JP2000263515A - 管状圧縮木材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一で高い密度を有する管状圧縮木材を低コ
ストでかつ容易に提供する。 【解決手段】 木材１に孔２を設け、該孔２に内型３を
挿入した後、前記木材１を外側から加圧する。円錐管状
の管状圧縮木材５を得る場合には、外側からの加圧は、
円錐状または円錐台状のキャビティを有する外型内に、
木材１を圧入する方法で行うこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は管状圧縮木材の製造
方法に関し、均一で高い密度を有する管状圧縮木材を低
コストで製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】紫檀、黒檀等の高級天然木材は密度が高
く、表面硬度、表面光沢に優れており、高級家具や木管
楽器等に利用されている。しかしながら、これらの木材
は貴重であり確保が難しいため、一般の木材を用いてこ
れらの高級天然木材と同等の密度、表面光沢を有する圧
縮木材を得る方法の開発が広く行われている。圧縮木材
は、通常、木材を煮沸等で軟化させた後、圧縮させて得
られる。得られた圧縮木材は、目的に応じて様々な形状
に加工される。例えば円柱状や円管状の素材を得るため
には、圧縮木材からなる角柱を削って、希望の形に加工
する方法が一般的に行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円管等
の管体を製造するためには、軟化させた木材を圧縮させ
圧縮木材を得た後、それを切削加工等によって円柱状に
成形し、その後に円柱の中心部を削り取る方法が通常行
われており、原材料となる木材は大きな体積のものが必
要となり、丸太から採取するのが困難であった。また、
円管等では、削り取って廃棄される中心部も圧縮される
ため、その圧縮分の木材資源が無駄になるという問題が
あった。管状圧縮木材を資源を無駄にすることなく得る
方法としては、水蒸気加熱して軟化させた木材を、中心
部から外側へ押し広げて圧縮する方法が特開平１０−１
６６３１９号公報で報告されている。しかし、この方法
では、棒状の内挿体を木材に圧入するので、木材の管の
内表面に引張り力がかかり木材が割れやすいという問題
があった。

【０００４】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、均一で高い密度を有する管状圧縮木材を低コストで
かつ資源を無駄にせずに提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、木材に孔
を設け、該孔に内型を挿入した後、前記木材を外側から
加圧する管状圧縮木材の製造方法によって解決される。
また、外側から加圧する方法は、円錐状または円錐台状
のキャビティを有する外型内に、木材を圧入する方法で
あることが望ましい。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明で用いられる木材は、広葉樹および針葉樹由来の
木材であり、特に制限はないが、広葉樹由来の木材が使
用されることが好ましい。これは、広葉樹由来の木材
は、圧縮前の比重が針葉樹由来の木材よりも概して高い
ため、得られる圧縮木材の比重も、広葉樹由来の木材を
原料とした方が、針葉樹由来の木材を原料とした場合よ
りも高くなるためである。また、得られる圧縮木材の色
についても、広葉樹由来の木材を圧縮したものの方が濃
い色となり、紫檀や黒檀のような高級天然木材の表面感
に近くなり好ましい。広葉樹由来の木材としては、例え
ばブナ、カバ、カエデ、トチ、ホホ、カツラ、シナ、ユ
ーカリ、ナトー、ゴム等であり、好ましくはカバ、ブ
ナ、カエデ等である。これらの木材は、通常、煮沸や水
蒸気加熱等の公知の方法によって軟化された後、圧縮成
型される。

【０００７】図１は本発明の第１の実施例を断面図を用
いて説明する概略図である。図１は、円管状の管状圧縮
木材５を製造する方法を示したものであり、まず、煮沸
等で軟化させた円柱状の木材１の中心部を削り取って円
柱状の孔２を設け、該孔２に孔２の円周とほぼ同じ外周
を有する円柱状の内型３を挿入する。ついで、内型３を
挿入した木材１を、外側から加圧して圧縮する。その
後、圧縮された木材１から内型３を除去することによっ
て、円管状の管状圧縮木材５が得られる。この場合、木
材１は内型３が挿入された状態で外側から加圧されるの
で、孔２の直径はそのままの大きさで維持される。

