JP2002011783A - 木粉入り熱可塑性樹脂棒状体の曲げ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 折り曲げても表面にしわもなく、美しい木目
模様を有する木粉入り熱可塑性棒状体を得ること。 【解決手段】 木粉入り熱可塑性樹脂からなる棒状体を
９０〜１５０℃の範囲で、５〜４０分加熱処理し、この
加熱処理した棒状体を曲げ具に装着し、折り曲げる。加
熱手段を有するプレス金型を用いると、表面のシワをと
りながら、容易に折り曲げることができ、表面の木目模
様も美しい、折り曲げられた木粉入り熱可塑性樹脂から
なる棒状体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木粉入り熱可塑性
樹脂棒状体の曲げ加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂棒状体を曲げる方法
としては、加熱を行い、手や機械等でロール等の治具を
使用して曲げていたが、木粉が３０重量％以上含まれる
熱可塑性樹脂の棒状体では、加熱により奇麗に曲げるこ
とができなかった。この原因のひとつは、木粉が吸湿性
あるいは吸水性を有することにより、木粉中に含まれる
水分が加熱時に膨張したり、気泡が表面に発生するため
と考えられる。また木粉が含まれることで、加熱しても
熱可塑性樹脂の伸びが非常に小さく、また熱伝導性が悪
く中心部分が可塑化されにくいために曲げ加工におい
て、折れる、ひび割れるなど非常に曲げ加工が困難であ
る。

【０００３】さらに、一般的には、金属を曲げる場合ベ
ンダー機械などで加工を行っているが、木粉入り熱可塑
性樹脂棒状体の伸び率が小さいため、固定して曲げるよ
うな機械では外周で割れが発生し、曲げることが難しい
という問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように木粉入り熱
可塑性樹脂からなる棒状体を奇麗に曲げる方法が望まれ
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、木粉入り熱
可塑性樹脂棒状体の曲げ加工方法を種々検討した結果、
木の手触り感があって、外観が天然木に類似しているの
で天然木を曲げたような奇麗な木目模様がある非常に付
加価値のある曲げ加工製品を作り出すことに成功した。

【０００６】すなわち、本発明は、木粉入り熱可塑性樹
脂からなる棒状体を曲げ加工する方法であって、該棒状
体を９０〜１５０℃の範囲で、５〜４０分加熱処理する
工程、および該加熱処理した棒状体を曲げ具に装着し、
曲げる工程を有する、曲げ加工方法に関する。

【０００７】好ましい実施態様においては、前記棒状体
が、溶融温度が２５０℃以下の熱可塑性樹脂に３０〜８
０重量％の木粉が配合された樹脂からなる棒状体であ
る。

【０００８】また、好ましい実施態様においては、前記
加熱処理が、棒状体が挿入できる孔を有する金属製金
型、加熱炉、または乾燥炉で行われる。

【０００９】好ましい実施態様においては、前記曲げる
工程が加熱手段を有するプレスで行われる。

【００１０】さらに好ましい実施態様においては、木粉
入り熱可塑性樹脂棒状体が木目模様を有する。

【００１１】本発明は、さらに、木粉入り熱可塑性樹脂
からなる棒状体を曲げ加工する方法に用いる金型であっ
て、該金型は、該棒状体を装着する装着部を有する下型
と、該棒状体に適合する装着部と加熱手段とを有し、該
下型に把持された棒状体をプレスするための上型とから
構成される、金型に関する。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に使用する木粉入
り熱可塑性樹脂からなる棒状体（以下、単に棒状体とい
う）の一例を示す。棒状体１は、熱可塑性樹脂に木粉を
配合した成形材料を異形押出し成形した棒状のものであ
って、外面側に木目模様のスキン層２を有するものであ
る。軸心部３は外周部４と同じ木粉入り熱可塑性樹脂層
であってもよく、熱可塑性樹脂発泡層であってもよい。

【００１３】なお、本明細書で棒状体というときは、断
面形状は問わず棒状のものをいい、例えば、断面形状が
円形、楕円形、三角形、四角形などの多角形、偏平形、
達磨形などのものも含む概念である。

