JP2020001372A - Woody member and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、木質部材およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a wooden member and a method for manufacturing the same.
従来、樹脂を塗布する前に、樹脂の木材への浸透性を高める目的で、木材の表面に複数穿孔するインサイジング加工が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an insizing process in which a plurality of holes are perforated in the surface of wood before the resin is applied in order to increase the permeability of the resin into the wood.
例えば、木材の表面を穿孔(穴開け加工)して、平均で約3.5mmの深さの穴を形成し、その後、穴を含む木材の表面に樹脂を塗布することが提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。 For example, it has been proposed to pierce (drill) the surface of wood to form a hole having a depth of about 3.5 mm on average, and then apply a resin to the surface of the wood including the hole ( For example, see Non-Patent Document 1.)
なお、樹脂は、通常、用途および目的に応じて調色されている。 The resin is usually toned according to the use and purpose.
しかるに、木材は、材質が粗い木部である早材(春材)と、材質が緻密な木部である晩材(秋材)とを含む。早材では、晩材に比べて材質が粗いことから、樹脂が浸透し易いため、早材は晩材に比べて色が濃くなる。そのため、塗布後の木材の表面において、早材で濃く、晩材で薄くなる。つまり、木材の表面には、色の濃淡を生じる。 However, wood includes early wood (spring wood), which is a coarse wood part, and late wood (autumn wood), which is a dense wood part. Since the material of the early wood is coarser than the late wood, the resin easily penetrates, so that the early wood becomes darker in color than the late wood. For this reason, on the surface of the wood after application, the early wood becomes thicker and the late wood becomes thinner. In other words, color shading is produced on the surface of the wood.
この濃淡の差を小さくして、優れた外観を得ることが要求される。 It is required to reduce the difference in shading to obtain an excellent appearance.
しかし、非特許文献1に記載の方法では、上記した濃淡が過度に大きくなり、そのため、優れた外観を確保できないという不具合がある。 However, the method described in Non-Patent Document 1 has a disadvantage that the above-mentioned shading becomes excessively large, and therefore, an excellent appearance cannot be secured.
本発明は、早材および晩材における濃淡の差を小さくでき、外観に優れる木質部材およびその製造方法を提供する。 The present invention provides a wooden member which can reduce the difference in shading between early wood and late wood, and which is excellent in appearance, and a method for producing the same.
本発明(1)は、内部に向かって凹み、面方向に互いに間隔を隔てて複数配置される溝を表面に有する木材と、前記溝を含む前記木材の表面に塗布された木材保護層とを備え、前記溝の深さの下限が、20μm以上であり、前記溝の深さの上限が、900μm以下であり、単位面積における前記溝の数が、500個/cm2以上、8000個/cm2以下である、木質部材を含む。 The present invention (1) provides a wood having a plurality of grooves on its surface which are recessed inward and are arranged at intervals in a plane direction and a wood protective layer applied to the surface of the wood including the grooves. The lower limit of the depth of the groove is 20 μm or more, the upper limit of the depth of the groove is 900 μm or less, and the number of the grooves in a unit area is 500 / cm 2 or more and 8000 / cm 2 or less, including wood members.
本発明(2)は、単位面積における前記木材保護層の質量が、35g/m2以上、300g/m2以下である(1)に記載の木質部材を含む。 The present invention (2) includes the wood member according to (1), wherein the mass of the wood protective layer per unit area is 35 g / m 2 or more and 300 g / m 2 or less.
本発明(3)は、前記溝を含む前記木材の表面および/または木材保護層の表面に塗布される表面塗布層をさらに備える、(1)または(2)に記載の木質部材を含む。 The present invention (3) includes the woody member according to (1) or (2), further including a surface coating layer applied to the surface of the wood including the groove and / or the surface of the wood protection layer.
本発明(4)は、紫外線レーザを木材の表面に照射して、溝を、内部に向かって凹み、面方向に互いに間隔を隔てられるように、複数形成する第1工程、および、木部用塗料を、前記溝を含む前記木材の前記表面に塗布することにより、木材保護層を、前記溝を含む前記木材の表面に形成する第2工程を備え、前記溝の深さの下限が、20μm以上であり、前記溝の深さの上限が、900μm以下であり、単位面積における前記溝の数が、500個/cm2以上、8000個/cm2以下である、木質部材の製造方法を含む。 The present invention (4) is a first step of irradiating the surface of the wood with an ultraviolet laser to form a plurality of grooves so that the grooves are depressed inward and are spaced apart from each other in the surface direction. A second step of forming a wood protective layer on the surface of the wood including the groove by applying a paint to the surface of the wood including the groove, wherein the lower limit of the depth of the groove is 20 μm And the upper limit of the depth of the groove is not more than 900 μm, and the number of the grooves in a unit area is not less than 500 / cm 2 and not more than 8000 / cm 2 , including a method for manufacturing a wooden member. .
本発明(5)は、処理用塗料を、前記溝を含む前記木材の表面および/または木材保護層の表面に塗布する第3工程をさらに備える、(4)に記載の木質部材の製造方法を含む。 The present invention (5) further includes a third step of applying the treatment paint to the surface of the wood including the grooves and / or the surface of the wood protective layer, wherein the method for producing a woody member according to (4) is further provided. Including.
