人工萱状物、及びその製造方法
【課題】 萱葺き屋根の維持コストを抑えることができ、また火事の危険も軽減できる萱の代替品として使用することができ、しかも、天然の萱に非常に近い外観で萱の雰囲気が損なわれない人工萱状物およびその効率的な製造方法を提供すること。
【解決手段】 熱可塑性樹脂から成る芯部１と；表面に不規則なシワ21が形成された熱可塑性樹脂から成る外層部２とから人工萱状物Ｒを構成し、またこの人工萱状物Ｒの製造において、押出成形機Ｍによって棒状の芯部１と筒状の外層部２を形成する第一のステップと；外部の開放空間において、外層部２をバルーン状に膨らませる第二のステップと；サイジング装置Ｓのダイス孔Ｈ3の入り口で膨張した外層部３を圧搾して表面に不規則なシワ21を形成する第三のステップと；サイジング装置Ｓで冷却賦形して芯部１と外層部２を一体化する第四のステップとを含む工程を採用した。
【解決手段】 熱可塑性樹脂から成る芯部１と；表面に不規則なシワ21が形成された熱可塑性樹脂から成る外層部２とから人工萱状物Ｒを構成し、またこの人工萱状物Ｒの製造において、押出成形機Ｍによって棒状の芯部１と筒状の外層部２を形成する第一のステップと；外部の開放空間において、外層部２をバルーン状に膨らませる第二のステップと；サイジング装置Ｓのダイス孔Ｈ3の入り口で膨張した外層部３を圧搾して表面に不規則なシワ21を形成する第三のステップと；サイジング装置Ｓで冷却賦形して芯部１と外層部２を一体化する第四のステップとを含む工程を採用した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工萱状物の改良、詳しくは、萱の代替品として使用することができ、しかも、天然の萱に非常に近い外観で萱の雰囲気が損なわれない人工萱状物およびその効率的な製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、日本に古くからある屋根構造の一つに、ススキやチガヤ等の萱材を使用する萱葺き屋根があり、このような萱葺き屋根が施工された建物は戦後急激に減少したものの、現代においても、日本の伝統文化や葺き替えの伝承技術を残す目的または最近の自然志向の強い需要者の要望で民家等に萱葺き屋根を施工するケースがある。
【０００３】
しかしながら、上記萱葺き屋根を施工する際、従来と同じように自然の萱材を使用すると、耐久性の低い萱材がすぐに傷んで早期に葺き替えが必要となり、維持コストが高く付き易い。また、自然の萱材は非常に燃え易いため、火事の危険も大きい。
【０００４】
そこで、従来、上記萱材を燃え難い樹脂成形品で代替する技術が提案され(特許文献１参照)、このような樹脂成形品を使用することによって耐久性や火事の問題は解消可能となったが、一方で樹脂成形品により外観が非常に人工的な印象となってしまい、自然な萱材の雰囲気が損なわれ易かった。
【０００５】
一方、樹脂成形の技術分野では、発泡剤を加えた樹脂材料を押出成形機から外部に押し出した後、外部空間で成形体を発泡ガスにより一度膨張させて、それをサイジング装置で再度圧縮することにより、人工萱の表面に細かな木目模様を付ける技術も公知となっており(特許文献２参照)、このような棒状成形体を萱材の代替品として上記外観の問題を解消することも考えられる。
【０００６】
しかしながら、上記木目模様を有する棒状成形体は、成形時における外部空間での膨張率が低いことから、棒の周面に細かな線状の溝を付けるのが精一杯で萱の茎表面の不規則な模様を表現することができなかった。しかも、上記棒状成形体は単一層であったため、萱の茎断面を正確に表現することもできなかった。
【０００７】
また他にも、上記従来技術と同様の製法で、異形断面の人工萱を製造する技術も公知となっているが(特許文献３参照)、こちらも棒状成形体の断面形状を複雑化することはできるものの、茎表面の模様や茎の断面構造を再現するには至らなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３―１５６１５３号公報（第１―５頁、第１―４図）
【特許文献２】特公昭４８―２４８２１号公報（第１―４頁、第１−３図）
【特許文献３】特公昭４９―４１３４１号公報（第１―６頁、第１−６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の如き問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、萱葺き屋根の維持コストを抑えることができ、また火事の危険も軽減できる萱の代替品として使用することができ、しかも、天然の萱に非常に近い外観で萱の雰囲気が損なわれない人工萱状物およびその効率的な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。
【００１１】
即ち、本発明は、人工萱状物Ｒを、熱可塑性樹脂から成る芯部１と；表面に不規則なシワ21が形成された熱可塑性樹脂から成る外層部２とから構成した点に特徴がある。
【００１２】
ちなみに、上記「人工萱状物Ｒ」は、葦(アシ、ヨシ)や薄(ススキ)等のイネ科植物またはこれに類似する植物の人工物を意味し、屋根葺き材である萱のみに用途を限定するものではない。
【００１３】
また本発明は、必要に応じて、上記芯部１の熱可塑性樹脂に発泡ガスを保持し難い結晶性樹脂を使用して、芯部１から外部への発泡ガスの放出量を増大することもできる。
【００１４】
