JP4876889B2 - 化粧成形体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用、建築用の内装材や建具、家具、表札、照明器具など化粧材として用いられる化粧成形体と、この製造方法に関するものである。

近年、建築用の内装材や建具、家具、照明器具などに始まり、オーディオ・ビジュアル機器、デジタル家電機器にいたるまで、デザイン性の高い製品に対する需要が高まってきている。それに伴い、意匠性に優れた木目柄を有する化粧材に対する需要も高まっている。

上記木目柄を有する化粧材は、ツキ板、木材単板、合板、不織布等で裏打ちされた単板等の木質材薄板を射出成形用金型内に設置し、合成樹脂を射出してインサート成形させ作成するのが一般的である。また、化粧材の合成樹脂側の表面をサンディングあるいは塩素化などの処理によって粗面化し、これにより被化粧体に対する接着性を向上させる手段も採られている。

しかし、化粧材の形状が複雑になると、化粧材の成形時に反りやねじれが発生し、表面の化粧面に割れが生じるなどの問題があった。この対策として、真空成形等の手段が講じられているが、化粧面の割れ対策としては十分なものではなかった。また、化粧材を２層以上の多層にして耐久性を向上させようとすると、却って化粧材の成形加工が難しくなるという問題もあった。

特許文献１には、表面側に配置された木質材薄板からなる多層体と、内側に配置された合成樹脂製の芯材からなる樹脂成形体を成形するにあたり、多層体を構成する木質材薄板同士の間に、金属薄板を積層する技術が開示されている。この特許文献１に記載の方法によれば、金属薄板を積層することによって成形加工の際に木質材薄板が割れることがない。また、金属薄板に接着した裏単板のアンカー効果により、合成樹脂が接合される。

しかし、上記方法においても、積層体を構成する際に、接着剤を塗布して木質材薄板を圧着する工程があるため、接着剤のはみ出し、汚れ、接着時のずれ等の問題があり、また、接着部の固定化に時間がかかる等の問題もあった。また、金属薄板の引っ張り強度が大きいため、成形時の最小曲げ半径Ｒが小さい場合には、木質薄板が割れるおそれがあった。また、金属薄板に接着した裏単板が、通常のスライス単板であると表面が滑らかで、アンカー効果による合成樹脂の接合力はあまり期待できない。

また、特許文献２には、木質化粧材に繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰ）製の補強材を積層する方法が開示されている。木質化粧材にＦＲＰを積層する際の熱圧着工程によって、ＦＲＰに含浸された熱硬化性樹脂が加熱により一旦液状になり、木質化粧材内部に熱硬化性樹脂が含浸され、木質化粧材と熱可塑性樹脂とがと混然一体化した状態のものとで樹脂が硬化される結果、接着剤用いる場合に比べて、木質化粧材と補強材とが剥離するおそれが皆無となり、耐久強度を飛躍的に向上できるとされている。なお、熱硬化性樹脂を含浸させた未硬化材料は、繊維強化樹脂プリプレグ材とも呼ばれている。

しかし、木質化粧材にＦＲＰからなる補強材を積層してから、その補強材側に樹脂基材をインジェクション成型しようとすると、補強材を構成するＦＲＰの表面が滑らかなため、補強材と樹脂基材との密着性が低下するという問題点があった。そのため、従来は、補強材を構成する未硬化材料の表面を荒らすサンディング等の後加工を行っていたが、ＦＲＰ（補強材）の表面が平坦でない場合には、補強材の全面を均一に後加工することができず、樹脂基材との接合強度が低下するという問題があった。
特開平３−２２４７３１号公報 特開平１１−２９１４０９号公報

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、樹脂基材との接合面を粗面にするためのサンディング等の後加工を施す必要がなく、インジェクション成型における樹脂基材との密着性を改善することが可能な化粧成形体およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、本発明の化粧成形体は、化粧面を有する木質化粧板と、前記木質化粧板の前記化粧面の反対側の面に積層され、シート状の繊維強化樹脂プリプレグ材が硬化されてなるＦＲＰ材と、前記ＦＲＰ材に積層された樹脂基材とが備えられてなり、前記ＦＲＰ材には、前記繊維強化樹脂プリプレグ材に一部が埋め込まれた剥離布を前記硬化後に剥離させることにより形成された粗面が設けられ、前記樹脂基材は、前記粗面にインジジェクション成形されてなるものであることを特徴とする。

