JP2010201735A - 樹脂成形体製造用金型及びこれを用いた樹脂成形体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、木目調模様を有する加飾樹脂層が形成された樹脂成形体の製造に用いる樹脂成形体製造用金型、及び樹脂成形体製造装置であり、加飾用樹脂の供給を適切に制御することにより、特に柾目柄を良好に出現させる樹脂成形体製造用金型、及び樹脂成形体製造装置を提供する。
【解決手段】樹脂製の基材の表面に木目調模様を有する加飾樹脂層が形成された樹脂成形体を製造するための金型６であって、基材形成用の樹脂を供給する主流路２４と、該主流路２４に加飾樹脂層形成用の樹脂として、流動性の異なる２以上の熱可塑性樹脂を供給する副流路２７とを備えてなり、副流路２７には、その壁面に流路の幅方向に間隔をあけて複数の突出部４２ａ、４２ｂ・・が設けられ、これら突出部４２ａ、４２ｂ・・の一部のものが、他のものと流路の延在する方向への長さが異なるように形成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、特に柾目柄の木目調模様を有する加飾樹脂層が形成された樹脂成形体の製造に用いて好適な金型、及びその金型を用いた樹脂成形体製造装置に関する。

従来より、熱可塑性樹脂材料からなる基材の表面に木目模様を有する樹脂被覆層を形成した樹脂成形体が提供されており、住宅内装資材等として広く使用されている。
この種の樹脂成形体は、一般的には押出成形法により製造されるものであり、主押出機により溶融樹脂を金型に供給して基材を成形しつつ、同時にサブ押出機により加飾用の溶融樹脂を前記金型に供給し、前記基材の表面に加飾用樹脂によって木目柄を形成して製造される。
従来、この種の成形品製造用の金型及び樹脂成形体製造装置としては、例えば下記特許文献１によるものが提案されている。

特開２００２−１４４４８９号公報

ところで、上記特許文献１に記載のものを含めた従来のこの種の金型、及び樹脂成形体用製造装置は、木目柄として板目柄を発現させる場合には良好な木目柄を得ることができるが、柾目柄を発現させる場合には、木目の質感等が木材の現物と離れて人工的になる等の難点があり、柾目柄製品製造用の金型、及び柾目柄製品製造装置として普及するに至っていない。
上記従来の金型等で柾目柄が良好に得られない理由は、金型の加飾用樹脂を柾目柄が適切に形成されるように基材に供給する方法が存在しないためであると考えられ、良好な柾目柄を形成する有効で適切な金型、及び樹脂成形体製造装置が未だ提供されていないのが実情である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、木目調模様を有する加飾樹脂層が形成された樹脂成形体の製造に用いる樹脂成形体製造用金型、及び樹脂成形体製造装置であり、加飾用樹脂の供給を適切に制御することにより、特に柾目柄を良好に発現させる樹脂成形体製造用金型、及び樹脂成形体製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
第１の発明は、樹脂製の基材の表面に木目調模様を有する加飾樹脂層が形成された樹脂成形体を製造するための金型であって、前記基材形成用の樹脂を供給する主流路と、該主流路に前記加飾樹脂層形成用の樹脂として、流動性の異なる２以上の熱可塑性樹脂を供給する副流路とを備えてなり、前記副流路には、その壁面に流路の幅方向に間隔をあけて複数の突出部が設けられ、これら突出部の一部のものが、他のものと流路の延在する方向への長さが異なるように形成されていることを特徴とする。
第２の発明は、前記複数の突出部の間隔が、少なくとも一部の間隔寸法が他の間隔寸法と異なるように設定されていることを特徴とする。
第３の発明は、前記複数の突出部が、前記壁面からの突出高さについて、一部のものが他のものと異なるように形成されていることを特徴とする。
第４の発明は、前記複数の突出部のうち、少なくとも前記幅方向の両端に位置するものが、他のいずれかのものより前記長さが小寸法となるように形成されていることを特徴とする。
第５の発明は、前記副流路の上流側から下流側へ位置をずらして、前記複数の突出部からなる突出部の列が複数組設けられていることを特徴とする。
第６の発明は、本願発明による金型を備えた樹脂成形体製造装置であることを特徴とする。
第７の発明は、本願発明による樹脂成形体製造装置の金型が、前記突出部の構成を異ならせた他の金型と交換可能に構成されていることを特徴とする。