また本発明では、必要に応じて、上記外層部２の熱可塑性樹脂に着色剤である染顔料を加えて、外層部２の表面のシワ21に沿って複雑な濃淡模様を形成することもできる。
【００１５】
他方また本発明では、必要に応じて、上記芯部１に白色系の熱可塑性樹脂を使用すると共に、外層部２に茶色系の熱可塑性樹脂を使用して萱風の外観とすることもできる。
【００１６】
また本発明では、必要に応じて、上記外層部２の熱可塑性樹脂に植物原料を粉末化したバイオマス粉体を混合して植物の風合い又は香りを付加することもできる。
【００１７】
また本発明では、必要に応じて、芯部１と外層部２との間にボイド部３を設けて茎断面の維管束を表現することもできる。
【００１８】
また本発明では、上記人工萱状物Ｒを効率良く製造する方法として、押出成形機Ｍによって発泡剤を混合した熱可塑性樹脂から棒状の芯部１を形成するとともに、この芯部１の外側に、発泡剤を含まない熱可塑性樹脂から筒状の外層部２を形成する第一のステップと；前記押出成形機ＭのダイスＤから芯部１及び外層部２が押し出された外部の開放空間において、芯部１から放出されるガスによって外層部２をバルーン状に膨らませる第二のステップと；前記膨張した外層部２及び芯部１を、サイジング装置Ｓのダイス孔Ｈ3に導入して、ダイス孔Ｈ3の入り口で膨張した外層部３を圧搾して表面に不規則なシワ21を形成する第三のステップと；前記サイジング装置ＳのダイスＤ’内に導入した芯部１と外層部２を冷却賦形して両者を一体化する第四のステップとを含む方法を採用できる。
【００１９】
また本発明では、上記第一ステップにおいて、芯部１を複数の細芯11・11…に分割して形成するとともに、第三及び第四ステップにおいて、前記細芯11・11…をサイジング装置ＳのダイスＤ’に導入して集合一体化することができ、これによって第二ステップにおける芯部１の表面積を増大して発泡ガスの放出量を向上することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、芯部と外層部とから棒状の人工萱状物を構成し、更に成形時において押出成形機から押し出された外部空間で、芯部から放出される発泡ガスによって外層部をバルーン状に膨らませ、それをサイジング装置で圧搾することで、外層部の表面に不規則で大きなシワ模様を形成したことにより、萱の茎表面の複雑な模様を表現することが可能となった。
【００２１】
しかも、上記人工萱状物を芯部と外層部の二層構造としたことによって、表皮と髄から成る茎の断面構造を忠実に表現することもできるため、人工萱状物の周面及び断面をより本物の萱に近い外観に仕上げることが可能となる。
【００２２】
なお、上記人工萱状物の成形時において、芯部から全ての発泡ガスが外部に放出されるとは限らず、ある程度は芯部内にガスが残留すると考えられるが、残留ガスは冷却賦形時に芯部内に微細気泡を形成するため、これらは空隙の多い髄組織を表現するのに利用できる。
【００２３】
したがって、本発明により、耐久性が高く天然の萱の雰囲気を損なわない実用性に優れた人工萱状物、及びその効率的な製造方法を提供できることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１における人工萱状物を表わす全体斜視図である。
【図２】本発明の実施例１における人工萱状物を表わす正面図及び側面図である。
【図３】本発明の実施例１における人工萱状物のボイドを表わすＸ−Ｘ’断面の断面説明図である。
【図４】本発明の実施例１における人工萱状物の製造方法を説明するための工程説明図である。
【図５】本発明の実施例１における人工萱状物の製造時におけるダイス内の状態を表わすＰ1−Ｐ1’断面およびＱ1−Ｑ1’断面の断面説明図である。
【図６】本発明の実施例３における人工萱状物の製造方法を説明するための工程説明図である。
【図７】本発明の実施例３における人工萱状物の製造時におけるダイス内の状態を表わすＰ2−Ｐ2’断面およびＱ2−Ｑ2’断面の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
『実施例１』
まず本発明の実施例１について、図１から図５に基いて説明する。同図において、符号１で指示するものは芯部であり、符号２で指示するものは外層部である。また、符号３で指示するものはボイド部である。
【００２６】
［人工萱状物の構成］
この実施例１では、棒状の人工萱状物Ｒを、熱可塑性樹脂(材質：ポリプロピレン)を主材料とする芯部１と、同じく熱可塑性樹脂(材質：ポリプロピレン)を主材料とし、芯部１の外側に形成される外層部２とから構成している(図１、図２参照)。また、外層部２の表面には不規則なシワ21を設けている。
【００２７】
また、上記外層部２の熱可塑性樹脂には着色剤である顔料を加えており、この顔料がシワ21周辺に集まって他の部分よりも色が濃くなることで、シワ21に沿った複雑な濃淡模様を形成している。なお実施例１では、芯部１に白色系の熱可塑性樹脂を使用すると共に、外層部２に茶色系の熱可塑性樹脂を使用している。
【００２８】
上記のように構成したことにより、人工萱状物Ｒの周面および断面を、自然の萱に近い外観に仕上げることができる。具体的には、外層部２表面のシワ模様によって萱の外皮の模様を表現することができ、また芯部１と外層部２の二層構造によって茎断面の外皮と髄を再現できる。
【００２９】
