木材仕上げ

木材仕上げとは、木材の表面を改良または保護する工程を指し、特に家具の製造においては製造コストの5～30％を占めることが多い。^{[1] [2]}

仕上げは製造工程の最終段階で、木材の表面に望ましい特性を与えるもので、外観の向上、湿気やその他の環境要因に対する耐性の向上などが含まれます。仕上げにより木材の清掃が容易になり^[3]、細菌の繁殖地となる可能性のある毛穴を密閉して衛生状態を保つこともできます。仕上げは楽器の音質や床材の硬さなど、他の木材特性にも影響を与えます^{[4] [5]} 。さらに、仕上げにより、価値の低い木材に高価で入手困難な木材のような外観を与えることができます。

木材の仕上げには、完成した作品が魅力的に見え、使用時に良好な性能を示し、安全および環境要件を満たすように注意深い計画が必要です。^[6]仕上げの計画は家具のデザインから始まります。^[6]家具の角が丸くなって、適切にコーティングされ、摩耗やひび割れに耐えられるように注意する必要があります。また、使用中に開いて上部の仕上げにひび割れが生じないように、木製ジョイントのデザインと強度にも注意を払う必要があります。 ^[7]また、一部のシステム、特に UV 硬化仕上げでは仕上げが難しい家具のくぼみをなくすように注意する必要があります。^[8]

木材の仕上げを計画する際には、仕上げる木材の特性についても考慮する必要があります。これらは仕上げの外観や性能に大きく影響するからです。また、木材に望ましい特性を与える仕上げシステムの種類についても考慮する必要があります。^{[6]たとえば、}辺材と心材の間、または心材内で色が大きく異なる木材では、色の変化を抑えるために事前に染色工程が必要になる場合があります。^[9]あるいは、木材を漂白して木材の自然な色を取り除き、その後、望ましい色に染色することもできます。^{[10] [11]}オークやその他の環孔広葉樹など、目の粗い木材は、仕上げ前に充填材を使用して、コーティングが細孔を埋めてひび割れを防ぐことができるようにする必要がある場合があります。環孔木材の細孔は着色された染料をより容易に吸収するため、これを利用して木材の木目を強調することができます。^[7]ローズウッド（Dalbergia nigra）、ココボロ（Dalbergia retusa）、アフリカンパドーク（Pterocarpus soyauxii ）などの熱帯木材には、キノンなどの抽出物が含まれており、不飽和ポリエステルや紫外線硬化型アクリレートコーティングの硬化を遅らせるため、これらの樹種には他の仕上げシステムを使用する必要があります。^{[12] [13] [14]}

木材の仕上げを計画する際には、仕上げの工程が仕上がりにどのような影響を与えるかを認識することも必要です。へこみ、傷、土による汚れを防ぐために、木材を慎重に取り扱う必要があります。 [ ^6]木材を切断するための印は、インクではなく鉛筆で付ける必要がありますが、硬い鉛筆や柔らかい鉛筆は避けてください。表面作業には HB、目地作業には 2H が推奨されます。^[6]接着剤は染料や仕上げの吸収を低下させるため、目地から接着剤がはみ出さないように注意してください。余分な接着剤は、木材へのさらなる損傷を防ぐために慎重に取り除く必要があります。

木材の水分含有量は木材の染色に影響します。^[15]木材の水分含有量の変化は木材の膨張と収縮を引き起こし、塗装にストレスを与えたりひび割れを生じさせたりします。これらの問題は、家具の最終用途に近い推奨水分含有量（6～8%）に平衡を保つことができる環境で木材を屋内に保管することで回避できます。^[7]

最後に、仕上げられた木材が食品に接触するかどうかを考慮する必要があり、その場合には食品に安全な仕上げ剤を使用する必要があります^[16]、仕上げ剤の使用を規制する地域の環境規制^[17]、および寿命が終わった仕上げられた木材のリサイクル^{[18] 。}

サンディングは、木材の表面から欠陥を取り除くために仕上げの前に行われます。この欠陥は、その後木材に塗布される仕上げの外観と性能に影響します。[ ^{7]これらの欠陥には、カッターマークや焦げ、引っかき傷やへこみ、小さな接着剤の斑点、浮き出た木目などがあります。 [7]}サンディングは、溝やさまざまな形の変色などの大きな欠陥を取り除くために使用すべきではありません。^[7]これらの欠陥を取り除くために他の技術が使用されます（以下を参照）。

