(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤を含まないホットメルト接合剤の粒子からなる結合剤を木質材料の表面に衝突させて、木質材料の表層の少なくとも一部を圧潰するとともに、前記衝突に伴なう発生熱によって結合剤を溶融状態にし木質材料表層の隙間に浸透させ、冷却することによって結合剤を木質材料に強固に結合させて木質材料の表面を強化することを特徴とする木質材料の表面強化方法。
【請求項２】
木質材料への衝突によっては溶融しないもので前記結合剤に比べて高融点で硬質の固体粒子を、前記結合剤と組み合せて木質材料の表面に衝突させることを特徴とする請求項１に記載の木質材料の表面強化方法。
【請求項３】
木質材料の少なくとも表層が上記衝突を受ける前に予め加温されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の木質材料の表面強化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床材等摩擦や局所的に強い圧力を受けて、磨耗したり、傷付いたりし易い木質材料の表面強化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
木質材料は金属材料や石材に比較して、一般に硬度が低く、摩擦や局所的に強い圧力を受けると、磨耗したり、傷付いたりする。木質材料のうち、針葉樹材は「ソフトウッド」と称されるだけあって、爪先で押したり、掻いたりすると容易に傷が付く。このように柔らかいということは、衝撃吸収という点では優れているが、床材等でそれがしばしばクレームの原因になっており、その改善のために既に幾つかのことが提案又は実施されている。
【０００３】
その一つはＷＰＣ（Wood-Plastic Combination  木材プラスチック複合材料）と称して、必要に応じて、各種樹脂や油脂類を減圧又は加圧下で木材内部の空隙に含浸、硬化させ、それによって硬度を増大、強化する方法である。
通常は、後で基材合板上に貼着される、化粧材の単板（厚さ０．３〜０．５ミリ）だけに樹脂や油脂が含浸される。その際、被含浸剤として通常有害なスチレン等のＶОＣ（Volatile Organic Conpound  揮発性有機化合物）を含むものが使用される。
【０００４】
なお、特開昭６１−３５２０７号公報には、例えば春材部分等の軟質部分の一部が、例えばサンドブラストによって除去された後、樹脂や油脂類が高温で含浸、硬化されることが、また、特開２０００−１５７７２５号公報には、木製バットについて、ブラスト装置による投射材の噴射で表面が圧潰され、硬度が増大されると共に、それによって形成された凹部に合成樹脂が充填されることがそれぞれ記載されている。
【０００５】
またポリエステル、ウレタン等の塗料を木材表面に厚塗り（厚さ０．２〜０．５ミリ）し、その塗膜によって表面の硬度を高める方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記処理方法には次の問題点がある。すなわち、
（ア）多少の差はあるが、いずれの場合も有機溶剤の使用は不可欠であって、製造から使用まで長期間にわたって、それが発散するため問題となる。特に気密性の高い場所に置かれたときには有機溶剤が停滞するため健康上の大きな障害となっている。
（イ）塗料の厚塗りには、その塗料が安定する（セッティング）まで所定の放置時間が必要である。この間に塗料へごみが付着したり、この時間が塗装工程全体の処理速度を低下させたりする。
（ウ）厚塗りによって表面がプラスチック様になり、木質感が損なわれて、安物に感じられる。
（エ）ＷＰＣはどうしても濡れ色の感じが出てしまう。それの防止には、特殊な樹脂や発泡性の樹脂の使用が必要である。
（オ）一般に不良率が２０％を超えることもあり、また設備も複雑となり、コスト高を避けられない。
【０００７】