【００１４】熱可塑性樹脂としては、溶融温度２５０℃
以下の熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。溶融温度が
２５０℃より高い熱可塑性樹脂の場合、可塑化時に該熱
可塑性樹脂に配合された木粉が熱分解により劣化あるい
は炭化してしまい、成形不良が発生するおそれがある。

【００１５】木粉としては、木片、端材、木材チップ等
の粉砕品、サンダー粉、のこ屑、おがくずの他、古紙、
パルプ、セルロースなどを主成分とする素材を用いるこ
とができる。

【００１６】熱可塑性樹脂に対する木粉の配合割合は、
３０〜８０重量％であることが好ましい。木粉の配合割
合が３０重量％より少ない場合、得られる棒状体が目的
とする効果を発揮できないので好ましくない。熱可塑性
樹脂に対する木粉の配合割合が８０重量％より多い場
合、棒状体の表面の肌荒れ、シャークスキン、ひび割れ
等が発生し、曲げると折れたり、ひび割れをおこし、曲
げることが非常に困難になる場合がある。

【００１７】本発明においては、棒状体１は、９０〜１
５０℃の範囲で、５〜４０分加熱処理される。加熱方法
は特に限定されない。曲げ加工すべき部分のみでもよ
く、その周辺を含む広い部分でもよい。棒状体が挿入で
きる孔を有する加熱装置が好ましく使用される。金属製
金型、加熱炉、または乾燥炉が例示される。

【００１８】図２に、加熱処理装置の一例を示す。図２
の加熱処理装置は、棒状体１が挿入できるサイズの孔７
と、その周囲に電熱板６を設け、その外周にヒーター５
を有し、熱電対８で温度をコントロールする構造を有し
ている。

【００１９】加熱温度は、棒状体１の木粉の配合割合、
熱可塑性樹脂の種類、吸湿した水分率により異なるが、
９０〜１５０℃の範囲である。加熱温度が９０℃より低
い場合、棒状体１が十分に柔軟ではないため、曲げるこ
とができないか、折れる虞がある。逆に１５０℃を超え
ると、棒状体１の木粉に含まれる水分等が発泡して膨張
する、表面に気泡ができるなど奇麗な曲げができなくな
る。あるいは、棒状体が膨張して、次の曲げ工程の装着
すべき型に入らないなど、曲げ加工ができなくなるおそ
れもある。

【００２０】加熱する時間は、棒状体１の木粉の配合割
合、熱可塑性樹脂の種類、吸湿した水分率、加熱温度に
より異なるが、５〜４０分の範囲である。加熱時間が５
分以下の場合、木粉入り熱可塑性樹脂の熱伝導性が悪い
ため中心部まで可塑化せず、曲げると折れる、硬すぎて
曲がらないという不具合を生じる。逆に４０分を超えて
加熱すると、棒状体１が膨張して次工程の曲げ処理に支
障をきたす、あるいは棒状体１の表面に気泡がでるなど
の虞がある。また、加熱処理時間が長すぎて、加工速度
が遅く生産性に問題が生じる。

【００２１】次に、加熱処理した棒状体を曲げ具に装着
し、曲げる工程について説明する。曲げ具としては、加
熱処理した棒状体を固定または配置できるものであれ
ば、特に制限はない。好ましい曲げ具としては、例え
ば、棒状体を装着する装着部を有する治具、金型、木
型、合成木材型、樹脂型、ローラー型が用いられる。こ
れらの曲げ具は、曲げる角度に合わせて制作される。

【００２２】これらの曲げ具に装着された棒状体は、人
力あるいは機械力により曲げられる。図３は、棒状体１
の曲げ方を示す一例である。図３の棒状体１のハッチ部
分は加熱部分である。棒状体１は伸びが小さいため、外
周側１０に曲げ力９が加わると折れたり、ひび割れした
り、ささくれたりする。従って、外周７に曲げ力９が係
らないようにするため内周側１１を縮めるように端部か
ら押し縮めるようにして曲げていくことにより、外周の
折れ、ひび割れ、ササクレなどが発生し難くなる。