本発明の樹脂成形体製造装置によれば、樹脂製の基材の表面に木目調模様を有する加飾樹脂層が形成された樹脂成形体の製造に用いて、木目調模様として良好な柾目柄を形成することが出来るという効果が得られる。
また、金型を交換することにより、各種の異なる模様の柾目柄を形成することが出来る という効果が得られる。

は、本発明の第１実施形態として示した樹脂成形体製造装置Ａの概略構成図である。 は、図1の樹脂成形体製造装置Ａにより製造する樹脂成形体の断面図である。 は、樹脂成形体製造装置Ａの要部を一部省略して示した斜視図である。 は、樹脂成形体製造装置Ａの金型の斜視図である。 は、（ａ）（ｂ）は、いずれも樹脂成形体製造装置Ａの金型の別の例を示す要部の平面図である。 は、樹脂成形体製造装置Ａの作用を示す説明図である。 は、樹脂成形体製造装置Ａの要部の他の例を示した斜視図である。 は、樹脂成形体製造装置Ａにより製造した樹脂成形体の平面図である。

以下、図を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、この発明の第一の実施形態として示した樹脂成形体製造装置Ａを示すものである。
樹脂成形体製造装置Ａは、図２に示すような樹脂製の基材１の表面に木目調模様を有する加飾樹脂層２が形成された樹脂成形体３を製造する装置であり、主押出機４、サブ押出機５、金型６、冷却装置７、引取機８、切断装置９を主な構成要素とするものである。

主押出機４は、基材１を形成するための熱可塑性樹脂材料を溶融状態に加熱して金型６に供給し、サブ押出機５は、加飾樹脂層２を形成するための熱可塑性樹脂材料を溶融状態（及び半溶融状態）に加熱して金型６に供給する。

金型６において、基材１の表面に加飾樹脂層２が形成された樹脂成形体は、冷却装置７の例えば水槽内にて冷却され、引取機８により引き取られつつ切断装置９に移送され、この切断装置９により所定の長さに切断されて樹脂成形体３として完成品となる。この樹脂成形体３は、所定の厚み寸法を有する平面視略矩形の板体である。

上記の樹脂成形体３の製造において、基材１を形成するための熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、塩化ビニル、ポリフェニレンオキシド、エチレン酢酸ビニル共重合体など、適宜の熱可塑性樹脂を用いることができるが、特に、コスト性等の観点から、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂を用いることができる。

また、加飾樹脂層２を形成する熱可塑性樹脂としては、融点や粘度の違い等によって流動性の異なる少なくとも２種類の樹脂を用いる。例えば、流動性が低い濃い茶系色の樹脂で細い線の柾目模様を形成し、流動性が高い淡い茶系色で木目の基調色を形成することによって、木目調を表す濃淡模様が形成される。

第１の熱可塑性樹脂としては、上記の基材１を形成するための樹脂と同一の樹脂を用いることも出来る。

第２の熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂などの適宜の熱可塑性樹脂を用いることができ、特に、第１の熱可塑性樹脂との相溶性が小さく、かつ、第１の熱可塑性樹脂よりも流動性が低いものを好適に用いることができる。さらに、第２の熱可塑性樹脂は、その融点としては１３０℃〜３００℃のものがより好ましく、さらには、第１の熱可塑性樹脂との融点差が１０℃〜１２０℃のものがより好ましい。
第１の熱可塑性樹脂と第２の熱可塑性樹脂は、例えば、第１の熱可塑性樹脂を融点が１６５℃のポリプロピレンとし、第２の熱可塑性樹脂を融点が２２０℃のポリエステル系樹脂とすることができる。

