JP2007130774A - 塑性加工木材製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】木材の含有水分（含水率）にかかわらず乾燥処理を省略でき、加熱圧縮処理後に直ちにプレス機から取り出しても、その表面に割れ、膨らみ変形等を生じないこと。
【解決手段】含有水分未調整の木材１に対して多軸ボール盤１０にて複数の呼吸孔６が穿設された木材２がプレス盤２０の内部空間２５内に設置され加熱圧縮成形され、内部空間２５が密閉状態とされる。この際、呼吸孔６を介して木材２の表面及び内部と内部空間２５における高温高圧水蒸気が通過自在であるので、余分な水分が除去され、また、木材２の全体に存在する蒸気圧が均一化され固定化される。これにより、木材の含水率にかかわらず乾燥でき、また、固定化後にプレス盤の内部温度を下げることなく密閉状態を解放し、木材を直ちに取出してそのまま自然冷却させても木材の表面に割れ、膨らみ変形等を生じることのない安定した品質の塑性加工木材を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、木材を圧縮成形することで硬度及び見栄えを高めることができる塑性加工木材製造方法に関するものである。

従来、木材をプレス圧縮加工によって塑性加工木材（圧縮木材）を製造する際には、伐採され製材後の木材をプレス圧縮加工する以前に予め乾燥させて用いている。当該木材をプレス圧縮加工する際にその周囲を密閉し、木材に含まれる水分をその木材中に閉じ込めたうえで高温高圧で加熱圧縮処理を行うことによって、所定の形状に成形する技術が知られている。即ち、木材のプレス圧縮加工の際に、木材の含水率（含有水分）が高いと、木材中の水分が抜け難く、圧縮変形が困難になる。また、木材の含水率（含有水分）が高いと加熱圧縮処理中に木材中に含まれている高温高圧水蒸気の作用によって、木材中にプレス圧に抗する内圧が発生しており、プレス圧を除くことによって、木材の表面にパンクと呼ばれる割れや、膨らみ変形等が発生することになる。そこで、通常は、予め乾燥させた木材を加工している。

しかし、木材の含水率は、特に、厚板材にあっては、前以って乾燥させても表面と内部とで均一化するのは非常に難しく、乾燥処理に多大なエネルギの使用と、時間の消費とを余儀なくされていた。それでも、均一な乾燥状態の木材を得ることができなかった。
一方、木材の加熱圧縮処理し、プレス状態を維持したままプレス機を冷却して塑性加工木材を製造する方法が採用されていた。しかし、このような加熱冷却の繰返しは、プレス機の再加熱、冷却の繰り返しに伴う無駄なエネルギの消費と時間を費やす要因となっていた。

そこで、本発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、木材の含水率にかかわらず、その処理にかかるエネルギや時間の無駄をなくすことができ、木材の表面に割れや、膨らみ等の変形が生じることのない安定した品質の製品を製造可能な塑性加工木材製造方法の提供を課題としている。

請求項１の塑性加工木材製造方法は、切断直後の生木を含む含有水分未調整の木材に対し、木目の長さ方向に対して略垂直方向に所定の密度及び深さの複数の呼吸孔を穿設する穿孔工程と、内部空間の容積を変化させることによりプレス圧縮自在なプレス盤の前記内部空間内に、前記穿孔工程を経て前記複数の呼吸孔を穿設した前記木材を設定し、前記木材の木目の長さ方向に対して略垂直方向に前記木材を所定温度の加熱面で加熱圧搾するプレス乾燥工程と、前記プレス乾燥工程によって水分を排出して所定の厚みとなった前記木材を、前記内部空間を密閉状態として、所定の温度及び圧縮圧力により加熱圧縮すると共に、前記木材を収容する前記内部空間内の圧力を、前記木材に加わっている機械的圧力を受圧する前記木材内の水分の水蒸気圧よりも低い状態下として、前記木材内の水蒸気圧を前記内部空間内に徐々に放出させ、前記木材に加わっている機械的圧力を受圧する前記木材内の高温高圧水蒸気圧と大気圧との差を減ずるように前記木材の含水率を低下させた状態とすることにより前記木材の復元力を抑制する固定化工程とを具備するものである。

ここで、本発明を実施する場合の穿孔工程における切断直後の生木を含む含有水分未調整の木材とは、原材料とする木材の含有水分、即ち、含水率にかかわらず用いることができることを意味する。また、本発明を実施する場合の穿孔工程では、木材に対して所定の密度からなる複数の呼吸孔を、製品となったときに、その強度や商品価値を損なうことがない大きさとなるように、ドリル刃による穴明け、針状の部材や先の細く尖った刃による押付け、刃または針を周囲に設けた回転ローラ、鋸歯等によって木目の長さ方向に対して略垂直方向に所定の深さに穿設するものである。なお、ここで所定の深さの穿設とは、貫通孔も含むものである。呼吸孔を貫通して穿設する場合には、塑性加工木材として製品となったときに、その強度や商品価値を損なうことがないように設定される。
また、本発明を実施する場合のプレス乾燥工程で、木材の木目の長さ方向に対して略垂直方向に木材を所定温度の加熱面で加熱圧搾するとは、プレス盤の圧縮面によるプレス圧縮の方向性を特定して、その加熱面で直接、加熱圧搾して、木口面の面積を小さくすることを意味する。なお、本発明を実施する場合の内部空間の容積を変化させることによりプレス圧縮自在なプレス盤は、単純に上下に２分割した上下プレス盤構造体、上下プレス盤と枠体とした構造体等、その他の複数の構成体によって構成できる。

そして、本発明を実施する場合のプレス乾燥工程は、プレス盤によって形成された内部空間内に設定された呼吸孔が穿設された木材を、プレス圧縮によって所定温度及び圧縮圧力で加熱圧縮し、木材の表面及び呼吸孔を介してその木材内部を、プレス盤の内部空間内の圧力に連通した状態とし、短時間に木材内の高温水蒸気圧を低減し、乾燥状態とするものである。

更に、本発明を実施する場合の固定化工程では、プレス盤の内部空間が閉じられ空間となる。プレス盤の内部空間内の木材は、所定の温度及び圧縮圧力により加熱圧縮されているから、木材の表面及び木材に穿設された複数の呼吸孔を介して内部から高温高圧水蒸気がプレス盤の内部空間内に排出される。このとき、木材はその表面及び複数の呼吸孔によって、プレス盤の内部空間内の雰囲気に接触する面積が増加しているから、木材に含まれている水分がほぼ均一に除去され、プレス盤の内部空間内の雰囲気に左右された状態となる。したがって、木材の表面及び内部がプレス盤の内部空間内と接触する面積を広くし、木材に加わっている機械的圧力を受圧する木材内部の蒸気圧と大気圧との差を減ずるようにして、木材に含まれている水分がほぼ均一になるように除去され、高温高圧下で所定の含水率に乾燥させる。すると、木材の圧縮と共に木材内の水蒸気圧が低減され、木材内に復元力を発生する要因がなくなるから、プレス盤を解放したときに木材の復元力が低下する。なお、木材の含水率、乾燥状態等によって相違するが、プレス盤からの熱の供給によって加熱され、木材の表面及び呼吸孔から発生する高温高圧水蒸気は、木材内部が高圧になっているから木材内部から木材外部へ徐々に移動する。木材に加わっている機械的圧力を受圧する木材内の高温高圧水蒸気圧は大気圧との差を減ずるように設定されているから、徐々に高温高圧水蒸気が木材の中心部から外側に徐々に移動し、それによって徐々に木材の水分が除去され乾燥状態になる。

