JP3574379B2

JP3574379B2 - 木質様製品の製造方法

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Publication number: JP3574379B2
Application number: JP2000203984A
Authority: JP
Inventors: まさみ加藤; 秀法田口
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2020-07-05
Also published as: JP2002018925A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然木の質感を有する木質様製品の製造方法に係り、詳細には、セルロース系微粉粒および樹脂等を混合、溶融させて成形してなる木質様製品の製造方法に関する。
【０００２】
【背景の技術】
近年、様々な住宅用内装部品や日用品に使用されている合成樹脂成形物の表面に、天然木材に似た木目模様や色調などの特性を施すことが試みられている。
この技術の一例として、特公平３−２５３３８号公報に記載された技術がある。この技術について説明すると、木粉を溶融樹脂に混合して押出成形した樹脂成形物を冷却する。さらに、その樹脂成形物の表面を粗面にし、かつ一部の表面樹脂を除去した後、エンボス加工を行い、着色剤を塗布し、その剰余塗布剤を拭き取りローラで拭き取る。すると、表面に「引け」等が生じず、木質感が高く、常にシャープな模様形状を備えた樹脂成形品を提供することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特公平３−２５３３８号公報に記載された樹脂成形物においては、樹脂成形物表面を除去しているので、表面の除去量によっては、樹脂成形物の外形寸法が小さくなることがあった。また、木粉を混合した溶融樹脂を押出成形する際、樹脂は木粉よりも流動性が高く、成形品の表面側に流れやすい傾向がある。したがって、樹脂成形物の表面を部分的に除去する本技術では、木粉の露出しない部分が生じ、全体的な外観や手触り等の木質感覚を低下させる要因となっていた。さらには、このように、樹脂成形物表面の一部を除去することで、樹脂成形物の形状は部分的に不安定になる場合があった。
【０００４】
本発明の課題は、外観品質の更なる向上を図りつつ、寸法や形状の安定化を図ることができる木質様製品の製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、セルロース系微粉粒と樹脂とを含む木質様製品の製造方法であって、
セルロース系微粉粒５と樹脂４とを混合しかつ溶融させて押出成形するに際し、成形品１全体を前記木質様製品３の仕上げ寸法より大きめに成形しておき、該成形品の押出方向に沿った表面を全周にわたって同厚さだけ削ることによって、該成形品１を前記木質様製品３の仕上げ寸法に仕上げるとともに、前記成形品１の表面より内側に多く存在するセルロース系微粉粒５を前記木質様製品３の表面に露出させることを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、成形品の押出方向に沿った表面を全周にわたって同厚さだけ削ることによって、該成形品１を木質様製品３の仕上げ寸法に仕上げるとともに、成形品１の表面より内側に多く存在するセルロース系微粉粒５を木質様製品３の表面に露出させるため、成形品１を仕上げ寸法に仕上げると同時に、仕上げられた木質様製品３の表面に、より実際の木に近い質感を与えることができる。
また、成形品の押出方向に沿った表面を全周にわたって同厚さだけ削っているために、表面全体にセルロース系微粉粒５を多数露出させることができるとともに、部分的な削り厚の偏りが生じることがなく、よって、木質様製品３の全体的な形状や寸法の安定化を図ることができる。
【０００７】
ここで、前記成形品の表面を所定厚さだけ削る際には、例えば、回転する円板状砥石等の刃物で成形品１の表面を切削するプレーナ加工によって行えばよい。
【０００８】
なお、前記セルロース系微粉粒の原料は、基本的に木材であるが、木材の他に、バカス、稲藁、パルプ等を原料としても良い。また、木材としては、どのような木材を用いても良く、例えば、製材所や各種木工製品の工場や建築現場等で捨てられる廃材、同じく上述の工場等で捨てられる鉋屑や鋸屑を用いるものとしても良く、建築部材として一度使用した建築パネル等を用いるものとしても良い。また、住宅等の建物や家具を解体する際に排出される廃材を用いるものとしてもよい。このような廃材を用いて木質様製品を製造する場合、前記セルロース系微粉粒の量は、木質様製品全体に対して３０〜６５ｗｔ％であるように設定するのが望ましい。また、木材に用いられる樹木の種類は、特に限定されるものではなく、針葉樹や広葉樹に限らず各種の樹木を用いることができる。