【０００８】ここで使用する原材料の木材１の大きさは
特に制限はなく、圧縮して得られる円管状の管状圧縮木
材５に、その用途に応じた密度、硬度等を付与できるよ
うに任意の大きさの木材１を使用することができる。ま
た、設ける孔２の大きさは特に制限はなく、得られる円
管状の管状圧縮木材５の内径に応じて任意の大きさにす
ることができる。孔２を設ける位置にも特に制限はない
が、均一な厚みと均一な密度を有する円管状の管状圧縮
木材５を製造する場合には、図１に示したように、円柱
状の木材１の軸線１ａと、孔２の軸線２ａが一致するよ
うな位置に孔２を設けることが好ましい。孔２に挿入す
る内型３は、孔２に内型３を挿入した場合に、内型３と
孔２の間にほとんど空隙が生じないように、孔２とほぼ
同じ大きさで、ほぼ相似形であるものを使用するのが好
ましい。これは、大きな空隙が存在する状態で外側から
加圧すると、木材１が割れてしまう可能性があるためで
ある。内型３の材質は、木材１に挿入したり、その後に
外側から加圧されたりしても、変形、破損が起こらない
ものであれば特に制限はなく、金属、プラスチック、木
材等が使用される。また、表面に凹凸等の模様が施され
た内型３を使用して、管状圧縮木材５の内壁に模様を与
えることもできる。

【０００９】内型３が挿入された木材１を、外側から加
圧する方法には特に制限はない。例えば、木材１を特定
の形状を持つ金属型に圧入する方法や、砂等の固体や
水、オイル等の液体が入った密封容器内に木材１を入
れ、砂等の固体や水、オイル等の液体を加圧して、木材
１に均一な圧力がかかるように圧縮する方法でもよい。
砂等の固体や水、オイル等の液体を使用して加圧する方
法は、金属型に圧入する方法に比べて、木材１をより均
一に加圧することができるので、木材１中の密度のばら
つきを均一化することができる。この場合、木材中の密
度のばらつきに応じて、得られる管状圧縮木材５の表面
形状は凹凸を有するものになるが、その後に研磨等を施
すことによって、滑らかな表面にすることができるので
特に問題はない。

【００１０】図２は本発明の第２の実施例を断面図を用
いて説明する概略図であり、原材料の木材１として円錐
台状のものを用い、その木材１に円錐状の孔２を設け、
該孔２に孔２とほぼ同じ形状を有する内型３を挿入した
後、外側から加圧することによって、円錐管状の管状圧
縮木材５を得ることができる。この場合も、木材１は内
型３が挿入された状態で外側から加圧されるので、孔２
の形状はそのまま維持される。原材料の木材１の大き
さ、設ける孔２の大きさ、位置等は、上記の第１の実施
例と同様に、特に制限はなく、製造する円錐管状の管状
圧縮木材５の大きさ、密度、硬度等に応じて適宜選択さ
れる。しかしながら、孔２の位置については、均一な厚
みや均一な密度を有する円錐管状の管状圧縮木材５を製
造する場合には、図２に示したように、木材１の軸線１
ａと、孔２の軸線２ａが一致するような位置に設けられ
ることが好ましい。また、挿入する内型３は、孔２に内
型３を挿入した場合に、内型３と孔２の間に大きな空隙
が生じないように、孔２とほぼ同じ大きさで、ほぼ相似
形であるものを使用するのが好ましい。内型３の材質や
表面形状は、上記の第１の実施例と同様のものを使用す
ることができる。

【００１１】内型３を挿入した木材１を外側から加圧す
る方法は、上記の第１の実施例と同様に制限はないが、
特にこの円錐管状の管状圧縮木材５のように、徐々に縮
径された外形を有する管状圧縮木材５を製造する場合に
は、外側から加圧する方法が、円錐状または円錐台状の
キャビティを有する外型内に、木材１を圧入する方法に
よって行われることが好ましい。図３は本発明の管状圧
縮木材５の第３の実施例を断面図を用いて説明する概略
図である。ここでは、外型４として円錐台状のキャビテ
ィ４ａを有するものを使用する。この外型４内へ、内型
３が挿入された木材１を圧入することによって木材１が
外側から加圧され、円錐管状の管状圧縮木材５を製造す
ることができる。