また実施例１では、上記外層部２の熱可塑性樹脂に植物原料を粉末化したバイオマス粉体(材質：木粉)を混合しており、これによって人工萱状物Ｒに植物の風合い及び香りを付加することができる。
【００３０】
また他にも実施例１では、上記人工萱状物Ｒの一部において、芯部１と外層部２との間にボイド部３を設けているため、このボイド部３が表れる部分で人工萱状物Ｒを切断すれば茎断面の維管束も表現できる(図３参照)。しかも、ボイド部３を設けることで人工萱状物Ｒの軽量化も図れる。
【００３１】
［人工萱状物の製造方法］
次に、上記人工萱状物Ｒの製造方法について説明する。まず第一のステップとして、押出成形機Ｍを用いて重曹系発泡剤を混合した熱可塑性樹脂から棒状の芯部１を形成すると共に、この芯部１の外側には、木粉・タルク・顔料を混合した熱可塑性樹脂から筒状の外層部２を形成する(図４、図５参照)。
【００３２】
ちなみに実施例１では、上記芯部１の重曹系発泡剤の添加量を、樹脂１００重量部に対し１重量部としている。また、外層部２の木粉の混合量は、樹脂１００重量部に対し約２７重量部とし、タルクの混合量は、樹脂１００重量部に対し約２４重量部としている。またタルクについては、人工萱状物の剛性及び成形性を向上するために混合している。
【００３３】
一方、押出成形機Ｍの成形温度(ダイス温度)に関しては、芯部１を200℃、外層部２を190℃とし、ダイス孔Ｈのサイズは、芯部１のダイス孔Ｈ1を直径6mm、外層部２のダイス孔Ｈ2を直径10mm・厚み１mmとしている。
【００３４】
次いで第二のステップとして、上記押出成形機ＭのダイスＤから芯部１及び外層部２を外部に押し出し、外部の開放空間において、加熱状態の芯部１から外部に発泡ガスを放出させ、この放出されたガスを利用して外層部２をバルーン状に膨らませる。
【００３５】
なおこの際、芯部１から充分な量のガスが放出されるように、芯部１の熱可塑性樹脂には発泡ガスを保持し難い性質を有する樹脂を用いる必要がある。本実施例では、溶融張力の低い結晶性樹脂の中でも特に好適なポリプロピレンを使用している。
【００３６】
そして次に第三のステップとして、上記膨張させた外層部２と芯部１を、サイジング装置Ｓのダイス孔Ｈ3に導入して、ダイス孔Ｈ3の入り口で膨張した外層部３を圧搾して表面に不規則なシワ21を形成する。
【００３７】
なお実施例１では、サイジング装置Ｓのダイス孔Ｈ3のサイズを、押出成形機Ｍの外層部２のダイス孔Ｈ2よりも径が小さい直径6mmとしているが、サイジング装置Ｓのダイス孔Ｈ3のサイズを変えることによってシワの大きさを調整できる。
【００３８】
そして最後に、第四のステップとして、上記サイジング装置ＳのダイスＤ’内に導入した芯部１と外層部２を冷却賦形して両者を一体化する。ちなみにこの冷却賦形の際、芯部１と外層部２の間にあった発泡ガスが収縮することでボイド部３が形成される。
【００３９】
このように上記第一から第四ステップを含む製造方法を採用することによって、特別な装置を用いることなく、上記シワ模様を有する人工萱状物Ｒを連続的に効率良く製造することができる。
【００４０】
『実施例２』
次に、本発明の実施例２について以下に説明する。この実施例２では、芯部１の熱可塑性樹脂に非結晶性樹脂であるＰＥＴ-Ｇを使用し、実施例１と同じ条件で製造を行った。その結果、人工萱状物Ｒを問題なく作製することができた。よって、溶融張力が低く発泡ガスを保持し難い樹脂材料であれば、非結晶性樹脂であっても芯部１に使用できることが確認できた。
【００４１】
『実施例３』
次に、本発明の実施例３について図６及び図７に基いて以下に説明する。この実施例３では、芯部１の熱可塑性樹脂に結晶性樹脂である高密度ポリエチレン(HDPE)を使用すると共に、外層部２に混合するバイオマス粉体に米粉を使用した。ちなみに実施例３では、米粉の混合量を、樹脂１００重量部に対し約３３重量部とし、タルクの混合量を、樹脂１００重量部に対し約２５重量部としている。また押出成形機(Ｍ)の成形温度は、芯部１を190℃、外層部を180℃としている。
【００４２】
そしてまた、実施例２においては、製造時の第一ステップにおいて、芯部１を複数の細芯11・11…に分割して形成し、第三及び第四ステップにおいて、これらの細芯11・11…をサイジング装置ＳのダイスＤ’に導入して集合一体化した(図６、図７参照)。
【００４３】
この方法を採用することにより、第二ステップにおいて芯部１全体の表面積を増やすことが可能となり、発泡ガスの放出量を向上することが可能となった。また上記の条件で製造を行ったところ、人工萱状物Ｒを問題なく作製することができた。
【００４４】
『比較例１』
次に、本発明の比較例１について以下に説明する。この比較例１では、芯部１の熱可塑性樹脂に非結晶性樹脂であるポリスチレン(PS)を使用し、実施例３と同じ条件で製造を行った。その結果、第二ステップ時において芯部１の発泡ガスの抜けが悪く、芯部１が大きく膨張してしまい、第三ステップ時において芯部１をサイジング装置(Ｓ)のダイス(Ｄ’)に導入できなかった。
【００４５】
なお、下記表１に上記実施例１〜３と比較例１の製造条件および成形加工性の有無について得られたデータを示す。
【表１】
【００４６】
本発明は、概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、芯部１の樹脂材料には、溶融張力が低く発泡ガスを保持し難い樹脂であれば、ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン、ポリエチレン等)、ポリエステル系樹脂(ＰＥＴ、ポリ乳酸)、ポリアミド系樹脂(ナイロン)等の結晶性樹脂、または非結晶性樹脂から適当なものを任意に選択できる。