本発明(6)は、前記第2工程では、前記木部用塗料を複数回塗布する、(4)または(5)に記載の木質部材の製造方法を含む。 The present invention (6) includes the method for producing a wood member according to (4) or (5), wherein in the second step, the wood coating is applied a plurality of times.
本発明の木質部材およびその製造方法では、溝の深さの上限が、900μm以下と浅いため、溝に塗布される木部用塗料の過度の浸透を抑制できる。そのため、木質部材における濃淡の差を小さくできる。 In the wood member of the present invention and the method of manufacturing the same, since the upper limit of the depth of the groove is as shallow as 900 μm or less, excessive penetration of the wood coating applied to the groove can be suppressed. Therefore, the difference in shading of the wood member can be reduced.
また、単位面積における溝の数が8000個/cm2以下であるので、溝に塗布される木部用塗料の過度の浸透を有効に抑制できる。そのため、木質部材における濃淡の差をより一層小さくできる。 In addition, since the number of grooves per unit area is 8000 / cm 2 or less, excessive penetration of the wood coating applied to the grooves can be effectively suppressed. For this reason, the difference in density between the wooden members can be further reduced.
その結果、木質部材は、外観に優れる。 As a result, the wooden member is excellent in appearance.
とりわけ、本発明の木質部材の製造方法によれば、紫外線レーザを木材の表面に照射するので、木材の表面に焦げが発生することを抑制できる。そのため、外観により一層優れる。 In particular, according to the method for manufacturing a wooden member of the present invention, since the surface of the wood is irradiated with the ultraviolet laser, it is possible to suppress the occurrence of scorching on the surface of the wood. Therefore, the appearance is more excellent.
また、溝の深さの下限が、20μm以上であり、単位面積における溝の数が、500個/cm2以上であるので、木材保護層に基づく木材保護効果を十分に奏することができる。 In addition, since the lower limit of the depth of the groove is 20 μm or more and the number of grooves in a unit area is 500 or more per cm 2 , a sufficient wood protection effect based on the wood protection layer can be obtained.
本発明の木質部材およびその製造方法の一実施形態を、図1A〜図1Cを参照して説明する。 One embodiment of a woody member of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to FIGS. 1A to 1C.
図1Cに示すように、この木質部材1は、木材2と、木材保護層20とを備える。
As shown in FIG. 1C, the wood member 1 includes a
木材2は、例えば、厚み方向に間隔を隔てて互いに対向する一方面3および他方面(図1Cにおいて図示せず)を有する板材(板)である。一方面3は、木材2の表面の一例である。
The
また、木材2は、早材(春材)4と、晩材(秋材)5とを含む。早材4は、材質が粗い木部である。晩材5は、材質が緻密な木部であって、具体的には、早材4に比べて緻密である。また、木材2の一方面3において、早材4と晩材5とが厚み方向一方側に向かって露出している。つまり、厚み方向一方側から木材2の一方面3を見たときに、早材4および晩材5が視認される。なお、図示しないが、通常、木材2の一方面3において、早材4および晩材5が交互に配置されている。1つの早材4および1つの晩材5によって、1つの年輪(1年間に形成される材)を形成している。
The
一方面3は、平坦面16と、内部に向かって凹む溝6とを有する。
One
平坦面16は、一方面3において、厚み方向一方側に配置される平面(主面)である。平坦面16は、面方向に連続する。
The
溝6は、木材2の平坦面16から厚み方向他方側に向かって凹む凹部である。具体的には、溝6は、平坦面16から略円柱形状に切り取られた丸穴である。溝6は、例えば、平面視略円形状を有する。
The groove 6 is a concave portion that is recessed from the
具体的には、溝6は、底面9、および、底面9の周端縁から厚み方向一方側に延びる内側面10によって区画(から形成)されている。
Specifically, the groove 6 is defined by (formed from) a bottom surface 9 and an
底面9は、例えば、平面視略円形状を有する。 The bottom surface 9 has, for example, a substantially circular shape in plan view.
