JPH10211607A - 圧縮木材の製造方法とその成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実用化のための量産が可能な圧縮木材の製造
方法と、この製造方法に使用する成形装置を提供する。 【解決手段】 あらかじめ可塑化した被圧縮木材ｗを所
定の幅と長さを有するケース本体４に保持する。該ケー
ス本体４を固定したのち、該ケース本体４に保持された
被圧縮木材ｗを所定の形状に圧縮成形するための成形金
型５を、該成形金型５に供給孔８から水蒸気を吹き込み
ながらケース本体４の上方を長手方向沿いに通過させ、
成形金型５の押圧面７によって被圧縮木材ｗを所定形状
の圧縮木材に成形する。この圧縮成形と同時に、ケース
本体４の上面に蓋部材１０を装着してケース１１内に圧
縮木材ｐｗを保持する。しかるのち、該圧縮木材ｐｗを
ケース１１と共に所定の温度に加熱して形状固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、あらかじめ可塑
化させた木材や竹材を所定の形状に簡単に圧縮成形する
ことができると共に、圧縮成形した圧縮木材が復元する
ことがないように所定の形状に固定することができる圧
縮木材の製造方法と、この方法に用いる圧縮木材の成形
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧縮木材の成形方法としては、たとえば
特開平３−２３１８０２号公報においては、木材を５〜
２５ｋｇｆ／ｃｍ² の水蒸気雰囲気内において軟化させ
た後、高温高圧下で圧縮成形し、かつその変形を固定す
る方法が提案されている。また、特開平４−１４４０４
号公報においては、高温高圧の水蒸気が供給される圧力
容器内に一対のプレス金型を配置し、いずれかのプレス
金型を適宜の駆動手段で駆動することによって木材を水
蒸気で木材を可塑化させながら圧縮成形して固定化する
手段が開示されている。

【０００３】かゝる圧縮木材の成形は、いずれも高温高
圧容器内にプレス金型を配置し、水蒸気雰囲気に保持し
て高温高圧下で木材にプレス圧をかけて行うもので、こ
れに使用されるプレス金型は、通常木材を水蒸気雰囲気
中において高温高圧で圧縮するため、充分な強度と剛性
を持った素材、たとえば、ステンレス合金のような鋼材
を切削加工することによって得た金型が使用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の圧縮木材
の製造は、主として水蒸気を使用して圧縮せんとする木
材を可塑化させるために圧力容器などの高温高圧設備を
必要としている。また、使用する圧縮金型を鉄など重量
のある鋼材で形成されているので、製造設備が大掛かり
なものとなると共に、設備費も嵩むので低コストでは製
造することができず、生産性に問題があるので未だに実
験段階の域を出ていないのが現状である。

【０００５】この発明はかゝる現状に鑑み、あらかじめ
可塑化させた被圧縮木材の上方に沿って圧縮金型を移動
させることによって安価な設備で確実に被圧縮木材を圧
縮処理することができ、しかも実用化のための量産が可
能な圧縮木材の製造方法とこの方法に使用する成形装置
を提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、この発明の請求項１に記載の発明は、あらかじめ可
塑化した被圧縮木材を所定の幅と長さを有するケース本
体に保持すると共に、該ケース本体を固定したのち、該
ケース本体に保持された被圧縮木材を所定の形状に圧縮
成形するための成形金型を、該成形金型に水蒸気を吹き
込みながらケース本体の上方を長手方向沿いに通過させ
て被圧縮木材を所定形状の圧縮木材に成形し、しかるの
ちケース本体の上面に蓋部材を装着してケース内に圧縮
木材を保持し、該圧縮木材をケースと共に所定の温度に
加熱して形状固定することを特徴とする圧縮木材の製造
方法である。