【００４７】
また、芯部１の樹脂材料に添加する発泡剤についても、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム等の無機発泡剤や、N,N’-ジメチル-N,N’-ジニトロソ・テレフタルアミド、N,N’-ジニトロソ・ペンタメチレン・テトラミンなどのニトロソ化合物、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボキサミド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾシクロヘキシルニトリル、アゾジアミノベンゼン、バリウム・アゾジカルボキシレートなどのアゾ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、P,P’-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、ジフェニルスルホン-3,3’-ジスルホニルヒドラジドなどのスルホニルヒドラジド化合物、カルシウムアジド、4,4’-ジフェニルジスルホニルアジド、p-トルエンスルホニルアジドなどのアジド化合物などを単独または二種以上組み合わせて使用することができる。
【００４８】
他方また、外層部２に混合するバイオマス粉体についても、植物原料を粉末化したものであれば木粉、米粉以外の竹粉や籾粉、などを使用することができる。
【００４９】
そしてまた、上記発泡剤の添加量に関しても、樹脂１００重量部に対して0.1〜10重量部の間で自由に調整することができ、またバイオマス粉体の混合量に関しても、樹脂１００重量部に対して５〜８０重量部の間で調整することができる。
【００５０】
また、上記人工萱状物Ｒは、屋根葺き材として使用するだけでなく、床材や敷物、或いは壁装材等の他の用途に用いることもでき、何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
近年、自然志向の高まりによって萱葺き屋根の文化的価値が再度見直されており、最近では萱葺き屋根を採り入れた少しずつ建築物も増えてきている。一方で、屋根の葺き替え等を行う職人は依然として少なく、萱葺き屋根を施工しても後々の維持管理が困難となるのが現状である。
【００５２】
そのような中で、本発明の人工萱状物、及びその製造方法は、萱の雰囲気を損なわない耐久性に優れた萱代替品を提供できる有用な技術であることから、その産業上の利用価値は非常に高い。
【符号の説明】
【００５３】
１ 芯部
11 細芯
２ 外層部
21 シワ
３ ボイド部
Ｒ 人工萱状物
Ｍ 押出成形機
Ｓ サイジング装置
Ｄ ダイス
Ｈ ダイス孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工萱状物の改良、詳しくは、萱の代替品として使用することができ、しかも、天然の萱に非常に近い外観で萱の雰囲気が損なわれない人工萱状物およびその効率的な製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、日本に古くからある屋根構造の一つに、ススキやチガヤ等の萱材を使用する萱葺き屋根があり、このような萱葺き屋根が施工された建物は戦後急激に減少したものの、現代においても、日本の伝統文化や葺き替えの伝承技術を残す目的または最近の自然志向の強い需要者の要望で民家等に萱葺き屋根を施工するケースがある。
【０００３】
しかしながら、上記萱葺き屋根を施工する際、従来と同じように自然の萱材を使用すると、耐久性の低い萱材がすぐに傷んで早期に葺き替えが必要となり、維持コストが高く付き易い。また、自然の萱材は非常に燃え易いため、火事の危険も大きい。
【０００４】
そこで、従来、上記萱材を燃え難い樹脂成形品で代替する技術が提案され(特許文献１参照)、このような樹脂成形品を使用することによって耐久性や火事の問題は解消可能となったが、一方で樹脂成形品により外観が非常に人工的な印象となってしまい、自然な萱材の雰囲気が損なわれ易かった。
【０００５】
一方、樹脂成形の技術分野では、発泡剤を加えた樹脂材料を押出成形機から外部に押し出した後、外部空間で成形体を発泡ガスにより一度膨張させて、それをサイジング装置で再度圧縮することにより、人工萱の表面に細かな木目模様を付ける技術も公知となっており(特許文献２参照)、このような棒状成形体を萱材の代替品として上記外観の問題を解消することも考えられる。
【０００６】
しかしながら、上記木目模様を有する棒状成形体は、成形時における外部空間での膨張率が低いことから、棒の周面に細かな線状の溝を付けるのが精一杯で萱の茎表面の不規則な模様を表現することができなかった。しかも、上記棒状成形体は単一層であったため、萱の茎断面を正確に表現することもできなかった。
【０００７】
また他にも、上記従来技術と同様の製法で、異形断面の人工萱を製造する技術も公知となっているが(特許文献３参照)、こちらも棒状成形体の断面形状を複雑化することはできるものの、茎表面の模様や茎の断面構造を再現するには至らなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３―１５６１５３号公報（第１―５頁、第１―４図）
