JPH03295605A

JPH03295605A - 整形木材

Info

Publication number: JPH03295605A
Application number: JP9862090A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kobayashi; 小林　好紀
Original assignee: Nara Prefecture
Current assignee: Nara Prefecture
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1991-12-26
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JP2557272B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は木材を加熱処理し、軟化したものを圧縮して所
望の整形木材を得ること、また所望の絞り模様や彫刻模
様を加飾し、次いで加熱処理あるいは乾燥することによ
り、それらの形状を固定する整形木材に関する。

「従来の技術」（ア）　スギ・ヒノキなどの針葉樹材は４０〜５０％を
占めるセルロース、２５〜３０％のリグニン及び１５〜
２０％のヘミセルロースで構成され、これらの材に前も
って水を与えた後、マイクロ波照射または高周波印加に
よる誘電加熱を行い、その電気エネルギーを内部摩擦に
より８０〜１３０℃の熱に変えることで材を可塑化し、
トーネット治具で可塑化した材を圧縮し曲げ加工を施し
、次いで曲げた材を乾燥することによって１曲げた状態
を固定し通直材を彎曲材としている。

（イ）木材の膨張収縮を抑えるために、その原因となる
ＯＨ基を他の物質に置換して寸法安定性の向上を図る化
学反応による改良木材がある。

（つ）木材に合成樹脂を注入し強度性能の向上を図る合
成樹脂を利用する改良木材がある。

（１）木材は当初は不定形な丸太の状態で供給され、製
材によって角材に整形している。また大径材から四方柾
目柱材を製材している。

（オ）木材の表面に割箸状の棒を押し当てて固定し、生
長に伴って表面に模様を加飾する人工絞り丸太がある。

（力）　スギ・ヒノキの優良吉野材と２０〜２５年生の
小径材の材質調査と、製材品の形質および強度試験を行
った結果、吉野優良材では平均年輪幅は３．０ｍｍ、比
重は０．３５、曲げヤング率の平均値は１０１　Ｘ　１
０３ｋｇｆ／ｃｄであり、小径材から採取した７Ｇｍ芯
持ち正割り材では平均年輪幅は４．４閣、比重は０．３
５であったが分布の幅が大きい、また曲げヤング率は６
６ｋｇｆ／ａＪであり、吉野優良材に比べ低い。

また間伐材（未熟材）は曲げ加工性に優れているが曲げ
た形状を固定するための乾燥工程で損傷を生じることが
多い。

（キ）木材の有する工業材料としての欠点は、材質が脆
弱なものがあり、かつ、不均一なものがあるとともに木
理が不揃いで、美観に欠けるものが多く、形状が円柱状
でしかも不定形であるため製材等の加工を別途必要とし
、更に木材は、一般に、狂い易い、燃え易い、腐り易い
という三大欠点を有するが、反面、加工し易く、軽くて
強く、熱や電気を伝えにくく、湿度を調節し、結露を生
じない、色艶、木目、木肌などの外観が美しい、入手し
易く、安価であるという他の非木質材料では代えること
のできない、天然の構造材料としての。

優れた特性を併せ持っている。

「発明が解決しようとする課題」（ア）通直材を彎曲材とする技術は公知であるが、丸太
から塑性加工によって多角形木材を整形する技術はない
。

（イ）化学反応によって寸法安定性を向上させることは
できるが、反面、吸湿性が損われ結露を生じ易いなど木
材の長所を減じる。

（つ）合成樹脂の注入によって強度性能は向上するが重
量が増加し、また表面の美観が損われることがある。

（１）小・中程材から四方柾目柱材を製材することはで
きない。また銘木とされる、四方柾目材、板目材を小・
中径材から生産することはできない。

当初、供給される丸太の形状が不定形であるため、加工
工程が煩雑であるとともに歩留まりが低い。

（オ）人工絞り丸太は加飾するのに長年月を要し、また
山林現場において作業しなければならない不便さがある
。

（力）　スギ・ヒノキの小・中径材は未熟材であり、物
理的、強度的性質に難点があるうえ、材質のバラツキが
大きすぎ、また小・中径であるため加工歩留まりが低く
、また、このような低質並材の用途が少ない。

（キ）熱可塑化した木材を圧縮することで所望の整形、
加飾および圧縮を行い新規な整形加工を施した整形木材
や、木材表面に絞り模様や彫刻模様を数時間でつけて付
加価値を向上させた整形木材や、従来スギ・ヒノキが使
用されなかった家具材、工業材料などの分野にまで用途
を広げること、および従来は大径材からしか製材できな
かった四方柾目材を小・中径材から塑性加工によって生
産し、しかも住宅建築において価値の高い、芯持ち材で
採れるようにし、同様に均一な四方板目材が生産できる
ようにするとともに、加工歩留まりの向上、作業性の向
上、工場騒音の除去・軽減および廃材の除去を図り、木
材を天然の構造材料としての特性をできるだけ温存しな
がら、その形状や材質を改良し、木材の工業材料として
の用途を拡大することを目的とする。

