WO2012029708A1

WO2012029708A1 - 圧縮木製品の製造方法

Info

Publication number: WO2012029708A1
Application number: PCT/JP2011/069430
Authority: WO
Inventors: 中野　俊文
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2012-03-08
Also published as: JP2012045906A

Abstract

　圧縮木材を補強するとともに、該圧縮木材の木目や風合いが損なわれない圧縮木製品を得る。この目的のために、本発明は、略椀状をなす木材からなるブランク材を軟化し、圧縮力を加えることによって軟化前とは異なる略椀状の圧縮木材に圧縮する圧縮工程と（ステップＳ３３）、圧縮されたブランク材の内壁面に、溶融した合成樹脂を通さない材料からなる保護膜を取り付ける保護膜取付工程と（ステップＳ３３）、保護膜が内壁面に取り付けられた圧縮木材を射出成形用金型に配置し、合成樹脂を射出成形することによって保護膜１０上に所定形状の樹脂補強部を形成する樹脂補強部成形工程と（ステップＳ３７）、を含む。

Description

圧縮木製品の製造方法

　本発明は、木材を所定の三次元形状に圧縮成形する圧縮木製品の製造方法に関する。

　近年、自然素材である木材が注目されている。木材はさまざまな木目を有するため、原木から形取る箇所に応じて個体差が生じ、その個体差が製品ごとの個性となる。また、長期の使用によって生じる傷や色合いの変化自体も、独特の風合いとなって使用者に親しみを生じさせることがある。これらの理由により、合成樹脂や軽金属を用いた製品にはない、個性的で味わい深い製品を生み出すことの出来る素材として木材が注目されており、その成形技術も飛躍的に進歩しつつある。

　従来より、木材の圧縮成形技術として、軟化処理した状態で圧縮した１枚の木材を仮固定し、この木材を型に入れて回復させることによって三次元形状を有する木材を成形する技術が知られている。この技術により圧縮された木材は、その形状によって木材の繊維方向に応じて強度が強い部分と弱い部分が生じてしまうことがあるため、圧縮木材内部で射出成形された合成樹脂により、木材を補強する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００７－１１８４５７号公報

　しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、加熱されて溶融した合成樹脂が金型から射出されると、圧縮木材に溶融した合成樹脂が含浸し、圧縮木材の表面まで表出して木材製品の特徴である木目や風合いを損なう場合があった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、合成樹脂製の補強部材を簡易に取り付けるとともに、圧縮木材の木目や風合いを損なうことのない圧縮木製品の製造方法を提供することを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る圧縮木製品の製造方法は、木材を圧縮することによって曲面を含む三次元形状を有する圧縮木製品を製造する圧縮木製品の製造方法であって、略椀状をなす木材からなるブランク材を軟化し、圧縮力を加えることによって軟化前とは異なる略椀状の圧縮木材を形成する圧縮工程と、前記圧縮木材の内壁面に、溶融した合成樹脂を通さない材料からなる保護膜を取り付ける保護膜取付工程と、前記保護膜が内壁面に取り付けられた圧縮木材を射出成形用金型に配置し、合成樹脂を射出成形することによって前記保護膜上に所定形状の樹脂補強部を成形する樹脂補強部成形工程と、を含むことを特徴とする。

　また、本発明に係る圧縮木製品の製造方法は、上記発明において、前記圧縮工程および前記保護膜取付工程は、並行して行なうことを特徴とする。

　また、本発明に係る圧縮木製品の製造方法は、上記発明において、前記保護膜の外壁面の形状は、前記圧縮工程後の圧縮木材の内壁面の形状と同一であることを特徴とする。

　また、本発明に係る圧縮木製品の製造方法は、上記発明において、前記圧縮工程後、前記圧縮木材を大気中で加熱しながら圧縮して該圧縮木材の形状と略相似する形状に整形する加熱整形工程を含むことを特徴とする。

