JP4280426B2 - 塗布型磁性木材の表面形状制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、塗布型磁性木材の表面形状制御方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、磁力により塗布型磁性木材の表面に任意の形状の突起等を形成することを可能とする塗布型磁性木材の表面形状制御方法と、この方法により提供される塗布型磁性木材とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来、この出願の発明者らによって提案され、その具体化が検討されてきている塗布型磁性木材加工品においては、主に研磨などにより表面を滑面として利用することが多かった。また、塗布型磁性木材の表面に模様をつけるには、堆朱のような特殊技法を用いるか、または、塗装下地に模様をつけることにより行なわれていた。それと言うのも、平坦な塗装下地に対して塗装そのものにより模様をつけることは、技術的に容易ではなく、実際的にも、ほとんど実施されていないのが現状である。
【０００３】
塗布型磁性木材は、磁力による吸着特性や、電波吸収性、電磁加熱の可能性等の注目される機能を有しているものであるが、その表面の形状を制御し模様をつけることについても、芸術性の高い工芸塗装が可能となり、また、様々なバリエーションを持つ加工製品を製造することにつながることから、その実現が期待されていた。
【０００４】
この出願の発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、塗布型磁性木材の表面に模様を形成するための塗布型磁性木材の表面形状制御方法を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、磁性粉末とバインダーを混合した磁性塗料を木材表面に塗布し、磁性塗料が塗布された木材表面を磁石により励磁することで木材表面に凸形状を形成し、磁性塗料を硬化することで凸形状を固定する塗布型磁性木材の表面形状制御方法において、磁性粉末の粒径を制御することで、木材表面に形成される凸形状を制御することを特徴とする塗布型磁性木材の表面形状制御方法を提供する。
【０００６】
また、この出願の発明は、第２には、バインダーは、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいは天然樹脂もしくはその変性樹脂のうちのいずれかである方法を、第３には、磁性粉末は、鉄、コバルト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライトなどの各種フェライト系磁性体や金属系磁性体、あるいはアモルファス系磁性体のうちのいずれかの粉末である方法を提供する。
【０００７】
また、この出願の発明は、第４には、磁性塗料を加熱するか、エネルギー線を照射することで硬化させ、木材表面に形成した凸形状を固定する方法を、第５には木材表面を励磁するための磁石が、永久磁石、電磁石、コイル、あるいは超伝導磁石のうちのいずれかである方法、第６には、対向する２つの平板状のコイル間に、磁性塗料が塗布された木材を設置し、木材表面に凸形状を形成する方法を提供する。
【０００８】
さらに、この出願の発明は、第７には、木材は、所定形状に成形加工された表面を有し、この表面に磁性塗料を塗布することを特徴とする上記いずれかの方法を、第８には、木材は、建材、建具、家具、食器、調理具、家電製品、その他の居住もしくは生活用具の一部を構成するものであることを特徴とする方法を、第９には、木材表面には下地層もしくは表面浸透層が配設した後に磁性塗料を塗布することを特徴とする方法を、第１０には、凸表面に、研磨、加工並びに被覆の少くともいずれかを施すことを特徴とする方法を提供する。
【０００９】
そして、第１１には、形状制御された表面を有する木材を製造することを特徴とする塗布型磁性木材の制御方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に、その実施の形態について説明する。
【００１２】
この出願の発明である塗布型磁性木材の表面形状制御方法においては、磁性塗料が塗布された木材表面を、磁石により励磁することで木材表面に凸形状を形成する。この場合の磁性塗料には磁性粉末とバインダーが混合されている。
【００１３】