【００２３】図４に、プレス機械による取っ手形状の曲
げ加工を行うための金型の構造を示す。この金型１２
は、上型１３と下型１４とから形成されており、下型１
４には棒状体装着部１５が設けられ、上型１３には、棒
状体１の形状と適合する溝１６が設けられている。

【００２４】この金型１２は、図３の曲げ方法を再現す
ることができる。その方法を図５に基づいて説明する。
図５は、図４の金型を用いて棒状体１を曲げる方法を示
す断面図である。図５Ａでは、加熱処理した棒状体１を
下型１４の装着部１５に載せ、プレスを兼ねる上型１３
の溝１６を棒状体１と合わせ、軽く押す。棒状体１は下
型１４の装着部１５で把持されているので、しっかりと
押えることができる。次に図５Ｂに示すように、下型１
４の上方の緩い角度に合うように緩やかに押圧すると曲
げ力９が加わり、曲げが開始される。これにより、下型
１４の両端の下方のきつい角度で更に内側に曲げ力９が
加わる。そして、図５Ｃで円弧状になった中央部が直線
状になるために中央部から曲げ部に押しの力が加わる
が、棒状体１の両端部は固定されていないので、両端部
はほぼ垂直になりそのまま引き込まれていく。そして、
図５Ｄで示すように、上型１３が完全に締まりプレスし
成形する。そのプレス力により内側のシワを分散させる
ことによりシワをのばす効果が生じ、冷却後金型から曲
げ製品が取出される。

【００２５】また、棒状体１が加熱により柔らかくなる
特性を利用して、棒状体１の内周側１１に接する上型１
３（プレスを兼ねる）にヒーターを取付け９０℃〜１５
０℃の範囲で加熱することにより、上型１３に接した内
シワのある部分を加熱プレスすることにより、シワがよ
り分散し平滑化され、内シワをなくすことができる。こ
の方法は、シワの発生している内周側１１の角度と同一
角度の溝を有する金型で加圧プレスすることによりシワ
を分散し、シワをなくすことができる。この加熱プレス
を兼ねる上型１３は、ヒーターで加熱してもよいが、棒
状体１自身の熱伝導により加熱される。従って、上型１
３（プレス金型）を加熱する必要がない場合もある。

【００２６】なお、内周側１１に接する上型１３（プレ
ス金型）の温度が９０℃より低いと、棒状体１が柔らか
くなりきれないため、プレスでシワをなくすことができ
ない。逆に１５０℃以上の場合木粉入り熱可塑性樹脂棒
状体の表面が柔らかくなりすぎて表面の艶が出過ぎた
り、また気泡が表面に発生したりするなど、外観上の問
題が発生する。

【００２７】

【作用】本発明の方法によれば熱伝導性の悪い棒状体を
所定の温度で所定の時間加熱処理するので、棒状体に含
まれる木粉が吸湿、吸水した水分が発泡したり表面に気
泡となって出現することがなく中心部分まで可塑化でき
るので奇麗に曲げることができる。

【００２８】さらに、本発明のプレス型金型を用いるこ
とにより棒状体は伸び率が小さいことを考慮して、曲げ
る部分の両端または片方を曲げる際に固定せず、開放さ
せることによって外側の引張り力を低下させ、内側を縮
めるように曲げることにより、折れたり、ひび割れたり
せず奇麗に曲げることができる。さらに、プレス型金型
の棒状体と接触する部分に加熱手段を設けることによ
り、内側のシワが除去される。

