JP2020078911A - Composite member and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、木材と、木材の外側を被覆する被覆材と、被覆材を木材に固着させる樹脂製のバインダ部とを備えた複合部材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a composite member including wood, a coating material that coats the outside of the wood, and a resin binder portion that fixes the coating material to the wood, and a method for manufacturing the same.
この種の複合部材では、軽量性に優れる木材と、強度性に優れる繊維製の部材とが一体となっており、車両等の各種用途に用いられている。例えば特許文献1に開示の強化合板は、木材に相当する複数枚の合板と、繊維補強材とを積層状態で有している。この繊維補強材は、例えばガラス繊維製の糸をメッシュ状に配置させた部材であり、合板が繊維方向と直交する方向への引張りに弱い(異方性を有する)という弱点を補うために用いられる。そして強化合板の製造に際しては、熱硬化性樹脂製の接着剤を塗布した合板の間に繊維補強材を介装したのち、ホットプレスなどの手法で繊維補強材と合板とを接着する。こうして製造された強化合板では、異方性という合板の弱点を繊維補強材で補うことにより、引張り強度などの強度性の向上が図られている。 In this type of composite member, a lightweight wooden member and a fiber member excellent in strength are integrated, and are used for various applications such as vehicles. For example, the reinforced plywood disclosed in Patent Document 1 has a plurality of plywood corresponding to wood and a fiber reinforcing material in a laminated state. This fiber reinforcing material is, for example, a member in which glass fiber threads are arranged in a mesh shape, and is used to compensate for the weakness that plywood is weak in tension in the direction orthogonal to the fiber direction (has anisotropy). Be done. When manufacturing a reinforced plywood, a fiber reinforcing material is interposed between plywood coated with an adhesive made of a thermosetting resin, and then the fiber reinforcing material and the plywood are bonded by a method such as hot pressing. In the reinforced plywood produced in this manner, the weakness of the plywood, which is called anisotropy, is supplemented with a fiber reinforcing material to improve the strength such as tensile strength.
ところで上述の強化合板は、合板同士の間に繊維補強材を介装するため、最も外側に合板が配置された状態となっている。このため強化合板の使用に際しては、光や水などの外部刺激や荷重入力等にて外側の合板が劣化しないように配慮する必要があり、その使用用途が限定されがちであった。そこで特許文献2の複合ボードは、木材単板と、ケナフ繊維層と、熱硬化性樹脂製の接着層を有している。ケナフ繊維層は、ケナフ長繊維をシート状に織編してなるマット状の部材(被覆材に相当)であり、表面平滑性や表面硬度に優れている。そして複合ボードでは、ケナフ繊維層を、木材単板の表裏面に接着層を介して接着する。こうしてケナフ繊維層によって木材単板の表裏面の外部露出を阻止することにより、外部刺激等による木材単板の劣化を極力回避することができる。
By the way, in the above-mentioned reinforced plywood, since the fiber reinforcing material is interposed between the plywoods, the plywoods are arranged on the outermost side. For this reason, when using the reinforced plywood, it is necessary to consider that the outer plywood does not deteriorate due to external stimuli such as light and water and input of load, and the intended use tends to be limited. Therefore, the composite board of
ここで上述の強化合板や複合ボードなどの製品では、合板や木材単板(木材)と、繊維製の部材を、これらの間に設けられた接着層だけで固定している。このため接着層の接着強度が製品強度に大きく影響し、製品の優れた強度を維持する観点から更なる改良の余地があった。すなわち製品の優れた強度性を維持する観点から、接着剤が劣化して繊維製の部材が剥離することで、外部刺激等が直に木材に作用することは極力回避すべきである。もっとも強度性に優れる木材を使用することも考えられるが、そうすると使用可能な木材の種類が限定されるとともに、製品の製造コストが増加するおそれがある。本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、木材と被覆材とをより性能良く固着することにある。 Here, in the above-mentioned products such as the reinforced plywood and the composite board, the plywood and the wood veneer (wood) and the fiber member are fixed only by the adhesive layer provided therebetween. Therefore, the adhesive strength of the adhesive layer has a great influence on the product strength, and there is room for further improvement from the viewpoint of maintaining excellent strength of the product. In other words, from the viewpoint of maintaining the excellent strength of the product, it is necessary to avoid the direct action of external stimulus or the like on the wood due to the deterioration of the adhesive and the peeling of the fiber member. It is possible to use the wood having the highest strength, but this may limit the types of wood that can be used and increase the manufacturing cost of the product. The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to fix wood and a covering material with higher performance.
上記課題を解決するための手段として、第1発明の複合部材は、木材と、木材の外側を被覆する被覆材と、被覆材を木材に固着させる樹脂製のバインダ部とを備えている。この種の複合部材では、バインダ部によって、木材と被覆材とをより性能良く(例えばより強固に)固着することが望まれる。そこで本発明の被覆材は、繊維体を織編又は積層してなる布帛で構成されているとともに、木材の外側を表裏から挟み付けた状態で布帛内に充填されたバインダ部にて木材に固着されている。そしてバインダ部は、熱可塑性樹脂を溶融固化させることで形成されているとともに、被覆材から解けた状態の繊維体が含まれている。本発明では、被覆材を、その内部に充填されたバインダ部にて木材の表裏に固着しておくことで、木材の過度の外部露出を極力抑えている。そしてバインダ部として流動性に優れる熱可塑性樹脂を用いることにより、木材と被覆材とをより性能良く固着している。すなわちバインダ部の形成に際して、溶融状態の熱可塑性樹脂が流動して被覆材の繊維体を動かすことにより、被覆材から解けた状態の繊維体が、バインダ部に含まれた状態となって木材に係止される。このため本発明では、被覆材を、バインダ部の接着力と繊維体の係止力とによって、より強固に木材に固着しておくことができ、複合部材の強度性向上に資する構成となっている。 As a means for solving the above problems, the composite member of the first invention includes wood, a coating material that coats the outside of the wood, and a resin binder portion that fixes the coating material to the wood. In this type of composite member, it is desired that the binder be bonded to the wood and the covering material with higher performance (more firmly, for example). Therefore, the covering material of the present invention is composed of a cloth formed by weaving or laminating a fibrous body, and is fixed to the wood by a binder portion filled in the cloth while sandwiching the outside of the wood from the front and back. Has been done. The binder portion is formed by melting and solidifying the thermoplastic resin, and also includes the fibrous body in a state of being unwound from the covering material. In the present invention, the covering material is fixed to the front and back surfaces of the wood by the binder portion filled in the interior of the wood, so as to minimize the excessive external exposure of the wood. By using a thermoplastic resin having excellent fluidity as the binder portion, the wood and the covering material are fixed to each other with higher performance. That is, when the binder portion is formed, the molten thermoplastic resin flows and moves the fibrous body of the covering material, so that the fibrous body in a state of being melted from the covering material is contained in the binder portion and is applied to the wood. Be locked. Therefore, in the present invention, the covering material can be more firmly fixed to the wood by the adhesive force of the binder portion and the locking force of the fibrous body, which contributes to improving the strength of the composite member. There is.
