JPH05154809A - 圧密化木材の製造方法 - Google Patents
圧密化木材の製造方法Info
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- JPH05154809A JPH05154809A JP35099491A JP35099491A JPH05154809A JP H05154809 A JPH05154809 A JP H05154809A JP 35099491 A JP35099491 A JP 35099491A JP 35099491 A JP35099491 A JP 35099491A JP H05154809 A JPH05154809 A JP H05154809A
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- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 外観が緻密化されて表面硬度、耐摩耗性が増
し、且つ寸法安定性に優れた圧密化木材を提供する。 【構成】 水分を含有する木材にオゾン混入ガスを注
入、浸透させることによって、木材細胞組織をその表層
部から木材のマトリックス成分であるリグニンやヘミセ
ルロース等の分子鎖をガス中のオゾンにより分断させ、
しかるのち、プレスによって熱圧処理することにより、
材中の水分と相まって木材を所望の圧密状態となるよう
に圧縮、変形する。
し、且つ寸法安定性に優れた圧密化木材を提供する。 【構成】 水分を含有する木材にオゾン混入ガスを注
入、浸透させることによって、木材細胞組織をその表層
部から木材のマトリックス成分であるリグニンやヘミセ
ルロース等の分子鎖をガス中のオゾンにより分断させ、
しかるのち、プレスによって熱圧処理することにより、
材中の水分と相まって木材を所望の圧密状態となるよう
に圧縮、変形する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は床材や壁材、或いは家具
類などの化粧材として使用に適する寸法安定性に優れた
圧密化木材の製造方法に関するものである。
類などの化粧材として使用に適する寸法安定性に優れた
圧密化木材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】木材を圧縮加工すると、外観が緻密化さ
れて表面硬度が増すと共に耐摩耗性が向上することが知
られており、従来からこのような圧縮木材を得るには、
まず、蒸気やマイクロ波等で木材を軟質化処理したのち
プレスによって圧縮加工を行い、次いで乾燥固定処理を
施す方法が用いられている。
れて表面硬度が増すと共に耐摩耗性が向上することが知
られており、従来からこのような圧縮木材を得るには、
まず、蒸気やマイクロ波等で木材を軟質化処理したのち
プレスによって圧縮加工を行い、次いで乾燥固定処理を
施す方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、木材を
軟質化して圧縮処理しても、木材組織が変形するだけで
あり、水がかかったり多湿環境にあると吸水、吸湿によ
って膨潤、復元してしまうという欠点があった。従っ
て、適宜な型材を用いて木材表面に凹凸模様を押圧加工
しても、該模様の立体感が薄れて表面化粧性が低下する
という問題点が生じるものである。又、軟質化処理を行
う際に高温蒸気によって長時間晒すと、材が黒色化して
外観を損することになり、その上、表面硬度を向上させ
たい場合でも全体を大きな圧縮力によって圧密化させな
ければならないために、重量が増大するという問題点が
あった。本発明はこのような問題点を全面的に解消し、
寸法安定性の優れた圧密化木材の製造方法の提供を目的
とするものである。
軟質化して圧縮処理しても、木材組織が変形するだけで
あり、水がかかったり多湿環境にあると吸水、吸湿によ
って膨潤、復元してしまうという欠点があった。従っ
て、適宜な型材を用いて木材表面に凹凸模様を押圧加工
しても、該模様の立体感が薄れて表面化粧性が低下する
という問題点が生じるものである。又、軟質化処理を行
う際に高温蒸気によって長時間晒すと、材が黒色化して
外観を損することになり、その上、表面硬度を向上させ
たい場合でも全体を大きな圧縮力によって圧密化させな
ければならないために、重量が増大するという問題点が
あった。本発明はこのような問題点を全面的に解消し、
寸法安定性の優れた圧密化木材の製造方法の提供を目的
とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の圧密化木材の製造方法は、水分を含有する木
材にオゾン混入ガスを注入して該木材組織をオゾン混入
ガス中のオゾンにより侵蝕させ、しかるのち、加熱圧締
して木材組織を圧密化することを特徴とするものであ
る。
に本発明の圧密化木材の製造方法は、水分を含有する木
