(57)【要約】【課題】木質材Ａ１の表面にドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を吹き付けてブラスト処理するとき、雰囲気中の水分やドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…に微量含まれる水があっても木質材Ａ１の表面が濡れて凍結することを防ぎ、木質材Ａ１の表面を長時間に亘り安定して研削を持続できるようにする。【解決手段】木質材Ａ１の表面の温度、又はそれと共に雰囲気温度を０℃以下に保持して、その木質材Ａ１の表面にドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を吹き付けるか、或いは水蒸気を含む空気にドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を接触させて氷を含んだドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を生成し、その氷を含んだドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を木質材Ａ１の表面に吹き付ける。雰囲気中の水分やドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…に微量含まれる水があっても、それらにより木質材Ａ１の表面が濡れて凍結をするのを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質材の表面の温度を０℃以下に保持し、その木質材の表面にドライアイス微粒子を吹き付けて該木質材の表面をドライアイス微粒子の昇華エネルギーにより解繊状態とする吹付工程を有することを特徴とする木質材の表面処理方法。
【請求項２】
木質材の表面の温度と雰囲気温度とを共に０℃以下に保持し、木質材の表面にドライアイス微粒子を吹き付けて該木質材の表面をドライアイス微粒子の昇華エネルギーにより解繊状態とする吹付工程を有することを特徴とする木質材の表面処理方法。
【請求項３】
水蒸気を含む空気にドライアイス微粒子を接触させることにより、氷を含んだドライアイス微粒子を生成し、該氷を含んだドライアイス微粒子を、表面温度を０℃以下に保持した木質材の表面に吹き付けて該木質材の表面をドライアイス微粒子の昇華エネルギーにより解繊状態とする吹付工程を有することを特徴とする木質材の表面処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
吹付工程の後に、木質材表面を加熱により乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とする木質材の表面処理方法。
【請求項５】
請求項４において、
乾燥工程の後に、木質材表面に樹脂を塗布して含浸させる樹脂含浸工程を有することを特徴とする木質材の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質材の表面処理方法に関し、特に、ドライアイス微粒子をメディアとしたブラスト処理により木質材の表面を解繊状態に処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドライアイス粒子を対象物に吹き付けるブラスト処理を行うことで、対象物の表面を処理する方法は知られている。例えば特許文献１には、固体表面に付着した紙材に対し、ドライアイス粒子を紙質軟化液と共に空気流に載せて吹き付けることで、その紙材を固体表面から除去するブラスト洗浄方法が示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、加温又は乾燥した噴射用ガスを連続的に対象物に吹き付けておき、その噴射用ガスにドライアイス粒子を間欠的に混入させて、ドライアイス粒子が対象物吹き付けられるのを間欠的に行うことで、ドライアイス粒子による低温度の冷源のために対象物が冷却されて、雰囲気中の水分による結露が生じるのを避けるようにした洗浄方法も提案されている。
【０００４】
さらに、特許文献３に示されるように、ショットブラストの設備を利用して木材表面を処理することで、木材の軟質部を除去して硬い部分だけを残すいわゆる浮造加工を行うことが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２０２２６９号公報
【特許文献２】特許第４５７８６４４号公報
【特許文献３】特開２００９−０６７０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献３にあるように、ショットブラストにより木質材表面を処理して浮造加工を行う場合、ショットブラストの研磨材として、砂やガラスビーズ等が一般的に使用されるが、そのような研磨材に代えてドライアイス微粒子を利用することが考えられる。
【０００７】
