【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延された木材の製造方法およびそれに用いられる製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹木を伐採し、板状に加工した木材はその材質と年輪の密度等により実用時の性能が異なる。なかでも軟質の木材は表面が柔らかくて傷が付きやすく、そのことが家具や床材として使用した際問題となる。このため、表面に硬質の木材を積層したり、硬質樹脂を注入したり、あるいは木材を圧延して、表面硬度を上げることが試みられている。
【０００３】
本発明者らはこれらの方法のうち、木材を圧延する方法について、下記文献に示すように継続して研究を行っている。なお、本発明における木材の圧延とは木材を圧延ロールにより圧縮することにより厚さを減少させることをいう。
【０００４】
【特許文献】
【特許文献１】
特開平０９−１２３１１８号
【特許文献２】
特開平１０−２４４５１１号
【特許文献３】
特開平１１−２５４４０７号
【特許文献４】
特開平１１−３１４２０６号
【特許文献５】
特開平１１−３２０５１０号
【特許文献６】
特開２０００−２４６７０６号
【特許文献７】
特開２０００−３３４７０７号
【特許文献８】
特開２００１−３１０３０５号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ロール圧延によって木材を圧延する方法では、圧延工程において板材の後部端部で厚さ方向ほぼ中央部に割れ（わに口割れ）を生じ、この割れの部分を除く必要があることから歩留まりが悪く、何らかの対策が必要とされていた。
【０００６】
本発明は、上述の実情に鑑み、高い圧縮率でも端部に割れを発生しない圧延された木材の製造方法、およびそれに用いる製造装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明の第一の発明は、板状木材を圧延ロールで圧延し、圧延によって厚さが減少した木材を製造する方法において、圧延すべき板状木材の圧延ロール側と反対側の端部の厚さ方向に押え力をかけつつ板状木材を圧延ロール間を通過させる工程を含むことを特徴とする圧延された木材の製造方法である。
【０００８】
押え力はロール荷重の０．０７倍以上であることが好ましい。
【０００９】
圧延処理される木材は予め高温高圧で加熱されたものであることが好ましい。
【００１０】
圧延ロールでの圧縮率は７０％未満であることが好ましい。
【００１１】
本発明の第二の発明は、木材を圧延するためのロール、圧延ロールに木材を供給するための供給装置、及び圧延すべき木材の端部に厚さ方向に押え力をかけ得て圧延ロールから一定の距離に到達したとき脱着し得る端部押え治具とからなることを特徴とする圧延された木材の製造装置である。
【００１２】
端部押え治具はばね力により板状木材の端部を押えうる構造となっていることが好ましい。
【００１３】
端部押え治具の木材端部からの脱着はロール近辺に設けられたストッパーの働きにより行われることが好ましい。
【００１４】
ストッパーは圧延ロールから３〜１０ｃｍの距離に設けられていることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明について詳しく説明する。
【００１６】
《製造装置》
本発明の圧延された木材の製造装置の１実施態様を図１を用いて説明する。図１において、１、１‘は圧延ロール、２は圧延される板状木材、３は押え治具、４はストッパー、５は押え治具の当接部、６は板状木材供給ガイドである。
【００１７】
１、１‘は木材を圧延するためのロールで、上下１対またはそれ以上のロール対から構成されている。圧延ロールは木材を圧延しうる強度があり、クリアランスを任意の寸法に調節できるようになっている。上ロールと下ロールとは等速で、かつ一定の速度で図１の矢印の方向に回転できるようになっている。圧延ロールは加熱または冷却可能にされていてもよい。
【００１８】
端部押え治具３は圧延すべき木材２の端部に厚さ方向に押え力をかけうる治具である。端部押え治具はばね力により板状木材の端部を左右均一な応力で押えうる構造となっていることが好ましい。この端部押え治具３はまた圧延ロールから一定の距離に到達したとき脱着し得る
構造を有することが必要である。本発明者らの検討によれば、押さえ治具はロールに近づくにつれて押えていた力が減少し、その結果脱着可能になるため、多くの場合脱着に特別の装置を必要としない。
【００１９】
供給ガイド６は圧延すべき木材を圧延ロールに適切に供給するための装置である。木材は先端をロール間に挿入した後は圧延ロールの駆動によりロール方向に自動的に搬送されるため、供給装置においては強制的搬送装置が設けられていなくてもよく、フリーロールのようなものであってよい。
【００２０】
供給装置の圧延ロールに近い部分には端部押え治具ストッパー４が設けられている。ストッパー４は端部押え治具３の当接部を保持することにより端部押え治具が圧延ロールの方向に搬送されるのを防ぐとともに、端部押え治具３を木材端部から脱着させる役割を果たす。ストッパーは圧延ロールから３〜１０ｃｍの距離に設けられていることが好ましい。