材にオゾン混入ガスを注入して該木材組織をオゾン混入
ガス中のオゾンにより侵蝕させ、しかるのち、加熱圧締
して木材組織を圧密化することを特徴とするものであ
る。
【０００５】
【作用】木材にオゾン混入ガスを注入、浸透させると、
そのガス中のオゾンによって木材組織の表層部から木材
のマトリックス成分であるリグニンやヘミセルロース、
セルロースの分子鎖がランダムに分断され、細胞壁が侵
蝕されて熱軟化により変形しやすい状態となる。この場
合、木材の表面が予め凹凸面に形成されていたり、木質
材が３次元立体加工を施されている場合においても、オ
ゾン混入ガスによる上記木材細胞組織の侵蝕作用が確実
に行われる。この状態で熱圧処理すると材中の水分と相
まって木材が容易に圧密変形し、所望の表面硬度、平滑
性、耐摩耗性等を有する圧密化木材が得られると共に、
凹凸模様等の立体化粧も容易に施すことができる。
そのガス中のオゾンによって木材組織の表層部から木材
のマトリックス成分であるリグニンやヘミセルロース、
セルロースの分子鎖がランダムに分断され、細胞壁が侵
蝕されて熱軟化により変形しやすい状態となる。この場
合、木材の表面が予め凹凸面に形成されていたり、木質
材が３次元立体加工を施されている場合においても、オ
ゾン混入ガスによる上記木材細胞組織の侵蝕作用が確実
に行われる。この状態で熱圧処理すると材中の水分と相
まって木材が容易に圧密変形し、所望の表面硬度、平滑
性、耐摩耗性等を有する圧密化木材が得られると共に、
凹凸模様等の立体化粧も容易に施すことができる。
【０００６】又、木材組織の侵蝕破壊によって熱圧処理
後の残留応力が小さくなり、固化後における復元も殆ど
生じなくて寸法安定性が向上すると共に、上記のように
オゾンによる処理は木材を淡色化することはあっても濃
色化することはなく、白木のような木質材本来の色や化
粧性、木目などが損なわれず処理することができる。さ
らに、木材の表層部からオゾン処理を行うので、オゾン
混入ガス中のオゾンの濃度や圧力、注入時間などを調整
することによって所望の深さまで処理することができ、
厚い材であっても表層部だけの圧密化が可能となる。
後の残留応力が小さくなり、固化後における復元も殆ど
生じなくて寸法安定性が向上すると共に、上記のように
オゾンによる処理は木材を淡色化することはあっても濃
色化することはなく、白木のような木質材本来の色や化
粧性、木目などが損なわれず処理することができる。さ
らに、木材の表層部からオゾン処理を行うので、オゾン
混入ガス中のオゾンの濃度や圧力、注入時間などを調整
することによって所望の深さまで処理することができ、
厚い材であっても表層部だけの圧密化が可能となる。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例を詳しく述べると、ま
ず、適宜な含水率を有する製材品や単板等の木材を圧力
容器内に入れたのち、該容器内にオゾンが混入している
ガスを供給することにより木材に該オゾン混入ガスを注
入させる。なお、木材の含有水分がオゾンガスにより活
性化され、オゾン混入ガスによる処理効果を向上させる
ものであるから、その含水率が略30％（繊維飽和点程
度）以下に調整しておくことが望ましい。又、このよう
な木材に対する水分の付与は、生材や気乾木材について
は特に必要ではないが、材全体が均一な含水率となるよ
うに調節するために、オゾン処理前、或いは処理後に、
材が変色しない程度に調湿したり、短時間水中浸漬処理
した表面にスチーミング処理を施してもよい。
ず、適宜な含水率を有する製材品や単板等の木材を圧力
容器内に入れたのち、該容器内にオゾンが混入している
ガスを供給することにより木材に該オゾン混入ガスを注
入させる。なお、木材の含有水分がオゾンガスにより活
性化され、オゾン混入ガスによる処理効果を向上させる
ものであるから、その含水率が略30％（繊維飽和点程
度）以下に調整しておくことが望ましい。又、このよう
な木材に対する水分の付与は、生材や気乾木材について
は特に必要ではないが、材全体が均一な含水率となるよ
うに調節するために、オゾン処理前、或いは処理後に、
材が変色しない程度に調湿したり、短時間水中浸漬処理
した表面にスチーミング処理を施してもよい。
【０００８】また、木材に対するオゾン混入ガスの注入
は加圧によって行ってもよく、或いは減圧加圧法で注入
処理してもよい。オゾン混入ガスは空気、或いは窒素ガ
ス等の不活性ガスに適量のオゾンガスを混入してなるも
のであり、空気や窒素ガス等の混入量によってオゾンの
濃度が調整される。このオゾン濃度や注入条件等は木材
に対する表層部からのオゾンの浸透、処理深さに応じて
調整され、オゾン濃度については５％以下、好ましくは
１％以下とする。
は加圧によって行ってもよく、或いは減圧加圧法で注入
処理してもよい。オゾン混入ガスは空気、或いは窒素ガ
ス等の不活性ガスに適量のオゾンガスを混入してなるも