しかし、その場合、ドライアイス微粒子を１５℃〜２５℃程度の常温の木質材の表面に吹き付けると、上記と同様に、低温度のドライアイス微粒子により木質材表面が冷却されて、当該木質材の表面に結露が生じ、又はドライアイス微粒子に微量含まれる水分により木質材の表面が濡れた状態になる。従って、その後工程の乾燥等、なんらかの後処理が必要となり、手間がかかるものとなる。
【０００８】
また、この濡れた状態でドライアイス微粒子を吹き付け続けると、濡れた水がドライアイス微粒子の冷熱により凍結してしまい、この濡れた状態の木質材の表面の凍結状態がドライアイスの温度に近づくことによって木質材表面の硬度が徐々に上昇していき、ドライアイスの硬度よりも表面硬度が硬くなることによりブラスト処理を続けることが次第に困難になるという不具合が生じる。尚、一般的なドライアイス粒子のモース硬度は２であるのに対し、氷のモース硬度は温度により１．５（０℃）〜６（−７０℃）程度に変化する。
【０００９】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、木質材の表面をドライアイス微粒子によりブラスト処理するときの方法に改良を加えることにより、木質材の表面を長時間に亘り安定して研削を持続できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的の達成のため、この発明では、従来（特許文献２）のように、ドライアイス粒子を間欠的に吹き付け、その停止中に加温又は乾燥した噴射用ガスの噴射により結露水が生じないようにするのではなく、それとは考え方を逆にし、対象物である木質材の表面の温度を氷が溶けない（氷が氷のまま状態で存在する）低温条件下に保持して、木質材の表面が濡れないようにした。
【００１１】
具体的には、第１の発明に係る木質材の表面処理方法は、木質材の表面の温度を０℃以下に保持し、その木質材の表面にドライアイス微粒子を吹き付けて該木質材の表面をドライアイス微粒子の昇華エネルギーにより解繊状態とする吹付工程を有することを特徴とする。
【００１２】
第２の発明に係る木質材の表面処理方法は、木質材の表面の温度と雰囲気温度とを共に０℃以下に保持し、木質材の表面にドライアイス微粒子を吹き付けて該木質材の表面をドライアイス微粒子の昇華エネルギーにより解繊状態とする吹付工程を有することを特徴とする。
【００１３】
この第１及び第２の発明では、木質材の表面にドライアイス微粒子が吹き付けられてドライアイス微粒子の昇華エネルギーにより木質材の表面が解繊状態とされる。そのとき、木質材の表面の温度のみが、又はそれと共に雰囲気温度が０℃以下に保持され、その条件で木質材の表面にドライアイス微粒子が吹き付けられるので、雰囲気中の水分やドライアイス微粒子に微量含まれる水があっても、それらが溶けることにより木質材の表面が濡れることや、その濡れた水分が凍結することはなく、木質材表面の硬度を当初の状態に維持して、長時間に亘り安定してブラスト処理を行うことができる。
【００１４】
また、木質材の表面や雰囲気温度を０℃以下の低温度に保持したままドライアイス微粒子の吹付処理を行うので、ドライアイス微粒子を吹き付ける噴射機等においては、一定の温度条件や運転状態で作動させればよく、その負担を低減し、熱効率を上げることができる。
【００１５】
さらに、木質材の表面の温度が０℃以下と低いので、表面が凍り、表面硬度が上がることなく、表面に吹き付けられたドライアイス微粒子が木質材の表面から深いところまで刺さる（めり込む）ようになる。そのため、この吹付工程の後処理で木質材の表面に樹脂を含浸させる場合に、その樹脂の含浸性を上げることができる。
【００１６】
第３の発明に係る木質材の表面処理方法は、水蒸気を含む空気にドライアイス微粒子を接触させることにより、氷を含んだドライアイス微粒子を生成し、この氷を含んだドライアイス微粒子（混合粒子）を、表面温度を０℃以下に保持した木質材の表面に吹き付けて該木質材の表面をドライアイス微粒子の昇華エネルギーにより解繊状態とする吹付工程を有することを特徴とする。
【００１７】
この第３の発明では、水蒸気を含む空気とドライアイス微粒子との接触により、その空気中の水蒸気が凍結して氷となることで、この氷を含むドライアイス微粒子（混合粒子）が生成され、この氷を含んだドライアイス微粒子が、表面温度を０℃以下に保持した木質材の表面に吹き付けられてドライアイス微粒子の昇華エネルギーにより木質材の表面が解繊状態とされる。そのとき、木質材の表面に吹き付けられるドライアイス微粒子は、そのドライアイス微粒子との接触により空気中の水蒸気が凍った氷を含んでおり、これらの粒子が吹き付けられる木質材の表面温度は絶えず０℃以下に保持されるので、雰囲気中の水分やドライアイス微粒子に微量含まれる水があっても、それらにより木質材の表面が濡れてその濡れた水分が凍結することはなく、木質材表面の硬度を当初の状態に維持して、長時間に亘り安定してブラスト処理を行うことができる。
【００１８】
また、木質材の表面が０℃以下の低温度に保持されたまま氷含有のドライアイス微粒子の吹付処理を行うので、ドライアイス微粒子を吹き付ける噴射機等においては、一定の温度条件や運転状態で作動させればよく、その負担を低減し、熱効率を上げることができる。