バインダーとしては、磁性粉末を凝集することなく均等に分散させて塗布できるものであればどのような種類であってもよく、なかでも、木材との親和性が良い、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいは天然樹脂やその変性樹脂などから選択される。天然樹脂としては、例えば漆などが好適である。
【００１４】
磁性粉末としては、磁性粉末が、鉄、コバルト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライトなどの各種フェライト系磁性体や金属系磁性体、あるいはアモルファス系磁性体などから、適宜に選択される。この発明の方法により形成される突起は、磁性塗料が塗布された木材の透磁率が高いものほど高くすることができることから、高透磁率の磁性粉末を用いることで、より低い磁界で効果的に突起を形成することができる。
【００１５】
また、この出願の発明における上記の磁性塗料においては、バインダー並びに磁性粉末に限られることはなく、その組成については、所望により、硬化剤や硬化助剤、増粘剤、着色剤、フィラー等が配合されてもよいことは言うまでもない。
【００１６】
そして、磁性塗料が表面に塗布される木材については、各種の天然木やその集成材をはじめ、パーティクルボード等の木質材をもその意味として包含している。
【００１７】
このような木材表面に形成される凸形状は、磁性粉末の粒経の設定、選択により、制御する。また、この他に、磁性粉末とバインダーとの混合比、木材表面を励磁する磁界の分布または強度、並びに塗布後に励磁を開始するまでの経過時間や励磁時間の設定、選択により、制御することが可能である。
【００１８】
磁石により励磁することで木材表面に凸形状を形成した後に、磁性塗料を硬化することで凸形状の固定が行われる。磁性塗料の硬化については、磁性塗料を加熱するか、光や放射線、電子ビーム、イオンビーム等のエネルギー線を照射し、バインダーを硬化反応させることによって行われる。これら硬化のための方法は、バインダーの種類等を考慮することによって選択することができる。
【００１９】
木材表面を励磁するための磁石は、永久磁石、電磁石、コイル、あるいは超伝導磁石などから、適宜選択されるものである。利用される磁石の個数は、１個に限定されることはなく、複数個用いてもよいことは言うまでもない。励磁する方向なども、形成される凸形状に応じて、適宜に設定されるものである。例えば、磁性塗料の塗布された表面に対し略直交する磁束（垂直磁界）を永久磁石により与える場合には、後述の実施例にも例示したように、針状の突起や針状の突起群として凸形状を与えることができ、これらの針状の突起群等によって、特異な美観性に優れた、花模様等を形成することができる。磁石の複数配置によって、これらの模様は、大きな面積の表面についても形成できる。永久磁石ではなく、スパイラルコイルを用いて、木材表面の上方より、あるいはその表面下方より垂直磁界を印加する場合にも、突起の高さは中心部において最も高く、その周囲は低くなって、独持の美観性を与えることができる。さらに磁界の印加は、木材表面に対して斜め方向より印加してもよいし、垂直と水平、そして斜め方向からの磁界印加を適宜に組み合わせてもよい。ユニークな造型美をもつ突起が形成されることになる。
【００２０】
また、針状突起だけでなく、棒状、台形状、あるいは波状等の各種形状が、磁束の印加方式にバインダー組成、硬化条件等に応じて形成されることになる。
そして、対向する２つのヘルムポルツのコイル間に、磁性塗料が塗布された木材を設置した場合には、比較的平行な磁束の作用によって、木材表面の凸形状はより均一の高さをもつものとなる。
磁性塗料が塗布される木材表面は、平滑面だけでなく、粗面であってもよく、また、必ずしも平面である必要はない。所定の形状、たとえば用途に応じて、凹凸表面や、溝表面、その他の模様面があってもよい。
また、磁性塗料の塗布に先立って、木材の特徴を生かしつつ、磁性塗料膜の密着性や、表面の色調等をさらに向上させるための手段として、適宜な大地層や表面浸透層を、樹脂等により形成しておいてもよい。
磁性塗料がその表面に塗布される木材は、建材、建具、家具、食器、調理具、家電製品、工業品、その他各種の居住もしくは生活用具の少くとも一部を構成するものであってよい。
これらの用途や目的に応じて、磁性塗料の塗布により形成された凸表面は、さらに、研磨されてもよいし、所定のパターンに沿ってエッチングされてもよいし、あるいは表面保護層、たとえばクリアー層等を被覆するようにしてもよい。