内側面10は、例えば、木材2の一方面3に直交している。また、溝6を厚み方向に沿って切断する切断面では、2つの内側面10が、互いに平行している。内側面10の厚み方向一端縁は、平坦面16に連続している。
The
なお、溝6は、例えば、後の製造方法において説明するが、紫外線レーザを木材2の一方面3に照射して形成されるレーザ溝(紫外線レーザ溝)である。
The groove 6 is, for example, a laser groove (ultraviolet laser groove) formed by irradiating the one
また、溝6は、平坦面16に沿う方向(面方向であり、厚み方向に直交する方向)に互いに間隔を隔てて複数配置されている。複数の溝6は、早材4に形成される複数の第1溝7と、晩材5に形成される複数の第2溝8とを含む。
The plurality of grooves 6 are arranged at intervals in a direction along the flat surface 16 (a surface direction, a direction orthogonal to the thickness direction). The plurality of grooves 6 include a plurality of
第1溝7は、早材4の平坦面16から厚み方向他方側に向かって凹む深溝である。第1溝7の深さD2は、早材4の平坦面16から底面9までの厚み方向における長さであって、具体的な数値は、溝6の深さ(後述)において詳説する。
The
第2溝8は、晩材5の平坦面16から厚み方向他方側に向かって凹み、第1溝7に比べて浅い浅溝である。第2溝8の深さD1は、晩材5の平坦面16から底面9までの距離であって、具体的な数値は、溝6の深さ(後述)において詳説する。
The
複数の溝6は、種々の深さを有する溝を含む。そのため、溝6の深さは、範囲で表される(示される)。複数の溝6のうち、最も浅い溝の深さが、溝6の深さの下限D1(後述)となり、また、最も深い溝の深さが、溝6の深さの上限D2(後述)となる。 The plurality of grooves 6 include grooves having various depths. Therefore, the depth of the groove 6 is represented (shown) in a range. Of the plurality of grooves 6, the depth of the shallowest groove is the lower limit D1 of the depth of the groove 6 (described later), and the depth of the deepest groove is the upper limit D2 of the depth of the groove 6 (described later). Become.
そして、溝6の深さの下限D1は、20μm以上であり、また、溝6の深さの上限D2は、900μm以下である。 The lower limit D1 of the depth of the groove 6 is not less than 20 μm, and the upper limit D2 of the depth of the groove 6 is not more than 900 μm.
具体的には、複数の溝6は、浅い第2溝8と、深い第1溝7とを含んでおり、複数の第2溝8も、種々の深さを有する溝を含み、また、複数の第1溝7も、種々の深さを有する溝を含む。第1溝7のうち、最も深い溝の深さが、溝6の深さの上限D2に相当し、また、第2溝8のうち、最も浅い溝の深さが、溝6の深さの下限D1に相当する。
Specifically, the plurality of grooves 6 include a shallow
溝6の深さの下限D1(第2溝8のうち、最も浅い溝の深さ)が20μm未満であれば、次に説明する木材保護層20に基づく木材保護効果を十分に奏することができない。
If the lower limit D1 of the depth of the groove 6 (the depth of the shallowest groove among the second grooves 8) is less than 20 μm, a sufficient wood protection effect based on the
一方、溝6の深さの上限D2(第1溝7のうち、最も深い溝の深さ)が900μm超過であれば、溝6に塗布された木部用塗料の過度の浸透を抑制できないため、木質部材1における濃淡の差を小さくできない。 On the other hand, if the upper limit D2 of the depth of the groove 6 (the depth of the deepest groove among the first grooves 7) exceeds 900 μm, excessive penetration of the wood coating applied to the groove 6 cannot be suppressed. In addition, the difference in density between the wooden members 1 cannot be reduced.
溝6の深さの下限D1は、好ましくは、25μm以上、より好ましくは、30μm以上、さらに好ましくは、50μm以上である。溝6の深さの下限D1が上記以上であれば、木材保護層20に基づく木材保護効果を十分に奏することができる。
The lower limit D1 of the depth of the groove 6 is preferably 25 μm or more, more preferably 30 μm or more, and further preferably 50 μm or more. If the lower limit D1 of the depth of the groove 6 is equal to or more than the above, the wood protection effect based on the
溝6の深さの上限D2は、好ましくは、800μm以下、より好ましくは、750μm以下、さらに好ましくは、700μm以下、とりわけ好ましくは、600μm以下、さらには、500μm以下、さらには、450μm以下、さらには、400μm以下、さらには、350μm以下が好適である。溝6の深さの上限D2が上記以下であれば、溝6に塗布された木部用塗料の過度の浸透を抑制でき、木質部材1における濃淡の差を小さくできる。 The upper limit D2 of the depth of the groove 6 is preferably 800 μm or less, more preferably 750 μm or less, further preferably 700 μm or less, particularly preferably 600 μm or less, further 500 μm or less, further 450 μm or less. Is preferably 400 μm or less, more preferably 350 μm or less. When the upper limit D2 of the depth of the groove 6 is equal to or less than the above, excessive penetration of the wood coating applied to the groove 6 can be suppressed, and the difference in shading of the wooden member 1 can be reduced.
溝6の深さ(D1、D2)は、X線顕微鏡によって、求められる。その測定方法は、後の実施例に記載する。 The depth (D1, D2) of the groove 6 is obtained by an X-ray microscope. The measuring method will be described in the examples below.
また、単位面積における溝6の数は、500個/cm2以上、好ましくは、1000個/cm2以上であり、また、8000個/cm2以下、好ましくは、5000個/cm2以下である。 Further, the number of grooves 6 in a unit area is 500 / cm 2 or more, or preferably 1000 / cm 2 or more, also, 8000 / cm 2 or less, or preferably 5000 / cm 2 or less .
単位面積における溝6の数が上記した下限を下回れば、木材保護層20に基づく木材保護効果を十分に奏することができない。
If the number of grooves 6 per unit area is less than the above lower limit, the wood protection effect based on the
一方、単位面積における溝6の数が上記した上限を上回れば、溝6に塗布される木部用塗料の過度の浸透を有効に抑制できない。 On the other hand, if the number of grooves 6 per unit area exceeds the above-mentioned upper limit, excessive penetration of the wood coating applied to the grooves 6 cannot be effectively suppressed.