のであり、空気や窒素ガス等の混入量によってオゾンの
濃度が調整される。このオゾン濃度や注入条件等は木材
に対する表層部からのオゾンの浸透、処理深さに応じて
調整され、オゾン濃度については５％以下、好ましくは
１％以下とする。
【０００９】一方、注入条件については、常温または加
温状態のいずれにおいても、その注入圧力を常圧から20
kg／cm2 の範囲内にすると共に注入処理時間をオゾン濃
度や圧力に応じて数秒〜数時間とし、いずれも木材を内
部まで処理する程、その圧力を大きくし且つ注入時間が
多くなるように調整する。
温状態のいずれにおいても、その注入圧力を常圧から20
kg／cm2 の範囲内にすると共に注入処理時間をオゾン濃
度や圧力に応じて数秒〜数時間とし、いずれも木材を内
部まで処理する程、その圧力を大きくし且つ注入時間が
多くなるように調整する。
【００１０】図１は木材に注入するオゾン混入ガスの発
生、注入装置の簡略図であって、オゾン発生装置１を配
管２を通じて加圧ポンプ３の吸引側に連通させ、この加
圧ポンプ３の吐出側を配管４を通じて圧力容器５に連通
させてなるものであり、オゾン発生装置１内で発生する
オゾンを常圧で加圧ポンプ２に送り込むと共に、該加圧
ポンプ３内に空気または窒素ガスを供給してオゾンガス
に混入させる。この際、空気または窒素ガスの供給量を
変化させることにより所望のオゾン濃度の混合ガスに調
整する。
生、注入装置の簡略図であって、オゾン発生装置１を配
管２を通じて加圧ポンプ３の吸引側に連通させ、この加
圧ポンプ３の吐出側を配管４を通じて圧力容器５に連通
させてなるものであり、オゾン発生装置１内で発生する
オゾンを常圧で加圧ポンプ２に送り込むと共に、該加圧
ポンプ３内に空気または窒素ガスを供給してオゾンガス
に混入させる。この際、空気または窒素ガスの供給量を
変化させることにより所望のオゾン濃度の混合ガスに調
整する。
【００１１】こうして、加圧ポンプ内で混合調整された
オゾン混入ガスは、圧力容器５内に所望の圧力でもって
供給され、該容器５内に収容している木材に対してオゾ
ンの注入処理を行うものである。なお、木材としては、
ベイマツ、スギ、ホワイトオーク、ケヤキ等の製材品、
加工品、或いは合板、単板など、いずれであってもよ
く、また、針葉樹、広葉樹等、樹種は問わない。
オゾン混入ガスは、圧力容器５内に所望の圧力でもって
供給され、該容器５内に収容している木材に対してオゾ
ンの注入処理を行うものである。なお、木材としては、
ベイマツ、スギ、ホワイトオーク、ケヤキ等の製材品、
加工品、或いは合板、単板など、いずれであってもよ
く、また、針葉樹、広葉樹等、樹種は問わない。
【００１２】圧力容器５内にオゾン混入ガスを供給する
と、該ガスが容器内の木材表面に接触すると共に圧力の
大小に応じて材内に浸透、注入され、そのガス中のオゾ
ンによって木材組織の表層部から木材のマトリックス成
分であるリグニンやヘミセルロース、セルロースの分子
鎖がランダムに分断され、細胞壁が侵蝕されて木材の細
胞壁に無数の微小孔が生じ、熱軟化により変形しやすい
状態となる。
と、該ガスが容器内の木材表面に接触すると共に圧力の
大小に応じて材内に浸透、注入され、そのガス中のオゾ
ンによって木材組織の表層部から木材のマトリックス成
分であるリグニンやヘミセルロース、セルロースの分子
鎖がランダムに分断され、細胞壁が侵蝕されて木材の細
胞壁に無数の微小孔が生じ、熱軟化により変形しやすい
状態となる。
【００１３】こうして、木材をオゾンにより処理したの
ち、次いで熱圧プレスを使用して該木材を圧縮処理す
る。熱圧条件としては、材の種類や厚さ、形状、処理深
さ、さらには水分の含有率等によって異なり、プレス温
度が60〜180 ℃の範囲で、数秒ないしは数時間の熱圧処
理を施す。このプレス圧によって木材中の水分と相まっ
て元の材厚の１／20〜３／４の厚みになるまで圧縮され
て圧密化し、表面化粧を変えたり強度や耐摩耗性、寸法
安定性等の物性が向上する。なお、木材の細胞組織がオ
ゾン処理によって脆弱化しているので、特に高いプレス
圧をかけることなく上記の厚みまで容易に圧縮処理する
ことができるものである。また、解圧後、必要に応じて
クランプを継続したり、クーリング等の養生を施す。
ち、次いで熱圧プレスを使用して該木材を圧縮処理す
る。熱圧条件としては、材の種類や厚さ、形状、処理深
さ、さらには水分の含有率等によって異なり、プレス温
度が60〜180 ℃の範囲で、数秒ないしは数時間の熱圧処
理を施す。このプレス圧によって木材中の水分と相まっ
て元の材厚の１／20〜３／４の厚みになるまで圧縮され
て圧密化し、表面化粧を変えたり強度や耐摩耗性、寸法
安定性等の物性が向上する。なお、木材の細胞組織がオ
ゾン処理によって脆弱化しているので、特に高いプレス
圧をかけることなく上記の厚みまで容易に圧縮処理する
ことができるものである。また、解圧後、必要に応じて