請求項２の塑性加工木材製造方法は、前記プレス盤の前記内部空間を形成する下側の前記木材の前記呼吸孔に面する側には、前記呼吸孔と前記内部空間とを連通する連通路が形成されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の呼吸孔と内部空間とを連通する連通路とは、木材に穿設されている複数の呼吸孔とプレス盤の圧縮面との間に隙間が形成されることで、木材の複数の呼吸孔とプレス盤の内部空間内との間で水分等の液体、水蒸気が通過し易いように補助するものであればよい。この前記呼吸孔と前記内部空間とを連通する連通路が形成されていることにより、木材の含水率の高いものでも、プレス乾燥工程及び固定化工程での処理が容易になる。

また、本発明を実施する場合の呼吸孔と内部空間と連通する連通路は、プレス圧縮される木材の圧縮面及び穿設された呼吸孔を介してその内部を内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものである。その結果、加熱圧縮成形された木材に加工歪が入らず、製品としての品質を損なわない程度の断面形状や表面凹凸形状によって連通路が形成され、木材の圧縮面の繊維方向やそれと交差する方向等にできる限り多くの隙間を形成することが好ましい。そして、本発明を実施する場合の連通路は、換言すれば、プレス盤の木材の圧縮面に形成された溝等であり、断面形状としては略Ｕ字形状、略Ｖ字形状、略台形形状等で製品となる塑性加工木材を取外し易い形状であればよい。

請求項３の塑性加工木材製造方法は、前記呼吸孔の密度が、１００〔ｃｍ² 〕当たり、１０〜２００〔個〕に設定されているものである。
ここで、呼吸孔の密度は、木材内部の水分が水蒸気となったときにその外部とで出入りし易く、また、塑性加工木材として製品となったときに、その強度や商品価値を損なうことがないような程度に設定される。

請求項４の塑性加工木材製造方法は、前記呼吸孔の深さが、元の板厚の３０〜１００〔％〕相当に設定されているものである。
ここで、呼吸孔の深さは、木材内部の水分が水蒸気となったときにその外部とで出入りし易く、また、塑性加工木材として製品となったときに、その強度や商品価値を損なうことがないような程度に設定される。

請求項１の塑性加工木材製造方法によれば、切断直後の生木を含む含有水分未調整の木材に対し、所定の密度からなる複数の呼吸孔が、木目の長さ方向に対して略垂直方向に所定の深さに穿設された後、プレス圧縮自在なプレス盤の内部空間内に設定され、木材が所定温度の加熱面で木目の長さ方向に加熱圧搾されることで、所定の厚みの木材とする。このとき、乾燥状態にある木材は熱伝導率がよくないが、切断直後の生木を含む含有水分未調整の木材は、水分を多く含んでおり熱伝導率がよいから、乾燥時間を短く、乾燥に要するエネルギを少なくすることができる。木材に対する加熱の進行に伴って、木材内の高圧水蒸気は徐々に水蒸気となって排出され、その水分の排出に伴って圧縮状態が進行する。これによって乾燥が進行する。木材が所定の厚みとなったとき、プレス盤の内部空間を密閉状態とし、所定の温度及び所定の圧力により加熱圧縮する。このとき、木材の表面及び内部がプレス盤の内部空間内と接触する面積を広くし、木材に加わっている機械的圧力を受圧する木材内部の蒸気圧と大気圧との差を減ずるようにして、木材に含まれている水分がほぼ均一になるように除去され、高温高圧下で所定の含水率に乾燥させる。すると、木材の圧縮と共に木材内の水蒸気圧が低減され、木材内に復元力を発生する要因がなくなるから、プレス盤を解放したときに木材の復元力が低下する。木材に加わっている機械的圧力を受圧する木材内の高温高圧水蒸気圧は大気圧との差を減ずるように設定されているから、徐々に高温高圧水蒸気が木材の中心部から外側に徐々に移動し、それによって徐々に木材の水分が除去され乾燥状態になる。したがって、木材の割れ、膨らみ変形等の発生を抑え、木材の復元力を抑制した塑性加工木材が得られる。

即ち、プレス乾燥工程によってプレス盤の内部空間内に設定され、木目の長さ方向に対して略垂直方向となるように木材が所定温度の加熱面で加熱圧搾され、所定の厚みとなった木材に対して、固定化工程によって内部空間が密閉状態とされ、所定の温度及び所定の圧力で加熱圧縮されることにより、内部空間内の水分を水蒸気として除去し、しかも、木材内部の水蒸気圧の排出を徐々とし、細胞のストレスを少なくすることによって、圧縮変形を容易にし、木材の割れ、膨らみ変形等の発生を抑え、結果として、プレス盤の密閉状態が解放された際の木材の復元力が抑制され、固定化が促進される。これにより、木材をそのまま加熱圧縮し、密閉状態で固定化することが可能となり、この後、プレス盤の内部温度を強制的に下げることなく密閉状態を解放して、木材を内部空間から直ちに取り出して自然冷却を行っても、木材の表面に割れ、膨らみ変形等を生じることのない安定した品質の塑性加工木材を製造することができる。
また、乾燥した木材を塑性加工するものでないから、予熱処理を行う必要がない。
このように、請求項１の塑性加工木材製造方法は、プレス乾燥工程及び固定化工程には、前記プレス盤の前記内部空間に水蒸気を導入する必要性がなくなる。これにより、プレス乾燥工程及び固定化工程の加熱手段としては、塑性加工木材製造装置の構造が簡単になり、かつ、ボイラーからの水蒸気を用いる必要がなくなり、電熱線とすることができる。

請求項２の塑性加工木材製造方法では、請求項１に記載の効果に加えて、プレス盤の内部空間を形成する下側の木材の呼吸孔に面する側には、呼吸孔と内部空間とを連通するための連通路が形成されていることで、木材の加熱圧搾に伴って生じる液体（水分）が、呼吸孔から連通路を通って内部空間に排出され、内部空間内の水はドレンから除去されることで、前記呼吸孔と前記内部空間とを連通する連通路が形成されていることにより、木材の含水率の高いものでも、プレス乾燥工程及び固定化工程での処理が容易になる。また、乾燥状態の木材の全体の含水率をほぼ均一の水蒸気圧下とすることができる。