この出願の発明である塗布型磁性木材の表面形状制御方法を実施するための装置は、磁性塗料が塗布された木材表面を励磁することで木材表面に凸形状を形成するための木材表面励磁手段と、磁性塗料を硬化するための磁性塗料硬化手段とを、基本構成とすることができる。木材表面励磁手段としては磁石が用いられ、磁石の種類が、永久磁石、電磁石、コイル、あるいは超伝導磁石などから適宜選択されることは上記の通りである。また、磁性塗料硬化手段においては、磁性塗料の硬化を行うために、木材表面に対する加熱、または、木材表面に対するエネルギー線照射がなされる。
もちろん、塗布後の磁性塗料については、加熱やエネルギー線の照射という強制的硬化のための手段を採用することなしに、自然乾燥、風乾等によって硬化させてもよいことは言うまでもない。
また、上記装置については、磁性塗料の塗布のための手段、たとえば、ロール塗布、スクリーン塗布、流下塗布、吹付け塗布、浸漬塗布等のための各種の自動、あるいは半自動の手段を具備することもできる。
この出願の発明は、以上の特徴を持つものであるが、以下に実施例を示し、さらに具体的に説明する。
【００２１】
【実施例】
＜実施例１＞
図１に示すように、木材（１）の平板状の表面に磁性塗料（２）を塗布し、木材（１）の裏面に永久磁石（３）を設置して磁性塗料（２）を励磁することで、木材（１）の表面に複数の略針状の突起（４）を形成した。
磁性塗料を構成する磁性粉の濃度、磁性塗料を塗布してから励磁を開始するまでの経過時間、永久磁石の持つ磁界強度を変化させた場合の、形成される突起の形状について検討した。
磁性塗料を構成する磁性粉にはセンダストを、バインダーにはアクリル樹脂系のクリアラッカーを用いた。磁性粉には、粒子径の平均がそれぞれ、４５μｍ以下、４５〜７５μｍ、７５〜１０６μｍである３種類を用いた。また、永久磁石にはサマトリウムコバルトを用いた。木材には厚さ２５ｍｍのスターウッドを用いた。励磁して形成した突起については、自然乾燥によって硬化固定した。
【００２２】
また、突起の高さの測定には、図２に示すようなディジタルハイスコープとＰＣから構成される測定システムを用いた。図３は、磁性塗料を構成する磁性粉の濃度を１５ｖｏｌ％および３０ｖｏｌ％とした場合の突起の外観について示した写真である。また、図４は、平均粒径の異なる３種類の磁性粉について、磁性粉の濃度と突起の高さとの関係を示したグラフである。また、図５は、平均粒子径が４５μｍ以下の場合における、磁性粉の濃度と突起の高さ、縦幅、および、横幅との関係について示したグラフである。図４および図５より、磁性粉の濃度は突起の高さ、縦幅、および、横幅を決定する因子となることがわかる。この実施例の条件においては、磁性粉の濃度が３０ｖｏｌ％で、突起の高さが最大となる。磁性塗料中の磁性粉の量が多いほど、突起に付与される電磁力は大きくなるが、一方で塗料の重量が大きくなることから、このように、特定の磁性粉の濃度で最大値を示すものと考えられる。また、磁性粉の大きさにより、形成される突起の高さが異なることも明らかとなった。磁性粉の粒子径が小さいほど、塗料中に含まれる粒子個数は多く、また、単位粒子あたりの質量が小さくなることから、突起の高さが高くなるものと考えられる。図６は、３種類の磁性粉について、磁性塗料を塗布してから励磁を開始するまでの経過時間と突起の高さとの関係を示したグラフである。また、図７は、粒子径が４５μｍ以下の場合における、磁性塗料を塗布してから励磁を開始するまでの経過時間と突起の高さ、縦幅、および、横幅との関係を示したグラフである。図６および図７より、この実施例の環境においては、経過時間が５分である状態で励磁を開始した場合に、突起の高さ、縦幅、および、横幅が最大となった。これは、磁性塗料の粘性および流動性による作用によるものと考えられ、突起の高さが最大となる経過時間は、磁性塗料の種類を変えることで、調整可能である。図８は、粒子径が４５μｍ以下の場合における、永久磁石の持つ磁界強度と突起の高さの関係を示すグラフである。このとき、突起の高さは永久磁石の持つ磁界強度に比例した。以上詳しく示した通り、木材の表面に形成される突起の形状は、磁性粉の粒子径が制御因子となる。また、この他に、磁性粉の濃度、磁性塗料を塗布してから励磁を開始するまでの経過時間、永久磁石の持つ磁界強度などが、制御因子となる。この出願の発明である塗布型磁性木材の表面形状制御方法においては、以上の制御因子とともに、印加される磁界の分布などを併せて調整することにより、木材表面に任意の模様を形成することが可能となる。
＜実施例２＞実施例１において、クリアラッカーに代えて漆を用いることにより木材表面に同様の突起を形成した。この漆の塗布については、磁石によって磁界を印加した状態で、乾燥硬化させた。
【００２３】
【発明の効果】