欠陥のない表面を準備するための鍵は、欠陥を素早く取り除き、表面を十分に滑らかにして、木材を仕上げたときに研磨によって生じた小さな傷が見えないようにするサンディングスケジュールを作成することです。^[19]サンディングスケジュールは通常、大きな欠陥を除去できるほど粗いサンドペーパー（通常は80または100グリットですが、表面がすでに非常に滑らかな場合はさらに高い場合もあります）から始まり、前のサンディングステップでできた研磨傷を徐々に取り除く一連の等級のサンドペーパーに進みます。^[19]木材の仕上げ前の一般的なサンディングスケジュールでは、80、100、120、150の等級のサンドペーパーで木目に沿って木材をサンディングし、180グリット、場合によっては220グリットで仕上げます。^[7]正確なサンディングスケジュールは試行錯誤の問題です。なぜなら、研磨した表面の外観は、サンディングする木材と、その後木材に塗布される仕上げ剤によって異なるためです。^[19] Nagyszalanczy によれば、^[19]オークなどの大きな気孔を持つ粗い木目は、細かい木目よりも研磨傷を目立たなくするため、そのような樹種では、研磨スケジュールの最終段階で 180 番または 150 番の紙やすりを使用できる場合があります。^[19]逆に、細かい木目や硬い木目、また端材では研磨傷が目立ちやすいため、最終研磨段階ではより細かい紙やすり (220 番) が必要です。^[19]最終研磨段階で選択した紙やすりは、染色した木材の色に影響するため、染色が仕上げの一部である場合は、木材を非常に滑らかな仕上げに研磨しないでください。^[7]一方、Nagyszalanczy によれば、油性仕上げを使用している場合は、油が研磨傷を目立たせる傾向があるため、より細かい紙やすり (400 番) を使用して木材を研磨することが望ましいとのことです。^[19]

研磨は木材表面の欠陥を除去するのに非常に効果的ですが、微細な谷や隆起の形で微細な傷や、下地の木材に付着した木材細胞壁の細片を含む表面を作り出します。^{[20] [21] [22]}これらの研磨隆起と木材の細片は、研磨された木材に水性仕上げ剤を使用すると、それぞれ膨らんだり跳ね上がったりして、ざらざらとした毛羽立った表面になります。この欠陥は木目の浮き上がりとして知られています。表面を水で濡らし、木材を乾燥させてから軽く研磨して「浮き上がった木目」を取り除くことで、これを解消できます。^[19]

木材の仕上げを妨げる大きな欠陥としては、へこみ、傷、割れ、接着剤の染みや汚れなどがあります。^[7]これらの欠陥も仕上げ前に取り除く必要があります。そうしないと、完成した家具や物の品質に影響します。しかし、木材の表面から大きな欠陥を取り除くのは困難です。

Flexner が指摘しているように、木材表面のへこみを取り除くのは極めて簡単です。^[7]へこみに脱塩水を数滴垂らし、浸透させます。次にへこみの上に清潔な布を置き、熱したアイロンの先をへこみの真上にある布の上に置きます。このとき、木材を焦がさないように十分注意してください。アイロンの熱が木材に伝わることで、へこみの中の圧縮された繊維が元の寸法に戻ります。その結果、へこみの大きさが小さくなるか、完全に消えることもありますが、大きなへこみを取り除くには、何度も湿らせてから加熱するサイクルが必要になる場合があります。回復したへこみの木材は、周囲の木材と一致するように乾燥させ、滑らかになるように研磨する必要があります。

木材のえぐれや穴は、木材の繊維が切断され、引き裂かれ、木材から除去されているため、へこみよりも修復が困難です。大きなえぐれや割れは、修復する木材の色と木目の向きに一致する木片で空隙を補修することで最もよく修復されます。^[7]木材の補修には技術が必要ですが、適切に行えば非常に目立ちにくい修復が可能です。補修の代替手段は、充填（ストップとも呼ばれる）です。^{[7] [23]市販されている色の充填剤（}パテやワックス）は多数あり、さまざまな木材の種類に合わせて色分けされています。木材の空隙をうまく充填するには、充填剤が空隙の周りの木材の色と木目パターンに正確に一致している必要がありますが、これは実際には困難です。さらに、充填された空隙は、その後の仕上げ工程で木材のような挙動をせず、木材とは異なる経年変化をします。そのため、充填剤を使用した木材の修復は目立つ場合があります。^[7]そのため、木目が見える半透明仕上げではなく、不透明仕上げで充填するのが最適です。

