JP2007144912A - 木調合成樹脂製建材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】木材同等の木調外観を有し、防滑性を備えかつ木材と異なって表面にささくれを生じさせることがない木調の合成樹脂製建材を提供する。
【解決手段】回転半径方向にワイヤ１３を密に起立させてなるワイヤロールブラシ９を回転軸９ａに装着し、回転軸は複数本平行状に設置し各ブラシは互いに軸方向にずらせて並設し、ブラシ先端部と合成樹脂製建材表面との接触長を調整可能に装置し、回転軸に対して直交方向に合成樹脂製建材を移動させ、ブラシ先端部を材表面に接触回転させることにより表面を削成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、外観を木調にした合成樹脂主材の板材、その他の合成樹脂製建材の製造方法に関する。

天然木の板材などの建材は、質感、視感、触感、断熱性などいずれにおいても好ましいが、耐候性、耐腐食性、耐汚染性、表面のささくれ立ちや、表面のぬめりなどに課題があり、これらの難点を補うものとして、種々の合成樹脂主材の木調合成樹脂製建材が提供されている。
例えば、ＡＢＳ樹脂その他のスチレン系樹脂、ＨＩＰＳ樹脂その他のスチレン系樹脂、ＰＰ樹脂その他のオレフィン系樹脂、ＰＣ樹脂その他のエステル系樹脂、さらにはその他の熱可塑性樹脂などを、押出成形、射出成形、カレンダ成形、注型成形、或いはその他の成形方法により成形する考え方が示されている。これらの素材は、合成樹脂単材或いは木粉などの混合材が用いられ、非発泡材或いは発泡材として、単板或いは積層材として提供されている。
公知文献としては、例えば、熱可塑性樹脂に木粉を混合して非発泡木質合成樹脂製建材を成形し、この板表面をサンディングし、その表面をインキ塗装し、透明塗料で仕上げした合成樹脂製建材の製法が特許文献１に示されている。また、ポリオレフィン系樹脂に木粉を充填して発泡させた発泡成形体を基材とし、その表面にポリオレフィン系樹脂の化粧シートを積層した床材が特許文献２に示され、発泡ポリ塩化ビニル製の芯材の表面を硬質ポリ塩化ビニル製の表層材で覆うように射出成形したデッキ材が特許文献３に示されている。
特開平９−２１６５００号公報 特開２００５−６８８４３号公報 特開平６−３３０５５８号公報

しかしながら、いずれの合成樹脂製建材も表面に木目模様を表す思想は示してあるものの、塗装印刷によるか、成形時の樹脂流によって縞模様を表出させるなどによる模様の形成であって、仕上げ表面は言わばつるつる面であり、木調の触感が出ず、滑りやすく、濡れた面はぬめりも生じ一層滑りやすさが増すものであった。防滑性を付与するには、骨材を混入するなどの製法を採る必要があるが、木調外観が損なわれやすく、骨材の剥落などの問題も生じるものであった。また、防滑性を付えるべく表面にローラによる凹凸加工を施すことも行なわれているが、骨材混入に比して防滑性能が優れず、木調を形成できなかった。

本発明は、合成樹脂製建材にはこのような問題点があることに着眼し、このような問題点を解消させ、多様で木材同等の木調外観を実現すると同時に、十分な防滑性を備え、しかも木材と異なって表面にささくれを生じさせることがない木調の合成樹脂製建材を提供せんとするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、回転半径方向にワイヤを密に起立させてなるワイヤロールブラシの先端部を合成樹脂製建材に接触回転させ、材表面を削成するようにした木調合成樹脂製建材の製造方法を特徴とする。
また、回転半径方向にワイヤを密に起立させてなるワイヤロールブラシを回転軸に装着するとともに、ブラシ先端部と合成樹脂製建材表面との接触長を調整可能に装置し、回転軸に対して直交方向に合成樹脂製建材を移動させ、ブラシ先端部を材表面に接触回転させることにより表面を削成するようにした製法も特徴とするものである。