【００２９】

【実施例】ＡＢＳ樹脂に対して木粉を５０重量％、無機
系添加剤１０重量％を配合し、成形材料を得た。この成
形材料１００重量部に対して木目模様を出すためのマス
ターバッチを５重量部配合したものを、外径３２ｍｍの
無垢の丸棒に異形押出し成形し、スキン層に木目模様を
有する外径３２ｍｍの棒状体を得た。この棒状体を６０
０ｍｍの長さにカットした。カットした丸棒を、図２で
示されるアルミニウム製のヒーターに図２ｂのように挿
入して、１３５℃で２０分間加熱した。加熱した丸棒
を、速やかに図４の下型１４の装着部１５に装着し、図
５Ａ〜Ｄのような状態で曲げ加工を行った。完全にプレ
スした後１０秒以上加圧した状態にした。金型を開き、
変形を防ぐために直ちにエアー冷却を行い、曲げ加工製
品を取出した。この工程により、表面にシワがなく、木
目模様もきれいに折り曲げられた木粉入り熱可塑性樹脂
棒状体が得られた。

【００３０】また上記のように加熱した丸棒をローラー
治具に装着して手で曲げたり、木型等の型にはめ込む等
の方法でも同様に曲げ加工ができることは明らかであ
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明の方法により、木粉入り熱可塑性
棒状体中の木粉中に含まれる水分が加熱時に膨張した
り、気泡が表面に発生することがなく、中心部分も十分
可塑化されるように加熱されるため、曲げ加工時に発生
する折れ、ひび割れ、ササクレ、外観不良など不良品の
歩留りが減少し、生産性が格段に改善される。さらに、
折り曲げに際して、加熱手段を用いるので、二次工程と
してシワ取り工程が不要となり、折り曲げても表面にし
わもなく、美しい木目模様を有する木粉入り熱可塑性棒
状体が得られる。従って、プラスチックスのような手触
りではなく天然の木のような手触りを再現することがで
きる。

【００３２】さらに、本発明の方法によれば、従来の曲
げのアールよりも更に小さいアール角度まで曲げられる
ようになり、また、プレス加工等機械化ができたるため
生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる木粉入り熱可塑性樹脂棒状
体を示す図である。

【図２】本発明に用いられる加熱ヒーターの例である。
（ａ）は正面図、（ｂ）は木粉入り熱可塑性樹脂棒状体
の挿入図である。

【図３】木粉入り熱可塑性樹脂棒状体の曲げ方の説明図
である。

【図４】本発明の金型の一例を示す図である。

【図５】本発明の金型を用いるプレス曲げ加工の説明図
である。

【符号の説明】

１．木粉入り熱可塑性樹脂棒状体 ２．スキン層 ３．軸心部 ４．外周部 ５．アルミニウム製加熱ヒーター ６．電熱板 ７．木粉入り熱可塑性樹脂棒状体挿入孔 ８．熱電対 ９．曲げ力 １０．外周側 １１．内周側 １２．金型 １３．上型 １４．下型 １５．装着部 １６．溝

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木粉入り熱可塑性樹脂からなる棒状体を
   曲げ加工する方法であって、該方法は、該棒状体を９０
   〜１５０℃の範囲で、５〜４０分加熱処理する工程、お
   よび該加熱処理した棒状体を曲げ具に装着し、曲げる工
   程を有する、曲げ加工方法。
2. 【請求項２】 前記棒状体が、溶融温度が２５０℃以下
   の熱可塑性樹脂に３０〜８０重量％の木粉が配合された
   樹脂からなる棒状体である、請求項１に記載の曲げ加工
   方法。
3. 【請求項３】 前記加熱処理が、棒状体が挿入できる孔
   を有する金属製金型、加熱炉、または乾燥炉で行われ
   る、請求項１または２に記載の曲げ加工方法。
4. 【請求項４】 前記曲げる工程が、加熱手段を有するプ
   レスで行われる、請求項１から３のいずれかの項に記載
   の曲げ加工方法。
5. 【請求項５】 木粉入り熱可塑性樹脂棒状体が木目模様
   を有する、請求項１から４のいずれかの項に記載の曲げ
   加工方法。
6. 【請求項６】 木粉入り熱可塑性樹脂からなる棒状体を
   曲げ加工する方法に用いる金型であって、該金型は、該
   棒状体を装着する装着部を有する下型と、該棒状体に適
   合する装着部と加熱手段とを有し、該下型に把持された
   棒状体をプレスするための上型とから構成される、金
   型。