そこで本発明の目的とするところは、上記従来例の欠点を解消したところの、処理が容易で、且つ設備も簡単で、安価に処理可能な、木質材料の表面強化方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達するために、請求項１の発明の木質材料の表面強化方法は、有機溶剤を含まないホットメルト接合剤の粒子からなる結合剤（Ａ）を木質材料（１）の表面に衝突させて、木質材料（１）の表層の少なくとも一部を圧潰するとともに、前記衝突に伴なう発生熱によって結合剤（Ａ）を溶融状態にし木質材料（１）表層の隙間に浸透させ、冷却することによって結合剤（Ａ）を木質材料（１）に強固に結合させて木質材料（１）の表面を強化することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成に加えて、木質材料（１）への衝突によっては溶融しないもので前記結合剤（Ａ）に比べて高融点で硬質の固体粒子（Ｂ）を、結合剤（Ａ）と組み合せて木質材料（１）の表面に衝突させることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明の構成に加えて、木質材料（１）の少なくとも表層が上記衝突を受ける前に予め加温されている。
【００１１】
なお、上記の課題を解決するための手段に記載された括弧内の記号は図面及び後述する発明の実施の形態に記載された記号に対応するものである。
【００１２】
請求項１の発明によれば、木質材料の表面へ結合剤が衝突することによって、木質材料の表層の少なくとも一部が圧潰されることと、前記結合剤が固体であっても、融点が低く、前記衝突による発熱のため、溶融し（結合剤が溶融していれば、そのまま）、木質材料表層の隙間に浸透することとが略同時に進行し、その後、冷却されると、木質材料に結合剤が強固に結合され、木質材料の表面が強化される。
【００１３】
それによって次の効果が発揮される。
（ア）有機溶剤を含まない結合剤としてホットメルト接着剤の粒子が使用されることにより、製造、施工からその後の使用のあらゆる時点でそれによる健康上の障害は発生しない。
（イ）処理自体は、結合剤の衝突とその後の冷風吹き付け等の冷却によって短時間で完了するため、いわゆる塗料のような硬化するまでの長いセッティング時間は不要であって、ごみの付着等の問題もない。
（ウ）ＷＰＣのような濡れ色の発生や変色もなく、木質感が損われない。
（エ）例えば結合剤粒子の噴射装置や簡単な冷風吹き付け装置だけで、ＷＰＣのような大掛かりな樹脂含浸装置が不要であって、処理に伴うトラブルも無く、設備費、運転保守費とも低く、処理コストは従来例に比較して著しく低くなる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の作用効果に加えて、溶融しない固体粒子の木質材料への衝突によって木質材料表面への衝撃エネルギーが増すので、木質材料の表層の圧潰程度及び結合剤を溶融するための熱量が増す。
両者が混合されて、同時になされると、噴射装置の一体化が可能となり、設備の簡略化が計られ、また、溶融しない固体粒子が予め加熱され、しかも両者の衝突が分離して行なわれると、噴射装置が複数となり、設備が複雑化するが、加熱された固体粒子の使用が可能となり、それによって木質材料表面における結合剤の溶融、粘度低下（浸透性の増大）のための熱補給が容易になる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、請求項１及び２の発明の作用効果に加えて、木質材料内部の昇温遅れの防止や溶融点の高い結合剤の溶融、さらに浸透容易に粘度の低下等のための熱補給が可能になり、結合剤又は／及び固体粒子による発生熱量だけでは不足する熱を補うことが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の木質材料の表面強化方法に係わる第１の実施の形態例について図面を参照して説明する。図１はそのうち、結合剤が噴射され、木質材料表面に衝突させられる状態を示す側面図である。
【００１７】
すなわち、上方に設けられた噴射装置２から下方、ローラコンベア３に載せられて水平に移動する木質材料１の上面に向って、加圧された空気に誘引され、同伴して結合剤Ａの粒子が高速度で噴出される。その噴出された結合剤Ａ（例えばホットメルト接合剤）の粒子は、木質材料１の上面に衝突し、その衝撃によって木質材料１の表層の少なくとも一部を圧潰、強化すると共に、結合剤Ａ自身は、それに伴なう発生熱によって昇温、溶融し、木質材料１表層の隙間に浸透するという２つの現状が同時に進行する。