「作用」種々の含水率の木材を８０〜１４０’Ｃ程度に加熱する
と、木材の主要構成要素であるリグニンおよびヘミセル
ロースが軟化し、木材は熱可塑化される。

次いで熱可塑化した木材を、その材温を保持しながら圧
縮すると、容易に細胞が変形して細胞空隙が縮小し繊維
を緻密にして強度が増加し、材質が均一となるとともに
所望形状にでき、また木材の表面はもとより内部にまで
所望の模様を加飾することができる。このときの加圧力
は木材の材質や含水率あるいは加熱処理の程度により３
〜１３０ｋｇ／ａ＃の範囲である。木材がクリープ回復
を起こし原形に復元するのを防止し、所望形状に固定す
るため、圧縮整形の状態のままで材を乾燥するか、ある
いは圧縮整形後、冷却したのち、再び加熱処理する方法
をとる６以上の加工工程を経て得られた木材は、圧縮さ
れ強度性能が向上するとともに、表面が硬くなり傷がつ
きにくくなる。圧縮によって比重が増加するが、天然素
材としての木材の前記特有の性質は残されている。

「実施例」１、前もって飽水状態にした含水率２００％のスギ丸太
（長さ１００１、径１３ｃｍ）を、マイクロ波照射によ
り加熱して、材内温度を１１０℃とした。簡易圧締器を
用い、材の長さ方向に直角に側面４方向から、同時に圧
力１１ｋｇ／ｄで圧締して、９ａｍ角の正角に整形した
。次いで圧締状態のまま、材温を下げて一次固定した後
、天然乾燥して、含水率１８％の、目的とする柱材を得
た。得られた材を室内に放置して、寸法変化の状態を測
定した結果は表１のとおりであり、乾燥固定すれば、そ
の後の寸法変化は殆どない。

表１　スギ整形角材の寸法変化注；Ａ方向とは材の木口の一辺の方向であり、Ｂ方向と
はＡ方向と直交する他辺の方向である。また変化率の欄
のマイナス値のうち角材整形時のマイナスは整形による
ものであり、解圧後のそれは乾燥によるものである。

２、実施例１．と同様の方法で得たスギ柱材の年輪は、
外形と同じく正角状に変形しているので、４隅を長さ方
向に切削すると、それぞれの面には、木目が平行した柾
目面が表れる。このようにして得られた柾目面を、新た
な４面とする四方柾目の柱材が得られた。

３、　含水したヒノキ丸太（長さ１００ａ＋＋径１０ｃ
ｍ）を、マイクロ波照射により加熱して、村内温度を１
００℃とした。簡易圧締器を用い、材の長さ方向に直角
に側面４方向から、同時に圧力１５ｋｇ／ｃｄで圧締し
て７．５ａｌｌＸ　８．０ｃｍ角の正角に整形した。こ
の時、丸°太の圧締面に、プラスチックス製の入り絞り
模様のついた当て板を当てて、整形と同時に表面に加飾
した。形状を固定するために、圧締状態のまま、温度３
０℃で５日間、除湿乾燥して、含水率２０％の、表面に
絞り模様を加飾した柱材を得た。

得られた整形材を室内に放置して、寸法変化の状態を測
定した結果は表２のとおりである。

表２　ヒノキ整形角材の寸法変化４、実施例３．と同様の方法で得たヒノキ表面加飾材の
加飾面をプレーナーで切削すると木理の入り組んだ杢模
様が表われる。このようの方法で表面が杢模様をはす柱
材を得た。

「発明の効果」（ア）　スギ・ヒノキの小・中径材を製材等の方法によ
ることなく柱材に整形できるため、スギ・ヒノキの小・
中径材から住宅建築において価値の高い芯持ち材である
四方柾目柱材や、銘木とされる、四方柾目柱材、杢目柱
材を容易に得られる。また正角の柱材に限らず所望の多
角形の材を切削によらずに圧締方向を変えることで容易
に得られる。

（イ）表面および内部にまで加飾した木材を僅か数時間
の加飾処理によって人工的に迅速、かつ、確実に得るこ
とができる。

（つ）材の一部分だけにも整形、加飾あるいは圧縮が可
能なため、自由な形状に整形できる。

（１）製材をすることなく丸太から角材が生産できるの
で、加工歩留まりが著しく向上するとともに作業性が向
上し、また製材時に伴うような騒音を除去し、かつ、製
材時に生じる廃材を除去できる。

（オ）丸太あるいは板材の内部にも、種々の杢模様をど
の部分にも自由につけることができ、美観に優れた材を
容易に生産できる。

（力）製材後に曲がってしまった製材品を通直に修正で
きる。

（キ）木材が有する天然の構造材料としての特性である
吸湿性と放湿性が残存し、結露を生じず、室内の湿度調
節機能がある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）木材を加熱処理し、軟化した材を圧縮して整形し
、更に形状を保持しながら乾燥して所望の三角形以上の
角材に固定して成る整形木材。
（２）木材を加熱処理し、軟化した材を圧縮して整形し
、冷却したうえ形状を保持しながら再度加熱処理し所望
の形状に固定して成る整形木材。
（３）スギ・ヒノキなどの小・中径材を加熱処理し、軟
化した材の表面から所望の模様を印捺し、更に乾燥して
成る表面および内部まで加飾した整形木材。
（４）多角形に整形した木材を切削して得られる芯持ち
の柾目あるいは正板目の多角形木材。
（５）請求項（３）記載の表面および内部まで加飾した
整形木材を切削して得られる表面に杢模様を持つ木材。