JP3563617B2 - Patterned synthetic wood and method for producing the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オレフィン系樹脂と木質系充填剤から得られる合成木材に光散乱の違いによって筋状に色の濃淡模様を現出させた模様付合成木材及びその製造方法に関する。本発明は、特にポリプロピレンに木粉を充填した合成木材の表面に木目模様を付け、天然の木材に近い外観を与える技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
オレフィン系樹脂と木質系充填剤から得られる合成木材の押出し成形材は、表面にオレフィン系樹脂のスキン層を有するため、そのままではプラスチック様の触感がある。表面のスキン層を除去することにより内部の木粉が表面に露出し、木材様の触感が得られる。しかし、この方法では、表面の質感は木材に近づくが、外観は模様の無い均一なものであった。
従来、押出し樹脂成形品に木目模様を付与する方法として、印刷又は流れ模様を利用する方法が提案されている。
【0003】
例えば、特開平9−216500号公報においては、木粉を含有する熱可塑性樹脂押出し成形物を、(1)研削により表面のスキン層を除去し、傷条を多数形成した後、(2)着色剤を塗布し、(3)傷条の凹部に着色層を残すように再度研削を行った後に、(4)木目柄を印刷し、(5)透明塗料による上塗を行う方法が提案されている。しかしながら、このような方法では木目模様は印刷により得られるものであり、木目柄自体は印刷インクによる着色である。印刷インクを用いた場合、溶剤の揮発による作業環境の悪化が問題となり、排気設備が必要となる。また、乾燥まで養生する必要があり、工程が繁雑となる。さらに、立体的な質感が充分に表現し難いといった問題がある。
【0004】
また、特公平3−59803号公報には、押出しダイ内に抵抗板又は桿を設け、これによって押出し流れに変化をつけ、流れ模様により木目を形成する方法が記載されている。しかしながら、このような流れ模様を利用する方法では、木目を任意に調製することが難しく、木目模様を変更する為にはダイスの構造を変更する必要がある。また、模様は押出し方向に平行なものとなり、柾目以外の模様を形成することはできない。
【0005】
前記特開平9−216500号公報及び特公平3−59803号公報に記載の方法では、共に成形品の表面研削により表面のスキン層が除かれているが、共に研削そのものは木目の模様の形成には関わっていない。さらに、特開平8−267597号公報にも表面の研削によるスキン層の除去が開示されているが、これも表面の質感を木材に近づけるためのものであり、模様を形成するためのものではない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、木目模様を合成木材表面に形成する為には、従来、印刷か流れ模様を利用することが考えられている。しかし、印刷では工程が繁雑となり、また立体的な質感が充分に表現できず、一方、流れ模様では任意の模様を形成することができない。
従って、本発明の目的は、立体的な質感を有し、しかも柾目模様、板目模様など所望に応じて任意の模様が形成された模様付合成木材を提供することにある。さらに本発明の目的は、このような模様付合成木材を簡便な方法により、生産性良くかつ低コストで製造できる方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明によれば、オレフィン系樹脂と木質系充填剤20〜70重量%を含有してなる合成木材であって、加工前の非散乱面の刺激値Yが20以下である表面に、筋状に微細な溝の有無による光散乱の異なる部分が形成されており、微細な溝を多数設けた淡色部と、微細な溝の無い濃色部とからなる光散乱の違いによる色の濃淡模様を有することを特徴とする模様付合成木材、あるいは、オレフィン系樹脂と木質系充填剤20〜70重量%を含有してなる合成木材であって、加工前の非散乱面の刺激値Yが20以下である表面に、筋状に多数の微細な溝の疎密による光散乱の異なる部分が形成されており、微細な溝を密に形成した淡色部と、微細な溝を疎に形成した濃色部とからなる光散乱の違いによる色の濃淡模様を有することを特徴とする模様付合成木材が提供される。好適な態様においては、オレフィン系樹脂がポリプロピレン、木質系充填剤が木粉の合成木材である。
このような模様付合成木材は、基本的には、上記合成木材の表面に、多数の微細な溝を形成する研削加工を施すことによって筋状に光散乱の異なる部分を形成し、微細な溝を多数設けた淡色部と、微細な溝の無い濃色部とからなる光散乱の違いによる色の濃淡模様、あるいは、微細な溝を密に形成した淡色部と、微細な溝を疎に形成した濃色部とからなる光散乱の違いによる色の濃淡模様を形成する方法により製造できる。
なお、上記木質系充填剤20〜70重量%とは、合成木材の全体重量に対する割合をいう。
【0008】
前記筋状の濃淡模様としては、多数の微細な溝の有無、疎密、溝間の稜の形状やサイズ、方向の相違などに基づく種々の態様が含まれる。
まず、第一の態様は、光散乱の違いが表面に設けられた微細な溝の有無によるものであり、微細な溝を多数設けた淡色部と、微細な溝の無い濃色部を有することを特徴としている。
この態様の模様付合成木材は、合成木材表面に部分的に筋状に研削加工を施すことによって製造できる。
【0009】
次に、第二の態様は、光散乱の違いが表面に設けられた多数の微細な溝の疎密によるものであり、微細な溝を密に形成した淡色部と、微細な溝を疎に形成した濃色部を有することを特徴としている。
また、第三の様態は、光散乱の違いが表面に設けられた多数の微細な溝によるものであり、微細な溝間の稜が微小な凹凸を持つことを特徴としている。この態様には、稜の凹凸の深さもしくは高さが5〜50ミクロンの淡色部を筋状に形成する態様と、凹凸の深さもしくは高さが5〜50ミクロンの淡色部と、凹凸の深さもしくは高さが5ミクロン以下の濃色部を形成する態様が含まれる。
【0010】
前記第二及び第三の態様の模様付合成木材は、研削加工の際に筋状の研削部とそれ以外の研削部の研削度(例えば、多数の微細な溝の疎密や深さ、溝間の稜の凹凸形状やサイズ)を異ならせ、筋状研削部とそれ以外の研削部との間で光散乱の違いによる色の濃淡模様を現出させる方法、あるいは、異なる研削材を用いて2種類以上の研削加工を行い、用いた研削材の違いによって研削度を異ならせ、それに基づく光散乱の違いによる色の濃淡模様を現出させる方法によって製造できる。さらにまた、研削加工により多数の微細な溝を表面に一様に形成した後、筋状に再度研削する方法によっても製造できる。
【0011】
さらに、第四の態様は、光散乱の違いが表面に設けられた多数の微細な溝の方向の相違によるものであり、淡色部と濃色部の微細な溝の方向が異なることを特徴としている。
この態様の模様付け合成木材は、2種類以上の研削材を用い、一方の研削材による研削方向(又はこの研削材を回転させる回転軸の方向)と他方の研削材による研削方向(又はこの研削材を回転させる回転軸の方向)が異なるように研削加工を行い、形成される多数の微細な溝の方向の相違によって色の濃淡模様を現出させる方法によって製造できる。
【0012】
前記した各態様は任意に組み合わせて採用することができる。例えば、合成木材が微細な溝を多数設けた筋状淡色部と微細な溝を形成していない濃色部を有する場合、上記筋状淡色部の多数の微細な溝の深さを、筋の輪郭部が浅く、筋の中心に向って徐々に深くなるように形成し、あるいは微細な溝の数が徐々に多くなるように形成し、筋の輪郭部がぼけた筋状濃淡模様を形成したり、また、研削加工により多数の微細な溝を表面に一様に形成した後、溝の方向を変えてさらに筋状により深い多数の微細な溝を加工するなど、種々の態様が可能である。
また、濃色部の形成は、研削加工により多数の微細な溝を表面に一様に形成した後、表面を部分的に加熱及び/又は加圧してその部分の微細な溝を押しつぶすことによっても行うことができる。
なお、前記のような各種態様の多数の微細な溝による濃淡模様を形成した合成木材の表面には、保護膜としてクリヤー塗膜を施すことが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
前記のように、本発明によれば、合成木材のスキン層を研削により取り除く際に同時に木目模様を形成し、木目模様の形成と表面質感の改善が1工程で達成される方法が提供される。
一般に色は、「色のはなし」、第51−55頁(技報堂出版 ISBN4−7655−4317−X)に示されるように、(1)物体の表面層の形状、(2)物体表面における光の反射及び透過の状態、(3)物体を照明する光源の位置、(4)光源の種類、(5)物体を見る目の位置によって変化する。従って、着色の程度が同じであっても、上記(1)〜(5)の条件が異なれば異なる色に見える。本発明では上記(2)物体表面における光の反射及び透過の状態に着目し、表面の粗さを変えることにより、異なる色に見える原理を利用している。
【0014】
入射した白色光は、物体の表面での反射光と内部へ侵入する光の2つに分かれる。金属等の自由電子を持つ物質では殆どの入射光は表面で反射され、その他の物質では内部へ侵入する。内部へ侵入した光は、吸収がなければそのまま直進し、物質の他端で物質の外へ出ていく。ガラスは可視領域に吸収が無いため、透明に見える。色付ガラスの場合には、ガラスの中を光が透過する過程で特定の波長の光が吸収されるため、入射した白色光がガラスを透過することで着色する。
【0015】
物質中に散乱要素がある場合、入射した光は物質中で散乱され、直進することなく入射面へ戻る。従って、吸収が無ければ、入射光と同じスペクトルを持つ光が散乱光として観察される。物質中に光を吸収する要素がある場合には、光が物質中を進む間に着色が起こる。このため、観察される散乱光は着色光となり、この着色光でもって物質の色を見ている。物質の光吸収が可視領域で波長による選択性がなければ黒又はねずみ色の彩度0の色となり、選択性がある場合には彩度を持つ色となる。
【0016】
この時、着色の程度は単位長さ当たりの吸収強度、散乱要素の濃度によって決まる。物質がより多くの有色顔料、染料を含有する場合、単位長さ当たりの吸収強度が増加し、より彩度の高い、濃く、深い色となる。一方、散乱要素を加えると、白味の強い、彩度の低い色となる。これは散乱要素の密度が増えることで、より表面近くで散乱され、入射光が物質中を透過する距離が短くなるため、吸収要素による着色が小さくなるためである。ここで、散乱要素とは、物質との屈折率の違いにより光散乱を起こす成分又は要素を指し、白色顔料、充填剤、さらには樹脂中に形成された結晶、球晶等がこれにあたる。
