JPH0825301A

JPH0825301A - 木材の加工方法

Info

Publication number: JPH0825301A
Application number: JP16411294A
Authority: JP
Inventors: Mikio Yokoi; 幹夫横井; Yoshinori Kobayashi; 好紀小林
Original assignee: YOKOI SHOTEN GOUSHI
Current assignee: YOKOI SHOTEN GOUSHI
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1994-07-15
Publication date: 1996-01-30
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: JP3078452B2

Abstract

(57)【要約】【目的】板材を破損することなく三次元形状の加工
ができ、かつ成形された形状を確実に固定することがで
きる木材の加工方法を提供する。【構成】吸水軟化させた木材を圧縮保持した後所定の
圧縮形状に固定する工程と、形状が固定された前記木材
を該圧縮方向にスライスして板状の一次固定品を得る工
程と、前記一次固定品を加熱および吸水させて所定の三
次元形状を有する成形品に成形する工程と、該形状を固
定することにより前記成形品を二次固定品とする工程と
からなる木材の加工方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木材の利用範囲を拡大
するための木材の加工技術に関するものであり、詳しく
は板状の木材を破損することなく三次元形状に成形加工
できる木材の加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば食物用トレイ等の曲面部材を板状
の木材で製造する場合、曲げ加工や絞り加工といった三
次元形状の成形が行われる。しかし、かかる三次元形状
の成形においては、板状の木材の引張り側で破損が生じ
易いという問題があった。この問題を解決するための従
来技術として、板状の木材を湿潤状態にして成形する方
法があった。すなわち、板状の木材を吸水させて軟化
し、その軟化状態を利用して三次元形状成形を行い、成
型後に加熱乾燥して成形形状を固定する方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の方
法によれば以下の問題点が生じる。すなわち、板状の木
材の引張り側において引張り荷重が大きくなった場合に
は依然として破損の危険性がある。特に、加工部分の変
形が大きい絞り加工のような場合には破損の危険性を回
避することは困難である。また、成形後に形状を保持し
たまま加熱乾燥して成形形状を固定したとしても、その
後に木材が吸水した場合は形状復元作用が生じ、完全な
固定は困難である。そこで、本発明の目的は、板状の木
材を破損することなく三次元形状の加工ができ、かつ、
成形された形状を確実に固定することができる木材の加
工方法を提供することにある。また、本発明のもう一つ
の目的は、例えば杉の間伐材のように低密度で材質の弱
い木材を、三次元形状の成形とともに高密度化すること
によって、木材の利用範囲を拡大させることができる木
材の加工方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、吸水軟化させた後で圧縮変形し、かつそ
の変形が固定された木材が、水分と熱を与えられた場合
に再び軟化して元の形状に復元しようとする復元力を積
極的に利用して三次元形状への成形を行い、かつ、成形
された形状を固定するものである。

【０００５】すなわち請求項１の発明は、吸水軟化させ
た木材を圧縮保持した後所定の圧縮形状に固定する工程
と、形状が固定された前記木材を該圧縮方向にスライス
して板状の一次固定品を得る工程と、前記一次固定品を
加熱および吸水させて所定の三次元形状を有する成形品
に成形する工程と、該形状を固定することにより前記成
形品を二次固定品とする工程とからなる木材の加工方法
であることを要旨とする。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載の発明
に関し、所定の三次元形状を固定することにより成形品
を二次固定品とする工程において、前記成形品表面の導
管を塞ぐことによって前記固定を行うことを要旨とす
る。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２に記載の発明に関し、一次固定品を加熱および吸水さ
せつつ所定の三次元形状を有する成形品に成形する工程
において、前記一次固定品を拘束手段で拘束することに
より、前記一次固定品の外周方向への膨張を規制しつつ
成形することを要旨とする。

【０００８】

【作用】請求項１の発明によれば、加熱および吸水によ
る一次固定品の復元力を利用して成形するため、一次固
定品を破損することなく三次元形状の成形が確実に行わ
れることになる。

