JPH04146101A - 木材製品の表面加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は木材の表面加工方法の改良に係り、特にマツ属
等の高樹脂分含有木材製品の表面の硬化と艶出し及び変
色防止を行なうものに関する。

［従来の技術］ 木材、特に松、杉、檜等の針葉樹は、一般に材質が柔ら
か（て疵が付き易く、床板等には遣い難いものである。

もっとも、松材は他の針葉樹材に比べて幾分硬いが、や
はり疵付き易い材である。

そこで、従来からこれら針葉樹材に対して、プラスチッ
ク加工による材質改善や表面硬化処理が行われている。

例えば、ＭＭＡ　（メタクリル酸メチル）やスチレン等
のビニルモノマーをｔｉさせて加熱硬化させるとか、Ｐ
Ｐ（ポリエチレン）やＥＶＡ　（エチレン−酢ビ共重合
体）等のフィルムを表面に加熱融着させるとか、ＰＥＧ
　（ポリエチレングリコール）を注入する等である。

しかし、これらプラスチック処理による強化は、木材の
比重を増大させ、また薬品代や加工の手間がかかってコ
スト高いものとなる。しかも、木材の優れた点である吸
排湿性や温かい手触りを著しく低下させるし、水に濡れ
ると漬りやすくなるとか、長時間経過後に表面からプラ
スチックが剥離して見苦しくなる等の欠点があった。

［発明が解決しようとする課題］ そこで、近時木材の表面層のみを加熱加圧圧縮して表面
硬度や表面光沢を増大させる方法が紙工されている。こ
れは、熱、水分及び加圧力による木材の可塑性と永久歪
を利用したもので、木材の表層部が高密度化し且つ強度
が増大する。その程度は木材の種類や含水率、加工条件
にもよるが、表面強度は１〜４割前後、表面の耐摩耗性
は２倍前後になると言われている。

ところが、この加工方法は杉や檜等では何ら問題は無い
が、マツ属のように高樹脂分含有木材の場合には、加熱
加圧により多量のヤニが材表面に滲出してきて加工が困
難になり、また材を台無しにしてしまう。表面に浸出し
てきたヤニを溶剤等で除去しても、その後内部から徐々
に滲出してくるヤニ分等により徐々に変色してくる。従
って、大きな需要はありながら松材の加熱加圧による表
面硬化は実現不可能であった。

そこで本発明者は松材のヤニ分に着目し、鋭意研究した
結果松材のヤニ分の除去及び加熱加圧による表面硬化処
理に成功した。

［課題を解決するための手段］ マツ属には、地検（赤松・黒松等）、ニジ松、米松、ニ
ューシーラント松等多くの種類があるが、いずれもその
材中にヤニ分（松樹脂）を含有している。樹脂分は、大
きく分けて油状のテルペン類と固形の樹脂Ｍ（通称ロジ
ン）からなっており、時間の経過とともに製品表面にヤ
ニ分が滲出してき、それが次第に茶色からくすんだ黒い
色に変化し、商品価値を下げる欠点がある。天日乾燥を
行なえば、大なり小なりこのような現象が生じる。

材の表面で固まったヤニ分の除去はできず、変色を漂白
剤で漂白するしかないが、漂白処理では木本来の持味を
失うし木質を弱くする。

そこで本発明者は、松材を必要な寸法に製材した後、速
やかに圧力釜に入れ、生蒸気を吹き込んで加熱加圧して
みたところ、松材中のヤニ分を後日殆ど変色しない程度
に除去することに成功した。

圧力釜横型のタンク式のもので、内側に生蒸気噴出用の
多孔パイプを数本配置したものを使用したが、密閉式で
木材を収納して加熱と生蒸気の供給ができる構造のもの
ならばどのようなものでも構わない。

ヤニ抜き処理は、製品の種類（板、中もく、角材か、板
の場合は柾目か板目か等）や寸法（特に厚み）にもよる
が、１００〜１３０℃程度の温度と、０．５〜１．５Ｋ
ｇｆ／−程度の圧力を、３〜８時間程度場合によっては
１昼夜かけて行なう。

通常の板材の場合には、１１５〜１３０℃より好ましく
は１２０〜１２５℃程度の温度と、０．８〜１．５　　
Ｋｇｆ／ｃｄより好ましくは１．０〜１．４　Ｋｇｆ／
−程度の圧力を、３〜８時間程度かけて行なう。