【0017】
本発明では、合成木材の表面に選択的に散乱性の異なる部分を設け、散乱性の違いから異なる色として見せる方法を提供するものである。すなわち、表面に物理的な微細な凹凸を多数設け、内部の散乱要素と同様な散乱性を持たせることにより、成形品の表面に色の異なる領域を設け、木質系充填剤を含有する合成木材表面に木目模様を付与するものである。表面で散乱される光は内部へ侵入しないため、着色要素の影響を受けることが少なく、入射光に近い光である。このような表面で散乱される光が多くなると、彩度が低くなり、白味の強い色となる。
具体的には、表面に微細な溝を多数設けることで、表面付近で散乱される光をより多くし、内部から散乱される光と表面付近で散乱される光の比率を変化させ、彩度を低くすることにより異なる色に見せ、この色の違いを利用した模様を有することを特徴としている。
【0018】
このような散乱を利用して模様を形成するには、下地の色が濃色系であることが好ましく、淡色系の場合、元々白味が強いため、彩度が低く、表面の散乱効果は大きくない。具体的には、Yxy系色表示において、刺激値Yが20以下であることが求められる。Yが20を超える場合、表面の光散乱による色調の変化は小さく、模様として明確に認識されない。
なお、本明細書中において、Yxy系色表示は、JIS K 7105に基づいており、その測定に使用した装置は、ミノルタカメラ(株)製色彩色差計CS−100である。
【0019】
表面に設けられた多数の微細な溝の間には凹凸のある稜が形成され、その稜の凹凸の深さもしくは高さが5〜50ミクロンの場合が最も散乱効果が高く、明瞭な彩度の差が得られる。このような稜の凹凸は様々な入射角度の入射光に対して散乱効果があり、多数の微細な溝を設けた部分と設けていない部分の差をより明瞭に見せることができる。
このような凹凸ある稜を有する微細な溝を設けるには、比較的粗い研削が用いられ、例えばサンディングなどの方法を好適に採用できる。
【0020】
サンディングを行う際には、目の粗いサンディングベルトを用いると良い。具体的には、80番以下のサンディングベルトを用いた場合に効果が大きく、120番以上では効果が小さい。電子顕微鏡による観察では、80番以下のサンディングベルトを用いて研削した面では、稜に引きちぎられたように凹凸が形成されている。一方、120番以上のサンディングベルトを用いて研削した面では、稜は比較的直線的で、大きな凹凸は観察されなかった。
上記のような溝は、サンディングだけではなく、ワイヤーブラシによるブラッシングによっても形成することができる。回転ブラシにより表面を研削することにより、サンディングベルトを用いるサンディングと同様に溝が形成される。この場合、回転ブラシの材質は鋼線を用いることが好ましく、真鍮を用いた場合には充分な溝が得られない。
【0021】
模様を形成する場合には、押出し成形材の表面の一部を研削し、前記のような多数の微細な溝を形成し、他の部分を押出し表面のまま残すことにより、彩度の低い研削部分と彩度の高い非研削部分の色の違いにより模様を形成することができる。また、研削方法の違いにより、淡色部と濃色部で、微細な溝の形状やサイズ、溝間の稜の形状を変化させ、両者の彩度を変えることで模様を形成することができる。この場合、全体を120番以上の細かいサンデイングベルトで研削し、淡色部を80番以下の目の粗いサンディングベルトで再度研削することにより模様の形成が可能である。また逆に、80番以下の目の粗いサンディングベルトで全体を研削し、後に濃色部を120番以上の目の細かいサンディングベルトで再度研削することも可能である。さらには、120番以上のサンディングベルトで研削した部分、80番以下の目の粗いサンディングベルトで研削した部分、研削しない押出し表面の3種の表面で模様を形成してもよい。
【0022】
当然、上記のように微細な溝の密度が高い部分はより彩度が低下し、白味が強くなり、逆に密度の低い部分では彩度の低下が少ない。従って、植毛密度を低くしたブラシによる研削面と植毛密度の高いブラシによる研削面では色調に差があり、低い植毛密度のブラシによる研削面ではより深い色が得られ、高い植毛密度のブラシによる研削面ではより白い色の面が得られる。
【0023】
これらの方法により表面に設けられた多数の微細な溝は、その形状が直線的であり、方向が揃っていることから、光の入射方向に対して、散乱が相対的に強く起こる方向と弱い方向が存在する。このような原理を利用して、模様を形成することも可能である。具体的には、微細な溝を加工する際に2つ以上の方向から研削を行うことで、微細な溝が異なる配向性を有する領域を形成することができる。このような微細な溝の配向性による色調の違いは、Y値の低い深い色の場合や、粗いサンディングベルトで研削した場合に顕著である。
【0024】
サンディングを行う場合には、サンディングベルトの押当てローラーの形状を工夫することにより、サンディングベルトが材料を削る際の押当て力を調整し、微細な溝の形状を制御できる。具体的には、押当てローラーに溝を設け、溝間の凸部が強く材料に押当てられ、溝の凹部では弱く押当てられるようにする。強く押当てられた部分は深く削られ、弱く押当てられた部分は浅く削られる。このため微細な溝の形状やサイズが変化し、色の違いとして認識される。
以下、添付図面を参照しながら本発明の方法に用いるサンディングについて説明する。
【0025】
図1は、サンディング装置の一例の基本構成を示しており、図中、符号1は送りベルト、2は該送りベルト1を回転させる送りベルト駆動ローラー、3は送りベルト1を張設するための送りベルト保持ローラーである。
上記送りベルト1の下方には、サンディングベルト駆動ローラー5、サンディングベルト押当てローラー7及びその両側に配設された一対のサンディングベルトガイドローラー6、8によりサンディングベルト4が張設されている。サンディングベルト押当てローラー7は、その左右に配設されたサンディングガイドローラー6、8よりも若干上方に突出するような位置関係に設定されている。
サンディングの際には、上記送りベルト1又はサンディングベルト4の一方(又は両方)が下降又は上昇してそれらの間に合成木材Aを挟み、これを回転している送りベルト1により移送させている間に、合成木材Aの表面(図1においては下面)に、サンディングベルト駆動ローラー5により高速に回転されているサンディングベルト4がサンディングベルト押当てローラー7により部分的に押し当てられ、サンディングが行われる。
【0026】
図2乃至図4は、図1に示すサンディングベルト押当てローラー7の表面の種々の形状の溝を例示したものである。
図2に示すサンディングベルト押当てローラー7aは、その外周面に断面略三角形状(但し、稜及び谷は丸みを帯びている)の溝9aと突条10aが円周方向に多数平行に設けられたものである。図3に示すサンディングベルト押当てローラー7bの場合、溝9bと突条10bが断面略矩形状で溝間の間隔が若干広い点において図2に示す押当てローラー7aと異なる。
一方、図4に示すサンディングベルト押当てローラー7cの場合、その外周面には回転軸方向に千鳥状に溝9c及び突部10cが形成されている。
なお、サンディングベルト押当てローラーの外周面に形成される溝及び突条(突部)の断面形状、幅、間隔、配置形態(平行、螺旋状、山形状、千鳥状等)などは、所望の模様に応じて任意に変えることができる。
【0027】
研削方法としては、ブラシやサンディングベルト以外にも、電動鉋盤を用いる方法がある。電動鉋盤は回転する刃によって表面を削り取る装置であるが、この刃に部分的な切削性の違いを設けることにより、筋状の模様を形成できる。鉋盤の刃を調製するには、次のような方法が考えられる:(1)特定部分に切り込みを設ける、(2)特定部分のすくい角を変化させる、(3)特定部分の刃先端をなまらせる、等が考えられる。
【0028】
また、ある面全体に均一に多数の微細な溝を設けた合成木材に対して、多数の微細な溝を部分的に温度及び/又は圧力の付加により押しつぶして平滑化し、表面の光散乱を抑制して、散乱により白味を増した周囲に対して彩度の高い領域を調製し、模様を形成することができる。すなわち、温度調整した金属治具を表面に押当て、押当てながら合成木材を長手方向に移動させ、移動と同時に該金属治具を移動方向と直角方向に動かすことにより、長手方向に沿って微妙に波打った模様が得られる。このような金属治具を複数個、同時に用いることにより、木目状の模様が得られる。この時、各金属治具は協調して動いても、独立に動いてもかまわない。また、金属治具を固定して合成木材のみを移動してもかまわない。また、金属ロールの表面に所定の模様の凸部を形成したロールを加熱、温度調整し、材料表面に回転しながら当接させることにより、ロール表面の模様を転写することができる。
【0029】
押当てる金属治具の材質は特に限定されるものではなく、また形状についても任意である。但し、合成木材表面の微細な溝を多数設けた面と接する金属治具の面の形は曲面であることが望ましい。曲面とすることにより、中心部を強く押しつけ、周辺部を弱く押しつけることができる。これにより、微細な溝を押しつぶす効果は中心部で大きく、周辺部で次第に小さくなり、それに伴って色の変化も中心部で濃色に、周辺部で淡色へと連続的に変化する模様が得られる。
【0030】
なお、上記金属治具の温度は必須条件ではなく、圧力のみによっても目的とする平滑化は達成される。但し、金属治具が加熱されていない場合、平滑化には比較的高い圧力が必要になる。温度調整した金属治具を用いた場合には、接する金属治具の重み程度で充分な効果が得られ、装置が簡便になる。温度調整された金属治具の温度は、合成木材に用いた樹脂材料の軟化点以上、融点+20℃以下に設定される。ポリプロピレンをベースポリマーとした場合には180℃程度が適している。
【0031】
前記のように、多数の微細な溝を温度及び/又は圧力の付加により押しつぶして平滑化する際に用いる押しつぶし用金属治具の幾つかの例を図5乃至図9に示す。
図5に示す金属治具11aは先端に半球状金属押付け部12aを設けたものであり、図6に示す金属治具11bは棒材の先端を半球状に加工して押付け部12bを形成したもの、図7に示す金属治具11cは両側端部を丸く加工した矩形押付け部12cを先端に設けたもの、図8に示す金属治具11dは先端に球状押付け部12dを設けたものである。一方、図9に示す金属治具11eは、ロール外周面に両側から中心部に収束するような螺旋状のフィン型押付け部12eが突設された模様付けロールである。なお、金属治具の押付け部の形状は図示の例に限定されるものではなく、所望の模様に応じて任意に変更できる。
【0032】