本発明の化粧成形体の製造方法は、化粧面を有する木質化粧板の前記化粧面と反対側の面に、シート状の繊維強化樹脂プリプレグ材と、前記繊維強化樹脂プリプレグ材に一部が埋め込まれた織布からなる剥離布とを積層し、前記繊維強化樹脂プリプレグ材を硬化させてＦＲＰ材とした後に、前記剥離布を剥離して前記ＦＲＰ材に粗面を形成し、前記ＦＲＰ材の前記粗面に、樹脂基材をインジェクション成形することを特徴とする。

上記の構成によれば、ＦＲＰ材の剥離布が剥離されてなる粗面を樹脂と密着成形させる面としているので、ＦＲＰ材表面を荒らすサンディング等の後加工を行うことなく、インジェクション成型の際にＦＲＰ材と樹脂基材との密着性を改善できる。また、ＦＲＰ材によって木質化粧板を補強することができるので、化粧賦形体を製造する際の木質化粧板の反りやねじれ、伸びを防止することができ、形状安定性に優れた化粧賦形体およびその製造方法を提供できる。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。
図１（ａ）は、化粧賦形体１の一例を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、化粧賦形体１の断面模式図である。図１に示す化粧賦形体１は、化粧面２ａを有する木質化粧板２の前記化粧面２ａの反対側の面２ｂに、シート状のＦＲＰ材３と織布からなる剥離布４とがこの順序で重ね合わされ、さらに剥離布４の一部がＦＲＰ材３の表面に埋め込まれて、一体化されている。

木質化粧板２は、木質材料を主体とする板状の部材であり、表面に各種加工が施された化粧面２ａを有する。この木質化粧板２を構成する部材としては、木材単板または木材合板を例示できる。木材単板としては、たとえば、杉、桜、オリーブ、ウォールナット、メープル、タモなどの単板を用いることができる。

ＦＲＰ材３は、繊維強化樹脂プリプレグ材２３を加熱硬化させて、形成される。繊維強化樹脂プリプレグ材２３としては、繊維補強材に未硬化状態の樹脂を含浸させたシートを例示できる。繊維補強材としては例えばガラス繊維等を例示でき、樹脂としてはフェノール樹脂やエポキシ樹脂等を例示できる。硬化したＦＲＰ材３が木質化粧板２の化粧面２ａと反対側の面２ｂに重ね合わされることで、木質化粧板２を補強することが可能になり、木質化粧板２が温度、湿度などによって生じる成形からのずれ、そりおよびねじれを止める効果が大きい。また、未硬化の状態の繊維強化樹脂プリプレグ材２３は、化粧賦形体を製造する際に、プレス成形機の型形状に沿いやすい。繊維強化樹脂プリプレグ材２３としては、ガラス繊維に未硬化のエポキシ樹脂を含浸させたものが好ましい。

剥離布４は、ナイロン、ポリエステルなどが好ましく、特にナイロン１００％が好ましい。厚さは５０〜５００μｍが好ましく、特に１１０μｍが好ましい。用いられる布は、縦１４５／横９４ないしは縦１１８／横８６（本／インチ）などが好ましい。剥離布７を剥ぎ取ることで、サンディングのためのペーパーで表面を荒らすより均一で深い粗面形状が形成でき、樹脂基材５を成形させるときに大きなアンカー効果をもたらす。アンカー効果とは、接着剤が材料表面の凹凸や空隙に侵入したあと硬化し，接着性を増す効果のことである。

図２（ａ）は、基材成形用化粧賦形体５の一例を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、基材成形用化粧賦形体５の断面模式図である。図１に示す化粧成形体１から剥離布４を剥離することにより、剥離布４の布地がＦＲＰ材３の表面に転写され、ＦＲＰ材３に粗面３ａが形成され、図２に示す基材成形用化粧賦形体５が得られる。

