仿木製品的製造方法
2023-07-19 07:50:21
專利名稱：仿木製品的製造方法
技術領域：
本發明涉及具有天然木材質感的仿木製品的製造方法，更具體地涉及將纖維素類微粒和樹脂等混合、熔融、成形得到的仿木製品的製造方法。
背景技術：
近年來，在用於各種住宅內裝飾品和日用品的合成樹脂成形品表面嘗試著實施類似於天然木材的木紋、色調等特性。日本公開特許公報平3-25338號記載了作為該技術的一例。該技術是將木粉與熔融樹脂混合併擠壓成形後，將樹脂成形品冷卻。然後，使所述樹脂成形品的表面粗糙化，並除去部分表面樹脂後，進行壓紋加工，塗敷著色劑，用滾筒擦取所述多餘的著色劑。這樣就不會在表面上產生質量差(遜色)等問題，可得到高品質木質感的、具有明顯輪廓形狀的樹脂成形品。
但是，在所述公開特許公報3-25338號中記載的樹脂成形品中，由於除去了樹脂成形品表面，根據表面的除去量，樹脂成形品的外觀尺寸就會變小。另外，在將混有木粉的熔融樹脂擠壓成形時，由於樹脂的流動性大於木粉，因此容易流到成形品的表面側。因此，在部分除去樹脂成形品表面的該技術中，會產生沒有露出木粉的部分，降低了整體外觀和觸感等木質感。而且，通過這樣除去部分樹脂成形品表面，樹脂成形品的形狀就會不太穩定。
發明內容
本發明的課題是提供仿木製品的製造方法，該方法進一步提高外觀質量並且使尺寸和形狀穩定化。
為了解決上述課題，如圖1-圖5所示，權利要求1所述的發明是含有纖維素類微粒和樹脂等的仿木製品的製造方法，其中，在將纖維素類微粒5和樹脂4等混合、熔融並成形時，將成形品1成形為大於所述仿木製品3的加工尺寸，然後將所述成形品1的表面只削去指定厚度，使所述成形品1加工成所述仿木製品3的加工尺寸的同時，在所述成形品1的表面內側大量存在的纖維素類微粒5在所述仿木製品3的表面露出。
根據權利要求1所述的發明，通過將成形品1的表面削去指定厚度，將所述成形品1加工成仿木製品3的加工尺寸的同時，在所述成形品1的表面內側大量存在的纖維素類微粒5在所述仿木製品3的表面露出，所以將所述成形品1加工成加工尺寸的同時，賦予了加工的仿木製品3的表面更好的實木質感。
在這裡，在將所述成形品1的表面只削去指定厚度時，可利用例如旋轉的圓板狀磨石等刀片來切削成形品1的表面。
所述纖維素類微粒的原料原則上是木材，但也可以使用木材料以外的甘蔗渣、稻草、紙漿(pulp)等原料。另外，木材也可以使用任何木材，例如可使用在制材所、各種木工製品的工廠、建築現場等場地廢棄的廢材、以及上述工廠等場地廢棄的刨屑、鋸屑等，可使用曾經作為建築材料使用過的建築板材等。另外，也可以使用拆除住宅等建築物和家具時廢棄的廢材。在利用這些廢材製造仿木製品時，所述纖維素類微粒的量優選設定為仿木製品總重量的30-65重量％。用作木材的樹木種類沒有特別限定，不限定於針葉樹和闊葉樹，可以使用各種樹木。
另外，將所述廢材用作所述纖維素微粒的原料時，有可能混入石膏、絕熱材料、樹脂部件等雜質，但是如果是與所述纖維素類微粒相同或更小的粉末狀時，不影響仿木製品的性質。
考慮到仿木製品的質量，通過所述纖維素類微粒使用同種樹木或近似種類的樹木作為木材原料，可得到均一的質量，所以優選使用主要加工同種樹木或近似種類樹木的工廠的廢材。
另外，所述纖維素類微粒是如上所述的顆粒形狀，但是在將木材等植物破碎後形成微粉末狀時，各微粉末就會處於纖維豎起狀態，在這裡所說的顆粒形狀是指，通過將這些微粉末用例如球磨機等研磨粉碎處理，切斷豎起的纖維、或壓入微粉末側、或不再纖維豎起的形狀。
也可以使用沒有進行球磨機等的研磨粉碎處理而只實施了破碎處理的纖維素類微粒(木粉)。
