(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有縁壁孔が完全に閉じていない木質材料を圧力容器に入れて減圧する減圧工程と、
前記減圧した圧力容器に、前記木質材料の有縁壁孔を通過可能な粒子からなる顔料が添加された水溶液を充填し圧力容器を加圧して前記顔料を前記木質材料に注入させる注入工程と、
前記顔料が注入された木質材料を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥後、前記木質材料の表面又は表裏面を削り取る加工工程と、を備えることを特徴とする木質材料の木目強調方法。
【請求項２】
前記顔料の粒子は、５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の木質材料の木目強調方法。
【請求項３】
前記加工工程によって加工が施された木質材料の表面又は表裏面に対して着色する素地着色工程をさらに備え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木目強調方法。
【請求項４】
スギなど有縁壁孔が閉じている木質材料の前記有縁壁孔を強制的に開かせる有縁壁孔開放工程と、
前記有縁壁孔が開放された木質材料を圧力容器に入れて減圧する減圧工程と、
前記減圧した圧力容器に、５００ｎｍ以下の粒子からなる顔料が添加された水溶液を充填し圧力容器を加圧して前記顔料を前記木質材料に注入させる注入工程と、
前記顔料が注入された木質材料を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥後、前記木質材料の表面又は表裏面を削り取る加工工程と、を備えることを特徴とする木質材料の木目強調方法。
【請求項５】
前記木質材料は、無垢材又は集成材であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載の木質材料の木目強調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質材料の木目を顔料によって強調させ、高級木質感を出すようにした木質材料の木目強調方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の床材やドア引き戸等内装材料に使用される木質材料の木目を強調して高級木質感を出す方法の一つとして、木質材料に合成樹脂を注入含浸して硬化させて木質材料を強化させるといったＷＰＣ（ウッド  プラスチック  コンビネーション）といった方法が知られている（例えば、特許文献１乃至５参照）。
【特許文献１】特開平２−２０４００３号公報
【特許文献２】特公平６−５１２８３号公報
【特許文献３】特公平６−３２５号公報
【特許文献４】特公平６−３９０８２号公報
【特許文献５】特開平１−１９５００２号公報
【０００３】
特許文献１に記載の発明は、着色合成樹脂含浸硬化物の製造方法に関するもので、木質材料に、合成樹脂に相互に溶解しない染料と顔料を混合して着色合成樹脂を１回で含浸させる方法である。
また、特許文献２に記載の発明は、ＷＰＣにおける着色木材の製造方法に関するもので、何回も合成樹脂とともに着色剤を塗り重ねることにより濃淡の差を際立たせるようにする方法である。
さらに、特許文献３に記載の発明は、着色木材の製造方法に関するもので、前処理として反応性発色剤を含浸させ着色させたのち、染料を含浸させ、ＷＰＣの処理を行うもので、広葉樹の道管部を濃色化する方法である。
また、特許文献４に記載の発明は、着色木材の製造方法に関するもので、特許文献２に記載の発明と同様に、何回も合成樹脂とともに着色剤を塗り重ねることにより濃淡の差を際立たせるようにする方法である。
また、特許文献５に記載の発明は、木目を強調した強化化粧板の製造方法に関するもので、広葉樹のＷＰＣ化において含浸樹脂中に木目を強調することのできる顔料を添加する方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１乃至５に記載の発明のように、ＷＰＣにおける着色処理では、合成樹脂に着色できる種類は合成樹脂を貯蔵するタンクの数で決定され、また、色替えの場合、圧力容器（釜）に付着した前回の樹脂による色を十分に洗浄して除去しないと色が混ざるといった問題がある。
そのため、各色分の圧力容器が必要になりコスト高になるため実用的でなく、多品種大量生産には適さない。
その上、ＷＰＣにおける着色処理では、特許文献１や特許文献５に示されているように、加圧時の圧力が３０ｋｇｆ／ｃｍ2も必要であり、それに耐えうる設備は非常に高価なものとなってしまう。
【０００５】
また、特許文献１乃至４に記載の発明のように、着色剤として特に化学結合を利用して色を生じさせる染料を使用したものは、木質材料の早材と晩材を同時に染色することができるが、顔料に比べ水によって溶脱するとともに、退色性に劣り、日焼けによる色の劣化（白化）が生じるといった問題がある。また、染料のコストは顔料に比較して約３倍であり、コスト高の要因となる。さらに、全体的に着色されるため木質感がなくなるといった問題もある。
