JP7321539B2

JP7321539B2 - 装飾材の製造方法

Info

Publication number: JP7321539B2
Application number: JP2021003334A
Authority: JP
Inventors: 美寛三好
Original assignee: 大和ツキ板産業株式会社
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2023-08-07
Anticipated expiration: 2041-01-13
Also published as: JP2022108382A

Description

本発明は、金属層に可燃物からなる表面層が積層された装飾材の製造方法に関し、表面層の一部をレーザー光によって除去する技術分野に属する。

一般に、建築材や家具の部材等として、天然木を薄くスライスした突板を下地材に接着してなる天然木化粧合板が広く用いられている。この天然木化粧合板の表面には天然木特有の美しい木目が現れるので、多くの場合、その木目をそのままにして突板を部屋の壁材として利用したり、天然木化粧合板を用いて家具を製作することが行われている。

また、特許文献１には、木質繊維板の表面に適宜厚さの木材単板からなる化粧層を設け、その化粧層の表面にレーザー光を照射することにより、化粧層を貫通して木質繊維板に達する深さの凹模様を形成した装飾材が開示されている。この装飾材では、凹模様の底面に、木質繊維の溶融による梨地状の粗面が形成されている。

特開昭６０－１２７１０２号公報

ところで、上述したように天然木化粧合板はそのまま利用される場合が多いが、特許文献１に開示されているように、ユーザの多様な要求等に応じて、レーザー光の照射による加工が施されたものが利用される場合もある。レーザー光を照射することによって細かな凹模様を精密に形成できるので、突板の用途の拡大にも繋げることができる。

ところが、特許文献１では、化粧層及び木質繊維板の両方が木材からなるものなので、化粧層をレーザー光で焼失させたとしても、装飾材の表面には木材の組み合わせによる模様が形成されるだけである。化粧層と木質繊維板とで異種木材を用いれば、模様がはっきりとしたものになると思われるが、ユーザの要求によっては、模様を形成している部分と地を形成している部分とのコントラストがよりはっきりとしたものを望む場合があり、この場合には、特許文献１の木材のみを用いた装飾材では不十分であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、模様を形成している部分と地を形成している部分とのコントラストがはっきりとした装飾材を得ることができるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本開示の第１の側面は、下地材の表側に金属材を積層して前記下地材よりも薄い金属層を形成し、当該金属層の表側に可燃物からなる表面材を積層して前記下地材よりも薄い表面層を形成した板材を用意し、前記板材の前記表面層に向けて曲線を描くようにレーザー光を照射して当該表面層の一部のみを焼失させることによって前記板材の表面に前記金属層の一部を露出させて模様を形成するものである。

この構成によれば、表面層にレーザー光を照射すると、表面層は、レーザー光の走査軌跡に対応した部分が焼失する。表面層が焼失した部分では、金属層が板材の表面に露出する。この金属層と表面層との一方が地、他方が模様となることで、板材の表面には、金属と、金属とは異なる可燃物との組み合わせによって模様が形成される。このように異種材で模様が形成されるので、模様を形成する部分と地を形成する部分とのコントラストがはっきりする。また、表面層の一部が焼失していることで板材の表面に露出した金属層の表面と表面層との高さは異なることになり、このことによっても模様を形成する部分と地を形成する部分とのコントラストがはっきりする。

本開示の第２の側面では、木製の薄板が前記可燃物として前記金属層に積層されたものを前記板材として用意し、前記薄板に前記レーザー光を照射して前記薄板の一部のみ焼失させるものである。

この構成によれば、突板の表面層を構成している木製の薄板の一部のみがレーザー光の照射によって焼失することで、金属と木材とのコントラストの相違によってきれいな模様を形成することができる。

本開示の第３の側面では、前記板材の前記表面層の同一部分に前記レーザー光を複数回照射して当該表面層の一部のみを焼失させるものである。

この構成によれば、比較的弱い出力のレーザー光を用いて表面層を複数回に分けて焼失させることができるので、金属層が高温にならないようにして金属層の変色を抑制できる。

本開示の第４の側面では、前記金属層の厚みを前記表面層の厚みよりも薄くしておくものであり、これにより、比較的高コストとなる金属材の使用量を減らしながら、コントラストがはっきりとした模様を形成できる。