所述纖維素類微粒的平均粒徑優選為例如約1微米-100微米。所述樹脂4可使用例如，氯乙烯樹脂、發泡氯乙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、尿烷樹脂、聚氨酯樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、EVA樹脂、甲基丙烯酸類樹脂、纖維素乙酸乙酯、聚碳酸酯、聚醯胺、聚縮醛、聚碸、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯樹脂、變性聚苯醚等。
另外，所述樹脂原則上使用上述熱塑性樹脂，也可使用酚樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、二芳基對苯二甲酸酯樹脂等熱固化性樹脂。
而且，也可以將比所述微粒粒徑小且硬的表面顆粒固定在所述纖維素類微粒外周面上，形成固定顆粒。另外，將樹脂和顏料混合熔融在所述固定顆粒上，並在熔融之後或在熔融的同時成形為所需形狀，也可以製造仿木製品。通過這些組成成形時，即使加熱所述纖維素類微粒，比所述微粒粒徑小且硬的表面顆粒也能保護所述微粒，所以可以防止所述微粒焦化而引起的褐色或黑色等變色。
此外，在利用所述固定顆粒來成形仿木製品時，由於比普通木質材料更難吸收水分，因此容易維護。也就是，外觀上呈現木紋，得到與木製品相同的外觀，而且耐水性遠遠強於木製品，提供了強耐水性仿木製品。
所述表面顆粒只要比纖維素類微粒粒徑小且硬即可，例如，無機物質粒子、顏料粒子、導電性粒子、樹脂粒子等，具體地說，可使用碳酸鈣、碳酸鈦、鋅鋇白、銀或銅或鎳等的金屬粒子、氧化錫或氧化鋅等的導電性金屬氧化物粒子、碳粒子等。
在這裡，顏料是有色顏料，例如氧化鐵、鎘黃、炭黑等無機顏料，或有機顏料。另外，例如所述表面顆粒使用顏料粒子時，可將仿木樹脂顏色做成接近於所需顏色。
這些仿木製品的成形方法是通過擠壓成形、注塑成形、壓延成形、吹塑成形、真空成形等來實現的。
權利要求2所述的發明是，如圖1-圖5所示，在權利要求1所述的仿木製品的製造方法中，其中，在將纖維素類微粒5和樹脂4混合、熔融並成形時，通過擠壓成形來成形。
根據權利要求2所述的發明，在將纖維素類微粒5和樹脂4混合、熔融並成形時，通過擠壓成形來成形。與其它成形方法相比，擠壓成形中由於樹脂4容易流到成形品1的表面側，所以具有向表面偏移的傾向，但是由於將所述表面的樹脂4隻削去指定厚度，在所述仿木製品3的表面露出大量纖維素類微粒5，所以可提供木質感更加良好的仿木製品。
權利要求3所述的發明是，如圖1～圖5所示，在權利要求1或2所述的仿木製品的製造方法中，其中，將成形品1的整個表面只削去全部相同厚度。
根據權利要求3所述的發明，將成形品1的整個表面只全部削去相同的厚度，所以在整個表面上可大量露出纖維素類微粒5的同時，防止引起部分削厚的偏差，由此可以使仿木製品3的整體形狀和尺寸穩定化。
權利要求4所述的發明是，在權利要求1-3中任意一項所述的仿木製品的製造方法中，其中，將所述成形品1的表面只削去指定厚度時，所述削去厚度設定為0.1毫米-3.0毫米。
在這裡，當成形品1的表面削去不足0.1毫米時，在仿木製品3的表面上露不出所需量的纖維素類微粒5，而當削去厚度超過3.0毫米時，成形品1的表面除去量過多，其結果容易產生材料浪費，所以將削去厚度設定為0.1毫米-3.0毫米。
根據權利要求4所述的發明，由於在削去成形品1的表面時，將所述削去厚度設定為0.1毫米-3.0毫米，所以不會產生材料浪費，在仿木製品3的表面上可露出所需量的纖維素類微粒5。
權利要求5所述的發明是，在權利要求1-4中任意一項所述的仿木製品的製造方法中，其中，在將成形品1的表面只削去指定厚度的加工面上實施研磨加工，並在所述研究加工後實施塗敷。
根據權利要求5所述的發明，由於在將成形品1的表面只削去指定厚度的加工面上實施研磨加工，所以在所述加工面上形成平滑的塗敷底面。然後，由於實施塗敷，可得到更加近似的木紋，可提高仿木製品3表面的外觀品質。
在所述纖維素類微粒露出的加工面上實施研磨加工，所述研磨加工可利用例如具有普通網眼粗細的旋轉砂紙來實施。
