JP2005186539A - 木材表面の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 木目による自然な風合いを残しつつ、炭化木材表面の木目による凹凸を均す木材表面の加工方法を提供すること。
【解決手段】 木材１ｂの表面を炭化させると、木材１ｂの強度が増し、防腐・防虫効果を奏することができるが、炭化することによって木材１ｂの表面に木目２による凹凸が生じる。これら炭化後の木材１ｃの表面の凹凸は製造上の種々の障害となり得る。そこで、凹凸の生じた木材１ｃの表面を圧縮加工することによって、その表面の木目２を均すことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば工業製品の外装材として利用できるような木材表面の加工方法に関するものである。

近年、各種電子機器や家電製品等の外装材として、成型性や耐腐食性等の機能的側面、または、デザイン性等の意匠的側面から、合成樹脂や軽金属が多く使われている。
このような合成樹脂や軽金属は、強度も高く見栄えもよいという点で優れている反面、ある種の冷たさや安っぽさを与えるというデメリットがある。
これに対して、使用するにしたがってその者の手になじみ、やさしい触感を与える木や竹といった木材を、上述した各種電子機器や家電製品等に使用するという提案もなされている。
従来、これら木材を使用する場合、耐久性を向上させるとともに、防腐・防虫の観点から、表面をガスバーナー等で炭化させて炭化木材として使用することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特公昭３７−４４３７号公報

しかしながら、これら木や竹といった木材には、木目と呼ばれる、成長過程における密度のバラツキによって生じる模様が存在するため、これを炭化すると、密度が低く燃え易い部分が木材表面から内方に没し、密度が高く硬い部分が相対的に突出した状態となって木材表面に木目による凹凸が生じてしまう。この凹凸を切削により均そうとすると、炭化された部分が除去されてしまう。つまり、表面が炭化されて、かつ凹凸のない木材を得る方法は従来提案されていなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、木目による自然な風合いを残しつつ、炭化木材表面の木目による凹凸を均す木材表面の加工方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、木材の表面を炭化させた後、この表面が炭化された木材を圧縮することで、前記木材の表面に前記炭化によって生じた木目による凹凸を均すことを特徴とする。
木材の表面を炭化すると、その密度差を原因とした木目による凹凸が木材表面に生じるが、これら凹凸を現出させた状態で木材を圧縮することにより、木材表面の木目による凹凸が均され、表面強度の高い木材を得ることができる。
そのため、木材の持つ不均一な性質を改善し、木材の利点であるやさしい質感等の特性を生かしながら様々な製品の材料として用いることが可能となる効果がある。

請求項２に係る発明は、金型を使って木材を圧縮している状態を保ちながら、前記木材を加熱してその表面を炭化させることを特徴とする。
炭化と圧縮とを同時に行うことにより、炭化温度と圧縮力とをバランスさせながら、木材表面の木目による凹凸を均すことができ、その木材の表面を木材の種類に合わせた最適な状態に設定することができる。
そのため、温度、圧力の設定自由度を高くして、種々の種類の木材や様々な形状に対応した加工を行うことができる効果がある。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の木材表面の加工方法において、木材表面を滑らかにすることを特徴とする。
前記木目による凹凸を均した状態で、表面が滑らかにされた木材を得ることができることから、木材の利点を生かしながら様々な製品の材料として用いることが可能となる効果がある。

請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の木材表面の加工方法において、木材表面に任意の凹凸模様を付与することを特徴とする。
前記木目による凹凸を均しつつも、木材表面に、刻印や梨子地といった凹凸模様の付与された木材が得られることから、バリエーションに富んだ様々な製品の材料として用いることが可能となる効果がある。

本発明によれば、炭化した木材表面の木目による凹凸を均し、種々の製品に使用し得るよう木材表面を加工することができる。

（実施例１）
以下、本発明の第１実施例における木材表面の加工方法について、図面を参照して説明する。
図１（ａ）において、１ａは原材料としての加工前の木材を示している。木材１ａの種類としては、例えば、檜、桐、チーク、マホガニー、杉、松、桜、竹等が挙げられる。
この木材１ａを荒削り工程により、図１（ｂ）に示すように、例えば、断面船形状に形成する。この荒削り後の木材１ｂの外表面は、木目２、すなわち密度が高く相対的に燃え難い部分であって縞状に形成された硬材部２ａと、その他の部分であって密度が低く燃え易い柔材部２ｂとからなる模様が現出した状態となる。

