(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリッチ材を接着してなる集成材の製造方法であって、前記フリッチ材を高温水蒸気処理により着色し、接着した後、表面に色濃度の異なる塗装であって、隣り合う前記フリッチ材の間の横ハギ部を跨がって色濃度が変化する塗装を行い、前記横ハギ部の直線や木目のずれを目立たなくすることを特徴とする集成材の製造方法。
【請求項２】
色濃度の異なる塗装を行った後、前記横ハギ部の表面に接着部を目立たなくするための模様を印刷することを特徴とする請求項１に記載の集成材の製造方法。
【請求項３】
フリッチ材を接着してなる集成材の製造方法であって、前記フリッチ材を高温水蒸気処理により着色し、接着した後、横ハギ部の表面に接着部を目立たなくするための模様を印刷することを特徴とする集成材の製造方法。
【請求項４】
前記高温水蒸気処理が、処理温度１００〜１６０℃、処理時間０．５〜５時間の範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の集成材の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の集成材の製造方法により製造されたことを特徴とする集成材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集成材の製造方法及びその製造方法により製造された集成材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、幅広な木質建材は一般的に高級建材として扱われている。そして、一般に内装材、家具等に用いられる幅広な木質建材として集成材が用いられている。この集成材は、天然木の節や欠けを除去したフリッチ材を横ハギ部で接着し、幅広にしたものである。
【０００３】
これらの集成材の製造では、通常フリッチ材ごとに色調が異なるため、違和感なく自然な１ピースに見せるために、製造工程中に使用するフリッチ材の色調を合わせたり、木目を揃える必要があるため非常に手間がかかっていた。
【０００４】
このような問題に対し、フリッチ材を接着して集成材とした後に、表面に濃い目の塗料で着色を行い、全体の色調を合わせて１ピースに見せることが行われている。
【０００５】
しかしながらこの方法によれば、濃い色調の集成材しか得られなかったり、塗料により木目が潰れてしまい、天然木の質感が損なわれてしまう等の問題があった。
【０００６】
このような問題に対して、集成材とするためのフリッチ材に高温水蒸気による処理を施して、木材に含まれる成分を変質させることにより表面を褐色に着色する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００７】
これら従来の提案は、木目が強調された自然の着色が得られ、フリッチ材ごとの色差が改善される点で優れた方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−６０４５号公報
【特許文献２】特開２０１０−７６１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、これらの提案の方法により色差が改善されたフリッチ材であっても、これらを横ハギ部で接着して集成材とした場合には、横ハギ部分の直線や木目のずれが目立つ等の問題があった。
【００１０】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、木目を潰すことなく、集成材としたときに横ハギ部を目立たなくして、各ピースの一体感を生じさせ、併せて耐光性に優れた集成材の製造方法及びその製造方法により製造された集成材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するために以下のことを特徴としている。
即ち、本発明の集成材の製造方法は、フリッチ材を接着してなる集成材の製造方法であって、フリッチ材を高温水蒸気処理により着色し、接着した後、表面に色濃度の異なる塗装であって、隣り合うフリッチ材の間の横ハギ部を跨がって色濃度が変化する塗装を行い、横ハギ部の直線や木目のずれを目立たなくすることを特徴とする。
【００１２】
この集成材の製造方法において、色濃度の異なる塗装を行った後、横ハギ部の表面に接着部を目立たなくするための模様を印刷することが好ましい。
【００１３】