図３は、金型６の要部を示すものである。
この図に示すように金型６は、第１の金型２１と第２の金型２２とを備えて構成され、第１の金型２１は、本体２１Ａに加飾樹脂層形成用金型２３を着脱自在に取り付けた構成とされている。

本体２１Ａは、主押出機１から供給される樹脂を通過させて基材１を形成するための基材形成用流路２４（主流路）を備えており、流路２４の上方に加飾樹脂層形成用金型２３を配置する空間部２５を備えている。空間部２５には、加飾樹脂層形成用金型２３が着脱自在に取り付けられ、加飾樹脂層形成用金型２３と対向する位置に第２の金型２２が配置されている。第２の金型２２には、流路２４の延長方向に基材形成用流路２６が形成されている。

この構成において、加飾樹脂層形成用金型２３と第２の金型２２との間には、加飾樹脂層形成用の樹脂が供給される流路２７（副流路）が形成されている。
副流路２７は、主流路２４と直交する方向に形成されており、本体２１Ａの開口部２８と第２の金型２２の流路２６の開口部２９との間において主流路２４と連通している。

加飾樹脂層形成用金型２３は、図３及び図４に示すように、基板部４１の一方の壁面に突出部４２ａ、４２ｂ・・、を設けてなるものである。
この加飾樹脂層形成用金型２３は、本体２１Ａに取り付けられた状態において、突出部４２ａ、４２ｂ・・、が副流路２７の幅方向に間隔をあけて列設されるように位置している。

図３、図４に示す加飾樹脂層形成用金型２３は、突出部４２ａ、４２ｂ・・、の形状が、矩形形状の断面輪郭をもって副流路２７の延在する方向へ向けて形成されている。
この場合、突出部４２ａ、４２ｂ・・、のうち、副流路２７の両端に位置する突出部４２ａ、４２ｎは、副流路２７の延長する方向の長さＬ１が、他の突出部のＬ０より短くなるように形成されている。

また、各突出部４２ａ、４２ｂ・・間の間隔は、全て同一寸法ＬＸとされている。
この樹脂成形体製造装置Ａにおいては、加飾樹脂層形成用金型２３は後述する各種のものが準備されており、基材１に形成する木目模様に応じて交換できるようになっている。

図５（ａ）（ｂ）は、他の加飾樹脂層形成用金型２３の例を示しており、図５（ａ）に示すものは、突出部４２ｎの基板部４１の壁面からの突出高さＬＨを他の突出部のものと異ならせた例であり、図５（ｂ）に示すものは、突出部４２ａ、４２ｂ・・の各幅寸法ＬＷ、突出高さＬＨ、間隔ＬＦを適宜異ならせて形成した例である。

次に、上記の構成からなる樹脂成形体製造装置Ａによる樹脂成形体３の製造について説明する。
前述したように、まず、図１に示す主押出機４から溶融状態にある基材形成用樹脂を金型６に供給すると共に、サブ押出機５から加飾樹脂層形成用の樹脂を金型６に供給する。
サブ押出機５から供給する樹脂は、前述した第１の熱可塑性樹脂と第２の熱可塑性樹脂である。

この場合、第１の熱可塑性樹脂は、木目模様のベースとなる色調部分を形成するものであり、溶融状態にある。また、第２の熱可塑性樹脂は、柾目柄を発現させるものであり、第１の熱可塑性樹脂よりも融点や粘度等が高いものが選択されることから、半溶融状態（第１の熱溶融樹脂に対して溶け残りが生じた状態）にある。

これら第１、第２の熱可塑性樹脂は、共押出法によって金型６へ供給される。
金型６内に供給された基材形成用樹脂は、図３に示す第１の金型２１本体における２１Ａの主流路２４内を流動し、副流路２７の一部を通って第２の金型２２の流路２６方向へ移動する。
一方、金型６内に供給された加飾樹脂層形成用の樹脂は、図３に示す副流路２７内に供給される。

