JP6955252B2 - 加飾部材及び加飾部材の製造方法 - Google Patents

加飾部材及び加飾部材の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、加飾部材及び加飾部材の製造方法に関する。
例えば自動車等の内装のために、木材の木目を意匠として生かしたパネル等の加飾部材が用いられることがある。また、このような加飾部材に例えば警告灯等を内蔵したり、文字情報等を表示可能としたい場合がある。
例えば特開２００５−６２４４１号公報には、複数のＬＥＤ（発光体）をマトリックス状又は文字や図形の形状に配置したボードと、このボードの前方に配置され、ＬＥＤの光を透過するシート部材（加飾部材）とを備え、シート部材が、透明な合成樹脂製基材と、この基材の一方の面に形成される黒色塗装層と、基材の他方の面に木目模様を印刷した画像表示層とを有し、その全面にわたって規則的に投光孔部（貫通孔）が開設されている表示装置が開示されている。
前記公報に記載の表示装置は、ＬＥＤの非点灯時には木目模様が視認され、ＬＥＤの点灯時には発光するＬＥＤが描く文字や図形を視認することができる。しかしながら、この表示装置は、ＬＥＤの光が微細な投光孔部を通して前方に出射されるので、視野角が小さく、投光孔部の正面から見ないとＬＥＤが描く文字や図形をはっきりと確認することができない。この表示装置においても、投光孔部の径を大きくすれば視野角を大きくすることができるが、ＬＥＤの消灯時に投光孔部が目立って意匠性を低下させるという不都合が生じる。
特開２００５−６２４４１号公報
前記不都合に鑑みて、本発明は、裏面側に配置される発光体の光を視認できる視野角が大きい加飾部材及び加飾部材の製造方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る加飾部材は、裏面側に配置される発光体の光を表面側に透過させる複数の貫通孔を有する木製単板と、前記単板の裏面側に積層される透明な補強層と、前記単板の表面に積層され、前記貫通孔の内部に充填される塗工層とを備える。
当該加飾部材において、前記塗工層が光拡散剤を含有してもよい。
当該加飾部材において、前記塗工層の光拡散剤含有率としては５質量％以上１５質量％以下が好ましい。
当該加飾部材において、前記単板の表面での前記貫通孔の平均径としては０．１０ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下が好ましく、前記貫通孔の開口率としては３％以上２０％以下が好ましい。
当該加飾部材において、前記貫通孔がテーパー状であってもよい。
当該加飾部材は、前記補強層の裏面側に積層され、発光体の光を部分的に遮光するマスキング層をさらに備えてもよい。
また、本発明の別の態様に係る加飾部材の製造方法は、当該加飾部材において、木製単板に複数の貫通孔を形成するためにレーザー光を照射する工程と、前記貫通孔を形成した単板の裏面側に透明な補強層を積層する工程と、前記補強層を積層した単板の表面に塗料を塗工する工程とを備える。
なお、「貫通孔の内部に充填される」とは、貫通孔の中に連続して存在することを意味し、貫通孔の内部空間全体に満たされていることを必要としない。また、「平均径」とは、円相当径を意味するものとする。また、「貫通孔の開口率」とは、貫通孔形成領域の外縁の貫通孔の中心を結んだ多角形の面積に対する、この多角形内の貫通孔の開口面積の割合を意味するものとする。
本発明の一態様に係る加飾部材及び本発明の別の態様に係る加飾部材の製造方法によって得られる加飾部材は、単板に複数の貫通孔が形成されていることによって、裏面側に配置される発光体の光を透過することができる。また、当該加飾部材は、単板の表面に塗工層が積層され、この塗工層が貫通孔の内部に充填されていることによって、貫通孔から出射される発光体の光を拡散させるので裏面側に配置される発光体の光を視認できる視野角が大きい。
本発明の一実施形態の加飾部材の模式的断面図である。 図１の加飾部材の製造手順を示すフローチャートである。 本発明の図１とは異なる実施形態の加飾部材の模式的断面図である。