　また、本発明に係る圧縮木製品の製造方法は、上記発明において、前記加熱整形工程および前記保護膜取付工程は、並行して行なうことを特徴とする。

　また、本発明に係る圧縮木製品の製造方法は、上記発明において、前記保護膜取付工程は、前記加熱整形工程の後に行うことを特徴とする。

　また、本発明に係る圧縮木製品の製造方法は、上記発明において、前記保護膜の外壁面の形状は、前記加熱整形工程後の圧縮木材の内壁面の形状と同一であることを特徴とする。

　また、本発明に係る圧縮木製品の製造方法は、上記発明において、前記保護膜の材料は、金属または熱硬化性樹脂であることを特徴とする。

　また、本発明に係る圧縮木製品の製造方法は、上記発明において、前記樹脂補強部は、一連の形状をなすことを特徴とする。

　また、本発明に係る圧縮木製品の製造方法は、上記発明において、前記樹脂補強部の一部は、ボス状および／またはリブ状をなすことを特徴とする。

　本発明によれば、圧縮木材と樹脂補強部との間に、溶融した樹脂を遮断する保護膜を形成することにより、圧縮木材への溶融樹脂の含浸を防止して、圧縮木材表面の木目や風合いを保持できるとともに、簡易に樹脂補強部を取り付けることができる圧縮木製品を得ることができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造方法の概要を示すフローチャートである。図２は、本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造工程の形取工程の概要を模式的に示す図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造工程の圧縮工程の概要を模式的に示す図である。図４は、図３のＡ－Ａ線断面図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造工程の圧縮工程において、ブランク材の変形がほぼ完了した状態を示す図である。図６は、本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造工程の乾燥工程終了後の圧縮木材の構成を示す斜視図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造工程の加熱整形および保護膜取付工程の概要を模式的に示す図である。図８は、本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造工程の保護膜取付の概要を示す図である。図９は、本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造方法の加熱整形工程において、一対の加熱整形用凹金型と加熱整形用凸金型とを型締めした状態を模式的に示す図である。図１０は、本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造工程の加熱整形工程後の圧縮木材の構成を示す斜視図である。図１１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造工程の樹脂補強部成形工程の概要を示す斜視図である。図１２は、本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造工程の樹脂補強部成形工程後の圧縮木材の構成を示す斜視図である。図１３は、本発明の実施の形態１の変形例に係る圧縮木製品の製造工程の保護膜取付工程の概要を示す図である。図１４は、本発明の実施の形態１の変形例に係る圧縮木製品の製造工程の保護膜取付工程の概要を示す図である。図１５は、本発明の実施の形態２に係る圧縮木製品の製造方法の概要を示すフローチャートである。図１６は、本発明の実施の形態２に係る圧縮木製品の製造工程の加熱整形工程後の圧縮木材の構成を示す斜視図である。図１７は、本発明の実施の形態２に係る圧縮木製品の製造工程の開口部形成工程後の圧縮木材の構成を示す斜視図である。図１８は、本発明の実施の形態２に係る圧縮木製品の製造工程の保護膜取付工程の概要を示す図である。図１９は、本発明の実施の形態２に係る圧縮木製品の製造工程の保護膜取付工程後の圧縮木材の構成を示す斜視図である。図２０は、本発明の実施の形態２に係る圧縮木製品の製造工程の樹脂補強部成形工程の概要を示す図である。図２１は、本発明の実施の形態２に係る圧縮木製品の製造工程の樹脂補強部成形工程を経て完成した圧縮木材の構成を示す斜視図である。図２２は、本発明の実施の形態２の変形例に係る圧縮木製品の製造工程の保護膜の概要を示す図である。図２３は、本発明の実施の形態３に係る圧縮木製品の製造方法の概要を示すフローチャートである。図２４は、本発明の実施の形態３に係る圧縮木製品の製造工程の圧縮工程の概要を模式的に示す図である。図２５は、図２４のＤ－Ｄ線断面図である。図２６は、本発明の実施の形態３に係る圧縮木製品の製造工程の圧縮工程において、ブランク材の変形がほぼ完了した状態を示す図である。図２７は、本発明の実施の形態３に係る圧縮木製品の製造工程の圧縮工程後の圧縮木材の構成を示す斜視図である。図２８は、本発明の実施の形態３の変形例に係る圧縮木製品の製造工程の保護膜取付工程の概要を示す図である。図２９は、本発明の実施の形態３の変形例に係る圧縮木製品の製造工程の保護膜取付工程の概要を示す図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。なお、以下の説明で参照する図面は模式的なものであって、同じ物体を異なる図面で示す場合には、寸法や縮尺等が異なる場合もある。