また、本発明の集成材の製造方法は、フリッチ材を接着してなる集成材の製造方法であって、フリッチ材を高温水蒸気処理により着色し、接着した後、横ハギ部の表面に接着部を目立たなくするための模様を印刷することを特徴とする。
【００１４】
さらに、前記集成材の製造方法において、高温水蒸気処理が、処理温度１００〜１６０℃、処理時間０．５〜５時間の範囲であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の集成材は、前記の集成材の製造方法により製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の集成材の製造方法によれば、フリッチ材を高温水蒸気処理により着色し、接着した後、表面に色濃度の異なる塗装を行うことにより、木目を損なうことなく横ハギ部の色調を揃えることにより、横ハギ部の違和感を少なくした集成材とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に好適に用いられる高圧高温水蒸気釜の概略正面図である。
【図２】フリッチ材を桟組積載した状態を示す概略斜視図である。
【図３】高圧高温水蒸気釜内にフリッチ材を載置した状態を示す概略断面図である。
【図４】濃淡の異なる境界線が横ハギ部と交差する塗装（Ａ）を付与した集成材（Ｂ）を示す平面図である。
【図５】横ハギ部に対して斜め線、湾曲模様を付与した集成材を示す平面図である。
【図６】本発明の集成材の製造方法の、各工程におけるフリッチ材及び集成材の状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の集成材の製造方法は、フリッチ材を接着してなる集成材の製造方法であって、フリッチ材を高温水蒸気処理により着色し、接着した後、表面に色濃度の異なる塗装、または、接着部を目立たなくするための模様の印刷を行うものである。
【００１９】
本発明の集成材の製造方法で用いられるフリッチ材とする木材としては、通常、集成材として用いられる木材であれば特に制限なく用いることができ、例えば、スギ、カラマツ、ベイマツ、ゴムの木、カバ、ブナ、ナラ、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、その他の種々の樹種を挙げることができる。
【００２０】
本発明の集成材の製造方法では、まず、フリッチ材に対して高温水蒸気処理を行うことにより着色して色調を均一化する。
【００２１】
この高温水蒸気処理による着色は、木材組成成分の主成分であるセルロース、ヘミセルロース及びリグニンのうち、ヘミセルロースが選択的に熱分解して変質し減少することによりなされる。
【００２２】
なお、ヘミセルロースは、セルロースをリグニンで固定化する上で仲介的な役割を持ち、このヘミセルロースの変質、減少は、木材繊維細胞組織の高密度部分で影響が大きくなるため、強度面での均質化も促進される。
【００２３】
この高温水蒸気処理による着色度合は、処理温度と処理時間に依存するため、木材の種類や目的とする色調に応じて適宜処理条件を調整する必要がある。
【００２４】
本発明の高温水蒸気処理の条件としては、処理温度が１００〜１６０℃、好ましくは１２０〜１５０℃、処理時間が０．５〜５時間、好ましくは１〜３時間の範囲である。
【００２５】
この範囲とすることにより木材に含まれるヘミセルロースの改質により適切な着色が可能となり、各フリッチ材の色差を少なくできるとともに、フリッチ材の強度も均一化することができる。
【００２６】
尚、本発明の高温水蒸気処理では、フリッチ材の内部に高温水蒸気を効率的に作用させるために高圧雰囲気で行うのがより好ましい。この場合の加圧条件としては０．１〜０．４ＭＰａの範囲とすることが好ましい。
【００２７】
この高温水蒸気処理を行うための処理装置としては、本発明で規定する高温水蒸気処理の条件を満足できるものであれば特に制限なく用いることができ、例えば図１に示すような高圧高温水蒸気釜を特に好適に用いることができる。
【００２８】
以下に、図１に示す高圧高温水蒸気釜を用いた本発明の高温水蒸気処理について具体的に詳述する。尚、本発明の集成材の製造方法で行う高温水蒸気処理は、この装置を用いた高温水蒸気処理に限定されるものではない。
【００２９】
図１に示す高圧高温水蒸気釜２０は、水蒸気釜本体２１、水蒸気供給管２３、加圧水供給管２４、加圧エアー供給管２５、排気管２６及びドレン管２７から構成されている。
【００３０】