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
［第一実施形態］
図１に、本発明の一実施形態に係る加飾部材を示す。この加飾部材は、例えば自動車の内装パネル（例えばドアトリム、センターコンソール用装飾カバー、ダッシュボード用装飾カバー等）などとして利用することができ、例えばシートベルト、ドアロック等の警報表示、例えばエアコン、オーディオ等の表示装置などを兼ねることができる。
当該加飾部材は、木製の単板１と、この単板の裏面側に積層される透明な補強層２と、単板１の表面に積層される塗工層３と、補強層２の裏面側に積層されるマスキング層４と、マスキング層４の裏面側に配置されるタッチセンサ５と、タッチセンサ５のさらに裏面側に配置される発光体６とを備える。
＜単板＞
単板１は、発光体６の光を表面側に透過させる複数の貫通孔７を有する。この貫通孔７の奥部には、補強層２の表面を覆うよう塗工層３が充填される。
単板１の材料としては、例えば丸太を皮むきするよう周方向に切り取って得られるロータリー単板、原木を鋸で切断して得られるひき板、又は原木を鋭利なカッターでスライスして得られるつき板等を用いることができる。ロータリー単板は、原木の太さを超える幅を有するものとすることができるので、比較的安価に大型のものを入手できる。このため、前記単板としてロータリー単板を用いることによって、当該加飾部材のサイズを比較的容易かつ安価に大きくすることができる。また、前記単板としてロータリー単板を用いることで、湿度変化や継時変化による当該加飾部材の歪を抑制することができる。前記単板としてロータリー単板を用いる場合、当該加飾部材は、天然木の板目板に近く、品質が比較的安定したものとなる。一方、前記単板としてひき板又はつき板を用いることによって、当該加飾部材の振動特性を楽器用響板として好適に使用される天然木の柾目板に近付けることができる。
単板１の木の種類としては、特に限定されず、所望の意匠が得られるものを選択すればよいが、例えばウォールナット、メープル、アッシュ等を挙げることができる。
単板１の平均厚さの下限としては、０．１０ｍｍが好ましく、０．１５ｍｍがより好ましい。一方、単板１の平均厚さの上限としては、２．０ｍｍが好ましく、１．０ｍｍがより好ましい。単板１の平均厚さが前記下限に満たない場合、加工が容易でなくなるおそれや、木目が目立たなくなって意匠性が不十分となるおそれがある。逆に、単板１の平均厚さが前記上限を超える場合、塗料の充填が不完全となることで発光体６の光を広角に散乱することができず、視野角が不十分となるおそれがある。
（貫通孔）
単板１の貫通孔７は、中心軸が単板１の厚さ方向に延びるよう形成されることが好ましい。また、複数の貫通孔７は、一定のピッチで規則正しく広域に形成されることが好ましい。複数の貫通孔７は、縦横等間隔の正方格子点配置としてもよく、６０°等間隔の六方格子点配置としてもよい。また、複数の貫通孔７の配置は、方向によって間隔が異なる配置としてもよい。
また、貫通孔７は、テーパー状に形成されてもよい。貫通孔７がテーパー状に形成されることによって、当該加飾部材の視野角を大きくすることができる。本実施形態の加飾部材では、貫通孔７は、裏面側に向かって拡径するテーパー状に形成されている。このように、貫通孔７が裏面側に向かって拡径するテーパー状であることによって、単板１の表面における貫通孔７の開口が小さくなるので、視野角を大きくしながら、貫通孔７を目立たなくすることができる。
単板１の表面での貫通孔７の平均径の下限としては、０．１０ｍｍが好ましく、０．１５ｍｍがより好ましい。一方、単板１の表面での貫通孔７の平均径の上限としては、０．４０ｍｍが好ましく、０．３０ｍｍがより好ましい。単板１の表面での貫通孔７の平均径が前記下限に満たない場合、塗工層３を貫通孔７の内部に連続して形成することが困難となるおそれがある。逆に、単板１の表面での貫通孔７の平均径が前記上限を超える場合、発光体６の消灯時に貫通孔７が目立って当該加飾部材の意匠性が低下するおそれがある。
