JP2007301885A - 積層塑性加工木材 - Google Patents

Abstract

【課題】表層部分における硬度を高めて傷付き易さを解消すると共に、製品化後の木材の周囲環境条件が変化したときでも、歪みの発生をなくし寸法安定性や形状安定性を向上できること。
【解決手段】加工前木材１の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工された表層材１０と、年輪の内側の平面である木表側板目面に、年輪を切断する所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成した内層材２０と、表層材１０と内層材２０の間に介在し，両者を一体に接合する接着剤とを具備する積層塑性加工木材３０において、溝条２１の断面形状の深さを内層材２０の厚みに対して２０％以上乃至９０％以下とし、溝条２１の断面形状の幅を１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内とし、内層材２０の内部応力を小さくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、木材表面の硬度を選択的に高めた積層塑性加工木材に関し、例えば、床、腰板、テーブルの天板等に利用することができる。

従来、木材の樹種として、例えば、杉材のように低密度で硬度が不足しているものにあっては、圧縮して高密度化すれば実用に耐え得る高い硬度が得られることで使用範囲が広がることが知られている。また、木材を高密度化する場合には、一般に、木材の性質が変化するとされる圧縮率約５０〔％〕以上が目安となる。

このような問題に対処するため、木材の表層部分の硬度を高める技術として、特許文献１に開示されたものが知られている。この特許文献１には、圧密化（塑性加工）処理をしない内層材に圧密化処理をした表層材が接着されてなる積層材（積層塑性加工木材）が示されている。
特開２００３−２０５５０３号公報

ここで、特許文献１では、内層材は製材されたままであり、接着剤を用いて接着した表層材の反対側の面には、窪みが形成されているものの、その理由については、特許文献１には記載がない。
特に、特許文献１では、接着後の内層材と表層材とにおける表面の圧縮、膨張率が大きく異なっており、膨張率及び収縮率が接着面で平衡状態にないことから、周囲環境条件の変化によって接着面に大きなストレスがかかり易く歪みが発生して寸法安定性が損なわれ、場合によっては、接着面付近にクラックが入ってしまって形状安定性や商品性が著しく損なわれるという不具合が予測される。
一方、内層材は表層材よりも柔らかいので、緩衝材として使用すると古くからある杉板による床材等に近似した特性となる可能性が予測されるが、しかし、その収縮は木表側が大きく、乾燥収縮した場合には、年輪の逆方向に変形するという問題がある。

そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、積層された木材の表層部分における硬度を高めて傷付き易さを解消すると共に、製品化後の木材の周囲環境条件が変化したときでも、歪みの発生をなくし寸法安定性や形状安定性を向上可能な積層塑性加工木材の提供を課題とするものである。

請求項１の積層塑性加工木材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率が加えられて塑性加工された表層材と、前記年輪の外側の木表側板目面に、前記年輪を切断する所定の断面形状の溝条を木材の木目の長さ方向に形成した内層材と、前記表層材と前記内層材の間に介在し、両者を一体に接合する接着剤とを具備し、前記溝条の断面形状の深さは、前記内層材の厚みに対して、２０％以上乃至９０％以下とし、前記溝条の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものである。
ここで、上記表層材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率が加えられて塑性加工されたもので、通常、厚みは１ｍｍ乃至５ｍｍ程度に設定されるが、厳格に１ｍｍ乃至５ｍｍを特定するものではなく、概略１ｍｍ乃至５ｍｍ程度であればよいことを意味する。そして、上記表層材としては、一般に、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工された材料が使用される。
また、上記内層材は、前記表層材と接着剤を介在させて一体に接合されるものであり、両表層または片方の表層のみが、圧縮されて塑性加工されたものでもよいし、圧縮されていない木材とすることもできる。そして、前記年輪とは、木口面から見て、質が緻密に形成されている輪状の部分を意味する。いずれにせよ、前記溝条の断面形状の深さを前記内層材の厚みに対して２０％以上乃至９０％以下として、質が緻密な年輪の輪状の一部を切断することで強靭な膨張収縮力を遮断し、製品化後に周囲環境条件が変化したときでも、歪みの発生をなくし寸法安定性や形状安定性を向上するものである。通常の乾燥条件では、前記溝条の断面形状の深さを前記内層材の厚みに対して２０％以上乃至６０％以下であればよい。
そして、前記溝条の断面形状の幅は、通常、１ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の範囲内に設定され、溝条密度によって任意の値が選択される。また、溝条２１の断面形状は、望ましくは、加工し易さから断面略コ字状、略Ｖ字状、略Ｕ字状等を用いることになるが、それらの断面形状に限定されるものではない。