クランプを継続したり、クーリング等の養生を施す。
【００１４】次に、本発明の具体的な実施例と比較例を
示す。 実施例１ 厚さ4.5mm 、含水率が12％のスギ厚板を圧力容器内に収
容したのち、該スギ厚板に7500ppm のオゾン濃度を含ん
だ空気を常温下で５kg／cm2 の圧力でもって３時間、加
圧、注入した。こうしてオゾン処理したスギ厚板はその
辺材部、心材部共に脱色されていた。次いで、この処理
単板の表面に水をスプレー噴霧したのち120 ℃、５kg／
cm2 の条件で10分間、熱圧プレスを行った。得られた処
理木材はその表面密度が緻密化していると共に白色系の
美麗な外観を呈していた。また、この処理木材の耐摩耗
度をテーバー摩耗試験機によって180 ♯のサンドペーパ
を用いて行ったところ、15μm ／100revであり、ブリン
ネル硬度は2.63kg／mm2 であった。
示す。 実施例１ 厚さ4.5mm 、含水率が12％のスギ厚板を圧力容器内に収
容したのち、該スギ厚板に7500ppm のオゾン濃度を含ん
だ空気を常温下で５kg／cm2 の圧力でもって３時間、加
圧、注入した。こうしてオゾン処理したスギ厚板はその
辺材部、心材部共に脱色されていた。次いで、この処理
単板の表面に水をスプレー噴霧したのち120 ℃、５kg／
cm2 の条件で10分間、熱圧プレスを行った。得られた処
理木材はその表面密度が緻密化していると共に白色系の
美麗な外観を呈していた。また、この処理木材の耐摩耗
度をテーバー摩耗試験機によって180 ♯のサンドペーパ
を用いて行ったところ、15μm ／100revであり、ブリン
ネル硬度は2.63kg／mm2 であった。
【００１５】比較例１ 厚さ4.5mm 、含水率が12％のスギ厚板にオゾン処理する
ことなく、水をその表面にスプレー噴霧したのち、120
℃、５kg／cm2 の条件で10分間、熱圧プレスを行った。
得られた処理木材はその表面密度が余り変化しておら
ず、また、この処理木材の耐摩耗度をテーバー摩耗試験
機によって180 ♯のサンドペーパを用いて行ったところ
23μm ／100revであり、ブリンネル硬度は1.80kg／mm2
であった。尚、無処理のベイツガ板のテーバー摩耗試験
結果は25μm ／100revであり、ブリンネル硬度は1.68kg
／mm2 であり、本発明によれば表面硬度を著しく向上さ
せていることが判った。
ことなく、水をその表面にスプレー噴霧したのち、120
℃、５kg／cm2 の条件で10分間、熱圧プレスを行った。
得られた処理木材はその表面密度が余り変化しておら
ず、また、この処理木材の耐摩耗度をテーバー摩耗試験
機によって180 ♯のサンドペーパを用いて行ったところ
23μm ／100revであり、ブリンネル硬度は1.80kg／mm2
であった。尚、無処理のベイツガ板のテーバー摩耗試験
結果は25μm ／100revであり、ブリンネル硬度は1.68kg
／mm2 であり、本発明によれば表面硬度を著しく向上さ
せていることが判った。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明の圧密化木材の製造
方法によれば、水分を含有する木材にオゾン混入ガスを
注入して該木材組織をオゾン混入ガス中のオゾンにより
侵蝕させ、しかるのち、加熱圧締して木材組織を圧密化
するものであるから、木材に浸透するガス中のオゾンに
よって木材組織のマトリックス成分であるリグニンやヘ
ミセルロース、セルロースの分子鎖がランダムに分断さ
れ、細胞壁を侵蝕することができ、この状態で熱圧処理
することによって、材中の水分と相まって木材を容易に
圧密変形させることができ、所望の表面硬度、平滑性、
耐摩耗性等を有する圧密化木材を得ることができる。
方法によれば、水分を含有する木材にオゾン混入ガスを
注入して該木材組織をオゾン混入ガス中のオゾンにより
侵蝕させ、しかるのち、加熱圧締して木材組織を圧密化
するものであるから、木材に浸透するガス中のオゾンに
よって木材組織のマトリックス成分であるリグニンやヘ
ミセルロース、セルロースの分子鎖がランダムに分断さ
れ、細胞壁を侵蝕することができ、この状態で熱圧処理
することによって、材中の水分と相まって木材を容易に
圧密変形させることができ、所望の表面硬度、平滑性、
耐摩耗性等を有する圧密化木材を得ることができる。
【００１７】さらに、木材組織の侵蝕破壊によって熱圧
処理後の残留応力が小さくなり、固化後における復元も
殆ど生じなくて寸法安定性を著しく向上させることがで
き、その上、上記のようにオゾンによる処理は木材を淡
色化することはあっても濃色化することはなく、木材本
来の色や化粧性、木目などが損なわれず処理することが
でき、表面密度の緻密化とあいまって外観の美麗な圧密
処理木材が得られるものである。
処理後の残留応力が小さくなり、固化後における復元も
殆ど生じなくて寸法安定性を著しく向上させることがで
き、その上、上記のようにオゾンによる処理は木材を淡