貫通孔７の平均中心間隔の下限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．４ｍｍがより好ましい。一方、貫通孔７の平均中心間隔の上限としては、１．０ｍｍが好ましく、０．８ｍｍがより好ましい。貫通孔７の平均中心間隔が前記下限に満たない場合、貫通孔７の形成が容易でなくなるおそれや、単板１の強度が不足して当該加飾部材の製造時の歩留まりが低下するおそれがある。貫通孔７の平均中心間隔が前記上限を超える場合、貫通孔７を透過する光量が小さくなり、当該加飾部材の発光体６発光時の視認性が不十分となるおそれがある。
単板１の貫通孔７形成領域における表面での開口率の下限としては、３％が好ましく、５％がより好ましい。一方、単板１の貫通孔７形成領域における表面での開口率の上限としては、２０％が好ましく、１５％がより好ましく、１０％がさらに好ましい。単板１の貫通孔７形成領域における表面での開口率が上記下限に満たない場合、貫通孔７を透過する光量が小さくなり、当該加飾部材の発光体６発光時の視認性が不十分となるおそれがある。逆に、単板１の貫通孔７形成領域における表面での開口率が上記上限を超える場合、発光体６の消灯時に木材としての質感が得られないおそれがある。
貫通孔７のテーパー角度の下限としては、１°が好ましく、２°がより好ましい。一方、貫通孔７のテーパー角度の上限としては、５０°が好ましく、４５°がより好ましい。貫通孔７のテーパー角度が前記下限に満たない場合、視野角を大きくする効果が不十分となるおそれがある。逆に、貫通孔７のテーパー角度が前記上限を超える場合、隣接する貫通孔７同士が近づき過ぎて貫通孔７の中心間隔を小さくすることができず、発光体６の発行時の視認性が不十分となるおそれがある。
＜補強層＞
補強層２は、樹脂を主成分とし、透明な樹脂組成物から形成される。補強層２を形成する樹脂組成物が貫通孔７の中に入り込むことによって、貫通孔７の内部に塗工層３が積層される被塗工面を形成してもよい。これにより、比較的薄い塗工層３によっても貫通孔６の表面に近い位置で光を散乱して当該加飾部材の視野角を大きくすることができる。
補強層２の主成分としては、熱可塑性樹脂が好ましく、例えば透明性に優れるアクリル樹脂、加工性に優れるポリスチレン、強度に優れるポリカーボネート等を挙げることができる。補強層２は、例えば裏面側の基材層と表面側の接着剤層との２層構造のように、複数の層を有してもよい。
補強層２の平均厚さ（貫通孔７の内部を除く）の下限としては、１．０ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましい。一方、補強層２の平均厚さの上限としては、６．０ｍｍが好ましく、５．０ｍｍがより好ましい。補強層２の平均厚さが前記下限に満たない場合、当該加飾部材の強度が不十分となるおそれがある。逆に、補強層２の平均厚さが前記上限を超える場合、単板１とマスキング層４との距離が大きくなることで、視野角が不十分となったり、発光体６の光による文字や画像が不鮮明となるおそれがある。
＜塗工層＞
塗工層３は、単板１の表面に積層され、貫通孔７の内部（少なくとも奥部）に充填される。換言すると、塗工層３は、平面視で貫通孔７の内部にも連続して存在している。塗工層３の特に貫通孔７の内部に積層される部分は、発光体６の光を拡散させて当該加飾部材の視野角を大きくする。塗工層３は、発光体６の光を拡散させて当該加飾部材の視野角を大きくするために、光拡散剤を含有することが好ましい。
単板１の表面（貫通孔７以外の部分）における塗工層３の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、単板１の表面における塗工層３の平均厚さの上限としては、８０μｍが好ましく、５０μｍがより好ましい。単板１の表面における塗工層３の平均厚さが前記下限に満たない場合、単板１の表面の保護が不十分となるおそれや、貫通孔７の内部に塗工層３を十分に充填できないおそれがある。逆に、単板１の表面における塗工層３の平均厚さが前記上限を超える場合、塗料の粘度を大きくする必要があることによって、貫通孔７の内部に塗工層３を形成できないおそれがある。
塗工層３の主成分としては、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂等を挙げることができる。中でも、取り扱いが容易で耐候性に優れるポリウレタンが特に好適に用いられる。