【００１２】この場合、使用される外型４のキャビティ
４ａは、木材１の外形とほぼ相似形であって、木材１よ
りも小さなものを使用することができる。具体的には、
キャビティ４ａの上底４ｃの直径が、木材１の上底の直
径より小さく、キャビティ４ａの下底４ｂの直径が、木
材１の下底の直径より小さいものが適している。このよ
うなキャビティ４ａを有する外型４を使用することによ
って、木材１を外型４に圧入して加圧した際、木材１は
外側、即ち側面から加圧され、均一な厚みを有する円錐
管状の管状圧縮木材５を製造することができる。また
は、外型４として、そのキャビティ４ａが木材１の外形
と相似形ではなく、図３に示す木材１の軸線１ａと木材
１の外側面のなす角∠α、キャビティ４ａの軸線４ｄと
キャビティ４ａの側面のなす角∠βが、∠β＜∠αとな
り、かつ、キャビティ４ａの上底４ｃの直径が、木材１
の上底の直径より小さく、キャビティ４ａの下底４ｂの
直径が、木材１の下底の直径より小さいキャビティ４ａ
を有するものを使用することもできる。このような外型
４を使用すると、管状圧縮木材５の厚みを、木材１の上
部よりも下部で薄くなるようにし、上部と下部の密度の
差を少なくし、均一にすることもできる。また、この場
合、原材料の木材１の下部の厚みを上部の厚みよりもあ
らかじめ大きくしておけば、密度、厚み共に均一な管状
圧縮木材５が得られる。このように、木材１の外形とほ
ぼ相似形のキャビティ４ａや、∠βを適宜設定したキャ
ビティ４ａを有する外型４を使用して、木材１を外側か
ら加圧することによって、均一な厚みまたは均一な密
度、あるいは均一な厚みと密度を有する円錐管状の管状
圧縮木材５を製造することができる。キャビティ４ａの
大きさは、木材１が、適度な圧縮率で圧縮され、得られ
る管状圧縮木材５の用途に応じた密度や硬度を有したも
のとなるように決定される。また、外型４として、木材
１の外形と異なるキャビティ４ａを有するものを使用す
ることも可能である。

【００１３】外型４を使用して木材１を圧縮する方法
は、図３に示したような円錐管状の管状圧縮木材５の製
造だけではなく、円錐台状の外形を有する中空管等の、
徐々に縮径された外形を有する管状圧縮木材５を製造す
る場合にも適用できる。また外型４は、少なくともキャ
ビティ４ａの下底４ｂが開口していて、そこから木材１
を圧入できるものであれば、上底４ｃが開口しているも
のでもよく、円錐状のキャビティ４ａを有するものでも
よい。外型４の材質は、木材１が圧入されても変形、破
損が起こらないものであれば特に制限はなく、金属、プ
ラスチック、木材等が使用される。また、外型４の内面
に凹凸等の模様を施したものを使用して、管状圧縮木材
５の外表面に模様を与えることもできる。圧縮後の木材
１には固定化処理を行って形状を固定化し、乾燥する。
固定化処理法は特に制限はないが、１６０〜２００℃の
高圧水蒸気下に１分間〜２時間保持した後、自然冷却す
る方法が好ましい。特に上記の外型４を使用して木材１
を外側から加圧した場合には、外型４内に木材１を圧入
した状態のままで、外型１と木材１を高温水蒸気下に保
持し、自然冷却後、外型４から木材１を取り出し、乾燥
する方法が好ましい。

【００１４】こうして得られた管状圧縮木材５は、必要
に応じて研磨等の通常の後処理をされた後、高級家具や
木管楽器等へ加工される。特に、本発明の方法で製造さ
れた管状圧縮木材は通常、比重０．８〜１．５、好まし
くは１．０〜１．３となるように圧縮され、密度の高い
木材を使用しなければ本来の音が出にくい木管楽器用の
管体等として使用できる。

【００１５】以上説明した方法によれば、円管や円錐管
状の管状圧縮木材５の製造に限らず、孔２を有する形状
のものであれば、任意の形状のものを製造することがで
きる。例えば、原材料の木材１は、角柱、円柱、円錐等
の形状を有するものや、その他の任意の形状を有するも
のが使用できるし、孔２の大きさや形状、孔２を設ける
数や位置等にも特に制限はなく、製造する管状圧縮木材
５の用途に応じて選択することができる。例えば、三角
柱や四角柱等の角柱状や、円錐や角錘等の錘体の形状を
有する孔２を設けることによって、その形状に応じた様
々な内壁形状を持つ管状圧縮木材５を製造できる。ま
た、孔２は木材１中を貫通していなくてもよく、木材１
内部の任意の深さまで設けられたものでもよい。使用す
る内型３の形状も、設けられた孔２の大きさ、形状に合
わせて任意に選択される。