（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造方法の処理の概要を示すフローチャートである。まず、原木から略椀状をなすブランク材を形取る（ステップＳ１）。図２は、形取工程の概要を模式的に示す図である。形取工程では、無垢材などの原木１から、略椀状をなすブランク材２を切削等によって形取る。

　ブランク材２は、略長方形の表面を有する平板状の主板部２ａと、主板部２ａの表面で対向する二つの長辺部の各々から主板部２ａに対して湾曲して延在する二つの側板部２ｂと、主板部２ａの表面で対向する二つの短辺部の各々から主板部２ａに対して湾曲して延在する二つの側板部２ｃと、を備える。ブランク材２は、後述する圧縮工程によって減少する分の容積を予め加えた容積を有する。なお、図２では、主板部２ａの木目Ｇがブランク材２の繊維方向と略平行な柾目材を形取った場合を示しているが、形取工程で形取るブランク材は板目材や木口材でもよい。また、ブランク材２の形状はあくまでも一例に過ぎない。すなわち、ここでいう略椀状には、椀状のほか皿状や函形状などの形状も含まれるものとする。

　次に、形取ったブランク材２を、高温高圧の水蒸気雰囲気中で所定時間放置して、ブランク材２を軟化させる（ステップＳ２）。この水蒸気雰囲気は、圧力が０．１～０．６ＭＰａ程度であり、温度が１００～１６０℃程度である。このような水蒸気雰囲気は、圧力容器を用いることによって実現される。圧力容器を用いる場合には、上記水蒸気雰囲気を有する圧力容器の中にブランク材２を放置することによって軟化させればよい。なお、高温高圧の水蒸気雰囲気中でブランク材２を軟化させる代わりに、マイクロ波によってブランク材２を加熱して軟化させてもよい。またブランク材２を煮沸して軟化させてもよい。

　この後、軟化させたブランク材２を圧縮する（ステップＳ３）。この工程では、軟化工程と同じ水蒸気雰囲気中で一対の金型を用いてブランク材２を挟持して圧縮力を加えることにより、ブランク材２を軟化工程前とは異なる略椀状に変形させる。圧力容器の中でブランク材２を軟化させた場合には、引き続きその圧力容器の中でブランク材２を圧縮すればよい。

　図３は、圧縮工程の概要を示すとともに、圧縮工程で使用する圧縮金型１００の要部の構成を示す図である。図４は、図３のＡ－Ａ線断面図である。図３および図４に示すように、ブランク材２は、一対の凹金型１０１、凸金型１０２によって挟持され、所定の圧縮力が加えられる。

　圧縮工程の際にブランク材２の上方から圧縮力を加える凹金型１０１は、ブランク材２の突出している外側面に当接する平滑面を有する凹部１１１を備える。主板部２ａから側板部２ｂにかけて湾曲する部分の表面であって凹金型１０１と対向する側の表面の曲率半径をＲＯとし、この表面に当接する凹部１１１の表面の曲率半径をＲＡとすると、二つの曲率半径ＲＯ、ＲＡは、ＲＯ≧ＲＡという関係を満たす。