塗工層３に含有される光拡散剤としては、例えばアクリル樹脂、スチレン樹脂、シリカ、シリコーン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の微粒子や、例えばパラフィンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のワックスなどを用いることができる。
塗工層３の光拡散剤の含有量の下限としては、５質量％が好ましく、８質量％がより好ましい。一方、塗工層３の光拡散剤の含有量の上限としては、１５質量％が好ましく、１２質量％がより好ましい。塗工層３の光拡散剤の含有量が前記下限に満たない場合、当該加飾部材の視野角を十分に向上できないおそれがある。逆に、塗工層３の光拡散剤の含有量が前記上限を超える場合、均一な塗工層３の形成が困難となるおそれがある。
塗工層３の鏡面光沢度（グロス）の下限としては、１が好ましく、３がより好ましい。一方、塗工層３の鏡面光沢度の上限としては、３０が好ましく、１０がより好ましい。塗工層３の鏡面光沢度が上記下限に満たない場合、貫通孔６を透過する光の光量が小さくなって視認性が不十分となるおそれがある。逆に、塗工層３の鏡面光沢度が上記上限を超える場合、貫通孔６を透過する光を十分に拡散できず、視野角が不十分となるおそれがある。なお、「鏡面光沢度」は、ＪＩＳ−Ｚ８７４１（１９９７）に準拠して、入射角６０度で測定される値とする。
＜マスキング層＞
マスキング層４は、補強層２の裏面側に積層され、面発光する発光体６の光を部分的に遮光することで、文字や図形の輪郭を定めたり輪郭のぼけを防止したりする。このマスキング層４は、単板１の各貫通孔７に対応する複数の開口、又は複数の貫通孔７を包含する文字又は模様を形成する１又は複数の開口を有する。
マスキング層４としては、例えば黒色樹脂シート、金属蒸着樹脂フィルム、金属箔等に開口を形成したものを使用することができる他、例えばガラス等から形成される透明な基材上に例えばクロム等を積層してパターニングした遮光膜などを用いることができる。
＜タッチセンサ＞
タッチセンサ５は、塗工層３、単板１、補強層２及びマスキング層４を介して、当該加飾部材の表面に人が触れたことを検出するセンサである。当該加飾部材は、このタッチセンサ５の動作に応じて、発光体６を点灯するよう構成することができる。
タッチセンサ５は、単板１の貫通孔７が形成されていない領域の裏面側に配置されることが好ましい
タッチセンサ５としては、塗工層３、単板１、補強層２及びマスキング層４を介して操作できるよう、静電容量式タッチセンサが好適に用いられる。
＜発光体＞
発光体６としては、例えば１又は複数のＬＥＤ、蛍光ランプ等を用いることができる。また、光源は、点灯時にマスキング層４の開口から出射する光の光量が略均一となるよう構成されることが好ましい。このため、発光体６は、図示するように、基板上に複数の光源が配設されたものとすることができる。
また、発光体６は、部分的に点灯及び消灯できるよう構成されてもよい。このように、発光体６が部分的に点灯及び消灯可能であることによって、当該加飾部材に文字情報等を表示することができる。具体例としては、縦横に並んでＬＥＤを配置したマトリックスパネル、７本又は１４本の棒状の発光部を有する公知の７セグメント表示方式又は１４セグメント表示方式の発光表示装置等を発光体６として用いてもよい。
［製造方法］
当該加飾部材は、それ自体が本発明の別の実施形態である加飾部材の製造方法によって製造することができる。
当該加飾部材の製造方法は、図２に示すように、単板１に複数の貫通孔７を形成するためにレーザー光を照射する工程＜ステップＳ１：レーザー光照射工程＞と、貫通孔７を形成した単板１の裏面側に透明な補強層２を積層する工程＜ステップＳ２：補強層積層工程＞と、補強層２を積層した単板１の表面に塗料を塗工する工程＜ステップＳ３：塗工工程＞とを備える。
＜レーザー光照射工程＞