単位面積における溝6の数は、顕微鏡観察によって測定(実測)される。また、後述する第1工程の条件で予め設定しておくこともできる。 The number of grooves 6 per unit area is measured (actually measured) by microscopic observation. In addition, it can be set in advance under the conditions of the first step described later.
複数の溝6のパターンは、特に限定されず、平面視において、例えば、縦横方向に整列配置されるパターン、千鳥状に整列配置されるパターンなどが挙げられる。 The pattern of the plurality of grooves 6 is not particularly limited, and includes, for example, a pattern arranged in the vertical and horizontal directions and a pattern arranged in a staggered pattern in a plan view.
なお、溝6の面方向における最大長さL1(溝6が平面視略円形状であれば、内径)の平均は、例えば、20μm以上であり、また、例えば、100μm以下、好ましくは、50μm以下である。 The average of the maximum length L1 in the surface direction of the groove 6 (the inner diameter if the groove 6 is substantially circular in plan view) is, for example, 20 μm or more, and for example, 100 μm or less, preferably 50 μm or less. It is.
また、互いに隣接する溝6間の長さ(最短距離)L2は、例えば、50μm以上、好ましくは、100μm以上であり、また、例えば、500μm以下、好ましくは、250μm以下である。 The length (shortest distance) L2 between adjacent grooves 6 is, for example, 50 μm or more, preferably 100 μm or more, and is, for example, 500 μm or less, preferably 250 μm or less.
木材2を構成する木は、特に限定されず、ブナ、ナラ、スギ、マカバ、ビーチ、オーク、チーク、ハードメープル、チェリー、ウォールナット、ホワイトアッシュ、マホガニー、マツ、ヒバ、ヒノキなど、種々の樹種が挙げられる。また、木材2は、単板および合板のうち、のいずれであってもよい。
The tree constituting the
木材保護層20は、複数の溝6を含む木材2の一方面3を、外部からの物(例えば、ごみ、水など)や刺激(例えば、紫外線など)から保護する保護層である。
The
木材保護層20は、複数の溝6を含む木材2の一方面3に木部用塗料が塗布して形成される塗布層である。
The
また、木材保護層20は、一方面3から木材2の内部に木部用塗料が浸透したものである。なお、木部用塗料の第1溝7への塗布によって木部用塗料が浸透した木材保護層20は、木部用塗料の第2溝8への塗布によって木部用塗料が浸透した木材保護層20に比べて、厚い。
Further, the wood
さらに、木材保護層20は、一方面3(底面9および内側面10を含む)に積層されていてもよい。
Further, the
単位面積における木材保護層20の質量は、例えば、35g/m2以上、好ましくは、40g/m2以上、より好ましくは、75g/m2以上であり、また、例えば、300g/m2以下、好ましくは、250g/m2以下、より好ましくは、200g/m2以下、さらに好ましくは、185g/m2以下、とりわけ好ましくは、175g/m2以下、最も好ましくは、150g/m2以下である。
The mass of the wood
単位面積における木材保護層20の質量が上記した下限以上であれば、木材保護層20に基づく木材保護効果を十分に奏することができる。
When the mass of the wood
一方、単位面積における木材保護層20の質量が上記した上限以下であれば、濃淡の差を小さくできる。
On the other hand, if the mass of the wood
次に、木質部材1を製造する方法を説明する。 Next, a method of manufacturing the wooden member 1 will be described.
図1Aに示すように、まず、例えば、平坦な一方面3を有する木材2を準備する。この木材2の一方面3は、平坦面16のみを備える。木材2には、この時点で、溝6がまだ形成されていない(つまり、溝6がまだ形成されていない板材(板)を木材2として準備する。)。一方面3を平削盤(プレーナー)などで処理(表面切削処理)して、一方面3の平滑度を高めておくことができる。
As shown in FIG. 1A, first, for example, a
図1Bに示すように、次いで、紫外線レーザを木材2の一方面3に照射する(第1工程)。
Next, as shown in FIG. 1B, an ultraviolet laser is irradiated on one
まず、例えば、図示しないが、移動装置および照射装置を備える溝作成装置を準備する。 First, for example, although not shown, a groove forming device including a moving device and an irradiation device is prepared.
移動装置には、制御装置(ガルバノスキャナなど)が装備されている。また、移動装置は、駆動源を備え、駆動源の駆動力に基づき、照射装置を、木材2の面方向に移動可能である。
The moving device is equipped with a control device (such as a galvano scanner). The moving device includes a driving source, and can move the irradiation device in the surface direction of the
照射装置は、照射可能な紫外線レーザ照射部を備える。具体的には、紫外線レーザ照射部は、例えば、レーザーダイオード(LD)励起などの励起方法に基づくパルスによって、紫外線レーザを照射可能である。パルスは、例えば、Qスイッチによって、高い出力で得られる。 The irradiation device includes an irradiable ultraviolet laser irradiation unit. Specifically, the ultraviolet laser irradiation unit can irradiate the ultraviolet laser with a pulse based on an excitation method such as laser diode (LD) excitation, for example. The pulse is obtained at a high output, for example, by a Q-switch.