【０００９】請求項２の発明によれば、成形品表面の導
管を塞いで固定することにより二次固定品とするので、
二次固定品が水に濡れた場合でも吸水することはなく、
良好な形状固定が行われる。

【００１０】請求項３の発明によれば、拘束手段によっ
て一次固定品が外周方向へ膨張して復元しようとするの
を規制するので、一次固定品の復元力が成形部に集中
し、効率的に成形が行われる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図１１に従
って説明する。まず、本実施例に用いる木材１を用意す
る（図１（ａ）参照）。木材１の寸法は適宜な大きさの
ものを使用し得るが、本例では、平均直径２２cmの杉の
間伐材を使用した。なお、処理に用いる木材１の樹種に
ついては特に限定されないが、杉材や間伐材などの軟質
材または低密度材が、処理の容易性を考慮して好まし
い。次に木材１を製材する（図１（ｂ）参照）。これ
は、二次固定品の仕上がり状態を良好にするためであ
る。本実施例では断面縦１８cm、横１５cmの角材となる
よう製材した。

【００１２】次に、製材１ａを吸水軟化処理Ｋ１する
（図１１参照）。この吸水軟化処理Ｋ１は、製材１ａを
加熱しつつ吸水させて組織を軟化させるための処理であ
り、例えば煮沸や熱湯に浸漬させる方法で行う。本実施
例においては簡便性を考慮して、熱湯に浸漬して処理し
た。吸水軟化処理Ｋ１における吸水量は特に限定される
ものではないが、製材１ａの軟化を考慮した場合、繊維
飽和点以上に吸水させるのが好ましく、また飽水状態ま
で含水させてもよい。また、煮沸あるいは浸漬時間につ
いても特に限定はなく、製材１ａの軟化が達成されれば
足りるものである。本実施例においては、７５℃の熱湯
に３時間浸漬させることによって吸水軟化処理Ｋ１を行
った。なお、吸水軟化処理Ｋ１は、上記以外の方法、例
えば製材１ａに水蒸気を接触させる手段や高周波誘電加
熱をする手段にても行うことができる。

【００１３】次に、吸水軟化処理Ｋ１した製材１ａに対
して圧縮処理Ｋ２を行う（図１１参照）。圧縮処理Ｋ２
は、図２に示すように、金型２とプレス機３を用いて、
製材１ａをその年輪幅を狭くする方向、すなわち軸心Ｌ
と垂直方向に製材全体を圧縮することにより行う。かか
る圧縮処理Ｋ２は、後述する加熱・吸水処理Ｋ７による
一次固定品５の復元を促すための工程であり、圧縮の程
度は特に限定されるものではない。金型２は、少なくと
も木材１の長さと同長以上の長さを有し、かつ、圧縮時
に製材１ａの側面部を拘束可能な上下一対の上型と下型
よりなる。これは、圧縮により製材１ａの側面部が側方
に潰れるのを防止するためである。上型と下型は、その
押圧面を対抗する状態にして、プレス機３の押圧用ラム
に取り付けられる。なおプレス機３は製材１ａをプレス
可能な適宜な機種が使用しうる。しかして、吸水・軟化
処理Ｋ１した製材１ａを上型と下型の押圧面間に挟み、
プレス機にて徐々にプレスして、製材１ａを縦１１cm、
横１５cmとなるように圧縮変形させた（図２参照）。

【００１４】圧縮処理Ｋ２を行った後は、そのままの圧
縮状態を保持することにより一次固定Ｋ３を行う（図１
１参照）。ここで、圧縮保持する時間は特に限定される
ものではなく、一応の圧縮形状が保持されれば足りる。
本実施例においては、室温にて３時間保持した。所定時
間の圧縮保持の後、一次固定Ｋ３を終了する。すなわ
ち、プレス機のプレス圧を解き、上型と下型を開いて圧
縮木材４を得る。ここで、プレス圧を解いた木材は圧縮
量及び圧縮時間に応じて多少の戻りを生じる。本実施例
の木材においては、縦辺が１．５cm戻って、縦１２．５
cm、横１５cmの圧縮木材４となった。