請求項３の塑性加工木材製造方法では、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、木材の呼吸孔の密度が１００〔ｃｍ² 〕当たり１０〜２００〔個〕に設定されており、木材に応じて好適に設定された密度の呼吸孔を介して木材の内部の含水率が、木材の表面と同様となるように圧搾され水分が除去されることで、木材の元の含水率にかかわらず木材の全体における均一な固定化がスムーズに達成されるという効果が得られる。

請求項４の塑性加工木材製造方法では、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、木材の呼吸孔の深さが元の板厚の３０〜１００〔％〕相当に設定されており、木材の元の板厚に応じて好適に設定された深さの呼吸孔を介して木材の内部の含水率が、木材の表面と同様となるように圧搾され水分が除去されることで、木材の元の含水率にかかわらず木材の全体における均一な固定化がスムーズに達成されるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施の形態にかかる塑性加工木材製造方法が適用された塑性加工木材製造装置を示す概略構成図である。また、図２は図１の塑性加工木材製造装置で用いられる木材を示すもので、図２（ａ）は所定の長さ、幅、厚みに製材された原材料の木材の斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）の木材に複数の呼吸孔が穿設された木材を示す斜視図である。そして、図３は本発明の一実施の形態にかかる塑性加工木材製造装置を構成するプレス盤の工程手順を示す説明図である。

図１において、塑性加工木材製造装置１００は、主として、原材料となる切断直後の生木を含む含有水分未調整の木材１に対して、複数の呼吸孔６を穿設する手段としての木材２を形成するための多軸ボール盤１０と、上プレス盤２１と下プレス盤３１との２分割された構造体によって内部空間２５が形成され、その内部空間２５に複数の呼吸孔６が穿設された木材２を設定し、加熱圧縮するプレス盤２０を具備している。
このうち、多軸ボール盤１０には、木目の長さ方向に対して略垂直方向に所定の深さの複数の呼吸孔６を穿設するための複数の所定の径のドリル１１が、電動モータ１２により回転される複数の回転軸（図示略）に取り付けられている。そして、木材１に複数の呼吸孔６を穿設するため、図示しない電動モータにより複数のドリル１１が配設されたハウジング１３が支柱１４に対してＺ軸方向、木材１が載置され固定されているテーブル１６がＸ軸方向、Ｙ軸方向に適宜、移動されることにより、木材１に対して複数のドリル１１による複数の呼吸孔６が穿設された木材２が形成される。

プレス盤２０は、内部空間２５を密閉状態とするため、下プレス盤３１の周縁部３２に対向して上プレス盤２１の周縁部２２に配設されるシール部材２４と、下プレス盤３１の側面側から内部空間２５内に連通され、内部空間２５内から水蒸気（水分）を排出するための配管口４１ａを有する配管４１、配管４１に配設され、後述するように、内部空間２５が密閉状態とされたときの内部空間２５内の蒸気圧を検出する圧力計Ｐ２、その下流側のバルブＶ５、バルブＶ５に接続されたドレン配管４２等から構成されている。

また、プレス盤２０の上プレス盤２１及び下プレス盤３１内には、高温の水蒸気を通すことによって所望の温度に昇温するための配管路２３，３３が形成されており、これら配管路２３，３３には蒸気供給側の配管ＳＴ１から分岐された配管ＳＴ２，ＳＴ３、蒸気排出側の配管ＥＴ１，ＥＴ２がそれぞれ接続されている。そして、蒸気供給側の配管ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３途中にはバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３、配管ＳＴ１内の蒸気圧を検出する圧力計Ｐ１が配設されており、蒸気排出側の配管ＥＴ１，ＥＴ２は、バルブＶ４を介してドレン配管４２に接続されている。

なお、配管ＳＴ１に水蒸気を供給するボイラ装置、また、プレス盤２０の固定側の下プレス盤３１に対して上プレス盤２１を上昇／下降させ加圧するための油圧機構を含むプレス昇降装置は省略されている。ここで、本実施の形態では、プレス盤２０の上プレス盤２１及び下プレス盤３１を加熱するために高温の水蒸気を用いているが、内部空間２５内に蒸気圧を供給するものではないので、プレス盤２０の加熱手段としては、ヒータ、高周波加熱、マイクロ波加熱等を用いることもできる。
そして、プレス盤２０の上プレス盤２１及び下プレス盤３１がシール部材２４を介して密閉状態となったときの内部空間２５の上下方向の寸法間隔は、複数の呼吸孔６が穿設された木材２が、後述のように、例えば、圧縮率６０〔％〕の塑性加工木材３とされるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。

ここで、図２（ａ）に示すように、塑性加工木材製造装置１００で用いられる原材料の木材１は、切断直後の生木を含む含有水分未調整の木材が前以って所定の長さ、幅、厚みに製材されたものであり、木材１は木目の長さ方向に対する略垂直方向の面（木表及び木裏の２面）、柾目面（２面）、木口面（２面）とからなり、上記木目の長さ方向に対する略垂直方向の面の木表側が多軸ボール盤１０のテーブル１６上に載置され、図示しない治具によって固定される。そして、上記木材１の木裏側に略垂直方向に、即ち、その繊維方向と略直交する方向となるように、多軸ボール盤１０にて、図２（ｂ）に示すように、複数の呼吸孔６が穿設された木材２が形成される。この呼吸孔６は、木材２の木裏側から見て、全面に、例えば、直径が約１．０〔ｍｍ〕、密度が約９０〔個〕／１００〔ｃｍ²〕、深さが元の板厚の約８０〔％〕相当となるように穿設される。これらの数値は予め実験等によって元の木材１に対する最適値が設定される。そして、複数の呼吸孔６が穿設された木材２の木裏側が、プレス盤２０の下プレス盤３１上に載置される。なお、本実施の形態では、木目の長さ方向に対する略垂直方向の面とする木裏側がプレス盤２０の下プレス盤３１に載置される事例で説明するが、本発明を実施する場合には、木目の長さ方向が木裏側に一義的に決定されるものではない。

次に、塑性加工木材製造装置１００を構成するプレス盤２０により、複数の呼吸孔６が穿設された木材２を用いて製品としての塑性加工木材３を製造する工程手順について、図３（ａ）〜図３（ｅ）を参照して説明する。なお、図３（ａ）〜図３（ｅ）では、上プレス盤２１の配管路２３及び下プレス盤３１の配管路３３に高温の水蒸気を通すための蒸気供給側や蒸気排出側の配管等は省略されている。
まず、図３（ａ）に示すように、プレス盤２０の固定側の下プレス盤３１に対して上プレス盤２１を上昇させ、複数の呼吸孔６が穿設された木材２が、上プレス盤２１及び下プレス盤３１で形成される内部空間２５内に載置される。