【００１９】
さらに、ドライアイスブラスト後の二酸化炭素ガスの回収を行う場合に、昇華された二酸化炭素ガスを低温状態で回収できるため、ドライアイスブラストで使用される二酸化炭素の循環に必要なエネルギーを削減できる。
【００２０】
さらに、木質材の表面の温度が０℃以下と低くなるので、表面に吹き付けられた氷含有のドライアイス微粒子が木質材の表面から深いところまで刺さる（めり込む）ようになるだけでなく、ドライアイス表面に接触した水分は、ドライアイス表面で結露・凍結するとともに、ドライアイスが昇華する際のエネルギーで木質材料中で細かく砕け、木質繊維を解繊状態とし、その表面を細かく傷付ける。そのため、この吹付工程の後処理で木質材の表面に樹脂を含浸させる場合に、その樹脂の含浸性を上げることができる。
【００２１】
第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれか１つにおいて、吹付工程の後に、木質材表面を加熱して乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とする。
【００２２】
この第４の発明では、木質材の表面にドライアイス微粒子、又は氷を含んだドライアイス微粒子が吹き付けられてブラスト処理された吹付工程の後に、木質材表面が加熱されて乾燥されるので、ブラスト処理後の着色・塗装工程等を好適に行うことができる。
【００２３】
また、ブラスト処理後にドライアイスと同等の温度に下がった状態の木質材表面を急激に加熱乾燥することで、ドライアイスブラストによりドライアイス微粒子と同じ程度まで表面温度が冷やされている木質材の木質繊維中にめり込んだ状態で存在するドライアイス微粒子を一気に昇華させ、より大きなエネルギーで解繊状態とすることができる。
【００２４】
第５の発明は、第４の発明において、乾燥工程の後に、木質材表面に樹脂を塗布して含浸させる樹脂含浸工程を有することを特徴とする。
【００２５】
この第５の発明では、ブラスト処理により木質材の表面に解繊部分が形成され、木質材が乾燥された後に、その表面の解繊部分を含む部分に樹脂が塗布されて含浸するので、その樹脂が解繊状態にある木質繊維の間に効率よく含浸するようになり、含浸させた樹脂を硬化させることにより、繊維を留めたより自然観に優れた深みのある外観意匠を有するＷＰＣ（Wood Plastic Combination：樹脂含浸）の木質化粧板が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明のように、第１の発明では、温度を０℃以下に保持した木質材の表面にドライアイス微粒子を吹き付けて木質材の表面を解繊状態とすることとした。また、第２の発明では、木質材の表面の温度と雰囲気温度とを共に０℃以下に保持し、木質材の表面にドライアイス微粒子を吹き付けて該木質材の表面を解繊状態とすることとした。第３の発明では、水蒸気を含む空気にドライアイス微粒子を接触させて氷を含んだドライアイス微粒子を生成し、このドライアイス微粒子を、表面温度を０℃以下に保持した木質材の表面に吹き付けて木質材の表面を解繊状態とすることとした。これらの発明によれは、雰囲気中の水分やドライアイス微粒子に微量含まれる水があっても、それらにより木質材の表面が濡れて凍結することはなく、木質材表面の硬度を当初の状態に維持して、長時間に亘り安定してブラスト処理を行うことができる。また、ドライアイス微粒子を吹き付ける噴射機等においては、一定の温度条件や運転状態で作動させればよく、その負担を低減し、熱効率を上げることができる。さらに、表面に吹き付けられたドライアイス微粒子が木質材の表面から深いところまで刺さる（めり込む）ようになるので、後処理で木質材の表面に樹脂を含浸させる場合に、その樹脂の含浸性を上げることができる。
【００２７】
第４の発明によれば、ドライアイス微粒子又は氷を含んだドライアイス微粒子によるブラスト処理の後に、木質材表面を加熱して乾燥させることにより、ブラスト処理後の着色・塗装工程等を好適に行うとともに、木質材の木質繊維中にめり込んだ状態のドライアイス微粒子を加熱により一気に昇華させて、より大きなエネルギーで解繊状態とすることができる。
【００２８】
第５の発明によると木質材の乾燥後に、木質材表面に樹脂を塗布して含浸させることにより、その樹脂が解繊状態にある木質繊維の間に効率よく含浸するようになり、繊維を留めたより自然観に優れた深みのある外観意匠を有するＷＰＣの木質化粧板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る木質材の表面処理方法の工程を示す図である。
【図２】図２は、解繊層表面の顕微鏡写真である。
【図３】図３は、ドライアイス微粒子によるブラスト処理がされていない無処理の木質化粧板表面を示す図２相当の顕微鏡写真である。
【図４】図４は、解繊層を含む部分に樹脂が含浸された木質化粧板の断面構造を示す顕微鏡写真である。
【図５】図５は、無処理の木質繊維に樹脂が含浸された木質化粧板の断面構造を示す図４相当の顕微鏡写真である。