【００１５】次に、図３に示すように、圧縮木材４を圧
縮方向と平行にスライスし（Ｋ４）、一次固定品５を得
る。この時、木材の美観が確保されるように、柾目が表
面５ａに現れ、導管を有する年輪層が小口５ｂに現れる
ようにスライスを行うことが好ましい。スライスする板
厚は、最終的に得たい形状に応じて任意に選択されるも
のである。本実施例においては、板厚が０．５mm〜１mm
となるようにスライスを行い、一次固定品５を得た。

【００１６】次に、図４に示すように、拘束具６によっ
て一次固定品５の外周拘束Ｋ５を行う（図１１参照）。
これは、後述する加熱・吸水処理Ｋ７時に一次固定品５
が外周方向に膨張して復元しようとするのを規制するた
めの処理であり、請求項３の発明に対応するものであ
る。拘束具６は例えば鋼材等の剛性の高い金属で形成さ
れ、一次固定品５を拘束可能な適宜な長さと、後述する
成形処理Ｋ８時に上型９と下型１０の接触を妨げない適
宜な高さと、一次固定品５の外周方向への膨張を充分に
規制し得る肉厚とを有する２組の板状体で形成される。
一対の拘束具６はその両端部が略Ｌ字型となるように折
曲され、折曲部６ａには取付ネジ８嵌挿用の孔部が設け
られている。また他の一対の拘束具６は、その両端部外
側に取付ネジ８螺着用の孔部が設けられている。しかし
て、一対の拘束具６の折曲部を、他の一対の拘束具７の
両端部に外側から嵌合して一次固定品５の外周を矩形状
に囲み、取付ネジ８で螺着する。これにより外周拘束Ｋ
５が完了する。

【００１７】次に、一次固定品５の成形金型取付Ｋ６を
行う（図１１参照）。成形金型取付Ｋ６は、拘束具６に
よって外周が拘束された一次固定品５を成形金型９の下
型１１に設けられた押圧面１４に載置して行う（図６参
照）。成形金型９は、一次固定品５を三次元形状に成形
して成形品１７を得るための金型であり、図５に示すよ
うに、上型１０及び下型１１を有する。上型１０及び下
型１１はその押圧面１４、１４ａを相互に対抗する状態
にして、プレス機３の押圧用ラムに取付けられる。な
お、プレス機３は一次固定品５をプレス可能な適宜な機
種を使用し得る。上型１０は、その押圧面１４ａに一次
固定品５を成形することが可能な成形凸型１２が設けら
れている。成形凸型１２の形状は特に限定されるもので
はなく、最終的に得たい二次固定品１８の形状に応じて
適宜に選択され得るものである。本実施例においては断
面台形の形状とした。下型１１には、その押圧面１４に
成形凸型１２と一体となって一次固定品５を成形するこ
とが可能な成形凹型１３が設けられている。成形凹型１
３の形状は、成形凸型１２の形状に合致するように形成
されている。また下型１１の両端部にはガイド支柱１６
が突設され、これを上型１０の両端部に設けられたガイ
ド孔（図示しない）に嵌挿することにより、押圧を確実
に行わせる。

【００１８】次に、成形金型９に取付けられた一次固定
品５に対して加熱・吸水処理Ｋ７を行う（図１１参
照）。加熱・吸水処理Ｋ７は、一次固定品５の内部組織
であるヘミセルロ−スおよびリグニンをゴム質化して軟
化させ、一次固定品５が圧縮方向に膨張して形状を回復
しようとする復元力を後述する成形処理Ｋ８で積極的に
利用するための処理である。加熱および吸水の手段は特
に限定されるものではなく、一次固定品５の復元力を成
形処理Ｋ８に利用できれば足りるものである。本実施例
においては、処理の簡便性を考慮して成形金型９を１３
０℃に予熱しておくことで一次固定品５を加熱し、ま
た、図６に示すように、下型１１の押圧面１４に載置さ
れた一次固定品５に対し成形金型９の側方から水噴霧を
行うことにより吸水させた。なお、加熱温度および吸水
量も特に限定されるものではなく、一次固定品５の復元
力を成形処理Ｋ８に利用できれば足りるものである。