上記した溝作成装置は、特に限定されず、例えば、上記した非特許文献1に記載の機器から適宜選択される。 The above-described groove forming device is not particularly limited, and is appropriately selected from, for example, the devices described in Non-Patent Document 1 described above.
上記した溝作成装置に、木材2を、木材2の一方面3が照射装置に面するように、設置する。
The
次いで、制御装置の制御によって、移動装置の駆動に基づいて、照射装置を面方向に走査しながら、紫外線レーザを木材2の一方面3に照射する。
Next, under the control of the control device, based on the driving of the moving device, the one
照射条件は、溝6の下限D1が少なくとも20μm以上となり、溝6の深さの上限D2が少なくとも900μm以下となり、単位面積における溝6の数が、500個/cm2以上、8000個/cm2以下となるように、設定される。 The irradiation condition is such that the lower limit D1 of the groove 6 is at least 20 μm or more, the upper limit D2 of the depth of the groove 6 is at least 900 μm or less, and the number of the grooves 6 per unit area is 500 / cm 2 or more and 8000 / cm 2. It is set to be as follows.
具体的には、紫外線レーザの波長は、例えば、200nm以上、好ましくは、300nm以上であり、また、例えば、400nm以下、好ましくは、380nm以下である。 Specifically, the wavelength of the ultraviolet laser is, for example, 200 nm or more, preferably 300 nm or more, and is, for example, 400 nm or less, preferably 380 nm or less.
1回のパルスエネルギーは、例えば、10μJ以上、好ましくは、100μJ以上であり、また、例えば、500μJ以下である。 The pulse energy at one time is, for example, 10 μJ or more, preferably 100 μJ or more, and is, for example, 500 μJ or less.
パルス幅は、例えば、1ns以上、好ましくは、5ns以上であり、また、例えば、50ns以下、好ましくは、25ns以下である。 The pulse width is, for example, 1 ns or more, preferably 5 ns or more, and is, for example, 50 ns or less, preferably 25 ns or less.
また、1つの溝6を形成するために、紫外線レーザを1回照射でき、あるいは、複数回(複数パルス)、同じ溝6に照射できる。照射回数は、樹種の材質の緻密の程度によって適宜設定される。 Further, in order to form one groove 6, the ultraviolet laser can be irradiated once or the same groove 6 can be irradiated plural times (multiple pulses). The number of irradiations is appropriately set depending on the degree of denseness of the material of the tree species.
これにより、木材2の一方面3に、複数の溝6が形成される。
Thereby, a plurality of grooves 6 are formed on one
図1Cに示すように、その後、木部用塗料を、溝6を含む木材2の一方面3に塗布する(第2工程)。
Then, as shown in FIG. 1C, a wood coating is applied to one
木部用塗料は、特に限定されず、例えば、有効成分(防腐剤、防かび剤など)、調色成分、造膜成分(撥水成分を含む)、溶媒などを含有する。このような木部用塗料は、公知の木部用塗料が挙げられる。また、木部用塗料は、市販品を用いることができ、例えば、キシラデコールインテリアファイン(大阪ガスケミカル社製)、コンゾランシリーズ(大阪ガスケミカル社製)、水性VATONシリーズ(大谷塗料社製)などの水性木部用塗料が用いられ、例えば、油性のキシラデコールシリーズ(大阪ガスケミカル社製)、VATONシリーズ(大谷塗料社製)などの油性木部用塗料などが用いられる。また、木部用塗料として、日本建築学会材料規格「JASS 18M−307」に適合する木材保護塗料も好適である。 The wood coating is not particularly limited, and includes, for example, an active ingredient (preservative, fungicide, etc.), a toning component, a film-forming component (including a water-repellent component), a solvent, and the like. Such wood coatings include known wood coatings. As the wood coating, commercially available products can be used. For example, Xyladecor Interior Fine (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.), Konzoran series (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.), water-based VATON series (manufactured by Otani Paint Co., Ltd.), etc. For example, oil-based wood coatings such as oil-based Xyladecor series (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) and VATON series (manufactured by Otani Paint Co., Ltd.) are used. Further, as a wood coating, a wood protection coating that conforms to the Architectural Institute of Japan material standard “JASS 18M-307” is also suitable.
塗布方法は、特に限定されず、例えば、刷毛塗り、へら塗り、スプレーコート法などが挙げられる。好ましくは、刷毛塗りが挙げられる。 The application method is not particularly limited, and examples thereof include brush coating, spatula coating, and spray coating. Preferably, brush coating is used.
塗布回数は、特に限定されない。1回、複数回のいずれであってもよい。木材保護層20の質量を上記した範囲(具体的には、35g/m2以上の高い値)に設定する観点から、複数回が好適である。塗布回数が複数回であれば、上記質量が大きい木材保護層20を形成することができる。
The number of times of application is not particularly limited. One time or multiple times may be used. From the viewpoint of setting the mass of the wood
なお、塗布された木部用塗料は、一方面3から木材2の内部に浸透する。
The applied wood coating material permeates into the
その後、必要により、室温(20℃)で養生する。これによって、木部用塗料の溶媒が除去される。 Then, if necessary, cure at room temperature (20 ° C.). Thereby, the solvent of the wood coating is removed.