【図６】図６は、比較のためにショットブラストにより木質化粧板を製造する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係る木質材の表面処理方法を示し、この表面処理方法により木質材Ａ１から木質化粧板Ａ２を製造する。
【００３２】
上記木質材Ａ１は、例えば天然木質材や、これらの積層物をスライスした薄切り片等が用いられ、樹種は限定されない。例えばオーク、バーチ、ビーチやチェリー等の硬さの硬い樹種や、スギ、ツガ、ヒノキ、サワグルミ等の硬さの軟らかい樹種等が用いられる。天然木質材は、針葉樹、広葉樹、早生樹等、どのようなものでも使用することができる。また、天然材の積層物をスライスしたものとは、いわゆる人工突板といわれるものである。
【００３３】
好適には、繊維長の長い針葉樹が用いられる。針葉樹は、軟質部と硬質部の表面硬度の方さの違いが大きく、本発明の製造方法により、特にモース硬度が低く、繊維長の長い軟質部の解繊が選択的に行われる。
【００３４】
木質材Ａ１には、無垢材、無垢集成材、集成材、乾燥単板や生単板（濡れ単板）を使用することができる。木質材Ａ１の厚みは、乾燥単板や生単板（濡れ単板）を使用する場合、０．１５〜３．０ｍｍ程度が好ましく、より好ましくは０．６０〜３．０ｍｍ程度がよい。これらを、所望の基材表面に貼着し又はそのまま使用してもよい。
【００３５】
木質材Ａ１の硬度は、モース硬度で２以下ないし３以下で、ドライアイス微粒子Ｄの硬度（モース硬度２）と同等かそれよりも低いこと好ましい。尚、杉等の針葉樹はモース硬度が２程度、サクラ等の柔らかい広葉樹はモース硬度が３程度、オーク等の硬い広葉樹はモース硬度が４〜５程度、アフリカ材はモース硬度が６程度である。硬度がドライアイス微粒子Ｄの硬度を超えるものを使用する場合は、ドライアイス微粒子Ｄの中に少し水分を含ませたり、湿気雰囲気化でドライアイスショットをすることで、ドライアイス微粒子Ｄの硬度をアップさせればよい。
【００３６】
図１は木質材Ａ１から木質化粧板Ａ２を製造する際の主な工程を示しており、この製造方法は吹付工程、乾燥工程、樹脂含浸工程及び塗膜形成工程を有する。
【００３７】
［吹付工程］
まず、吹付工程では、図１（ａ）に示すように、木質材Ａ１の表面に、メディアとしてのドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を高速度で衝突させ、その衝突したドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…が昇華するときのエネルギーにより木質材Ａ１の表面を解繊状態とすることで、図１（ｂ）に示すように、表面に解繊層１が形成された木質材Ａ１を得る。
或いは、上記ドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を木質材Ａ１の表面に高速度で衝突させてめり込ませることにより、そのドライアイス微粒子Ｄが昇華するときのエネルギーにより該木質材Ａ１の表面を解繊状態とすることで、表面に解繊層１が形成された木質材Ａ１を得る。ドライアイス微粒子Ｄの昇華とは、−７８．９℃の温度で固体状態にあるドライアイス微粒子Ｄが木質材Ａ１との接触により昇温して、液体に相変化することなく直接気体へ変化し、その際に体積が７５０倍程度に膨張することであり、このドライアイス微粒子Ｄが木質材Ａ１の表面に高速度で衝突して昇華し或いは高速度で衝突してめり込んだ状態で昇華することで、木質材Ａ１の表面には、解繊状態になった木質繊維からなる解繊層１が形成される。
【００３８】
ドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を高速度で衝突させる方法としては、例えばドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を高圧空気と共に搬送して噴射（噴出）し、ドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を木質材Ａ１表面に衝突させる方法の場合、微粒子Ｄ，Ｄ，…の衝突スピードは、高圧空気の圧力と空気流量とで調整する。ノズル噴射直後で１００〜３５０ｍ／ｓ、好ましくは２００〜３００ｍ／ｓとなるように設定される。１００ｍ／ｓよりも低速となると、ブラスト効果が薄れ、３５０ｍ／ｓよりも高速となると、音速に近づくか又は超えるため、騒音が激しくなる。騒音発生の可否、ドライアイスメディアによる処理深さに鑑み、適宜調整すればよい。
【００３９】
そのとき、吹付工程における本発明の特徴として、以下の３つの方法１〜３のいずれかを行う。
【００４０】
（方法１）木質材Ａ１の表面の温度を０℃以下に保持し、その状態で木質材Ａ１の表面にドライアイス微粒子を吹き付ける。
【００４１】
この方法１において、木質材Ａ１の表面の温度を０℃以下の低温度に保持するためには、例えば雰囲気温度が０℃以下の場所に数時間放置する方法や、０℃以下のステンレス等の金属板に接した状態で搬送し、搬送中に温度を下げる方法等がある。
【００４２】