【０００７】また、この発明の請求項５に記載の発明
は、内部に可塑化された被圧縮木材を保持するための保
持部を形成した所定の幅と長さを有するケース本体と、
該ケース本体の上方を長手方向に沿って移動することに
よってケース本体内に保持された被圧縮木材を所定の形
状に圧縮成形するための成形金型と、圧縮成形された圧
縮木材を保持した状態でケース本体の上面開口部を覆う
ことのできる蓋部材とから構成されたことを特徴とする
圧縮木材の成形装置である。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明において、被圧縮木材と
は、スギやヒノキその他の本来の木材のほかにモウソウ
チク、マダケなどの比較的大型の竹材を包含する。前記
のスギやヒノキなどの本来の木材をこの発明に適用する
場合には、建築関係での用途に乏しい間伐材などの小径
木を所定寸法に裁断したものが好ましく使用される。ま
た、竹材としては、前記モウソウチクやマダケなどの厚
肉で大径の竹材を長さの方向に割裂して少なくとも節の
部分の隔壁を除去した所定の長さの断面円弧状のものが
好ましく使用される。

【０００９】これらの被圧縮木材は、圧縮成形に際して
あらかじめ湯又は水蒸気等を使用して可塑化（軟化）さ
せて使用するものである。かゝる可塑化は、具体的には
圧縮せんとする木材を温度７０〜９５℃の温水又は温度
７０〜１２０℃の水蒸気雰囲気下で実施するもので、可
塑化の温度が７０℃未満の場合には木材中のヘミセルロ
ースやリグニンの軟化が充分でないため、爾後の圧縮が
充分に行うことができない場合がある。また、水蒸気を
使用して行う場合、温度が１２０℃を超える場合には、
過度な可塑化によって被圧縮木材の強度の低下を招くお
それがある。

【００１０】温水又は水蒸気によってあらかじめ可塑化
した被圧縮木材は、圧縮成形のために所要の幅と長さと
を有するケース本体内に保持する。このケース本体は、
所定の厚みと幅及び長さを有する板状体の上面部に長手
方向に沿って凹部を形成して被圧縮木材の保持部とする
と共に、前記凹部の左右の側壁外面にそれぞれ長手方向
に沿って係合条を形成したもので、アルミニウムもしく
はアルミニウムの合金によって形成されたものである。

【００１１】前記ケース本体に保持された被圧縮木材を
圧縮成形するに際しては、ケース本体を所定の位置に適
宜手段によって固定すると共に、ケース本体に保持され
た被圧縮木材に沿って上方からケース本体の長手方向に
沿って成形金型を移動させることによって行うものであ
る。

【００１２】この成形金型は、前記ケース本体の左右の
外側面に沿って移動可能な幅を有する金型本体の下面に
長手方向に沿って凹部を形成すると共に、該凹部の底面
を一端開口部から他端開口部に向けて下り勾配で傾斜さ
せてケース本体に保持した被圧縮木材を上方から押圧す
る押圧面を形成すると共に、金型本体の表面に前記凹部
に貫通する複数の水蒸気の吹込孔を設け、他端開口部面
には前記蓋部材を牽引するための係合部を設けたもの
で、前記ケース本体と同様にアルミニウムもしくはアル
ミニウムの合金によって形成されたものである。

【００１３】被圧縮木材を圧縮成形するに際し、ケース
本体の基端部側に成形金型の一端開口部を位置せしめ、
しかるのち成形金型を前記ケース本体に沿ってその上方
を移動させると、成形金型の凹部の底面（実質的には天
井面）は一端開口部から他端開口部に向けて下り勾配に
形成されているので、移動によって成形金型の底面が被
圧縮木材の表面を順次圧接し、被圧縮木材は所定の形状
に圧縮される。

【００１４】ケース本体に沿って成形金型を移動させる
と、ケース本体と成形金型との間には当然摩擦が生じ、
その摩擦熱によって円滑な移動は困難となる。この発明
においては、ケース本体に沿って成形金型を摩擦抵抗を
減じながらスムーズに移動させるため、成形金型の内部
に所定の温度の水蒸気を吹き込んで実施する。成形金型
内に吹き込む水蒸気の温度は約７０〜１２０℃程度が好
ましく、かゝる温度の水蒸気を吹き込むことによって水
蒸気が潤滑油の役目を果たし、同時に被圧縮木材の可塑
化状態を維持することができる。