【特許文献２】特公昭４８―２４８２１号公報（第１―４頁、第１−３図）
【特許文献３】特公昭４９―４１３４１号公報（第１―６頁、第１−６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の如き問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、萱葺き屋根の維持コストを抑えることができ、また火事の危険も軽減できる萱の代替品として使用することができ、しかも、天然の萱に非常に近い外観で萱の雰囲気が損なわれない人工萱状物およびその効率的な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。
【００１１】
即ち、本発明は、人工萱状物Ｒを、熱可塑性樹脂から成る芯部１と；表面に不規則なシワ21が形成された熱可塑性樹脂から成る外層部２とから構成した点に特徴がある。
【００１２】
ちなみに、上記「人工萱状物Ｒ」は、葦(アシ、ヨシ)や薄(ススキ)等のイネ科植物またはこれに類似する植物の人工物を意味し、屋根葺き材である萱のみに用途を限定するものではない。
【００１３】
また本発明は、必要に応じて、上記芯部１の熱可塑性樹脂に発泡ガスを保持し難い結晶性樹脂を使用して、芯部１から外部への発泡ガスの放出量を増大することもできる。
【００１４】
また本発明では、必要に応じて、上記外層部２の熱可塑性樹脂に着色剤である染顔料を加えて、外層部２の表面のシワ21に沿って複雑な濃淡模様を形成することもできる。
【００１５】
他方また本発明では、必要に応じて、上記芯部１に白色系の熱可塑性樹脂を使用すると共に、外層部２に茶色系の熱可塑性樹脂を使用して萱風の外観とすることもできる。
【００１６】
また本発明では、必要に応じて、上記外層部２の熱可塑性樹脂に植物原料を粉末化したバイオマス粉体を混合して植物の風合い又は香りを付加することもできる。
【００１７】
また本発明では、必要に応じて、芯部１と外層部２との間にボイド部３を設けて茎断面の維管束を表現することもできる。
【００１８】
また本発明では、上記人工萱状物Ｒを効率良く製造する方法として、押出成形機Ｍによって発泡剤を混合した熱可塑性樹脂から棒状の芯部１を形成するとともに、この芯部１の外側に、発泡剤を含まない熱可塑性樹脂から筒状の外層部２を形成する第一のステップと；前記押出成形機ＭのダイスＤから芯部１及び外層部２が押し出された外部の開放空間において、芯部１から放出されるガスによって外層部２をバルーン状に膨らませる第二のステップと；前記膨張した外層部２及び芯部１を、サイジング装置Ｓのダイス孔Ｈ3に導入して、ダイス孔Ｈ3の入り口で膨張した外層部３を圧搾して表面に不規則なシワ21を形成する第三のステップと；前記サイジング装置ＳのダイスＤ’内に導入した芯部１と外層部２を冷却賦形して両者を一体化する第四のステップとを含む方法を採用できる。
【００１９】
また本発明では、上記第一ステップにおいて、芯部１を複数の細芯11・11…に分割して形成するとともに、第三及び第四ステップにおいて、前記細芯11・11…をサイジング装置ＳのダイスＤ’に導入して集合一体化することができ、これによって第二ステップにおける芯部１の表面積を増大して発泡ガスの放出量を向上することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、芯部と外層部とから棒状の人工萱状物を構成し、更に成形時において押出成形機から押し出された外部空間で、芯部から放出される発泡ガスによって外層部をバルーン状に膨らませ、それをサイジング装置で圧搾することで、外層部の表面に不規則で大きなシワ模様を形成したことにより、萱の茎表面の複雑な模様を表現することが可能となった。
【００２１】
しかも、上記人工萱状物を芯部と外層部の二層構造としたことによって、表皮と髄から成る茎の断面構造を忠実に表現することもできるため、人工萱状物の周面及び断面をより本物の萱に近い外観に仕上げることが可能となる。
【００２２】
なお、上記人工萱状物の成形時において、芯部から全ての発泡ガスが外部に放出されるとは限らず、ある程度は芯部内にガスが残留すると考えられるが、残留ガスは冷却賦形時に芯部内に微細気泡を形成するため、これらは空隙の多い髄組織を表現するのに利用できる。
【００２３】
したがって、本発明により、耐久性が高く天然の萱の雰囲気を損なわない実用性に優れた人工萱状物、及びその効率的な製造方法を提供できることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１における人工萱状物を表わす全体斜視図である。
【図２】本発明の実施例１における人工萱状物を表わす正面図及び側面図である。
【図３】本発明の実施例１における人工萱状物のボイドを表わすＸ−Ｘ’断面の断面説明図である。
【図４】本発明の実施例１における人工萱状物の製造方法を説明するための工程説明図である。
【図５】本発明の実施例１における人工萱状物の製造時におけるダイス内の状態を表わすＰ1−Ｐ1’断面およびＱ1−Ｑ1’断面の断面説明図である。
【図６】本発明の実施例３における人工萱状物の製造方法を説明するための工程説明図である。
【図７】本発明の実施例３における人工萱状物の製造時におけるダイス内の状態を表わすＰ2−Ｐ2’断面およびＱ2−Ｑ2’断面の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
『実施例１』
