JP4517967B2

JP4517967B2 - 木材の処理方法

Info

Publication number: JP4517967B2
Application number: JP2005213289A
Authority: JP
Inventors: 直彦前田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2025-07-22
Also published as: JP2007030226A

Description

本願発明は、水廻り用木材に耐水性を付与するための木材の処理方法に関する。

従来、浴室、トイレなどの水廻りに木材を用いる場合、カビの発生や、腐敗、汚れなどの問題があるため、木材に何らかの処理を行い、耐水性を付与することが行われてきた。木材に耐水性を付与する処理方法としては、木材に樹脂を含浸させるＷＰＣ（ＷｏｏｄＰｌａｓｔｉｃＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）や、木材に不活性ガス雰囲気下で加熱処理を行う（例えば、特開平６−１５８８３０号公報）方法などが挙げられる。

しかしながら、ＷＰＣでは木材の細胞壁や細胞内腔に樹脂が含浸されるために耐水性が向上するものの、木材の表層に樹脂が多く含まれることで木材の風合いが損なわれてしまうという問題があった。一方、不活性ガス雰囲気下で加熱処理を行うと、木材細胞中の水酸基が減少し、耐水性が向上するものの、木材の表面は多孔質のままであり、汚れが付着しやすく、又、一度汚れが付着してしまうと除去しにくかった。
特開平６−１５８８３０号公報

本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その課題は、木材に、その風合いを生かしながら、耐水性及び防汚性を付与する木材の加工方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本願発明の請求項１に係る木材の処理方法においては、木材の処理方法であって、不活性ガス雰囲気下で木材を加熱処理した後、その表面を研磨することで、この表面を、塗料が浸透しやすい平衡含水率が低下した状態で、且つ、凹凸に沿って平滑化された状態にし、同研磨された表面に塗料を塗布することで、木材の表面の凹凸に沿って薄い塗膜層を形成することを特徴とするものである。

又、請求項３記載の木材の処理方法においては、塗布される塗料の不揮発成分が、２〜２０ｇ／ｍ²となるように塗布することを特徴とするものである。

本願発明の請求項１に係る木材の処理方法によると、不活性ガス雰囲気下で木材を加熱処理することで耐水性を付与できる。更に、木材の表面を研磨し、研磨された表面に塗料を塗布することで、木材の表面の凹凸に沿って塗膜層を形成することで、塗料を塗布しても木材表面の凹凸が残り、木材の風合いを生かしながらその表面に防汚性を付与することができる。
又、請求項２に係る木材の処理方法によると、塗料が、ウレタン樹脂を主成分とし、ファインセラミックスを含有したものであるため、磨耗性、耐候性に優れた木材となる。
又、請求項３に係る木材の処理方法によると、塗布される塗料の不揮発成分が、２〜２０ｇ／ｍ²であるため、木材表面の凹凸に沿って塗料が塗布され、塗布量が多すぎて木材表面の凹凸がなくなることで木材の風合いが損なわれたり、塗布量が少なすぎて塗りむらが生じたりすることがない。

この実施形態の木材の処理方法は、不活性ガス雰囲気下で木材１を加熱処理した後、その表面を研磨し、研磨された表面に塗料を塗布することで、木材１の表面の凹凸に沿って塗膜層２を形成している。
又、塗料が、ウレタン樹脂を主成分とし、ファインセラミックスを含有したものである。
又、塗布される塗料の不揮発成分が、２〜２０ｇ／ｍ²となるように塗布している。

以下、この実施形態の木材の処理工程を、より具体的詳細に説明する。この実施形態の木材の処理方法は、木材１を不活性ガス雰囲気下で加熱処理する工程と、加熱処理された木材１の表面を研磨する工程、研磨された表面に塗料を塗布する工程とからなっている。