請求項２の積層塑性加工木材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率が加えられて塑性加工された表層材と、前記年輪の外側の木裏側板目面に、前記年輪を切断する所定の断面形状の溝条を木材の木目の長さ方向に形成した内層材と、前記表層材と前記内層材の間に介在し、両者を一体に接合する接着剤とを具備し、前記溝条の断面形状の深さは、前記内層材の厚みに対して、２０％以上乃至９０％以下とし、前記溝条の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものである。
ここで、上記表層材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率が加えられて塑性加工されたもので、通常、１ｍｍ乃至５ｍｍ程度に設定されるが、厳格に１ｍｍ乃至５ｍｍを特定するものではなく、概略１ｍｍ乃至５ｍｍ程度であればよいことを意味する。そして、上記表層材としては、一般に、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工された材料が使用される。
また、上記内層材は、前記表層材と接着剤を介在させて一体に接合されるものであり、両表層または片方の表層のみが、圧縮されて塑性加工されたものでもよいし、未圧縮の木材とすることもできる。いずれにせよ、前記溝条の断面形状の深さを前記内層材の厚みに対して２０％以上乃至９０％以下として、質が緻密な輪状を切断することで強靭な膨張収縮力を遮断し、製品化後に周囲環境条件が変化したときでも、歪みの発生をなくし寸法安定性や形状安定性を向上するものである。そして、前記溝条の断面形状の幅は、通常、１ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の範囲内に設定され、溝条密度によって任意の値が選択される。

請求項３の積層塑性加工木材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率が加えられて塑性加工された表層材と、前記年輪の外側の木表側板目面及び木裏側板目面に、前記年輪を切断する所定の断面形状の溝条を木材の木目の長さ方向に形成した内層材と、前記表層材と前記内層材の間に介在し、両者を一体に接合する接着剤とを具備し、前記溝条の断面形状の深さは、前記内層材の厚みに対して、２０％以上乃至９０％以下とし、前記溝条の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものである。そして、上記表層材としては、一般に、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工された材料が使用される。
ここで、上記表層材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工されたもので、通常、１ｍｍ乃至５ｍｍ程度に設定されるが、厳格に１ｍｍ乃至５ｍｍを特定するものではなく、概略１ｍｍ乃至５ｍｍ程度であればよいことを意味する。そして、上記表層材としては、一般に、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工された材料が使用される。
また、上記内層材は、前記表層材と接着剤を介在させて一体に接合されるものであり、両表層または片方の表層のみが、圧縮されて塑性加工されたものでもよいし、未圧縮の木材とすることもできる。いずれにせよ、前記溝条の断面形状の深さを前記内層材の厚みに対して２０％以上乃至９０％以下として、質が緻密な輪状を切断することで強靭な膨張収縮力を遮断し、製品化後に周囲環境条件が変化したときでも、歪みの発生をなくし寸法安定性や形状安定性を向上するものである。
そして、前記溝条の断面形状の幅は、通常、１ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の範囲内に設定され、溝条密度によって任意の値が選択される。

請求項４の積層塑性加工木材の前記表層材と前記内層材の接合は、１枚の前記内層材を２枚の前記表層材でサンドイッチ構造としたものである。
ここで、前記表層材と前記内層材の接合を、１枚の前記内層材を中心に２枚の前記表層材でサンドイッチ構造とすべく、前記内層材を２枚の前記表層材で挟持できればよい。

請求項５の積層塑性加工木材の前記内層材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み方向に塑性加工されてなる木材としたものであるから、前記表層材と前記内層材の接合面を、任意の接合面強度とすることができる。

請求項６の積層塑性加工木材は、前記内層材の溝条を形成した側の面に、前記表層材を接合してなるものである。前記内層材と前記表層材は、何れが伸縮、膨張しても、前記内層材の溝条を形成した側の面を干渉に使用することができる。