第2発明の複合部材は、第1発明の複合部材において、木材は、板状又は柱状の部材であって、木材の表側をなす表面部位と、表面部位の反対に位置して木材の裏側をなす裏面部位と、表面部位と裏面部位の間の側面部位とを有している。そして繊維体を含むバインダ部は、表面部位と側面部位と裏面部位とに跨った状態で木材に固着されている。本発明では、繊維体を含むバインダ部を、表面部位と側面部位と裏面部位とに跨らせた状態で木材に固着させておくことにより、複合部材の強度性を一層向上させることができる。 A composite member according to a second invention is the composite member according to the first invention, wherein the wood is a plate-like or columnar member, and a front surface part of the wood and a backside of the wood located opposite to the surface part. It has a back surface portion and a side surface portion between the front surface portion and the back surface portion. The binder portion including the fibrous body is fixed to the wood in a state of straddling the front surface portion, the side surface portion, and the back surface portion. In the present invention, the strength of the composite member can be further improved by fixing the binder portion containing the fibrous body to the wood in a state of straddling the front surface portion, the side surface portion, and the back surface portion.
第3発明の複合部材は、第1発明又は第2発明の複合部材において、繊維体を含むバインダ部は、木材を包み込んだ状態で木材に固着されている。本発明では、被覆材と、繊維体を含むバインダ部とで木材を包み込むことにより、複合部材の強度性を更に向上させることができる。 A composite member according to a third aspect of the present invention is the composite member according to the first or second aspect of the present invention, wherein the binder portion including the fibrous body is fixed to the wood in a state of enclosing the wood. In the present invention, the strength of the composite member can be further improved by enclosing the wood with the covering material and the binder portion containing the fibrous body.
第4発明の複合部材は、第1発明〜第3発明のいずれかの複合部材において、熱可塑性樹脂はポリオレフィン系樹脂である。本発明では、バインダ部として耐水性に優れるポリオレフィン系樹脂を用いることにより、水による木材の過度の劣化をバインダ部にて極力回避することができる。 A composite member of a fourth invention is the composite member of any one of the first invention to the third invention, wherein the thermoplastic resin is a polyolefin resin. In the present invention, by using a polyolefin resin having excellent water resistance as the binder portion, it is possible to avoid excessive deterioration of wood due to water in the binder portion as much as possible.
第5発明の複合部材は、第1発明〜第4発明のいずれかの複合部材において、バインダ部は、光を吸収又は反射する成分を含んでいる。本発明では、光を吸収又は反射する成分をバインダ部に含ませることにより、光による木材の過度の劣化をバインダ部にて極力回避することができる。 A composite member according to a fifth aspect of the present invention is the composite member according to any one of the first to fourth aspects, wherein the binder portion includes a component that absorbs or reflects light. In the present invention, by including a component that absorbs or reflects light in the binder portion, it is possible to avoid excessive deterioration of wood due to light in the binder portion as much as possible.
第6発明の複合部材は、第1発明〜第5発明のいずれかの複合部材において、被覆材は、繊維体を積層してなる不織布である。本発明では、被覆材としての不織布が、熱可塑性樹脂の流動によって繊維体を動かしやすい構成となっているため、被覆材を、更に強固に木材に固着しておくことができる。 A composite member of a sixth invention is the composite member according to any one of the first invention to the fifth invention, wherein the coating material is a nonwoven fabric formed by laminating fibrous bodies. In the present invention, since the non-woven fabric as the covering material has a structure in which the fibrous body can be easily moved by the flow of the thermoplastic resin, the covering material can be more firmly fixed to the wood.
第7発明の複合部材の製造方法は、木材と、木材の外側を被覆する被覆材と、被覆材を木材に固着させる樹脂製のバインダ部とを備えた複合部材の製造方法である。本発明の製造方法では、繊維体を織編又は積層してなる布帛製の被覆材内に、熱可塑性樹脂を充填して一体化した成形材を用意する。そして配置工程と加圧工程を行うことで、木材と被覆材とをより性能良く一体化しつつ複合部材を製造することとしている。すなわち配置工程では、成形材を、熱可塑性樹脂が溶融した状態で、木材の外側を表裏から挟み付けるように配置して複合成形材を形成する。そして加圧工程では、被覆材を木材に押し付ける方向に複合成形材を加圧しながら、溶融状態とした熱可塑性樹脂を固化させていくことにより、熱可塑性樹脂を固化させてなるバインダ部を、被覆材から解けた状態の繊維体を含ませつつ木材に固着させる。本発明では、配置工程と加圧工程を経て、被覆材を、その内部に充填されたバインダ部にて木材の表裏に固着しておくことで、木材の過度の外部露出を極力抑えている。そして加圧工程において、溶融状態の熱可塑性樹脂が流動して被覆材の繊維体を動かすことにより、被覆材から解けた状態の繊維体が、バインダ部に含まれた状態となって木材に係止される。このため本発明では、被覆材を、バインダ部の接着力と繊維体の係止力とによって、より強固に木材に固着することができ、複合部材の強度性向上に資する構成となる。 A method for manufacturing a composite member according to a seventh aspect of the present invention is a method for manufacturing a composite member including wood, a coating material that coats the outside of the wood, and a resin binder portion that fixes the coating material to the wood. In the manufacturing method of the present invention, a molding material is prepared in which a thermoplastic resin is filled into a covering material made of a fabric obtained by woven or knitting a fibrous body and integrated. Then, the placing step and the pressing step are performed to manufacture the composite member while integrating the wood and the covering material with higher performance. That is, in the arranging step, the composite material is formed by arranging the molding material such that the outside of the wood is sandwiched from the front and back in a state where the thermoplastic resin is melted. Then, in the pressurizing step, while pressing the composite molding material in the direction of pressing the covering material against the wood, by solidifying the thermoplastic resin in a molten state, the binder portion formed by solidifying the thermoplastic resin is coated. It is made to adhere to the wood while containing the fibrous material in the state of being disassembled from the wood. In the present invention, the covering material is fixed to the front and back surfaces of the wood by the binder portion filled in the interior of the wood through the arranging step and the pressurizing step, so that excessive external exposure of the wood is suppressed as much as possible. Then, in the pressing step, the molten thermoplastic resin flows to move the fibrous body of the covering material, so that the fibrous body in a state of being released from the covering material is contained in the binder portion and is applied to the wood. Be stopped. Therefore, in the present invention, the covering material can be more firmly fixed to the wood by the adhesive force of the binder portion and the locking force of the fibrous body, which contributes to the improvement of the strength of the composite member.
第8発明の複合部材の製造方法は、第7発明の複合部材の製造方法において、配置工程にて、熱可塑性樹脂の融点以上の温度域で成形材と木材を加熱することにより、熱可塑性樹脂を徐々に溶融させていく。そして加圧工程にて、熱可塑性樹脂の融点未満の温度域で複合成形材を加圧することにより、熱可塑性樹脂を徐々に固化させていく。本発明では、配置工程の際に、熱可塑性樹脂を徐々に溶融させていくことで、被覆材と木材の双方に熱可塑性樹脂を行き渡らせて馴染ませていくことが可能となり、さらに木材を加熱することで余分な水分を除去することができる。そして加圧工程によって複合成形材を加圧することにより、被覆材に馴染んだ熱可塑性樹脂の動きで繊維体をスムーズに動かすことができ、さらに繊維体を含むバインダ部を、木材内に侵入させた状態で形成することができる。 The method for producing a composite member according to an eighth aspect of the present invention is the method for producing a composite member according to the seventh aspect, wherein the molding material and the wood are heated in a temperature range equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin in the arranging step. Gradually melt. Then, in the pressurizing step, the thermoplastic resin is gradually solidified by pressurizing the composite molding material in a temperature range below the melting point of the thermoplastic resin. In the present invention, by gradually melting the thermoplastic resin during the arrangement step, it becomes possible to spread the thermoplastic resin to both the covering material and the wood to make it fit, and further heat the wood. By doing so, excess water can be removed. Then, by pressing the composite molding material in the pressing step, the fibrous body can be smoothly moved by the movement of the thermoplastic resin that is familiar with the covering material, and further, the binder portion including the fibrous body is allowed to penetrate into the wood. It can be formed in a state.
