JPH07207824A - 木材の表面平滑化・強化方法及び樹脂含浸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合成木材６の表面を平滑化・強化するため
に、樹脂液Ｂを含浸させる方法において、含侵深さを大
きくすることによって、平滑化及び強化の程度を向上さ
せる。 【構成】 樹脂含浸槽１内及びその外部出口部近傍に、
被処理木材６の表面に付着した光硬化性樹脂液Ｂを、し
ごき板４c,４aでしごくことにより、樹脂液を強制的に
木材６の表面の多数の小孔内に圧入する。次いで、紫外
線ランプ５により紫外線を木材表面に照射して、その表
面に付着した樹脂層を光硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木材、特に合成木材、
の表面を平滑化する方法、及びこの方法に直接使用する
樹脂含浸装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、天然木材に変わる材料として合成
木材が建築の分野において多用されている。この合成木
材には種々のものがあるが、例えば、木屑を接着剤で固
めたプレス板等が代表的である。一般に、合成木材はそ
の表面およびその内部に多数の小孔を有していて、ポー
ラス組織になっている。合成木材はこのような特色を有
しているために以下のような問題がある。

【０００３】すなわち、第１の問題は、化粧紙を合成木
材の表面に貼着することが困難であるということであ
る。すなわち、合成木材の表面に接着剤を塗布しても、
その表面に形成されている小孔内に接着剤が吸収され、
つまり沈下することになり、化粧紙を十分な接着力で接
着できないのである。従って、たとえ化粧紙を貼着して
も、時間の経過と共に容易に剥離する虞がある。

【０００４】第２の問題は、合成木材の表面に多数の小
孔が存在するために、圧力に対する耐性が低いというこ
とである。従って、物理的に大きな力のかかる用途には
使えないという制約がある。

【０００５】上記した問題を解決するために、例えば特
公平３−１０３８４５号には、光硬化性樹脂液を合成木
材の表面に塗布すると共にその樹脂液を光硬化させて、
合成木材の表面に一定厚みの樹脂膜を被覆する技術が開
示されている。この従来技術においては、光硬化性樹脂
を溜める槽本体を金属製の金型により形成している。そ
の金型の入口壁及び出口壁にはそれぞれ入口開口及び出
口開口を形成している。そして、特にその出口開口の形
状を被処理材としての合成木材の横断面形状より少し大
きい相似形状に形成している。このように構成すること
により、木材の表面に薄い樹脂層を形成し、その樹脂層
を次の光硬化工程で光硬化させるのである。

【０００６】上記従来装置において、木材が金型内を通
過する際、樹脂液は一定程度木材表面の多数の小孔内に
浸透していく。しかしながら、樹脂液自体にも表面張力
が存在するので、樹脂液は小孔内に十分深く入り込むこ
とはない。つまり、この装置から排出されたとき、木材
の表面に単に薄い被膜が形成されるだけである。そし
て、この被膜は装置から排出されると、各小孔内に若干
沈下しようとする力が働くため、その被覆膜に微小な凹
凸が生じることになる。また、樹脂液の被膜厚みを厚く
すれば、この凹凸はかなり防止できるが、この場合は、
樹脂液使用量がなくなり、また被膜厚みにムラが生じる
という問題がある。さらに、上記したように、木材の各
小孔内に十分深く入り込まないため、各小孔を形成して
いる組織自体が強化されず、このため木材表面の強度も
今一つ不十分である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
すべき技術的課題は、木材の表面を平滑化・強化するた
めに樹脂液を含浸させる方法において、樹脂液を木材の
多数の小孔内に十分深く含侵させることにより木材の滑
化及び強化を向上させることにある。

【０００８】また、本発明の他の課題は、上記平滑化・
強化方法を実施するために好適な樹脂含浸装置を提供す
るにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段・作用・効果】上記技術的
課題を解決するために、本発明によれば以下の構成の方
法が提供される。

【００１０】すなわち、この方法は、樹脂含浸装置の含
浸槽内（槽内であればいずれの位置でもよい）またはそ
の外部出口部近傍で被処理木材の表面に付着した樹脂液
をしごき手段によりしごくことにより、強制的に木材表
面の多数の小孔内に圧入することを特徴としている。

【００１１】本発明に係る上記方法は、従来技術に示さ
れるように、樹脂被膜を木材表面に単に形成するだけで
はなく、樹脂液を木材表面の多数の小孔内に強制的に圧
入つまり押し込みを行うことを特徴としている。従っ
て、木材が樹脂含浸装置から排出された後光硬化工程で
の処理をするまでの間に、木材表面に付着した樹脂液が
小孔内にさらに沈み込む現象が効果的に防止される。従
って、木材表面に付着した樹脂液の平滑性は従来に増し
て保持され、従って、この状態で光硬化させれば、当然
に非常に平滑な樹脂層表面を得ることができる。