請求項７の積層塑性加工木材は、前記内層材の溝条を形成した反対側の面に、前記表層材を接合してなるものは、前記表層材側の機械的強度を強靭する面接合を行うものである。

請求項１にかかる積層塑性加工木材によれば、材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率が加えられて塑性加工された表層材と、前記年輪の外側の木表側板目面に、前記年輪を切断する所定の断面形状の溝条を木材の木目の長さ方向に形成した内層材との間を接着剤で一体に接合し、かつ、前記溝条の断面形状の深さは、前記内層材の厚みに対して、２０％以上乃至９０％以下とし、前記溝条の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものである。
したがって、前記内層材は、質が緻密な輪状を切断することで強靭な膨張収縮力を遮断し、製品化後に周囲環境条件が変化したときでも、前記木表側板目面側に膨張収縮が小さく、寸法安定性や形状安定性を向上することができる。また、前記表層材は、その厚みを薄くでき、前記内層材の緩衝機能を引き出すことができる。そして、前記溝条の断面形状の深さを前記内層材の厚みに対して２０％以上乃至９０％以下としているから、前記内層材の内部応力を１ｍｍ乃至５ｍｍ程度の厚みの表層材との間に発生する歪を吸収し、前記表層材の変形を発生させない対応とすることができる。

請求項２にかかる積層塑性加工木材によれば、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率が加えられて塑性加工された表層材と、前記年輪の外側の木裏側板目面に、前記年輪を切断する所定の断面形状の溝条を木材の木目の長さ方向に形成した内層材との間を接着剤で一体に接合し、かつ、前記溝条の断面形状の深さは、前記内層材の厚みに対して、２０％以上乃至９０％以下とし、前記溝条の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものである。
したがって、前記内層材は、質が緻密な輪状を切断することで強靭な膨張収縮力を木裏側板目面に形成した線状によって遮断し、製品化後に周囲環境条件が変化したときでも、膨張収縮が小さく、寸法安定性や形状安定性を向上することができる。また、前記表層材は、その厚みを薄くでき、前記内層材の緩衝機能を引き出すことができる。そして、前記溝条の断面形状の深さを前記内層材の厚みに対して２０％以上乃至９０％以下としているから、前記内層材の内部応力を１ｍｍ乃至５ｍｍ程度の厚みの表層材との間に発生する歪を吸収し、前記表層材の変形を発生させない対応とすることができる。

請求項３にかかる積層塑性加工木材によれば、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率が加えられて塑性加工された表層材と、前記年輪の外側の木表側板目面及び木裏側板目面に、前記年輪を切断する所定の断面形状の溝条を木材の木目の長さ方向に形成した内層材との間を接着剤で接合し、かつ、前記溝条の断面形状の深さは、前記内層材の厚みに対して、２０％以上乃至９０％以下とし、前記溝条の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものである。
したがって、前記内層材は、質が緻密な輪状を切断することで強靭な膨張収縮力を木表側板目面及び木裏側板目面に形成した線状によって遮断し、製品化後に周囲環境条件が変化したときでも、膨張収縮が小さく、寸法安定性や形状安定性を向上することができる。また、前記表層材は、その厚みを薄くでき、前記内層材の緩衝機能を引き出すことができる。そして、前記溝条の断面形状の深さを前記内層材の厚みに対して２０％以上乃至９０％以下としているから、前記内層材の内部応力を１ｍｍ乃至５ｍｍ程度の厚みの表層材との間に発生する歪を吸収し、前記表層材の変形を発生させない対応とすることができる。前記内層材の内部応力を１ｍｍ乃至５ｍｍ程度の厚みの表層材で十分対応することができる。

請求項４にかかる積層塑性加工木材によれば、前記表層材と前記内層材の接合は、１枚の前記内層材を２枚の前記表層材でサンドイッチ構造としたものであるから、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、３層構造になるので、機械的に安定した強度とすることができる。

請求項５にかかる積層塑性加工木材の前記内層材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み方向に塑性加工されてなる木材としたものであるから、請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の効果に加えて、任意の強度の緩衝強度及び機械的強度を任意に設定することができる。

請求項６にかかる積層塑性加工木材は、前記内層材の溝条を形成した側の面に、前記表層材を接合してなるものである。したがって、請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の効果に加えて、前記内層材と前記表層材は、何れが伸縮、膨張しても、前記内層材の溝条を形成した側の面を干渉に使用することができ、前記内層材または前記表層材の一部に大きな歪を形成することがない。

請求項７にかかる積層塑性加工木材は、前記内層材の溝条を形成した反対側の面に、前記表層材を接合してなるものである。したがって、請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の効果に加えて、前記表層材側と前記内層材の溝条を形成した反対側の面の接合を行うものであるから、機械的強度を強靭する面接合を行うことができる。