本発明に係る第1発明によれば、木材と被覆材とをより性能良く固着することができる。また第2発明によれば、木材と被覆材とを一層強度性良く固着することができる。また第3発明によれば、木材と被覆材とを更に強度性良く固着することができる。また第4発明によれば、木材と被覆材とをより性能良く固着して複合部材の耐水性を高めることができる。また第5発明によれば、木材と被覆材とをより性能良く固着して複合部材の耐光性を高めることができる。また第6発明によれば、木材と被覆材とを更に強固に固着することができる。また第7発明によれば、木材と被覆材とをより性能良く固着することができる。また第8発明によれば、木材と被覆材とを更に性能良く固着することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to fix the wood and the covering material with higher performance. Further, according to the second invention, the wood and the covering material can be fixed to each other with higher strength. Further, according to the third aspect of the present invention, the wood and the covering material can be fixed to each other with higher strength. Further, according to the fourth aspect of the present invention, the water resistance of the composite member can be enhanced by fixing the wood and the covering material with good performance. Further, according to the fifth aspect, it is possible to improve the light resistance of the composite member by fixing the wood and the covering material with good performance. Further, according to the sixth aspect, the wood and the covering material can be more firmly fixed to each other. According to the seventh aspect, the wood and the covering material can be fixed to each other with higher performance. Moreover, according to the eighth aspect, the wood and the covering material can be fixed to each other with higher performance.
以下、本発明を実施するための形態を、図1〜図10を参照して説明する。図1には、便宜上、車両の前後方向と左右方向と上下方向を示す矢線を図示する。また図2〜図9では、複合部材及びその構成が車両に取付けられた状態を基準として、複合部材等の前後方向と左右方向と上下方向を示す矢線を適宜図示する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10. In FIG. 1, for convenience, arrow lines indicating the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction of the vehicle are illustrated. In addition, in FIGS. 2 to 9, arrow lines indicating the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction of the composite member and the like are appropriately illustrated with reference to a state in which the composite member and its configuration are attached to the vehicle.
図1に示すトラックTRは、キャビンをなすボディ2Tと、ボディ2Tの後側の荷台3Tを有する車両であり、荷台3Tの床面側には複合部材2が設置されている。この複合部材2は、図1〜図3を参照して、上方視において概ね矩形をなし且つ所定の厚み寸法T1を備えた板状部材であり、荷台3Tの床面をなす外装材として使用されている。そして複合部材2は、木材4と被覆材10がバインダ部14にて固着された部材であり、木材4と被覆材10の特性を生かすことで各種性能の向上が図られている(各構成の詳細は後述)。この種の構成では、複合部材2が外部に露出することなどを考慮して、バインダ部14によって、木材4と被覆材10とをより性能良く固着することが望まれる。そこで本実施形態では、後述する構成によって、木材4と被覆材10とをより性能良く固着することとした。以下、複合部材2の各構成とその製造方法について詳述する。
The truck TR shown in FIG. 1 is a vehicle having a
[木材]
図2〜図4に示す木材4は、所定の厚みを持った概ね矩形の板状部材であり、複合部材2の芯部を構成している。この木材4は、図4を参照して、外部への露出が想定されている表側(図4の上面)の表面部位5と、表面部位5とは反対の裏側(図4の下面)の裏面部位6と、表面部位5と裏面部位6の間に配置する周面(四つの側面部位7a〜7d)とを有している。そして表面部位5と裏面部位6は、概ね同形同寸の平坦面であり、両面部位5,6の外形にて木材4の前後左右の外形寸法が規定されている。また木材4の周面は、前側の前側面部位7aと、後側の後側面部位7bと、右側の右側面部位7cと、左側の左側面部位7dとで構成されている。そして図2を参照して、複合部材2の厚み寸法T1は、木材4の厚みとなる各側面部位7a〜7dの上下寸法と、後述する被覆材10及びバインダ部14の厚みによって規定されている。
[wood]
The
ここで図3及び図4に示す表面部位5と裏面部位6は、適度に平滑化されていてもよいが、後述するバインダ部14との固着を促進する観点などから非平滑な状態であることが望ましい。例えば本実施形態では、各面部位5,6の外面を非平滑化する手法として、木材4の節に起因する凹み箇所DPを残しておく手法を採用しており、この凹み箇所DPは、例えば節を除去することで形成された貫通孔又は非貫通孔である。なお他の非平滑化の手法として、裁断後のザラつきやササくれや割れ等を残しておく手法、裁断時に偶然できた凹凸(凹みや切り傷等)を残しておく手法、裁断時又はその後に凸凹を意図的に設ける手法を例示できる。また各面部位5,6を平滑化する手法として、サンダー仕上げ(研磨仕上げ)、プレナー仕上げ(平滑仕上げ)、カンナ仕上げ(鏡面仕上げ)などの表面処理を例示できる。
Here, the
そして図4に示す木材4として、スギやヒノキやマツなどの針葉樹、ケヤキやブナなどの広葉樹から採取された木材4を例示でき、製材品(無垢材)でもよく、成形部材(MDF)や合板材や集成材や積層材などの木質品でもよい。また木材4は、後述する被覆材10やバインダ部14(熱可塑性樹脂)よりも軽量であることが望ましい。例えばバインダ部14の比重が1以上の場合には、比重が1未満(好ましくは0.4〜0.7)の木材4を用いることができ、なかでも針葉樹製の木質品は適度に軽量で且つ安価であるため木材4として好適に使用できる。また木材4の含水率は、所望の強度を備える限り特に限定しないが、概ね8%に設定することができ、この設定値以上に乾燥していることがより好ましい。ここで木材4の含水率を調整する方法として、室温約30度且つ湿度約90%の室内に木材4を予め決められた時間だけ載置する方法を例示でき、後述の複合部材2の製造方法(配置工程)にて水分含量を調節することも可能である。なお木材4の含水率を測定する方法として、上記の手法で乾燥させた木材4の重量と、乾燥前の木材4の重量との差から含水率を測定する方法を例示できる。
As the
[被覆材]
図2及び図3に示す被覆材10は、繊維体12を織編又は積層してなる布帛(織物,編物,不織布)製の面材である(各図では、便宜上、各被覆材に共通の符号10を付し、特定の繊維体にのみ符号12を付している)。そして複合部材2では、木材4の外側表裏をなす表面部位5と裏面部位6に概ね矩形の被覆材10をそれぞれ配置でき、本実施形態では、同一構成で不織布製の被覆材10を配置している。この被覆材10では、積層された繊維体12同士がランダムに交絡して一体化されており、被覆材10全体としてみた場合には繊維体12が途切れなく連続的に配置しているため、連続繊維で形成されているとみなすことができる。なお不織布製の被覆材10の製造方法は特に限定しないが、典型的には、乾式又は湿式等の手法で複数の繊維体12を積層したのち、機械的又は融着や接着などの手法で繊維体12同士を交絡する。なお繊維体12の平均繊維長は不織布を形成可能である限り特に限定しないが、例えば後述するガラス繊維の場合には、典型的に10mm以上であり、好ましくは20mm以上である。また繊維体12の繊維径(繊度)も特に限定しないが、例えば後述するガラス繊維の繊維径は、強度性を考慮して通常3〜25μmに設定され、好ましくは10〜23μmに設定される。そして不織布製の被覆材10では、後述する織地や編地よりも繊維体12が個々に動きやすい状態となっており、後述する製造工程にて多くの繊維体12を木材4に係止しておくことができる。