まず本発明の実施例１について、図１から図５に基いて説明する。同図において、符号１で指示するものは芯部であり、符号２で指示するものは外層部である。また、符号３で指示するものはボイド部である。
【００２６】
［人工萱状物の構成］
この実施例１では、棒状の人工萱状物Ｒを、熱可塑性樹脂(材質：ポリプロピレン)を主材料とする芯部１と、同じく熱可塑性樹脂(材質：ポリプロピレン)を主材料とし、芯部１の外側に形成される外層部２とから構成している(図１、図２参照)。また、外層部２の表面には不規則なシワ21を設けている。
【００２７】
また、上記外層部２の熱可塑性樹脂には着色剤である顔料を加えており、この顔料がシワ21周辺に集まって他の部分よりも色が濃くなることで、シワ21に沿った複雑な濃淡模様を形成している。なお実施例１では、芯部１に白色系の熱可塑性樹脂を使用すると共に、外層部２に茶色系の熱可塑性樹脂を使用している。
【００２８】
上記のように構成したことにより、人工萱状物Ｒの周面および断面を、自然の萱に近い外観に仕上げることができる。具体的には、外層部２表面のシワ模様によって萱の外皮の模様を表現することができ、また芯部１と外層部２の二層構造によって茎断面の外皮と髄を再現できる。
【００２９】
また実施例１では、上記外層部２の熱可塑性樹脂に植物原料を粉末化したバイオマス粉体(材質：木粉)を混合しており、これによって人工萱状物Ｒに植物の風合い及び香りを付加することができる。
【００３０】
また他にも実施例１では、上記人工萱状物Ｒの一部において、芯部１と外層部２との間にボイド部３を設けているため、このボイド部３が表れる部分で人工萱状物Ｒを切断すれば茎断面の維管束も表現できる(図３参照)。しかも、ボイド部３を設けることで人工萱状物Ｒの軽量化も図れる。
【００３１】
［人工萱状物の製造方法］
次に、上記人工萱状物Ｒの製造方法について説明する。まず第一のステップとして、押出成形機Ｍを用いて重曹系発泡剤を混合した熱可塑性樹脂から棒状の芯部１を形成すると共に、この芯部１の外側には、木粉・タルク・顔料を混合した熱可塑性樹脂から筒状の外層部２を形成する(図４、図５参照)。
【００３２】
ちなみに実施例１では、上記芯部１の重曹系発泡剤の添加量を、樹脂１００重量部に対し１重量部としている。また、外層部２の木粉の混合量は、樹脂１００重量部に対し約２７重量部とし、タルクの混合量は、樹脂１００重量部に対し約２４重量部としている。またタルクについては、人工萱状物の剛性及び成形性を向上するために混合している。
【００３３】
一方、押出成形機Ｍの成形温度(ダイス温度)に関しては、芯部１を200℃、外層部２を190℃とし、ダイス孔Ｈのサイズは、芯部１のダイス孔Ｈ1を直径6mm、外層部２のダイス孔Ｈ2を直径10mm・厚み１mmとしている。
【００３４】
次いで第二のステップとして、上記押出成形機ＭのダイスＤから芯部１及び外層部２を外部に押し出し、外部の開放空間において、加熱状態の芯部１から外部に発泡ガスを放出させ、この放出されたガスを利用して外層部２をバルーン状に膨らませる。
【００３５】
なおこの際、芯部１から充分な量のガスが放出されるように、芯部１の熱可塑性樹脂には発泡ガスを保持し難い性質を有する樹脂を用いる必要がある。本実施例では、溶融張力の低い結晶性樹脂の中でも特に好適なポリプロピレンを使用している。
【００３６】
そして次に第三のステップとして、上記膨張させた外層部２と芯部１を、サイジング装置Ｓのダイス孔Ｈ3に導入して、ダイス孔Ｈ3の入り口で膨張した外層部３を圧搾して表面に不規則なシワ21を形成する。
【００３７】
なお実施例１では、サイジング装置Ｓのダイス孔Ｈ3のサイズを、押出成形機Ｍの外層部２のダイス孔Ｈ2よりも径が小さい直径6mmとしているが、サイジング装置Ｓのダイス孔Ｈ3のサイズを変えることによってシワの大きさを調整できる。
【００３８】
そして最後に、第四のステップとして、上記サイジング装置ＳのダイスＤ’内に導入した芯部１と外層部２を冷却賦形して両者を一体化する。ちなみにこの冷却賦形の際、芯部１と外層部２の間にあった発泡ガスが収縮することでボイド部３が形成される。
【００３９】
このように上記第一から第四ステップを含む製造方法を採用することによって、特別な装置を用いることなく、上記シワ模様を有する人工萱状物Ｒを連続的に効率良く製造することができる。
【００４０】
『実施例２』
次に、本発明の実施例２について以下に説明する。この実施例２では、芯部１の熱可塑性樹脂に非結晶性樹脂であるＰＥＴ-Ｇを使用し、実施例１と同じ条件で製造を行った。その結果、人工萱状物Ｒを問題なく作製することができた。よって、溶融張力が低く発泡ガスを保持し難い樹脂材料であれば、非結晶性樹脂であっても芯部１に使用できることが確認できた。
【００４１】
『実施例３』
次に、本発明の実施例３について図６及び図７に基いて以下に説明する。この実施例３では、芯部１の熱可塑性樹脂に結晶性樹脂である高密度ポリエチレン(HDPE)を使用すると共に、外層部２に混合するバイオマス粉体に米粉を使用した。ちなみに実施例３では、米粉の混合量を、樹脂１００重量部に対し約３３重量部とし、タルクの混合量を、樹脂１００重量部に対し約２５重量部としている。また押出成形機(Ｍ)の成形温度は、芯部１を190℃、外層部を180℃としている。
【００４２】
そしてまた、実施例２においては、製造時の第一ステップにおいて、芯部１を複数の細芯11・11…に分割して形成し、第三及び第四ステップにおいて、これらの細芯11・11…をサイジング装置ＳのダイスＤ’に導入して集合一体化した(図６、図７参照)。