（方法２）木質材Ａ１の表面の温度と雰囲気温度とを共に０℃以下に保持し、その状態で木質材Ａ１の表面にドライアイス微粒子を吹き付ける。
【００４３】
この方法２において、木質材Ａ１表面の温度を０℃以下に保持は上記方法１と同様に行う。また、冷蔵・冷凍設備を使用し、雰囲気温度を０℃以下に保持する。
【００４４】
これらの方法１及び方法２によれば、木質材Ａ１の表面の温度のみが、又はそれと共に雰囲気温度が０℃以下に保持され、その条件で木質材Ａ１の表面にドライアイス微粒子Ｄが吹き付けられるので、雰囲気中の水分やドライアイス微粒子Ｄに微量含まれる水があっても、それらが溶けず、木質材Ａ１の表面が濡れず、よって濡れた水分が凍結することもない。そのため、木質材Ａ１表面の硬度は、水分の凍結によって硬くなることがなく、当初の状態に維持されるようになり、ブラスト処理を長時間に亘り行ってもそれを安定して続行させることができる。
【００４５】
さらに、このように安定して続行させることができるため、例えばドライアイス微粒子Ｄの噴出速度を上げることにより、木質材Ａ１の表面に吹き付けられたドライアイス微粒子Ｄが木質材Ａ１の表面から深いところまで刺さる（めり込む）ようになり、厚さの大きい解繊層１を形成することができる。
【００４６】
また、木質材Ａ１の表面や雰囲気温度を０℃以下の低温度に保持したままドライアイス微粒子Ｄの吹付処理を行うので、ドライアイス微粒子Ｄを吹き付ける噴射機等においては、一定の温度条件や運転状態で作動させればよく、その負担を低減し、熱効率を上げることができる。
【００４７】
さらに、使用するドライアイス微粒子Ｄに少量の水を混ぜることによりドライアイス微粒子Ｄの硬度を上げることができ、水の混合割合を増やすことで、硬度を徐々に上げることもできる。この場合においても、ショットブラスト中は表面温度が０℃以下に保持されているので、ドライアイス微粒子Ｄ中の水分が溶けることなく、安定した表面処理が可能となる。
【００４８】
（方法３）水蒸気を含む空気にドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を接触させることにより、氷を含んだドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…（ドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…及び氷の混合粒子）を生成し、その氷を含んだドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…（混合粒子）を木質材Ａ１の表面に吹き付ける。
【００４９】
この方法３では、水蒸気を含む空気にドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を接触させるときには、例えば圧縮空気供給源（図示せず）から、ドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…を吹き付けるための噴射ノズル（図示せず）に至る圧縮空気の流路に水蒸気の供給源を接続すればよい。
【００５０】
方法３によれば、木質材Ａ１の表面に吹き付けられるドライアイス微粒子Ｄは、そのドライアイス微粒子Ｄとの接触により空気中の水蒸気が凍った氷を含んでおり、これらの粒子が吹き付けられる木質材Ａ１の表面温度は絶えず０℃以下に保持されるので、雰囲気中の水分やドライアイス微粒子Ｄに微量含まれる水があっても、それらが溶けず、木質材Ａ１の表面が濡れてその濡れた水分が凍結することはなく、木質材Ａ１表面の硬度を当初の状態に維持して、長時間に亘り安定してブラスト処理を行うことができる。
【００５１】
さらに、こうして安定して続行させることができるため、例えばドライアイス微粒子Ｄの噴出速度を上げることにより、木質材Ａ１表面に吹き付けられたドライアイス微粒子Ｄが木質材Ａ１の表面から深いところまで刺さる（めり込む）ようになり、厚さの大きい解繊層１を形成することができる。
【００５２】
さらに、木質材Ａ１の表面の温度が０℃以下と低くなるので、表面に吹き付けられた氷含有のドライアイス微粒子Ｄが木質材Ａ１の表面から深いところまで刺さる（めり込む）だけでなく、ドライアイスＤ表面に接触した水分Ｄが、ドライアイスＤ表面で結露・凍結するとともに、ドライアイスＤが昇華する際のエネルギーで木質材料Ａ１中で細かく砕け、木質繊維を解繊状態とし、その表面を細かく傷付けるようになる。
【００５３】
また、木質材Ａ１の表面や雰囲気温度を０℃以下の低温度に保持したままドライアイス微粒子Ｄの吹付処理を行うので、ドライアイス微粒子Ｄを吹き付ける噴射機等においては、一定の温度条件や運転状態で作動させればよく、その負担を低減し、熱効率を上げることができる。
【００５４】
さらに、使用するドライアイス微粒子Ｄに少量の水を混ぜることによりドライアイス微粒子Ｄの硬度を上げることができ、水の混合割合を増やすことで、硬度を徐々に上げることもできる。この場合においても、ショットブラスト中は表面温度が０℃以下に保持されているので、ドライアイス微粒子Ｄ中の水分が溶けることなく、安定した表面処理が可能となる。