[Coating material]
The covering
[繊維体]
上述の繊維体12の素材は、適度な強度性を備えている限り特に限定されず、有機系の繊維体や無機系の繊維体を選択又は併用して用いることが可能である。無機系の繊維体の素材として、無アルカリガラスや低アルカリガラスや含アルカリガラスなどのガラス組成を備えたガラス繊維、PAN系やピッチ系のカーボン繊維、セラミック繊維、金属繊維、ボロン繊維、活性炭繊維を例示できる。また有機系の繊維体の素材として、アラミドなどの芳香族ポリアミド繊維、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂繊維、ナイロンなどのポリアミド樹脂繊維、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂繊維、ポリベンズアゾール樹脂繊維、ビニロン繊維、ポリアリレート繊維、動物系又は植物系の天然繊維を例示できる。なかでもガラス繊維やカーボン繊維やアラミド繊維製の繊維体は、適度な強度性を有して耐衝撃性に優れているため、図2等に示す繊維体12として好適に使用することが可能である。
[Fibrous body]
The material of the
[被覆材の別例]
ここで被覆材は、不織布のほか、織物や編物で形成でき、複数の被覆材を用いる場合には、それぞれ独立に、不織布と織物と編物のいずれかで各被覆材を形成することができる。例えば繊維体を織編してなる被覆材では、複数の繊維体が糸をなして連続している(連続繊維となっている)とともに、糸同士が交絡して織地又は編地を形成している。例えば織物製の被覆材では、経糸又は緯糸をなす繊維体製の糸が規則的に交絡して織地を形成している。この種の織地の組織として、基本組織(平織,斜文織,朱子織)やその変化組織を例示でき、なかでも斜文織や朱子織の織地は、相対的に糸同士が疎に配置されて被覆材10が解れやすくなっている。また編物製の被覆材では、コース方向又はウエール方向の繊維体製の糸が規則的に交絡して編地を形成しており、織地に比して伸縮性に優れて編地が解れやすくなっている。この種の編地の組織として、緯編の基本組織(平編,ゴム編,パール編)やその変化組織、経編の基本組織(デンビー編,コード編,アトラス編,鎖編)やその変化組織を例示できる。また編地の形成手法として、横編、縦編、丸編を例示でき、例えば後述する丸編にて編地を筒状(木材を包むように筒状)に編地を形成することもできる。
[Another example of coating material]
Here, the coating material can be formed of a woven fabric or a knitted fabric in addition to the nonwoven fabric. When a plurality of coating materials are used, each of the coated materials can be independently formed of the nonwoven fabric, the woven fabric, or the knitted fabric. For example, in a covering material formed by weaving a fibrous body, a plurality of fibrous bodies form threads and are continuous (becomes continuous fibers), and the threads are entangled to form a woven or knitted fabric. There is. For example, in a woven covering material, fibrous yarns forming warps or wefts are regularly entangled to form a woven fabric. Basic structures (plain weave, twill weave, satin weave) and variations thereof can be exemplified as the organization of this type of fabric. Among them, in the case of twill weave and satin weave, the threads are relatively sparsely arranged. As a result, the covering
[バインダ部]
図2及び図3に示すバインダ部14は、被覆材10を木材4に固着してこれらを結着する樹脂製の部位である。このバインダ部14の内部には、被覆材10とともに、被覆材10から解けた状態の繊維体12がランダムに分散した状態で含まれている。そしてバインダ部14内でランダムに配置された繊維体12の一部は、木材4側に係止された状態となっており、複合部材2の強度性向上に資する構成となっている。このような繊維体12の係止状態は、後述するように溶融時の流動性に優れる熱可塑性樹脂を溶融固化してバインダ部14を形成することで実現することができる。例えばバインダ部14をなす熱可塑性樹脂は、ISO1133に準拠して230℃及び21.18Nの条件で測定したメルトフローレイトの値が30g/10min以上であることが好ましく、より好ましくは同値が35g/10min以上、更に好ましくは同値が40g/10min以上である。こうして流動性に優れる熱可塑性樹脂を用いることにより、後述する製造方法にて、被覆材10が解けるような熱可塑性樹脂の流動を起こさせることが可能となる。そして被覆材10が解けて各繊維体12同士の交絡が緩むことにより、各繊維体12が、木材4側に向けて動きやすい状態となる。なおメルトフローレイトの値が極端に小さい樹脂の場合には、後述の製造工程の際に樹脂の流動が不十分となり、木材4側への繊維体12の移動が生じにくくなる。
[Binder part]
The
そして上述の熱可塑性樹脂として、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂(詳細後述)、アラミドなどの芳香族ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、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(エチレン−2,6−ナフタレート)、ナイロン(ポリアミド)等のポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂(熱可塑性タイプ)、ポリフェニレンスルファイド樹脂、プロピレン−エチレン共重合体、ポリスチレン樹脂、芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとの共重合体、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリメチルメタクリレート等の(メタ)アクリル樹脂を例示できる。そして本実施形態では、これら熱可塑性樹脂を、所望の溶融時の流動性を有するように、単独又は2種以上を混合して使用することができる。 As the above-mentioned thermoplastic resin, polyolefin resin such as polypropylene (details will be described later), aromatic polyamide resin such as aramid, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, poly(ethylene-2,6-naphthalate), nylon ( Polyamide resin such as polyamide), polyurethane resin (thermoplastic type), polyphenylene sulfide resin, propylene-ethylene copolymer, polystyrene resin, vinyl aromatic monomer and (meth)acrylic acid alkyl ester having lower alkyl group And (meth)acrylic resins such as terephthalic acid-ethylene glycol-cyclohexanedimethanol copolymer and polymethylmethacrylate. In the present embodiment, these thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more so as to have desired fluidity at the time of melting.