【００４３】
この方法を採用することにより、第二ステップにおいて芯部１全体の表面積を増やすことが可能となり、発泡ガスの放出量を向上することが可能となった。また上記の条件で製造を行ったところ、人工萱状物Ｒを問題なく作製することができた。
【００４４】
『比較例１』
次に、本発明の比較例１について以下に説明する。この比較例１では、芯部１の熱可塑性樹脂に非結晶性樹脂であるポリスチレン(PS)を使用し、実施例３と同じ条件で製造を行った。その結果、第二ステップ時において芯部１の発泡ガスの抜けが悪く、芯部１が大きく膨張してしまい、第三ステップ時において芯部１をサイジング装置(Ｓ)のダイス(Ｄ’)に導入できなかった。
【００４５】
なお、下記表１に上記実施例１〜３と比較例１の製造条件および成形加工性の有無について得られたデータを示す。
【表１】
【００４６】
本発明は、概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、芯部１の樹脂材料には、溶融張力が低く発泡ガスを保持し難い樹脂であれば、ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン、ポリエチレン等)、ポリエステル系樹脂(ＰＥＴ、ポリ乳酸)、ポリアミド系樹脂(ナイロン)等の結晶性樹脂、または非結晶性樹脂から適当なものを任意に選択できる。
【００４７】
また、芯部１の樹脂材料に添加する発泡剤についても、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム等の無機発泡剤や、N,N’-ジメチル-N,N’-ジニトロソ・テレフタルアミド、N,N’-ジニトロソ・ペンタメチレン・テトラミンなどのニトロソ化合物、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボキサミド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾシクロヘキシルニトリル、アゾジアミノベンゼン、バリウム・アゾジカルボキシレートなどのアゾ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、P,P’-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、ジフェニルスルホン-3,3’-ジスルホニルヒドラジドなどのスルホニルヒドラジド化合物、カルシウムアジド、4,4’-ジフェニルジスルホニルアジド、p-トルエンスルホニルアジドなどのアジド化合物などを単独または二種以上組み合わせて使用することができる。
【００４８】
他方また、外層部２に混合するバイオマス粉体についても、植物原料を粉末化したものであれば木粉、米粉以外の竹粉や籾粉、などを使用することができる。
【００４９】
そしてまた、上記発泡剤の添加量に関しても、樹脂１００重量部に対して0.1〜10重量部の間で自由に調整することができ、またバイオマス粉体の混合量に関しても、樹脂１００重量部に対して５〜８０重量部の間で調整することができる。
【００５０】
また、上記人工萱状物Ｒは、屋根葺き材として使用するだけでなく、床材や敷物、或いは壁装材等の他の用途に用いることもでき、何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
近年、自然志向の高まりによって萱葺き屋根の文化的価値が再度見直されており、最近では萱葺き屋根を採り入れた少しずつ建築物も増えてきている。一方で、屋根の葺き替え等を行う職人は依然として少なく、萱葺き屋根を施工しても後々の維持管理が困難となるのが現状である。
【００５２】
そのような中で、本発明の人工萱状物、及びその製造方法は、萱の雰囲気を損なわない耐久性に優れた萱代替品を提供できる有用な技術であることから、その産業上の利用価値は非常に高い。
【符号の説明】
【００５３】
１ 芯部
11 細芯
２ 外層部
21 シワ
３ ボイド部
Ｒ 人工萱状物
Ｍ 押出成形機
Ｓ サイジング装置
Ｄ ダイス
Ｈ ダイス孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂から成る芯部(１)と；表面に不規則なシワ(21)が形成された熱可塑性樹脂から成る外層部(２)とを備えることを特徴とする人工萱状物。
【請求項２】
芯部(１)の熱可塑性樹脂に結晶性樹脂を使用したことを特徴とする請求項１記載の人工萱状物。
【請求項３】
外層部(２)の熱可塑性樹脂に着色剤である染顔料を加えて、外層部(２)の表面のシワ(21)に沿って複雑な濃淡模様を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の人工萱状物。
【請求項４】
芯部(１)に白色系の熱可塑性樹脂を使用すると共に、外層部(２)に茶色系の熱可塑性樹脂を使用したことを特徴とする請求項３記載の人工萱状物。
【請求項５】
外層部(２)の熱可塑性樹脂に植物原料を粉末化したバイオマス粉体を混合して植物の風合いまたは香りを付加したことを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の人工萱状物。
【請求項６】