図３（ａ）は、基材成形用化粧賦形体５を備えた化粧成形体６の一例を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、化粧成形体６の断面模式図である。図３に示すように、化粧成形体６は、基材成形用化粧賦形体５のＦＲＰ材３の剥離布が剥離されてなる粗面３ａ側に樹脂基材７が成形されて概略構成されている。

樹脂基材５としては、一般的に射出成形に使用される樹脂であればどのような樹脂でもよく、たとえば、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン）、ポリカーボネート樹脂、ＰＰＳ樹脂を例示できる。

以下、本実施形態の化粧賦形体１，基材成形用化粧賦形体５および化粧成形体６の製造方法について説明する。
図４は、本実施形態の化粧賦形体１，基材成形用化粧賦形体５および化粧成形体６の一連の製造方法を示す工程図の一つである。まず、図４（ａ）に示すように、木質化粧板２の化粧面２ａの反対側の面２ｂに繊維強化樹脂プリプレグ材２３を配置し、前記繊維強化樹脂プリプレグ材２３の上に剥離布４を重ね合わせる。そして、これらを化粧賦形体１用の金型の下型１１と上型１２の間に挟みこませる。次に、１〜５０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力をプレス成形機により上下から加えて、８０〜２００℃の温度で、１〜１５分間保持する。このとき、図５（ａ）に示すように、剥離布４の一部が繊維強化樹脂プリプレグ材２３に埋め込まれると同時に硬化し、繊維強化樹脂プリプレグ材２３はＦＲＰ材３となる。このようにして、図４（ｂ）に示すような化粧賦形体１が製造される。

次に、化粧賦形体１から剥離布４を剥離することで、図５（ｂ）に示すように剥離布４が剥離されてなる粗面３ａが形成される。このようにして、図４（ｃ）に示すような基材成形用化粧賦形体５が製造される。
最後に、剥離布４が転写されてなる粗面３ａが形成された基材成形用化粧賦形体５をインジェクション成型の金型にセットし、樹脂基材７をインジェクション成型することで、図５（ｄ）に示す化粧成形体６が製造される。

図５について更に詳細に説明すると、図５（ａ）では、繊維強化樹脂プリプレグ材２３の表面に剥離布４の繊維４ａが埋め込まれた状態を示している。また、図５（ｂ）は、基材成形用化粧賦形体５の断面拡大図であり、ＦＲＰ硬化後、化粧賦形体１の剥離布４が剥離されることにより、埋め込まれた繊維４ａが引き抜かれ、ＦＲＰ材３の表面に空隙が形成された状態を示している。このように、剥離布４を剥離することによって、ＦＲＰ材３の表面に剥離布４が剥離された粗面３ａが形成される。

以下、本発明の効果について説明する。本発明の基材成形用化粧賦形体５は、化粧面２ａを有する木質化粧板２と、ＦＲＰ材３とからなり、前記ＦＲＰ材３には剥離布４が剥離されてなる粗面３ａが設けられる構成となっているので、それが強いアンカー効果をもたらし、木質化粧板２と樹脂基材７との密着性に優れた化粧成形体６を製造することができる。

本発明の化粧賦形体１において、繊維強化樹脂プリプレグ材２３が硬化してＦＲＰ材３になることによって、化粧成形体６の剛性が高められ、特に単板のみから構成された場合に問題となる湿度、温度による変形を減らすことができ、割れなどの問題を生ずることはない。

また、本発明の化粧賦形体１において、木質化粧板２、繊維強化樹脂プリプレグ材２３および剥離布４からなる３層構造は、プレス工程において、化粧賦形体１の形状を形成するのに、繊維強化樹脂プリプレグ材２３が緩衝材のような役目となって、それぞれがずれて型形状に倣い、木質化粧板２が単板の場合になしえる、単板の可能な曲率まで曲がり、単板１枚と同程度の最小曲げ半径Ｒを得られる。

また、本発明の基材成形用化粧賦形体５の製造方法においては、木質化粧板２と繊維強化樹脂プリプレグ材２３を剥離布４とともに一体硬化させて化粧賦形体１を作成した後、剥離布４をはがすという簡便確実な方法により、ＦＲＰ材３の表面に剥離布４が剥離されてなる粗面３ａを均一に形成し、基材成形用化粧賦形体５を製造することができる。