　一方、圧縮工程の際にブランク材２の下方から圧縮力を加える凸金型１０２は、ブランク材２の窪んでいる内側面に当接する平滑面を有する凸部１２１を備える。主板部２ａから側板部２ｂにかけて湾曲する部分の表面であって凸金型１０２と対向する側の表面の曲率半径をＲＩとし、この表面に当接する凸部１２１の表面の曲率半径をＲＢとすると、二つの曲率半径ＲＩ、ＲＢは、ＲＩ≧ＲＢという関係を満たす。

　図５は、圧縮工程において、凹金型１０１および凸金型１０２によってブランク材２が挟持されて所定の圧力が加えられた状態を示す図であり、ブランク材２の変形がほぼ完了した状態を示す図である。図５に示す状態で、ブランク材２は、凹金型１０１および凸金型１０２から圧縮力を受けることにより、軟化工程前とは異なる略椀状に変形する。ここでいう略椀状は、凹金型１０１と凸金型１０２が最接近した状態で凹部１１１および凸部１２１が形成する隙間に相当する形状である。ここで、凸金型１０２の凸部１２１の表面は、本実施の形態に係る圧縮木製品の製造方法によって形成されるべき圧縮木製品の形状、すなわち後述する加熱整形および保護膜取り付け工程（ステップＳ６）の後で到達すべき形状（以下、「最終形状」という）と同じ形状をなしている。したがって、圧縮工程後のブランク材２において、凸部１２１と対向して凹状をなす内側面の形状は、最終形状と略等しくなる。これに対して、凹金型１０１の凹部１１１の表面積は、最終形状における略椀状の外側面の表面積よりも大きい。

　圧縮工程が終了した後、凹金型１０１および凸金型１０２によってブランク材２を挟持し、所定の三次元形状に保持したままの状態で、上述した水蒸気雰囲気よりもさらに高温高圧の水蒸気雰囲気を凹金型１０１および凸金型１０２の周囲に形成することにより、ブランク材２の形状を固定化する（ステップＳ４）。このときの水蒸気雰囲気は、圧力が０．６～３．４ＭＰａ程度であるとともに、温度が１６０～２４０℃程度であり、圧縮工程における水蒸気雰囲気よりも高温高圧となるように定められる。この固定化処理を圧力容器中で行う場合には、軟化工程における容器内圧力を上述した範囲に含まれる値とすればよい。

　続いて、凹金型１０１、凸金型１０２、およびブランク材２を大気中へ放出し、ブランク材２を乾燥させる（ステップＳ５）。この際には、凹金型１０１と凸金型１０２を離間することによってブランク材２の乾燥を促進するようにしてもよい。

　図６は、乾燥工程が終了したブランク材２（以下、「圧縮木材３」という）の構成を示す斜視図である。圧縮木材３の略椀状における内側面の形状は、その外側面の形状よりも最終形状に近い。乾燥工程後の圧縮木材３の主板部３ａの肉厚は、圧縮工程前のブランク材２の主板部２ａの厚さの２０～５０％程度であるのが好ましい。ここで、圧縮木材３は、厚さに若干のバラツキを有している可能性がある。そのため、本実施の形態においては、圧縮木材３の肉厚の最小値が、最終形状の肉厚以上となるように設定されることが望ましい。

　乾燥工程の後、大気中で圧縮木材３を加熱しながら圧縮木材３と略相似する形状に加熱整形するとともに、保護膜１０を圧縮木材３の内壁面に取り付ける（ステップＳ６）。後述する圧縮木材への樹脂補強部の取り付けにおいて、該樹脂補強部の材料である合成樹脂を溶融し射出成形させて圧縮木材に取り付けている。保護膜はこの溶融した合成樹脂を通さない材料からなり、たとえば、金属箔または熱硬化性樹脂が使用される。金属箔は、アルミ、銅、錫、鉛、青銅、洋白、ステンレス、チタン合金、ニッケルなどが使用できる。また、熱硬化性樹脂は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド、シリコン樹脂などが使用される。また、耐熱性および耐油性を有する紙なども使用することができる。