水蒸気釜本体２１は気密性を有し、内部に高温水蒸気処理をするフリッチ材を収納することができる。また、水蒸気供給管２３は、図示しない水蒸気供給源からの高温水蒸気３を水蒸気釜本体２１内に供給するために設けられ、加圧水供給管２４は、フリッチ材１を冷却するための加圧水４を水蒸気釜本体２１内に供給するために設けられている。
【００３１】
また、加圧エアー供給管２５は、図示しないコンプレッサー等の加圧エアー供給源から加圧エアー５を水蒸気釜本体２１内に供給するために設けられ、排気管２６は、蒸気又はガスを水蒸気釜本体２１外に排出するため、また、水蒸気釜本体２１内の気圧を制御するために設けられている。また、ドレン管２７は、液化した水蒸気又は冷却水を水蒸気釜本体２１内から排出するために設けられている。
【００３２】
さらに、これら水蒸気釜本体２１に接続された各配管の途中には開閉バルブよりなる水蒸気供給バルブ２３ａ、加圧水供給バルブ２４ａ、加圧エアー供給バルブ２５ａ、排気バルブ２６ａ、ドレンバルブ２７ａが設けられており、これらを開閉操作することにより水蒸気釜本体２１内部の水蒸気量、温度、圧力を制御することができる。
【００３３】
水蒸気釜本体２１内で高温水蒸気処理を施すフリッチ材１は、図２に示すように、複数のフリッチ材１を、上下のフリッチ材１の隙間を桟部材６を介在させて形成して積層し、図３に示すように水蒸気釜本体２１内の載置プレート８上に配置する。
【００３４】
この際、後述するフリッチ材１の冷却処理時に、積層したフリッチ材１が水蒸気釜本体２１内で浮き上がらないように、錘等の浮き上がり防止手段７を設けてもよい。
【００３５】
このように、水蒸気釜本体２１内に、フリッチ材１を配置した後、開閉蓋２２により水蒸気釜本体２１を密閉し、水蒸気釜本体２１に接続された配管の各バルブのうち、水蒸気供給バルブ２３ａ、排気バルブ２６ａを開とし、その他の加圧水供給バルブ２４ａ、加圧エアー供給バルブ２５ａ、ドレンバルブ２７ａを閉とし、水蒸気釜本体２１内に高温水蒸気３を供給して、水蒸気釜本体２１内の空気を高温水蒸気３に置換する。
【００３６】
次いで、高温水蒸気３を供給した状態で、排気バルブ２６ａを閉として、例えば、１〜３℃／分で徐々に水蒸気釜本体２１内を所定の処理温度及び圧力となるまで昇温、昇圧させて所定の時間維持する。
【００３７】
尚、水蒸気釜本体２１内の温度及び圧力は、例えば、水蒸気釜本体２１の内壁に設置した適宜の温度センサー、圧力計等により計測することができる。
【００３８】
この処理温度、圧力及び時間は、高温水蒸気処理を施す材料木材の種類や大きさに応じて適宜設定することができ、この設定により材料木材の着色度合を容易に制御することができる。
【００３９】
このような手順で高温水蒸気処理を行い所定の処理時間が経過した後、材料木材の冷却及び水蒸気釜本体２１内の降圧処理を行う。
【００４０】
この水蒸気釜本体２１内の降圧処理は、木材の心部が所定温度以下となるまで冷却された後に実行することが材料木材の乾燥割れ等を防止する観点から好ましい。
【００４１】
そのため、通常は降圧処理を実行する前に、水蒸気釜本体２１内を所定の高圧状態を維持した状態で木材を水没させて冷却する。
【００４２】
この高圧状態を維持した状態で冷却する具体的な方法としては、水蒸気供給バルブ２３ａを閉とし、加圧水供給バルブ２４ａ及び加圧エアー供給バルブ２５ａを開として、排気バルブ２６ａの開閉制御を行い、水蒸気釜本体２１内の圧力が低下しないように高圧状態を保ちながら、水蒸気釜本体２１内のフリッチ材１を水没させて冷却する。
【００４３】
また、上述のように原料木材を水没により冷却する態様に代えて、高温水蒸気処理後、水蒸気供給バルブ２３ａを閉とし、フリッチ材１を自然冷却するようにしてもよい。
【００４４】
さらに、水蒸気供給バルブ２３ａを閉とし、水蒸気釜本体２１内を所定の高圧状態に維持した状態で、加圧エアー供給バルブ２５ａ及び排気バルブ２６ａを開閉制御することにより、水蒸気釜本体２１内のガスの入れ替えを行い、冷却するようにしてもよい。
【００４５】
フリッチ材１を冷却した後、加圧水供給バルブ２４ａ及び加圧エアー供給バルブ２５ａを閉とし、排気バルブ２６ａ及びドレンバルブ２７ａを開として、水蒸気釜本体２１内の圧力を大気圧に復帰させ、水蒸気釜本体２１内の冷却水を水蒸気釜本体２１外に排出する。
【００４６】
この水蒸気釜本体２１内の圧力を大気圧に復帰させる際にも、急激な圧力変動が生じないよう、排気バルブ２６ａ及びドレンバルブ２７ａの開制御を行い、徐々に大気圧に復帰させるのが好ましい。
【００４７】