[ポリオレフィン系樹脂]
そしてポリオレフィン系樹脂は、耐水性に優れているため、熱可塑性樹脂として好適に使用することが可能である。ここでポリオレフィン系樹脂の種類は、所定の耐水性を得られるならば特に限定されず、モノマーの単独重合体や、2種類以上のモノマーの共重合体(ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体)を適宜選択して使用できる。例えばポリプロピレン(ポリプロピレン系樹脂)として、プロピレンを主要な構成成分としてなる重合体を使用でき、プロピレン単独重合体、他のα−オレフィンとの共重合体を適宜選択して用いることができる。なおモノマーとして、プロピレンのほか、エチレン、1−ブテン、イソブテン、4−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテンを例示できる。
[Polyolefin resin]
Since the polyolefin resin has excellent water resistance, it can be suitably used as a thermoplastic resin. Here, the type of the polyolefin resin is not particularly limited as long as a predetermined water resistance can be obtained, and a homopolymer of a monomer or a copolymer of two or more types of monomers (random copolymer, block copolymer, Alternating copolymers and graft copolymers) can be appropriately selected and used. For example, as polypropylene (polypropylene resin), a polymer having propylene as a main constituent component can be used, and a propylene homopolymer or a copolymer with another α-olefin can be appropriately selected and used. In addition to propylene, ethylene, 1-butene, isobutene, 4-methyl-1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene can be exemplified as the monomer. ..
[添加剤(光を吸収又は反射する成分)]
また図2及び図3に示すバインダ部14は、複合部材2の品質や性能向上に寄与する成分を添加剤として含むことができる。この種の添加剤として、耐光剤、酸化防止剤、熱安定化剤、難燃剤、金属不活性剤、帯電防止剤、分散剤、滑剤、酸変性ポリプロピレンを例示できる。そしてバインダ部14は、被覆材10の耐候性を向上させるために耐光剤や酸化防止剤や熱安定化剤を含むことが望ましく、なかでも光(紫外線、可視光線、赤外線)を吸収又は反射する耐光剤を含むことが好ましい。この種の耐光剤として、色素(顔料や染料)、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、フィラー、光安定化剤を例示できる。そして色素として、カーボンブラックなどの炭素化合物、ベンジリデン化合物、アゾ化合物、インドール化合物、アゾメチン系化合物、キサンテン系化合物、フタロシアニン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、アントラキノン系化合物、油溶性フタレイン系染料、油溶性トリアリルメタン系染料誘導体を例示できる。また紫外線吸収剤として、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系、トリアジン系の紫外線吸収剤を例示できる。また赤外線吸収剤として、六ホウ化ランタン、セシウム酸化タングステン、各種の色素を例示できる。またフィラーとして、酸化チタンや酸化ジルコニウム等の金属フィラー、マイカや炭酸カルシウムなどの無機フィラー、木粉などの有機フィラーを例示できる。そして光安定化剤として、ヒンダードアミン系の光安定化剤を例示できる。
[Additive (Component that absorbs or reflects light)]
Further, the
[複合部材の製造方法]
図2に示す複合部材2の製造方法では、図5〜図7を参照して、木材4と、被覆材10及び熱可塑性樹脂14Xを一体化した成形材20(詳細後述)とを用意し、後述の配置工程と加圧工程を行う。例えば本実施形態では、図5に示す木材4として針葉樹の合板材を用意でき、この合板材は、比較的安価で且つ低比重(典型的に比重0.4〜0.7)である。そして合板材製の木材4では、その表面部位5と裏面部位6に、複数又は単数の凹み箇所DPが意図的に残されて非平滑な状態となっている。
[Composite member manufacturing method]
In the method for manufacturing the
[成形材]
また図5に示す成形材20は、熱可塑性樹脂14Xを被覆材10に充填して一体となるように成形された部材であり、木材4の表裏(5,6)にそれぞれ配置することができる(図5では、便宜上、各成形材に共通の符号20を付している)。この種の成形材20として、複合部材2に要求される性能を備えた成形材20を使用でき、独自に成形した成形材20を使用してもよく、市販されている成形材20を使用してもよい。例えばクオドラント・プラスチック・コンポジット社製のガラスマット強化熱可塑性プラスチック(GMT又はGMTex(登録商標))、ボンドラミネーツ社製の強化熱可塑性プラスチック(CFRTP又はGFRTP、商品名:tepex(登録商標))を好適に使用できる。そしてこの種の成形材20においては、被覆材10をなす繊維体12の間に熱可塑性樹脂14Xが充填された状態(完全に含侵した状態)で固化しており、固化した熱可塑性樹脂14Xが各繊維体12に固着して一体化されている。なお成形材20全体における被覆材10(繊維体12)の重量比は、複合部材2に求められる性能に応じて適宜設定可能であり、典型的に20〜80重量%の範囲に設定され、強度性確保の観点から30〜70重量%の範囲に設定されることが望ましい。そして成形材20中の被覆材10は、典型的に固化した熱可塑性樹脂14Xに埋没しているが、複合部材2の性能が過度に低下しない場合には、被覆材10の一部が外部に露出していてもよい。
[Molding material]
Further, the
[配置工程]
図5に示す配置工程では、成形材20を、熱可塑性樹脂14Xが溶融した状態で、木材4の外側を表裏から挟み付けるように配置して図6に示す複合成形材22を形成する。この配置工程では、熱可塑性樹脂14Xの融点以上の温度域で成形材20と木材4を加熱することにより、熱可塑性樹脂14Xを徐々に溶融させていくことができる。例えば図5を参照して、成形材20を、木材4の表面部位5と裏面部位6とに配置したのち、これらを所定温度に加温されたオーブン30内に載置し、成形材20中の熱可塑性樹脂14Xが全体的に溶融するまで加熱する。このオーブン30内の温度は、ポリプロピレン(単独重合の場合の融点は160〜165℃)を熱可塑性樹脂14Xとして使用する場合には190℃〜260℃の温度域に設定でき、典型的には概ね230℃に設定できる。このように成形材20と木材4を加熱して、熱可塑性樹脂14Xを徐々に溶融させることにより、十分に溶融した熱可塑性樹脂14Xを、途中で固化させることなく被覆材10と木材4の各面部位(5,6)に十分に行き渡らせて馴染ませておくことができる。そして熱可塑性樹脂14Xが被覆材10に馴染んだ状態で柔らかくなるに従って、被覆材10の繊維体12同士の交絡が緩んでこれらが解けやすくなっていく。また配置工程においては、木材4を加熱していくことにより、この木材4中の余分な水分や揮発性成分を十分に除去することができ、木材4の水分含量の調整を配置工程と同時に行うことができる。こうして配置工程において、木材4と成形材20とから図6に示す複合成形材22が形成され、この複合成形材22では、十分に溶融した熱可塑性樹脂14Xによって、木材4と成形材20とが適度に結着されている。
[Placement process]
In the arranging step shown in FIG. 5, the
[加圧工程]