次に、図３（ｂ）に示すように、固定側の下プレス盤３１上に載置された木材２に対して上プレス盤２１を圧力が０．０５〜０．３〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材２の上面に当接させる。このとき、上プレス盤２１及び下プレス盤３１が、その配管路２３，３３に１５０〜２１０〔℃〕の特定温度の高温の水蒸気が通され、上プレス盤２１及び下プレス盤３１が１５０〜２１０〔℃〕の範囲の特定温度に保持される。

次に、図３（ｃ）に示すように、固定側の下プレス盤３１に対して上プレス盤２１の圧縮圧力が２〜５〔ＭＰａ〕の特定圧縮圧力に設定され、木材２が上プレス盤２１及び下プレス盤３１にて加熱圧縮される（処理時間１５〜４５〔ｍｉｎ〕）。そして、上プレス盤２１の周縁部２２が下プレス盤３１の周縁部３２に当接すると上プレス盤２１の周縁部２２に配設されたシール部材２４によって、上プレス盤２１及び下プレス盤３１にて形成される内部空間２５が密閉状態とされる。なお、本実施の形態の木材２の圧縮率は、上プレス盤２１の周縁部２２が下プレス盤３１の周縁部３２に当接する木材２の厚みによって決まることとなる。

更に、図３（ｃ）に示す内部空間２５の密閉状態で、上プレス盤２１及び下プレス盤３１の加熱温度及び圧縮圧力が維持され、かつ、内部空間２５が１５０〜２１０〔℃〕の間の特定温度のまま、１５〜１２０〔ｍｉｎ〕間保持される。この加熱圧縮に伴う圧搾により木材２に含まれている水分が、木材２内で加熱温度の熱伝導によって順次高温高圧水蒸気となり、木材の細胞膜を通って、複数の呼吸孔６内から内部空間２５に排出される。このとき、内部空間２５内の高温高圧水蒸気の雰囲気によって、木材２内の高温高圧水蒸気の排出が決定され、木材２は所定の乾燥状態となり、その状態で細胞が圧縮されて膨張できない状態となるから、木材２の復元力が抑制され、木材２に対して加熱圧縮を解除したときにも戻りのない塑性加工木材３の固定化が行われる。

図３（ｄ）に示すように、内部空間２５が密閉状態とされ固定化が行われているときに、固定化処理として圧力計Ｐ２で内部空間２５内の蒸気圧が検出され、この検出された蒸気圧に基づきバルブＶ５が適宜、開閉される。このとき、乾燥履歴によって木材２の含水率は異なるが、一般に、後述の仕上がり品としての塑性加工木材３の望ましい含水率より高く、含まれている水分が多いため、配管口４１ａ、配管４１を通って内部空間２５からドレン配管４２側に高温高圧の水蒸気が排出される。なお、内部空間２５内の水蒸気圧は、内部空間２５からドレン配管４２側に排出され水量に左右されるものではなく、上プレス盤２１及び下プレス盤３１の加熱温度及び圧縮圧力に依存するものである。
このとき圧力計Ｐ２で検出される内部空間２５内の蒸気圧と元の木材２の含水率とは、特定の相関関係があることから、予め実験等により相関データを求めておき、圧力計Ｐ２が示す内部空間２５内の蒸気圧をバルブＶ５の開閉によって調整すれば、内部空間２５と複数の呼吸孔６を介して、木材２の全体の含水率をほぼ均一で所望の値、即ち、後述の仕上がり品である塑性加工木材３を望ましい含水率に設定することができる。

また、図３（ｄ）に示すように、内部空間２５を密閉状態から開放する直前に、バルブＶ５が３０〜４０〔ｍｉｎ〕間、徐々に開状態とされることで配管口４１ａ、配管４１を通って内部空間２５側からドレン配管４２側に高温高圧の水蒸気及び水が排出され、内部空間２５内における蒸気圧が所定圧以下の安全レベルとなるまで低下される。
次に、図３（ｅ）に示すように、上プレス盤２１及び下プレス盤３１の温度をなるべく下げないように素早く、固定側の下プレス盤３１に対して上プレス盤２１を上昇させ、内部空間２５から仕上がり品である塑性加工木材３が取出され一連の処理工程が終了する。

即ち、塑性加工木材製造装置１００では、塑性加工木材３の製造に従来不可欠とされていた木材２の含水率を一定にする乾燥工程、更には、プレス盤２０からの取出し以前における上プレス盤２１及び下プレス盤３１に対する冷却工程が簡単化できる。この理由としては、上述したように、上プレス盤２１及び下プレス盤３１の内部空間２５が密閉状態であるときに、木材２に穿設されている複数の呼吸孔６内から内部空間２５へ水蒸気が通過自在であり、木材２に含まれている水分が多いときには、水蒸気として木材２の内部から内部空間２５に排出され、また、木材２に含まれている水分が不足しているときには、複数の呼吸孔６を介して必要量の水蒸気が供給され、木材２の全体の含水率が均一とされることにある。そこで、固定化の際に内部空間２５から水蒸気が排出され、直ちに木材２を取出し、そのまま自然冷却させても表面に割れ、膨らみ変形等を生じることのない安定した品質の塑性加工木材３を得ることができる。なお、塑性加工木材３の含水率は、５〜２０〔％〕内の特定含水率として、例えば、１２〔％〕程度が好ましい。

このため、塑性加工木材製造装置１００における一連の処理工程では、プレス盤２０の内部空間２５内に載置される木材２の乾燥履歴が問題となることはなく、また、プレス盤２０を密閉状態から解放する際に、上プレス盤２１及び下プレス盤３１を強制的に冷却する必要がなくなり、上プレス盤２１及び下プレス盤３１の内部空間２５内に新たな木材２を載置すれば、新たな木材２に対する処理工程にそのまま移行させることができる。

このように、本実施の形態にかかる塑性加工木材製造方法は、切断直後の生木を含む含有水分未調整の木材１に対し、所定の密度からなる複数の呼吸孔６を、木目の長さ方向に対して略垂直方向に所定の深さに穿設する多軸ボール盤１０にて達成される穿孔工程と、内部空間２５の容積を変化させることによりプレス圧縮自在な上プレス盤２１及び下プレス盤３１からなるプレス盤２０の内部空間２５内に、前記穿孔工程を経て複数の呼吸孔６を穿設した木材２を載置し、木材２の木目の長さ方向に対して略垂直方向に木材２を１５０〜２１０〔℃〕の間の特定温度の加熱面で加熱圧搾するプレス乾燥工程と、前記プレス乾燥工程によって所定の厚みとなった木材に対して、内部空間２５を密閉状態として、１５０〜２１０〔℃〕の間の特定温度及び２〜５〔ＭＰａ〕の特定圧力により加熱圧縮すると共に、木材２を収容する内部空間２５内の圧力を、木材２に加わっている機械的圧力を受圧する木材２内の高温高圧水蒸気圧よりも低い状態下として、木材２内の水分を水蒸気として内部空間２５内に放出し、木材２に加わっている機械的圧力を受圧する木材２内の水蒸気圧と大気圧との差を減ずるようにし、木材２の含水率を低下させた状態とすることにより木材２の復元力を抑制するものである。