　加熱整形および保護膜取付工程は、図７に示す加熱整形装置２００を使用して行う。図７は、加熱整形及び保護膜取付工程の概要を模式的に示す図である。例えば、アルミ箔を保護膜として使用する場合、図８に示すように、加熱整形装置２００の加熱整型用凸金型２０２の凸部２２２上に保護膜１０として使用するアルミ箔を重ね合わせた後、圧縮木材３の加熱整形と保護膜１０の取り付けを並行して行う。加熱整形および保護膜取付工程では、一対の加熱整形用凹金型２０１および保護膜１０で表面を覆われた加熱整形用凸金型２０２を用いて圧縮木材３を挟持することにより、圧縮木材３を整形すると同時に、圧縮木材３の内壁面に保護膜１０を取り付ける。

　加熱整形用凹金型２０１および加熱整形用凸金型２０２の内部には、熱を発生するヒータ２０３、２０４がそれぞれ設けられている。ヒータ２０３、２０４は、温度制御機能を有する制御装置２０５にそれぞれ接続されており、制御装置２０５のもとで発熱し、加熱整形用凹金型２０１および加熱整形用凸金型２０２にそれぞれ熱を加える。制御装置２０５は、圧縮木材３を挟持している時の金型温度を、木質部の非結晶領域が結晶化する温度以上であって木質部の熱分解温度以下となるように制御する。

　図９に示すように、圧縮木材３を、制御装置２０５で加熱整形用凹金型２０１と加熱整形用凸金型２０２とを加熱制御しながら型締めすることにより、保護膜１０を圧縮木材３の内壁面に付着させるとともに、圧縮木材３を最終形状に整形することができる。圧縮木材３を加熱整形により最終形状に圧縮成形する際、圧縮木材３から漏出した樹液により保護膜１０は圧縮木材３内壁面に接着される。また、ブランク材３は、加熱整形工程の最中に木質部の結晶化が進むと同時に木質部の密度が一段と高くなるため、木質部の表面硬度が増加する。その結果、吸湿がなく形状安定性に優れた圧縮木材を得ることができる（以下、加熱整形工程まで終了した圧縮木材３を「圧縮木材４」という）。

　加熱整形用凹金型２０１の凹部２２１の表面積は、図４等に示す凹金型１０１の凹部１１１の表面積よりも小さく、整形代がほぼ均一に設けられているため、加熱整形時に圧縮木材３の外側表面に働く引っ張り力を極力抑えることができる。したがって、加熱整形時における圧縮木材３の表面の割れ等を防止することができる。

　また、圧縮木材３の表面を大気中で加熱整形することにより、木質部の細胞壁の内部に含まれている物質が表面に抽出され、保護膜１０を接着するとともに、その表面に色、艶を生じる。その結果、木材ならではの独特の風合いを醸し出すことができる。なお、金属材料による保護膜は、上述した金属箔を使用するほか、圧縮木材３に金属を蒸着させることにより保護膜を形成してもよい。

　図１０は、圧縮木材３を加熱整形することによって得られる圧縮木材４の構成を示す斜視図である。同図に示す圧縮木材４は、圧縮木材３の主板部３ａおよび側板部３ｂ、３ｃにそれぞれ対応する主板部４ａおよび側板部４ｂ、４ｃを有するとともに、内壁面には一様の厚さの保護膜１０を備える。本実施の形態１では加熱整型用凸金型２０２上に金属箔を重ねた後加熱整形して保護膜を形成しているが、圧縮木材３の内壁面に金属箔を重ねて合わせた後、同様に加熱整形して保護膜を形成することとしてもよい。