つぎに図6に示す加圧工程では、被覆材10を木材4に押し付ける方向(図6の上下方向)に複合成形材22を加圧しながら、溶融状態とした熱可塑性樹脂14Xを固化させていく。この加圧工程では、熱可塑性樹脂14Xの融点未満の温度域で複合成形材22を加圧することにより、熱可塑性樹脂14Xを徐々に固化させていくことができる。例えば図6を参照して、押圧成形用の金型32を用意し、金型32のボード形状のキャビティ32a内に複合成形材22をセットしておく。なおキャビティ32aは、複合成形材22よりも前後左右の寸法が大きくてもよく(リブ形成用のキャビティとなっていてもよく)、複合成形材22と概ね同寸となっていてもよい(リブ非形成用のキャビティとなっていてもよい)。例えば本実施形態のようにリブ形成用のキャビティ32aでは、熱可塑性樹脂14Xが木材4の各側面部位7a,7b等に回り込むことが許容されている。そして金型32内の温度は、ポリプロピレンを熱可塑性樹脂14Xとして使用する場合には100℃以下の温度域に設定でき、典型的には概ね50℃に設定することができる。また金型32の圧力は、木材4を厚み方向に過度に潰すことのないように低圧に設定することが望ましい。例えば金型32の圧力を1MPa以下に設定することで木材4の潰れを極力回避でき、典型的には0.005MPa〜1MPaの範囲に圧力を設定することができる。
[Pressure process]
Next, in the pressing step shown in FIG. 6, the
そして図6に示すように複合成形材22を加圧していくことにより、溶融状態の熱可塑性樹脂14Xが木材4の外面に沿って徐々に広がっていく。このとき被覆材10内に充填され且つ各繊維体12に馴染んでいる溶融状態の熱可塑性樹脂14Xの動きによって、被覆材10から解けた状態の各繊維体12が、被覆材10から木材4に向かって移動していく。そして木材4の表面部位5と裏面部位6においては、対応する被覆材10内の熱可塑性樹脂14Xが繊維体12を含みつつ固化することでバインダ部14が形成される。このときバインダ部14の一部は、表面部位5の凹み箇所DPと裏面部位6の凹み箇所DPに充填されて固着されることでアンカーとして作用する。そしてバインダ部14に含まれている繊維体12が、木材4の繊維質間の隙間や凹み箇所DPに侵入して係止され、さらにアンカーとなるバインダ部14部分も、内部に各繊維体12が入り込むことで強化された状態となる。また図4に示す木材4の各側面部位7a〜7dの一部又は全部にも、図6に示す繊維体12が含まれた熱可塑性樹脂14Xが、表面部位5と裏面部位6から回り込んで固化することによりバインダ部14を形成することができる。そして本実施形態では、配置工程において熱可塑性樹脂14Xを十分に溶融させてあるため、比較的低圧の条件においても、熱可塑性樹脂14Xを木材4に接触させて十分に行き渡らせていくことが可能となっている。更に配置工程にて木材4を十分に乾燥しているため、加圧工程において木材4からガス(水蒸気等)が発生して成形不良を起こすといった事態を極力回避することができる。こうして製造された図7の複合部材2では、被覆材10を、バインダ部14の接着力と繊維体12の係止力とによって木材4により強固に固着することができ、強度性向上に資する構成となっている。
Then, as shown in FIG. 6, by pressing the composite molded
ここで図6に示す加圧工程では、キャビティの形状及び圧力と加圧時間を調整することで、木材4に対する熱可塑性樹脂14Xの被覆範囲(行き渡る範囲)を調節することが可能である。例えばリブ非形成用のボード状のキャビティを用いることで、熱可塑性樹脂14Xを、表面部位5と裏面部位6にのみ行き渡らせて木材4に固着することができる(後述の変形例を示す図9を参照)。そして本実施形態では、図6に示すリブ形成用のキャビティ32aを用いることで、熱可塑性樹脂14Xを、図7に示すように木材4を包み込むように、表面部位5と裏面部位6と各側面位7a、7b等とに行き渡らせて木材4に固着することができる。このような場合には、繊維体12を含むバインダ部14が、木材4の表面部位5と各側面部位7a、7b等と裏面部位6とに跨った状態で固化する。そして表面部位5と裏面部位6に配置された被覆材10同士を、各側面部位7a,7b等のバインダ部14で連結することにより、当該バインダ部14部分がリブRBとして作用し、複合部材2の強度性を一層向上させることができる。さらに繊維体12を含むバインダ部14と被覆材10とで木材4を包み込むことにより、木材4の外部露出が好適に回避されて、複合部材2の強度性を更に向上させることができる。
Here, in the pressurizing step shown in FIG. 6, by adjusting the shape and pressure of the cavity and the pressurizing time, it is possible to adjust the coating range (extending range) of the
[複合部材の使用例]
本実施形態では、図1に示すトラックTRの荷台3Tの床面側に、図1〜図3及び図7に示す複合部材2を設置しておく。このとき複合部材2は、木材4の表面部位5を覆う被覆材10部分を外部(各図の上側)に露出させた状態として荷台3Tに設置することができる。なお複合部材2は、荷台3Tの形状などに合わせて適宜裁断されることがあり、この場合には木材4の一部(例えば前側面部位7a)が外部に露出することがある。このような場合においても、非裁断状態のその他の側面部位7b〜7dは、繊維体12を含むバインダ部14(リブRB)で被覆されているため、裁断による過度の強度性の低下を極力回避することが可能となっている。そして荷台3Tの外装材となる複合部材2は、木材4の軽量性と被覆材10の強度性を兼ね備え、さらに木材4の外部露出が極力回避された状態となっている。また複合部材2は、繊維体12を含むバインダ部14にて被覆材10が木材4により強固に固着されているため、強度性や耐久性に優れた構成となっている。このときバインダ部14として耐水性に優れるポリオレフィン系樹脂を用いることにより、水による木材4の過度の劣化をバインダ部14にて極力回避できる。また光を吸収又は反射する成分をバインダ部14に含ませることにより、光による木材4の過度の劣化をバインダ部14にて極力回避できる。こうして複合部材2は、被覆材10と木材4とがバインダ部14にて性能良く固着されているため、木材4の種類に極力左右されることなく強度性などの各種性能の向上を図ることができる。このため軽量性や価格に着目して木材4を選定して複合部材2に用いたとしても、この複合部材2を外装材として適切に活用することができ、木材4の選択の自由度を高めることが可能となっている。
[Example of using composite members]
In the present embodiment, the
以上説明した通り本実施形態では、被覆材10を、その内部に充填されたバインダ部14にて木材4の表裏に固着しておくことで、木材4の過度の外部露出を極力抑えている。そしてバインダ部14として流動性に優れる熱可塑性樹脂を用いることにより、木材4と被覆材10とをより性能良く固着している。すなわちバインダ部14の形成に際して、所定のメルトフローレイトを備えた溶融状態の熱可塑性樹脂が流動して被覆材10の繊維体12を動かすことにより、被覆材10から解けた状態の繊維体12が、バインダ部14に含まれた状態となって木材4に係止される。このため本実施形態では、被覆材10を、バインダ部14の接着力と繊維体12の係止力とによって、より強固に木材4に固着しておくことができ、複合部材2の強度性向上に資する構成となっている。
As described above, in the present embodiment, the covering
また本実施形態では、繊維体12を含むバインダ部14を、表面部位5と側面部位7a〜7dと裏面部位6とに跨らせた状態で木材4に固着させておくことにより、複合部材2の強度性を一層向上させることができる。また本実施形態では、被覆材10と、繊維体12を含むバインダ部14とで木材4を包み込むことにより、複合部材2の強度性を更に向上させることができる。また本実施形態では、バインダ部14として耐水性に優れるポリオレフィン系樹脂を用いることにより、水による木材4の過度の劣化をバインダ部14にて極力回避することができる。また本実施形態では、光を吸収又は反射する成分をバインダ部14に含ませることにより、光による木材4の過度の劣化をバインダ部14にて極力回避することができる。また本実施形態では、被覆材10としての不織布が、熱可塑性樹脂の流動によって繊維体12を動かしやすい構成となっているため、被覆材10を、更に強固に木材4に固着しておくことができる。このため本実施形態によれば、木材4と被覆材10とをより性能良く固着することができる。
Further, in the present embodiment, the
また本実施形態の製造方法では、配置工程と加圧工程を経て、被覆材10を、その内部に充填されたバインダ部14にて木材4の表裏に固着しておくことで、木材4の過度の外部露出を極力抑えている。そして加圧工程において、所定のメルトフローレイトを備えた溶融状態の熱可塑性樹脂14Xが流動して被覆材10の繊維体12を動かすことにより、被覆材10から解けた状態の繊維体12が、バインダ部14に含まれた状態となって木材4に係止される。このため本発明では、被覆材10を、バインダ部14の接着力と繊維体12の係止力とによって、より強固に木材4に固着することができ、複合部材2の強度性向上に資する構成となっている。そして本実施形態では、配置工程の際に、熱可塑性樹脂14Xを徐々に溶融させていくことで、被覆材10と木材4の双方に熱可塑性樹脂14Xを行き渡らせて馴染ませていくことが可能となり、さらに木材4を加熱することで余分な水分を除去することができる。そして加圧工程によって複合成形材22を加圧することにより、被覆材10に馴染んだ熱可塑性樹脂14Xの動きで繊維体12をスムーズに動かすことができ、さらに繊維体12を含むバインダ部14を、木材4内に侵入させた状態で形成することができる。
