(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
早材と晩材とが形成されてなる木材の表面加工方法であって、
木材の表面をゴムローラーで圧締することによって、晩材に比較して早材を多く圧密して凹部を形成し、該凹部に樹脂を充填して前記表面を平坦面としてなることを特徴とする木材の表面加工方法。
【請求項２】
早材と晩材とが形成されてなる木材の表面加工方法であって、
木材の表面をゴム板を介在させてプレス機で圧締することによって、晩材に比較して早材を多く圧密して凹部を形成し、該凹部に樹脂を充填して前記表面を平坦面としてなることを特徴とする木材の表面加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は木材の表面を強化し、かつ、その木目を強調することのできる加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
木材は、金属等と比較して軟質で加工が容易であり、かつ安価で入手し易いといった建設材料としての特長の他に、適度な暖かさと美しい木目を有するといった情緒的な特長も併せ持っている。
従って、直接目に触れる建材や家具材として多く使用されている。
【０００３】
しかし、木材は比較的軟質であるため傷が付き易く、特に松、桧、杉等の針葉樹ではこの傾向が顕著である。従って、これらの木材を例えば床材として使用し、その表面に傷が付かないように保つことはきわめて困難である。
【０００４】
こうしたことから、従来、木材の表面を次のような加工方法で強化していた。
（１）木材１の表面全体に樹脂４の膜を形成する（図４参照）。
この技術は、例えば、特開昭６３−２８８７０２号公報に開示されている。
（２）木材１に樹脂４を注入する（ＷＰＣ）。
この技術は、例えば、特開平４−１４４７０４号公報に開示されている。
（３）木材１の表面をブラッシングした後、樹脂４を充填して樹脂膜を形成する（図５参照）。
この技術は、例えば、特開平５−２６９７０８号公報に記載されている。
（４）木材１の表面を硬質のローラーで圧締し、早材２と晩材３の両方を潰して硬くする（図６参照）。
この技術は、例えば、特開平１１−９０７号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記（１）および（２）の加工方法では、樹脂材の感触が強く現出し、木質感が損なわれると共に、多量の樹脂４を必要とする。
また、（３）の加工方法では、特に、年輪の柔らかい層である早材２が削られてその表面が粗くなるので、木目の美しさが損なわれる。
さらに（４）の加工方法では、早材２と共に、年輪の硬い層である晩材３も潰されるので木目の美しさに欠けると共に、亀裂が生じ易い。また、早材２は、晩材３に支えられる状態となって殆ど潰されないので、表面が十分に強化されない。さらに、晩材３も潰されるので、吸湿によるいわゆるスプリングバックが発生し、寸法の安定性が悪いといった問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的とするところは、木質感や木目を強調して木材の美しさを現出することができると共に、表面を十分に強化することができ、さらに寸法の安定性にも優れる木材の表面加工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の木材の表面加工方法は、早材（２）と晩材（３）とが形成されてなる木材（１）の表面加工方法であって、木材（１）の表面をゴムローラー（６）で圧締することによって、晩材（３）に比較して早材（２）を多く圧密して凹部（２ａ）を形成し、その凹部（２ａ）に樹脂（４）を充填して前記表面を平坦面としてなることを特徴とする。なお、必要に応じて木材の表面に仕上げ加工を施す。
【０００８】
また、請求項２に記載の木材の表面加工方法は、早材（２）と晩材（３）とが形成されてなる木材（１）の表面加工方法であって、木材（１）の表面をゴム板（７）を介在させてプレス機（８）で圧締することによって、晩材（３）に比較して早材（２）を多く圧密して凹部（２ａ）を形成し、その凹部（２ａ）に樹脂（４）を充填して前記表面を平坦面としてなることを特徴とする。