以上説明したように、本開示によれば、表面層にレーザー光を照射して当該表面層の一部のみを焼失させることによって板材の表面に金属層の一部を露出させるようにしたので、模様を形成している部分と地を形成している部分とのコントラストがはっきりとした装飾材を得ることができる。

本発明の実施形態に係る製造方法によって製造された装飾材の斜視図である。図１におけるII－II線断面図である。本発明の実施形態に係る製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。装飾材の写真を示す図である。レーザー加工装置のブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る製造方法によって製造された装飾材１の斜視図である。装飾材１は、例えば建材、家具の部材として使用されるものである。建材としては、屋内の壁材、天井材、床材等を挙げることができ、また、柱や梁等に貼り付けて使用される部材であってもよい。装飾材１を使用した家具としては、例えば机、収納家具、棚板等を挙げることができ、これら家具の一部にのみ装飾材１を使用してもよい。また、装飾材１は、それ単独で使用することもでき、例えば図１に示すように所定の大きさにして壁に飾ってもよいし、棚や台、机の上に置いて飾ってもよい。

装飾材１は、下地材２と、金属層３と、表面層４とを備えた板材である。図２にも示すように、金属層３の厚みは表面層４の厚みよりも薄く設定されている。下地材２は、例えば、木製であってもよいし、樹脂製であってもよいし、アルミニウム材が貼り付けてある不燃材であってもよい。木製の下地材２としては、例えばベニア板を多層接着して一体化したベニア合板を挙げることができ、特に用途が定められていない普通合板であってもよいし、建築物の構造用に用いられる構造用合板であってもよい。下地材２は、多層構造であってもよい。

金属層３は、下地材２に金属材を積層することによって形成された層である。金属材は接着剤等によって下地材２に接着して一体化することができる。金属材と下地材２との接着に用いる接着剤としては、従来から周知の接着剤を使用することができる。

金属材としては、例えばアルミニウム合金、ステンレス、チタン、ベリリウム銅、りん青銅、黄銅、銅等からなる薄い部材を挙げることができる。金属材の厚みは、例えば０．０１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲で設定することができ、金属材を金属箔、金属フィルム、金属シート等と呼ぶこともできる。金属材の厚みは、後述するレーザー光の照射によって溶融しないように設定しておく。また、金属材の種類は、上述した種類以外であってもよいが、後述するレーザー光の照射によって溶融したり、変色しないものが好ましい。

金属材の厚みは、金属材の種類によって変えることができる。例を挙げると、ステンレスを用いた場合の金属材の厚みは０．０７５ｍｍ、チタン、ベリリウム銅、りん青銅、銅を用いた場合の金属材の厚みは０．０８ｍｍ、黄銅を用いた場合の金属材の厚みは０．１ｍｍに設定することができるが、この値に限られるものではない。金属層３の表面は鏡面に仕上げられていてもよいし、艶消しの表面に仕上げられていてもよい。

尚、金属材は、上述した金属以外の金属、例えば鉄、金、銀等であってもよいし、また金属メッキされた部材であってもよく、金属メッキによって金属層を形成することができる。さらに、複数種の金属材を積層することによって金属層を形成してもよい。金属層３を形成することで、火災時に延焼し難い建材とすることができ、耐火材としての使用も考えられる。

表面層４は、金属層３に可燃物からなる表面材を積層して形成された層である。表面材は、接着剤等によって金属層３に接着して一体化することができる。表面材と金属層３との接着に用いる接着剤としては、表面材の種類に応じて従来から周知の接着剤を使用することができる。表面層４は、化粧層と呼ぶこともでき、この場合、表面材は表面化粧材である。可燃物とは、後述するレーザー光の照射によって燃える物であり、天然物であってもよいし、人工物であってもよい。

表面材としては、例えば木製の薄板、布、樹脂製シート、樹脂製フィルム、紙、皮革、ゴム製シート等を挙げることができる。表面材は、これら複数種の材料が積層された積層材であってもよい。木製の薄板を表面材として用いた場合には、装飾材１は、天然木化粧合板となり、また非木製の下地材２の表面を木製化した部材となる。