【００１６】このような管状圧縮木材５の製造において
は、木材１に内型３が挿入された状態で、外側から加圧
されるので、木材１の外側から内側にむかって均一に圧
縮され、均一な厚みや密度を有する管状圧縮木材５を得
ることができる。また、このような方法では、木材１の
管の内表面に引張り力がかからないので、加圧中に管状
圧縮木材５が割れにくい。さらにこの製造方法では、木
材１は中心部にあらかじめ孔２を設けた後に圧縮される
ので、廃棄される木材量を少なくすることができ、木材
資源を無駄にすることなく、少ない体積の木材原料から
管状圧縮木材５を製造することができる。例えば、圧縮
率６０％で圧縮された外径９０ｍｍ、内径７０ｍｍ、高
さｈｍｍの円管状の圧縮木材管材５を製造する場合、本
発明の製造方法によれば、直径１０１ｍｍ、高さｈｍｍ
の円柱状の木材１から、上記の大きさの円管状の管状圧
縮木材５を製造することができる。一方、木材１を圧縮
した後中心を削り取る、従来の方法で製造する場合に
は、直径１１５ｍｍ、高さｈｍｍの円柱状の木材１が必
要となる。またこの製造方法では、木材１を外側から加
圧し、形状固定した後、得られた管状圧縮木材５を乾燥
させるので、圧縮木材を乾燥させた後に中心を削り取る
従来の方法よりも、乾燥させる体積が少なく、短時間で
効率的に乾燥することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例を示して具体的に説明
する。 ［実施例１］図３に示した方法で管状圧縮木材５を製造
した。上底の直径が６５ｍｍ、下底の直径が１１５ｍｍ
で高さ１５０ｍｍのカバ材からなる円錐台形の木材１
を、１００℃の水中で６０時間煮沸して軟化させた。軟
化させた木材１に下底の直径が５０ｍｍ、高さ１５０ｍ
ｍの円錐形の孔２を切削加工によって設け、その孔２
に、孔２と同じ大きさ、形状を有するステンレス製の内
型３を挿入した。この時、木材１の軸線１ａと、孔２の
軸線２ａが一致するように孔２を設けた。その後、内型
３が挿入されている木材１を、上底４ｃの直径が４０ｍ
ｍ、下底４ｂの直径が９０ｍｍで高さ１５０ｍｍのキャ
ビティ４ａを有するステンレス製の外型４に、プレスを
用いて圧入した。その後、１８０℃の水蒸気中に１０分
間保持し、その後自然冷却し、木材１から外型４、内型
３を取り除き、円錐管状の管状圧縮木材５を得た。得ら
れた管状圧縮木材５は肉厚が３３ｍｍから２０ｍｍに圧
縮され、比重が約１．３、圧縮率が１．９倍であり、そ
の後の研磨のみで表面に光沢のある木管楽器用管体が得
られた。

【００１８】

【発明の効果】本発明の管状圧縮木材の製造方法は、木
材に孔を設け、該孔に内型を挿入した後、前記木材を外
側から加圧することを特徴とするので、木材の外側から
内側にむかって均一に圧縮され、均一な厚みや密度を有
する管状圧縮木材を得ることができる。また、このよう
な方法では、木材の管の内表面に引張り力がかからない
ので、加圧中に管状圧縮木材が割れにくい。さらにこの
ような製造方法においては、中心部にあらかじめ孔を設
けた後に圧縮されるので、廃棄される木材量を少なくす
ることができ、木材資源を無駄にすることなく、少ない
体積の木材原料から管状圧縮木材を製造することができ
る。また本発明の製造方法では、木材を外側から加圧
し、形状固定した後、得られた管状圧縮木材を乾燥させ
るので、圧縮木材を乾燥させた後に中心を削り取る従来
の方法よりも、乾燥させる体積が少なく、短時間で効率
的に乾燥することができる。また、外側から加圧する方
法を、円錐状または円錐台状のキャビティを有する外型
内に、木材を圧入する方法によって行うことができるの
で、低いコストで均一かつ高い密度を有する管状圧縮木
材を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管状圧縮木材の製造方法の一例を説明
する概略図である。

【図２】本発明の管状圧縮木材の製造方法の一例を説明
する概略図である。

【図３】本発明の管状圧縮木材の製造方法の一例を説明
する概略図である。

【符号の説明】

１…木材、２…孔、３…内型、４…外型、４ａ…キャビ
ティ、５…管状圧縮木材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木材に孔を設け、該孔に内型を挿入した
   後、前記木材を外側から加圧する管状圧縮木材の製造方
   法。
2. 【請求項２】 外側から加圧する方法が、円錐状または
   円錐台状のキャビティを有する外型内に、木材を圧入す
   る方法である請求項１の管状圧縮木材の製造方法。