この内、昇温昇圧は１〜２時間程度、降温降圧は１時間
前後かけてゆっくり行なうことが望ましい。

柾板の場合には反りや割れが生じにくいので、幾分きつ
い条件でもかまわない。１０ｍ−や２０１Ｉｌｌ程度の
厚みのものであれば、この程度の処理で完全にヤニ抜き
できる。

厚板や角材特に柱材のように厚みがあって割れや変形の
虞が大きい製品の場合等には、圧力０．５〜１．３　Ｋ
ｇｆ／ｃｄ、温度１０５〜１１５℃程度の緩やかな条件
で長時間（例えば８時間以上乃至はｌ昼夜）かけて徐々
に行なうことが好ましい。これは、惣激な温湿度変化に
よる割れや変形を防ぐためである。この場合、昇温昇圧
は２〜３時間程度で行ない、この状態を数時間保った後
徐々に排気して常温常圧にする。但し、柱材等の構造材
の場合には、ヤニを抜きすぎると材が弱（なるので注意
が必要である。この場合、寸法に応じて表面から５〜８
ｍｍ程度までヤニ抜きすれば経時的な変色は殆ど起こら
ず強度劣化も少ないので、温度や圧力、時間を加減して
ヤニ抜きの程度をコントロールする。

尚、ヤニ抜きを製材後速やかに行なうのは、材表面への
ヤニ成分の滲出及び発色が製材後直ちに進行することに
よる。また保管中の丸太は乾燥させると木口から内部に
かけて次第に変色していく。

−旦変色した材は、本発明のヤニ抜きでも変色成分の除
去ができないので、変色防止のために丸太を水中に浸漬
したり水を噴霧したりして常時湿潤させてお（必要があ
る。

ところで、上記のヤニ抜き処理では木材の脱水も開時に
行なわれる。通常、製材直後の木材製品の含水率は５０
〜６０％程度であるが、ヤニ抜き処理後はこれが２０〜
３０％程度になる。しかして、木材から抽出された水や
蒸気の凝縮水はヤニ分の他少量のリグニンや揮発成分を
含んだ黒いサラサラした廃液となって、圧力釜から排出
される。

次いで、更に乾燥して含水率を１０〜１３％程度にする
。これは、次の加熱加圧圧縮工程で含水率が高いと永久
圧縮歪が生し難くなることによる。

乾燥は、風乾や天日乾燥等の自然乾燥でもよいし、乾燥
機内で各種熱源を用いて行なう人工乾燥でもよい。−旦
ヤニ抜きすれば、これらの乾燥やその後の経時による変
色は生じない。乾燥後、鉋による表面の切削やグライン
ダー仕上げ、請切り等木材製品に応じた仕上げ処理を施
す。

以上の各処理工程を経た松材製品を、加圧ローラに通し
て表面を加圧圧縮する。加圧ローラは、少な（ともその
一方を加熱ローラとし、その温度は１５０〜２３０℃、
殊に１９０〜２１０℃程度が好ましい。加圧力（圧縮力
）は、上下のローラの間隔で制御し、概ね製品厚みの８
５〜９５％程度とする。加圧力が大きい程、また温度が
高い程製品表面層の強度や艶は増すが、条件がきつ過ぎ
ると割れが入ったり変色を生じるので、上記範囲が望ま
しい。尚、製品の含水率が高いと圧縮歪は生じ難いので
、木材製品の含水率を１０〜１３％程度にしておくこと
は前述の通りである。

この加熱加圧圧縮により、木材製品の加熱ローラに接し
た面に木目（ウヅクリ）が浮き出るし、加圧と幾分残っ
ているリグニン等の加熱により奇麗な艶が出て、表面状
態は加工前と一変する。壁材等にはニス等の塗装をしな
くてもそれ以上の落ち着いた艶が出るし、床材の場合は
艷がある上に木目が滑り止めの役割を果たし、極めて使
い勝手の良いものとなる。また、加熱加圧処理する前に
製品表面に染料や顔料等の染色液を塗布しておくと、種
々な色例えば高級材にイ以せた色や白地材を赤味を帯び
た色に着色することができし、部分的な変色や色のバラ
ツキを着色によりカバーすることができる。