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。
なお、本実施の形態２以降において、実施の形態１と同一記号または同一符号は、上記実施の形態１と同一または相当する構成部分を示すものであるから、その詳細な説明を省略し、主に相違点のみ説明する。
［実施の形態１］

図１は本発明の各実施の形態にかかる積層塑性加工木材を構成するための木材の板目面、柾目面、木口面を示す斜視図、図２は本発明の実施の形態１にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。

図１に示すように、本実施の形態の表層用塑性加工材の製造に用いられる木材は、表層材１０と内層材２０を同一樹種とし、前以って所定の寸法（長さ・幅・厚み）に製材され、加工前木材１は年輪の外側の平面となる木表側板目面Ａ、年輪の内側の平面となる木裏側板目面Ｂ、２面の木口面Ｃ、２面の柾目面Ｄとからなる。なお、本発明を実施する場合の樹種は、表層材１０と内層材２０を同一に限定するものではなく、異なった材料とすることもできる。

本実施の形態１では、所定の条件に乾燥させた加工前木材１は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工されてなる表層材１０を形成している。
また、所定の条件に乾燥させた加工前木材１は、年輪の外側の平面である木表側板目面Ａに年輪を切断する所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成してなる内層材２０を構成している。溝条２１の断面形状の深さは、内層材２０の厚みに対して２０％以上乃至９０％以下としたものである。溝条２１の断面形状の幅は、通常、１ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の範囲内に設定されるが、これは、木表側板目面Ａに形成する溝条２１の密度によって任意の値が選択される。この値は、発明者らの実験によって求めたものである。２ｍｍ前後の板厚の杉材からなる表層材１０の部分的強度を上げるには、１ｍｍ乃至６ｍｍ程度の範囲内に設定するのが望ましい。

これら表層材１０と内層材２０は、その間に接着剤、例えば、水性ビニールウレタン系接着剤（水性高分子イソシアネート系接着剤）を介在させて一体に接合し、本実施の形態１の表層用塑性加工材３０を構成している。

即ち、本実施の形態にかかる積層塑性加工木材３０は、加工前木材１の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工された表層材１０と、年輪の内側の平面である木表側板目面に、年輪を切断する所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成した内層材２０と、表層材１０と内層材２０の間に介在し，両者を一体に接合する接着剤とを具備し、溝条２１の断面形状の深さは、内層材２０の厚みに対して、２０％以上乃至９０％以下とし、溝条２１の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものである。

上述のようにして製造された本実施の形態１にかかる積層塑性加工木材３０は、表面に密度の変化した表層材１０が形成され、内層材２０を内層とし、その間に接着剤を介在させて一体に接合された２層構造にて構成されたものであるから、表面となる表層材１０が高密度な塑性加工領域によって表面の傷付き易さが解消される。また、内層材２０は年輪の外側の木表側板目面Ａに、年輪を切断する所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成し、しかも、溝条２１の断面形状の深さは内層材２０の厚みに対して２０％以上乃至９０％以下とし、溝条２１の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものであるから、内層材２０の膨張収縮力が減少し、表層材１０の強度を左右するだけの影響力を持たなくなるから、表層材１０とのバランスがよく周囲環境条件が変化したときの歪みの発生がなく寸法安定性が向上される。

そして、複数の積層塑性加工木材３０を厚みの側面方向に横継ぎ接合し、大きな幅寸法の体育館等の床を張る場合、それら積層塑性加工木材３０を構成する表層材１０に対して内層材２０の膨張率及び収縮率の影響をなくすことができるため接合面にストレスがかかることはなく、浮き上がり、割れ等の発生を防止することができる。

更に、積層塑性加工木材３０を構成する内層材２０は、厚み全体が塑性加工されておらず、元の木材の性質を保ったままであることから、例えば、木材本来の緩衝、防音効果や断熱効果を兼ね備えたものとなる。そして、積層塑性加工木材３０を構成する表層材１０は、加工前木材１に比べて硬度が非常に高く、十分な表面硬度を備えており、高度の高めた材料として提供することができる。
［実施の形態２］

次に、実施の形態２について、図３に示す断面図を参照して説明する。図３は本発明の実施の形態２にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。
実施の形態２にかかる積層塑性加工木材３０は、加工前木材１の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工された表層材１０と、年輪の内側の平面である木裏側板目面Ｂに、年輪を切断する所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成した内層材２０と、表層材１０と内層材２０の間に介在し、両者を一体に接合する接着剤とを具備し、溝条２１の断面形状の深さは、内層材２０の厚みに対して、２０％以上乃至９０％以下とし、溝条２１の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものである。