　加熱整形後、圧縮木材４の内壁面に対し、補強部材として、ポリカーボネート、ＡＢＳ、またはポリプロピレンなどから成る合成樹脂を付着固定させ、所定の形状をなす樹脂補強部を成形する（ステップＳ７）。図１１は、この樹脂補強部成形工程の概要を示す図であり、図１０の圧縮木材４のＢ－Ｂ線断面図に相当する部分を示す断面図である。この図１１に示す場合、圧縮木材４は、コア金型３０１（射出成形金型）とキャビティ金型３００（射出成形金型）との間の所定の位置に配置される。コア金型３０１には、加熱溶融した合成樹脂を射出する射出部３０３の下端に設けられた吐出用のノズルに接続するスプルー３０２が形成されている。このスプルー３０２は、成形部分と同じ形状をなす空間部３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃなどに接続されており、それらの空間部３０５ａ～３０５ｃを含む空間部に溶融した合成樹脂を注入するための流路をなす。

　以上の構成を有する射出成形金型（コア金型３０１およびキャビティ金型３００）を加熱してその温度を１２０℃程度とした後、３００℃程度に加熱溶融した合成樹脂を射出部３０３から射出することにより、各空間部に合成樹脂を注入する。この注入した合成樹脂が固化した後、コア金型３０１とキャビティ金型３００とを離間する。その際には、固化した合成樹脂を突き当てピン３０４によってコア金型３０１から取り外しながらコア金型３０１をキャビティ金型３００に対して上昇させる。

　図１２は、樹脂補強部成形工程を経て完成した圧縮木材５の構成を示す斜視図である（以下、樹脂補強部成形工程まで終了した圧縮木材４を「圧縮木材５」という）。圧縮木材５は、圧縮木材４の主板部４ａおよび側板部４ｂ、４ｃにそれぞれ対応する主板部５ａおよび側板部５ｂ、５ｃを備え、主板部５ａの内壁面に、合成樹脂部の一部としてボス５２、５３、５４、およびリブ５５、５６が形成されている。これらのボスやリブは連結部５０（合成樹脂部の一部）を介して一体的に繋がった一連の形状をなしている。図１２を図１１と比較すれば明らかなように、空間部３０５ａがボス５２に対応し、空間部３０５ｂがリブ５５に対応し、空間部３０５ｃが連結部５０のモールド部分に対応している。このモールド部分は連結部５０等の保護膜１０との接触面を介し保護膜１０と接着している。保護膜１０と連結部５０との接着力が所望する程度に得られない場合は、連結部５０を圧縮木材５の主板部５ａにビス止めして固定してもよい。

　このように、樹脂補強部成形工程においては、内壁面に保護膜１０を備えた圧縮木材４に対して溶融樹脂の射出成形を行っているため、圧縮木材４への溶融樹脂の含浸を防止して、木目や風合いが損なわれない圧縮木材５を製造することが可能になる。また、圧縮木材４に対して通常の射出成形技術を適用することにより、補強部材としての樹脂補強部を圧縮木材４に対して容易にかつ確実に付着固定させることができる。圧縮木材４は、無圧縮状態の木材とは異なり形状が固定されている。このため、樹脂補強部を成形することによって圧縮木材５の形状や圧縮木材５の繊維方向等の条件に応じた補強を容易にかつ適確に実現することができる。なお、樹脂補強部成形工程は上述した方法に限定されるわけではなく、一般的な射出成形技術（アウトサート成形、インサート成形、モールド成形などに関する技術を含む）の中から、圧縮木材の形状や素材、樹脂補強部の形状や素材などの条件に応じて最適な方法を選択すればよい。

　樹脂補強部成形工程の後、圧縮木材５の所定箇所に切削等によって開口部や切欠きなどを形成し、最終形状である圧縮木製品とする。このような開口部を有する圧縮木材を用いて製造される圧縮木製品は、例えば小型デジタルカメラの外装材の一部をなすカバー部材として使用される。

　以上説明した本発明の実施の形態１に係る圧縮木製品の製造方法によれば、樹脂補強部を簡易に取り付けることができるだけでなく、樹脂補強部を射出成形により圧縮木材に取り付ける際に、保護膜により溶融樹脂の圧縮木材への含浸を遮蔽することができるので、圧縮木材の木目や風合いを損なうことなく樹脂補強部を取り付けることが可能となる。