これにより、木材保護層20が、溝6を含む一方面3に形成される。
Thereby, the
そして、この一実施形態の木質部材1およびその製造方法では、溝6の深さの上限D2が、900μm以下と浅いため、溝6に塗布される木部用塗料の過度の浸透を抑制できる。そのため、木質部材1における濃淡の差を小さくできる。 In the woody member 1 of this embodiment and the method of manufacturing the same, the upper limit D2 of the depth of the groove 6 is as shallow as 900 μm or less, so that excessive penetration of the wood coating applied to the groove 6 can be suppressed. Therefore, the difference in shading of the wooden member 1 can be reduced.
また、単位面積における溝6の数が8000個/cm2以下であるので、溝6に塗布される木部用塗料の過度の浸透を有効に抑制できる。そのため、木質部材1における濃淡の差をより一層小さくできる。 Further, since the number of grooves 6 per unit area is 8000 / cm 2 or less, excessive penetration of the wood coating applied to grooves 6 can be effectively suppressed. Therefore, the difference in shading in the wooden member 1 can be further reduced.
その結果、木質部材1は、外観に優れる。 As a result, the wooden member 1 is excellent in appearance.
とりわけ、この木質部材1の製造方法によれば、紫外線レーザを木材2の一方面3に照射するので、木材2の一方面3に焦げが発生することを抑制できる。そのため、外観により一層優れる。
In particular, according to the method of manufacturing the wooden member 1, since the ultraviolet laser is applied to the one
また、溝6の深さの下限D1が、20μm以上であり、単位面積における溝6の数が、500個/cm2以上であるので、木材保護層20に基づく木材保護効果を十分に奏することができる。
In addition, since the lower limit D1 of the depth of the groove 6 is 20 μm or more and the number of the grooves 6 per unit area is 500 or more / cm 2 , the wood protection effect based on the
さらに、単位面積における木材保護層20の質量が、35g/m2以上であれば、木材保護層20に基づく木材保護効果を十分に奏することができる。一方、単位面積における木材保護層20の質量が300g/m2以下であれば、濃淡の差を小さくできる。
Furthermore, if the mass of the wood
また、第2工程で、木部用塗料を複数回塗布すれば、単位面積における木材保護層20の質量を上記した範囲に容易に設定することができる。
In addition, if the wood coating is applied a plurality of times in the second step, the mass of the wood
なお、溝6を有しない木材2(例えば、図1Aに示される木材2)と、この木材2に木部用塗料を塗布して形成される木材保護層20とを備える木質部材1、および、溝6を有する木材2と、この木材2に木部用塗料を塗布して形成される木材保護層20とを備え、図1Cに示される木質部材1を比較すると、その耐候性(例えば、撥水性で評価される耐候性)は、後者の方が格段に優れることは言うまでもない。
A wood member 1 including a
変形例
以下の各変形例において、上記した一実施形態と同様の成分および工程については、その詳細な説明を省略する。また、各変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏する。
Modifications In the following modifications, detailed descriptions of components and steps similar to those of the above-described embodiment will be omitted. Further, each modified example has the same operation and effects as those of the embodiment except for special mention.
図1Cの仮想線で示すように、この木質部材1は、さらに、表面塗布層の一例としての下塗り層15を備えることができる。
As shown by the imaginary line in FIG. 1C, the wooden member 1 can further include an
この下塗り層15は、例えば、溝6を形成した後であって、また、木部用塗料を木材2の一方面3に塗布する前に、処理用塗料の一例としての下塗り塗料を木材2の一方面3に塗布すること(第3工程)により形成される。下塗り塗料(クリア塗料)は、例えば、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などの樹脂、および、有機溶媒などを含有する。
The
木質部材1が下塗り層15をさらに備えれば、濃淡の差をより一層小さくすることができる。
If the wooden member 1 further includes the
また、図1Cの仮想線で示すように、この木質部材1は、さらに、表面塗布層の一例としての上塗り層17を備えることができる。上塗り層17は、木材保護層20の表面に、処理用塗料の一例としての上塗り塗料を塗布することにより形成される。上塗り塗料は、例えば、上記した樹脂および有機溶媒などを含有する。
Further, as shown by the imaginary line in FIG. 1C, the wooden member 1 can further include an
木質部材1が上塗り層17をさらに備えれば、濃淡の差をより一層小さくすることができる。
If the wooden member 1 further includes the
あるいは、木質部材1は、下塗り層15および上塗り層17の両方を備えることができる。
Alternatively, the wooden member 1 can include both the
一実施形態では、溝6は、一方面3のみに形成されているが、一方面3および他方面(図示せず)の両面に形成することもできる。
In one embodiment, the groove 6 is formed only on the one
一実施形態では、木材2を板材として説明しているが、これに限定されず、例えば、丸太などであってもよい。
In one embodiment, the
一実施形態では、溝6の平面視形状は、特に限定されず、例えば、平面視略多角形状(例えば、略矩形状)であってもよい。 In one embodiment, the shape of the groove 6 in plan view is not particularly limited, and may be, for example, a substantially polygonal shape (for example, substantially rectangular shape) in plan view.