芯部(１)と外層部(２)との間にボイド部(３)が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の人工萱状物。
【請求項７】
押出成形機(Ｍ)によって発泡剤を混合した熱可塑性樹脂から棒状の芯部(１)を形成すると共に、この芯部(１)の外側に、発泡剤を含まない熱可塑性樹脂から筒状の外層部(２)を形成する第一のステップと；前記押出成形機(Ｍ)のダイス(Ｄ)から芯部(１)及び外層部(２)が押し出された外部の開放空間において、芯部(１)から放出されるガスによって外層部(２)をバルーン状に膨らませる第二のステップと；前記膨張した外層部(２)及び芯部(１)を、サイジング装置(Ｓ)のダイス孔(Ｈ3)に導入して、ダイス孔(Ｈ3)の入り口で膨張した外層部(３)を圧搾して表面に不規則なシワ(21)を形成する第三のステップと；前記サイジング装置(Ｓ)のダイス(Ｄ’)内に導入した芯部(１)と外層部(２)を冷却賦形して両者を一体化する第四のステップとを含むことを特徴とする人工萱状物の製造方法。
【請求項８】
芯部(１)の熱可塑性樹脂に発泡ガスを保持し難い結晶性樹脂を使用することを特徴とする請求項７記載の人工萱状物の製造方法。
【請求項９】
第四のステップにおいて、芯部(１)と外層部(２)との間にボイド部(３)が形成されるように芯部(１)と外層部(２)を冷却賦形することを特徴とする請求項７または８に記載の人工萱状物の製造方法。
【請求項１０】
第一のステップにおいて、芯部(２)を複数の細芯(21・21…)に分割して形成するとともに、第三及び第四のステップにおいて、これらの細芯(21・21…)をサイジング装置(Ｓ)のダイス(Ｄ’)に導入して集合一体化することを特徴とする請求項７〜９の何れか一つに記載のシワ模様を有する人工萱状物の製造方法。
【請求項１】
熱可塑性樹脂から成る芯部(１)と；表面に不規則なシワ(21)が形成された熱可塑性樹脂から成る外層部(２)とを備えることを特徴とする人工萱状物。
【請求項２】
芯部(１)の熱可塑性樹脂に結晶性樹脂を使用したことを特徴とする請求項１記載の人工萱状物。
【請求項３】
外層部(２)の熱可塑性樹脂に着色剤である染顔料を加えて、外層部(２)の表面のシワ(21)に沿って複雑な濃淡模様を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の人工萱状物。
【請求項４】
芯部(１)に白色系の熱可塑性樹脂を使用すると共に、外層部(２)に茶色系の熱可塑性樹脂を使用したことを特徴とする請求項３記載の人工萱状物。
【請求項５】
外層部(２)の熱可塑性樹脂に植物原料を粉末化したバイオマス粉体を混合して植物の風合いまたは香りを付加したことを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の人工萱状物。
【請求項６】
芯部(１)と外層部(２)との間にボイド部(３)が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の人工萱状物。
【請求項７】
押出成形機(Ｍ)によって発泡剤を混合した熱可塑性樹脂から棒状の芯部(１)を形成すると共に、この芯部(１)の外側に、発泡剤を含まない熱可塑性樹脂から筒状の外層部(２)を形成する第一のステップと；前記押出成形機(Ｍ)のダイス(Ｄ)から芯部(１)及び外層部(２)が押し出された外部の開放空間において、芯部(１)から放出されるガスによって外層部(２)をバルーン状に膨らませる第二のステップと；前記膨張した外層部(２)及び芯部(１)を、サイジング装置(Ｓ)のダイス孔(Ｈ3)に導入して、ダイス孔(Ｈ3)の入り口で膨張した外層部(３)を圧搾して表面に不規則なシワ(21)を形成する第三のステップと；前記サイジング装置(Ｓ)のダイス(Ｄ’)内に導入した芯部(１)と外層部(２)を冷却賦形して両者を一体化する第四のステップとを含むことを特徴とする人工萱状物の製造方法。
【請求項８】
芯部(１)の熱可塑性樹脂に発泡ガスを保持し難い結晶性樹脂を使用することを特徴とする請求項７記載の人工萱状物の製造方法。
【請求項９】
第四のステップにおいて、芯部(１)と外層部(２)との間にボイド部(３)が形成されるように芯部(１)と外層部(２)を冷却賦形することを特徴とする請求項７または８に記載の人工萱状物の製造方法。
【請求項１０】
第一のステップにおいて、芯部(２)を複数の細芯(21・21…)に分割して形成するとともに、第三及び第四のステップにおいて、これらの細芯(21・21…)をサイジング装置(Ｓ)のダイス(Ｄ’)に導入して集合一体化することを特徴とする請求項７〜９の何れか一つに記載のシワ模様を有する人工萱状物の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２６２３９（Ｐ２０１２−２６２３９Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６８８１０（Ｐ２０１０−１６８８１０）
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（００００１００６５）フクビ化学工業株式会社 (150)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（００００１００６５）フクビ化学工業株式会社 (150)
【Ｆターム（参考）】
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