【００１０】
なお、括弧内の記号は、図面および後述する発明の実施の形態に記載された対応要素または対応事項を示す。
【００１１】
本発明の請求項１および２に記載の木材の表面加工方法によれば、木材の表面を弾性材であるゴムローラーまたはゴム板を介してプレス機で圧締するので、硬い層である晩材に比較して、柔らかい層である早材の方を多く潰して硬く圧密することができる。
従って、強度の劣る早材の当該強度を高めることができ、木材表面を十分に強化することができる。
【００１２】
また、早材を硬く圧密して形成した凹部に樹脂を充填するので、この樹脂によっても早材の強度が高められ、木材の表面がさらに強化される。また、晩材の潰しは早材に比較して少ないので木目がそのまま美しい状態に維持され、かつ樹脂によってそれが強調される。
従って、木質感のある木材の美しさを現出することができる。
さらに、晩材の潰しは少ないので、木材が吸湿してもスプリングバックは殆ど発生せず、寸法の安定性に優れる。すなわち、早材の方が吸水して厚さが戻る力が小さいので寸法が大きく変化することはない。特に、早材を潰すだけでなく、潰した直後に樹脂を充填するので、早材の戻ろうとする力で樹脂が早材の内部へも多少浸透し、早材内部の隙間が塞がれる。これにより、益々吸水しにくくなるので寸法の著しい変化が防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の第一実施形態に係る木材の表面加工方法について説明する。図１の（ａ）は木材１の表面をゴムローラー６で圧締している状態、（ｂ）は圧締後の状態、（ｃ）は圧締によって形成された凹部２ａに樹脂４を充填した状態、そして（ｄ）は木材１の表面に仕上げ加工を施した後の状態を示すそれぞれ部分拡大断面図である。従来例で示したものと同一部分には同一符号を付した。
【００１５】
本発明の実施形態に係る早材２と晩材３とが形成されてなる木材の表面加工方法は、
まず、所定温度で加熱した木材１の表面を、冷却しないうちにゴムローラー６で圧締する（図１（ａ）参照）。なお、ゴムローラー６としては硬度７０度以上のものを使用した。
この圧締によって、木材１の柔らかい層である早材２が潰されて硬く圧密され、その強度が高められ、硬質部２ｂとなる（図１（ｂ）参照）。なお、硬い層である晩材３の潰しは早材２と比較して少ないので、ほぼそのままの状態で残り、木目はそのままの美しい状態を維持する。
【００１６】
次に、早材２を硬く圧密して形成した凹部２ａに樹脂４を充填し（図１（ｃ）参照）、最後に、木材１の表面に仕上げ加工であるサンディングを施し、当該表面を平坦面とする（図１（ｄ）参照）。
樹脂４を充填したことによって、早材２（硬質部２ｂ）の強度がさらに高められると共に、木目が強調される。これにより、表面強度が高く、木質感に富んだ化粧材５を提供することができる。なお、晩材３に比較して早材２を多く圧密するので、吸湿によるスプリングバックは発生し難く、よって寸法の安定性に優れた化粧材５を提供することができる。
樹脂４としては、例えばアクリルやポリエステル等が考えられる。ポリエステルを使用した場合、厚さ０．３〜０．５ｍｍの塗布で爪が立たない程度まで硬くすることができた（使用前では爪で簡単に傷がついていた）。
【００１７】
本実施形態に係る木材の表面加工方法のように、木材１を圧締してその密度を高め、強度等の物性を向上させる方法は、従来技術で説明したように、これまでにも存在するが、その従来技術では、鉄等の木材よりはるかに硬質な材料で圧締していた。また、連続加工を行なう場合でも、鉄等の硬質なローラーを使用していた。
この点、本実施形態に係る加工方法では、鉄等の硬質ローラーの代わりに、ゴムローラー６を使用している点で、大きく異なる。このゴムローラー６は、例えば、硬質ローラー６ａの周面に軟質材であるゴム材６ｂを巻付けることによって形成することができる。
ゴムローラー６で木材１の表面を圧締する時間や圧力の程度等は、木材１の種類（硬さ）によって決定する。例えば、杉や桧等の軟質な木材１には、比較的軟質のゴムローラー６を使用することによって、適度な深さの凹部２ａを形成することができる。