　一方、本実施の形態１の変形例として、保護膜を熱硬化性樹脂で形成し、圧縮木材の内壁面に取り付けた後、樹脂補強部を成形する圧縮木製品の製造方法が例示される。本実施の形態１の変形例に係る保護膜は、図１３および図１４に示す加熱整形装置２００Ａを使用して成形する。

　図１３および図１４は、本発明の実施の形態１の変形例に係る圧縮木製品の製造工程の保護膜取付工程の概要を示す図である。加熱整形用凸金型２０８上に未硬化の液状熱硬化性樹脂１０ａを所定量載置した後、加熱整形用凹金型２０６および加熱整形用凸金型２０８により液状熱硬化性樹脂１０ａを挟持して、制御装置２０５の制御のもと、加熱整形用凹金型２０６および加熱整形用凸金型２０８内に内蔵されるヒータ２０７および２０９で液状熱硬化性樹脂１０ａを加熱することにより、熱硬化性樹脂の保護膜１０ｂを形成する。保護膜１０ｂの外壁面の形状は、保護膜１０ｂが取り付けられる加熱整形された圧縮木材３の内壁面の形状と同一形状とするのが好ましい。したがって、加熱整形用凹金型２０６の凹部２１０の形状は、加熱整形工程後の圧縮木材３の内壁面の形状と同一とする。形成された保護膜１０ｂは、図７に示す加熱整形装置２００を用いて、圧縮木材３とともに加熱整形することにより、最終形状に加熱整形された圧縮木材３の内壁面に接着される。

　本発明の実施の形態１に係る変形例では、加熱整形装置２００Ａを使用して保護膜１０ｂを形成したが、保護膜１０ｂの外壁面の形状を加熱整形後の圧縮木材３の内壁面の形状と略同一形状に成形できるものであれば、加熱整形装置はいかなる構成を有していてもよい。

　また、硬化剤添加により硬化する二液混合型の熱硬化性樹脂や、常温硬化する熱硬化性樹脂を保護膜として使用する場合は、二液混合型の熱硬化性樹脂または常温硬化型の熱硬化性樹脂を加熱整形装置２００の加熱整形用凸金型２０２に塗布し、二液混合型の熱硬化性樹脂または常温硬化型の熱硬化性樹脂を硬化させた後、加熱整形装置２００により、圧縮木材３とともに加熱整形することにより圧縮木材３の内壁面に接着してもよい。

　あるいは、圧縮木材３の内壁面に直接二液混合型の熱硬化性樹脂または常温硬化型の熱硬化性樹脂を塗布し、二液混合型の熱硬化性樹脂または常温硬化型の熱硬化性樹脂が硬化した後、加熱整形装置２００を用いて、圧縮木材３とともに加熱整形することにより圧縮木材３の内壁面に接着してもよい。

（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２に係る圧縮木製品の製造方法は、ブランク材を最終形状の圧縮木材に加熱整形し、開口部を形成した後、あらかじめ圧縮木材の形状等に合わせて成形した保護膜を取り付け、樹脂補強部を射出成形により取り付ける。

　図１５は、本発明の実施の形態２に係る圧縮木製品の製造方法の処理の概要を示すフローチャートである。ステップＳ２１～ステップＳ２５は、実施の形態１のステップＳ１～ステップＳ５と同様に、原木から略椀状をなすブランク材２を形取り（ステップＳ２１）、形取ったブランク材２を、高温高圧の水蒸気雰囲気中で所定時間放置して、ブランク材２を軟化し（ステップＳ２２）、軟化させたブランク材２を圧縮後（ステップＳ２３）、圧縮された圧縮木材の形状を固定化し（ステップＳ２４）、圧縮木材を乾燥させる（ステップＳ２５）。