上述のようにして製造された本実施の形態２にかかる積層塑性加工木材３０は、表面に密度の変化した表層材１０が形成され、内層材２０を下部層とし、その間に接着剤を介在させて一体に接合された２層構造にて構成されたものであるから、表面となる表層材１０が高密度な塑性加工領域によって表面の傷付き易さが解消される。また、内層材２０は年輪の外側の木裏側板目面Ｂに、年輪を切断する所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成し、しかも、溝条２１の断面形状の深さは内層材２０の厚みに対して２０％以上乃至９０％以下とし、溝条２１の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものであるから、内層材２０の膨張収縮力が減少し、表層材１０の強度を左右するだけの影響力を持たなくなるから、表層材１０とのバランスがよく周囲環境条件が変化したときの歪みの発生がなく寸法安定性が向上される。

そして、複数の積層塑性加工木材３０を厚みの側面方向に横継ぎ接合し、大きな幅寸法の床を製造する場合、それら積層塑性加工木材３０を構成する表層材１０に対して内層材２０の膨張率及び収縮率の影響をなくすことができるため接合面にストレスがかかることがなく、浮き上がり、割れ等の発生を防止することができる。

更に、積層塑性加工木材３０を構成する内層材２０は、厚み全体が塑性加工されておらず、元の木材の性質を保ったままであることから、例えば、木材本来の緩衝、防音効果や断熱効果を兼ね備えたものとなる。そして、積層塑性加工木材３０を構成する表層材１０は、加工前木材１に比べて硬度が非常に高くなっており、例えば、十分な表面硬度を備えており、内層材２０を高度の高めた材料として提供することができる。
［実施の形態３］

次に、実施の形態３について、図４に示す断面図を参照して説明する。図４は本発明の実施の形態３にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。
実施の形態３にかかる積層塑性加工木材３０は、加工前木材１の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工された表層材１０と、年輪の外側の平面である木表側板目面Ａ及び年輪の内側の平面である木裏側板目面Ｂに、年輪を切断する所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成した内層材２０と、表層材１０と内層材２０の間に介在し、両者を一体に接合する接着剤とを具備し、溝条２１の断面形状の深さは、内層材２０の厚みに対して２０％以上乃至９０％以下とし、溝条２１の断面形状の幅を１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものである。

上述のようにして製造された本実施の形態３にかかる積層塑性加工木材３０は、表面に密度の変化した表層材１０が形成され、内層材２０を下部層とし、その間に接着剤を介在させて一体に接合された２層構造にて構成されたものであるから、表面となる表層材１０が高密度な塑性加工領域によって表面の傷付き易さが解消される。また、内層材２０は年輪の外側の平面である木表側板目面Ａ及び年輪の内側の平面である木裏側板目面Ｂに、年輪を切断する所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成し、しかも、溝条２１の断面形状の深さは内層材２０の厚みに対して２０％以上乃至９０％以下とし、溝条２１の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものであるから、内層材２０の膨張収縮力が減少し、表層材１０の強度を左右するだけの影響力を持たなくなるから、表層材１０とのバランスがよく周囲環境条件が変化したときの歪みの発生がなく寸法安定性が向上される。特に、内層材２０は年輪の外側の平面である木表側板目面Ａ及び年輪の内側の平面である木裏側板目面Ｂに溝条２１を設けているから、内層材２０で発生する歪を最小限とし、表層材１０の変化を適当に規制するように作用するから、複数の積層塑性加工木材３０を厚みの側面方向に横継ぎ接合し、大きな幅寸法の床として施工する場合、それら積層塑性加工木材３０を構成する表層材１０に対して内層材２０の膨張率及び収縮率の影響をなくすことができるため接合面にストレスがかかることはなく、浮き上がり、割れ等の発生を防止することができる。特に、内層材２０の中心部の変化を内層材２０の上層及び下層で吸収できる。

更に、積層塑性加工木材３０を構成する内層材２０は、厚み全体が塑性加工されておらず、元の木材の性質を保ったままであることから、例えば、木材本来の緩衝、防音効果や断熱効果を兼ね備えたものとなる。そして、積層塑性加工木材３０を構成する表層材１０は、加工前木材１に比べて硬度が非常に高くなっており、例えば、十分な表面硬度を備えており、内層材２０を高度の高めた材料として提供することができる。
［実施の形態４］