【００１９】次に、成形処理Ｋ８を行う（図１１参
照）。成形処理Ｋ８は、加熱・吸水処理Ｋ７のなされた
一次固定品５に成形加工を行って任意の三次元形状とす
る処理である。すなわち、一次固定品５は加熱・吸水と
同時に膨張して形状を復元しようとするが、その外周は
拘束具６によって拘束され、外周方向への膨張は規制さ
れるので、一次固定品５は鉛直方向に膨張しよとする。
成形処理Ｋ８は、かかる膨張を積極的に利用して成形処
理Ｋ８を行うものである。図６に示すように水噴霧を行
いながら、上型１０をプレス３によって押し下げて一次
固定品５をプレスする。すなわち、上型１０は、ガイド
支柱１６に誘導されながらプレス機３によって下方に降
下され、成形凸型１２が一次固定品５に密着状に当接す
る。そして一次固定品５は、図７に示すように成形凸型
１２と成形凹型１３の押圧作用により任意の形状に成形
された成形品１７となる。なお、一次固定品５は吸水処
理Ｋ７と同時に膨張しようとするので、可及的速やかに
成形処理Ｋ８を行うことが好ましい。

【００２０】なお、本実施例においては一次固定品５の
外周を拘束具６によって拘束して成形処理Ｋ８を行った
が、外周拘束Ｋ５の方法はこれに限定されるものではな
く、一次固定品５の膨張による復元阻止が可能な任意の
方法が選択され得る。例えば、図８に示すように、一次
固定品５の外周周端部を下型１１の押圧面１４に設けら
れた拘束ピン７で拘束してもよい。

【００２１】また、本実施例においては一次固定品５の
外周を拘束具６によって拘束して成形処理Ｋ８を行った
が、外周を全く拘束しないで成形処理Ｋ８を行うことも
可能である。この場合は吸水処理Ｋ７において、吸水と
同時に一次固定品５が形状を復元しようと外周方向へ膨
張するため、吸水処理Ｋ７と成形処理Ｋ８をほぼ同時に
行う必要がある。また、外周拘束時に比べて、復元力を
成形処理Ｋ８に積極的に利用できないため、例えば深絞
り処理の場合には一次固定品５の破損を招く場合があ
る。しかし、外周拘束Ｋ５の作業が不要ゆえ作業効率の
向上が可能であり、深絞り加工を行わない場合には大量
生産用に最適である。

【００２２】次に、プレス機３を解圧し、成形処理Ｋ８
がなされた成形品１７を成形金型９から取り出し、次い
で拘束具６を取りはずして二次固定Ｋ９を行う（図１１
参照）。二次固定Ｋ９は、成形品１７の形状が成形後に
吸水して変形しないように該形状を固定するための処理
である。二次固定Ｋ９は成形品１７表面の導管を塞ぐこ
とにより行う。これは水分が導管を伝わって成形品１７
の内部に浸透することを防止するためである。なお、か
かる二次固定Ｋ９の方法は、請求項２の発明に対応する
ものである。本実施例では、処理の簡便性を考慮して、
成形品１７表面の導管を塞ぐために樹脂を用いた。処理
に用いる樹脂の種類としては、例えば、酢酸ビニ−ルエ
チレン共重合物（ＥＶＡ）、フェノ−ル樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂またはこれらの水溶
液を用いることが好ましい。本実施例では、図９に示す
ように、成形品１７の小口部分１７ａおよび成型品１７
の四隅部分に樹脂を塗布することにより二次固定Ｋ９を
行った。ここで、成型品１７の外表面全体に樹脂を塗布
しないのは、水分が導管以外の部分からは容易に内部に
浸透しないことに鑑みて処理の簡便化を図るためであ
る。また、四隅部分にも樹脂を塗布するのは、この部分
が成型品１７のうちで一番密度が高い部分であることを
考慮して、固定を確実ならしめるためである。なお、二
次固定Ｋ９は成形品１７表面の導管を塞ぐことができれ
ば足りるものであり、樹脂以外の材質、例えばゴム等を
用いてもよい。