色化することはあっても濃色化することはなく、木材本
来の色や化粧性、木目などが損なわれず処理することが
でき、表面密度の緻密化とあいまって外観の美麗な圧密
処理木材が得られるものである。
【００１８】又、木材の表面が凹凸面に形成されていた
り、木質材が３次元立体加工を施されている場合におい
ても、オゾン混入ガスによる上記木材細胞組織の侵蝕作
用が確実に行われると共に、木材の表層部からオゾン処
理を行うので、オゾン混入ガス中のオゾンの濃度や圧
力、注入時間などを調整することによって所望の深さま
で処理することができ、厚い材であっても表層部だけの
圧密化が可能となるものである。
り、木質材が３次元立体加工を施されている場合におい
ても、オゾン混入ガスによる上記木材細胞組織の侵蝕作
用が確実に行われると共に、木材の表層部からオゾン処
理を行うので、オゾン混入ガス中のオゾンの濃度や圧
力、注入時間などを調整することによって所望の深さま
で処理することができ、厚い材であっても表層部だけの
圧密化が可能となるものである。
【００１９】さらにまた、木目を圧密化して高級感のあ
る化粧を現出させたり、凹凸型材を用いて立体感に優れ
た表面エンボス加工を施すことができ、特に、ヒノキや
スプルース等の低比重の樹種に対しては、白木調の木材
本来の色や化粧性、木目等を損なうことなく圧密化処理
が行えて寸法安定性が向上した圧密化木材を得ることが
できるものである。
る化粧を現出させたり、凹凸型材を用いて立体感に優れ
た表面エンボス加工を施すことができ、特に、ヒノキや
スプルース等の低比重の樹種に対しては、白木調の木材
本来の色や化粧性、木目等を損なうことなく圧密化処理
が行えて寸法安定性が向上した圧密化木材を得ることが
できるものである。
【図１】木質材に注入するオゾン混入ガスの発生、注入
装置の簡略図。
装置の簡略図。
１ オゾン発生装置 ３ 加圧ポンプ ５ 圧力容器
Claims (1)
- 【請求項１】 水分を含有する木材にオゾン混入ガスを
注入して該木材組織をオゾン混入ガス中のオゾンにより
侵蝕させたのち、加熱圧締して木材組織を圧密化するこ
とを特徴とする圧密化木材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35099491A JPH05154809A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 圧密化木材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35099491A JPH05154809A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 圧密化木材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05154809A true JPH05154809A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18414317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35099491A Pending JPH05154809A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 圧密化木材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05154809A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09169011A (ja) * | 1995-12-19 | 1997-06-30 | Tomiyasu Honda | 化粧板 |
| JP2007261159A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Aichi Prefecture | 木質系材料からなる成形体の製造方法 |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP35099491A patent/JPH05154809A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09169011A (ja) * | 1995-12-19 | 1997-06-30 | Tomiyasu Honda | 化粧板 |
| JP2007261159A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Aichi Prefecture | 木質系材料からなる成形体の製造方法 |
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