前記したような方法で形成された多数の微細な溝を有する合成木材の表面は、埃等が溝内に詰まり易いため、表面の保護が必要である。この目的にはクリヤー塗装を施すことが効果的である。クリヤー塗膜としては、特に限定されるものではないが、アクリル系、ウレタン系、塩ビ系、ニトロセルロース系等が挙げられる。また、塗膜中に紫外線吸収剤等を添加することもできる。
【0033】
本発明は、オレフィン系樹脂と木質系充填剤を含有する材料を押出成形等により成形した合成木材に好適に適用できる。オレフィン系樹脂としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー、あるいはこれらの樹脂の少なくとも2種以上の混合物が挙げられるが、これらの中でもポリプロピレンが好ましい。一方、木質充填剤としては、木粉、パルプ、紙、綿、レーヨン、スフなど木材又は植物繊維誘導物質が用いられ、球状、粒状、円柱状、繊維状等の種々の形態のものが用いられるが、これらの中でも木粉が好ましい。木質系充填剤の配合割合は、合成木材全体量の20〜70重量%が適切であり、この範囲内であれば、成形性及び耐衝撃性を悪くさせることなく、成形品の線膨張率を小さくし、温度変化により熱変形し難くし、木質状の外観を賦与することができる。また、前記したように、本発明を適用する合成木材は、酸化チタン、べんがら、黄色酸化チタン、カーボンブラック等の顔料が配合されてそれ自体着色されているものが好ましいが、ベースポリマーが透明〜半透明のオレフィン系樹脂であるため着色も容易である。
【0034】
【実施例】
以下、本発明の効果を具体的に確認した実施例を示して説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものでないことはもとよりである。
【0035】
実施例1
木粉50重量部とポリプロピレン50重量部を含む合成木材材料に、顔料として酸化チタン、べんがら、黄色酸化チタンを茶色になるように配合比率を調整して添加し、(Yxy)値が(14.6、0.46、0.39)になるように調製した押出し成形品に、部分的に筋状にサンディングを行った。サンディングベルトとして80番を用いたところ、サンディングで形成されたYxy値(26.3、0.39、0.36)の筋状領域と、該筋状領域間の部分の元のYxy値(14.6、0.46、0.39)の筋状領域とからなる模様が得られた。得られた筋模様は目視により明瞭に観察され、木目様の模様であった。
【0036】
実施例2
木粉50重量部とポリプロピレン50重量部を含む合成木材材料に、顔料として酸化チタン、べんがら、黄色酸化チタンを茶色になるように配合比率を調整して添加し、(Yxy)値が(14.6、0.46、0.39)になるように調製した板状の押出し成形品に、図2の押当てローラーを備えたサンディング装置によりサンディングを行った。サンディングベルトとして60番を用いたところ、Yxy値(26.6、0.40、0.36)の筋状領域とYxy値(19.2、0.41、0.37)の筋状領域とからなる模様が得られた。得られた筋模様は目視により明瞭に観察され、木目様の模様であった。
【0037】
実施例3
木粉50重量部とポリプロピレン50重量部を含む合成木材材料に、顔料として酸化チタン、べんがら、黄色酸化チタンを赤茶色になるように配合比率を調整して添加し、(Yxy)値が(4.77、0.47、0.37)になるように調製した板状の押出し成形品の全面に、微細な溝の方向が板状成形品の長手方向と一致するように、40番のサンディングベルトを用いてサンディングを行った。その後、回転ワイヤブラシを用いて、回転ワイヤブラシの回転軸の方向が板状成形品の長手方向と一致するようにして筋状に研削を行った。加工後の成形品に長手方向に対して直角な方向から照明した場合、先にサンディングを行った部分はYxy値(30.9、0.37、0.34)であった。一方、ワイヤブラシで研削を行った部分はYxy値(22.4、0.39、0.35)であった。2つの部分は明瞭に判別できた。
【0038】
実施例4
木粉50重量部とポリプロピレン50重量部を含む合成木材材料に、顔料として酸化チタン、べんがら、黄色酸化チタン、カーボンブラックを黒茶色になるように配合比率を調整して添加し、(Yxy)値が(5.65、0.39、0.36)になるように調製した板状の押出し成形品の全面に、微細な溝を80番のサンディングベルトを用いてサンディングを行った。その後、180℃に調整した直径30mmの鋼球を押当てながら押出し成形品を長手方向に移動させ、筋状に微細な溝を押しつぶした。サンディングを行った面の(Yxy)値(23.9、0.34、0.34)に対して鋼球を押当てた筋部の(Yxy)値は(11.4、0.35、0.34)であった。両者には明瞭な色差があった。
【0039】
前記各実施例の他に、種々の色の合成木材押出し成形品に対して、種々のサンディング条件(サンディングベルトの番手を変更)で実施例2と同様にして模様付けを行った。得られた各模様付合成木材に対して、JIS K 7105に規定するCIEの方法に従い、Yxyによる色測定を行った結果を表1〜4にまとめて示す。
【表1】

Figure 0003563617
【0040】
【表2】
Figure 0003563617
【0041】
【表3】
Figure 0003563617
【0042】
【表4】
Figure 0003563617
表1〜4中、「直角」及び「平行」は、照明方向を微細な溝の方向に対して直角とした場合及び平行とした場合であり、照明方向により測定値が異なることがわかる。また、「スキン層」は押出し直後の未加工物の測定結果、「#220」「#150」、「#80」、「#40」は使用したサンディングベルトの番手、「溶融」は全面に微細な溝を加工した後、180℃に温度調整した鋼球を表面に押当てた部分を測定した結果である。
表1〜4に示される結果から、合成木材の色がY値が20以下の濃色系であれば、表2〜4に示されるようにサンディング加工部と非加工部(スキン層)のY値の差が大きく、濃淡模様が明瞭に現われるが、表1に示されるように未加工面のY値が20より大きい淡色系の場合、サンディング加工部と非加工部のY値の差が小さく、濃淡模様が明瞭でなくなることがわかる。
【0043】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、オレフィン系樹脂と木質系充填剤を含有してなる合成木材の表面に、サンディング、ブラッシング等の研削加工により多数の微細な溝を形成し、あるいはこれを部分的に加熱及び/又は加圧して押しつぶし、光散乱の異なる部分を形成することによって、光散乱の違いによる色の濃淡模様を現出させるものであるため、立体的な質感を有し、しかも柾目模様、板目模様など所望に応じて任意の模様が形成された模様付合成木材が得られる。しかも、成形後の合成木材に上記のような加工を施すだけの簡便な方法により、上記のような模様付合成木材を生産性良くかつ低コストで製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いるサンディング装置の基本構成例を示す部分斜視図である。
【図2】サンディングベルト押当てローラーの一例を示す斜視図である。
【図3】サンディングベルト押当てローラーの他の例を示す斜視図である。
【図4】サンディングベルト押当てローラーのさらに他の例を示す斜視図である。
【図5】微細な溝を押しつぶすための金属治具の一例を示す斜視図である。
【図6】微細な溝を押しつぶすための金属治具の他の例を示す斜視図である。
【図7】微細な溝を押しつぶすための金属治具のさらに他の例を示す斜視図である。
【図8】微細な溝を押しつぶすための金属治具の別の例を示す斜視図である。
【図9】微細な溝を押しつぶすための金属治具のさらに別の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 送りベルト
4 サンディングベルト
7,7a,7b,7c サンディングベルト押当てローラー
9a,9b,9c 溝
10a,10b,10c 突条(突部)
11a,11b,11c,11d,11e 金属治具[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a patterned synthetic wood in which a light and shade pattern of color appears in a synthetic wood obtained from an olefin-based resin and a wood-based filler due to a difference in light scattering, and a method for producing the same. The present invention particularly relates to a technique for giving a wood grain pattern to the surface of synthetic wood in which wood powder is filled in polypropylene to give an appearance close to that of natural wood.
[0002]
[Prior art]
An extruded synthetic wood material obtained from an olefin-based resin and a wood-based filler has a skin-like feel of a plastic as it is because it has an olefin-based resin skin layer on the surface. By removing the skin layer on the surface, the inner wood powder is exposed on the surface, and a wood-like touch is obtained. However, in this method, the texture of the surface approaches that of wood, but the appearance is uniform with no pattern.
Conventionally, as a method of giving a grain pattern to an extruded resin molded product, a method using printing or a flow pattern has been proposed.