【００１８】
本実施形態において、凹部２ａに充填する樹脂４の当該充填の方法は、塗布によって行なっている。なお、塗布後、乾燥させて硬化させる。この樹脂４の充填量は凹部２ａの大きさによって異なるが、凹部２ａを埋めて木材１の表面を平坦面とする程度を必要とする。この樹脂４には、あらかじめ各種の顔料や着色剤等を混入しておいても良い。また、まず、着色剤を凹部２ａに塗布して、その上から透明な樹脂４を塗布すると、立体的な「浮作り」仕様とすることができる。塗布した樹脂４が硬化した後は、サンディングによって木材１の表面をより平坦面とし、さらに、仕上塗装等の加工を施す。
【００１９】
本実施形態に係る加工方法によって加工された木材１は、晩材３の潰しは少ないので原形の山形状をそのまま維持するのに対して、早材２は大きく圧密されて凹部２ａを形成している。
従って、木目がそのまま残存し、木質感に富むものとなる。
【００２０】
本実施形態に係る加工方法は、従来の、木材１の表面をブラッシングした後、樹脂４膜を形成する方法に類似しているようにも考えられるが、早材２部分において顕著に相違する。
すなわち、従来方法における早材２は、ブラッシングによって削られているために、ブラシの材質や木材１の硬さによっては、ブラシの削り跡が筋状に明瞭に残ると共に、ささくれ状の傷も無数に付き、自然の木目とは明らかに異なる。しかも、早材２は削られるためにその密度は小さいまま変わらず、全く強化されていない。従って、この削られた早材２の強度を高めるために多量の樹脂４を塗布する必要がある。
これに対して本実施形態に係る加工方法では、早材２は圧締されることによって、その強度が高められるので、その上に塗布する樹脂４の量は必然的に少量で良い。
【００２１】
また、本実施形態に係る加工方法を、従来の、木材１の表面を硬質のローラーで圧締する加工方法と比較した場合、従来方法では、早材２と晩材３とが同じ程度に潰されて、木材１の表面に凹凸が殆ど形成されない。
従って、早材２と晩材３との強度差は何ら変わらない。また、早材２の上に樹脂４を塗布することもないので、両者の強度差は依然としてそのまま保たれ、木材１の撓み等の変形の原因となり得る。
【００２２】
これに対し、本実施形態に係る加工方法では、ゴムローラー６を使用しているので早材２が圧締されて木材１の表面に凹凸が形成される。すなわち、本実施形態に係る加工方法では、早材２が多く圧密されるので、早材２と晩材３との密度の差が縮まり、強度差が小さくなる。さらに、早材２（凹部２ａ）には樹脂４を塗布するので、両者の強度差はさらに小さくなる。従って、木材１の変形が発生し難い。また、柔らかい層である早材２を多く潰すので、従来方法より小さな力で効率良く圧締して効果的に強化することができる。
【００２３】
次に図２を参照して、本発明の第二実施形態に係る木材の表面加工方法について説明する。図２は木材１を、ゴム板７を介してプレス機８で圧締している状態を示す側面図である。従来例で示したものと同一部分には同一符号を付した。
【００２４】
本発明の実施形態に係る木材の表面加工方法は、第一実施形態に係る発明の実施形態におけるゴムローラー６に代えて、プレス機８を使用し、そのプレス機８と木材１との間にゴム板７を介在させて圧締することを特徴としている。
【００２５】
本実施形態においても、弾性材であるゴム板７のはたらきによって、早材２を晩材３と比較して多く圧密して、木質感を損なうことなく、その硬度を高めることができる。また、凹部２ａに樹脂４を充填することによって、早材２の強度をさらに高めることができる。さらに、晩材３の潰しは少ないので、スプリングバックが発生せず、寸法の安定性を図ることができる。
【００２６】
なお、本発明の第一，第二実施形態において、ゴムの代わりに硬質フェルトを使用することもできる。
【００２７】
次に、本発明の第一，第二針三実施形態に係る加工方法によって製造された化粧材５を、図３に示す。すなわち、木材１表面の早材２を晩材３よりも多く硬く圧密して形成した凹部２ａに樹脂４を充填し、前記木材１表面を平坦面としたものである。
こうして製造された当該化粧材５は、木材１の美しさが現出されると共に、表面が十分に強化され、また、寸法の安定性に優れたものとなっている。