【０００６】
一方、特許文献５に記載の発明のように、着色剤として色つき粒子の集合体である顔料を使用したものは、染料の有する欠点を補うことができるが、使用される顔料の粒子は、１ｍｍ厚の欅の単板中に入り込むことを目的にして１５μｍ以下、好ましくは、１０μｍ以下であるので、１ｍｍ厚の単板には含浸するかもしれないが、例えば、木質材料として１２〜３６ｍｍ程度の厚さを有する無垢材を使用した場合、その無垢材に顔料を含浸させることはできない。よって、適用される木質材料が僅小な厚さのものに限定され、床材やドア引き戸のように十分な厚さを有する木質材料には適用することはできない。
なお、特許文献４にも顔料を使用したものが記載されているが、木材表面への素地着色にすぎない。
【０００７】
そこで、本発明の目的とするところは、厚い木質材料に対しても顔料を含浸させることが可能で、製造コストの廉価な木質材料の木目強調方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の木質材料の木目強調方法は、有縁壁孔が完全に閉じていない木質材料を圧力容器に入れて減圧する減圧工程（１００）と、前記減圧した圧力容器に、前記木質材料の有縁壁孔を通過可能な粒子からなる顔料が添加された水溶液を充填し圧力容器を加圧して前記顔料を前記木質材料に注入させる注入工程（２００）と、前記顔料が注入された木質材料を乾燥させる乾燥工程（３００）と、前記乾燥後、前記木質材料の表面又は表裏面を削り取る加工工程（４００）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の木質材料の木目強調方法は、前記顔料の粒子を５００ｎｍ以下にしたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の木質材料の木目強調方法は、前記加工工程（４００）によって加工が施された木質材料の表面又は表裏面に対して着色する素地着色工程（５００）をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の木質材料の木目強調方法は、スギなど有縁壁孔が閉じている木質材料の前記有縁壁孔を強制的に開かせる有縁壁孔開放工程（５０）と、前記有縁壁孔が開放された木質材料を圧力容器に入れて減圧する減圧工程（１００）と、前記減圧した圧力容器に、５００ｎｍ以下の粒子からなる顔料が添加された水溶液を充填し圧力容器を加圧して前記顔料を前記木質材料に注入させる注入工程（２００）と、前記顔料が注入された木質材料を乾燥させる乾燥工程（３００）と、前記乾燥後、前記木質材料の表面又は表裏面を削り取る加工工程（４００）と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の木質材料の木目強調方法は、前記木質材料は、無垢材又は集成材であることを特徴とする。
【００１３】
なお、括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための最良の形態に記載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の木質材料の木目強調方法によれば、有縁壁孔に着目し、有縁壁孔が完全に閉じていない木質材料において、着色剤として使用する顔料の粒子の大きさを、有縁壁孔を通過可能な大きさとするように、例えば、５００ｎｍ以下のものを使用したので、減圧工程，注入工程を通して、顔料は木質材料は、板厚の厚い無垢材や集成材であっても内部にわたって含浸され、その結果、木質材料の晩材のみが着色される。また、乾燥後、木質材料の表面又は表裏面を削り取る加工工程を施すことにより、所望の色を現出させることができる。
【００１５】
また本発明の木質材料の木目強調方法によれば、木質材料の早材を着色する素地着色工程を加工工程の次に設け、注入工程と素地着色工程とを別々の工程にすることによって、最終仕上げを２色に設定した場合であっても、圧力容器（釜）の設置を一色に対応した一基で済ませることができる。すなわち、手間とコストがかかる注入工程を圧力容器（釜）一基一色による含浸だけで済ませることができ、素地着色工程により、求める色調を得ることができる。
【００１６】
また本発明の木質材料の木目強調方法によれば、厚い木質材料でも中心部分まで着色されるので、表面が傷ついたときでも塗膜を取り除き、再び素地着色を施すことによって同様に木目が際立ち木質感のある木質材料にすることができる。
【００１７】