この出願の発明により、塗布型磁性木材の表面に模様を生成するための塗布型磁性木材の表面形状制御方法が提供される。この出願の発明である塗布型磁性木材の表面形状制御方法は、芸術性の高い工芸塗装が実現することから、様々なバリエーションを持つ加工製品を製造する技術として、建造物の材料や各種工業製品への応用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明である塗布型磁性木材の表面形状制御方法の実施例を示す概略図である。
【図２】この出願の発明の実施例において、測定システムの構成を示した概略図である。
【図３】磁性塗料を構成する磁性粉の濃度を１５ｖｏｌ％および３０ｖｏｌ％とした場合の突起の外観について示した写真である。
【図４】３種類の磁性粉について、磁性粉の濃度と突起の高さとの関係を示したグラフである。
【図５】粒子径が４５μｍ以下の場合における、磁性粉の濃度と突起の高さ、縦幅、および、横幅との関係について示したグラフである。
【図６】３種類の磁性粉について、磁性塗料を塗布してから励磁を開始するまでの経過時間と突起の高さとの関係を示したグラフである。
【図７】粒子径が４５μｍ以下の場合における、磁性塗料を塗布してから励磁を開始するまでの経過時間を突起の高さ、縦幅、および、横幅との関係について示したグラフである。
【図８】粒子径が４５μｍ以下の場合における、永久磁石の持つ磁界強度と突起の高さの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 木材
２ 磁性塗料
３ 永久磁石
４ 突起

Claims (11)

1. 磁性粉末とバインダーを混合した磁性塗料を木材表面に塗布し、磁性塗料が塗布された木材表面を磁石により励磁することで木材表面に凸形状を形成し、磁性塗料を硬化することで凸形状を固定する塗布型磁性木材の表面形状制御方法において、磁性粉末の粒径を制御することで、木材表面に形成される凸形状を制御することを特徴とする塗布型磁性木材の表面形状制御方法。
2. バインダーが、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいは天然樹脂もしくはその変性樹脂のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の塗布型磁性木材の表面形状制御方法。
3. 磁性粉末が、鉄、コバルト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト等の各種フェライト系磁性体や金属系磁性体、あるいはアモルファス系磁性体のうちのいずれかの粉末であることを特徴とする請求項１または２の塗布型磁性木材の表面形状制御方法。
4. 磁性塗料を加熱するか、エネルギー線を照射することで硬化させ、木材表面に形成した凸形状を固定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの塗布型磁性木材の表面形状制御方法。
5. 木材表面を励磁するための磁石が、永久磁石、電磁石、コイル、あるいは超伝導磁石のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの塗布型磁性木材の表面形状制御方法。
6. 対向する２つの平板状のコイル間に、磁性塗料が塗布された木材を設置し、木材表面に凸形状を形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの塗布型磁性木材の表面形状制御方法。
7. 木材は、所定形状に成形加工された表面を有し、この表面に磁性塗料を塗布することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの塗布型磁性木材の表面形状制御方法。
8. 木材は、建材、建具、家具、食器、調理具、家電製品、その他の居住もしくは生活用具の一部を構成するものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの塗布型磁性木材の表面形状制御方法。
9. 請求項１乃至８のいずれかの方法において、木材表面には下地層もしくは表面浸透層が配設した後に磁性塗料を塗布することを特徴とする塗布型磁性木材の表面形状制御方法。
10. 請求項１乃至９のいずれかの方法において、凸表面に、研磨、加工並びに被覆の少くともいずれかを施すことを特徴とする塗布型磁性木材の表面形状制御方法。
11. 請求項１乃至１０のいずれかの方法により形状制御された表面を有する木材を製造することを特徴とする塗布型磁性木材の制御方法。

Images