上記ワイヤロールブラシは回転軸方向に複数個並設し、ブラシ毎にブラシ先端部と材表面との接触長を調整可能とすることが好ましく、さらには、回転軸を複数本平行状に設置するとともに、各回転軸に互いに軸方向にずらせてワイヤロールブラシを装着し、回転軸毎にブラシ先端部と材表面との接触長を調整可能とすることが一層好ましい。
上記ワイヤロールブラシは、好ましくは、線径０．３〜０．６ｍｍ、長さ２０〜３５ｍｍのステンレスワイヤをリング外周側に密に起立周設したものとするのがよい。

本発明によれば、ワイヤロールブラシを回転させつつ、その外周先端部で建材表面を削成するので、合成樹脂素材であっても簡単にかつ正確に削成でき、表面にサンディングとは全く異質の無数の傷状の細い凹筋を形成して、天然木の表面と見分けがつかない外観に建材を形成することができる。建材表面はこの無数の凹筋によりざらついて防滑性を発揮し、濡れても滑りにくい面となる。しかも合成樹脂面としてささくれ立ちしない建材を提供することができる。
削成はワイヤロールブラシの回転によるので、目詰まりすることなく、摩滅や発熱も少なく、表面に木材表面と同様の柔らかく微細な無数の凹筋の形成が可能であり、しかも長時間の連続加工作業が可能となり、装置のメンテナンスも容易なものとすることができる。

ブラシ先端部と材表面との接触長を調整可能とすることにより、所望の木調表面状態を得ることができる。ブラシの若干の磨耗に応じた微調整も可能となって、装置の長期的使用を可能にする。複数個のブラシを回転軸方向に並設し、各ブラシが建材表面の一部を分担するようにして削成できるようにしてあれば、ブラシ全体が建材表面に常に均一的に接触するように調整でき、表面の加工精度を高めることができるとともに、各接触状態を変化させて建材表面の凹筋状に部分的変化を与えて木調外観に変化を与えることもできる。

以下、本発明の好ましい実施形態を図面によって説明する。ただし、本発明はこれらの提示例によって限定されるものではない。

本発明に用いる合成樹脂製建材は、前記公知の適宜素材或いは新規に提供される素材など、任意素材のものを用いることができるが、一例として、図４に示す如く、発泡ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体発泡樹脂）を芯材２２として押出形成するとともに、木粉を５〜１０％前後混合したＡＳＡ樹脂（アクリロニトリル−スチレン−アクリレート共重合体樹脂）を薄層状に押出成形して、上記芯材の外周に積層して熱融着一体となった表層２３を形成し、前者の耐衝撃性、耐久性などと、後者の弾性、耐候性、耐薬品性、耐汚染性、凹筋状加工の容易性などの利点を具備させ、かつ、高品質なリサイクル性が可能なものとなるようにした板材２１を用いることができる。

図は片面を平坦面とし、他面を小凹凸波筋状面として形成し、表裏面を所望に応じて使い分けることができるようにした板材２１を示し、この板材は、一例として巾１４０ｍｍ、厚み２２．５ｍｍ、長さ３０００ｍｍ、積層した表層厚１ｍｍとし、片面に凹凸波筋条を６ｍｍピッチで形成したものとして示してある。
なお、板材は表裏両面を平坦面とし、或いは両面とも凹凸筋状面としたものなど、任意なものを用いることができ、上記寸法も任意に設定可能である。
上記板材をワイヤロールブラシを装着した木調加工装置に通して、本発明を実施することにより、木調合成樹脂製板材とすることができる。

本発明に係る木調加工装置は、図１，２に示す如く、合成樹脂製建材としての板材２１を長手方向に移動させながら加工する装置であって、板材挿通路１を形成する上下ユニット２，３を上下調整可能となるように、各ユニットの左右フレーム２ａ，３ａの出入口付近少なくとも４箇所に上下開閉用シリンダ４を介在させて組立て形成してある。
上下ユニットを上下開閉可能としたことにより、挿通する板材の異なる形状に対応することができるとともに、装置自体のメンテナンスを容易にすることができる。

板材挿通路１の入口側と出口側とには、挿通路に直交するようにして、位置決めローラ５，６を装着した回転軸５ａ，６ａを上下対向状に設置し、各回転軸の両端部は上下ユニットの左右フレームに設けた軸受け部７にそれぞれ自由回転可能に軸支させ、各軸受け部は位置調整ボルト８を介してフレームに対し少なくとも上下位置調整可能に固定できるようにしてある。
該位置決めローラは、挿通する板材の厚みに合致するように調整しやすいものとすることができるとともに、移動する板材の上下面に同時に接触回転することにより、板材の安定した移動と定位置の維持を可能にする。