【０００９】
また、前記セルロース系微粉粒の原料として、前述の廃材を用いる場合、石膏、断熱材、樹脂部材等の不純物が混入する可能性があるが、前記セルロース系微粉粒と同程度もしくはそれ以下の粉体状のものであれば、木質様製品の性質に影響を及ぼすことはない。
【００１０】
また、木質様樹脂の品質等の観点からは、前記セルロース系微粉粒は、同種の樹木もしくは近い種の樹木からなる木材を原料とすることにより、品質の均質化を図ることができるので、同種もしくは近い種の樹木を主に加工する工場の廃材を用いることが好ましい。
【００１１】
また、前記セルロース系微粉粒は、前述のように粒形状をなすものであるが、ここでいう粒形状とは、木材等の植物を破砕して、微粉状にした場合に、各微粉は繊維が毛羽立った状態となっているのに対して、例えば、ボールミル等で微粉粒を磨砕処理することにより、毛羽立った繊維を切断したり、微粉側に押しつけた状態としたりして、繊維が毛羽立っていない状態としたものである。
【００１２】
また、ボールミル等で磨砕処理をせずに、破砕処理のみを施したセルロース系微粉粒（木粉）を用いることも可能である。
【００１３】
また、前記セルロース系微粉粒は、その平均粒径が、例えば、１μｍ〜１００μｍ程度であることが好ましい。前記樹脂４には、例えば、塩化ビニル樹脂、発泡塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＥＶＡ樹脂、メタクリル樹脂、セルロースアセテート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスチレン樹脂、変成ポリフェニレンオキサイド等を用いることができる。
【００１４】
また、前記樹脂は、基本的に上述のような熱可塑性樹脂が用いられるが、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂のような熱硬化性樹脂を用いるものとしても良い。
【００１５】
さらに、前記セルロース系微粉粒の外周面に、該微粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒を固定させて固定粒を形成してもよい。そして、この固定粒に樹脂および顔料を混合しかつ溶融させ、その後または溶融と同時に所望形状に成形することにより木質様製品を製造してもよい。
このような構成によれば、成形に際して、前記セルロース系微粉粒に熱がかかっても、前記微粉粒よりも小径でかつ硬い表面粒が前記微粉粒を保護するために、前記微粉粒が焦げて褐色や黒色に変色するのを防ぐことができる。
【００１６】
さらに、前記固定粒を用いて木質様製品を成形する場合には、通常の木質材料よりも水分を吸収し難く、メンテナンスを容易にすることができる。すなわち、外観上は木目模様を呈することができて木製品と同様の外観を形成することができるが、耐水性に関しては木製品と比較してはるかに水に強い木質様製品を提供することができる。
【００１７】
なお、前記表面粒は、セルロース系微粉粒より小径でかつ硬いものであればよく、例えば、無機質粒子、顔料粒子、導電性粒子、樹脂粒子等であり、具体的には、炭酸カルシウム、酸化チタン、リトポン、銀や銅やニッケル等の金属粒子、酸化錫や酸化亜鉛等の導電性金属酸化物粒子、カーボン粒子等を用いることができる。
【００１８】
ここで、顔料とは、有色顔料であり、例えば酸化鉄、カドミウムイエロー、カーボンブラック等の無機顔料、または有機顔料である。また、例えば、前記表面粒に顔料粒子を用いる場合には、木質様樹脂の色を所望の色に近づけることが可能である。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の木質様製品の製造方法において、例えば図１〜図５に示すように、セルロース系微粉粒５と樹脂４とを混合しかつ溶融させて成形するに際し、押出成形によって成形することを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、前記セルロース系微粉粒５と前記樹脂４とを混合し、溶融させて成形する際に、押出成形によって成形を行っている。押出成形は、他の成形法に比べ、樹脂４が成形品１の表面側に流れ易いため、表面に偏る傾向があるが、この表面の樹脂４を所定厚さだけ削り取っているので、木質様製品３の表面には多くのセルロース系微粉粒５が露出し、よって、より木質感の高い木質様製品３を提供することができる。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の木質様製品の製造方法において、前記成形品１の表面全体を全て同厚さだけ削るに際し、該削り厚さを０．１ｍｍ〜３．０ｍｍに設定することを特徴とする。