本発明の木質材料の木目強調方法によれば、有縁壁孔に着目し、スギなど有縁壁孔が閉じている木質材料については、前処理として、例えば、マイクロ波加熱法，レーザーインサイジング法，蒸気加熱処理法，酵素処理法，超臨界二酸化炭素処理法，圧縮処理法などといった有縁壁孔開放工程による処理方法によって有縁壁孔を強制的に開放させるので、５００ｎｍ以下の粒子からなる顔料を、減圧工程，注入工程を通して、木質材料の内部にわたって確実に含浸させて晩材のみを着色することができる。
【００１８】
このようにして、本発明の木質材料の木目強調方法によれば、有縁壁孔が閉じていない木質材料であっても、有縁壁孔が閉じている木質材料であっても、木目を際立たせて木質感のある仕上がりにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１を参照して本発明の実施形態に係る木質材料の木目強調方法について説明する。図１は、木質材料の木目強調方法による製造工程を示す。
【００２０】
本発明の実施形態に係る木質材料の木目強調方法は、図１に示すように、減圧工程１００，注入工程２００，１回目の乾燥工程３００，加工工程４００，素地着色工程５００，２回目の乾燥工程６００，塗装工程７００，３回目の乾燥工程８００によって行われ、これによって、木質材料の木目が強調される。
【００２１】
木質材料としては、有縁壁孔が完全に閉じていない木質材料、例えば、ラジアータパインを用意した。このラジアータパインは、気乾時含水率約１０％の無垢材であり、床材等の内装材料に用いられるものである。
【００２２】
減圧工程１００では、木質材料を圧力容器（釜）に入れて、できるだけ真空に近い能力で３０分以上排気することによって行う。
【００２３】
次に、注入工程２００では、減圧した圧力容器（釜）に、木質材料の有縁壁孔を通過可能な粒子からなる顔料が添加された水溶液からなる注入薬液を充填し、圧力容器（釜）を加圧ポンプを使用して０．５〜２．０ＭＰａまで３０分以上加圧して、薬液を大気圧との差を利用して水質材料に注入含浸させる。なお、加圧を０．５〜２．０ＭＰａまでとするのは、０．５ＭＰａ未満であると木目が十分に強調されず、２．０ＭＰａよりも大きくなると、それに耐えうる圧力容器（釜）を用意する必要がありコスト高になるからである。
【００２４】
注入薬液は、全体に対して１０％のイソプロピルアルコールを含む水溶液に着色剤として顔料を全体に対して３％添加する。ここでは、着色剤として顔料だけを使用し、染料は一切使用しない。使用する顔料は、その粒子がラジアータパインの有縁壁孔を通過可能な大きさであり、具体的には５００ｎｍ以下の顔料で赤色，黒色，黄色の３色から任意の色を作製した。なお、最終的に、例えば、チーク色とナット色に仕上げるときには、その中間色で色を調製することが望ましい。また、ここでは、安価なためイソプロピルアルコールを使用したが、エタノール，メタノール，プロパノールなど揮発性が高く乾燥後、残らないものであればよい。
【００２５】
この注入工程２００によって、顔料は、ラジアータパインの有縁壁孔を通過し、板厚が１２．５ｍｍ程度の無垢材であっても表面から裏面まで全体にわたって含浸され、晩材のみが着色され、早材はほとんど着色されない。
ここで、顔料が晩材のみ着色されるのは、仮導管の径が晩材は細かいが、早材は太いため、管の中を通る水溶液のスピードが通りにくい晩材の方が遅く顔料の粒子が留まりやすいが、早材では管の中を通る水溶液のスピードが速いため顔料の粒子が留まらず流されていまうことによる。また、水溶液中の顔料は、晩材，早材ともに木質材料中に浸透するが、細胞壁の壁膜が薄い早材では、顔料が仮導管を通過するときに細胞壁の網目に顔料が濾されにくく（残りにくく）通過してしまい発色されにくい。また、濾されたとしても顔料の粒子間の距離が長いため発色されにくい。一方、細胞壁の壁膜の厚い晩材では、顔料が仮導管を通過するときに細胞壁の網目に濾され（残り）、早材に比べてよく発色される。これは、晩材と早材では、細胞壁という「ふるい」に顔料がかけられるといったものと同様の現象が生じることによるものである。
【００２６】
次に、乾燥工程３００では、圧力容器（釜）から木質材料を取り出した後、生材を乾燥するようにして乾燥させる。
【００２７】
次に、加工工程４００では、乾燥した木質材料の表面及び裏面（表面だけとすることもできる）を、例えば、モルダー（図示しない）を使用して削り取る。
このとき、特に表面側は、目的とする色合いを出すために０．５ｍｍ以上削り取ることが好ましい。一方、裏面側は、反りやねじれが取れる程度の削り取りでよい。
【００２８】
次に、素地着色工程５００では、加工工程が施された木質材料の表面又は表裏面に対して、例えば、着色スポンジロール（図示しない）を使用して着色する。着色としては、例えば、チーク色とナット色に分けて塗ることができる。
これによれば、早材に色がよくつくので、最終的に従来のものと比較して木目を際立たせることができる。また、注入による色ムラも和らげられる。
【００２９】
次に、２回目の乾燥工程６００では、木質材料をドライヤー（図示しない）に通して全体を乾燥させる。
【００３０】
次に、塗装工程７００では、木質材料の表裏面に塗装を施し、保護膜を形成する。