ここで、加飾樹脂層形成用樹脂は、第１の熱可塑性樹脂と第２の樹脂可塑性樹脂とが混合されずに層を成して互いに接触しながら副流路２７の下方へ移動する。

この場合、第１の熱可塑性樹脂と第２の熱可塑性樹脂とは、図６に示すように、第１の熱可塑性樹脂は十分に溶融状態となっているので流路２７の断面全域を下方へ移動可能であるが、第２の熱可塑性樹脂は、半溶融状態となっているため、流路２７の断面領域のうち面積の広い各突出部４２ａ、４２ｂ・・間の空間（図に破線Ｐで示した部分）を移動することになり、第１の熱可塑性樹脂は、突出部４２ａ、４２ｂの外面近傍と突出部４２ａ、４２ｂ・・の各突出端と第１の金型２２の壁面との間の狭い空間部分を流動することになる。

その結果、図３において下方へ移動した第１、第２の熱可塑性樹脂は、基材１の表面に加飾樹脂層２を形成する際に、第１の熱可塑性樹脂が基材１の表面に木目のベースとなる色調部分を形成し、第２の熱可塑性樹脂が各突出部４２ａ、４２ｂ・・にて分断されることにより、筋状の模様を形成し、木目模様全体として柾目柄の模様が形成されることになる。

図８は、上記の樹脂成形体製造装置Ａにより製造した樹脂形成体３の木目模様の一例を示しており、ベースとなる色調部分に明確な筋状の柾目柄が形成されている。
また、柾目柄を変更する場合には、樹脂成形体製造装置Ａの運転を停止し、図４に示す加飾樹脂層形成用金型２３を例えば図５（ａ）又は（ｂ）に示す加飾樹脂層形成用金型２３に交換することにより所望の柾目柄を得ることが出来る。

以上に説明したように、この樹脂成形体製造装置Ａによれば、樹脂製の基材１の表面に木目調模様を有する加飾樹脂層２が形成された樹脂成形体３の製造に用いて、木目調模様として良好な柾目柄を形成することが出来る。
また、加飾樹脂層形成用金型２３を交換することにより、各種の柾目柄を形成することが出来る。
この場合、加飾樹脂層形成用金型２３の複数の突出部４２ａ、４２ｂ・・の長さ、幅、断面形状、各突出部間の間隔等を適宜設定し、加飾樹脂層形成用樹脂を適宜選択することにより、木目柄として自然木の柾目柄により近い柾目柄を得ることができる。

この第一の実施形態においては、加飾樹脂層形成用金型２３の構成として、突出部４２ａ、４２ｂ・・のうち、副流路２７の幅方向両端にあるものの長さ寸法Ｌ１を他のものの長さ寸法Ｌ０より小としてある。

仮に両端の突出部の長さ寸法を他の突出部と同様に長くするかまたは大寸法とした場合には、加飾樹脂層形成用の樹脂のうち、柾目柄を発現させる流動性の低い第２の熱可塑性樹脂の流れが遅くなり、全流路における流れが均一になりにくくなることがある。この場合、基材１の両端部の木目模様が良好に得られなくなる。したがって、上記の寸法関係を採用することで、加飾樹脂層成形金型２３の全体の流路から第２の熱可塑性樹脂が良好に流れるようにしている。
樹脂成形体製造装置Ａによると、上記のように、突出部４２ａ、４２ｂ・・の寸法関係を設定することにより、基材１の幅方向全域に亘って良好な柾目柄を得ることが出来る。