上記実施の形態では、表層材１０と内層材２０が各１枚について説明した。しかし、前記表層材１０を２枚とすることもできる。
図５は本発明の実施の形態４にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。
即ち、実施の形態４に示すように、表層材１０と内層材２０の接合は、１枚の内層材２０を２枚の表層材１０でサンドイッチ構造とすることができる。
この実施の形態においても、実施の形態１乃至３と同様の効果を奏するが、特に、本実施の形態４では、仮に、内層材２０自体の伸縮が発生しても、その両面の溝条２１によって、外部に出ることなく溝条２１で吸収され、表層材１０にまでその影響を与えることがない。加えて、例えば、床材等として使用する場合においても、積層塑性加工木材３０の表裏を問うことなく使用できる。
［実施の形態５］

図６は本発明の実施の形態５にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。
図６において、内層材２０Ａの表層材１０側の上面の表面から内側に高密度な塑性加工領域が部分的に形成され、その片面に対して、厚み全体に高密度な塑性加工領域が形成された表層材１０を接着剤によって一体に接合され、表層材１０側を製品表面に用いることによって、表面における傷付き易さが解消するものである。

そして、内層材２０Ａは年輪の外側の平面である圧密加工した木表側板目面Ａに溝条２１を設けているから、内層材２０Ａで発生する歪を最小限とし、表層材１０の変化を適当に規制するように作用するから、内層材２０Ａの歪発生が少なくなる。
この場合において、表層材１０と内層材２０Ａとの接合面には、表層材１０の表面から内側には共に高密度な塑性加工領域が形成されていることで、内層材２０Ａの表裏面のバランスがよく周囲環境条件が変化したときの歪みの発生がなく寸法安定性が向上される。そして、内層材２０Ａの片面に対する表層材１０の圧縮加工方向を同一とする接合では、表層材１０と内層材２０Ａとの互いの平面性がよいため安定した接合性が確保される。
［実施の形態６］

図７は本発明の実施の形態６にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。
図７において、内層材２０Ａの表層材１０の反対に位置する下面の表面から内側に高密度な塑性加工領域が部分的に形成され、その上面に対して、厚み全体に高密度な塑性加工領域が形成された表層材１０を接着剤によって一体に接合され、表層材１０側を製品表面に用いることによって、表面における傷付き易さが解消するものである。

そして、内層材２０Ａは年輪の内側の平面である圧密加工した木裏側板目面Ｂに溝条２１を設けているから、内層材２０Ａで発生する歪を木裏側板目面Ｂ側の溝条２１で吸収し、最小限とし、表層材１０の変化を適当に規制するように作用するから、表層材１０を彎曲させる方向の力が発生せず、内層材２０Ａで発生する歪を最小限とし、表層材１０の変化を適当に規制するから、内層材２０Ａの歪発生が少なくなる。
この場合において、高密度な塑性加工領域を持つ表層材１０と内層材２０Ａの圧密加工されていない箇所とが接合され、内層材２０Ａの圧密加工されていない箇所が緩衝し、バランスがよく周囲環境条件が変化したときの歪みの発生がなく寸法安定性が向上される。
［実施の形態７］

図８は本発明の実施の形態７にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。
図８において、実施の形態７にかかる積層塑性加工木材３０は、加工前木材１の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工された表層材１０と、年輪の外側の平面である木表側板目面Ａ及び年輪の内側の平面である木裏側板目面Ｂ側の密度を高くし、年輪を切断する所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成した内層材２０Ａと、表層材１０と内層材２０Ａの間に介在し、両者を一体に接合する接着剤とを具備し、溝条２１の断面形状の深さは、内層材２０Ａの厚みに対して、２０％以上乃至９０％以下とし、溝条２１の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものである。