【００２５】
ここで、削り厚さを０．１ｍｍ〜３．０ｍｍに設定したのは、０．１ｍｍ未満では、成形品１の表面を削った場合、木質様製品３の表面上に所望量のセルロース系微粉粒５が露出せず、また、３．０ｍｍを超えると成形品１の表面の除去量が多くなり、結果的に材料のムダが生じるためである。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、成形品１の表面全体を全て同厚さだけ削る際に、該削り厚さを０．１ｍｍ〜３．０ｍｍに設定しているために、材料のムダを生じることなく、所望量のセルロース系微粉粒５を木質様製品３の表面上に露出させることができる。
【００２７】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の木質様製品３の製造方法において、成形品１の表面全体を全て同厚さだけ削ることで現れる仕上げ面に研磨加工を施し、この研磨加工後に塗装を行うことを特徴とする。
【００２８】
請求項４記載の発明によれば、前記成形品１の表面全体を全て同厚さだけ削ることで現れる仕上げ面に研磨加工を施しているので、この仕上げ面には平滑な塗装下地面が形成される。その後、塗装が施されるため、より木目模様に近似させることができ、木質様製品３の表面の外観品質を向上させることができる。
【００２９】
なお、前記セルロース系微粉粒の露出した仕上げ面には、研磨加工が施されるが、この研磨加工は、例えば、通常の目の粗さを有する回転サンドペーパーにより行われる。
【００３０】
前記研磨加工を施す際、♯４０程度の粗目で研磨加工を行い、その後に、♯１８０程度の細目で研磨加工を行うことで、木質様製品の表面に溝状の木目模様を付与することができる。したがって、より実際の木に近い感触を得ることができる。また、溝状木目模様を形成する際にベルトサンダーを用いると、不規則に溝を形成するため、周期的な溝形成を行うエンボスロールよりも自然な木質感を実現できる。さらに、前記研磨加工を行う場合、ベルトサンダーの回転速度、および送り速度を変えることで、溝の長さを調節することができる。
【００３１】
また、塗装加工は、前述の研磨加工の後に行われる。この塗装工程は、例えば、中塗り作業工程と上塗り作業工程とに分かれ、前記中塗り作業工程においては、カラーサンディングシーラーを成形品の表面に塗布する。必要に応じて、中塗りの前または、後に、ＵＶコートを施す。
この中塗り工程が終了すると、上塗り工程に移行する。上塗り工程においては、成形品の表面にコーティングを施す。即ち、例えば、ウレタン樹脂系の塗料、具体的にはクリアウレタンによってトップコートを施し、最後にそのトップコートの上からトップコートを硬化させるためにＵＶコートを施す。
【００３２】
さらに、前記塗装加工の後に、ワイピングステイン塗装処理を行ってもよい。ワイピングステイン塗装とは、塗料を木質様製品の表面に塗り、その後、乾かないうちに拭き取ることで、前記研磨加工により形成された溝部を着色する工程である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１から図３は本発明を適用した木質様製品の製造方法における工程の概略を段階的に示す図である。図１は本発明に係る木質様製品を製造する際に用いる成形品を示す斜視図であり、図２は図１の成形品の表面の一部分を所定厚さだけ削った状態を示す斜視図であり、図３は図２の工程を成形品の表面全周にわたって同厚さで行い、さらに研磨加工、塗装加工を施すことにより完成した本実施形態に係る木質様製品を示す斜視図である。
また、図４および図５は、図１から図３に示す成形品において、各工程が施された際の成形品の表面状態の概要を示す断面図であり、図４は、図１に示す成形品の表面部分の断面図、図５は図３に示す木質様製品の表面部分の断面図である。
【００３４】
まず、本発明に係る木質様製品を製造する際における成形品について説明する。図１に示すように、成形品１は、端面に開口する空洞２が複数設けられたものである。これらの空洞２は横断面四角形状をなすものであり、等間隔で成形品１の長手方向に延在するようにして成形されている。