【００１５】成形金型の他端開口部面には、前記被圧縮
木材を保持したケース本体の開口部を閉止する蓋部材が
連結されている。この蓋部材は、所定の厚みと幅及び長
さを有する板状体の下面部に長手方向に沿って凹部を形
成すると共に、該凹部の底面中央部に長手方向に沿って
ケース本体に形成した被圧縮木材の保持部の開口部を閉
止するための凸面部を形成し、かつ左右の側壁内面に前
記ケース本体の側壁外面に設けた係合条とスライド係合
することのできる係合条を設けたもので、前記ケース本
体や成形金型と同様にアルミニウムもしくはアルミニウ
ムの合金によって形成されたものである。

【００１６】したがって、成形金型がケース本体上を一
端側から他端側に移動すると、成形金型の凹部底面が被
圧縮木材を上方から押圧し、軟化している被圧縮木材を
順次所定の形状に圧縮すると同時に、成形金型に連結し
た蓋部材の係合条がケース本体の係合条と係合し、圧縮
形成された圧縮木材をケース本体と蓋部材との間に保持
しながらケース本体と蓋部材が係合して行く。

【００１７】ケース本体に沿っての成形金型の移動が完
了し、成形金型がケース本体から離れると、成形金型と
連結した蓋部材もケース本体と完全に嵌合し、ケース本
体と蓋部材間に所定の形状に圧縮成形された圧縮木材が
保持されるので、このケース本体と蓋部材とからなるケ
ースを圧縮成形位置から適宜の手段によって他に移動さ
せ、ケース内に保持した圧縮木材が使用中に外気温や雨
水などによって復元しないようにケース自体を加温して
形状固定を行う。

【００１８】この形状固定は、ケースを水蒸気、電熱、
オイルなどによる加熱又は磁気加熱などの加熱手段によ
って温度１４０℃〜２００℃に加熱することによって実
施されるが、加熱温度が１４０℃未満では形状固定が充
分ではなく、温度２００℃を超える高温では圧縮木材の
炭化が生じ易いので好ましいものではない。この形状固
定のための加熱処理が終了すると、自然放熱又は強制冷
却などによってケース及び圧縮木材の温度の低下を待
ち、しかるのちケース本体と蓋部材を分離して形状固定
された圧縮木材をケースから取り出し、用途に応じた加
工を行うものである。

【００１９】なお、この発明の圧縮木材の製造方法に際
し、その成形装置を、あらかじめ可塑化した被圧縮木材
を載置したケース本体の複数を圧縮成形部に向けて順次
搬入する搬入部、圧縮成形部に搬入したケース本体上の
被圧縮木材を前記成形金型で圧縮し、得た圧縮木材をケ
ース本体と蓋部材からなるケース内に保持するための前
記圧縮成形部、ケース内に保持した圧縮木材を形状固定
部に向けて搬出する搬出部および前記蓋部材の複数を圧
縮成形部に向けて順次搬送する搬送部で構成することに
よって、圧縮木材の量産化を達成することができる。

【００２０】

【作用】この発明の圧縮木材の製造方法は、あらかじめ
可塑化した被圧縮木材を所定の形状のケース本体に保持
してケース本体を固定したのち、保持した被圧縮木材上
を特定形状の成形金型をケース本体の一端側から他端側
に向けて移動させるというきわめて簡単な手段によって
被圧縮木材を所定の形状に圧縮成形することができる。

【００２１】また、発明の圧縮木材の成形装置は、あら
かじめ可塑化した被圧縮木材を保持するためのケース本
体と、該ケース本体に保持された被圧縮木材上を長手方
向に沿って一端側から他端側に移動する特定の形状の成
形金型と、該成形金型と連動し、圧縮成形された圧縮木
材をケース本体とで保持し、形状固定のための加熱処理
を行うための蓋部材というきわめて簡単な構成で、各部
材を有機的に作動させることによって被圧縮木材の多数
を圧縮処理して圧縮木材の量産化を効率よく達成するこ
とができる。