ステップＳ１のレーザー光照射工程では、レーザー光の照射によって単板１に貫通孔７を形成する。このように、レーザー光を用いて貫通孔７を形成することで、迅速且つ正確に微細な貫通孔７を形成することができる。
具体的には、単板１に照射するレーザー光の波長としては、１０ｎｍ以上１０６００ｎｍ以下が好ましく、例えばＣＯ２レーザー等を用いることができる。また、単板１に照射するレーザー光の出力としては、加工条件に応じて適宜調節されるべきものであるが、１Ｗ以上２００Ｗ以下が好ましい。
＜補強層積層工程＞
ステップＳ２の補強層積層工程では、例えばインサート成型、熱プレス等により、補強層２を単板１の裏面側に積層する。このとき、溶融状態の補強層２の形成材料が貫通孔７の中に流入するようにすることで、次の塗工工程において貫通孔７の内部の表面側開口近傍に塗工層３を形成することが可能となり、散乱した光が貫通孔７から出射しやすくなるため、効率よく視野角を大きくすることができる。
＜塗工工程＞
ステップＳ３の塗工工程では、裏面側に補強層２が積層されて貫通孔７が封止されている単板１の表面に塗料を塗工することによって、貫通孔７の内部の露出する補強層の表面にも連続して存在する塗工層３を形成する。
塗工する塗料としては、光拡散剤を含む艶消し塗料が好適に用いられる。塗料は油性塗料であってもよく、水性塗料であってもよい。
＜利点＞
当該加飾部材は、単板１に複数の貫通孔７が形成されていることによって、裏面側に配置される発光体６の光を透過することができる。また、当該加飾部材は、単板１の表面に塗工層３が積層され、この塗工層３が貫通孔７の内部に充填されていることによって、貫通孔７から出射される発光体６の光を拡散させるので発光体６の光を視認できる視野角が大きい。
［第二実施形態］
図３に、本発明の別の実施形態に係る加飾部材を示す。この加飾部材は、図１の加飾部材と同様に、例えば自動車の内装パネルなどとして利用することができる。
当該加飾部材は、木製の単板１１と、この単板の裏面側に積層される透明な補強層１２と、単板１１の表面に積層される塗工層１３と、補強層１２の裏面側に積層されるマスキング層１４と、マスキング層１４の裏面側に配置される発光体１５とを備える。
＜単板＞
単板１１は、発光体１５の光を表面側に透過させる複数の貫通孔１６を有する。この貫通孔１６の奥部には、補強層１２の表面を覆うよう塗工層１３が充填される。
図３の加飾部材における単板１１の材料及び平均厚さとしては、図１の加飾部材における単板１の材料及び平均厚さと同様とすることができる。
（貫通孔）
単板１１の貫通孔１６は、それぞれ中心軸が単板１１の厚さ方向に延びるよう一定のピッチで規則正しく広域に形成されている。
また、本実施形態の加飾部材では、貫通孔１６は、表面側に向かって拡径するテーパー状に形成されている。このように、貫通孔１６が表面側に向かって拡径するテーパー状であることによって、単板１１の表面における貫通孔１６の開口が大きくなるので、視野角を大きくすることができると共に、塗工層１３を連続的に形成することが容易となる。
図３の加飾部材における貫通孔１６の平均径、平均中心間隔、及びテーパー角度は、図１の加飾部材における貫通孔７の平均径、平均中心間隔、及びテーパー角度と同様とすることができる。
＜補強層＞
補強層１２は、樹脂を主成分とし、透明な樹脂組成物から形成される。図３の加飾部材における補強層１２の材質及び平均厚さは、図１の加飾部材における補強層２の材質及び平均厚さと同様とすることができる。
＜塗工層＞
塗工層１３は、単板１１の表面に積層され、貫通孔１６の内部に充填される。塗工層１３の特に貫通孔１６の内部に積層される部分は、発光体１５の光を拡散させて当該加飾部材の視野角を大きくする。塗工層１３は、発光体１５の光を拡散させて当該加飾部材の視野角を大きくするために、光拡散剤を含有することが好ましい。
図３の加飾部材における塗工層１３は、単板１１の貫通孔１６に合わせて形状が異なる点を除いて、図１の加飾部材における塗工層３と同様とすることができる。
＜マスキング層＞
本実施形態のマスキング層１４は、液晶パネルから形成され、発光体１５の光を透過させる領域を任意に変更することができる。このように、マスキング層１４がアクティブなマスクであることによって、当該加飾部材を用いてより多くの情報を表示することが可能となる。