【００１８】
その後、そのまま放冷されるか、又は図示は省略するが、ファン等によって冷風が吹き付けられることによって強制的に冷却され、結合剤Ａが固化した木質材料１は、表層が叩き込まれたように、圧潰、圧密されて、強化される。そのうえ、結合剤Ａは木質材料１の表層に浸透し、木質材料１と強固に結合されている。以上のことが原因となって、その表面硬度は未処理のものに比較して高くなっている。
【００１９】
実施例について説明すると、結合剤Ａの粒子として、市販のペレット状ホットメルト接合剤がさらに粉砕され、平均粒径０．５ｍｍの粒子を使用した。その結合剤Ａの粒子は、通常サンドブラスト装置として使用される噴射装置２のホッパ（図示省略）に詰められたうえ、噴射装置２から加圧空気に同伴されて、針葉樹よりなる木質材料１の表面に向って噴射された。
【００２０】
その結合剤Ａが木質材料１の表面に衝突すると、結合剤Ａの一部が溶融することが観察された。放冷され、結合剤Ａが固化したものは、表層が叩き込まれたように、圧潰、圧密されて、強化されていることが認められた。また、結合剤Ａは表面から概ね０．０５〜０．２０ｍｍの深さまで浸透し、木質材料１と強固に結合されていることも認められた。バーコル硬度計による測定では未処理のものに比べて２０〜３０％の硬度上昇があった。
【００２１】
その効果について説明すると、
（ア）結合剤Ａとしては、例えばホットメルト接着剤又はそれと同等のものの粒子のように、有機溶剤を含まないものが使用されるため、製造、施工からその後の使用のあらゆる時点でそれによる保健上障害は発生しない。
（イ）処理自体は、結合剤Ａの衝突とその後の冷風吹き付け等の冷却によって短時間で完了するため、いわゆる塗料のような硬化するまでの長いセッティング時間は不要であって、ごみの付着等の問題もない。
（ウ）ＷＰＣのような濡れ色の発生や変色もなく、木質感が損われない。
（エ）例えば結合剤Ａの粒子の噴射装置２や簡単な冷風吹き付け装置だけで、ＷＰＣのような大掛かりな樹脂含浸装置が不要であって、処理に伴うトラブルも無く、設備費、運転保守費とも低く、処理コストは従来例に比較して著しく低くなる。
【００２２】
なお、木質材料１の少なくとも表面を結合剤Ａの衝突を受ける前に予め加温することによって、木質材料１内部の昇温遅れの防止や溶融点の高い結合剤の溶融、さらに浸透容易に粘度の低下等のための熱補給が可能になり、結合剤Ａによる発生熱量だけでは不足する熱を補うことが出来る。
【００２３】
次に、第２の実施の形態例について図２によって説明する。図から明らかなように、木質材料１の表面への衝撃エネルギ−の増加、それによる木質材料１に対する圧潰力と発生熱量との増加のため、結合剤Ａの他に、通常ホットピーニング（サンドブラスト）に使用される鉄や砂やガラス粒子等の、結合剤Ａに比べて高融点、硬質の固体粒子Ｂが組み合わされて使用される。固体粒子Ｂは、木質材料１への衝突によって溶融しない粒子である。その際、特に両者が混合されて使用される場合は、図１の装置と同じものでよい。
【００２４】
実施例について説明すると、結合剤Ａの粒子として、上述の第１の実施の形態例の実施例で使用されたものと同様に市販のペレット状ホットメルト接合剤がさらに粉砕され、平均粒径０．５ｍｍの粒子が使用された。その結合剤Ａの粒子と、鉄球や砂等の固体粒子Ｂとが混合され、噴射装置２のホッパ（図示省略）に詰められたうえ、噴射装置２から加圧空気に同伴されて、針葉樹よりなる木質材料１の表面に向って噴射された。
【００２５】
その結合剤Ａ及び固体粒子Ｂの混合物が木質材料１の表面に衝突した後、放冷され、結合剤Ａが固化したものは以下の通りであった。すなわち、上述の第１の実施の形態例で説明した実施例で得られたものに比べて、さらに強く圧潰、圧密され、強化されており、また、結合剤Ａの浸透深さも０．１０〜０．２５ｍｍになり、硬度も未処理のものに比べて２５〜３５％高くなる等、固体粒子Ｂの混合の効果が顕著に認められた。
【００２６】