この状態で、図１（ｃ）に示すように、次の炭化工程に進む。炭化工程においては、木材１ｂを所定の位置にセットし、その周辺に設けられたガスバーナー３を点火する。すると、ガスバーナー３から木材１ｂの表面に対して炎が吹き付けられ、木材１ｂの表面が焼き付けられる。これにより、木材１ｂの表面が炭化する。このとき、木材１ｂおよびガスバーナー３のいずれか一方または両方を周期的に相対移動させることにより、木材１ｂの表面を満遍なく均一に炭化させることができる。
これにより、炭化処理後の木材１ｃが得られる。そして、炭化処理により、柔材部２ｂは燃焼し木材１ｃの表面から内方に没した状態となるが、反対に、硬材部２ａは燃え残り相対的に突出した状態となって、木材１ｃの表面に木目２による凹凸が生じる。つまり、高密度な硬材部２ａは凸となり、低密度な柔材部２ｂは凹となる。

そしてこれら炭化工程後、図１（ｄ）に示すように、次の圧縮工程に進む。圧縮工程においては、図２から図４に示すように、金型を用いて圧縮加工が行われる。
この金型は、下型５と、この下型５に対応して昇降可能に設けられた上型４とから構成されている。この下型５には炭化処理後の木材１ｃの下部外表面を受けるキャビティ面５ａが形成され、上型４にはキャビティ面５ａに対応した突部４ａが形成されている。これら突部４ａおよびキャビティ面５ａは、滑らかな面となるように形成され、突部４ａをキャビティ面５ａにはめ込んで型締めすると、これら突部４ａとキャビティ面５ａとの間に圧縮加工のためのキャビティが形成されるようになっている。

この圧縮工程においては、まず炭化処理後の木材１ｃを高温高圧の水蒸気雰囲気中に配置する。すると、高温高圧の水蒸気雰囲気中に置かれることにより、炭化処理後の木材１ｃは、過剰に水分を吸収し、軟化する。次いで、これら高温高圧の水蒸気雰囲気中のもと、下型５のキャビティ面５ａに、炭化処理後の木材１ｃを嵌め込む。この状態から、図３に示すように、上型４を下降させると、突部４ａがその木材１ｃの上部外表面に接触し、さらに下降させることにより、上型４が、下型５に向けて木材１ｃを押圧する。これにより、上下の型４，５間に挟まれた木材１ｃが木目２による凹凸も含めて圧縮させられる。

そしてこの圧縮状態のまま所定の時間放置すると、木材１ｃは、当初の厚さの１／２から１／３程度にまで圧縮させられる。最後に、高温高圧の水蒸気雰囲気を解消して上下の型４，５から圧縮後の木材１ｄを取り出すと、この木材１ｄは、図４に示すように、上下の型４，５を合わせたときのキャビティの形に成形されるとともに、表面の木目２による凹凸が均される。

以上より、本実施例における木材表面の加工方法によれば、炭化処理後に圧縮加工を施しているため、炭化処理によって木材１ｃの表面に生じた木目２による凹凸を均すことができ、木材表面が滑らかにされた炭化木材１ｄを得ることができる。したがって、この炭化木材１ｄを、木材１ａの特性を生かしながら様々な製品の材料として用いることができる。

（実施例２）
図５および図６は、本発明の第２実施例を示したものである。
図５および図６において、図２および図４に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施例と上記第１の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点においてのみ相違した構成とするものである。すなわち、本実施例においては、突部４ａに対応する面およびキャビティ面５ａが平坦面とされており、さらに、キャビティ面５ａに突起部５ｂが設けられている。この突起部５ｂは、上方から見て円形状に形成され、その側面は円弧状になっている。そして、上下の型４，５により木材１ｃを圧縮すると、その突起部５ｂが木材１ｃに食い込むようになっている。これにより、木材１ｃの圧縮後、図６に示すように、木目２による凹凸を均しつつ、木材表面に円状の凹凸模様１０が付与される。
以上より、バリエーションに富んだ様々な製品の材料として用いることが可能となる。

なお、本実施例において、突起部５ｂを円形状としたが、これに限らず、木材表面に、刻印や梨子地といった種々の模様が付与されるように、その形状や数を適宜変更してもよい。また、凹部を設けるようにしてもよい。また、突起部５ｂを下型５のキャビティ面５ｂに設けるとしたが、これに限らず、上型４のみ、あるいは双方に設けるようにしてもよい。