[0003]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-216500, a thermoplastic resin extruded product containing wood powder is subjected to (1) removal of a skin layer on the surface by grinding to form many scratches, and (2) coloring. A method has been proposed in which an agent is applied and (3) grinding is performed again so as to leave a colored layer in the concave portion of the scratch, (4) a wood pattern is printed, and (5) a top coat is applied with a transparent paint. . However, in such a method, the grain pattern is obtained by printing, and the grain pattern itself is colored by printing ink. When a printing ink is used, deterioration of the working environment due to evaporation of the solvent becomes a problem, and exhaust equipment is required. In addition, curing is required until drying, which complicates the process. Further, there is a problem that it is difficult to sufficiently express a three-dimensional texture.
[0004]
Japanese Patent Publication No. 3-59803 describes a method in which a resistance plate or a rod is provided in an extrusion die to change the extrusion flow, and a grain is formed by a flow pattern. However, in the method using such a flow pattern, it is difficult to arbitrarily prepare a grain, and in order to change the grain pattern, it is necessary to change the structure of the dice. Further, the pattern becomes parallel to the extrusion direction, and a pattern other than a straight grain cannot be formed.
[0005]
In the methods described in JP-A-9-216500 and JP-B-3-59803, the skin layer on the surface is removed by grinding the surface of the molded article, but the grinding itself causes the formation of a grain pattern. Is not involved. Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-267597 discloses the removal of a skin layer by grinding the surface, but this is also for making the texture of the surface close to that of wood, not for forming a pattern. .
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in order to form a grain pattern on a synthetic wood surface, conventionally, it has been considered to use a printing or a flow pattern. However, in printing, the process becomes complicated and a three-dimensional texture cannot be sufficiently expressed. On the other hand, an arbitrary pattern cannot be formed in a flowing pattern.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a patterned synthetic wood having a three-dimensional texture and an arbitrary pattern formed as desired such as a straight grain pattern or a plate grain pattern. It is a further object of the present invention to provide a method for producing such a patterned synthetic wood by a simple method with good productivity and low cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a synthetic wood containing an olefin resin and a wood-based filler in an amount of 20 to 70% by weight,The stimulus value Y of the non-scattering surface before processing is 20 or lesssurfaceToStreakyDepending on the presence or absence of fine groovesDifferent parts of light scatteringAre formed, and are composed of a light-colored portion provided with many fine grooves and a dark-colored portion without fine grooves.Patterned synthetic wood characterized by light and shade patterns due to differences in light scatteringAlternatively, synthetic wood containing an olefin-based resin and a wood-based filler in an amount of 20 to 70% by weight, wherein a non-scattering surface before processing has a stimulus value Y of 20 or less, and a large number of streaks are formed. Different parts of light scattering due to the density of fine grooves are formed, and the color difference due to light scattering consisting of light-colored parts with densely formed fine grooves and dark-colored parts with densely formed fine grooves is formed. Patterned synthetic wood characterized by having a shade patternIs provided. In a preferred embodiment, the olefin resin is polypropylene and the wood filler is wood flour synthetic wood.You.
Basically, such patterned synthetic wood forms portions having different light scattering in a streak shape by performing a grinding process for forming a large number of fine grooves on the surface of the synthetic wood.Then, a light-colored part with a large number of fine grooves and a light and shade pattern of color due to the difference in light scattering consisting of a dark-colored part without fine grooves, or a light-colored part with fine grooves formed densely, Form a light and shade pattern of color due to the difference in light scattering consisting of dark portions with sparsely formed groovesIt can be manufactured by the method described below.