Further, in the manufacturing method of the present embodiment, the covering
[変形例1(製造方法の別例)]
ここで複合部材の製造方法は、上述の手順のほか、各種の手順を取り得る。例えば変形例1では、図8に示す下型ポンチ34aと上型ダイ34bとを備えたプレス機34を用いて、配置工程と加圧工程を行う。そして配置工程では、適温に加熱された下型ポンチ34aと上型ダイ34bの間に成形材20と木材4をセットする。このとき準備しておいたシム35(スペーサー)を、同じく下型ポンチ34aと上型ダイ34bの間にセットして、成形材20と木材4の周囲に設置しておく。このシム35は、図2及び図8を参照して、複合部材2と概ね同一の厚み寸法T2(T2=T1)を備えた板状又は柱状の部材であり、配置工程において設定された圧力設定で形が変化しないように鋼材などの高剛性の素材にて形成されている。そして配置工程においては、成形材20と木材4とを、下型ポンチ34aと上型ダイ34bで挟み付けながら加熱する。このときシム35によって成形材20と木材4に過度の圧が極力かからない状態として、熱可塑性樹脂14Xを徐々に溶融させていくことができる。そして加圧工程においては、プレス機34からシム35を除去し、実施形態と同様の条件で複合成形材を加圧する。こうして製造された図9の複合部材2では、木材4の表面部位5と裏面部位6とが、被覆材10とバインダ部14とによって被覆された状態となっているが、図4に示す各側面部位7a〜7dは外部に露出した状態となっている。このような形態においても、図9に示すように表面部位5と裏面部位6とを被覆材10とバインダ部14とで被覆することにより、木材4の過度の外部露出を極力回避することが可能となる。
[Modification 1 (another example of the manufacturing method)]
Here, the manufacturing method of the composite member can take various procedures in addition to the above procedure. For example, in the modified example 1, the arrangement process and the pressurization process are performed using the
[変形例2(熱可塑性樹脂の溶融タイミングと圧力設定の別例)]
また配置工程に先立って、成形材だけを熱可塑性樹脂が溶融するまで加熱しておくこともできる。例えば変形例2では、図5を参照して、成形材20だけを熱可塑性樹脂14Xが溶融するまで加熱しておく。つぎにこの成形材20を、配置工程において木材4の外側を表裏から挟み付けるように配置して図6に示す複合成形材22を形成する。そして図6を参照して、加圧工程において、成形材20を木材4に押し付ける方向に複合成形材22を加圧しつつ、溶融状態の熱可塑性樹脂14Xを固化させていく。このとき金型32の圧力は、バインダ部14で木材4を包み込む場合には高圧力(例えば15MPa以上の圧力)に設定しておくことが望ましい。こうして本変形例においても、熱可塑性樹脂を固化させてなるバインダ部14を、被覆材10から解けた状態の繊維体12を含ませつつ木材4に固着させることができる。そして本変形例では、予め成形材20を加熱することにより、配置工程にかかる時間を短縮でき、さらに加熱による木材4の負担を極力減らすことが可能である。このような構成は、十分に乾燥された木材4を使用する際に好適な構成である。また高圧力によって木材4を厚み方向に適度に潰しておくことで、複合部材2の薄型化に資する構成となる。なお本変形例においても、リブ非形成用のボード状のキャビティを用いたり、圧力又は加圧時間を少なくしたりすることで、熱可塑性樹脂14Xを、表面部位5と裏面部位6にのみ行き渡らせて木材4に固着することも可能である。
[Modification 2 (other example of melting timing and pressure setting of thermoplastic resin)]
It is also possible to heat only the molding material until the thermoplastic resin melts prior to the disposing step. For example, in
[変形例3(被覆材の別例)]
また複合部材の構成も、上述の構成のほか、各種の構成を取り得る。例えば図10に示す変形例3の複合部材2Aでは、筒状に編製された丸編製の被覆材10Aを用いている。この複合部材2Aでは、筒状の被覆材10Aが、木材4の表面部位5と裏面部位6と側面部位7a,7b等に途切れなく配置されて固着されるため、強度性の向上に更に資する構成となっている。
[Modification 3 (another example of the covering material)]
Further, the structure of the composite member can be various structures other than the above structure. For example, in a
[試験例]
以下、本実施形態を試験例に基づいて説明するが、本発明は試験例に限定されない。本試験では、実施例の成形材として、クオドラント・プラスチック・コンポジット社製のガラスマット強化熱可塑性プラスチック(被覆材:不織布、ガラス繊維製の繊維体の含有率:40重量%、熱可塑性樹脂:ポリプロピレン)を用いた。また比較例の成形材として、プライムポリマー社製のガラス繊維強化熱可塑性プラスチック(原料:日本ポリプロ株式会社製のペレット(商品名:ファンクスター(登録商標))、ガラス繊維製の繊維体の含有率:40重量%、熱可塑性樹脂:ポリプロピレン)を用いた。比較例の成形材では、ガラス繊維が非連続状態で熱可塑性樹脂に分散されている点が実施例と異なっている。そして実施例と比較例の成形材の耐衝撃性(シャルピー衝撃値)を、「ISO 179−1」に準拠して測定した。
[Test example]
Hereinafter, the present embodiment will be described based on test examples, but the present invention is not limited to the test examples. In this test, as the molding material of the example, a glass mat reinforced thermoplastic made by Quadrant Plastic Composite Co., Ltd. (coating material: non-woven fabric, glass fiber content rate: 40% by weight, thermoplastic resin: polypropylene ) Was used. In addition, as a molding material of the comparative example, the content rate of glass fiber reinforced thermoplastic made by Prime Polymer Co., Ltd. (raw material: pellets made by Japan Polypro Co., Ltd. (trade name: Funkster (registered trademark)), fiber body made of glass fiber : 40% by weight, thermoplastic resin: polypropylene) was used. The molding material of the comparative example is different from the embodiment in that the glass fibers are dispersed in the thermoplastic resin in a discontinuous state. Then, the impact resistance (Charpy impact value) of the molding materials of Examples and Comparative Examples was measured according to "ISO 179-1".