木製の薄板としては、例えば木材を薄くスライスした突板を挙げることができ、突板の厚さは０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲で設定することができる。突板の厚さは、木材の種類によって変えることができる。突板を構成する木材としては、特に限定されるものではないが、例えばナラ、タモ、ホワイトオーク、レッドオーク、チーク、カバ桜、栓、ハードメープル、カーリーメープル、米松、ケヤキ、モアビ、米杉、地杉、スプルース、ブビンガ、カリン、米桧、地桧、ブナ、ツガ、シカモア、サテンシカモア、ホンジュラスマホガニー、アメリカンチェリー、ポプラ、トチ、アフリカンマホガニー、ホワイトアッシュ、メラピー（マンガシロ）、ニレ、シルバーハート、マコレ、ローズ、ニヤトー、カエデ、サペリ、アユース、コシッポ、桐、黒檀、紫檀、ゼブラ、タマラック、タウン、チューリップウッド、カンボジア松、クルミ、ソノケ、ペアーツリー、マドローナバール、パープルウッド、ウォールナット、アフロモシア（アサメラ）シルバーオーク、モビンギ、パウロッサ、ユーラシアンチーク、パドック、タガヤ、ペルポック、キハダ、レッドシザー、ミンズ、竹、エメラルドウッド、メジロカバ、サイプレス、モミ、ピンクラワン、ウエンジ、アニグレ、パイン、地松（肥松）、サワラ、クス、シナ、バーズアイメープル、ヒバ、アガジス、ゼルコバ、ホワイトバーチ、ユーカリ、アメリカンレッドウッド、台桧、チェスナット（栗）、唐松、アルダー、ヨーロピアンオーク、ホワイトチェリー、バースウッド、ゴム、オクメ、レオ、梨、アサダ、オリーブアッシュ、シルキーオーク、オバンコール、フレンチチェリー、オリーブウォールナット、シルバーチェリー、シラリ、ジャーマニーオーク、アメリカンオーク、バンゼルローズ、ムテンエ、ハックベリー、チンチャン、アレキサンドリア、サテンウォールナット、ジュピターウッド、ペアウッド、赤杉、アカシア、イロコ、コブシ、スクピラ、赤松、米ヒバ、その他にも人工ツキ板等を挙げることができる。１つの装飾材１に複数種の突板が接着されていてもよい。突板の表面には、例えば塗料等が塗布されていてもよい。

表面材を布とする場合には、例えばジーンズ等の綿、麻、羊毛、各種合成繊維等からなる布を用いることができる。布は、織り布であってもよいし、不織布であってもよい。布の厚みは突板の場合と同程度にすることができる。布は染色されていてもよい。

また、表面材を樹脂製シート、樹脂製フィルムとする場合には、例えばポリエステル、塩化ビニル等からなるシート、フィルムを用いることができる。樹脂製シート、樹脂製フィルムの厚みは突板の場合と同程度にすることができる。樹脂製シート、樹脂製フィルムは、着色されていてもよい。

また、表面材を紙とする場合には、例えば洋紙、和紙、ボール紙、半紙、障子紙を用いることができる。紙の厚みは突板の場合と同程度にすることができる。紙は、着色されていてもよい。

また、表面材を皮革とする場合には、例えば各種天然皮革、人工皮革等を用いることができる。皮革の厚みは突板の場合と同程度にすることができる。皮革は、着色されていてもよい。また、表面材をゴムとする場合には、例えば天然ゴム、合成ゴム等を用いることができる。ゴムの厚みは突板の場合と同程度にすることができる。ゴムは、着色されていてもよい。

図１に示すように、装飾材１には、レーザー光の照射によって形成された模様Ａが形成されている。具体的には、表面層４にレーザー光を照射して当該表面層４の一部のみを焼失させることによって装飾材１の表面に金属層３の一部を露出させている。図１に示す例では、模様Ａが円形である例を示しており、この例では、レーザー光を円形に走査して表面層４の一部を円形に焼くことで当該表面層４の一部を除去しており、このことで表面層４には、当該表面層４を貫通する円形の孔４ａが形成される。模様Ａの形状に応じて孔４ａの形状は変わる。模様Ａとしては、例えば各種図形、文字、記号、イラスト、絵、幾何学模様、またはこれらの組み合わせを挙げることができる。