【００１２】さらに、上記本発明の方法によれば、樹脂
液が木材表面の多数の小孔内に確実に押し込まれるた
め、木材表面ポーラス組織が中実組織に変化して、その
木材表面硬度並びに強度が飛躍的に向上するのである。
従って、本発明の方法により表面処理のなされた木材の
表面は平滑であって、化粧紙を良好に貼着できると共
に、大きな物理力がかかるような用途にも使用できる木
材となる。

【００１３】上記方法により木材表面に形成された薄い
樹脂液膜をさらに平滑化するためには、木材表面の光硬
化層の上層を研削除去してもよい。

【００１４】また、さらに木材を平滑化しかつ木材の木
質表面を露呈させるために、木材の表面を研削してもよ
い。この場合は、上記光硬化工程の後に、木材の表面を
樹脂の小孔内含浸深さの範囲内で、光硬化層を木材表面
と共に研削除去する。

【００１５】上記方法を実施するために直接用いる本発
明に係る装置は、槽本体内または外部出口部近傍の少な
くとも何れか一方にしごき板を配置している。そして。
このしごき板は、ゴム等の弾性材料よりなり、かつ、被
処理木材の横断面形状より僅か小さい相似形状のしごき
開口を有することを特徴としている。

【００１６】上記構成においては、しごき板は弾力性を
有しているため、被処理木材が前進するとき、しごき板
のしごき開口部は前方に撓むことになる。つまりこの撓
みに対する反力が木材の表面にかかることになり、この
反力により樹脂液のそのしごき作用がなされ、換言すれ
ば、樹脂液の合成木材の多数の小孔内への圧入つまり押
し込みが行われることになる。従って、各小孔には樹脂
液が効果的に充填されることになる。

【００１７】このしごき板によるしごき作用は回数が多
ければ回数多い程、樹脂液の合成木材表面に対する含浸
という意味において有効である。しかし一般には、ま
ず、槽本体の出口部近傍に設け、槽本体内には一つのし
ごき板を配置すればよい。

【００１８】上記しごき板による樹脂液の圧入作用を確
実ならしめるためには、しごき開口を、槽本体の入口壁
側から出口壁側に向かって小孔となるテーパ面を形成し
た形状とするのがよい。この場合にはテーパ面を有する
開口部が、木材の前進に従って前方方向に撓みやすく、
かつ樹脂液を合成木材の小孔内に圧入しやすくなる。

【００１９】上記しごき板は槽本体の出口壁自体の一部
で構成することも可能である。例えば、槽本体全体がゴ
ム等の弾性材料で構成されている場合には、別体として
のしごき板を使用する必要はなく、その出口部をしごき
板自体として構成すればよい。しかしながらこの場合に
は出口開口の大きさが限定されているため、その槽本体
は一定寸法の木材専用に限定されることになる。一方、
しごき板自体を槽本体と別体に構成すれば、種々の寸法
構成を持つしごき板を準備することにより、槽本体を共
通とする一方、所望によりこのしごき板を随時交換する
こにより、種々の寸法構成の木材の表面処理を行うこと
が可能である。

【００２０】前記したように、しごき板は天然ゴムや合
成ゴム等の材料で構成するのが一般的であるが、金属材
料で構成することも可能である。すなわち、複数枚のバ
ネ板を組み合わせて開口を形成し、木材の進行に従って
該バネ板が木材進行方向にたわむように構成してもよ
い。

【００２１】

【実施例】以下に、添付図面に従って本発明の一実施例
を詳細に説明する。

【００２２】図２に示すように、この木材表面平滑化・
強化方法は、第１ステップとしての樹脂液塗布工程と、
第２ステップとしての光硬化工程の２つの工程を有して
いる。必要によっては、光硬化工程の後に、図４(ＩＩ)
に示した研削工程が行われる。

【００２３】まず、始めに第１ステップで用いられる樹
脂含浸装置Ａについて図１,２に従ってその概略を説明
する。この樹脂含浸装置Ａは、直方体形状の樹脂含浸槽
１を有している。この樹脂含浸槽１内には光硬化樹脂
液、好ましくは紫外線硬化樹脂(硬化速度が速い特徴を
有する)が溜められるようになっている。この槽１は底
面、及び一対の側壁１bおよび相対する入口壁１c及び出
口壁１dを有している。入口壁１c及び出口壁１dの所定
位置には入口開口１g及び出口開口１hを形成している。
入口壁１c及び出口壁１dには、左右に張り出すフランジ
１eを備えている。これらのフランジ１eは入口板３aと
締付板２aの組及びしごき板４aと締付板２bの組を保持
するためのものである。すなわち、各フランジ１eから
は固定ネジボルト１iが突出している。各締付板２a,２b
はこれらのネジボルト１iに吊設するようになってお
り、各ネジボルト１iにナット８を締め込むことにより
締付板２a,２bを、入口板３a,しごき板４aを挾持した状
態で締め付けるようにしている。各締付板２a,２bに
は、所定の大きさの開口２dを形成している。