在實施所述研磨加工時，研磨加工成約40目粗細，然後通過研磨加工成約180目粗細，可以在仿米製品的表面上賦予溝狀的木紋。因此，可得到更加接近於實木的觸感。另外，在形成溝狀木紋時利用砂帶磨光機，可得到不規則的溝，所以與周期形成溝的壓紋機相比，更容易實現自然木質感。而且，在實施所述研磨加工時，通過改變砂帶磨光機的旋轉速度以及輸送速度，可以調節溝長度。
另外，塗敷加工是在所述研磨加工後實施的。例如，所述塗敷工藝可分為中層塗敷作業工藝和上層塗敷作業工藝，在所述中層塗敷上藝中，將彩色摻砂塗料塗敷在成形品表面。根據需要，在中層塗敷之前或之後，實施UV塗層。結束所述中層塗敷工藝後，移送到上層塗敷工藝。在上層塗敷工藝中，在成形品表面實施塗敷。也就是，利用例如尿烷樹脂類塗料、具體地說透明(clear)尿烷樹脂來實施外塗層(top coat)，最後在所述外塗層的上面實施UV塗層，使外塗層固化。
而且，在所述塗敷加工後，也可以實施擦汙塗敷處理。擦汙塗敷是指將塗料塗敷在仿木製品的表面，然後在沒有幹時擦取，在通過所述研磨加工形成的溝部進行著色的工藝。
權利要求6所述的發明是，在權利要求1-4中任意一項所述的仿木製品的製造方法中，其中，在將所述成形品的表面只削去指定厚度的加工面上實施研磨加工，在進行了所述研磨加工後的成形品表面上塗敷從黑色到灰色的底漆(primer)，並在所述底漆的上面塗敷茶色系木材色塗料。
根據權利要求6所述的發明，由於在實施了研磨加工後的表面上塗敷從黑色到灰色的底漆，並在所述底漆的上面塗敷了茶色系木材色塗料，所以當普通底漆為茶色系木材色或透明色時，被塗敷在上面的茶色系木材色塗料遮蓋，底漆色不會反映到塗敷在上面的塗料的茶色系木材色。本發明通過使用從黑色到灰色的底漆，使底漆微妙地反映到塗敷在上面的塗料的茶色系木材色，可以在得到有深度的茶色系木材色的同時，使所述凹凸的表面2具有深度感，由此提高了質感。另外，由於所述底漆色為從黑色到灰色，與以往的相比，比茶色系木材色的底漆更加有效地防止紫外線透過。也就是，通過從黑色到灰色的底漆，保護所述成形品免受紫外線傷害，所以所述成形品不會因為紫外線而變色。因此，由於成形品不變色，塗敷在底漆上面的塗料的茶色系木材色也不會變化，可保持茶色系木材色的原狀。
圖1是表示製造本發明仿木製品時所用的成形品的立體圖；圖2是表示將圖1所示的成形品的部分表面只削去指定厚度時的立體圖；圖3是表示在成形品的表面全周以相同厚度實施圖2所示工藝並通過實施研磨加工和塗敷加工完成的本實施方式的仿木製品的立體圖；圖4是圖1所示成形品的表面部分的截面圖；圖5是圖3所示仿木製品的表面部分的截面圖。
具體實施例方式
下面結合附圖詳細說明本發明的實施方式。圖1至圖3是階段性表示適用於本發明的仿木製品的製造方法中工藝的示意圖。圖1是表示製造本發明仿木製品時所用的成形品的立體圖；圖2是表示將圖1所示的成形品的部分表面只削去指定厚度時的立體圖；圖3是表示在成形品的表面全周以相同厚度實施圖2所示工藝並通過實施研磨加工和塗敷加工完成的本實施方式的仿木製品。另外，圖4和圖5是表示在圖1至圖3中的成形品中，實施各工藝時成形品表面狀態概要的截面圖。圖4是圖1所示成形品的表面部分的截面圖。圖5是圖3所示仿木製品的表面部分的截面圖。
首先，對製造本發明仿木製品時的成形品進行說明。如圖1所示，成形品1設置有端面開口的多個空洞2。這些空洞2的橫截面為四邊形，等間隔地在成形品1的縱向上延長成形。
如圖4所示，在成形所述成形品1時，將樹脂4混合、熔融於纖維素類微粒5中，然後擠壓成形，或者在熔融的同時擠壓成形，得到具有所述空洞2的四稜柱狀。此時，所述成形品1的上表面1a和下表面1b之間的距離(成形品1的厚度)以及左右兩側表面1c，1c之間的距離(成形品1的寬度)是比仿木製品3的加工尺寸分別大1毫米，合計2毫米成形的。
如圖4所示，這樣成形的成形品1的表面狀態是在成形時容易流到表面側的樹脂4偏向表面的狀態。