【００２８】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の請求項１に記載の木材の表面加工方法によれば、硬い層である晩材に比較して、柔らかい層である早材の方を多く潰して硬く圧密することができるので、強度の劣る早材の当該強度を高めることができ、木材表面を十分に強化することができる。
【００２９】
また、早材を硬く圧密して形成した凹部に樹脂を充填するので、この樹脂によっても早材の強度を、より高めることができ、木材の表面をさらに強化することができる。また、晩材の潰しは早材に比較して少ないので木目がそのまま美しい状態に維持され、かつ樹脂によってその美しさが強調される。従って、木質感に富んだ木材の美しさを現出することができる。さらに、晩材の潰しは少ないので、木材が吸湿してもスプリングバックは殆ど発生せず、寸法の安定性を図ることができる。これにより、外観および強度に優れた化粧材を提供することができる。
【００３０】
また、本発明の請求項２に記載の木材の表面加工方法によれば、請求項１に記載の発明と同様に、弾性材であるゴム板のはたらきによって、晩材に比較して早材の方を多く圧密して、木質感を損なうことなく、その硬度を高めることができる。また、凹部に樹脂を充填することによって、早材の強度をさらに高めることができる。さらに、晩材の潰しは少ないので、スプリングバックが発生せず、寸法の安定性を図ることができる。
【００３２】
なお、本発明の請求項１および２に記載の木材の表面加工法は、以下の効果を併せて発揮する。
（１）晩材に比較して早材を多く圧密して形成した凹部に樹脂を充填するので、木材の表面全体に樹脂膜を形成する方法やブラッシングして樹脂を充填する方法と比較して、樹脂の使用料を大幅に軽減することができ、経済的である。
（２）木材をブラッシングしないので、騒音やゴミが発生しない。また、ブラッシングするための装置も必要としない。
（３）比較的簡単な装置で製造することができる。すなわち、大掛かりな樹脂注入装置が不要であり、また、ゴムロール等で、圧密すれば足りるので、動力は従来の木材表面全体を圧密する装置の１／２程度で良い。
（４）凹部を形成するので、凹凸による立体的な木目によって、表面を立体的で自然な仕上がりとすることができる。すなわち、ブラッシングを行なう方法のような荒れた感じや、ＷＰＣのような水に濡れた感じにならない。
（５）早材部分に形成した凹部に樹脂を充填するので、表面を平滑とすることができ、床材等として使用する木材としての表面性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一実施形態において、（ａ）は木材の表面をゴムローラーで圧締している状態、（ｂ）は圧締後の状態、（ｃ）は圧締によって形成された凹部に樹脂を充填した状態を、（ｄ）は木材の表面に仕上げ加工を施した後の状態を示す部分拡大断面図である。
【図２】  本発明の第二実施形態を示す側面図である。
【図３】  製造された化粧材を示す部分拡大側面図である。
【図４】  従来例に係る加工方法を示す部分拡大断面図である。
【図５】  従来例に係る加工方法を示す部分拡大断面図である。
【図６】  従来例に係る加工方法を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１    木材
２    早材
２ａ  凹部
２ｂ  硬質部
３    晩材
４    樹脂
５    化粧材
６    ゴムローラー
６ａ  硬質ローラー
６ｂ  ゴム材
７    ゴム板
８    プレス機
【図１】
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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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【図６】
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