液晶パネルから形成されるマスキング層１４は、表面にタッチセンサを有するものであってもよい。
＜発光体＞
発光体１５としては、例えば液晶ディスプレイパネル用バックライトモジュール等を用いることができる。この発光体１５及びマスキング層１４としては、両者が一体化された液晶表示パネルユニットを使用してもよい。
＜利点＞
当該加飾部材は、単板１１に複数の貫通孔１６が形成されていることによって、裏面側に配置される発光体１５の光を透過することができる。また、当該加飾部材は、単板１１の表面に塗工層１３が積層され、この塗工層１３が貫通孔１６の内部に充填されていることによって、貫通孔１６から出射される発光体１５の光を拡散させるので発光体１５の光を視認できる視野角が大きい。
［その他の実施形態］
前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
当該加飾部材は、タッチセンサを有せず、外部からの入力信号等に応じて発光体を点灯又は消灯するものであってもよい。また、当該加飾部材のタッチセンサは、マスキング層と補強層との間に配置されてもよい。
当該加飾部材は、マスキング層及び発光体を含まないものであってもよい。この場合、例えばスマートフォン等を裏面側に配置して、スマートフォン等の画像を当該加飾部材を介して視認させるものであってもよい。また、発光体が、発光領域を十分に制限することができるものであれば、マスキング層のみを省略してもよい。
当該加飾部材は、塗工層のさらに表面側に単板の保護や光沢付与のための透明樹脂層を備えてもよい。
当該加飾部材は、単板の裏面に例えば織布、不織布等の裏打ち材を有してもよい。この場合、レーザー加工により貫通孔を形成する前に単板に裏打ち材を接着し、裏打ち材にも貫通孔を形成するとよい。
本発明の一態様に係る加飾部材は、ゲーム機、オーディオ機器、楽器、スマートフォン等の外装材として利用することができるが、特に自動車用内装パネルに好適に利用することができる。
１，１１ 単板
２，１２ 補強層
３，１３ 塗工層
４，１４ マスキング層
５ タッチセンサ
６，１５ 発光体
７，１６ 貫通孔

Claims (7)

  1. 裏面側に配置される発光体の光を表面側に透過させる複数の貫通孔を有する木製単板と、
    前記単板の裏面側に積層される透明な補強層と、
    前記単板の表面に積層され、前記貫通孔の内部に充填される塗工層と
    を備え、
    前記複数の貫通孔が前記単板の裏面側に向かって拡径するテーパー状である加飾部材。
  2. 前記塗工層が光拡散剤を含有する請求項１に記載の加飾部材。
  3. 前記塗工層の光拡散剤含有率が５質量％以上１５質量％以下である請求項２に記載の加飾部材。
  4. 前記単板の表面での前記貫通孔の平均径が０．１０ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下であり、前記貫通孔の開口率が３％以上２０％以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の加飾部材。
  5. 前記塗工層が、主成分がポリウレタンであり、厚みが５μｍ以上８０μｍ以下であり、鏡面光沢度が１以上３０以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の加飾部材。
  6. 前記補強層の裏面側に積層され、発光体の光を部分的に遮光するマスキング層をさらに備える請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の加飾部材。
  7. 木製単板に複数の貫通孔を形成するためにレーザー光を照射する工程と、
    前記貫通孔を形成した単板の裏面側に透明な補強層を積層する工程と、
    前記補強層を積層した単板の表面に塗料を塗工する工程と
    を備え、
    前記複数の貫通孔を前記単板の裏面側に向かって拡径するテーパー状に形成する加飾部材の製造方法。
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