また、本実施の形態にかかる塑性加工木材製造方法は、具体的に、直径が１．０〔ｍｍ〕である呼吸孔６を木材２のプレス圧縮される一方の面となる木裏側の全面に穿設したものであり、呼吸孔６の密度を９０〔個〕／１００〔ｃｍ²〕に設定するものであり、呼吸孔６の深さを元の板厚の８０〔％〕相当に設定するものである。なお、発明者らの実験によれば、木材２の呼吸孔６の直径を０．５〜１０〔ｍｍ〕とするときには、呼吸孔６の密度を１０〜２００〔個〕／１００〔ｃｍ²〕に設定、呼吸孔６の深さを元の板厚の３０〜１００〔％〕相当に設定すれば、加熱、圧縮等の条件によって、良好な塑性加工木材３が効率良く得られることが確認された。なお、生産効率を無視すれば、更に呼吸孔６の密度、深さの条件が広くなることは自明なことである。

即ち、木材２を収容する内部空間２５の圧力が、木材２に加わっている機械的圧力を受圧する木材２内の水蒸気圧と大気圧との差を減ずるように水分を排出させ、このときの木材２に含まれている水分が内部空間２５内に排出され、木材の復元力が抑制される。
なお、このとき圧力計Ｐ２で検出される内部空間２５内の蒸気圧と元の木材２の含水率とには特定の相関関係があることから、予め実験等により相関データを求めておくことにより、元の木材１の含水率にかかわらず、木材２を固定化して最適な含水率の塑性加工木材３を製造することが可能となる。

このため、プレス盤２０の内部空間２５内に載置された木材２が加熱圧搾され、内部空間２５が密閉状態であるときに、下プレス盤３１の圧縮面と当接する木材２の木裏側に穿設された呼吸孔６内から木材２に含まれている細胞の水分が水蒸気となって内部空間２５に通過自在となることで、木材２が均一に乾燥状態となり、固定化される。
これにより、塑性加工木材製造装置１００では、複数の呼吸孔６が穿設された木材２を加熱圧縮し、内部空間２５を密閉状態として、かつ、内部空間２５内の余剰水分を除去し、木材２の復元力を抑制し、即ち、固定化した後、内部空間２５を密閉状態から開放し、内部空間２５内から直ちに取出して自然冷却を行っても表面に割れ、膨らみ変形等を生じることのない安定した品質の塑性加工木材３を製造することができる。

ここで、塑性加工木材製造装置１００では、複数の呼吸孔６が木材２の木裏側の全面に穿設されているが、木材の両木口面から、例えば、５〜２０〔ｃｍ〕程度の範囲は、木口面から水蒸気が出入りし易いため、呼吸孔６を穿設する必要がなく、それよりも内側となる範囲に上記条件にて穿設されておればよい。
このような塑性加工木材製造装置１００は、呼吸孔６を木材２の木裏側の所定領域に穿設するものであり、上記実施の形態と同様の作用・効果が期待できる。

更に、塑性加工木材製造装置１００では、木材２の木裏側側に対して略垂直方向に、即ち、その繊維方向と略直交する方向に複数の呼吸孔６を所定の密度で所定の深さに穿設したものを用いているが、木目の長さ方向に対して略垂直方向に、即ち、繊維方向と略直交する方向に所定の密度からなる複数の呼吸孔６を貫通して穿設させた木材２を用いても、同様の作用・効果が期待できる。加えて、このように所定の密度で複数の呼吸孔６を貫通して穿設させた木材２から製造された塑性加工木材は、製品の表面側にも呼吸孔６が形成された状態であり、例えば、部屋の腰板材として使用されることで、この呼吸孔６を介して部屋の湿度が調節され、部屋の臭いが木材の香りに置換され緩和されるという新たな作用・効果も期待できる。

図４は上記塑性加工木材製造装置に対して、プレス盤の下プレス盤における機械的構成が異なる塑性加工木材製造装置を示す概略構成図である。ここで、本塑性加工木材製造装置で用いられる木材は、上記実施の形態と同様である。また、図５は図４におけるプレス盤の下プレス盤に形成された連通路としての溝部の詳細を示す斜視図である。更に、図６は図５のプレス盤の下プレス盤に形成された連通路の変形例を示す斜視図、図７は同じく連通路の変形例を示す平面図である。なお、上記実施の形態と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その重複する説明を省略する。

図４において、塑性加工木材製造装置２００は、主として、原材料である切断直後の生木を含む含有水分未調整の木材１に対して、上記実施の形態と同様、複数の呼吸孔６を穿設して木材２を形成するための多軸ボール盤１０と、上プレス盤２１と下プレス盤６１との２分割された構造体によって内部空間２５が形成され、その内部空間２５に複数の呼吸孔６が穿設された木材２を設定し、加熱圧縮するプレス盤５０を具備している。

塑性加工木材製造装置２００におけるプレス盤５０は、内部空間２５を密閉状態とするため、下プレス盤６１の周縁部６２に対向して上プレス盤２１の周縁部２２に配設されるシール部材２４と、下プレス盤６１の側面側から内部空間２５内に連通され、内部空間２５内から水蒸気（水分）を排出するための配管口４１ａを有する配管４１、配管４１に配設されている。また、プレス盤５０の上プレス盤２１及び下プレス盤６１内には、それらを高温の水蒸気を通すことによって所望の温度に昇温するための配管路２３，６３が形成されており、これら配管路２３，６３には蒸気供給側の配管ＳＴ１から分岐された配管ＳＴ２，ＳＴ３、蒸気排出側の配管ＥＴ１，ＥＴ２がそれぞれ接続されている。

なお、プレス盤５０の上プレス盤２１及び下プレス盤６１がシール部材２４を介して密閉状態となったときの内部空間２５の上下方向の寸法間隔は、複数の呼吸孔６が穿設された木材２が、後述のように、例えば、圧縮率６０〔％〕の塑性加工木材３とされるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。この仕上がり寸法は、当然のことながら、下プレス盤６１に溝部６６を形成するための凸平面６５の高さも考慮されている。

次に、塑性加工木材製造装置２００を構成するプレス盤５０により、上記実施の形態と同様、原材料の木材１に対して複数の呼吸孔６が穿設された木材２を用いて製品としての塑性加工木材３を製造する工程手順は、基本的に、図３（ａ）〜図３（ｅ）と同一であるからその仔細な説明を省略する。