上述のようにして製造された本実施の形態７にかかる積層塑性加工木材３０は、両面に圧密加工した表層材１０が形成され、内層材２０Ａを内層とし、その間に接着剤を介在させて一体に接合された２層構造にて構成されたものであるから、両表面となる表層材１０が高密度な塑性加工領域によって表面の傷付き易さが解消される。また、内層材２０Ａは年輪の外側の平面である木表側板目面Ａ側に、年輪を切断する所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成し、しかも、溝条２１の断面形状の深さは内層材２０Ａの厚みに対して２０％以上乃至９０％以下とし、溝条２１の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものであるから、内層材２０Ａの膨張収縮力が減少し、表層材１０の強度を左右するだけの影響力を持たなくなるから、表層材１０とのバランスがよく周囲環境条件が変化したときの歪みの発生がなく寸法安定性が向上される。特に、内層材２０Ａは年輪の外側の平面である木表側板目面Ａに溝条２１を設けているから、内層材２０Ａで発生する歪を最小限とし、表層材１０の変化を適当に規制するように作用するから、複数の積層塑性加工木材３０を厚みの側面方向に横継ぎ接合し、大きな幅寸法の床を製造する場合、それら積層塑性加工木材３０を構成する表層材１０に対して内層材２０Ａの膨張率及び収縮率の影響をなくすことができるため接合面にストレスがかかることはなく、割れ等の発生を防止することができる。特に、内層材２０Ａの中心部の変化を内層材２０Ａの上層及び下層で吸収できる。

更に、積層塑性加工木材３０を構成する内層材２０Ａは、厚み全体が塑性加工されておらず、元の木材の性質を保ったままであることから、例えば、木材本来の緩衝、防音効果や断熱効果を兼ね備えたものとなる。そして、積層塑性加工木材３０を構成する表層材１０は、加工前木材１に比べて硬度が非常に高くなっており、例えば、十分な表面硬度を備えており、内層材２０Ａを高度の高めた材料として提供することができる。

図９は本発明の実施の形態８にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。
図９において、実施の形態８にかかる積層塑性加工木材３０は、両面に圧密加工した表層材１０が形成され、内層材２０Ａを内層とし、その間に接着剤を介在させて一体に接合された２層構造にて構成されたものであり、内層材２０Ａは年輪の外側の平面である木表側板目面Ａ側及び年輪の内側の平面である木裏側板目面Ｂ側に、年輪を切断する所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成し、しかも、溝条２１の断面形状の深さは内層材２０Ａの厚みに対して２０％以上乃至９０％以下とし、溝条２１の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたものであるから、内層材２０Ａの膨張収縮力が減少し、表層材１０の強度を左右するだけの影響力を持たなくなるから、表層材１０とのバランスがよく周囲環境条件が変化したときの歪みの発生がなく寸法安定性が向上される。特に、内層材２０Ａは年輪の外側の平面である木表側板目面Ａ及び年輪の内側の平面である木裏側板目面Ｂ側に溝条２１を設けているから、内層材２０Ａで発生する歪を最小限とし、表層材１０の変化を適当に規制するように作用するから、複数の積層塑性加工木材３０を厚みの側面方向に横継ぎ接合し、体育館、ホール等の大きな幅寸法の床を製造する場合、それら積層塑性加工木材３０を構成する表層材１０に対して内層材２０Ａの膨張率及び収縮率の影響をなくすことができ、接合面にストレスがかかることはなく、割れ等の発生を防止することができる。特に、内層材２０Ａの中心部の変化を内層材２０Ａの上層及び下層で吸収できる。

更に、積層塑性加工木材３０を構成する内層材２０Ａは、厚み全体が塑性加工されておらず、元の木材の性質を保ったままであることから、例えば、木材本来の緩衝、防音効果や断熱効果を兼ね備えたものとなる。そして、積層塑性加工木材３０を構成する表層材１０は、加工前木材１に比べて硬度が非常に高くなっており、例えば、十分な表面硬度を備えており、内層材２０Ａを高度の高めた材料として提供することができる。

ところで、上記実施の形態では、表層材１０として厚み全体が塑性加工されているもので説明したが、本発明を実施する場合には、一方の面側または両方の面側の密度を高くして、使用することもできる。しかし、全体の厚みが、概略１ｍｍ乃至５ｍｍ程度であることから、その違いは殆ど確認できなかった。したがって、本発明を実施する場合には、表層材１０として厚み全体が塑性加工されたもの、或いは、部分的に塑性加工されたもの、塑性加工されていないものとしての態様がある。何れにせよ、表層材１０としては、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み方向に圧縮した塑性加工したものであれば、結果的に木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率がほぼ均一に塑性加工された表層材となり、本発明の効果を奏するものである。

また、上記実施の形態では表層材１０として、概略１ｍｍ乃至５ｍｍ程度の厚みで説明したが、表層材１０の５ｍｍ以下の厚みでは、積層された木材の表層部分における硬度を高めて、傷付き易さを解消し、製品化後の木材の周囲環境条件が変化したときには、内層材２０，２０Ａがその厚みに関係なく環境条件によって変形しようとするが、その歪みの発生をなくし寸法安定性や形状安定性を向上させることができ、本発明は表層材１０の厚みが５ｍｍ以上のものにも適用できることは明らかである。