【００５５】
さらに、ドライアイスブラスト後の二酸化炭素ガスの回収を行う場合に、昇華された二酸化炭素ガスを低温状態で回収できるため、ドライアイスブラストで使用される二酸化炭素の循環に必要なエネルギーを削減できる。
【００５６】
上記木質材Ａ１の表面を解繊状態とするとき、木質材Ａ１表面の木質繊維の少なくとも一部がミクロフィブリル化される程度に解繊状態とすることが望ましい。このように木質繊維の解繊状態を、その少なくとも一部がミクロフィブリル化される程度とすることで、望ましい解繊状態が得られ、後述するように、この解繊層１を含む部分に樹脂が含浸されて固化したときに得られる木質化粧板Ａ２は、樹脂が解繊状態にある木質繊維の間に効率よく含浸しているとともに、繊維を留めたより自然観に優れた深みのある外観意匠を有するＷＰＣ木質化粧板となる。
【００５７】
上記ブラスト処理で用いられるドライアイス微粒子Ｄは、例えば０．０１〜０．３ｍｍの平均粒径を有するものが用いられる。平均粒径が０．３ｍｍよりも大きいと、通常のショットブラスト処理と同様に表面にクレータ状の凹部が形成されるので、好ましくない。また、このドライアイス微粒子Ｄの硬度は、例えばモース硬度で２程度である。ドライアイス微粒子Ｄが木質材Ａ１の表面にめり込み易くするために、ドライアイス微粒子Ｄの形状をそれに適した形状、例えば球状や多角形にすることが望ましい（後述するようにブロック状又はペレット状のドライアイスを粉砕する際等に同形状にする）。
【００５８】
図２は、木質材Ａ１表面に形成された解繊層１の表面を示す顕微鏡写真であり、この解繊層１では、表面の木質繊維の少なくとも一部がミクロフィブリル化される程度に解繊状態になっている。尚、図３は、比較のための顕微鏡写真であり、表面に対するドライアイス微粒子Ｄによるブラストやショットブラスト処理を行っていない無処理の木質材を示している。
【００５９】
上記ドライアイス微粒子Ｄを木質材Ａ１の表面に高速度で衝突させるために、ドライアイス微粒子Ｄを圧縮空気と共に木質材Ａ１の表面に噴射機から吹き付ける方法があり、このドライアイス微粒子Ｄの吹付方法としては、公知である２ホース式（２ガンホース式）、１ホース式（１ガンホース）等を採用すればよい。
【００６０】
２ホース式では、図示しないが、空気ホースに圧縮空気を流し、この圧縮空気流によるベンチュリ負圧によりドライアイスホースからドライアイス微粒子Ｄを吸引して圧縮空気中に混合し、このドライアイス微粒子Ｄをノズルで急加速して圧縮空気と共に噴出させて木質材Ａ１に吹き付けるようにしている。
【００６１】
また、１ホース式は、同様に図示しないが、ドライアイス微粒子Ｄを圧縮空気と混合して１つのホース内に流し、このドライアイス微粒子Ｄがノズルに達したときに、その内部でさらに加速して圧縮空気と共に噴出させて木質材Ａ１に吹き付けるようにしたものである。
【００６２】
ドライアイス微粒子Ｄを生成する場合、例えば液化炭酸ガスをプレス機に注入圧縮してブロック状又はペレット状のドライアイスを作り、このブロック状又はペレット状のドライアイスをミルや別のブレス機等で砕くことで、粒子とするようにすればよい。
【００６３】
また、噴出ノズルを対向させ、噴出されるドライアイス微粒子Ｄ同士を１回又は複数回衝突させることにより、粒子径を小さくしてもよい。
【００６４】
［乾燥工程］
上記吹付工程の後に、木質材Ａ１を加熱により乾燥させる。具体的には、通風ドライヤー、赤外線加熱機又は高温に過熱したステンレス板を接触させる等により行う。
【００６５】
この乾燥により、ブラスト処理後の着色・塗装工程等を好適に行うことができる。しかも、ブラスト処理後にドライアイス微粒子Ｄと同等の温度に下がった状態の木質材Ａ１表面が急激に加熱乾燥されるので、ドライアイスブラストによりドライアイス微粒子Ｄを同じ程度まで表面温度が冷やされている木質材Ａ１の木質繊維中にめり込んだ状態で存在するドライアイス微粒子Ｄを一気に昇華させ、より大きなエネルギーで解繊状態とすることができる。
【００６６】
［樹脂含浸工程］
次いで、図１（ｃ）に示すように、上記木質材Ａ１表面の、解繊状態になっている解繊層１を含む部分に樹脂を含浸させて固化（ＷＰＣ処理）する。
【００６７】
そのとき、吹付工程で、表面に吹き付けられたドライアイス微粒子Ｄ，Ｄ，…が木質材Ａ１の表面から深いところまで刺さって昇華するエネルギーにより、深さの深い解繊層１が形成されているため、樹脂が木質材Ａ１の表面に深い位置まで含浸するようになり、その樹脂の含浸性を上げることができる。
【００６８】
ここで、上記解繊層１を含む部分に含浸させる樹脂について詳細に説明する。この樹脂は、例えば含浸樹脂と充填樹脂の２つの樹脂を用いる。これらの含浸樹脂及び充填樹脂は、共に、活性エネルギー線硬化特性と湿気硬化特性とを兼ね備えている。このため、湿気硬化特性のみを有する樹脂と比べると、活性エネルギー線の照射により瞬時に樹脂を硬化させることができる。含浸樹脂と充填樹脂とは、どちらか片方だけを用いてもよいし、両方用いてもよい。
【００６９】