まず、図４に示す固定側の下プレス盤６１上に形成された凸平面６５上に載置された木材２は、上プレス盤２１を圧力が０．０５〜０．３〔ＭＰａ〕で下降させ、その上面を押圧する。次に、固定側の下プレス盤６１に対して上プレス盤２１の圧縮圧力が２〜５〔ＭＰａ〕の特定圧縮圧力に設定され、木材２が上プレス盤２１及び下プレス盤６１にて加熱圧縮される。そして、上プレス盤２１の周縁部２２が下プレス盤６１の周縁部６２に当接すると上プレス盤２１の周縁部２２に配設されたシール部材２４によって、上プレス盤２１及び下プレス盤６１にて形成される内部空間２５が密閉状態とされる。このとき、下プレス盤６１の凸平面６５上に載置された木材２の木裏側は、凸平面６５から溝部６６に食い込んだように変形されることとなるが、溝部６６を埋め尽くすことはなく水蒸気が通過するための十分な空間が確保されている。なお、木材２の圧縮率は、上プレス盤２１の周縁部２２が下プレス盤６１の周縁部６２に当接することで決まることとなる。

更に、内部空間２５の密閉状態で、上プレス盤２１及び下プレス盤６１の加熱圧縮状態が維持され、かつ、内部空間２５が１５０〜２１０〔℃〕の間の特定温度のまま、１５〜１２０〔ｍｉｎ〕間保持され、固定化が行われる。
なお、このとき圧力計Ｐ２で検出される内部空間２５内の蒸気圧と元の木材２の含水率とには特定の相関関係があることから、予め実験等により相関データを求めておき、圧力計Ｐ２が示す内部空間２５内の蒸気圧をバルブＶ５の開閉によって調整すれば、内部空間２５と溝部６６と呼吸孔６を介して、木材２の全体の含水率をほぼ均一で所望の値、即ち、仕上がり品である塑性加工木材３を望ましい含水率に設定することが可能となる。次に、上プレス盤２１及び下プレス盤６１の温度をなるべく下げないように素早く、固定側の下プレス盤６１に対して上プレス盤２１を上昇させ、内部空間２５から仕上がり品である塑性加工木材３が取出され、一連の処理工程が終了する。

即ち、塑性加工木材製造装置２００では、塑性加工木材３の製造に従来不可欠とされていた木材２を加熱圧縮する以前の乾燥工程、更には、プレス盤５０からの取出し以前における上プレス盤２１及び下プレス盤６１に対する冷却工程を簡略化できる。この理由としては、上述したように、上プレス盤２１及び下プレス盤６１の内部空間２５が密閉状態であるときに、下プレス盤６１に形成された溝部６６を介して木材２に穿設されている呼吸孔６内と内部空間２５との間で水蒸気が通過自在であり、乾燥履歴によって元々木材２に含まれている水分が多いときには、それが水蒸気として内部空間２５から外部に排出され、また、木材２に含まれている水分が少ないときには、溝部６６を介して複数の呼吸孔６から供給され、木材２の全体の含水率が均一とされることにある。そこで、固定化後に内部空間２５から水蒸気が排出された後、直ちに取出してそのまま自然冷却させても表面に割れ、膨らみ変形等を生じることのない安定した品質の塑性加工木材３を得ることができる。

なお、塑性加工木材３の木裏側が、凸平面６５から溝部６６に食い込むことによりそのパターン形状が残ることとなるが、製品の表面側となる木表側と反対の木裏側であることから不具合が発生することはない。また、溝部６６の断面形状が残る部分が、製品化する際の切削代である寸法範囲内となるように予め設定されておれば問題となることはない。更に、製品の木裏側で溝部６６の断面形状が残った部分は、接着仕様のものでは接着を助ける役割を果たすこととなるため好ましく、塑性加工木材３の木裏側の凹凸形状は製品化に当たって問題となることもない。

このように、本実施の形態にかかる塑性加工木材製造方法が適用された塑性加工木材製造装置２００は、上記実施の形態と同様の穿孔工程を経た木材２を使用し、プレス乾燥工程、固定化工程を具備し、プレス盤５０の内部空間２５を形成する下側の木材２の呼吸孔６に面する側には、呼吸孔６と内部空間２５とを連通する連通路としての溝部６６が形成されているものである。

即ち、原材料である切断直後の生木を含む含有水分未調整の木材１には、直径が１．０〔ｍｍ〕で密度が９０〔個〕／１００〔ｃｍ²〕からなる呼吸孔６が、木目の長さ方向に対して略垂直方向、即ち、木裏側から木表側に向けて繊維方向と略直交する方向に深さが元の板厚の８０〔％〕相当で、全面に穿設され木材２が形成される。この木材２がプレス盤５０の内部空間２５内に載置された後、その上プレス盤２１及び下プレス盤６１にて加熱圧縮処理が実行され、木材２がプレス盤５０の所定温度の加熱面により加熱圧搾される。そして、プレス盤５０の内部空間２５がシール部材２４を介して所定の間隔の密閉状態とされる。この内部空間２５が密閉状態で、１５０〜２１０〔℃〕の間の特定温度及び２〜５〔ＭＰａ〕の特定圧力により加熱圧縮され、木材２を収容する内部空間２５内の圧力を、木材２に加わっている機械的圧力を受圧する木材２内の高温水蒸気圧よりも低い状態下として、木材２内の水蒸気を内部空間２５内に放出し、木材２に加わっている機械的圧力を受圧する木材２内の高温水蒸気圧と大気圧との差を減ずるようにする。このときの木材２に含まれている水分が高温高圧水蒸気となり、それが木材２の細胞にストレスを入れることなく通過して除去され、圧縮されて、木材の復元力が抑制される。

ところで、上記塑性加工木材製造装置２００では、下プレス盤６１に溝部６６を形成しているが、この溝部６６を形成する凸平面６５は、下プレス盤６１と一体であっても、別体を組み合わせて構成するようにしてもよい。
また、上記塑性加工木材製造装置２００では、下プレス盤６１において、木材２の繊維方向及びそれと直交する方向に所定の間隔で、下プレス盤６１の凸平面６５が角錐台状となるように切削されることで、結果として、断面形状が台形形状からなる溝部６６が形成されているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、溝部６５の断面形状は略Ｕ字形状、略Ｖ字形状等であってもよく、要は、水蒸気が通過し易く、かつ、製品となる塑性加工木材を取外し易い形状であればよい。更に、図６に示すように、下プレス盤６１Ａの凸平面６５ａに溝部６６ａとして木材２の繊維方向のみ、また、図７に示すように、下プレス盤６１Ｂの凸平面６５ｂに溝部６６ｂとして木材２の繊維方向及びそれと交差する斜め方向に所定の間隔で形成されていてもよい。