そして、上記実施の形態では、内層材２０，２０Ａとして、年輪の外側の木表側板目面Ａ及び／または木裏側板目面Ｂに、年輪を切断する所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成したものであるが、本発明を実施する場合には、内層材３０として厚み全体が塑性加工されたもの、或いは、部分的に塑性加工されたもの、塑性加工されていないものとしての態様がある。

更に、密度の濃い部分である年輪の切断は、所定の断面形状の溝条２１を木材の木目の長さ方向に形成したものであり、年輪の密度の低いものは、溝条２１の断面形状の深さが内層材２０，２０Ａの厚みに対して２０％以上乃至９０％以下、溝条２１の断面形状の幅が１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内とした条件で切断されないものであり、製品化後の木材の周囲環境条件が変化したときでも、歪みの発生をなくし寸法安定性や形状安定性を向上させる必要のないものである。

本発明によれば、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層材１０のみの硬度が大きく向上され、傷の付き難い積層塑性加工木材３０を構成することができる。そこで、本発明の積層塑性加工木材３０を用いることは、それ程厚みを必要とされない床材や腰板材や屋内家具材、表面塗装して使用する住宅用外装材、学童机やテーブルの天板、扉等の厚みを必要とされるものに有効であり、広範な用途に使用可能である。

図１は本発明の各実施の形態にかかる積層塑性加工木材を構成するための木材の板目面、柾目面、木口面を示す斜視図である。 図２は本発明の実施の形態１にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。 図３は本発明の実施の形態２にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。 図４は本発明の実施の形態３にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。 図５は本発明の実施の形態４にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。 図６は本発明の実施の形態５にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。 図７は本発明の実施の形態６にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。 図８は本発明の実施の形態７にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。 図９は本発明の実施の形態８にかかる積層塑性加工木材の構成を示す断面図である。

符号の説明

Ａ 木表側板目面
Ｂ 木裏側板目面
１ 加工前木材
１０ 表層材
２０ 内層材
２０Ａ 内層材（圧密加工内層材）
２１ 所定の断面形状の溝条
３０ 積層塑性加工木材

Claims (7)

1. 木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率が加えられて塑性加工された表層材と、
   前記年輪の外側の木表側板目面に、前記年輪を切断する所定の断面形状の溝条を木材の木目の長さ方向に形成した内層材と、
   前記表層材と前記内層材の間に介在し、両者を一体に接合する接着剤とを具備し、
   前記溝条の断面形状の深さは、前記内層材の厚みに対して、２０％以上乃至９０％以下とし、前記溝条の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたことを特徴とする積層塑性加工木材。
2. 木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率が加えられて塑性加工された表層材と、
   前記年輪の外側の木裏側板目面に、前記年輪を切断する所定の断面形状の溝条を木材の木目の長さ方向に形成した内層材と、
   前記表層材と前記内層材の間に介在し、両者を一体に接合する接着剤とを具備し、
   前記溝条の断面形状の深さは、前記内層材の厚みに対して、２０％以上乃至９０％以下とし、前記溝条の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたことを特徴とする積層塑性加工木材。
3. 木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み全体に圧縮率が加えられて塑性加工された表層材と、
   前記年輪の外側の木表側板目面及び木裏側板目面に、前記年輪を切断する所定の断面形状の溝条を木材の木目の長さ方向に形成した内層材と、
   前記表層材と前記内層材の間に介在し、両者を一体に接合する接着剤とを具備し、
   前記溝条の断面形状の深さは、前記内層材の厚みに対して、２０％以上乃至９０％以下とし、前記溝条の断面形状の幅は、１ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲内としたことを特徴とする積層塑性加工木材。
4. 前記表層材と前記内層材の接合は、１枚の前記内層材を２枚の前記表層材でサンドイッチ構造としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の積層塑性加工木材。
5. 前記内層材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、厚み方向に塑性加工されてなる木材としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の積層塑性加工木材。
6. 前記内層材の溝条を形成した側の面に、前記表層材を接合してなることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の積層塑性加工木材。
7. 前記内層材の溝条を形成した反対側の面に、前記表層材を接合してなることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の積層塑性加工木材。
   

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