上記の実施形態においては、加飾樹脂層形成用金型２３に形成する突出部の断面形状を矩形形状としたが、この形状は矩形形状に限られることなく、適宜形状を選択してよい。

また、上記の実施形態においては、加飾樹脂層形成用金型２３に複数の突出部を一列一組設ける構成としたが、この構成に代え、第２の実施形態として、複数の突出部からなる列を加飾樹脂層形成用金型２３の上流側から下流側へ位置をずらして複数段設けるように構成しても良い。
図７においては、上段の突出部４２ａ、４２ｂ、４２ｃの下方に２段目の突出部４３、４３・・が設けられている。この構成においては、上方から流動する第１、第２の熱可塑性樹脂の混合物は、前述したように、流動性の低い第２の熱可塑性樹脂が主として断面積の広い副流路２７Ｓ〜２７Ｖの中心部を下方に流動し、流動性の高い第１の熱可塑性樹脂が副流路２７Ｓ〜２７Ｖを含む流路全域内を流動する。その後、副流路２７Ｓ又は２７Ｔを通過した第２の熱可塑性樹脂は、下段の突出部４３によって二手に分流され、断面積が略２分の１になって副流路３０ｓ、３０ｔ・・を通過して下方へ流動する。

このように、下方に移送されて主流路２４に到達する第２の熱可塑性樹脂は、副流路２７Ｓ、２７Ｔを通過するのに比べて細い樹脂の筋となっており、この部分においては柾目模様の筋目が細かくなって発現されることになる。したがって、全ての突出部４２ａ〜４２ｅの下方に２段目の突出部４３を設ければ、柾目模様として細い筋目を増やすことができる。

また、図７の加飾樹脂層形成用金型２３の右半部に示すように、突出部４２ｄ、４２ｅの下方に２段目の突出部４３が設けられていない構成とすれば、隣接する副流路２７Ｕ、２７Ｖを通過する第２の熱可塑性樹脂は、前述した第１実施形態の場合と同様に、副流路２７Ｕ、２７Ｖを通過したままの太さで主流路２４に到達し、木目模様として発現する。

このように、第１段目の突出部の下方において第２段目の突出部を設ける部分と設けない部分を混在させることにより、太い筋目と細い筋目を混合させてより多様なパターンの柾目模様を形成することができ、所望の木目模様を発現することができる。

また更に、上記の実施形態においては、図２に示すように木目の層が前面にのみ形成されているが、これに限定されるものではなく、木目の層が前面又は後面、あるいは４面全周に形成されても良い。

１ 基材
２ 加飾樹脂層
３ 樹脂成形体
６ 金型
２４ 主流路
２７ 副流路
４１ａ、４１ｂ・・ 突出部
ＬＸ 突出部の間隔
ＬＸ 突出高さ
Ｌ１ 突出部の長さ

Claims (7)

1. 樹脂製の基材の表面に木目調模様を有する加飾樹脂層が形成された樹脂成形体を製造するための金型であって、
   前記基材形成用の樹脂を供給する主流路と、
   該主流路に前記加飾樹脂層形成用の樹脂として、流動性の異なる２以上の熱可塑性樹脂を供給する副流路とを備えてなり、
   前記副流路には、その壁面に流路の幅方向に間隔をあけて複数の突出部が設けられ、
   これら突出部の一部のものが、他のものと流路の延在する方向への長さが異なるように形成されていることを特徴とする樹脂成形体製造用金型。
2. 請求項１に記載の樹脂成形体製造用金型において、
   前記複数の突出部の間隔が、少なくとも一部の間隔寸法が他の間隔寸法と異なるように設定されていることを特徴とする樹脂成形体製造用金型。
3. 請求項１または２に記載の樹脂成形体製造用金型において、
   前記複数の突出部が、前記壁面からの突出高さについて、一部のものが他のものと異なるように形成されていることを特徴とする樹脂成形体製造用金型。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の樹脂成形体製造用金型において、
   前記複数の突出部のうち、少なくとも前記幅方向の両端に位置するものが、他のいずれかのものより前記長さが小寸法となるように形成されていることを特徴とする樹脂成形体製造用金型。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の樹脂成形体製造用金型において、
   前記副流路の上流側から下流側へ位置をずらして、前記複数の突出部からなる突出部の列が複数組設けられていることを特徴とする樹脂成形体製造用金型。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の金型を備えた樹脂成形体製造装置。
7. 請求項６に記載の樹脂成形体製造装置において、
   前記金型が、前記突出部の構成を異ならせた他の金型と交換可能に構成されていることを特徴とする樹脂成形体製造装置。