例如，所述成形品1用於住宅內裝飾部件的周邊框和踢腳板、樓梯護欄、窗框、室內側部、家具、桌子、櫃檯等。
接著，將所述成形品1的上表面1a、下表面1b和兩側表面1c，1c分別只削去相同厚度。
如圖1所示，所述削去工藝是利用刨刀將所述成形品1的表面削至雙點劃線表示的部分為止。如圖2所示，在利用刨刀來加工削去所述成形品1的表面時，利用例如旋轉的圓板狀磨石等刀片將所述成形品1的上表面1a慢慢削去，使整個所述上表面1a削去。同樣，削去所述成形品的下表面1b和左右兩側表面1c，1c，由此削去所述成形品1的整個表面。在本實施方式中，所述成形品的上表面1a、下表面1b和左右兩側表面1c，1c的削去厚度都是1毫米。
如圖5所示，在這樣削去所述成形品1的表面而呈現的加工面上，由於削去了成形時容易流到表面側的樹脂4，所以露出大量纖維素類微粒5。
削去的削屑回收後，作為其他成形品的成形時的材料使用，因此不會浪費材料。
在這裡，在本實施方式中，在所述成形品1的上表面1a實施利用旋轉的圓板狀磨石等刀片切削的刨刀加工，但是只要能將所述成形品1的表面削去相同厚度、指定厚度，也可以採用任何切削加工方法。
另外，在本實施方式中，實施切削加工時的削去厚度為1毫米，但是只要是在削去成形品1的表面時露出所需量的纖維素類微粒且不浪費材料的範圍0.1毫米-3.0毫米範圍內，可實施任意厚度的切削加工。
然後，如上所述，在將成形品1的整個表面削去時呈現的加工面3a、3b、3c(參照圖3)上實施研磨加工。所述研磨加工的工藝是利用具有普通網目粗細的旋轉砂紙實施的，由此在加工面3a、3b、3c上形成平滑的塗敷底面。
在這裡，在本實施方式中，利用旋轉砂紙來實施研磨加工。但是只要可形成平滑的塗敷底面，可採用任意的研磨加工。
在如上形成的塗敷底面上實施塗敷加工。所述塗敷工藝例如可分為中層塗敷作業工藝和上層塗敷作業工藝，在所述中層塗敷工藝中，將彩色摻砂塗料塗敷在成形品表面。根據需要，在中層塗敷之前或之後實施UV塗層。結束所述中層塗敷工藝後，移送到上層塗敷工藝。在上層塗敷工藝中，在成形品表面實施塗敷。也就是，利用例如尿烷樹脂類塗料、具體地說透明的尿烷樹脂來實施外塗層，最後在所述外塗層的上面實施UV塗層，使外塗層固化。
另外，作為塗敷方法，也可以在實施了研磨加工的加工面的表面上塗敷從黑色到灰色的底漆，並在所述底漆的上面塗敷茶色系木材色的塗料。此時，成形品表面塗敷有從黑色到灰色的底漆，所述底漆上面塗敷有茶色系木材色，所以當普通底漆為茶色系木材色或透明色時，被上面塗敷的茶色系木材色的塗料覆蓋，底漆色不會反映到上面塗敷的茶色系木材色。而本實施例中通過使用從黑色到灰色的底漆，將底漆微妙地反映到上面塗敷的塗料的茶色系木材色，可得到有深度的茶色系木材色的同時，使所述凹凸的表面2具有深度感，由此提高了質感。另外，與以往的技術相比，由於所述底漆色為從黑色到灰色，比茶色系木材色的底漆更好地保護所述成形品免受紫外線，所述成形品不會因為紫外線而變色。因此，由於成形品不會變色，塗敷在底漆上面的塗料的茶色系木材色也不會變色，可保持原有的茶色系木材色。
根據本實施方式的仿木製品的製造方法，通過將成形品1的表面全周只削去1毫米相同厚度，將所述成形品1加工成仿木製品3的加工尺寸的同時，在所述成形品1的表面露出在內側大量存在的纖維素類微粒5，所以將成形品1加工成加工尺寸的同時，使所述仿木製品3的表面具有更加接近於實際木材的質感。另外，由於將成形品1的表面全周只削去1毫米相同厚度，不會產生部分削去厚度差異，可使所述仿木製品3的整體形狀和尺寸穩定化。
另外，根據本實施方式，在以1毫米相同厚度削去成形品1的整個表面而呈現的加工面上實施研磨加工。因此，在所述加工面上形成平滑的塗敷底面，而且實施塗敷，所以可得到更加近似木紋，提高了方木製品3的表面外觀質量。