In addition, the said wood-based filler 20-70 weight% means the ratio with respect to the total weight of synthetic wood.
[0008]
The streaked light and shade pattern includes various modes based on the presence or absence of a large number of fine grooves, density, differences in the shape and size of ridges between grooves, differences in directions, and the like.
First, in the first mode, the difference in light scattering is due to the presence or absence of fine grooves provided on the surface, and has a light-colored part provided with a large number of fine grooves and a dark-colored part without fine grooves. It is characterized by.
The patterned synthetic wood of this embodiment can be manufactured by subjecting the synthetic wood surface to a partial streak-like grinding process.
[0009]
Next, in the second aspect, the difference in light scattering is due to the density of a large number of fine grooves provided on the surface, and the light-colored portion where the fine grooves are densely formed and the fine grooves are densely formed. It is characterized by having a dark portion.
The third mode is characterized in that the difference in light scattering is due to a large number of fine grooves provided on the surface, and the ridges between the fine grooves have minute irregularities. In this embodiment, a light-colored portion having a depth or height of ridges of 5 to 50 microns is formed in a streak shape, a light-colored portion having a depth or height of 5 to 50 microns is formed, An embodiment in which a dark portion having a depth or height of 5 microns or less is formed is included.
[0010]
The patterned synthetic wood of the second and third aspects is characterized in that, during the grinding, the degree of grinding of the streak-like ground portion and the other ground portion (for example, the density and depth of many fine grooves, The unevenness and the size of the ridges of the ridges) to create a light and shade pattern due to the difference in light scattering between the streak-grinding part and the other grinding parts, or by using a different grinding material. It can be manufactured by a method in which more than one type of grinding is performed, the degree of grinding is varied depending on the type of abrasive used, and a light and shade pattern of color is produced based on the difference in light scattering based on the degree of grinding. Furthermore, it can be manufactured by a method in which a large number of fine grooves are uniformly formed on the surface by grinding, and then ground again in a streak shape.
[0011]
Further, the fourth aspect is that the difference in light scattering is due to the difference in the direction of a large number of fine grooves provided on the surface, and the direction of the fine grooves in the light-colored part and the dark-colored part is different. I have.
The textured synthetic wood of this embodiment uses two or more types of abrasives, and a grinding direction by one abrasive (or a direction of a rotating shaft for rotating the abrasive) and a grinding direction by the other abrasive (or this grinding direction). It can be manufactured by a method in which grinding is performed so that the direction of the rotation axis for rotating the material is different, and a color shading pattern is revealed by the difference in the direction of a large number of fine grooves to be formed.
[0012]
The above-described embodiments can be arbitrarily combined and adopted. For example, if the synthetic wood has streaky light-colored portions provided with a large number of fine grooves and dark-colored portions having no fine grooves formed therein, the depths of the numerous fine grooves in the streaked light-colored portions are determined by changing the depth of the streaks. The contour is shallow and gradually deepens toward the center of the streaks, or the number of fine grooves is gradually increased to form a streaky gray pattern with blurred streaks. Or, after forming a large number of fine grooves uniformly on the surface by grinding, various modes are possible, such as changing the direction of the grooves and processing a large number of fine grooves deeper in a streak shape. .
Further, the formation of the dark-colored portion can also be performed by forming a large number of fine grooves uniformly on the surface by grinding, and then partially heating and / or pressing the surface to crush the fine grooves on the surface. It can be carried out.
In addition, it is preferable to apply a clear coating film as a protective film on the surface of the synthetic wood on which a light and shade pattern formed by a large number of fine grooves in various modes as described above is formed.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As described above, according to the present invention, there is provided a method in which a grain pattern is formed at the same time as a skin layer of synthetic wood is removed by grinding, and formation of the grain pattern and improvement of surface texture are achieved in one step. .
Generally, as shown in “Color Story”, pp. 51-55 (ISBN4-7655-4317-X), (1) the shape of the surface layer of an object, and (2) the light It changes depending on the state of reflection and transmission, (3) the position of the light source for illuminating the object, (4) the type of the light source, and (5) the position of the eye to see the object. Therefore, even if the degree of coloring is the same, different colors appear if the conditions (1) to (5) are different. The present invention focuses on the above (2) the state of reflection and transmission of light on the surface of an object, and utilizes the principle of different colors by changing the roughness of the surface.
[0014]
The incident white light is divided into two parts, a reflected light on the surface of the object and a light entering the inside. Most of the incident light is reflected by the surface of a substance having free electrons such as a metal, and enters the inside of other substances. The light that has entered inside goes straight without absorption and goes out of the substance at the other end of the substance. Glass appears transparent because there is no absorption in the visible region. In the case of colored glass, light of a specific wavelength is absorbed in the process of transmitting light through the glass, so that incident white light passes through the glass to be colored.
[0015]
If there is a scattering element in the substance, the incident light is scattered in the substance and returns to the entrance surface without going straight. Therefore, if there is no absorption, light having the same spectrum as the incident light is observed as scattered light. If there is an element in the substance that absorbs light, coloring occurs while the light travels through the substance. Therefore, the observed scattered light becomes colored light, and the color of the substance is observed with the colored light. If the light absorption of the substance is not selectable by wavelength in the visible region, the color becomes black or gray color having a saturation of 0, and if there is selectivity, the color becomes a color having saturation.
[0016]
At this time, the degree of coloring is determined by the absorption intensity per unit length and the concentration of the scattering element. If the substance contains more colored pigments and dyes, the absorption intensity per unit length increases, resulting in a more saturated, deeper, deeper color. On the other hand, when a scattering element is added, a color with strong whiteness and low saturation is obtained. This is because, as the density of the scattering element increases, the light is scattered closer to the surface, and the distance that the incident light transmits through the substance is shortened, so that coloring by the absorbing element is reduced. Here, the scattering element refers to a component or an element that causes light scattering due to a difference in refractive index from a substance, such as a white pigment, a filler, and a crystal or spherulite formed in a resin.
[0017]
The present invention provides a method for selectively providing different portions with different scattering properties on the surface of synthetic wood and showing different colors due to the difference in scattering properties. That is, synthetic wood containing a wood-based filler by providing a number of physical fine irregularities on the surface and providing the same scattering properties as the internal scattering elements, thereby providing regions of different colors on the surface of the molded article A wood grain pattern is provided on the surface. Since the light scattered on the surface does not enter the inside, it is less affected by the coloring element, and is light close to the incident light. As the amount of light scattered on such a surface increases, the saturation decreases and the color becomes strongly white.
Specifically, by providing many fine grooves on the surface, the amount of light scattered near the surface is increased, and the ratio of light scattered from the inside to the light scattered near the surface is changed. Is characterized by having a different color by lowering the color and having a pattern utilizing this difference in color.
[0018]
In order to form a pattern using such scattering, it is preferable that the base color be a dark color system. In the case of a light color system, since the whiteness is originally strong, the saturation is low, and the scattering effect of the surface is low. not big. Specifically, in Yxy-based color display, the stimulus value Y is required to be 20 or less. When Y exceeds 20, the change in color tone due to light scattering on the surface is small and is not clearly recognized as a pattern.
In this specification, Yxy-based color display is based on JIS K 7105, and the apparatus used for the measurement is a color difference meter CS-100 manufactured by Minolta Camera Co., Ltd.
[0019]
Irregular ridges are formed between a number of fine grooves provided on the surface, and when the depth or height of the ridges is 5 to 50 microns, the scattering effect is highest and clear chroma is obtained. Is obtained. Such unevenness of the ridge has a scattering effect on incident light at various incident angles, and a difference between a portion provided with a large number of fine grooves and a portion not provided with the fine grooves can be more clearly seen.
In order to provide fine grooves having such uneven ridges, relatively coarse grinding is used, and a method such as sanding can be suitably employed.