また、一実施形態では、木質部材1における溝6は、紫外線レーザを木材2の一方面3に照射して形成される紫外線レーザ溝として説明しているが、短パルスCO2レーザを木材2の一方面3に照射して形成される短パルスCO2レーザ溝であってもよい。
Further, in one embodiment, the grooves 6 in the wooden member 1, a UV laser is described as an ultraviolet laser grooves formed by irradiating one
さらに、溝6は、例えば、物理切削による方法(例えば、針加工)による穿孔溝であってもよい。 Further, the groove 6 may be, for example, a perforated groove formed by a physical cutting method (for example, needle processing).
以下の記載において用いられる配合部数(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合部数(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。 Specific numerical values such as the number of blending parts (content ratio), physical property values, parameters, and the like used in the following description are the corresponding number of blending parts (content ratio) described in the above “Embodiment for carrying out the invention”. ), Physical property values, parameters, etc., may be replaced by the upper limit (the value defined as “less than” or “less than”) or the lower limit (the value defined as “above” or “exceeding”) it can.
実施例1
図1Aに示すように、まず、一方面3がプレーナーで平坦状に仕上げた気乾状態のスギ心材柾目材を木材2として準備した。
Example 1
As shown in FIG. 1A, first, an air-dried cedar core and straight-grained wood whose one
次いで、ガルバノスキャナ(YD−200−OP、ワイ・イー・データ社製)を備えたLD励起Qスイッチ固体レーザ(TALON−355−15SH、Spectra−Physics社製)を用いて、下記に示す条件で、紫外線レーザを木材2の一方面3に照射した。
Next, an LD-pumped Q-switched solid-state laser (TALON-355-15SH, manufactured by Spectra-Physics) equipped with a galvano scanner (YD-200-OP, manufactured by YE Data) was used under the following conditions. Then, the one
波長 355nm
パルス幅 12ns
パルスエネルギー 240μJ
なお、この際、ガルバノスキャナを溝6毎に止めることなく連続で走査させながら、レーザをパルス発振し続ける分散照射法を採用した。また、上記装置において、形成される溝6の数が表1に記載の通りとなるように、走査速度等を設定した。
Wavelength 355nm
Pulse width 12 ns
Pulse energy 240μJ
At this time, a dispersion irradiation method in which the laser is continuously oscillated while the galvano scanner is continuously scanned without stopping for each groove 6 is adopted. In the above apparatus, the scanning speed and the like were set so that the number of grooves 6 to be formed was as shown in Table 1.
図1Bに示すように、これにより、複数の溝6を、木材2の一方面3に形成した。
Thereby, as shown in FIG. 1B, a plurality of grooves 6 were formed on one
その後、日本建築学会材料規格「JASS 18M−307」に適合するブラウン系木部用塗料(市販品、固形分濃度27.5質量%)を、刷毛で、木材2の一方面3に5回塗布した(刷毛塗りした)。
Thereafter, a brown wood coating (commercially available, solid content concentration: 27.5% by mass) conforming to the Architectural Institute of Japan material standard "JASS 18M-307" is applied five times to one
図1Cに示すように、これによって、木材保護層20を形成した。その後、木材2を常温(20℃)で1週間養生した。
Thus, as shown in FIG. 1C, the wood
実施例2〜15および比較例1
製造条件(溝6の深さ、単位面積における溝6の数、木部用塗料の塗布回数、単位面積における木材保護層20の質量など)を表1〜表2に従って変更した以外は、実施例1と同様に処理した。
Examples 2 to 15 and Comparative Example 1
Except that the manufacturing conditions (depth of groove 6, number of grooves 6 per unit area, number of times of application of wood coating, mass of wood
実施例16
複数の溝6を木材2の一方面3に形成した後であって、木部用塗料を木材2に塗布する前に、日本建築学会材料規格「JASS 18M−307」に適合する無色透明の下塗り塗料(市販品、固形分濃度18質量%)を、刷毛で、木材2の一方面3に1回塗布し(刷毛塗りし)て、図1Cの仮想線で示すように、下塗り層15を形成した以外は、実施例1と同様に処理した。
Example 16
After forming the plurality of grooves 6 on one
<評価>
下記の事項を評価した。それらの結果を表1〜表3に示す。
<Evaluation>
The following items were evaluated. The results are shown in Tables 1 to 3.
深さ
溝6の深さの下限D1および上限D2を、X線顕微鏡および画像解析装置によって、求めた。測定および解析の詳細は、以下の通りである。
X線顕微鏡 nano3DX(リガク社製)
管電圧 40kV
管電流 30mA
X線ターゲット 銅
画像解析装置 画像処理ソフトImage J
Depth The lower limit D1 and the upper limit D2 of the depth of the groove 6 were determined by an X-ray microscope and an image analyzer. Details of the measurement and analysis are as follows.