両樹脂は、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート等のオリゴマーやポリマーを単独、又はこれらを複数混合させたものに、反応性モノマーを加えたものを主成分とする。さらに、両樹脂は、主成分に対して、ポリイソシアネートを１質量％以上でかつ１５質量％以下添加されてなる。
【００７０】
両樹脂に用いるオリゴマー、ポリマー及び反応性モノマーは、活性エネルギー線硬化特性を有する樹脂として一般的に用いられるものでよい。両樹脂に用いる反応性モノマーの例として以下のものが挙げられる。
【００７１】
単官能モノマーの例としては、ラウリルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、１，６−ヘキサンジオールモノアクリレート、ジシクロペンタジエンアクリレート、２−ヒドロキシルプロピルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、イソボロニルアクリレート、β−カルボキシエチルアクリレート、アクリロイルモルフォリン、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、ベンジルアクリレート等が挙げられる。
【００７２】
２官能モノマーの例としては、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジメタアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジメタアクリレート、ポリプロピレンジアクリレート、ポリプロピレンジメタアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジメタアクリレート等が挙げられる。
【００７３】
３官能モノマーの例として、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート等が挙げられる。
【００７４】
４官能以上のモノマーの例としては、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ポロポキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が挙げられる。
【００７５】
また、両樹脂には、イソシアネート系化合物が添加されることが好ましい。このイソシアネート系化合物は、空気中の湿気を吸収し、両樹脂の湿気硬化に寄与する。このため、両樹脂の木質材Ａ１への密着性をより向上させることができる。
【００７６】
イソシアネート系化合物の具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等のイソシアネートモノマー、並びにこれらのビウレット体、イソシアヌレート体、トリメチロールプロパンのアダクト体等のポリイソシアネート誘導体、並びにこれらイソシアネートモノマーまたはポリイソシアネート誘導体のブロック体等が挙げられる。さらには、イソシアネート系化合物は、無黄変型または難黄変型のものを用いることが好ましい。これらのイソシアネート系化合物を単独で、又はこれらを複数混合して用いる。
【００７７】
両樹脂には、さらに、一般的に用いられる錫化合物や、亜鉛化合物、アミン化合物等の触媒を添加してもよい。
【００７８】
そして、具体的には、上記の両樹脂のうちのいずれか一方の樹脂又は両樹脂をドライアイス微粒子Ｄによるブラスト処理された木質材Ａ１の表面全体に塗布する。例えば含浸樹脂は、スポンジロールコーターやナチュラルリバースコーター、フローコーター等を使用して塗布する。このように、木質材Ａ１の表面に解繊層１が形成され、その解繊層１では木質繊維の少なくとも一部がミクロフィブリル化される程度まで解繊状態になっているので、解繊層１に対する樹脂の含浸性が高くなり、木質材Ａ１の内部にまで含浸樹脂を浸透させることができる。
【００７９】
この場合、含浸樹脂は、低粘度でかつ含浸性の高い樹脂であることが好ましい。具体的には、含浸樹脂は、木質材Ａ１の表面に塗布されたとき、その粘度が１００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。このように、含浸樹脂を低粘度のものとすることで、含浸性をより高めることができる。尚、含浸樹脂は、上述したモノマーにより希釈したり加熱したりすることで、上記の粘度となるように調整する。また、例えば予め表面の温度が４０°〜５０°となるように木質材Ａ１を加熱し、この表面の温度よりも１０°〜２０°低い温度にした含浸樹脂を塗布することで、この含浸樹脂の含浸性をより向上させることができる。
【００８０】
含浸樹脂を硬化又は半硬化させるために、木質材Ａ１の表面側から活性エネルギー線を照射する。活性エネルギー線には紫外線又は電子線が用いられる。
【００８１】