[0020]
When sanding is performed, a coarse sanding belt is preferably used. Specifically, the effect is large when a sanding belt of No. 80 or less is used, and the effect is small when the sanding belt is No. 120 or more. According to observation with an electron microscope, the surface ground using a sanding belt of No. 80 or less has irregularities as if torn off by a ridge. On the other hand, on the surface ground using a sanding belt of No. 120 or more, the ridge was relatively straight, and no large unevenness was observed.
The grooves as described above can be formed not only by sanding but also by brushing with a wire brush. By grinding the surface with a rotating brush, grooves are formed in a manner similar to sanding using a sanding belt. In this case, it is preferable to use a steel wire as the material of the rotating brush, and when brass is used, a sufficient groove cannot be obtained.
[0021]
When forming a pattern, grinding a part of the surface of the extruded material, forming a large number of fine grooves as described above, leaving the other part as the extruded surface, grinding with low saturation A pattern can be formed by the color difference between the portion and the non-ground portion having high saturation. In addition, a pattern can be formed by changing the shape and size of a fine groove and the shape of a ridge between grooves in a light-colored portion and a dark-colored portion by changing the grinding method, and changing the saturation of both. In this case, it is possible to form a pattern by grinding the whole with a fine sanding belt of No. 120 or more and grinding the light-colored portion again with a coarse sanding belt of No. 80 or less. Conversely, it is also possible to grind the entire surface with a coarse sanding belt of No. 80 or less, and then re-grind the dark portion with a fine sanding belt of No. 120 or more. Further, a pattern may be formed on three types of surfaces: a portion ground with a sanding belt of No. 120 or more, a portion ground with a coarse sanding belt of No. 80 or less, and an extruded surface that is not ground.
[0022]
Naturally, as described above, the portion where the density of the fine grooves is high has a lower saturation, and the whiteness becomes stronger. Conversely, the portion where the density is low has a smaller decrease in the saturation. Therefore, there is a difference in the color tone between the ground surface with the brush with the lower flock density and the ground surface with the brush with the higher flock density, and a deeper color is obtained on the ground surface with the brush with the lower flock density. The surface gives a whiter surface.
[0023]
Numerous fine grooves provided on the surface by these methods have a linear shape and a uniform direction, so that the direction in which scattering occurs relatively strongly with respect to the incident direction of light is weak. Direction exists. Using such a principle, it is also possible to form a pattern. Specifically, when processing a fine groove, grinding is performed from two or more directions, whereby a region in which the fine groove has a different orientation can be formed. Such a difference in color tone due to the orientation of the fine grooves is remarkable in the case of a deep color having a low Y value or in the case of grinding with a rough sanding belt.
[0024]
When sanding is performed, by adjusting the shape of the pressing roller of the sanding belt, the pressing force when the sanding belt cuts the material can be adjusted, and the shape of the fine groove can be controlled. Specifically, a groove is provided in the pressing roller so that the convex portion between the grooves is strongly pressed against the material, and the concave portion of the groove is weakly pressed against the material. The strongly pressed part is shaved deeply, and the weakly pressed part is shallowly shaved. For this reason, the shape and size of the fine grooves change, and are recognized as a color difference.
Hereinafter, the sanding used in the method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0025]
FIG. 1 shows a basic configuration of an example of a sanding device. In the drawing, reference numeral 1 denotes a feed belt, 2 denotes a feed belt driving roller for rotating the feed belt 1, and 3 denotes a feed belt for stretching the feed belt 1. It is a feed belt holding roller.
Below the feed belt 1, a sanding belt 4 is stretched by a sanding belt driving roller 5, a sanding belt pressing roller 7, and a pair of sanding belt guide rollers 6, 8 disposed on both sides thereof. The sanding belt pressing roller 7 is set in a positional relationship such that it protrudes slightly above the sanding guide rollers 6 and 8 disposed on the left and right sides thereof.
At the time of sanding, one (or both) of the feed belt 1 or the sanding belt 4 is lowered or raised to sandwich the synthetic wood A between them, and the synthetic wood A is transported by the rotating feed belt 1. In the meantime, the sanding belt 4 rotated at high speed by the sanding belt driving roller 5 is partially pressed by the sanding belt pressing roller 7 on the surface (the lower surface in FIG. 1) of the synthetic wood A, and sanding is performed. Is
[0026]
2 to 4 exemplify grooves of various shapes on the surface of the sanding belt pressing roller 7 shown in FIG.
The sanding belt pressing roller 7a shown in FIG. 2 has a plurality of grooves 9a and ridges 10a having a substantially triangular cross section (however, ridges and valleys are rounded) provided on the outer peripheral surface thereof in parallel in the circumferential direction. It is a thing. The sanding belt pressing roller 7b shown in FIG. 3 differs from the pressing roller 7a shown in FIG. 2 in that the groove 9b and the ridge 10b are substantially rectangular in cross section and the interval between the grooves is slightly wider.
On the other hand, in the case of the sanding belt pressing roller 7c shown in FIG. 4, grooves 9c and protrusions 10c are formed on the outer peripheral surface in a staggered manner in the rotation axis direction.
The cross-sectional shape, width, interval, arrangement (parallel, spiral, mountain, staggered, etc.) of the grooves and ridges (projections) formed on the outer peripheral surface of the sanding belt pressing roller are desired. It can be changed arbitrarily according to the pattern.
[0027]
As a grinding method, there is a method using an electric plane machine other than the brush and the sanding belt. The electric plane machine is a device for scraping the surface with a rotating blade, but by providing a partial difference in cutting property to this blade, a streak pattern can be formed. To prepare the blade of a plane machine, the following methods are conceivable: (1) providing a cut in a specific portion, (2) changing the rake angle of the specific portion, (3) cutting the blade tip of the specific portion. Smoothing, etc. can be considered.
[0028]
In addition, for synthetic wood in which many fine grooves are provided uniformly over the entire surface, many fine grooves are partially crushed by applying temperature and / or pressure to smooth the surface, thereby suppressing light scattering on the surface. As a result, it is possible to prepare a pattern having high saturation with respect to the surroundings which have increased whiteness due to scattering and form a pattern. That is, a metal jig whose temperature has been adjusted is pressed against the surface, the synthetic wood is moved in the longitudinal direction while being pressed, and simultaneously with the movement, the metal jig is moved in a direction perpendicular to the moving direction, so that it is delicate along the longitudinal direction. A wavy pattern is obtained. By using a plurality of such metal jigs at the same time, a grain pattern can be obtained. At this time, the metal jigs may move cooperatively or independently. Alternatively, the metal jig may be fixed and only the synthetic wood may be moved. In addition, by heating and adjusting the temperature of a roll having a predetermined pattern of protrusions formed on the surface of a metal roll and rotating the roll against the material surface, the pattern on the roll surface can be transferred.
[0029]
The material of the metal jig to be pressed is not particularly limited, and the shape is arbitrary. However, it is desirable that the shape of the surface of the metal jig in contact with the surface of the synthetic wood surface provided with a large number of fine grooves is a curved surface. With the curved surface, the central part can be pressed strongly and the peripheral part can be pressed lightly. As a result, the effect of crushing the fine grooves is large at the center and gradually smaller at the periphery, and the color change is darker at the center and lighter at the periphery. Can be
[0030]
The temperature of the metal jig is not an essential condition, and the desired smoothing can be achieved only by the pressure. However, when the metal jig is not heated, a relatively high pressure is required for smoothing. When a metal jig whose temperature is adjusted is used, a sufficient effect can be obtained by the weight of the metal jig in contact with the metal jig, and the apparatus can be simplified. The temperature of the metal jig whose temperature has been adjusted is set to be equal to or higher than the softening point of the resin material used for the synthetic wood and equal to or lower than the melting point + 20 ° C. When polypropylene is used as the base polymer, about 180 ° C. is suitable.
[0031]
FIGS. 5 to 9 show some examples of metal jigs for crushing which are used for crushing and smoothing a large number of fine grooves by applying temperature and / or pressure as described above.