在本實施方式中，成形品1為設置有端面開口的空洞2的四稜柱狀，但是本發明並不限定在這些，可以是板狀、筒狀等任何形狀。而且，關於成形品1中具有開口的空洞2的形狀，也並不限定在四稜柱狀，可以是圓柱狀等任意形狀。
根據權利要求1所述的發明，通過將成形品的表面削去指定厚度，將所述成形品加工成仿木製品的加工尺寸的同時，在所述成形品的表面內側大量存在的纖維素類微粒在所述仿木製品的表面露出，所以將所述成形品加工成加工尺寸的同時，賦予了加工的仿木製品的表面更好的實木質感。
根據權利要求2所述的發明，可得到與權利要求1所述發明相同的效果的同時，與其它成形方法相比，擠壓成形中由於樹脂容易流到成形品的表面側，所以具有向表面偏移的傾向。但是由於將所述表面的樹脂只削去指定厚度，所述在仿木製品的表面露出大量纖維素類微粒，所以可提供木質感更加良好的仿木製品。
根據權利要求3所述的發明，可得到與權利要求1或2所述發明相同的效果的同時，由於將成形品的整個表面只削去全部相同厚度，防止引起部分削厚的偏差，由此可以使仿木製品的整體形狀和尺寸穩定化。
根據權利要求4所述的發明，可得到與權利要求1至3所述任意一項發明相同的效果的同時，由於在削去成形品的表面時，將所述削去厚度設定為0.1毫米-3.0毫米，所以不會產生材料浪費，在仿木製品的表面上可露出所需量的纖維素類微粒。
根據權利要求5所述的發明，可得到與權利要求1至4所述任意一項發明相同的效果的同時，由於在將成形品的表面只削去指定厚度的加工面上實施研磨加工，所以在所述加工面形成平滑的塗敷底面。然後，由於實施塗敷，可得到更加近似的木紋，提高了仿木製品的表面外觀品質。
根據權利要求6所述的發明，由於在加工面上實施研磨加工後的表面上塗敷從黑色到灰色的底漆，並在所述底漆的上面塗敷茶色系木材色塗料，所以從黑色到灰色的底漆微妙地反映到塗敷在上面的塗料的茶色系木材色，在得到有深度的茶色系木材色的同時，使所述表面2具有深度感，由此提高了質感。
權利要求
1.一種含有纖維素類微粒和樹脂的仿木製品的製造方法，其特徵在於，在將包括纖維素類微粒和樹脂的原料混合、熔融並成形時，將成形品成形為大於所述仿木製品的加工尺寸，然後將所述成形品的表面只削去指定厚度，在將所述成形品加工成所述仿木製品的加工尺寸的同時，將在所述成形品的表面內側大量存在的纖維素類微粒在所述仿木製品的表面露出。
2.如權利要求1所述的仿木製品的製造方法，其特徵在於，在將所述纖維素類微粒和樹脂混合、熔融並成形時，通過擠壓成形方法來成形。
3.如權利要求1或2所述的仿木製品的製造方法，其特徵在於，將成形品的整個表面只全部削去相同的厚度。
4.如權利要求1-3中任意一項所述的仿木製品的製造方法，其特徵在於，將所述成形品的表面只削去指定厚度時，所述削去厚度設定為0.1毫米-3.0毫米。
5.如權利要求1-4中任意一項所述的仿木製品的製造方法，其特徵在於，在將成形品的表面只削去指定厚度的加工面上實施研磨加工，並在所述研磨加工後實施塗敷。
6.如權利要求1-4中任意一項所述的仿木製品的製造方法，其特徵在於，在將所述成形品的表面只削去指定厚度的加工面上實施研磨加工，在進行所述研磨加工後的成形品表面上塗敷從黑色到灰色的底漆，並在所述底漆的上面塗敷茶色系木材色塗料。
全文摘要
提供了進一步提高外觀質量且得到穩定尺寸和形狀的仿木製品的製造方法。所述方法在將纖維素類微粒5和樹脂4等混合、熔融並成形時，將成形品1成形為大於所述仿木製品3的加工尺寸，然後將所述成形品1的表面只削去指定厚度，使所述成形品1加工成與所述仿木製品3相同的加工尺寸，同時將在所述成形品1的表面內側大量存在的纖維素類微粒5在所述仿木製品3的表面露出。
文檔編號B44C5/06GK1853958SQ200510067889
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月29日 優先權日2005年4月29日
發明者加藤正見, 田口秀法 申請人:三澤住宅株式會社