【００３１】
そして、３回目の乾燥工程８００では、塗装工程７００で塗装された塗料を硬化させる処理を行うことによって、木目が強調された木質材料が製造される。
【００３２】
このような製造方法によれば、有縁壁孔が完全に閉じていない木質材料であるラジアータパインにおいて、その有縁壁孔に着目し、着色剤として使用する顔料の粒子の大きさを、有縁壁孔を通過可能な大きさとするように、５００ｎｍ以下の顔料を使用したので、減圧工程１００，注入工程２００を通して、顔料は木質材料が、例えば板厚１２．５ｍｍの無垢材であっても内部にわたって含浸され、その結果、木質材料の晩材のみが着色される。すなわち、従来は、顔料の粒子径が有縁壁孔を通過可能な大きさより大きかったので、晩材すら着色することができなかったが、顔料の分散テクノロジーの発達と有縁壁孔に着目することにより、確実に顔料を有縁壁孔を通過させ、晩材だけを着色することができるようになった。なお、より一層鮮やかに、確実に着色するために、顔料の粒子の大きさを、さらに１５０ｎｍ以下にすることが好ましい。
【００３３】
また、この製造方法によれば、注入工程２００と素地着色工程５００とを別々の工程にすることによって、最終仕上げを２色に設定した場合であっても、圧力容器（釜）の設置を一色に対応した一基で済ませることができる。すなわち、手間とコストがかかる注入工程２００を圧力容器（釜）一基一色による含浸だけで済ませることができた。
【００３４】
なお、着色剤として顔料ではなく染料を使用する場合には、晩材，早材ともに着色されるので、上述のように、注入工程２００と素地着色工程５００とを別々の工程で行うことはできず、色毎に圧力容器（釜）の設置が必要になり、初期投資が膨大になってしまう。また、染料を使用する場合には、退色，水による溶脱，コスト高などのデメリットが挙げられる。
従来、ラジアータパインの着色としては、木質材料に直接塗ると吸い込みムラがあるため、着色剤の濃度を薄くして塗り重ねたり、素地着色は行わずに塗料に色トナーを混ぜ込み塗装として着色していたため木目がぼやけていたが、上述したように、注入工程２００で晩材のみを着色させておけば、木目が際立ち木質感のある仕上がりにすることができる。また、含浸時の色ムラは後に行われる素地着色工程５００で和らげることができる。
【００３５】
また、この製造方法によれば、厚い木質材料でも中心部分まで着色されるので、表面が傷ついたときでも塗膜を取り除き、再び素地着色を施すことによって同様に木目が際立ち木質感のある木質材料にすることができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、木質材料としては、有縁壁孔が完全に閉じていない木質材料、例えば、ラジアータパインを用意し、床材として使用される無垢材としたが、厚さ３７ｍｍのドアや厚さ３１ｍｍの引き戸として使用される無垢材であっても内部まで顔料を含浸させることができる。
また、無垢材を注入含浸した後、貼り合わせて集成材として使用することもできる。
さらに、有縁壁孔が完全に閉じていない木質材料として、ラジアータパインを使用したが、その他の有縁壁孔が閉じていない木質材料であればよく、特に限定されるものではない。
【００３７】
また、本実施形態では、有縁壁孔が閉じていない木質材料を対象としたが、スギなど有縁壁孔が閉じている木質材料についても対象とすることができる。
すなわち、図１に点線で示したように、スギなど有縁壁孔が閉じている木質材料については、その有縁壁孔を強制的に開かせる有縁壁孔開放工程５０を前処理として行う。有縁壁孔開放工程５０で行われる処理としては、例えば、マイクロ波を照射して有縁壁孔を開放させるマイクロ波加熱法や、レーザーを照射するレーザーインサイジング法や、蒸気をあてる蒸気加熱処理法がある。その他、酵素処理法，超臨界二酸化炭素処理法や、圧縮処理法などによって有縁壁孔を開放させることができる。
【００３８】
このように、有縁壁孔開放工程５０が施された木質材料に対しては、上述したように、その後、減圧工程１００，注入工程２００，１回目の乾燥工程３００，加工工程４００，素地着色工程５００，２回目の乾燥工程６００，塗装工程７００，３回目の乾燥工程８００が施され、木質材料の木目が強調される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係る木質材料の木目強調方法の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
５０      有縁壁孔開放工程
１００      減圧工程
２００      注入工程
３００      乾燥工程
４００      加工工程
５００      素地着色工程
６００      乾燥工程
７００      塗装工程
８００      乾燥工程
【図１】
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