The metal jig 11a shown in FIG. 5 is provided with a hemispherical metal pressing portion 12a at the tip, and the metal jig 11b shown in FIG. 6 is formed by processing the tip of a bar into a hemispherical shape to form the pressing portion 12b. The metal jig 11c shown in FIG. 7 is provided with a rectangular pressing portion 12c having rounded edges on both sides at the tip, and the metal jig 11d shown in FIG. 8 is provided with a spherical pressing portion 12d at the tip. . On the other hand, the metal jig 11e shown in FIG. 9 is a patterning roll in which a spiral fin-type pressing portion 12e that converges from both sides to the center on the outer peripheral surface of the roll is provided. Note that the shape of the pressing portion of the metal jig is not limited to the illustrated example, and can be arbitrarily changed according to a desired pattern.
[0032]
The surface of the synthetic wood having a large number of fine grooves formed by the method described above needs to be protected because dust and the like are easily clogged in the grooves. It is effective to apply a clear coating for this purpose. Examples of the clear coating film include, but are not particularly limited to, acrylic, urethane, vinyl chloride, nitrocellulose, and the like. Further, an ultraviolet absorber or the like can be added to the coating film.
[0033]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably applied to synthetic wood obtained by molding a material containing an olefin resin and a wood filler by extrusion or the like. Examples of the olefin resin include high-density polyethylene, low-density polyethylene, polypropylene, polybutene, polyisoprene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene-dienter. Examples thereof include a polymer and a mixture of at least two or more of these resins. Among them, polypropylene is preferable. On the other hand, as the wood filler, wood or plant fiber-derived substances such as wood flour, pulp, paper, cotton, rayon, and soup are used, and various forms such as spherical, granular, cylindrical, and fibrous are used. However, among these, wood flour is preferred. The mixing ratio of the wood-based filler is suitably 20 to 70% by weight of the total amount of the synthetic wood, and within this range, the linear expansion coefficient of the molded product can be reduced without deteriorating the moldability and impact resistance. It can be made smaller, hardly thermally deformed by a temperature change, and can impart a woody appearance. Further, as described above, the synthetic wood to which the present invention is applied is preferably one in which pigments such as titanium oxide, red iron oxide, yellow titanium oxide, and carbon black are blended and are themselves colored, but the base polymer is transparent to Since it is a translucent olefin-based resin, coloring is easy.
[0034]
【Example】
Hereinafter, an example in which the effect of the present invention has been specifically confirmed will be described. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the following example.
[0035]
Example 1
To a synthetic wood material containing 50 parts by weight of wood flour and 50 parts by weight of polypropylene, as a pigment, titanium oxide, red iron oxide, and yellow titanium oxide are added in an adjusted mixing ratio so as to be brown, and the (Yxy) value is (14. 6, 0.46, 0.39), the extruded product prepared was partially sanded in a streak shape. When No. 80 was used as the sanding belt, the streaked areas having the Yxy values (26.3, 0.39, 0.36) formed by the sanding and the original Yxy values (14 (0.6, 0.46, 0.39). The obtained streak pattern was clearly observed visually, and had a wood-like pattern.
[0036]
Example 2
To a synthetic wood material containing 50 parts by weight of wood flour and 50 parts by weight of polypropylene, as a pigment, titanium oxide, red iron oxide, and yellow titanium oxide are added in an adjusted mixing ratio so as to be brown, and the (Yxy) value is (14. 6, 0.46, 0.39) was subjected to sanding by a sanding device equipped with a pressing roller in FIG. 2. When No. 60 was used as the sanding belt, a streaked area with a Yxy value (26.6, 0.40, 0.36) and a streaked area with a Yxy value (19.2, 0.41, 0.37) Was obtained. The obtained streak pattern was clearly observed visually, and had a wood-like pattern.
[0037]
Example 3
To a synthetic wood material containing 50 parts by weight of wood flour and 50 parts by weight of polypropylene, titanium oxide, red iron oxide, and yellow titanium oxide are added as pigments at an adjusted mixing ratio so as to be reddish brown, and the (Yxy) value is (4). .77, 0.47, 0.37) Sanding No. 40 on the entire surface of the plate-shaped extruded product prepared so that the direction of the fine grooves coincides with the longitudinal direction of the plate-shaped molded product. Sanding was performed using a belt. Thereafter, using a rotating wire brush, the grinding was performed in a streak shape such that the direction of the rotation axis of the rotating wire brush coincided with the longitudinal direction of the plate-like molded product. When the molded product after processing was illuminated from a direction perpendicular to the longitudinal direction, the portion subjected to sanding earlier had Yxy values (30.9, 0.37, 0.34). On the other hand, the portions polished with the wire brush had Yxy values (22.4, 0.39, 0.35). The two parts could be clearly distinguished.
[0038]
Example 4
To a synthetic wood material containing 50 parts by weight of wood flour and 50 parts by weight of polypropylene, titanium oxide, red iron oxide, yellow titanium oxide, and carbon black are added as pigments at an adjusted blending ratio so as to become black-brown, and the (Yxy) value is obtained. Was sanded with a fine groove using a No. 80 sanding belt on the entire surface of the plate-shaped extruded product prepared so as to be (5.65, 0.39, 0.36). Thereafter, the extruded product was moved in the longitudinal direction while pressing a steel ball having a diameter of 30 mm adjusted to 180 ° C., and the fine groove was crushed in a streak shape. The (Yxy) value of the streaks pressing the steel ball against the (Yxy) values (23.9, 0.34, 0.34) of the surface subjected to sanding is (11.4, 0.35, 0). .34). Both had a distinct color difference.
[0039]
In addition to the above Examples, the synthetic wood extruded products of various colors were patterned in the same manner as in Example 2 under various sanding conditions (changing the number of the sanding belt). Tables 1 to 4 collectively show the results of performing color measurement by Yxy on each of the obtained patterned synthetic woods according to the CIE method specified in JIS K 7105.
[Table 1]
Figure 0003563617
[0040]
[Table 2]
Figure 0003563617
[0041]
[Table 3]
Figure 0003563617
[0042]
[Table 4]
Figure 0003563617
In Tables 1 to 4, "right angle" and "parallel" indicate the case where the illumination direction is perpendicular to and parallel to the direction of the fine groove, and it can be seen that the measured value differs depending on the illumination direction. “Skin layer” is the measurement result of the unprocessed material immediately after extrusion, “# 220”, “# 150”, “# 80”, and “# 40” are the numbers of the sanding belt used, and “Melted” is fine over the entire surface. This is a result of measuring a portion where a steel ball, whose temperature has been adjusted to 180 ° C., was pressed against the surface after processing a rough groove.
From the results shown in Tables 1 to 4, if the color of the synthetic wood is a dark color system with a Y value of 20 or less, as shown in Tables 2 to 4, the Y of the sanding processed portion and the non-processed portion (skin layer) Although the value difference is large and the light and shade pattern appears clearly, as shown in Table 1, in the case of a light color system in which the Y value of the unprocessed surface is larger than 20, the difference between the Y value of the sanded processed portion and the non-processed portion is small. It can be seen that the shading pattern is not clear.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a large number of fine grooves are formed on the surface of synthetic wood containing an olefin resin and a wood-based filler by grinding such as sanding, brushing, or the like. By partially crushing by heating and / or pressurizing to form a portion having different light scattering, a light and shade pattern of color due to a difference in light scattering is produced, and thus has a three-dimensional texture, and A patterned synthetic wood in which an arbitrary pattern such as a straight-grain pattern or a plate-grain pattern is formed as desired is obtained. Moreover, the above-described patterned synthetic wood can be manufactured with good productivity and at low cost by a simple method of simply performing the above-described processing on the formed synthetic wood.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial perspective view showing a basic configuration example of a sanding device used in the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating an example of a sanding belt pressing roller.
FIG. 3 is a perspective view showing another example of a sanding belt pressing roller.
FIG. 4 is a perspective view showing still another example of a sanding belt pressing roller.
FIG. 5 is a perspective view showing an example of a metal jig for crushing a fine groove.
FIG. 6 is a perspective view showing another example of a metal jig for crushing a fine groove.
FIG. 7 is a perspective view showing still another example of a metal jig for crushing a fine groove.
FIG. 8 is a perspective view showing another example of a metal jig for crushing a fine groove.
FIG. 9 is a perspective view showing still another example of a metal jig for crushing a fine groove.