上記出入口の位置決めローラ５，６間の板材挿通路１には、ワイヤロールブラシ９を装着した複数本の回転軸９ａを上下対向状に配設し、図では上下ユニットに各４本の回転軸を対向させて出入口方向に４対が並ぶように配設し、前記と同様にして位置調整ボルト１０を介してフレームに対し位置調整可能に固定できるようにしてある。
位置調整可能とすることにより、板材表面へのブラシの接触状態を常に最適にすることができ、挿通する板材の厚みなどに対応する微調整が容易となるとともに、板材表面の削成状態を微調整して所望の木調を容易に形成可能とすることもできる。

ワイヤロールブラシ９は、回転するブラシ先端部を板材表面に接触させることにより所望の傷状の凹筋を形成し、表面を木調に仕上げることができるものであり、上下対向した回転軸９ａでは、上下対向した同位置に装着するが、出入口方向に並設した回転軸９ａ同士では、互いに回転軸方向にずれた異列状態となるように装着してある。

図では、４対のワイヤロールブラシ９が板材２１の巾を４分割した各分割面にそれぞれ個別に接触するように互いにずれた位置に配設してあるとともに、４分割の隣接列に位置するワイヤロールブラシ同士は、互いに回転軸方向の端部分が若干巾に亘って重合するようなブラシ巾に形成し配置してある。例えば、板材の巾１４０ｍｍとし、ブラシ巾を５０ｍｍに形成してある場合、１０〜１３ｍｍ前後の重なり巾となり、左右両端に位置するブラシの外側部分が同巾程度板材外側に露出するように設定するのが好ましい。
なお、図示しないが、ワイヤロールブラシを板材に対して４列以外の複数列状態となるように、同数対の回転軸を配して形成することができるが、形成思想は上記と同様である。

上記ワイヤロールブラシ９は、回転軸に嵌装するリングの外周に細棒状のワイヤ群を半径方向に起立状態で密生させ、ワイヤ内端部をリング側に固着させてなるものであり、例えば、図３に示す如く、適宜長さのリング１１の外周面にＣチャンネル状のブラシ根元固着用レール１２を螺旋状に巻き廻して固着し、このレール内には密に起立させたワイヤ１３群の根元を埋設固着してあるものとすることができる。
巻き廻したレール１２は、ワイヤの密生状態を均一的に維持し得るように、８ｍｍピッチ乃至はそれ以下のピッチとして設けるのが好ましい。
なお、図示しないが、上記レールは、リング外周面の直径に沿った円環状レールを回転軸方向に一定ピッチで並設したものとし、或いは、回転軸方向のレールをリング外周方向に一定ピッチで並設したものとすることもでき、他の構成も可能である。

細棒状のワイヤ１３は、充分に腰のある（反発弾性の強い）鋼線好ましくはステンレスワイヤとし、線径０．３〜０．６ｍｍ前後が木調外観形成には最適であり、１本の長さは２０〜３５ｍｍ前後、好ましくは２２〜３３ｍｍのものとするのがよい。
ワイヤロールブラシ９の外周は、リング１１の外径とレール１２の厚みによって変わるが、一例として外径１００ｍｍ前後のものが好適に用いやすい。

上記線径が細すぎると、板材表面に接触するワイヤ先端部が板面から逃げてしまいやすくなって、木調凹筋状の形成が不確実となり、太すぎると、ワイヤが硬くなって凹筋が深く喰い込み、直線のシャープな溝筋状となりやすく、木調外観の形成ができにくくなる。
長さが長すぎると、ワイヤが折れやすくなるので、加工が不正確になるとともに、装置のメンテナンスを煩雑にしてしまう。短すぎると、板材に接触したワイヤが撓みにくくなって、凹筋が深く喰い込み、凹筋が直線のシャープな筋状となりやすく、木調外観の形成ができにくくなる。