尚、水蒸気釜本体２１内の降圧は、冷却水を水蒸気釜本体２１外に排出する前に、排気バルブ２６ａを開にして行うようにしてもよく、また、排気バルブ２６ａ及びドレンバルブ２７ａの両方を開として冷却水を排出しながら行うようにしてもよい。
【００４８】
降圧処置を行った後、フリッチ材１を水蒸気釜本体２１から取り出して高温水蒸気処理が完了する。このような高温水蒸気処理を行うことにより、各フリッチ材１の色差を少なくすることができる。
【００４９】
次に、高温水蒸気処理を行ったフリッチ材に対して、集成材とするために所望の寸法とするために、また、フリッチ材の表面全面を平滑にするために精寸仕上げを行う。
【００５０】
この精寸仕上げは、寸法の調整及び表面の平滑処理が行えれば加工方法は特に制限はないが、例えば、横ハギ部はクロスカットソー加工により精寸仕上げし、その他の面はモルダー加工により精寸仕上げを行うのが好ましい。
【００５１】
また、この段階では、横ハギ部のみの精寸仕上げを行い、横ハギ部以外の面の精寸仕上げについては、横ハギ部の接着後に行ってもよい。
【００５２】
このように各フリッチ材を精寸処理した後、複数のフリッチ材の横ハギ部を集成接着し、集成材を作製する。集成接着に使用される接着剤としては、通常、湿潤状態のフリッチ材の接着が可能な接着剤であれば制限なく用いることができ、特に湿気硬化型ウレタン接着剤を好適に用いることができる。
【００５３】
本発明の集成材の製造方法では、横ハギ部の接着後に、該接着部分を、より平滑にするために表面に平滑処理を施す。この平滑処理では、集成材の表面全面を表面カンナ仕上げするのが好ましい。
【００５４】
次に、本発明の集成材の製造方法では、集成材の表面の平滑処理を行った後に、表面に色濃度の異なる塗装を施す。または、接着部を目立たなくするための模様の印刷を施す。または、これらの両者を行う。
【００５５】
ここで、本発明における色濃度の異なる塗装とは、塗装後の表面の色調が一様で同濃度の塗装ではなく、自然なグラデーション様の濃淡を付与した塗装、あるいは自然な斑を付与する塗装等を、隣り合うフリッチ材の表面全体に行うことを意味する。
【００５６】
本発明の色濃度の異なる塗装の、色調や濃淡の差、形状等は、塗装前の集成材全体の色調や木目に応じて適宜設定することができ、具体的には、図４に示すような、濃淡の異なる境界線が横ハギ部と交差する塗装（Ａ）を付与した集成材１１−１（Ｂ）や、横ハギ部を跨ぐように斑状の塗装を付与した集成材とすることができる。
【００５７】
このような隣り合うフリッチ材の間の横ハギ部を跨ぐように色濃度の異なる塗装を付与することにより、集成材１１−１全体の一体感が生まれ、横ハギ部の接着部や木目のずれを目立たなくすることができる。特にグラデーション様の濃淡の塗装を付与することにより、集成材１１−１全体の一体感が特に生まれ、横ハギ部の接着部や木目のずれを特に目立たなくすることができる。
【００５８】
本発明の色濃度の異なる塗装に用いる塗料としては、通常、集成材の表面仕上げに塗布するクリア塗装に用いる塗料であれば制限なく用いることができ、これらのものとしては、例えば、ウレタン樹脂塗料を好適に用いることができる。
【００５９】
また、本発明の集成材の製造方法では、集成材の表面の平滑処理を行い、表面にクリアウレタン樹脂塗料で塗装等を行った後、横ハギ部の接着部の直線性を目立たなくするために、横ハギ部に対して斜め線模様を印刷した集成材や、図５に示すような湾曲模様を印刷した集成材１１−２等とすることができる。このような横ハギ部の表面に接着部を目立たなくするための模様を印刷することにより、集成材１１−２全体の一体感が生まれ、横ハギ部の接着部や木目のずれを目立たなくすることができる。
【００６０】
斜め線模様や湾曲模様の印刷方法は特に制限なく、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、オフセット印刷等の印刷方法により行うことができる。
【００６１】
さらに、本発明の集成材の製造方法では、表面に色濃度の異なる塗装を施した後、横ハギ部に対して斜め線模様や湾曲模様の印刷を併せて行うこともできる。このような塗装と印刷を併用することにより、集成材全体の一体感が特に生まれ、横ハギ部の接着部や木目のずれを特に目立たなくすることができる。
【００６２】
本発明の集成材の製造方法では、図６に示すように、まず、フリッチ材１に対して高温水蒸気処理を行い、色差を少なくしたフリッチ材１−１を集成材１１とした後、表面に濃淡を付与した集成材１１−１や横ハギ部に湾曲模様を印刷した集成材１１−２とすることにより、集成材として従来にない一体感を生じさせることができ、さらに耐光性を付与することができる。なお、上記の実施形態は、集成材の表面に塗装や印刷を行う形態を説明したが、集成材を薄くスライスし、得られたスライス単板の表面に塗装や印刷を行うようにしても良い。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００６４】