図８は上記塑性加工木材製造装置に対して、プレス盤の下プレス盤における機械的構成が異なる他の塑性加工木材製造装置を示す概略構成図である。ここで、本塑性加工木材製造装置で用いられる木材は、上記実施の形態と同様である。
図８において、塑性加工木材製造装置３００は、主として、原材料である切断直後の生木を含む含有水分未調整の木材１に対して、上記実施の形態と同様、複数の呼吸孔６を穿設して木材２を形成するための多軸ボール盤１０と、上プレス盤２１と下プレス盤８１との２分割された構造体によって内部空間２５が形成され、その内部空間２５に複数の呼吸孔６が穿設された木材２を載置し、加熱圧縮するプレス盤７０とから構成されている。
塑性加工木材製造装置３００では、下プレス盤８１に凹凸形状を形成することなく、下プレス盤８１における木材２の木裏側との当接面に連通路となる金網８５を配設したものである。即ち、塑性加工木材製造装置３００では、上記塑性加工木材製造装置２００における下プレス盤６１の凸平面６５に形成された溝部６６を、下プレス盤８１上の金網８５に置換えたものである。なお、上記実施の形態と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その重複する説明を省略する。

図８に示すように、塑性加工木材製造装置３００におけるプレス盤７０の下プレス盤８１上に金網８５を配設することで、下プレス盤８１と木材２の木裏側との間に隙間が形成される。したがって、プレス盤７０の上プレス盤７１及び下プレス盤８１にて形成される内部空間２５と木材２の木裏側に穿設された呼吸孔６との間で高温高圧の水蒸気が通過自在とされる。
ここで、塑性加工木材製造装置３００で用いられる金網８５は、プレス盤７０の内部空間２５内で、上プレス盤２１及び下プレス盤８１による木材２の加熱圧縮の際、大きく変形されることなく下プレス盤８１と木材２の木裏側との間の隙間を確実に保持し続けることができる強度を有する必要がある。

塑性加工木材製造装置３００を構成するプレス盤７０による原材料の木材１に対して複数の呼吸孔６が穿設された木材２を用いて製品としての塑性加工木材３を製造する工程手順については、上記実施の形態と同様であるから、その詳細な説明を省略する。
まず、プレス盤７０の固定側の下プレス盤８１に対して上プレス盤２１を上昇させ、複数の呼吸孔６が穿設された木材２が、上プレス盤２１及び下プレス盤８１で形成される内部空間２５内に載置される。

内部空間２５の密閉状態で、上プレス盤２１及び下プレス盤８１の圧縮圧力が維持され、かつ、内部空間２５が１５０〜２１０〔℃〕の間の特定温度のまま、１５〜１２０〔ｍｉｎ〕間保持される。この加熱圧縮に伴う圧搾により木材２に含まれている高温高圧水蒸気となった水分が、その細胞膜を通過して複数の呼吸孔６内から排出され、下プレス盤８１上に載置されている金網８５による空間を介して、木材２の木裏側の呼吸孔６内と内部空間２５に排出される。また、内部空間２５の高温高圧の水蒸気によって、木材２の内部の水分が調整され、乾燥状態となるから、木材２の復元力が抑制され、木材２に対して加熱圧縮を解除したときに戻りのない塑性加工木材３を形成するための固定化が行われる。そして、上プレス盤２１及び下プレス盤８１の温度をなるべく下げないように素早く、固定側の下プレス盤８１に対して上プレス盤２１を上昇させ、内部空間２５から仕上がり品である塑性加工木材３が取出され、一連の処理工程が終了する。

なお、塑性加工木材３の木裏側が、金網８５に食い込むことにより、木材２の下面の前面に呼吸孔６を設けたのと同様の効果になり、木材中に形成される高温高圧水蒸気圧が排出し易くなる。また、金網８５のパターン形状が残ることとなるが、製品の表面側となる木表側と反対の木裏側であることから不具合が発生することはない。また、金網８５のパターン形状が残る部分が、製品化する際の切削代である寸法範囲内となるように予め設定されておれば問題となることはない。更に、製品の木裏側で金網８５のパターン形状が残った部分は、接着仕様のものでは接着を助ける役割を果たすこととなるため好ましく、塑性加工木材３の木裏側の凹凸形状は製品化に当たって問題となることもない。

このように、本実施の形態にかかる塑性加工木材製造方法が適用された塑性加工木材製造装置３００は、上記実施の形態と同様のプレス乾燥工程、固定化工程を具備し、プレス盤７０の内部空間２５を形成する下側の木材２の呼吸孔６に面する側には、呼吸孔６と内部空間２５とを連通する連通路となる金網８５が形成されているものである。

即ち、原材料である切断直後の生木を含む含有水分未調整の木材１には、直径が１．０〔ｍｍ〕で密度が９０〔個〕／１００〔ｃｍ² 〕からなる呼吸孔６が、木目の長さ方向に対して略垂直方向、即ち、木裏側から木表側に向けて繊維方向と略直交する方向に深さが元の板厚の８０〔％〕相当で、全面に穿設され木材２が形成される。この木材２がプレス盤７０の内部空間２５内に載置された後、その上プレス盤２１及び下プレス盤８１にて加熱圧縮処理が実行され、木材２がプレス盤７０の所定温度の加熱面により加熱圧搾される。そして、プレス盤７０の内部空間２５がシール部材２４を介して所定の間隔の密閉状態とされる。この内部空間２５が密閉状態で、１５０〜２１０〔℃〕の間の特定温度及び２〜５〔ＭＰａ〕の特定圧力により加熱圧縮され、木材２を収容する内部空間２５の圧力が、木材２に加わっている機械的圧力を受圧する木材内圧と大気圧との差を減ずるように加圧され、このときの木材２に含まれている過剰な水分が高温高圧水蒸気となり、木材２の細胞膜を通過して除去され、木材２の復元力が抑制される。

因みに、発明者らの実験によれば、含水率１４０〜１６０％の木材１を、１８０℃を５分でプレス乾燥工程を終え、１８０℃を１０分の固定化工程を終え３０分経過して２〜５％程度に含水率が低下し、安定化した塑性加工木材となった。
従来の塑性加工木材の製造方法に比較すると、製造時間が１／１０から１／３程度に短縮することができた。

このため、プレス盤７０の内部空間２５内に載置された木材２が加熱圧縮され、内部空間２５が密閉状態であるときに、下プレス盤８１の木材２の木裏側と当接する圧縮面に配設され、プレス盤７０の内部空間２５と連通する所定の断面形状からなる金網８５による隙間を介して、木材２の木裏側に穿設された呼吸孔６内から元の木材２に含まれている水分が水蒸気となって内部空間２５に排出自在となる。これにより、本実施の形態にかかる塑性加工木材製造方法が適用された塑性加工木材製造装置３００では、複数の呼吸孔６が穿設された木材２を加熱圧縮して乾燥し、その後、内部空間２５を密閉状態として、木材２を更に加熱し、木材２の内部の高温高圧水蒸気をその細胞膜を介して、内部空間２５内に排出し、そして、内部空間２５内の水分を除去し、木材２を所定の乾燥状態とすることにより、復元力を抑制した後、内部空間２５を密閉状態から開放し、プレス盤７０の内部空間２５から取出しても表面に割れ、膨らみ変形等を生じることのない安定した品質の塑性加工木材３を製造することができる。