上記ワイヤロールブラシは、その先端部が板材の表層厚の範囲内に収まるような長さ、例えば０．５〜１ｍｍ未満の長さで板材表面に接触するように調整されるのが最適である。
接触長さが短かすぎると木調凹筋状の形成が不確実となり、長すぎると凹筋が深くなりすぎ、積層した表層厚が薄い場合は、凹筋がこの表層を突き破ってしまうことになるので、突き破らない程度の長さ内にするのがよい。

上記ワイヤロールブラシ９を装着した回転軸９ａには、各端部に歯車１４を固着し、各歯車には駆動用チェーン１５を巻装し、駆動用チェーンは駆動モー１６に連係して本加工装置を構成してある。
上記装置に板材を挿通すれば、板材は、両面にワイヤロールブラシが上記のようにして接触回転し、密に起立したブラシ先端部が板材表面を削成して、表面に無数の木材と同等の柔らかく変化のある凹筋状を形成し、ざらついた木調表面の板材を製造することになる。
この際、ワイヤロールブラシは、回転数６０〜４００ｒｐｍ前後、約６００ｒｐｍを超えない範囲で運転するのが好ましい。回転数は高いほど板材表面を無数に多く削ることができ、また、細かく、比較的深い凹筋状を形成することになる。回転数が６０ｒｐｍより明らかに低いと好ましい木調凹筋状が形成されにくくなる。

上記装置には、図示していないが、板材の左右の小口面を木調加工できるように、上記装置内の板材挿通路の前後又は中間部の適宜位置に、左右一対の小口用ワイヤロールブラシを設置しておくのが好ましい。小口用ワイヤロールブラシは前記回転軸を水平とした場合、垂直状に配設した縦回転軸によって回転できるように、軸の上下両端部を左右フレームに軸受させ、駆動用モータに連動するように設置し、回転するワイヤロールブラシの先端部が小口面を削成できるように配設し、他の構造は前記構造と同様にして形成することができる。
こうして、板材の上下面のみならず。小口面も同時に木調加工することができる。

なお、図示装置はワイヤロールブラシを上下対に設置した装置を示したが、上又は下にのみ設置して、板材の片面を木調加工する装置とすることも可能である。

本発明に係る建材表面加工装置を示す平面略図である。 図１の装置の側面略図である。 ワイヤロールブラシの断面略図である。 本装置により形成された板材の一例を示す部分斜視図である。

符号の説明

１ 板材挿通路、 ２，３ 上下ユニット、 ２ａ，３ａ 左右フレーム、
４ シリンダ、 ５，６ 位置決めローラ、 ５ａ，６ａ 回転軸、
７ 軸受け部、 ８ 位置調整ボルト、 ９ ワイヤロールブラシ、
９ａ 回転軸 １０位置調整ボルト、 １１リング、
１２レール、 １３ワイヤ １４ 歯車、
１５ 駆動用チェーン、 １６ 駆動用モータ
２１ 板材、 ２２ 芯材、 ２３ 表層。

Claims (5)

1. 回転半径方向にワイヤを密に起立させてなるワイヤロールブラシの先端部を合成樹脂製建材に接触回転させ、材表面を削成することを特徴とする木調合成樹脂製建材の製造方法。
2. 回転半径方向にワイヤを密に起立させてなるワイヤロールブラシを回転軸に装着するとともに、ブラシ先端部と合成樹脂製建材表面との接触長を調整可能に装置し、回転軸に対して直交方向に合成樹脂製建材を移動させ、ブラシ先端部を建材表面に接触回転させることにより表面を削成することを特徴とする木調合成樹脂製建材の製造方法。
3. 複数個のワイヤロールブラシを回転軸方向に並設し、ブラシ毎にブラシ先端部と建材表面との接触長を調整可能としてなる請求項１又は２に記載の木調合成樹脂製建材の製造方法。
4. 回転軸を複数本平行状に設置するとともに、各回転軸に互いに軸方向にずらせてワイヤロールブラシを装着し、回転軸毎にブラシ先端部と材表面との接触長を調整可能としてなる請求項１〜３のいずれかに記載の木調合成樹脂製建材の製造方法。
5. 線径０．３〜０．６ｍｍ、長さ２０〜３５ｍｍのステンレスワイヤをリング外周側に密に起立周設したワイヤロールブラシを用いてなる請求項１〜４のいずれかに記載の木調合成樹脂製建材の製造方法。

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