＜原料木材＞
原料木材として、カバのフリッチ材（サイズ：厚み４３ｍｍ×巾１１５ｍｍ×長さ６６０ｍｍ）を２０本用いた。また、これらのカバのフリッチ材として、１ピース中に赤身、白太有りのものを用いた。
【００６５】
＜高温水蒸気処理＞
図２に示すように、原料木材としてのフリッチ材１を桟組積載し、図１に示す高圧高温水蒸気釜２０を用いて高温水蒸気処理を行った。高温水蒸気処理の条件は、処理温度１４０℃、処理時間２時間、処理圧力０．２６ＭＰａとした。
【００６６】
＜表面色の測定＞
この段階で高温水蒸気処理を行う前のフリッチ材の表面色と、高温水蒸気処理を行った後のフリッチ材の表面色を測定した。表面色は、日本電色工業製、簡易型分光色差計  ＮＦ３３３を用いて、ＪＩＳ  Ｚ  ８１０５：２０００（番号２０７０）に従ってＬ＊ａ＊ｂ＊を測定し、それぞれの標準偏差（色のばらつき）を求めた。
【００６７】
高温水蒸気処理前のフリッチ材の表面色の結果を表１に、高温水蒸気処理後のフリッチ材の表面色の結果を表２に示す。
【００６８】
【表１】
0005760186.tif 000002
【００６９】
【表２】
0005760186.tif 000003
【００７０】
この結果から、処理前と処理後では標準偏差が半減以上しており、色のばらつきが少なくなっていることが確認された。
【００７１】
（参考例）
高温水蒸気処理を行ったフリッチ材２０枚を、湿式硬化型ウレタン接着剤を用いて横ハギ集成した後、表面カンナ仕上げを行い、クリアウレタン塗装を行って、集成材を作成して参考例とした。
（実施例１）
参考例の集成材の塗装において、濃淡をつけた塗装を施したものを実施例１とした。
（実施例２）
参考例の集成材の塗装において、横ハギ部に湾曲模様を印刷したものを実施例２とした。
（比較例）
実施例で用いたフリッチ材に対し、高温水蒸気処理を行わず、集成材としたものに濃い色の塗料を表面一様に塗装したものを比較例とした。
【００７２】
＜評価＞
参考例、実施例１、２及び比較例の集成材について、木目感、色の一体感、横ハギ面緩和度合い、耐光性の評価項目について評価を行った。
木目感、色の一体感、横ハギ面緩和度合いの評価については、目視により、非常に良い：◎、良い：○、悪い：△、非常に悪い：×の４段階で評価を行った。
耐光性については、スガ試験機製  キセノンウエザーメーターを用いてＪＩＳ  Ｌ  ０８４３に従い、４８時間照射後の表面状態を目視により、非常に良い：◎、良い：○、悪い：△、非常に悪い：×の４段階で評価を行った（評価の結果悪い：△、非常に悪い：×はなかった）。
また、これらの評価結果から総合の評価を行った。その結果を表３に示す。
【００７３】
【表３】
0005760186.tif 000004
【００７４】
＜評価結果＞
実施例１、２はすべての評価項目について比較例よりも優れていた。また参考例と実施例１、２を比較すると、実施例１、２は横ハギ面緩和度合、耐光性及び総合評価について参考例よりも優れていた。
これらの結果から、本発明の濃淡をつけた塗装及び、横ハギ部に対する湾曲模様の印刷により集成材の一体感及び耐光性において優れた効果を奏することが確認された。
【符号の説明】
【００７５】
１  フリッチ材
１−１  色差を少なくしたフリッチ材
１１  集成材
１１−１  濃淡を付与した集成材
１１−２  湾曲模様を印刷した集成材
２０  高圧高温水蒸気釜
２１  水蒸気釜本体
２２  開閉蓋
２３  水蒸気供給管
２３ａ  水蒸気供給バルブ
２４  加圧水供給管
２４ａ  加圧水供給バルブ
２５  加圧エアー供給管
２５ａ  加圧エアー供給バルブ
２６  排気管
２６ａ  排気バルブ
２７  ドレン管
２７ａ  ドレンバルブ
３  高温水蒸気
４  加圧水
５  加圧エアー
６  桟部材
７  浮き上がり防止手段
８  載置プレート
【図１】
0005760186.tif 000005
【図２】
0005760186.tif 000006
【図３】
0005760186.tif 000007
【図４】
0005760186.tif 000008
【図５】
0005760186.tif 000009
【図６】
0005760186.tif 000010