表面層４の一部が除去された跡に金属層３の表面が現れる。表面層４の一部が除去された跡に現れた金属層３の表面が装飾材１の表面に露出する。従って、装飾材１の表面には、表面層４と金属層３とが共に存在することになり、この例では金属材からなる円形の模様Ａが装飾材１の表面に形成される。装飾材１の表面における模様Ａ以外の部分は地となる部分であり、地は表面層４、即ち木材で形成される。地を形成している部分が木材であるのに対し、模様Ａを形成している部分が金属であることから、模様Ａは金属特有の光沢を有する一方、地は木目を有しており、模様Ａを形成している部分と地を形成している部分とのコントラストがはっきりとする。また、両者のテクスチャの相違も明確である。さらに、表面層４の一部が焼失しているので、装飾材１の表面に露出した金属層３の表面と表面層４との高さは異なることになり、このことによっても模様Ａを形成する部分と地を形成する部分とのコントラストがはっきりする。尚、模様Ａは、１つ設けてもよいし、複数設けてもよい。また、模様Ａの大きさは任意に設定することができる。また、表面層４に複数の孔４ａを形成し、これら複数の孔４ａによって１つの模様Ａを構成してもよい。複数の孔４ａによって１つの模様Ａを構成する場合、全ての孔４ａの大きさや形状が同じであってもよいし、異なっていてもよい。

表面層４のレーザー光による焼失範囲が広くなると、装飾材１の表面における表面層４の占める割合が小さくなる。例えば、装飾材１の表面における表面層４の占める割合が半分よりも小さくなると、金属層３を地とし、残っている表面層４の形状を模様とすることもできる。この場合も模様Ａを形成している部分と地を形成している部分とのコントラストがはっきりとする。

（装飾材の製造方法）
図３は、実施形態に係る製造方法の手順の一例を示すフローチャートであり、また、図４は、実施形態に係る製造方法により製造された装飾材１の写真を示す図である。本実施形態に係る製造方法では、図５に示す構成のレーザー加工装置１０を使用する。

レーザー加工装置１０は、従来から周知のものを用いることができ、例えば、制御部１１、データ入力部１２、走査部１３及びレーザー光出力部１４を備えている。制御部１１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータ等で構成されている。データ入力部１２は、例えばキーボードやマウス、模様データを読み込み可能な各種手段で構成されている。模様データをデータ入力部１２で読み込む場合には、例えばＪＰＥＧ形式やＢＭＰ形式等で模様データを作成しておき、この模様データをデータ入力部１２で読み込むことができる。また、キーボード等によって文字や記号を入力し、それらを模様データとすることもできる。

データ入力部１２から入力された模様データは制御部１１で取得される。制御部１１は、模様データに基づいてＸＹ平面上で所定の解像度に基づいてレーザー光を照射する部分と、照射しない部分とを判別する。例えば、解像度が０．５ｍｍ／１ドットであるとすると、Ｘ方向及びＹ方向の両方向で、それぞれ０．５ｍｍごとに、レーザー光を照射する部分と、レーザー光を照射しない部分とに分ける。

走査部１３には、レーザー光の出射部（図示せず）が取り付けられている。走査部１３は、この出射部をＸ方向及びＹ方向の両方へ走査させることが可能に構成されており、例えばＸ方向の駆動用アクチュエータとＹ方向の駆動用アクチュエータ（リニアモータ等）とを備えている。出射部の位置座標はロータリエンコーダ等によって制御部１１が取得可能になっている。走査速度は、例えば８０００ｃｍ／ｍｉｎ等に設定することが可能であるが、これに限られるものではなく、例えば５００ｃｍ／ｍｉｎ～１００００ｃｍ／ｍｉｎの範囲で設定することが可能である。また、加速度は１０ｍ／ｍ^２等に設定することが可能であるが、これに限られるものではなく、例えば１ｍ／ｍ^２～２０ｍ／ｍ^２の範囲で設定することが可能である。

レーザー光出力部１４は、上記範囲の走査速度で表面層４を焼失させることが可能な強度のレーザー光を生成する部分である。レーザー光出力部１４で生成するレーザー光の強度（出力ともいう）は、表面層４の材質や厚さによって調整可能である。また、レーザー光を１度だけ照射して表面層４に孔４ａを形成可能な強度であってもよいし、レーザー光を表面層４の同一部分に複数回照射することによって表面層４に孔４ａを形成可能な強度であってもよい。

制御部１１は、表面層４上で、レーザー光を照射する部分と、レーザー光を照射しない部分とに判別した後、レーザー光を照射する部分にのみレーザー光を照射するように、走査部１３及びレーザー光出力部１４を制御する。この制御手法は、従来から用いられている手法を適用することができるので、詳細な説明は省略する。