【００２１】
《製造方法》
本発明の製造方法について説明する。本発明の圧延された木材の製造方法では原材料として木材を用いる。本発明における木材とは、樹木を伐採後製材して板状または、断面矩形の柱状としたもの、細いまたは薄い板材を積層して厚い板材としたもの等を含む。板材の長さは、２〜８ｍ程度に、厚さは２〜１０ｃｍ程度に製材されたものを使用することができる。
【００２２】
本発明の製造方法で圧延される好ましい木材としては、杉、竹のように多く植林されていて、容易に入手できる軟質の樹の木材が好ましい。なかでも杉の木材が好ましい。
【００２３】
本発明の製造方法では、まず木材に含水装置で水を含水させる。
【００２４】
更に、好ましくは水を含水された木材を加熱装置で加熱する。このような木材の加熱は高温高圧の蒸気を導入する蒸気導入装置や、マイクロ波によって圧延木材を高温高圧に加熱するマイクロ波発生装置等を用いることで実施できる。
【００２５】
こうして含水及び加熱されて軟化された木材を、圧延ロールによって圧延し、圧延させる。予め、含水及び加熱されて軟化させておいた木材は、このような処理をしなかった場合に比べて、容易に圧延ロールで圧延させることができる。
【００２６】
本発明の製造方法を図１の製造装置を用いて行う場合の態様について説明する。先ず、木材を圧延ロールの開口部へ送る。木材の先端は予め幾分尖らせておくことがロールへの食い込みを円滑にできるため好ましい。
【００２７】
圧縮率（圧縮後の木材の厚さ／圧縮前の木材の厚さ）は、圧縮による効果が得られ、一方圧延工程におけるトラブルの発生率の点から４０〜８０％、特に５０〜７０％の範囲とすることが好ましい。
【００２８】
圧延速度はトラブルを発生せず、かつ木材の圧延回復（圧延後厚さが戻る現象）量を少なくするためにはゆっくり圧延することが好ましいが、工業的製造上から０．１〜５ｍ／ｍｉｎ程度の速度であることが好ましい。
【００２９】
本発明の製造方法では、木材を圧縮処理する際、該木材の圧縮されていない端部を押え治具で押え力を負荷することが重要である。このことにより従来圧延工程で発生していたわに口割れという現象を解消できる。押え力の荷重は、木材の材質によっても異なるが、好ましくはロール荷重の０．０７倍以上である。
【００３０】
本発明者等が見出したことであるが、上記わに口割れは木材の端部が圧延ロールの開口部付近になったときはもはや生じなくなる。本発明ではこの現象を利用して、上記押え治具を木材端部がロールに近づいたときストッパーにより脱着させるようにしている。この押え治具の脱着場所は、押え治具の先端と圧延ロールの最もクリアランスの狭い地点との距離が３〜１０ｃｍとすることが好ましい。
【００３１】
上記製造方法で圧延された木材は、好ましくは圧縮率が復元しないように厚さ固定具にしばらく放置しておくことが好ましい。また、更に好ましくは木材を適当な長さに裁断したり、木材を乾燥する等の処理を行う。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の製造装置および製造方法によれば、従来木材の圧延で発生していた割れを生じない。特に短尺の板材であっても高い圧縮率でも端部に割れを生じないという優れた効果を奏し得る。
【００３３】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明につき詳しく説明するが、本発明はその要旨を超えない限りこれらの実施例になんら制約されるものではない。なお、本発明の実施例における押え力、及びロール荷重は次の方法により測定した。
押え力：押え冶具の背面に貼り付けた歪みゲージで測定した。
ロール荷重：圧延機に取り付けた荷重計で測定した。
【００３４】
【実施例１】
《装置》
概略図１に示した装置を用いた。
ロール半径：９５ｍｍ
材質 ：ステンレス鋼
【００３５】
《試験材料》
素材：杉（熊本県産）
寸法：３０ｍｍ（厚）ｘ６０ｍｍ（幅）ｘ２５０ｍｍ（長）
含水率：４０％
圧延試験前に４０分間煮沸した。
【００３６】
《試験条件》
ロール速度：０．７６ｍ／ｍｉｎ
圧縮率 ：６０％
押え力 ：最大４ｋＮ
ストッパーの位置：圧縮ロールクリアランスの最も狭い地点から押え治具の先端までの距離が４５ｍｍになる地点。
【００３７】
《試験結果》
端部に割れを発生しなかった。
【００３８】
【比較例１】
実施例１において、押え治具を用いなかった以外は実施例１と同様に行った。圧延後の木材には図２に示すような割れを生じた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の製造装置の１実施例を示した概要図である。
１，１‘ ；圧延ロール
２ ：圧延される板状木材
３ ：押さえ治具
４ ：ストッパー
５ ：押さえ治具の当接部
６ ：板状木材供給ガイド
【図２】図２は比較例の方法で圧延後の、木材のわに口割れの状態を示した写真である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing rolled wood and a production apparatus used for the method.