【００２４】入口板３a及びしごき板４aにはそれぞれ、
処理木材６の横断面形状に対応する圧入口３b及びしご
き開口４cを設けている。これらの開口は、木材６の断
面形状に相似形であって、かつ僅か小さい寸法構成(例
えば、縦横ともに１mm小)としている。これらの圧入口
３b及びしごき開口４cの四隅には切込み４eを設けても
よい。

【００２５】図３に示すように、しごき板のしごき開口
４cは、入口壁１c側から出口壁１d側に向かって小径と
なるテーパ面４dを有する形状がよい。このしごき開口
４cの木材接触部分が余りに鋭利であると、しごき開口
のしごき作用が強すぎて、樹脂液層６cの厚みが小さく
なり過ぎるきらいがある。。また、しごき開口４cの木
材接触部分は一定の丸みを帯びることにより適当な厚み
の樹脂層６cを形成することができる。

【００２６】さらに、槽本体１aの中央部には、中間部
材を着脱可能に設けている。この中間部材は、仕切板１
fと、前記仕切板２a,２bと同様の作用をなす仕切板２c
と、これらの間に挾持される、しごき板４aと同様のし
ごき板４bとから構成しており、適当なネジボルト８に
より締付板２cを仕切板１fに締め付け固定している。こ
れらの仕切板１f及び締付板２cにも所定の大きさの通過
開口１j及び２dを備えている。

【００２７】一方、第２ステップとしての光硬化工程に
おいては、ランプ、特に好ましくは紫外線ランプ５を、
通過する木材６の全周囲に配置している。

【００２８】次に、上記構成の装置を使って合成木材６
の表面処理を行う工程を詳細に説明する。

【００２９】図２において、木材６は途中左から右方向
に送られる。この時、送り速度は、例えば５m／分程度
が好ましく、また樹脂液Ｂの粘度は３００〜５００cps
程度が好ましい。このようにして、木材６は槽本体１を
通過することにより樹脂液がその表面に付着し、また一
定程度含浸することになる。そして、合成木材６がまず
第１のしごき板４bのしごき開口４cを通過し、また出口
部において第２のしごき板４aのしごき開口４cを通過し
て排出されるのであるが、この時、各しごき板４a,４b
は木材６の進行方向に若干撓むことになる。つまり、そ
の撓みの反力としてしごき板４a,４bのしごき開口周囲
部は木材表面を押し付けることになる。この押し付け状
態を図３(ＩＩ)に詳細に示している。しごき板４a,４b
の開口周辺が木材６の表面を押し付けることにより、木
材６の進行に伴って入口側樹脂液は図中矢印で示すよう
な流動を生じ、しごき板の圧入作用により木材表面の多
数の小孔６a内に樹脂液が強制的に押し込まれることに
なる。尤も、第１のしごき板４bを通過した後に再び木
材表面の周囲に樹脂液が付着し、また第２のしごき板４
aを通過した後には、木材の小孔６a内に樹脂液が充満し
ていると同時に、木材表面にも極く薄い樹脂液の樹脂液
層６cが形成される。

【００３０】第１ステップにおいて木材６の表面に樹脂
液が含浸せしめられた後、適当な時間間隔(例えば１秒
間)をおいて第２ステップに移り、光叉は好ましくは紫
外線を樹脂層６cに向けて照射する。これにより樹脂層
６cが光硬化層６bに変化する。このようにして形成され
た光硬化層６bの表面は概ね平滑である。この表面に対
して化粧紙７を良好に接着することができる。しかしな
がら、さらにこの表面を平滑するために、後工程として
その表面を研磨叉は研削してもよい。図４(Ｉ),(ＩＩ)
はその工程を示している。この研削工程においては、光
硬化層６bの表層叉は上層のみを研削してもよいが、木
材６の表面、すなわちカット面Ｃ−Ｃで研削することも
できる。この場合には、光硬化層６bの木材表面より外
側の層は完全に研削されると共に、木材自体の表面も薄
く研削されて、木材自体の表面が露呈することになる。
しかしながら、この研削面に、従来見られた小孔はな
く、それらの小孔内は樹脂液、つまり光硬化層により充
填されていて、その表面は極めて平滑である。このよう
な木材の平滑表面に対して図４(ＩＩＩ)に示すように、
化粧紙７を接着剤により接着するのである。化粧紙７
は、ベース紙７aと保護層７bにより構成している。この
保護層７bとしては紫外線硬化樹脂層が好ましい。