次に、図３に示すフローチャートに基づいて装飾材１の製造方法の手順について説明する。ステップＳ１では、素材を準備する。素材は、下地材２、金属材、表面材である。ステップＳ２では、金属材を下地材２に対して接着剤により接着し、金属層３を形成する。また、ステップＳ３では、金属層３に可燃物からなる表面材を積層して表面層４を形成する。その後、下地材２、金属材及び表面材を厚み方向にプレス（ホットプレス）して圧着し、３層構造の板材を得る。

上記のようにして用意した板材の表面層４を研磨する。研磨後、ステップＳ６に進み、表面層４を塗装する。塗装時には、表面層４にウレタンシーラーを塗布した後、ＵＶサンディングを塗布し、その後、塗面研磨を行ってから再度ウレタンシーラーを塗布した後、ＵＶフラットを塗布する。この塗装工程は一例であり、これに限られるものではない。

その後、ステップＳ７に進み、塗装後の板材をレーザー加工装置１０にセットする。その後、レーザー加工装置１０のスタートボタン（図示せず）を操作すると、制御部１１が走査部１３を制御するとともに、レーザー光出力部１４を制御して表面層４にレーザー光を照射する。これにより、当該表面層４の一部のみが焼失し、これにより前記板材の表面に金属層３の一部が露出する。このとき、表面層４の同一部分にレーザー光を複数回照射して当該表面層４の一部のみを焼失させてもよい。同一部分にレーザー光を照射する回数としては、例えば、２回以上５回以下とすることができる。ステップＳ７では、レーザー光の一部が金属層３に達することがあるが、金属層３は不燃材であるとともに、金属層３が溶融しないような強度のレーザー光としておくことで、金属層３の損傷は回避される。

次いで、ステップＳ８に進み、表面層４が燃えたことによってできたススを濡れたウエス等で拭き取る。これにより、金属層３の一部がきれいに露出して模様Ａが形成される。

図４では、木目が現れている部分が表面層４であり、白く見える部分が金属層３である。金属層３の光沢の影響によって写真では白く見える。尚、図示しないが、表面層４が、布、樹脂製シート、樹脂製フィルム、紙、皮革、ゴム製シートのいずれであっても、レーザー光の強度、走査速度、走査回数を適切に設定することで、模様Ａを形成することができる。

（実施形態の作用効果）
以上説明したように、この実施形態によれば、表面層４にレーザー光を照射して当該表面層４の一部のみを焼失させることによって金属層３の一部を露出させて装飾材１の表面に模様Ａを形成できる。金属層３があることで、模様Ａを形成している部分と、地を形成している部分とのコントラストがはっきりとした装飾材１を得ることができる。

また、表面層４の同一部分にレーザー光を複数回照射して当該表面層４の一部のみを焼失させる場合には、比較的弱い出力のレーザー光を用いて表面層４を複数回に分けて焼失させることができるので、金属層３が高温にならないようにして金属層３の変色や損傷を抑制できる。

さらに、金属層３の厚みを表面層４の厚みよりも薄くしておくことにより、比較的高コストとなる金属材の使用量を減らしながら、コントラストがはっきりとした模様を形成できる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る装飾材の製造方法によれば、例えば突板を使用した装飾材で利用できる。

１装飾材
２下地材
３金属層
４表面層
４ａ孔
Ａ模様

Claims

下地材の表側に金属材を積層して前記下地材よりも薄い金属層を形成し、当該金属層の表側に可燃物からなる表面材を積層して前記下地材よりも薄い表面層を形成した板材を用意し、
前記板材の前記表面層に向けて曲線を描くようにレーザー光を照射して当該表面層の一部のみを焼失させることによって前記板材の表面に前記金属層の一部を露出させて模様を形成することを特徴とする装飾材の製造方法。
請求項１に記載の装飾材の製造方法において、
木製の薄板が前記可燃物として前記金属層に積層されたものを前記板材として用意し、
前記薄板に前記レーザー光を照射して前記薄板の一部のみ焼失させることを特徴とする装飾材の製造方法。
請求項１または２に記載の装飾材の製造方法において、
前記板材の前記表面層の同一部分に前記レーザー光を複数回照射して当該表面層の一部のみを焼失させることを特徴とする装飾材の製造方法。
請求項１から３のいずれか１つに記載の装飾材の製造方法において、
前記金属層の厚みを前記表面層の厚みよりも薄くしておくことを特徴とする装飾材の製造方法。