まず、木材１を熱処理釜に入れて減圧することで脱気した後、不活性ガスを導入して加圧し、加熱処理を行う。このとき用いる不活性ガスとしては、ヘリウムやアルゴンなどの希ガス、窒素や二酸化炭素などから１種類のみを用いるか、もしくは２種類以上を混合して用いても良い。
又、加熱する温度は、１００〜２５０℃が好ましく、更に好ましくは１６０〜１８０℃である。１００℃以下であると木質の乾燥、すなわち水分の蒸発が起こるのみであり、木材１の性質の改善、すなわち木材１細胞中の水酸基の減少が起こりにくい。又、２５０℃以上であると木材１の炭化が起こりやすく、機械的強度の低下や変色のおそれがある。又、加熱時間は木材１の種類や形状によっても異なるが、５〜３０時間が望ましい。
続いて、木材１の表面を研磨する。このときの研磨の目的は、木材表面のささくれを削り略平面とすることで、この後の工程で塗料を塗布するとき、塗料を均一に塗布しやすくすると共に、その接着性を高めることであるため、木目出しを行う必要はない。研磨をする方法としては、サンドペーパーを用いて手作業で行っても、ベルトサンダーやワイドサンダーなどの研磨機を用いて行ってもよい。
最後に、研磨した木材１に塗料を塗布する。このとき用いる塗料としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂及びジアリールフタレート樹脂などを主成分として含むものなどが挙げられる。この場合、ウレタン樹脂を用いている。更に、この塗料は、ファインセラミックを含有していてもよい。ファインセラミックとしては、シリカ、アルミナ、タルク、マイカなどが挙げられる。これらのファインセラミックはこれらのいずれかを単独で用いても良いし、２種類以上を併用して用いても良い。
塗料を塗布するときには、上記の樹脂やファインセラミックスなどの塗料成分をシンナーなどの有機溶媒で希釈し、塗布する。塗布の方法は、はけなどを用いて行っても良いが、この場合、塗料用のスプレー装置を用いてスプレー塗装している。塗料を塗布する量は、塗料の不揮発成分が２〜２０ｇ／ｍ²となるように塗布する。例えば、不揮発成分が２０質量％になるようにシンナーで希釈した塗料を、３０ｇ／ｍ²となるように塗布することにより、木材１表面には塗料の不揮発成分が６ｇ／ｍ²である塗膜層２が形成される。このように、塗料の希釈度及び塗布量は、塗料の不揮発成分が２〜２０ｇ／ｍ²となるように調節する。上記の塗装方法をとることで、図１に示す如く、木材１表面の動管や師管などによって形成されている凹凸に沿って塗膜層２が形成される。塗料の不揮発成分が、これ以上であると木材１表面の凹凸に関係なく平坦な塗膜層２が形成されて木材１の風合いが失われ（図２）、これ以下である場合には塗料の塗りむらが発生する（図３）おそれがある。
従って、この実施形態の木材１の加工方法においては、不活性ガス雰囲気下で木材１を加熱処理した後、その表面を研磨し、研磨された表面に塗料を塗布することで、木材１の表面の凹凸に沿って塗膜層２を形成するため、木材１が加熱処理されることで改質が起こることで耐水性が付与されると共に、その表面の凹凸に沿って塗膜層２が形成されるために木材１の風合いを生かしながら防汚性が付与される。又、加熱処理することにより木材１の平衡含水率が低下するため、塗料が浸透しやすい状態となっており、塗料の塗りむらを防ぐことができると共に、木材１の表面に厚い塗膜層２が形成されにくく、木材１表面の凹凸に沿って薄い塗膜層２が形成され、木材１の風合いがより生かされた木材１を製造できる。又、加熱処理後の木材１の表面を研磨することで、更に塗料の塗りむらを防ぎ、塗料の密着性を向上させることで耐摩耗性を向上させることができる。このことは、この実施形態の木材１の処理方法では、木材１表面の凹凸に沿って塗膜層２が形成される、すなわち木材１表面の形状がそのまま保持されるため、予め木材１の表面を平滑化しておくことで、木材１の仕上がりを良くすることができる。
又、塗料が、ファインセラミックスを含有したウレタン樹脂であるため、耐摩耗性や防汚性が付与される。この木材１の処理方法においては、木材１表面の凹凸を生かし、その風合いを生かすためには薄い塗膜層２を形成することが必要であるが、塗料にファインセラミックを含有させることで、薄い塗膜層２であっても高い耐摩耗性を有するために非常に効果的である。

塗布される塗料の不揮発成分が、２〜２０ｇ／ｍ²となるように塗布するため、塗料の塗りむらを防ぐ一方、塗料が木材１表面の凹凸を埋めてしまうような厚塗りを防ぐことで木材１の風合いを保持することができる。つまり、これにより木材１表面の凹凸に沿ってむらなく塗膜層２が形成される。