家具の継ぎ目の周囲には接着剤の汚れや滴が付着していることがあります。これらは、削ったり、こすったり、やすりがけしたりすることで取り除くことができます。^[7]これらの方法では表面の接着剤は除去できますが、木材表面の下の接着剤は除去できません。表面下の接着剤は木材による染料の吸収を低下させ、やすりがけによってできた傷のパターンを変える可能性があります。これらの効果は両方とも、木材の仕上げに染料を使用した場合の木材の色に影響します。この問題を克服するには、接着剤で覆われていた部分を部分的に染色して修正し、その部分の仕上げが周囲の木材と一致するようにする必要があるかもしれません。^[7]

木材の表面は、時折、様々な有機および無機の汚れの影響を受ける。^[24]時には、そのような汚れが木材の色と外観を引き立てる。^[24]例えば、ビーフステーキ菌に汚染されたオーク材は、深みのある豊かで魅力的な茶色を呈しており^[25]、仕上げ前に木材から汚れを除去する必要はない。同じことが、やはり菌類によって魅力的な外観がもたらされるスプラットウッドにも当てはまる。 一方、菌類による汚れや鉄と木材の反応によって生じる汚れは、木材の外観を損なう可能性がある。^{[24]これらの汚れは、}漂白剤を使用して木材から除去することができる。^{[26] [27]}漂白剤は、明るい辺材と心材の色の違いや、心材内の色のばらつきを減らすためにも使用されることがある。^[7]このような漂白により、木材を後で顔料入りの汚れや染料で着色するときに、均一な色の木材を実現しやすくなる^[7]（下記参照）。さらに、木材は日光にさらされると自然な色褪せてしまうため、漂白して自然な色を取り除いた後、人工の耐光性染料で再着色することで、より永続的な色を作り出すことができます。^[7]

木材から不要な真菌の汚れを取り除くために使用される漂白剤には、2成分過酸化物漂白剤と次亜塩素酸ナトリウム溶液が含まれます。^[27]前者は、着色染料で再着色する前に木材の自然な色を取り除くのに特に効果的です。^[27] シュウ酸は、木材から鉄の汚れを取り除くのに特に効果的です。^[27]

木材は、着色して色を変えることも、着色せずにラッカーや他のタイプのトップコートを塗ることもできます。着色は、辺材と心材の間および辺材と心材内の色の変化を減らすことで、木材の外観を向上させます。また、ポプラなどの味気ない木材に、黒檀、マホガニー、クルミなどの高級家具材のような外観を与えることもできます。木材は、染料または着色仕上げ剤を使用して着色できます。これらの仕上げ剤にはさまざまな色があり、その多くは青や緑など、木材の自然な色調には含まれていません。着色されたステインは木目（および研磨傷）を強調する傾向がありますが、染料にはこの効果がなく、より透明です。木材と反応して有色の化合物を形成する化学物質に木材をさらすことによっても、木材を着色できます。木材の化学染色は、染料や顔料染料を使用した方が色付けが簡単なため、めったに行われませんが、アンモニア燻蒸は、タンニンを多く含むオークなどの木材を暗くするために今でも時々使用される化学染色方法です。木材の染色は、木材の一部が他の部分よりも染料を吸収するため制御が難しく、しみや縞などの問題につながります。このため、フレクスナーが指摘したように、多くの人が木材の仕上げ時に染色ステップを省略することを好みます。

木材の仕上げは、通常はサンディングブロックまたは電動サンダーを使用して手作業でサンディングするか、削り取るか、またはプレーニングすることから始まります。表面の欠陥や釘穴は木材用パテを使用して埋めることができ、気孔は木材用充填剤を使用して埋めることができます。多くの場合、木材の色は染色、漂白、またはその他のさまざまな技法 によって変更されます。

木材の表面を準備して着色したら、仕上げを施します。仕上げは通常、ワックス、シェラック、乾性油、ラッカー、ニス、またはペイントを数回塗り重ね、各塗装の後に通常は研磨を行います。