そして、第３の実施の形態例について図３により説明すると、ロールコンベア３上方には結合剤Ａ、固体粒子Ｂが分離して噴射可能に２台の噴射装置２，４が前後に並設されている。図では噴射方向が平行であって、それぞれの木質材料１の表面への衝突位置が異なるが、若干作用効果に差異は生じるが、両者が互いに重なるよう、その中心線が木質材料１の表面で交差するものでもよい。
【００２７】
それによって、木質材料１の内部の昇温遅れの防止や溶融点の高い結合剤の溶融、さらに浸透容易に粘度の低下等のための熱補給が可能になり、結合剤Ａ又は／及び固体粒子Ｂによる発生熱量だけでは不足する熱量を補うことが出来る。その他、以上は結合剤Ａが固体の状態で噴射されることを前提に説明したが、結合剤Ａが噴射可能であれば、常温で固体が溶融した液体のものを使用してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、木質材料の表面へ結合剤が衝突することによって、木質材料の表層の少なくとも一部が圧潰されることと、前記結合剤が固体であっても、融点が低く、前記衝突による発熱のため、溶融し（結合剤が溶融していれば、そのまま）、木質材料表層の隙間に浸透することとが略同時に進行し、その後、冷却されると、木質材料に結合剤が強固に結合され、木質材料の表面が強化される。
【００２９】
それによって次の効果が発揮される。
（ア）有機溶剤を含まない結合剤としてホットメルト接着剤の粒子が使用されることにより、製造、施工からその後の使用のあらゆる時点でそれによる健康上の障害は発生しない。
（イ）処理自体は、結合剤の衝突とその後の冷風吹き付け等の冷却によって短時間で完了するため、いわゆる塗料のような硬化するまでの長いセッティング時間は不要であって、ごみの付着等の問題もない。
（ウ）ＷＰＣのような濡れ色の発生や変色もなく、木質感が損われない。
（エ）例えば結合剤粒子の噴射装置や簡単な冷風吹き付け装置だけで、ＷＰＣのような大掛かりな樹脂含浸装置が不要であって、処理に伴うトラブルも無く、設備費、運転保守費とも低く、処理コストは従来例に比較して著しく低くなる。
【００３０】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の作用効果に加えて、溶融しない固体粒子の木質材料への衝突によって木質材料表面への衝撃エネルギーが増すので、木質材料の表層の圧潰程度及び結合剤を溶融するための熱量が増す。
両者が混合されて、同時になされると、噴射装置の一体化が可能となり、設備の簡略化が計られ、また、溶融しない固体粒子が予め加熱され、しかも両者の衝突が分離して行なわれると、噴射装置が複数となり、設備が複雑化するが、加熱された固体粒子の使用が可能となり、それによって木質材料表面における結合剤の溶融、粘度低下（浸透性の増大）のための熱補給が容易になる。
【００３１】
請求項３の発明によれば、請求項１及び２の発明の作用効果に加えて、木質材料内部の昇温遅れの防止や溶融点の高い結合剤の溶融、さらに浸透容易に粘度の低下等のための熱補給が可能になり、結合剤又は／及び固体粒子による発生熱量だけでは不足する熱を補うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態例に係る、結合剤が木質材料表面に衝突させられる状態を示す側面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態例に係る、結合剤及び固定粒子が木質材料表面に衝突させられる状態を示す側面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態例に係る、結合剤及び固定粒子が木質材料表面に衝突させられる状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１    木質材料
２    噴射装置
３    ロールコンベア
４    噴射装置
Ａ    結合剤
Ｂ    固体粒子
【図１】
0003973199.tif 000002
【図２】
0003973199.tif 000003
【図３】
0003973199.tif 000004