もっとも、上記の加熱加圧圧縮処理を行なった松材製品
は水に会うと表面の硬化や艷が吸水により失われ易い傾
向がある。また、一般の木材製品と同様汚れが付きやす
い難点もある。このことは、特に床材の場合に問題とな
る。そこで、このような欠点を解消するために、上記処
理後に天然油脂系等の表面処理剤（例えば、植物油に由
来する曲材やワックスと着色剤の混合物を溶剤に熔解し
たもの等）を薄く塗布すると、吸排湿や手触りその他木
材の良さはそのままで耐水性や撥水能が向上し、更にパ
フやモツプで磨くと、奇麗な艷がでる。

この場合の着色は、前記の染色液と同様の目的を果たす
。

一方、松材製集成材の表面を加熱加圧して表面硬化と艶
出し処理する場合には、接着部分が圧縮されにくいため
、そこが筋になって現れ商品価値を落とす。そこで、ま
ず角材にヤニ抜き、乾燥、鉤掛は等の各種処理を施して
集成した後、少なくとも一方を加熱した加圧ローラで軽
く　（艶出し加工時の１／３〜２／３程度）加圧して接
着部分を突出させたのち鉋仕上げにより再度表面を平滑
に仕上げ、次いで所定の加圧力で加圧圧縮して表面全体
の表面硬化と艶出しを行なわせるとよい。また、集成材
（木材の種類は問わない）の表面に松材の板やスライス
品を貼り合わす場合には、予め集成材の貼着側に加圧圧
縮処理と鉋仕上げ等の平滑処理を施しておくと、製品表
面に集成材の継目に由来する縞が出すに奇麗に仕上がる
。

［実施例Ｊ 次に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例　１ 幅１０ｃｍ、厚さ１２蒙端、長さ４ｍに製材した米松の
板材を、製材後速やかに上下に桟木（１９ｍｍ角）を介
して多数パレットに積載し、このパレットを圧力釜に入
れる。

圧力釜は横長の円筒状のもので、その内部周辺に生蒸気
噴出用の多孔バイブを数本ずつ配置してなり、生蒸気を
吹き込んで昇温昇圧と水分を与える。昇温及び昇圧は６
０分かけて徐々に行ない、１２０℃、１．３　にｇｆ／
ｃｊの状態を２時間程度保つ。

その後、６０分かけて徐々に排気して常温常圧にする。

加熱加圧中、板材から黒い色Ｓ（ヤニ分等）が水分とと
もに抽出されて、ヤニ抜きとともに脱水が行なわれる。

ヤニ抜きされた板材には、反りや割れは見られなかった
。板材の含水率は約２５％であった。

圧力釜から取り出した板材を更に蒸気加熱式の乾燥機に
入れ、２〜３日間かけて乾燥し、含水率１０％にした。

次いで、両面の鉋掛けとグラインダー研磨及び突合せ面
の幀仕上げ等の仕上げ加工を施した。

次に、上記仕上げ加工した松板材に加熱加圧圧縮により
表面硬化と艶出し加工を施した。加熱加圧圧縮は、直径
約３０ｃｏ＋、幅約４０ｃ＋＋１の一組の加圧ローラー
を通すことにより行なった。上側の加熱ローラーは約２
０５℃に加熱されており、上下ローラーの間隔は１０．
８ｍｍ（圧縮率９０％）に調整されている。また送り速
度は１ｍ／分であった。

かくして、表面が硬化し且つウヅクリが現出して艷の有
る板材が得られた。

実施例　２ 約１２ｃｍ角（４寸角）長さ３ｍに製材した米松製柱材
を、上下に桟木を介して多数パレットに積載し、このパ
レットを実施例１と同様に圧力釜に入れてヤニ抜き及び
脱水を行なった。その条件は、約３時聞けて１１０℃、
１．２Ｋｇｆ／−に昇温昇圧する。この状態で蒸気を止
め、−夜装置しておくと次第に降温降圧し約１６時開栓
度後に窩温常圧になる。この間中、板材から黒い色素（
ヤニ分等）が水分とともに抽出されて、ヤニ抜きととも
に脱水が行なわれる。ヤニ抜きされた柱材に割れは見ら
れず、表面から約７１ＩＩＩ１１程度までのヤニ分が除
去されていた。また柱材の含水率は約２５％であった・ 圧力釜から取り出した柱材を更に自然乾燥により２ケ月
程度かけて乾燥し、含水率を略１２％にした。次いで、
四面の鉋掛けとグラインダー研磨による仕上げ加工を施
した。