【００２２】

【実施例】以下、この発明の圧縮木材の製造方法とその
成形装置の実施例を添付の図面に基づいて具体的に説明
する。図１はこの発明の圧縮木材の製造方法に使用する
成形装置の配置状態を示す全体概略図であって、成形装
置１は、所定の幅と長さを有するアルミニウム合金から
なる板状体の上面の中央部に長手方向に沿って凹部を形
成して被圧縮木材ｗの保持部２とすると共に、該保持部
２の左右の側壁外面に係合条３，３を形成してなるケー
ス本体４と、該ケース本体４の上部を側壁に沿って一端
側から他端側に移動するアルミニウム合金製の成形金型
５と、該成形金型５に連動して移動し、前記ケース本体
４の係合条３，３と係合する係合条９，９を有するアル
ミニウム合金製の蓋部材１０とから構成されている。

【００２３】成形金型５は、所定の幅と厚み及び長さを
有するブロック部材の下面側に切欠によって凹部６を形
成し、該凹部６の底面を一端開口部Ｘ側から他端開口部
Ｙに向けて下り勾配で傾斜させて押圧面７を設けると共
に、前記凹部６内に水蒸気を供給するための多数の供給
孔８，８・・・をブロック部材の表面から凹部６に貫通
させて設けたもので、図示しないが他端開口部Ｙ面には
蓋部材９を牽引するための係合部が付設されたものであ
る。

【００２４】蓋部材１０は、ケース本体４の凹部からな
る保持部２の開口部を覆うことができるようケース本体
４の同じ大きさの板状体の下面に長手方向に沿って凹部
１０ａを形成し、該凹部１０ａの左右の側壁の内面にケ
ース本体４の側壁に設けた係合条３，３と係合する係合
条９，９を形成したものである。

【００２５】かゝるケース本体４、成形金型５及び蓋部
材１０からなる成形装置１は、量産に際し、たとえば、
図１に示すように複数のケース本体４，４・・・を長手
方向に所定の間隔を存して並列に載置し、各ケース本体
４の保持部３内にそれぞれ温度８０℃の温水中に所定の
時間浸漬して組織を軟化させた被圧縮木材ｗをセットし
て被圧縮木材の搬入部Ａとし、これら被圧縮木材ｗを保
持したケース本体４を適宜の手段、たとえばコンベア等
によって圧縮成形部Ｂに搬送する。

【００２６】この圧縮成形部Ｂにおいて、被圧縮木材ｗ
を保持したケース本体４を所定の位置に固定したのち、
図４に示すように当該ケース本体４の真後ろに位置する
蓋部材１０を連結した成形金型５を蓋部材１０の後方か
ら所要の押圧力によって前方に押し出すと、成形金型５
はケース本体４の長手方向の側壁に沿って前進するの
で、成形金型５は徐々にケース本体４上を一端側から他
端側（図４においては右側から左側）に移動する。その
際、成形金型５に形成された吹込孔８を利用して温度約
１２０℃の水蒸気を成形金型５内に供給し続ける。

【００２７】成形金型５は特に図５で明らかなよう、ケ
ース本体４の基端部と対向する一端開口部Ｘ側から他端
開口部Ｙ側に向けて凹部の天井面（底面）が下り勾配に
傾斜して押圧面７を構成しているので、被圧縮木材ｗの
上方を成形金型５が通過するに従って図示のように被圧
縮木材ｗが圧縮成形される。

【００２８】成形金型５のケース本体４上の通過によっ
て被圧縮木材ｗは幅方向を拘束されながら所定の厚みと
形状に成形されて圧縮木材ｐｗとなると共に、該圧縮木
材ｐｗの上部を覆って蓋部材１０がケース本体４と係合
し、ケース本体４と蓋部材１０とが図６に示すような状
態となると、蓋部材１０と成形金型５とを適宜の手段に
よって分離し、圧縮木材ｐｗを保持したケース本体４と
蓋部材１０とからなるケース１１が形成される。