X-ray microscope nano3DX (Rigaku)
Tube voltage 40kV
Tube current 30mA
X-ray target Copper image analyzer Image processing software Image J
木材保護層の質量
塗布前と、塗布直後の質量差から、単位面積当たりの木部用塗料の質量(固形分および溶媒の資料を含む)を求め、さらに、固形分濃度(27.5質量%)で除することによって、単位面積における木材保護層20の質量を求めた。
Weight of Wood Protective Layer From the weight difference before and immediately after application, the weight of the wood coating material per unit area (including data on solid content and solvent) was determined, and the solid content concentration (27.5% by mass) ) To determine the mass of the wood
下塗り層の質量
塗布前と、塗布直後の質量差から、単位面積当たりの下塗り塗料の質量(固形分および溶媒の資料を含む)を求め、さらに、固形分濃度(18質量%)で除することによって、単位面積における下塗り層15の質量を求めた。
Mass of undercoat layer From the mass difference between before and immediately after application, determine the mass of the undercoat paint per unit area (including data on solid content and solvent) and then divide by the solid content concentration (18 mass%). The mass of the
濃淡の差
各実施例および比較例の木質部材1について、JIS K 5600−7−7に従って、キセノンウェザーメータ(アトラス社製)を用いて、ブラックパネル温度63℃、120分サイクル(102分の照射、続いて18分の照射および噴霧)の条件で1000時間までの促進耐候性試験を実施した。
Difference in shading About the woody member 1 of each Example and Comparative Example, according to JIS K 5600-7-7, using a xenon weather meter (manufactured by Atlas Co., Ltd.), a black panel temperature of 63 ° C., a 120 minute cycle (irradiation for 102 minutes) , Followed by irradiation for 18 minutes and spraying) for up to 1000 hours.
その後、木質部材1を、20℃、65%RHの雰囲気下で養生した。 Thereafter, the wooden member 1 was cured under an atmosphere of 20 ° C. and 65% RH.
その後、木質部材1における早材4および晩材5における濃淡の差を下記の基準に従って、目視で評価した。
◎:晩材4と早材5とにおける濃淡の差が極めて顕著に微小であった。
○:晩材4と早材5とにおける濃淡の差が極めて微小であった。
△:晩材4と早材5とにおける濃淡の差が微小であった。
×:晩材4と早材5とにおける濃淡の差が過大であった。
After that, the difference in shading between the
A: The difference in shading between
:: The difference in shading between
Δ: Difference in shading between
X: The difference in shading between the
撥水度評価
木材2の一方面3に約1gの蒸留水を滴下し、1分間静置した後に水滴を拭き取って、滴下量および浸透量から、下式により撥水度を求めた。
Evaluation of Water Repellency About 1 g of distilled water was dropped on one
撥水度(%)=(1−浸透量/滴下量)×100
なお、撥水度は、その百分率が高い場合、より具体的には、100%に近い場合に、木材保護層20の木材2の一方面3に対する木材保護効果が十分に奏されていることを示す。
Water repellency (%) = (1−permeation amount / drop amount) × 100
When the percentage of water repellency is high, more specifically, when the percentage of water repellency is close to 100%, the effect of protecting the wood on the one
1 木質部材
2 木材
3 一方面
6 溝
15 下塗り層(表面塗布層の一例)
17 上塗り層(表面塗布層の一例)
20 木材保護層
D1 溝の深さの下限
D2 溝の深さの上限
Reference Signs List 1
17 Topcoat layer (example of surface coating layer)
20 Wood protection layer D1 Lower limit of groove depth D2 Upper limit of groove depth
Claims (6)
前記溝を含む前記木材の表面に塗布された木材保護層とを備え、
前記溝の深さの下限が、20μm以上であり、前記溝の深さの上限が、900μm以下であり、
単位面積における前記溝の数が、500個/cm2以上、8000個/cm2以下であることを特徴とする、木質部材。 Wood having a groove that is recessed toward the inside and has a plurality of grooves arranged on the surface at intervals in the plane direction,
A wood protective layer applied to the surface of the wood including the groove,
The lower limit of the depth of the groove is 20 μm or more, the upper limit of the depth of the groove is 900 μm or less,
A wood member, wherein the number of the grooves in a unit area is not less than 500 / cm 2 and not more than 8000 / cm 2 .
木部用塗料を、前記溝を含む前記木材の前記表面に塗布することにより、木材保護層を、前記溝を含む前記木材の表面に形成する第2工程を備え、
前記溝の深さの下限が、20μm以上であり、前記溝の深さの上限が、900μm以下であり、
単位面積における前記溝の数が、500個/cm2以上、8000個/cm2以下であることを特徴とする、木質部材の製造方法。 A first step of irradiating the surface of the wood with an ultraviolet laser to form a plurality of grooves so that the grooves are depressed inward and are spaced apart from each other in a plane direction;
A second step of forming a wood protective layer on the surface of the wood including the groove by applying a wood coating to the surface of the wood including the groove,
The lower limit of the depth of the groove is 20 μm or more, the upper limit of the depth of the groove is 900 μm or less,
A method for manufacturing a wooden member, wherein the number of the grooves in a unit area is not less than 500 / cm 2 and not more than 8000 / cm 2 .
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