[Explanation of symbols]
1 feed belt
4 Sanding belt
7, 7a, 7b, 7c Sanding belt pressing roller
9a, 9b, 9c groove
10a, 10b, 10c Protrusions (protrusions)
11a, 11b, 11c, 11d, 11e Metal jig

Claims (16)

オレフィン系樹脂と木質系充填剤20〜70重量%を含有してなる合成木材であって、加工前の非散乱面の刺激値Yが20以下である表面、筋状の微細な溝の有無による光散乱の異なる部分が形成されており、微細な溝を多数設けた淡色部と、微細な溝の無い濃色部とからなる光散乱の違いによる色の濃淡模様を有することを特徴とする模様付合成木材。Synthetic wood containing an olefin-based resin and a wood-based filler in an amount of 20 to 70% by weight , and the presence or absence of fine streaky grooves on the surface where the stimulus value Y of the non-scattering surface before processing is 20 or less. different portions of the light scattering is formed by, and having a light color portion provided a large number of fine grooves, the color shading pattern due to the difference in the light scattering consisting of no dark color portion having fine grooves Patterned synthetic wood. オレフィン系樹脂と木質系充填剤20〜70重量%を含有してなる合成木材であって、加工前の非散乱面の刺激値Yが20以下である表面に、筋状の多数の微細な溝の疎密による光散乱の異なる部分が形成されており、微細な溝を密に形成した淡色部と、微細な溝を疎に形成した濃色部とからなる光散乱の違いによる色の濃淡模様を有することを特徴とする模様付合成木材。 Synthetic wood containing an olefin resin and a wood-based filler in an amount of 20 to 70% by weight, and a number of streaky fine grooves are formed on the surface of the non-scattering surface before processing in which the stimulation value Y is 20 or less. There are different parts of light scattering due to the density of light and shade, and the light and shade part of dense color with fine grooves and the dark part with fine grooves are formed. Synthetic wood with a pattern characterized by having . 細な溝間の稜が微小な凹凸を持ち、凹凸の深さもしくは高さが5〜50ミクロンであることを特徴とする請求項1又は2に記載の合成木材。Edges between fine fine grooves are having a minute unevenness, synthetic wood according to claim 1 or 2, characterized in that the depth or height of the irregularities is 5 to 50 microns. 細な溝間の稜が微小な凹凸を持ち、淡色部の凹凸の深さもしくは高さが5〜50ミクロンであり、濃色部の凹凸の深さもしくは高さが5ミクロン以下であることを特徴とする請求項に記載の合成木材。Has a crest minute unevenness between fine fine grooves is from 5 to 50 microns deep or height of unevenness of color portion, that the depth or height of the unevenness of the dark color portion is less than 5 microns The synthetic wood according to claim 2 , characterized in that: 色部と濃色部の微細な溝の方向が異なることを特徴とする請求項乃至のいずれか一項に記載の合成木材。 Pale color portions and dark color of the synthetic wood according to any one of claims 2 to 4 directions of the fine grooves are different from each other. 表面にクリヤー塗膜を有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の合成木材。The synthetic wood according to any one of claims 1 to 5 , wherein the synthetic wood has a clear coating film on a surface. オレフィン系樹脂と木質系充填剤20〜70重量%を含有してなる合成木材の表面であって、加工前の非散乱面の刺激値Yが20以下である表面に、部分的に筋状に多数の微細な溝を形成する研削加工を施すことにより、筋状に光散乱の異なる部分を形成して、微細な溝を多数形成した淡色部と微細な溝の無い濃色部とからなる光散乱の違いによる色の濃淡模様を有する合成木材を製造することを特徴とする模様付合成木材の製造方法。A surface of synthetic wood containing an olefin resin and a wood-based filler in an amount of 20 to 70% by weight and having a stimulus value Y of 20 or less on a non-scattering surface before processing is partially streaked. By performing grinding processing to form a large number of fine grooves, light scattering is formed in a streak shape, and light consisting of a light- colored part with many fine grooves and a dark-colored part without fine grooves is formed. A method for producing a synthetic wood with a pattern, characterized by producing a synthetic wood having a color shading pattern due to a difference in scattering. オレフィン系樹脂と木質系充填剤20〜70重量%を含有してなる合成木材の表面であって、加工前の非散乱面の刺激値Yが20以下である表面に、筋状に多数の微細な溝を疎密に形成する研削加工を施すことにより、筋状に光散乱の異なる部分を形成して、微細な溝を密に形成した淡色部と、微細な溝を疎に形成した濃色部とからなる光散乱の違いによる色の濃淡模様を有する合成木材を製造することを特徴とする模様付合成木材の製造方法。A surface of synthetic wood containing an olefin-based resin and a wood-based filler in an amount of 20 to 70% by weight and having a stimulus value Y of 20 or less on a non-scattering surface before processing, a large number of fine streaks. By performing the grinding process to form fine grooves densely, light-colored portions with fine grooves formed densely and light-colored portions with fine grooves formed densely A method of producing a synthetic wood with a pattern, characterized by producing a synthetic wood having a light and shade pattern of color due to a difference in light scattering. 研削加工の際に筋状の研削部とそれ以外の研削部の研削度を異ならせ、筋状研削部とそれ以外の研削部との間で光散乱の違いによる色の濃淡模様を現出させることを特徴とする請求項に記載の方法。In the grinding process, the degree of grinding is different between the streak-like grinding part and the other grinding part, and the light and shade pattern due to the difference of light scattering between the streak-like grinding part and the other grinding part appears. The method of claim 7 , wherein: 異なる研削材を用いて2種類以上の研削加工を行い、用いた研削材の違いによって研削度を異ならせ、それに基づく光散乱の違いによる色の濃淡模様を現出させることを特徴とする請求項乃至のいずれか一項に記載の方法。The method according to claim 1, wherein two or more kinds of grinding processes are performed using different abrasives, a degree of grinding is varied depending on a difference in the abrasives used, and a light and shade pattern based on a difference in light scattering based on the grinding effect is produced. The method according to any one of claims 7 to 9 . 2種類以上の研削材を用い、一方の研削材による研削方向と他方の研削材による研削方向が異なるように研削加工を行い、形成される多数の微細な溝の方向の相違によって色の濃淡模様を現出させることを特徴とする請求項乃至10のいずれか一項に記載の方法。Using two or more types of abrasives, grinding is performed so that the grinding direction of one abrasive is different from the grinding direction of the other abrasive. the method according to any one of claims 7 to 10, characterized in that for revealing the. 研削加工により多数の微細な溝を表面に一様に形成した後、表面を部分的に加熱及び/又は加圧してその部分の微細な溝を押しつぶし、濃色部を形成することを特徴とする請求項乃至11のいずれか一項に記載の方法。After forming a large number of fine grooves uniformly on the surface by grinding, the surface is partially heated and / or pressed to crush the fine grooves in that part, forming a dark color portion. A method according to any one of claims 7 to 11 . 研削加工により多数の微細な溝を表面に一様に形成した後、筋状に再度研削することを特徴とする請求項乃至11のいずれか一項に記載の方法。The method according to any one of claims 7 to 11, wherein a number of fine grooves are uniformly formed on the surface by grinding, and then grinding is performed again in a streak shape. 前記研削加工がサンディング及び/又は回転ブラシによるブラッシングであることを特徴とする請求項乃至13のいずれか一項に記載の方法。The method according to any one of claims 7 to 13, wherein the grinding is brushing sanding and / or rotary brush. 前記研削加工がサンディングによるものであり、サンディングベルトの押当てローラーに模様に対応する溝を設けたことを特徴とする請求項乃至14のいずれか一項に記載の方法。The method according to any one of claims 7 to 14 , wherein the grinding is performed by sanding, and a groove corresponding to the pattern is provided on a pressing roller of the sanding belt. 前記研削加工が電動鉋盤によるものであり、模様に対応して鉋盤の刃の先端形状が異なることを特徴とする請求項乃至13のいずれか一項に記載の方法。The method according to any one of claims 7 to 13 , wherein the grinding is performed by an electric plane machine, and a shape of a tip of a blade of the plane machine differs according to a pattern.
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