次に、上記仕上げ加工した松柱材の四面全てに加熱加圧
圧縮により表面硬化と艶出し加工を施した。加熱加圧圧
縮は、実施例１の装置において上下のローラとも２００
℃に加熱して行なった。上下ローラーの間隔は１０．２
ｃｍ（圧縮率８５％）、送り速度はＩｎ／分とした。か
くして、全ての面の表面が硬化し且つウヅクリが現出し
て艷の有る松柱材が得られた。

実施例　３ 実施例１と同じ寸法の白地の松板材に実施例１と同様の
各種処理を施した後、赤味を帯びた染色液（水性ネオ力
、２００倍希釈）を片面に塗布し、５時間程度風乾した
。

次いで、実施例１と同様の加熱加圧圧縮処理を染色した
面に施して、心材と同様の赤味を帯びた外観に優れた板
材を得た。

実施例　４ 実施例１において、最終的に得られた加熱加圧圧縮処理
済の板材の表面に、表面処理剤（防水兼艶出し剤）とし
て、パイン色のＯＳカラー（販売元：サンモア通商■）
を１５〜２０ｃｃ／ｒ＋ｆの割合で塗布し、ついで表面
をパフ仕上げした。この仕上げにより、元の艶出し以上
の落ち着いた色と、木質の手触り及び吸排湿性を備え、
しかも溌水性のある板材を得た。このＯＳカラーは、植
物油に由来する油柱やワ・ノクスと着色剤の混合物７０
％をアルコール３０％に溶解したものである。

実施例　５ 実施例１と同様に仕上げ処理した幅４０＋＋ｕ＋＋、厚
み１３ｍｍの検板材を集成して、厚み４０ｍｍ、幅１２
０ＩＩＩｌｌの集成材を得た。この集成材を実施例１と
同様に加圧加熱圧縮（ローラー間隙３Ｂ＋＋ｖ＋：圧縮
率９５％）した後、突出している接着部分を鉋掛けして
平滑にした。次いで、ローラー間隙を３４５ｍｇ　（圧
縮率８５％）に調整して、再度加熱加圧圧縮して、片面
が表面硬化し且つ艶出しをした集成材を得た。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明はマツ属等の高樹脂分含有
木材を、製材後速やかに圧力釜に入れて蒸気によりヤニ
抜きと脱水を行わせ、次いで乾燥、鉋掛は等の仕上げを
したのち加熱した加圧ローラに通して、ヤニ分による経
時的な変色の防止と同時に表面の硬化と艶出しを行なう
ものである。

従って、従来加熱加圧圧縮による艶出しと表面硬化が困
難乃至不可能であったマツ属の木材製品の加工が容易且
つ確実に行えるとともに、長期にわたって変色もなく、
松材の高級化と汎用性に資するところ極めて大なるもの
である。しかもヤニ抜きに薬品等を使用しないので安全
であり且つ低コストである等の利点を有する。

また、松材製集成材や各種木材製集成材表面に検板やス
ライス品を貼り合わした化粧集成材についても、同様に
容易且つ確実に表面硬化と艶出し及び変色防止を行なう
効果を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マツ属等の高樹脂分含有木材を、製材後速やかに圧
   力釜に入れて蒸気によりヤニ抜きと脱水を行わせた後更
   に乾燥し、次いで鉋掛け等の仕上げ処理を施した後少な
   くとも一方を加熱した加圧ローラに通して表面硬化と艶
   出しを行なうことを特徴とする木材製品の表面加工方法
   。 ２、マツ属等の高樹脂分含有木材の角材にヤニ抜き、乾
   燥、鉋掛け等の各種処理を施して集成した後、少なくと
   も一方を加熱した加圧ローラで軽く加圧圧縮して接着部
   分を突出させたのち再度表面を平滑に仕上げ、次いで所
   定の加圧力で加圧圧縮して表面全体の艶出しを行なうこ
   とを特徴とする木材製品の表面加工方法。 ３、加熱した加圧ローラを通す前に、木材製品の表面に
   染色液を塗布しておくものである請求項１又は請求項２
   記載の木材製品の表面加工方法。 ４、加熱した加圧ローラで表面硬化と艶出し加工を施し
   た後、木材製品表面に表面処理剤を塗布してパフ仕上げ
   するものである請求項１又は請求項２記載の木材製品の
   表面加工方法。