最後に、希望する輝きに応じて、スチールウール、軽石、腐石、またはその他の材料を使用して表面を磨いたりバフがけしたりします。多くの場合、仕上げの上にワックスを塗布して保護を強化します。

フレンチポリッシュは、研磨パッドを使用してシェラックを薄く何度も塗布し、非常に細かい光沢のある仕上がりにする仕上げ方法です。

アンモニア燻蒸は、ホワイトオークの色を濃くし、豊かにするための伝統的な方法です。アンモニアの煙が木材に含まれる天然タンニンと反応し、色を変えます。^[28]結果として得られる製品は「燻蒸オーク」として知られています。^[29]

透明仕上げは、木材の見栄えを良くし、仕上げに求められる要件を満たすことを目的としています。木材用の透明仕上げを選択するには、外観、保護、耐久性、安全性、清掃要件、および塗布のしやすさの間でトレードオフが発生します。次の表は、さまざまな透明仕上げの特性を比較したものです。「擦りやすさ」は、仕上げを操作して希望の仕上げを実現する容易さを示します。シェラックは、2 つの異なる方法で検討する必要があります。変性アルコールで薄めて仕上げとして使用する場合と、木材が他の仕上げを吸収する能力を操作する方法として使用する場合です。アルコールはほぼ即座に蒸発し、ガラスを含むほぼすべての表面に付着する仕上げとなり、その上にほぼすべての他の仕上げを使用できます。

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  終わりがない
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  亜麻仁油
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  桐油
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  桐油と亜麻仁油
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  溶けた蜜蝋
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  蜜蝋とカルナバワックスの比率2:1
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  シェラック
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  シェラックと亜麻仁油
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  アルキドニス
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  スパーまたはヨットのワニス
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  アクリルニス
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  アクリル絵の具

¹木目の違いによる視覚的な特徴を強調します。

製品を大量生産するメーカーは、自動化されたフラットライン仕上げシステムを導入しています。これらのシステムは、研磨、除塵、染色、シーラー、トップコートの塗布などを含む一連の処理ステーションで構成されています。名前が示すように、主要な部品の形状は平らです。液体木材仕上げは、密閉された環境またはスプレーキャビン内で自動スプレーガンを使用して塗布されます。その後、メーカーの設定に応じて、材料はオーブンに入れられるか、再度研磨されます。また、生産ラインのレイアウトに応じて、材料をラインにリサイクルして別の仕上げ層を塗布したり、連続して層を追加するシステムで継続したりすることもできます。システムでは通常、2 つの生産方法のいずれかが使用されます。

ハンギングライン方式では、仕上げ中の木材製品は、キャリアまたはハンガーに吊り下げられ、コンベア システムに取り付けられ、アイテムを頭上または床上スペースに運びます。コンベア自体は、天井に取り付けることも、壁に取り付けることも、床に取り付けて支えることもできます。シンプルな頭上コンベア システムを設計すれば、木材製品を複数の木材仕上げプロセスに連続ループで移動させることができます。ハンギングライン方式の自動化木材仕上げでは、アイテムを天井レベルの暖かい空気まで移動させて乾燥プロセスを高速化することもできます。

木材仕上げを自動化する牽引ライン アプローチでは、床に取り付けられたコンベアによって駆動される移動式カートを使用します。このアプローチは、4 本脚の木製家具など、持ち上げたり頭上に吊り下げたりするのが困難または不可能な、大きくて扱いにくい形状の木製品を移動させるのに役立ちます。牽引ライン アプローチで使用する移動式カートは、手動または自動で回転するトップ プラテンを使用して設計できます。回転するトップ プラテンにより、オペレーターは、研磨、塗装、シーリングなどのさまざまな木材仕上げプロセス全体を通じて、木材製品のすべての側面に簡単にアクセスできます。

• 木材着色剤
• 再仕上げ
• 悲惨な
• デンマーク産オイル
• 木質技術学

• マイケル・ドレスナー（1992年）。『The Woodfinishing Book』。トーントン・プレス。ISBN 1-56158-037-6 
• ボブ・フレクスナー (1994)。木材仕上げを理解する: 適切な仕上げの選択と適用方法。Rodale Press ISBN 0-87596-566-0 

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