【００３１】図５に上記表面処理をしかつその表面に化
粧紙７を貼着してなる新規な敷居(建築材)を示してい
る。従来は、敷居などのようにふすま等の荷重が常時か
かる用途には合成木材は使用できないと考えられていた
が、本発明によれば、樹脂を含浸させることによりその
表面が硬化して物理的力に対する耐性が飛躍的に向上す
ると共に、化粧紙も良好に貼着することができるため、
このような敷居等の用途にも適応することが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る樹脂含浸装置の斜視図
である。

【図２】 本発明に係る木材の表面平滑化・強化方法を
示す工程図である。

【図３】 (Ｉ)は、図１,２の樹脂含浸装置に用いられ
るしごき板の要部拡大断面斜視図である。(ＩＩ)は上記
仕切板により樹脂液が合成木材の表面の小孔内に圧入さ
れる状態を示す説明図である。

【図４】 (Ｉ)は図２の光硬化工程を終了した後の木材
の表面組織を示す拡大図である。(ＩＩ)は(Ｉ)の上層部
を研削した状態を示す木材の組織図である。(ＩＩＩ)は
(ＩＩ)の表面に化粧紙を貼着した状態を示す組織図であ
る。

【図５】 本発明を適用して製造した一例としての敷居
の構造を示す断面斜視図である。

【符号の説明】

Ａ…樹脂含浸装置 Ｂ…光硬化性樹
脂液 Ｃ…カット面 １…樹脂含浸槽 １a…槽本体 １b…側壁 １c…入口壁 １d…出口壁 １e…フランジ １f…仕切板 １g…入口開口 １h…出口開口 １i…ネジボルト １j…通過口 ２a,２b,２c…締付板 ２d…通過開口 ３a…入口板 ３b…圧入口 ４a,４b…しごき板(しごき手段) ４c…しごき開
口 ４d…テーパ面 ４e…切り込み ５…紫外線ランプ ６…合成木材 ６a…小孔 ６b…光硬化層 ６c…樹脂液層 ６d…木材表層 ７…化粧紙 ７a…ベース紙 ７b…保護層 ８…ネジボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 克宏 京都府京都市右京区太秦上刑部町10番地 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 増田 洋史 京都府京都市右京区太秦上刑部町10番地 大日本印刷株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理木材(６)を光硬化性含浸装置(Ａ)
   の樹脂含浸槽(１)中を通過させて、その表面に光硬化性
   樹脂液(Ｂ)を塗布する塗布工程と、塗布された樹脂液層
   (６c)に光を照射して光硬化する光硬化工程とを含む木
   材の表面平滑化・強化方法において、 樹脂含浸槽(１)内またはその外部出口部近傍で被処理木
   材(６)の表面に付着した樹脂液を、しごき手段(４a)に
   よりしごくことにより、強制的に木材表面の多数の小孔
   (６a)内に圧入することを特徴とする木材の表面平滑化
   ・強化方法。
2. 【請求項２】 上記表面硬化工程の後に、さらに、上記
   木材表面の光硬化層(６b)の上層を研削除去することを
   特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 上記光硬化工程の後に、さらに、上記木
   材(６)の表面を、上記樹脂液(Ｂ)の小孔(６a)内含浸深
   さの範囲内で、光硬化層(６b)を木材表層(６d)とともに
   研削除去することを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 相対する一対の壁面、すなわち入口壁
   (１c)と出口壁(１d)、を有する槽本体(１a)を備え、被
   処理木材(６)を入口壁(１c)の入口部(１g)より槽内に導
   入する一方、出口壁(１d)の出口部(１h)より排出するよ
   うにした樹脂含浸装置において、 槽本体(１a)内又はその外部出口部近傍の少なくとも何
   れか一方にしごき板を配置してなり、 しごき板(４a)は弾性材料よりなり、かつ、被処理木材
   (６)の横断面形状より僅か小さい相似形状のしごき開口
   (４c)を有することを特徴とする樹脂含浸装置。
5. 【請求項５】 上記しごき板(４a,４b)のしごき開口(４
   c)は上記槽本体(１a)の入口壁(１c)側から出口壁(１d)
   側に向かって小径となるテーパ面(４d)を有することを
   特徴とする請求項４記載の装置。