【００２９】かくして形成された圧縮木材ｐｗを保持し
たケース１１は、図１に示すように得た圧縮木材ｐｗが
元の状態に復帰することがないよう形状固定の工程に搬
送するための搬送部Ｃに送られる。この搬送部Ｃに移送
されたケース１１は、その複数を纏めて、あるいは個々
に１８０℃前後の温度で所定の時間加熱することによっ
てケース１１内に保持した圧縮木材ｐｗを加熱して形状
を固定させ、しかるのち自然冷却又は強制冷却によって
常温に戻したのち、ケース本体４と蓋部材１０とを分離
して内部の圧縮木材ｐｗを取り出すものである。

【００３０】被圧縮木材ｗを保持したケース本体４上を
基端部から先端部に移動し、蓋部材１０を分離した成形
金型５は、ケース１１が搬送部Ｃに移送されたのち、再
び元の位置に復帰し、つぎの蓋部材を連結した状態で待
機し、しかるのち、後続のケース本体が圧縮成形部Ｂに
搬送されると、前記と同様の動作を繰り返し、順次被圧
縮木材を所定の板圧の圧縮木材とするものである。

【００３１】なお、この実施例においては、１個の成形
金型を使用した圧縮木材の製造方法を開示したが、かゝ
る成形金型の複数を同時に使用することによって量産化
の効率を高めることができる。

【００３２】

【発明の効果】この発明の圧縮木材の製造方法は、あら
かじめ可塑化してケース本体に保持した被圧縮木材上を
特定の形状を有する成形金型を長手方向の一端側より他
端側に向けて移動させ、ケース本体で被圧縮木材を幅方
向を拘束しながら成形金型の押圧面で被圧縮木材を所定
の形状に圧縮して圧縮木材とすると共に、成形した圧縮
木材を覆ってケース本体に蓋部材を順次装着して圧縮木
材を中間部に保持したケースを得、該ケースを所定の温
度に加熱することによって形状の戻りのない優れた圧縮
率の圧縮木材を容易に得ることができるものである。

【００３３】特に、この発明の圧縮木材の製造方法は、
あらかじめ可塑化させた被圧縮木材を所定の形状のケー
ス本体に保持したのち、このケース本体の上方をケース
本体に沿って特定の形状の成形金型を移動させるという
新規な手段によって、圧縮木材の製造をきわめて簡単か
つ容易に、しかも量産することができる。

【００３４】この発明の圧縮木材の成形装置は、あらか
じめ可塑化した被圧縮木材を保持するケース本体と、該
ケース本体の上方を一端側から他端側に移動することに
よってケース本体に保持した被圧縮木材を所定の形状に
圧縮するための押圧面を具備した成形金型と、該成形金
型と連動して移動し、成形金型によって圧縮成形した圧
縮木材をケース本体との間に保持して形状固定すること
のできるケースを形成するための蓋部材というきわめて
簡単な構成からなるので、圧縮木材の成形装置を大幅に
簡素化することができ、しかも圧縮木材の量産化を効率
よく達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の圧縮木材の成形装置の配置状態を示
す全体概略図である。