[結果及び考察]
比較例の成形材のシャルピー衝撃値は21.3kJ/m2であった。これに対して実施例の成形材のシャルピー衝撃値は82kJ/m2であり、比較例よりも耐衝撃性が格段に向上していた。この結果から実施例のように不織布製(連続繊維製)の被覆材を使用した成形材は優れた強度性を有していることがわかった。このため本実施形態のように被覆材と木材とをバインダ部で性能良く固着することで、複合部材の性能をより向上できることが容易に推察された。
[Results and Discussion]
The Charpy impact value of the molding material of the comparative example was 21.3 kJ/m 2 . On the other hand, the Charpy impact value of the molded material of the example was 82 kJ/m 2 , and the impact resistance was remarkably improved as compared with the comparative example. From these results, it was found that the molding material using the non-woven fabric (continuous fiber) coating material as in the example has excellent strength. Therefore, it was easily inferred that the performance of the composite member could be further improved by fixing the covering material and the wood with good performance at the binder portion as in the present embodiment.
本実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の実施形態を取り得る。例えば本実施形態では、複合部材2の構成(形状,寸法,設置位置,使用用途など)を例示したが、複合部材の構成を限定する趣旨ではない。例えば複合部材は、荷台の床面(外装材)のほか、車両の各種の外装材や内装材に使用でき、家屋などの構造体にも使用することが可能である。また複合部材は、板状や柱状などの各種形状を取ることができ、複合部材の形状は、その使用用途に応じて設定される。また複合部材の表面部位と裏面部位とは、平坦面であってもよく、湾曲面や屈曲面であってもよい。
The present embodiment is not limited to the above-described embodiment, and various other embodiments can be adopted. For example, in this embodiment, the configuration (shape, size, installation position, intended use, etc.) of the
また本実施形態では、木材4と被覆材10等とバインダ部14の構成を例示したが、これらの構成を限定する趣旨ではない。木材は、複合部材の用途に応じて各種の形状や寸法を取り得る。また被覆材とバインダ部とは、木材の表面部位と裏面部位とともに、側面部位の少なくとも一つを覆うこともできる。また木材に貫通孔を設け、この貫通孔にバインダ部を充填しておくことも可能である。なおバインダ部は、耐光剤を含んでいてもよく、耐光剤を含む保護層で被覆されていてもよい。
Further, in the present embodiment, the configurations of the
また本実施形態では、複合部材の製造方法を例示したが、同製造方法を限定する趣旨ではない。例えば配置工程において、木材の外側の表裏に、成形材を複数又は単数配置することができ、このとき表裏毎に異なる構成(例えば厚みや形状の異なる)成形材を配置することもできる。また実施形態と変形例の製造方法の構成は適宜組み合わせて用いることができる。そして各工程に用いられる装置の構成も適宜変更可能である。 Further, although the manufacturing method of the composite member is illustrated in the present embodiment, the manufacturing method is not limited to this. For example, in the arranging step, plural or singular molding materials can be arranged on the front and back sides of the outer side of the wood, and at this time, molding materials having different configurations (for example, different thicknesses and shapes) can be arranged for the front and back surfaces. The configurations of the manufacturing method according to the embodiment and the modified example can be appropriately combined and used. The configuration of the device used in each step can be changed as appropriate.
TR トラック
2T ボディ
3T 荷台
2 複合部材
4 木材
5 表面部位
6 裏面部位
7a 前側面部位
7b 後側面部位
7c 右側面部位
7d 左側面部位
DP 凹み箇所
RB リブ
10 被覆材
12 繊維体
14 バインダ部
14X 熱可塑性樹脂
20 成形材
22 複合成形材
30 オーブン
32 金型
32a キャビティ
34 プレス機
34a 下型ポンチ
34b 上型ダイ
35 シム
2A 変形例3の複合部材
10A 変形例3の被覆材
Claims (8)
前記被覆材は、繊維体を織編又は積層してなる布帛で構成されているとともに、前記木材の外側を表裏から挟み付けた状態で前記被覆材内に充填された前記バインダ部にて前記木材に固着されており、
前記バインダ部は、熱可塑性樹脂を溶融固化させることで形成されているとともに、前記被覆材から解けた状態の前記繊維体が含まれている複合部材。 In a composite member comprising wood, a coating material for coating the outside of the wood, and a resin binder part for fixing the coating material to the wood,
The covering material is composed of a cloth formed by woven or laminating a fibrous body, and the wood portion is filled with the binder in a state where the outside of the wood material is sandwiched from the front and back sides. Is fixed to
The binder is a composite member that is formed by melting and solidifying a thermoplastic resin, and that includes the fibrous body in a state of being unwound from the coating material.
前記繊維体を含む前記バインダ部は、前記表面部位と前記側面部位と前記裏面部位とに跨った状態で前記木材に固着されている請求項1に記載の複合部材。 The wood is a plate-shaped or columnar member, and a front surface part of the wood, a back surface part opposite to the front surface part and a back side of the wood, the front surface part and the back surface part. And a side portion between
The composite member according to claim 1, wherein the binder portion including the fibrous body is fixed to the wood in a state of straddling the front surface portion, the side surface portion, and the back surface portion.
繊維体を織編又は積層してなる布帛製の前記被覆材内に、熱可塑性樹脂を充填して一体化した成形材を用意し、
前記成形材を、前記熱可塑性樹脂が溶融した状態で、前記木材の外側を表裏から挟み付けるように配置して複合成形材を形成する配置工程と、
前記被覆材を前記木材に押し付ける方向に前記複合成形材を加圧しながら、溶融状態とした前記熱可塑性樹脂を固化させていくことにより、前記熱可塑性樹脂を固化してなる前記バインダ部を、前記被覆材から解けた状態の前記繊維体を含ませつつ前記木材に固着させる加圧工程とを有する複合部材の製造方法。 In a method of manufacturing a composite member comprising wood, a coating material for coating the outside of the wood, and a resin binder part for fixing the coating material to the wood,
In the covering material made of a fabric obtained by woven or laminating a fibrous body, a molding material in which a thermoplastic resin is filled and integrated is prepared,
An arrangement step of forming the composite material by arranging the molding material in a state where the thermoplastic resin is melted so as to sandwich the outside of the wood from the front and back sides,
While pressing the composite molding material in the direction of pressing the covering material against the wood, by solidifying the thermoplastic resin in a molten state, the binder portion formed by solidifying the thermoplastic resin, A method of manufacturing a composite member, comprising: a pressing step of fixing the fibrous body in a state of being loosened from a covering material onto the wood.
前記加圧工程にて、前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度域で前記複合成形材を加圧することにより、前記熱可塑性樹脂を徐々に固化させていく請求項7に記載の複合部材の製造方法。
In the disposing step, by heating the molding material and the wood in a temperature range of the melting point of the thermoplastic resin or more, gradually melting the thermoplastic resin,
The method for producing a composite member according to claim 7, wherein in the pressurizing step, the thermoplastic resin is gradually solidified by pressurizing the composite molding material in a temperature range lower than the melting point of the thermoplastic resin. ..
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