【００２３】さらに、二次固定Ｋ９の方法は上記のもの
に限定されるものではなく、例えば成形品１７を加熱し
て行っても良い。

【００２４】かくして二次固定Ｋ９を終了し、本実施例
の二次固定品１８を得た。この二次固定品１８は成形金
型９の成形凸型１２及び成形凹型１３の形状に沿って三
次元形状が形成され、かつ一次固定品５と比較して高密
度の木材組織を有していた。また、製材１ａを用いて処
理を行ったため、二次固定品１８の表面には柾目が現
れ、美しい仕上がりであった。さらに、図１０に示すよ
うに、水分を多く含んだ食料品を入れるトレイとして使
用しても、二次固定品１８は吸水することはなく、形状
の戻りや変形は認められなかった。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、板状の木材を
破損することなく確実に三次元形状に成形することがで
き、さらに成形された形状を確実に固定することが可能
となる。また、例えば杉の間伐材のような低密度で材質
の弱い木材を、三次元形状の成形と同時に高密度材とす
ることによって、木材の利用範囲を拡大させることが可
能となる。請求項２の発明によれば、成形品表面の導管
を塞いで二次固定を行うので、二次固定品が水に濡れた
場合でも吸水することはなく、良好な二次固定が可能で
ある。請求項３の発明によれば、加熱および吸水された
一次固定品が膨張して形状を復元しようとする復元力が
外周拘束によって加工部に集中するため、成形を一層容
易かつ確実に行うことが可能である。特に、深絞りのよ
うに加工部が破損し易い場合でも確実に成形することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における加工前の木材を示す図であり、
（ａ）は製材前、（ｂ）は製材後の状態を示す図であ
る。

【図２】圧縮処理の状態を示す図である。

【図３】圧縮処理された木材をスライスして一次固定品
とする状態を示す図である。

【図４】一次固定品の外周を拘束具で拘束する状態を示
す図である。

【図５】実施例に用いる成形金型の正面図である。

【図６】成形金型に一次固定品を載置し、加熱・吸水さ
せた状態を示す図である。

【図７】成形金型による成形の状態を示す断面図であ
る。

【図８】一次固定品の外周を拘束ピンで拘束した状態を
示す図である。

【図９】樹脂を用いて成形品を二次固定する状態を示す
図である。

【図１０】二次固定品の一例を示す図である。

【図１１】実施例の木材の加工方法の工程図である。

【符号の説明】

１ａ製材２金型３プレス機４圧縮木材５一次固定品６拘束具９成形金型１０上型１１下型１２成形凸型１３成形凹型１４、１４ａ押圧面１７成形品１８二次固定品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸水軟化させた木材を圧縮保持した後、
所定の圧縮形状に固定する工程と、形状が固定された前記木材を該圧縮方向にスライスして
板状の一次固定品を得る工程と、前記一次固定品を加熱および吸水させつつ所定の三次元
形状を有する成形品に成形する工程と、該形状を固定することにより前記成形品を二次固定品と
する工程と、からなる木材の加工方法。
【請求項２】所定の三次元形状を固定することにより
成形品を二次固定品とする工程において、前記成形品表面の導管を塞ぐことによって前記固定を行
うことを特徴とする請求項１に記載の木材の加工方法。
【請求項３】一次固定品を加熱および吸水させつつ所
定の三次元形状を有する成形品に成形する工程におい
て、前記一次固定品を拘束手段で拘束することにより、前記
一次固定品の外周方向への膨張を規制しつつ成形するこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の木材の
加工方法。