【００３５】
成形品１を成形するには、図４に示すように、セルロース系微粉粒５に樹脂４を混合しかつ溶融させ、その後又は溶融と同時に前記空洞２を有する四角柱状に押出成形することにより行う。この場合、前記成形品１の上面１ａと下面１ｂとの間の距離（成形品１の厚さ）および、左右両側面１ｃ、１ｃ間の距離（成形品１の幅）は、木質様製品３の仕上げ寸法よりそれぞれ１ｍｍずつ、合計２ｍｍ大きく成形される。
このようにして成形された成形品１の表面状態は、図４に示すように、成形の際に表面側に流れ易い樹脂４が表面に偏った状態になっている。
【００３６】
前記成形品１は、例えば、住宅の内装部品としての周り縁や幅木、階段手摺、サッシ枠、室内側部、家具、テーブル・カウンターなどに使用されるものである。
【００３７】
次に、前記成形品１の上面１ａ、下面１ｂ、両側面１ｃ、１ｃをそれぞれ同厚さだけ削り取る。この削り取る工程は、図１に示すように、前記成形品１の表面を二点鎖線で示す部分まで、プレーナ加工で削り取ることによって行われる。前記成形品１の表面をプレーナ加工で削り取る際、例えば、図２に示すように、前記成形品１の上面１ａを回転する円板状の砥石等の刃物で徐々に削り取っていき、該上面１ａ全体を削り取る。そして、同様にして、前記成形品の下面１ｂ、左右両側面１ｃ、１ｃを削り取っていくことにより、前記成形品１の表面全体を削り取る。なお、本実施の形態では、削り厚さは前記成形品の上面１ａ、下面１ｂ、両側面１ｃ、１ｃ、全て１ｍｍとする。
【００３８】
このようにして、前記成形品１の表面を削り取ることで現れる仕上げ面には、図５に示すように、成形の際に表面側に流れ易い樹脂４が削り取られているため、多くのセルロース系微粉粒５が露出している。
【００３９】
なお、削り取った削り屑は回収して、別の成形品を成形する際の材料として使用する。したがって、材料のムダが生じることがない。
【００４０】
ここで、本実施の形態においては、回転する円板状砥石等の刃物で成形品１の表面を切削するプレーナ加工によって行っているが、前記成形品１の表面を同厚さで、所定厚さ削り取ることのできる切削加工であれば、どのような切削加工方法を用いてもよい。
【００４１】
また、本実施の形態においては、削り厚さを１ｍｍとして切削加工を行っているが、成形品１の表面を削る際に所望量のセルロース系微粉粒が露出し、材料のムダが生じない範囲である０．１ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内においてであれば任意の厚さで切削加工が可能である。
【００４２】
次に、前記のようにして、成形品１の表面全体を削り取ることで現れる仕上げ面３ａ、３ｂ、３ｃ（図３参照）に研磨加工を施す。この研磨加工の工程は、通常の目の粗さを有する回転サンドペーパーにより行われ、これによって、仕上げ面３ａ、３ｂ、３ｃに平滑な塗装下地面が形成される。
【００４３】
ここで、本実施の形態においては、回転サンドペーパーを用いて研磨加工を行っているが、平滑な塗装下地面を形成できれば、任意の研磨加工法が可能である。
【００４４】
前述のようにして形成された塗装下地面に塗装加工を施す。この塗装工程は、例えば、中塗り作業工程と上塗り作業工程とに分かれ、前記中塗り作業工程においては、カラーサンディングシーラーを成形品１の表面に塗布する。必要に応じて、中塗りの前または、後に、ＵＶコートを施す。前記中塗り工程が終了すると、上塗り工程に移行する。上塗り工程においては、成形品１の表面にコーティングを施す。即ち、例えば、ウレタン樹脂系の塗料、具体的にはクリアウレタンによってトップコートを施し、最後にそのトップコートの上からトップコートを硬化させるためにＵＶコートを施す。
【００４５】
本実施の形態の木質様製品の製造方法によれば、成形品１の表面を全周にわたって１ｍｍの同厚さだけ削ることによって、該成形品１を木質様製品３の仕上げ寸法に仕上げるとともに、前記成形品１の表面より内側に多く存在するセルロース系微粉粒５を露出させるため、成形品１を仕上げ寸法に仕上げると同時に、前記木質様製品３の表面上に、より実際の木に近い質感を与えることができる。また、前記成形品１は表面を全周にわたって１ｍｍの同厚さで削られているために、部分的な削り厚の偏りを生じないため、前記木質様製品３の全体的な形状や寸法の安定化が図ることができる。
【００４６】