[0002]
[Prior art]
Wood that has been cut down and processed into a plate shape has different performance in practical use depending on the material and the density of annual rings. Among them, soft wood has a soft surface and is easily damaged, which is a problem when used as furniture or flooring. For this reason, it has been attempted to increase the surface hardness by laminating hard wood on the surface, injecting hard resin, or rolling the wood.
[0003]
The present inventors have been continuously studying the method of rolling wood among these methods as shown in the following literature. In the present invention, rolling of wood means reducing the thickness of the wood by compressing the wood with a rolling roll.
[0004]
[Patent Document]
[Patent Document 1]
JP 09-123118 A [Patent Document 2]
JP-A-10-244511 [Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-254407 [Patent Document 4]
JP-A-11-314206 [Patent Document 5]
JP-A-11-320510 [Patent Document 6]
JP 2000-246706 A [Patent Document 7]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-334707 [Patent Document 8]
JP-A-2001-310305
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of rolling wood by roll rolling, cracks (alligator cracks) are formed at the rear end of the sheet material at a substantially central portion in the thickness direction at the rear end of the plate material, and it is necessary to remove the cracked portions. Was bad and some measures were needed.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a method of manufacturing rolled wood that does not cause cracks at edges even at a high compression ratio, and a manufacturing apparatus used therefor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the first invention of the present invention is a method of rolling a plate-like wood with a rolling roll, and manufacturing the wood whose thickness is reduced by rolling, wherein the end portion of the plate-like wood to be rolled is on the side opposite to the rolling roll side. A method for producing rolled wood, comprising the step of passing plate-like wood between rolling rolls while applying a pressing force in the thickness direction.
[0008]
The pressing force is preferably at least 0.07 times the roll load.
[0009]
It is preferable that the wood to be rolled has been previously heated at a high temperature and a high pressure.
[0010]
The compression ratio on the rolling roll is preferably less than 70%.
[0011]
The second invention of the present invention is a roll for rolling wood, a supply device for supplying wood to the rolling roll, and a roll capable of applying a pressing force in the thickness direction to the end of the wood to be rolled. And an end holding jig which can be attached and detached when a certain distance from the end is reached.
[0012]
It is preferable that the end holding jig has a structure capable of holding the end of the plate-like wood by a spring force.
[0013]
It is preferable that the end holding jig is detached from the wood end by the action of a stopper provided near the roll.
[0014]
The stopper is preferably provided at a distance of 3 to 10 cm from the rolling roll.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention will be described in detail.
[0016]
"manufacturing device"
One embodiment of the rolled wood manufacturing apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, reference numerals 1 and 1 ′ denote rolling rolls, 2 denotes a plate-like wood to be rolled, 3 denotes a holding jig, 4 denotes a stopper, 5 denotes an abutting portion of the holding jig, and 6 denotes a plate-like wood supply guide. .
[0017]
1, 1 'are rolls for rolling wood, and are composed of one or more pairs of upper and lower rolls. The rolling roll has a strength capable of rolling wood, and the clearance can be adjusted to an arbitrary size. The upper roll and the lower roll can rotate in the direction of the arrow in FIG. 1 at a constant speed and at a constant speed. The rolling roll may be made capable of heating or cooling.
[0018]
The end pressing jig 3 is a jig that can apply a pressing force in the thickness direction to the end of the wood 2 to be rolled. It is preferable that the end holding jig has a structure that can hold the end of the plate-like wood with a uniform left and right stress by a spring force. The end holding jig 3 also needs to have a structure that can be detached when reaching a certain distance from the rolling roll. According to the study of the present inventors, the holding jig reduces the pressing force as it approaches the roll, and as a result, can be detached, so that in many cases, no special device is required for detachment.
[0019]
The supply guide 6 is a device for appropriately supplying the wood to be rolled to the rolling rolls. After the tip is inserted between the rolls, the wood is automatically transported in the roll direction by the drive of the rolling rolls, so the feeding device does not need to be provided with a forced transport device, and it is like a free roll It may be.
