成形すると同時に、有孔の突き板が形成されて基材の表面に一体化される。また、このとき、突き板材料が樹脂により厚み方向に押圧されることで、空洞化した細胞が潰れ、細胞内に元来形成されている空隙は減少する。加圧工程で樹脂に加える圧力は、１ＭＰａ以上とするのが望ましい。そうすることで、突き板材料により確実に開口を形成することができる。圧力を高くするほど開口が大きくなるとともに、開口の数が多くなる傾向があり、圧力を高くするほど有孔の突き板の全体の面積に対する開口の総面積の割合（開口面積率）が高くなる。加圧工程で樹脂に加える圧力は、上限は限定されないが、概ね８０ＭＰａ以下の範囲内において、目的とする意匠に応じて調整することができる。加圧時間は、１〜３０秒程度が目安とされる。
【００２０】
有孔の突き板３１において、典型的な開口４１では、図７に示されるように、細胞３３と細胞３３の間隔が部分的に広がって孔となっている。なお、図７では、有孔の突き板３１における開口４１およびその周囲の態様を分かりやすく示すために、実際の開口４１の大きさに対して、細胞の大きさを極端に大きく示している。図６に示されるように、突き板材料３１ａは、より硬い細胞壁で区切られた細胞３３が輪切りにされて並んだ状態となっており、その間が細胞壁よりも柔らかい接着成分３５で埋められている。突き板材料に開口が形成される原理は必ずしも明らかではないが、樹脂の熱により突き板材料３１ａが乾燥して細胞３３が収縮しようとするのと同時に、細胞３３と細胞３３の間のより柔らかい部分に加圧された樹脂が押し当てられることで、周囲の細胞３３が変形しながら細胞３３と細胞３３との間に樹脂が分け入ることが許容されて、図７に示されるように開口４１が形成されると推察される。また、その際、開口４１の周囲では輪切りになった細胞が並んでいることで、ある程度しなやかに開口４１の輪郭形状が変化することで、突き板材料３１ａが裂けて割れることなく開口４１が形成されるものと推察される。その結果、突き板材料３１ａの全体の外形は概ね保持されつつ、内部には樹脂（図７では図示しない）で満たされた楕円形の開口４１が形成される。開口４１は、典型的には幹の半径方向に延びる楕円形である。これは、木材は元来接線方向の熱収縮率が最も高く、細胞３３が主に接線方向に収縮しようとしながら開口４１が形成されるため、細胞３３と細胞３３の間が接線方向に押し広げられながら開口が形成されるためであると推察される。なお、木材の繊維方向にそって切削された薄板、すなわち例えば柾目面５７や板目面５９に沿って切削された薄板を突き板材料として用いると、裂け目が形成されにくい。あるいは、裂け目が形成される場合であっても、裂け目が長く延びて突き板が割れてしまう。これは、木材の繊維方向に沿って切削された突き板では、切削面において、剛直なストロー状の細胞が長手方向に並びつつ並行して配列しているためであると推察される。かかる突き板では、細胞同士の接着面積がより小さいため裂けにくく、裂けた場合には、それをきっかけに裂け目が長く延び、ひいては突き板が割れると推察される。
【００２１】
有孔の突き板は、天然の木材から得られるため、形成される開口の大きさや数は必ずしも均一ではないものの、以下の範囲を目安とすることができる。開口の大きさは、長径ａが１．０ｍｍ以上、短径ｂが０．２ｍｍであるのが望ましい。その場合、孔のない突き板との外観上の差異を明確にしてユニークな意匠を創出しやすい。
【００２２】
上記充填工程と加圧工程とは、基材を射出成形することで連続して行うことができる。その場合、先ず、図８に示されるように、型締めされた金型６１の内面６３に沿って突き板材料３１ａを配置し、射出装置６７により金型６１の内部空間６５に加熱されて流動性を有する樹脂２３を充填する（充填工程）。次いで、金型６１の内部空間６５に、射出装置６７により樹脂２３をさらに押し込む。これにより金型６１の内部空間６５内で樹脂２３が加圧される（加圧工程）。
【００２３】