また、本実施の形態によれば、成形品１の表面全体を１ｍｍの同厚さで削ることで現れる仕上げ面に研磨加工を施している。そのため、前記仕上げ面には平滑な塗装下地面が形成され、その後、塗装が施されるため、より木目模様に近似させることができ、木質様製品３の表面の外観品質を向上させることができる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、成形品１は端面に開口する空洞２が設けられている四角柱状のものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、形状は板状、筒状等どのような形状でも構わない。
さらに、成形品１に開口する空洞２の形状に関しても、四角柱状に限られたものではなく、円柱状等、任意の形状が可能である。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、成形品の押出方向に沿った表面を全周にわたって同厚さだけ削ることによって、該成形品を木質様製品の仕上げ寸法に仕上げるとともに、成形品の表面より内側に多く存在するセルロース系微粉粒を木質様製品の表面に露出させるため、成形品を仕上げ寸法に仕上げると同時に、仕上げられた木質様製品の表面に、より実際の木に近い質感を与えることができる。
また、成形品の押出方向に沿った表面を全周にわたって同厚さだけ削っているために、部分的な削り厚の偏りを生じないため、木質様製品の全体的な形状や寸法の安定化を図ることができる。
【００４９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることが出来るとともに、押出成形は、他の成形法に比べ、樹脂が成形品の表面側に流れ易いため、表面に偏る傾向があるが、この表面の樹脂を所定厚さだけ削り取っているので、木質様製品の表面には多くのセルロース系微粉粒が露出し、よって、より木質感の高い木質様製品を提供することができる。
【００５１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果を得ることができるとともに、成形品の表面全体を全て同厚さだけ削る際に、該削り厚さを０．１ｍｍ〜３．０ｍｍに設定しているために、材料のムダを生じることなく、所望量のセルロース系微粉粒を木質様製品の表面上に露出させることができる。
【００５２】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の発明と同様の効果を得ることができるとともに、前記成形品の表面全体を全て同厚さだけ削ることで現れる仕上げ面に研磨加工を施しているので、前記仕上げ面には平滑な塗装下地面が形成される。その後、塗装が施されるため、より木目模様に近似させることができ、木質様製品の表面の外観品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る適用した木質様製品の製造方法の工程を説明するためのもので、成形された成形品の斜視図である。
【図２】同、成形品の一部分を切削加工した状態を示す斜視図である。
【図３】同、製造された木質様製品を示す斜視図である。
【図４】図１に示す成形品の表面状態を示す断面図である。
【図５】図３に示す木質様製品の表面状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１成形品
３木質様製品
４樹脂
５セルロース系微粉粒

Claims

セルロース系微粉粒と樹脂とを含む木質様製品の製造方法であって、
セルロース系微粉粒と樹脂とを混合しかつ溶融させて押出成形するに際し、成形品全体を前記木質様製品の仕上げ寸法より大きめに成形しておき、該成形品の押出方向に沿った表面を全周にわたって同厚さだけ削ることによって、該成形品を前記木質様製品の仕上げ寸法に仕上げるとともに、前記成形品の表面より内側に多く存在するセルロース系微粉粒を前記木質様製品の表面に露出させることを特徴とする木質様製品の製造方法。
請求項１記載の木質様製品の製造方法において、
前記セルロース系微粉粒と樹脂とを混合しかつ溶融させて成形するに際し、押出成形によって成形することを特徴とする木質様製品の製造方法。
請求項１又は２に記載の木質様製品の製造方法において、
前記成形品の表面全体を全て同厚さだけ削るに際し、該削り厚さを０．１ｍｍ〜３．０ｍｍに設定することを特徴とする木質様製品の製造方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の木質様製品の製造方法において、
前記成形品の表面全体を全て同厚さだけ削ることで現れる仕上げ面に研磨加工を施し、この研磨加工後に塗装を行うことを特徴とする木質様製品の製造方法。