以下に実施例、比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［木材１の処理方法］
［実施例１］
木材１の含水率を５〜１０％に調整した後、木材１を加熱処理釜に入れ、５０Ｔｏｒｒまで減圧した後、窒素を入れ、０．５ＭＰａまで加圧し、温度１６０〜１８０℃で８時間加熱した。この木材１の表面をサンドペーパーで研磨し、研磨された表面に、ウレタン樹脂及びファインセラミックスを含む塗料成分を、シンナーでその不揮発成分が２０質量％になるように希釈し、塗布量が３０ｇ／ｍ²になるようにスプレー塗装した。
［実施例２］
塗料を、その不揮発成分が１５質量％になるように希釈した以外は、実施例１と同様に処理した。
［実施例３］
塗料の塗布量を４０ｇ／ｍ²にしてスプレー塗装した以外は、実施例１と同様に処理した。
［実施例４］
塗料にファインセラミックスを含有させなかったこと以外は、実施例１と同様に処理した。
［比較例１］
塗料を、その不揮発成分が３０重量％になるように希釈し、塗布量を８０ｇ／ｍ²にした以外は、実施例１と同様に処理した。
［比較例２］
塗料を、その不揮発成分が９質量％になるように希釈し、塗布量を２０ｇ／ｍ²にすること以外は、実施例１と同様に処理した。
上記のように処理した木材１について、下記の外観の評価、耐汚染性試験、耐摩耗性試験及び耐候性試験を行った。この結果を表１に示す。

（１）外観
処理した木材１を観察し、木材１表面の凹凸に沿って塗膜層２が形成されているか評価した。表１には、木材１表面の凹凸に沿って塗膜層２が形成されているものを○、塗料の塗りむらがあるもの及び木材１表面の凹凸が失われて厚塗りになっているものを×と表記した。
（２）耐汚染性試験
処理した木材１に、浴室用洗剤（中性、アルカリ性）や入浴剤、メイク落とし等の薬品を１時間放置した後に拭き取り、その表面を観察した。表１には、変色や着色がなかったものを○、変色や着色があったものを×、変色や着色があるが、微少であるものを△と表記した。
（３）耐摩耗性試験
処理した木材１に、磨耗試験機を用いて、浴槽用スポンジたわしに１ｋｇの荷重をかけ、１３０００回往復させ、その表面を観察した。表１には、艶変化や変色がなかったものを○、艶変化や変色があったものを×、艶変化や変色があるが、微少であるものを△と標記している。
（４）耐候性試験
処理した木材１を、サンシャインウェザオメ−タ−試験機にて所定の光量で照射しながら１００時間放置し、その表面を観察した。表１には、割れの発生、白化や変色がなかったものを○、割れの発生、白化や変色がなかったものを×、割れの発生、白化や変色があったが、微少であるものを△と表記した。
表１から分かるように、実施例１〜４のように塗布される塗料の不揮発成分量を２〜２０ｇ／ｍ²とすることで、比較例１のように木材１表面の凹凸が失われたり（図２）、又、比較例２のように塗りむらを生じたりする（図３）こともない。又、実施例１〜３と実施例４を比較して分かるように、塗料にファインセラミックスを含有させることで、防汚性、耐摩耗性及び耐候性がより優れたものになっていることが分かる。

本願発明の一実施形態である木材の処理方法により処理した木材の断面を示す模式図。比較例１の断面を示す模式図。比較例２の断面を示す模式図。

符号の説明

１木材
２塗膜層

Claims

木材の処理方法であって、不活性ガス雰囲気下で木材を加熱処理した後、その表面を研磨することで、この表面を、塗料が浸透しやすい平衡含水率が低下した状態で、且つ、凹凸に沿って平滑化された状態にし、同研磨された表面に塗料を塗布することで、木材の表面の凹凸に沿って薄い塗膜層を形成することを特徴とする木材の処理方法。
塗料が、ウレタン樹脂を主成分とし、ファインセラミックスを含有したものであることを特徴とする請求項１記載の木材の処理方法。
塗布される塗料の不揮発成分が、２〜２０ｇ／ｍ²となるように塗布することを特徴とする請求項１又は２記載の木材の処理方法。