活性エネルギー線が紫外線である場合、含浸樹脂に、光重合開始剤を添加する。光重合開始剤としては、一般的に用いられるラジカル反応型のアセトフェノン系、ベンゾフェノン系、ベンジル系、ベンゾイン系等のカルボニル化合物、テトラアルキルチウラムモノサルファイド、チオキサンソン等のイオウ化合物を単独、またはこれらを複数混合して用いてもよい。しかし、含浸樹脂の硬化を促進するためには、上記一般的な光重合開始剤よりも紫外線に対して反応性に優れたものが好ましい。
【００８２】
具体的には、光重合開始剤として、含浸樹脂は、ビスアシルフォスフィンオキサイドを０．１質量％以上１．５質量％以下含むものか、モノアシルフォスフィンオキサイドを０．５質量％以上５．０質量％以下含むものであることが好ましい。ビスアシルフォスフィンオキサイドまたはモノアシルフォスフィンオキサイドは、紫外線の波長領域が３５０ｎｍ〜４００ｎｍ近辺である長波長に吸収極大がある。したがって、紫外線を発光する光源として、３５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の長波長領域に発光スペクトルを持つ発光方式を用いることにより、含浸樹脂をより効果的に硬化させることができる。具体的には、放電灯方式のメタルハライドランプ、無電極方式のＤバルブ、Ｖバルブ、Ｑバルブ、Ｍバルブ、パルスＵＶ方式等を使用する。
【００８３】
また、活性エネルギー線が紫外線である場合、含浸樹脂には、増感剤や、光安定剤、紫外線吸収剤、貯蔵安定剤等の助剤を添加してもよい。また、含浸樹脂に染料、顔料等を加えて着色を行ってもよい。
【００８４】
また、充填樹脂は、ショットブラスト処理により処理された木質材Ａ１表面の凹部を充填するための樹脂であり、当該充填性を高めるために、含浸樹脂よりも粘度が高い点が異なる。
【００８５】
図４は、表面の解繊層１に樹脂が含浸された木質化粧板Ａ２の断面構造を示す顕微鏡写真であり、この解繊層１では、樹脂は表面の少なくとも一部がミクロフィブリル化される程度に解繊状態になっている木質繊維内に含浸している。尚、図５は、比較のために、表面に対するドライアイス微粒子Ｄによるブラストやショットブラスト処理を行っていない無処理の木質材Ａ１に対しＷＰＣ処理を行ったものの顕微鏡写真を示している。
【００８６】
［塗膜形成工程］
その後、上記樹脂が含浸されて固化している表面に塗膜層２を形成する。この塗膜層２は、例えばアクリル系透明樹脂塗料やウレタン系透明樹脂塗料等からなる。
【００８７】
以上で木質化粧板Ａ２が製造される。
【００８８】
したがって、上記実施形態では、上記木質材Ａ１の表面にドライアイス微粒子Ｄを吹き付け、そのドライアイス微粒子Ｄによるブラスト処理を行うことで、ドライアイス微粒子Ｄの衝突による衝撃力だけでなく、内部にめり込んだドライアイスが急激に昇華（気化）する際の急激な体積膨張による内部からの破壊の形態が伴うので、表面に形成された解繊層１は、木質繊維の除去が抑えられ、解繊されたような構造となる。
【００８９】
すなわち、例えば図６（ａ）に示すように、仮に木質材Ａ１の表面に石やガラスビーズのような硬いブラスト用研磨材１０，１０，…を用いる通常のショットブラスト処理した場合には、図６（ｂ）に示すように、その表面に、硬い部分が残り軟らかい部分が除去されて多数の凹部１１，１１，…が形成される。そして、図６（ｃ）に示すように、この凹部１１に樹脂を含浸させて固化し樹脂層１２を形成するＷＰＣ処理をしても、表面の強化には有効であるものの、得られた木質化粧板Ａ３′は、柔らかい部分の凹部１１に含浸樹脂又は充填樹脂のみが存在する人工的なＷＰＣ外観となる。
【００９０】
これに対し、本発明の実施形態では、上記ショットブラスト処理とは異なり、木質材Ａ１表面の解繊層１は、繊維のうちの軟らかい部分の繊維も解繊された状態で残り（図２参照）、木質繊維を恰も「耕したようにスポンジ状」になって、木質繊維の原形をより多く留めた状態となる。そのため、この表面の解繊層１を含む部分に樹脂を含浸させて固化するＷＰＣ処理をしたとき、解繊層１の解繊状態にある木質繊維の間に樹脂が入り易くなって効率よく樹脂を含浸することができる。その結果、ＷＰＣ処理された木質化粧板Ａ２として、表面により多くの解繊された繊維が留まってより自然観に優れた深みのある外観意匠を有するものが得られる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、木質材の表面にドライアイス微粒子を吹き付けてブラスト処理するとき、雰囲気中の水分やドライアイス微粒子に微量含まれる水があっても木質材の表面が濡れて凍結することを防ぎ、長時間に亘り安定してブラスト処理を行うことができること等の理由により、極めて有用で産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００９２】
Ａ１  木質材
Ａ２  木質化粧板
Ｄ  ドライアイス微粒子
１  解繊層
【図１】
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【図６】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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