（実施例３）
図７は、本発明の第３実施例を示したものである。
図７において、図２記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施例と上記第１の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点においてのみ相違した構成とするものである。すなわち、本実施例においては、上型４および下型５に、高周波電源９が接続されており、この高周波電源９を駆動すると、上下の型４，５の間に、高周波交流電界が生じ、その間に置かれる木材１ｂが高周波誘電加熱により加熱されるようになっている。つまり、これら上型４および下型５は、圧縮用の金型としてだけでなく、高周波誘電加熱用の極板としても機能するようになっている。

このような構成のもと、下型５のキャビティ面５ａに荒削り後の木材１ｂをセットし、上型４を下降させることにより木材１ｂを圧縮する。このとき、高周波電源９を駆動し、高周波誘電加熱によって木材１ｂを加熱する。これにより上記圧縮状態を保ちながら木材１ｂが炭化される。
以上より、荒削り後の木材１ｂの炭化と圧縮を同時に行うことができるため、炭化温度と圧縮力とをバランスさせながら、木目による凹凸を迅速に均すことができる。
なお、本実施例において、高周波誘電加熱を利用するものとしたが、これに代えて、金型をセラミック等の誘電材料により形成したうえで、マイクロ波加熱を利用するようにしてもよい。

（実施例４）
図８は、本発明の第４実施例を示したものである。
図８において、図２記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施例においては、上型４および下型５の内部のキャビティ周辺にヒータ６が設けられており、このヒータ６は、加熱装置７を介して所定の温度に加熱できるようになっている。さらに、加熱装置７と上型４の不図示の駆動部とは、図示しない制御装置に接続されており、この制御装置によって上型４の移動と加熱装置７の稼動とが制御されるようになっている。すなわち、制御装置によって、加工中の木材１ｂに対する加圧力と上下の型４，５の温度を調整できるようになっている。

このような構成のもと、下型５のキャビティ面５ａに荒削りした木材１ｂをセットし、上記と同様に、木材１ｂを圧縮する。このとき、加熱装置７を稼動することによって、ヒータ６を発熱させ、上下の型４，５を介して木材１ｂを加熱することによって、上記圧縮状態を保ちながら木材１ｂを炭化させる。これら圧縮力と加熱温度は、木材の種類に応じて適切な状態になるように制御装置を介して調整される。

以上より、荒削り後の木材１ｂの炭化と圧縮を同時に行うことができ、制御装置によって加熱温度と圧縮力とのバランスを取りながら、木材１ｂの種類に合わせて、その表面の滑らかな状態をより最適に設定することができる。したがって、加工時における設定自由度を向上させ、木材１ｂの加工を容易に行うことができる。

なお、上記の実施例３および４においては、金型または木材のいずれかを加熱するようにしたが、これに限らず、金型と木材の両者を加熱したり、その両者を取り巻く雰囲気を含めた全体を加熱したりするようにしてもよい。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

本発明に係る木材表面の加工方法の第１の実施例の全体工程を示す図であって、（ａ）は加工前の木材、（ｂ）は荒削り加工後の木材、（ｃ）は炭化工程における木材、（ｄ）は圧縮加工後の木材を示す説明図である。 第１実施例における圧縮加工の様子を示す説明図である。 図２において、木材を金型によって圧縮している様子を示す説明図である。 圧縮加工後に金型から取り出した木材の様子を示す説明図である。 本発明に係る木材表面の加工方法の第２の実施例の要部を示す説明図である。 第２の実施例における圧縮加工後に金型から取り出した木材の様子を示す説明図である。 本発明に係る木材表面の加工方法の第３の実施例の要部を示す説明図である。 本発明に係る木材表面の加工方法の第４の実施例の要部を示す説明図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 木材
２ 木目
４ 上型（金型）
５ 下型（金型）
１０ 凹凸模様

Claims (4)

1. 木材の表面を炭化させた後、この表面が炭化された木材を圧縮することで、前記木材の表面に前記炭化によって生じた木目による凹凸を均すことを特徴とする木材表面の加工方法。
2. 金型を使って木材を圧縮している状態を保ちながら、前記木材を加熱してその表面を炭化させることを特徴とする木材表面の加工方法。
3. 木材表面を滑らかにすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の木材表面の加工方法。
4. 木材表面に任意の凹凸模様を付与することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の木材表面の加工方法。
   
   

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