ところで、上記塑性加工木材製造装置３００で用いられている金網８５は、プレス処理における加熱圧縮に耐え得る強度を有していることは当然であるが、その線径や目の細かさ等については、木材２に穿設される呼吸孔６の仕様等に対して、予め実験等によって最適なものが選定される。また、上記塑性加工木材製造装置３００では、金網８５を下プレス盤８１上に配設するとしているが、当然のことながら、単に載置するように配設しただけでは位置がズレてしまったりするため、例えば、下プレス盤８１に金網８５の外形形状に合わせた凹部を形成し、この凹部に金網８５を嵌込んで接着等を併用して固定すれば、位置ズレ等が防止されるため作業性を向上することができる。

そして、上記塑性加工木材製造装置３００では、隙間形成部材として金網８５を用いているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、セラミックや焼結合金等の多孔質の材料を用いることによって同様の作用効果が期待でき、また、これらの材料を用いれば、塑性加工木材３の木裏側に残るパターン形状を目立たなくすることもでき、作業性も向上させることができるという作用効果も得ることができる。

上記塑性加工木材製造装置１００，２００，３００では、木材２の呼吸孔６の直径が０．５〜２．０〔ｍｍ〕に設定すると、反対面の仕上げ表面の見栄えがよいが、本発明を実施する場合には、０．５〜１０〔ｍｍ〕の範囲で使用しても支障がないことが発明者らの実験によって確認された。そして、その形状についても、円孔に限定されるものではなく、空気孔であればその形状を問うものではない。
また、上記塑性加工木材製造装置１００，２００，３００では、木材２の呼吸孔６の密度が１００〔ｃｍ²〕当たり１０〜２００〔個〕に設定して実験を行ったが、木材２の含水量によって１〜１０でも可能であり、２００〔個〕を超えても可能なことが発明者らの実験によって確認された。

上記塑性加工木材製造装置１００，２００，３００では、木材２の呼吸孔６の深さが元の板厚の３０〜１００〔％〕相当に設定して実験を行ったが、この領域では、木材の元の板厚に応じて好適に設定された深さの孔を介して木材の全体における均一な固定化がスムーズに達成されるという効果が得られた。しかし、１０〜３０〔％〕が使用できないことを意味するものではなく、木材２に呼吸孔６を形成する手間と仕上がりからして、木材２の呼吸孔６の深さは元の板厚の３０〜１００〔％〕が相当と判断されるものである。
しかし、見栄えを重要視するものでは、木材２の呼吸孔６の深さは元の板厚の３０〜９０〔％〕が好ましい。
上記塑性加工木材製造装置１００，２００，３００では、木材２の呼吸孔６が木材の一面の全面に穿設された場合について説明したが、その呼吸孔６の密度分布を変更することにより、節目部分を均一に処理したり、または曲がりを修正したり、逆に曲がりを形成することができることが、発明者らの実験によって確認された。

本発明の塑性加工木材製造方法によれば、本来、杉材等で軽軟な木質材を原材料として使用でき、元の木材に対する表面のみならず板厚全体における硬度が大きく向上され、傷の付き難い塑性加工木材が製造できることとなる。そこで、本発明の塑性加工木材製造方法を用いて製造された塑性加工木材は、床材や腰板材や屋内家具材、また、表面塗装して使用する住宅用外装材等、かなり広範な用途が見込まれる。

図１は本発明の一実施の形態にかかる塑性加工木材製造方法が適用された塑性加工木材製造装置を示す概略構成図である。 図２は本発明の一実施の形態にかかる塑性加工木材製造装置で用いられる木材を示す斜視図である。 図３は本発明の一実施の形態にかかる塑性加工木材製造装置を構成するプレス盤の工程手順を示す説明図である。 図４は本発明の一実施の形態に対して、プレス盤の下プレス盤の機械的構成が異なる塑性加工木材製造装置を示す概略構成図である。 図５は図４のプレス盤の下プレス盤に形成された連通路としての溝部の詳細を示す斜視図である。 図６は図５のプレス盤の下プレス盤に形成された溝部の第１の変形例を示す斜視図である。 図７は図５のプレス盤の下プレス盤に形成された溝部の第２の変形例を示す平面図である。 図８は本発明の一実施の形態に対して、プレス盤の下プレス盤の機械的構成が異なる他の塑性加工木材製造装置を示す概略構成図である。

符号の説明

１ （含有水分未調整の）木材
２ （呼吸孔が穿設された）木材
３ 塑性加工木材
６ 呼吸孔
１０ 多軸ボール盤
２０，５０，７０ プレス盤
２５ 内部空間
６６ 溝部（連通路）
８５ 金網（連通路）
１００，２００，３００ 塑性加工木材製造装置

Claims (4)

1. 切断直後の生木を含む含有水分未調整の木材に対し、木目の長さ方向に対して略垂直方向に所定の密度及び深さの複数の呼吸孔を穿設する穿孔工程と、
   内部空間の容積を変化させることによりプレス圧縮自在なプレス盤の前記内部空間内に、前記穿孔工程を経て前記複数の呼吸孔を穿設した前記木材を設定し、前記木材の木目の長さ方向に対して略垂直方向に前記木材を所定温度の加熱面で加熱圧搾するプレス乾燥工程と、
   前記プレス乾燥工程によって水分を排出して所定の厚みとなった前記木材を、前記内部空間を密閉状態として、所定の温度及び圧縮圧力により加熱圧縮すると共に、前記木材を収容する前記内部空間内の圧力を、前記木材に加わっている機械的圧力を受圧する前記木材内の水分の水蒸気圧よりも低い状態下として、前記木材内の水蒸気圧を前記内部空間内に徐々に放出させ、前記木材に加わっている機械的圧力を受圧する前記木材内の高温高圧水蒸気圧と大気圧との差を減ずるように前記木材の含水率を低下させた状態とすることにより前記木材の復元力を抑制する固定化工程と
   を具備することを特徴とする塑性加工木材製造方法。
2. 前記プレス盤の前記内部空間を形成する下側の前記木材の前記呼吸孔に面する側には、前記呼吸孔と前記内部空間とを連通する連通路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の塑性加工木材製造方法。
3. 前記呼吸孔の密度は、１００〔ｃｍ² 〕当たり、１０〜２００〔個〕に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塑性加工木材製造方法。
4. 前記呼吸孔の深さは、元の板厚の３０〜１００〔％〕相当に設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の塑性加工木材製造方法。

Images