【図２】この発明の成形装置を構成するケース本体の一
例を示す斜視図である。

【図３】同じく蓋部材の一例を示す斜視図である。

【図４】被圧縮木材を圧縮成形する直前の成形装置の配
置を示す縦断面図である。

【図５】同じく成形直後の成形装置の配置を示す縦断面
図である。

【図６】同じく成形後の成形装置の配置を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１ 圧縮木材の成形装置 ２ ケース本体の保持部 ３ ケース本体の係合条 ４ ケース本体 ５ 成形金型 ６ 成形金型の凹部 ７ 押圧面 ８ 供給孔 ９ 蓋部材の係合条 １０ 蓋部材 １０ａ 蓋部材の凹部 １１ ケース Ｘ 成形金型の一端開口部 Ｙ 成形金型の他端開口部 Ａ ケース本体の搬送部 Ｂ 圧縮成形部 Ｃ ケースの搬送部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 あらかじめ可塑化した被圧縮木材を所定
   の幅と長さを有するケース本体に保持すると共に、該ケ
   ース本体を固定したのち、該ケース本体に保持された被
   圧縮木材を所定の形状に圧縮成形するための成形金型
   を、該成形金型に水蒸気を吹き込みながらケース本体の
   上方を長手方向沿いに通過させて被圧縮木材を所定形状
   の圧縮木材に成形し、しかるのちケース本体の上面に蓋
   部材を装着してケース内に圧縮木材を保持し、該圧縮木
   材をケースと共に所定の温度に加熱して形状固定するこ
   とを特徴とする圧縮木材の製造方法。
2. 【請求項２】 あらかじめ可塑化した被圧縮木材を保持
   した所定の幅と長さを有するケース本体の複数を長手方
   向に所定の間隔を存して並列させて横方向に順次移動さ
   せ、定位置に停止固定させたケース本体に保持された被
   圧縮木材を所定の形状に圧縮成形するための成形金型
   を、該成形金型に水蒸気を吹き込みながらケース本体の
   上方を長手方向沿いに通過させて被圧縮木材を所定形状
   の圧縮木材に成形し、しかるのちケース本体の上面に蓋
   部材を装着してケース内に圧縮木材を保持したのちケー
   スを定位置から移動させ、この移動後に前記成形金型を
   原位置に復帰させて前記定位置に移動してくる次のケー
   ス本体上の被圧縮木材の圧縮を開始すると共に、前記定
   位置より移動した圧縮木材をケースと共に所定の温度に
   加熱して形状固定することを特徴とする圧縮木材の製造
   方法。
3. 【請求項３】 前記被圧縮木材は、温水での加温又は水
   蒸気雰囲気下での加熱によってあらかじめ可塑化するこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮木材の製造方
   法。
4. 【請求項４】 前記圧縮木材は、所定の形状に圧縮成形
   したのち、温度１４０〜２００℃で加熱することによっ
   て圧縮成形による形状を固定することを特徴とする請求
   項１又は２記載の圧縮木材の製造方法。
5. 【請求項５】 内部に可塑化された被圧縮木材を保持す
   るための保持部を形成した所定の幅と長さを有するケー
   ス本体と、該ケース本体の上方を長手方向に沿って移動
   することによってケース本体内に保持された被圧縮木材
   を所定の形状に圧縮成形するための成形金型と、圧縮成
   形された圧縮木材を保持した状態でケース本体の上面開
   口部を覆うことのできる蓋部材とから構成されたことを
   特徴とする圧縮木材の成形装置。
6. 【請求項６】 前記ケース本体は、所定の厚みと幅及び
   長さを有する板状体の上面部に長手方向に沿って凹部を
   形成して被圧縮木材の保持部とすると共に、前記凹部の
   左右の側壁外面にそれぞれ長手方向に沿って係合条を形
   成したことを特徴とする請求項５記載の圧縮木材の成形
   装置。
7. 【請求項７】 前記蓋部材は、所定の厚みと幅及び長さ
   を有する板状体の下面部に長手方向に沿って凹部を形成
   すると共に、該凹部の底面中央部に長手方向に沿って前
   記ケース本体に形成した被圧縮木材の保持部の開口部を
   閉止するための凸面部を形成し、かつ左右の側壁内面に
   前記ケース本体の側壁外面に設けた係合条とスライド係
   合することのできる係合条を設けたことを特徴とする請
   求項５記載の圧縮木材の成形装置。
8. 【請求項８】 前記成形金型は、前記ケース本体の左右
   の外側面に沿って移動可能な幅を有する金型本体の下面
   に長手方向に沿って凹部を形成すると共に、該凹部の底
   面を一端開口部から他端開口部に向けて下り勾配で傾斜
   させてケース本体に保持した被圧縮木材を上方から押圧
   する押圧面を形成すると共に、金型本体の表面に前記凹
   部に貫通する複数の水蒸気の吹込孔を設け、他端開口部
   面には前記蓋部材を牽引するための係合部を設けたもの
   であることを特徴とする請求項５記載の圧縮木材の成形
   装置。
9. 【請求項９】 前記ケース本体、成形金型および蓋部材
   は、いずれもアルミニウムもしくはアルミニウムの合金
   によって形成されたものであることを特徴とする請求項
   ５乃至８のいずれかに記載の圧縮木材の成形装置。