[0020]
An end holding jig stopper 4 is provided in a portion of the feeding device near the rolling roll. The stopper 4 holds the contact portion of the end pressing jig 3 to prevent the end pressing jig from being conveyed in the direction of the rolling roll, and detaches the end pressing jig 3 from the wood end. Play a role. The stopper is preferably provided at a distance of 3 to 10 cm from the rolling roll.
[0021]
"Production method"
The manufacturing method of the present invention will be described. In the method for producing rolled wood of the present invention, wood is used as a raw material. The wood in the present invention includes a tree obtained by cutting a tree after logging, and having a plate shape or a columnar shape with a rectangular cross section, and a thin or thin plate material laminated to form a thick plate material. A plate material having a length of about 2 to 8 m and a thickness of about 2 to 10 cm can be used.
[0022]
Preferred wood rolled by the production method of the present invention is soft wood that is easily planted and easily available, such as cedar and bamboo. Cedar wood is particularly preferred.
[0023]
In the production method of the present invention, first, wood is hydrated by a hydration device.
[0024]
Further, the wood containing water is preferably heated by a heating device. Such heating of wood can be carried out by using a steam introducing device for introducing high-temperature and high-pressure steam, a microwave generator for heating rolled wood to high temperature and high pressure by microwaves, and the like.
[0025]
The wood which has been softened by heating with water is heated and rolled by a rolling roll. Wood which has been softened by being hydrated and heated in advance can be easily rolled with a rolling roll as compared with a case where such treatment is not performed.
[0026]
An embodiment in which the manufacturing method of the present invention is performed using the manufacturing apparatus of FIG. 1 will be described. First, the wood is sent to the opening of the rolling roll. It is preferable that the tip of the wood is slightly sharpened in advance, because it can smoothly bite into the roll.
[0027]
The compression ratio (thickness of the wood after compression / thickness of the wood before compression) can be obtained by the effect of the compression. It is preferable to set the range.
[0028]
The rolling speed is preferably low in order to avoid trouble and to reduce the amount of recovery (the phenomenon in which the thickness returns after rolling) of the wood, but it is preferable to perform rolling slowly, but from industrial production, 0.1 to 5 m / min. Preferably, the speed is on the order of magnitude.
[0029]
In the manufacturing method of the present invention, when compressing wood, it is important to apply a pressing force to the uncompressed end of the wood with a pressing jig. This can eliminate the phenomenon of cracks that have occurred in the conventional rolling process. The pressing force load varies depending on the wood material, but is preferably 0.07 times or more the roll load.
[0030]
As the present inventors have found, the alligator crack no longer occurs when the end of the wood is near the opening of the rolling roll. In the present invention, utilizing this phenomenon, the holding jig is detached by a stopper when the end of the wood approaches the roll. It is preferable that the distance between the tip of the holding jig and the point where the clearance of the rolling roll is narrowest is 3 to 10 cm.
[0031]
The wood rolled by the above-mentioned manufacturing method is preferably left for a while on a thickness fixing device so that the compressibility is not restored. Further, it is more preferable to perform processing such as cutting the wood to an appropriate length or drying the wood.
[0032]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the manufacturing apparatus and manufacturing method of this invention, the crack which generate | occur | produced conventionally by the rolling of wood does not generate | occur | produce. In particular, even with a short plate material, even at a high compression ratio, an excellent effect that cracks do not occur at the ends can be obtained.
[0033]
【Example】
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist. The pressing force and the roll load in the examples of the present invention were measured by the following methods.
Pressing force: Measured with a strain gauge attached to the back of the holding jig.
Roll load: Measured with a load cell attached to a rolling mill.
[0034]
Embodiment 1
"apparatus"
The apparatus shown in FIG. 1 was used.
Roll radius: 95mm
Material: Stainless steel [0035]
《Test material》
Material: Cedar (from Kumamoto)
Dimensions: 30mm (thickness) x 60mm (width) x 250mm (length)
Moisture content: 40%
Boiled for 40 minutes before rolling test.
[0036]
"Test condition"
Roll speed: 0.76 m / min
Compression ratio: 60%
Pressing force: 4kN max.
Stopper position: A point where the distance from the narrowest point of the compression roll clearance to the tip of the holding jig becomes 45 mm.
[0037]
"Test results"
No cracks occurred at the ends.
[0038]
[Comparative Example 1]
Example 1 was performed in the same manner as in Example 1 except that the holding jig was not used. The rolled wood cracked as shown in FIG.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a manufacturing apparatus of the present invention.
1, 1 '; rolling roll 2: plate-like wood to be rolled 3: holding jig 4: stopper 5: contact portion of holding jig 6: plate-like wood supply guide [FIG. 2] FIG. 2 shows a method of a comparative example. 3 is a photograph showing the state of cracks in the wooden alligator after rolling.