上記充填工程と加圧工程とは、基材を射出圧縮成形することでも連続して行うことができる。その場合、金型の内面に沿って突き板材料を配置し、金型が完全に閉じ合わされない少し開いた状態で、金型の内部空間に樹脂を充填し（充填工程）、金型を完全に閉じ合わせることで、金型の内部空間で樹脂が加圧される（加圧工程）。ここで、樹脂の充填が完了する前に金型を閉じ始めてもよい。
【００２４】
これらの樹脂成形体の製造方法によれば、突き板材料を、特別な処理を施すことなく単層のまま用いて、少ない工程数且つ短時間で、基材の表面に有孔の突き板が一体化された樹脂成形体が得られる。得られる樹脂成形体は、有孔の突き板が、天然木が元来有する年輪木目を素地としながらも開口を有しており、従来にはない独特の外観となっている。この樹脂成形体は、種々の形状に成形され、例えば、自動車等の乗物の内装材、建築物の内装材、家具、又は雑貨等に適用することができる。
【実施例】
【００２５】
［試験１］
材料として、無色透明なポリプロピレン樹脂と、各種の突き板材料を用意した。突き板材料は、表１に示される木口面に対する角度αでスギを２５ｍｍ×２５ｍｍ、厚み０．５ｍｍに切削し、表１に示される含水率に調整した。これらを用い、上記射出成形にて樹脂成形体を成形し、充填工程と、表１に示される圧力で樹脂を加圧する加圧工程とを順に経ることで、平板状の基材を成形すると同時に、突き板を基材の表面に一体化させた。得られた樹脂成形体における突き板の開口の有無、開口面積率（有孔の突き板の全体の面積に対する開口の総面積の割合）及び大きさを表１に併記するとともに、突き板に開口を有する樹脂成形体の外観写真を図９〜図１３に示す。
【００２６】
【表１】
2016130000.tif 000003
【００２７】
［試験２］
材料として、無色透明なポリプロピレン樹脂と、突き板材料を用意した。突き板材料は、スギを、木口面に対する切削角度０°で、２５ｍｍ×２５ｍｍ、厚み０．５ｍｍに切削し、含水率１０％に調整した。これらを用い、上記射出成形にて樹脂成形体を成形し、充填工程と、加圧工程とを順に経ることで、平板状の基材を成形すると同時に、突き板材料に開口を形成して有孔の突き板を形成し、該有孔の突き板を基材の表面に一体化させた。各実施例において加圧工程で樹脂に加える圧力を表２に示されるように変更し、得られた樹脂成形体における有孔の突き板の開口面積率を求めた。
【００２８】
【表２】
2016130000.tif 000004
【００２９】
試験１の結果、加圧工程で樹脂に圧力を加えなかった比較例１では突き板材料に開口が形成されなかったのに対し、加圧工程で樹脂に圧力を加えた実施例１では突き板材料に開口が形成された。試験２の結果より、加圧工程で樹脂に加える圧力が高いほど開口面積率が大きくなることがわかる。また、試験１の実施例２、実施例３及び比較例２の結果より、木口面に対する切削角度が大きくなると開口が形成されにくく、木口面に対する切削角度を３０°以下とするのが望ましいことがわかる。また、実施例２、実施例４及び実施例５と比較例３の結果より、突き板材料の含水率が高いほど開口が小さくなり、３０％以上であると開口が形成されにくいことがわかる。
【符号の説明】
【００３０】
１１     樹脂成形体
２１     基材
３１     突き板（有孔の突き板）
４１     開口
【図１】
2016130000.tif 000005
【図２】
2016130000.tif 000006
【図３】
2016130000.tif 000007
【図４】
2016130000.tif 000008
【図５】
2016130000.tif 000009
【図６】
2016130000.tif 000010
【図７】
2016130000.tif 000011
【図８】
2016130000.tif 000012
【図９】
2016130000.tif 000013
【図１０】
2016130000.tif 000014
【図１１】
2016130000.tif 000015
【図１２】
2016130000.tif 000016
【図１３】
2016130000.tif 000017