さらに、本発明の化粧成形体６の製造方法においても、繊維強化樹脂プリプレグ材２３が硬化した後、剥離布４をはがす工程は、サンディングのような技能が不要で、簡便、確実なため、作業時間を大幅に短縮できる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。

化粧単板の化粧面の反対側の面に繊維強化樹脂プリプレグ材を配置し、前記繊維強化樹脂プリプレグ材と剥離布とを重ね合わせ、化粧賦形体用の金型の下型と上型の間にそれらをセットした。１０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力をプレス成形機で上下から加え、１４０℃の温度としたのち、６分間保持し、化粧賦形体を製造した。化粧賦形体は、金型の小さな最小曲げ半径Ｒを忠実に再現し、クラックも生じていなかった。次に、化粧賦形体から剥離布を剥離したものをインジェクション成型のインサートとして用い、樹脂基材を注入することによって化粧成形体を製造した。型から取り出して、製造した化粧成形体の密着性が強いことを確認した。

建築用の内装材や建具、家具、照明器具などに始まり、オーディオ・ビジュアル機器、デジタル家電機器、自動車内装部品にいたるまでの、デザイン性の高い製品などに用いられる化粧成形品において、本発明の化粧賦形体または化粧成形体を用いることにより、木目柄を有すると同時に、最小曲げ半径Ｒの小さくすることができる形状を実現し、外部環境の温度・湿度により変形しない、意匠性に優れた木目柄を有する化粧成形品を提供できる。その製造方法は、木質化粧板に繊維強化樹脂プリプレグ材および剥離布を一体化させ、ＦＲＰ硬化後、剥離布を剥離させた化粧賦形体を形成し、それを用いて化粧成形品を作成する製造方法で、製造方法が簡便であるにもかかわらず、木質化粧板と樹脂との密着性を高めることができる。

本発明の実施形態である化粧賦形体の一例を示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は斜視図におけるＡ−Ａ’線における断面模式図である。 本発明の実施形態である基材成形用化粧賦形体の一例を示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は斜視図におけるＡ−Ａ’線における断面模式図である。 本発明の実施形態である化粧成形体の一例を示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は斜視図におけるＡ−Ａ’線における断面模式図である。 本発明の実施形態である化粧成形体の製造工程を説明する工程図の一例である。 本発明の実施形態である化粧賦形体および基材成形用化粧賦形体を説明する図であって、（ａ）は化粧賦形体の断面拡大図であり、（ｂ）は基材成形用化粧賦形体の断面拡大図である。

符号の説明

１…化粧賦形体、２…木質化粧板、２ａ…化粧面、２ｂ…化粧面の反対側の面、３…ＦＲＰ材、３ａ…布地が転写されてなる粗面、４…剥離布、４ａ…繊維、５…基材成形用化粧賦形体、６…化粧成形体、７…樹脂基材、１１…下型、１２…上型、２３…繊維強化樹脂プリプレグ材

Claims (2)

1. 化粧面を有する木質化粧板と、前記木質化粧板の前記化粧面の反対側の面に積層され、シート状の繊維強化樹脂プリプレグ材が硬化されてなるＦＲＰ材と、前記ＦＲＰ材に積層された樹脂基材とが備えられてなり、
   前記ＦＲＰ材には、前記繊維強化樹脂プリプレグ材に一部が埋め込まれた剥離布を前記硬化後に剥離させることにより形成された粗面が設けられ、
   前記樹脂基材は、前記粗面にインジジェクション成形されてなるものであることを特徴とする化粧成形体。
2. 化粧面を有する木質化粧板の前記化粧面と反対側の面に、シート状の繊維強化樹脂プリプレグ材と、前記繊維強化樹脂プリプレグ材に一部が埋め込まれた織布からなる剥離布とを積層し、
   前記繊維強化樹脂プリプレグ材を硬化させてＦＲＰ材とした後に、前記剥離布を剥離して前記ＦＲＰ材に粗面を形成し、
   前記ＦＲＰ材の前記粗面に、樹脂基材をインジェクション成形することを特徴とする化粧成形体の製造方法。

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