　乾燥工程の後、大気中で圧縮木材を加熱しながら圧縮木材と略相似する形状に整形する（ステップＳ２６）。実施の形態２に係る圧縮木製品の製造方法の加熱整形工程（ステップＳ２６）は、図７および図９に示す加熱整形装置において、加熱整形用凸金型２０２に保護膜１０を取り付けていない状態で、加熱整形用凹金型２０１および加熱整形用凸金型２０２により圧縮木材３を加熱しながら挟持して整形する。図１６は、圧縮木材３を加熱整形することによって得られる圧縮木材６の構成を示す斜視図である（以下、加熱整形工程まで終了した圧縮木材３を「圧縮木材６」という）。同図に示す圧縮木材６は、圧縮木材３の主板部３ａおよび側板部３ｂ、３ｃにそれぞれ対応する主板部６ａおよび側板部６ｂ、６ｃを有する。

　加熱整形工程の後、圧縮木材６の所定箇所に切削等によって開口部を形成する（ステップＳ２７）。図１７は、開口部形成工程後の圧縮木材７の構成を示す斜視図である（以下、開口部形成工程まで終了した圧縮木材６を「圧縮木材７」という）。同図に示す圧縮木材７は、圧縮木材６の主板部６ａおよび側板部６ｂ、６ｃにそれぞれ対応する主板部７ａおよび側板部７ｂ、７ｃを有するとともに、開口部７１を有する。

　開口部７１形成後、圧縮木材７の内壁面に保護膜１０ｃを取り付ける（ステップＳ２８）。樹脂補強部を射出成形する際、保護膜１０ｃは溶融した合成樹脂の圧縮木材７への含浸を遮断する。図１８に示すように、保護膜１０ｃの外壁面は圧縮木材７の内壁面と隙間なく密着する形状に加工し、金属または熱硬化性樹脂等を原料として、切削または鋳造等により形成する。保護膜１０ｃは、その中央部に、圧縮木材７の開口部７１に対応する開口部１３を有し、開口部１３から鉛直方向に圧縮木材７の開口部７１を覆う縦壁部１２を有する。縦壁部１２の外径は圧縮木材７の開口部７１の内径と同一であり、また、縦壁部１２は圧縮木材７の開口部７１の内壁面をすべて覆う形状とする。使用される金属および熱硬化性樹脂は、実施の形態１と同様の材料が使用できる。保護膜１０ｃは、接着剤等により圧縮木材７の内壁面に取り付けられる。

　図１９は、圧縮木材７に保護膜１０ｃを取り付けた圧縮木材８の構成を示す斜視図である（以下、保護膜取付工程まで終了した圧縮木材７を「圧縮木材８」という）。同図に示す圧縮木材８は、圧縮木材７の主板部７ａおよび側板部７ｂ、７ｃにそれぞれ対応する主板部８ａおよび側板部８ｂ、８ｃを有し、また、開口部７１に対応する開口部８１を有するとともに、内壁面には一様の厚さの保護膜１０ｃを備える。

　保護膜１０ｃの取り付け後、圧縮木材８の内壁面に対し、補強部材として、ポリカーボネート、ＡＢＳ、またはポリプロピレンなどから成る合成樹脂を付着固定させ、所定の形状をなす樹脂補強部を成形する（ステップＳ２９）。図２０は、この樹脂補強部成形工程の概要を示す図であり、図１９の圧縮木材８のＣ－Ｃ線断面図に相当する部分を示す断面図である。この図２０に示す場合、圧縮木材８は、コア金型３１１（射出成形金型）とキャビティ金型３１０（射出成形金型）との間の所定の位置に配置される。コア金型３１１には、加熱溶融した合成樹脂を射出する射出部３１３の下端に設けられた吐出用のノズルに接続するスプルー３１２が形成されている。このスプルー３１２は、成形部分と同じ形状をなす空間部３１５ａ、３１５ｂ、３１５ｃなどに接続されており、それらの空間部３１５ａ～３１５ｃを含む空間部に溶融した合成樹脂を注入するための流路をなす。

　以上の構成を有する射出成形金型（コア金型３１１およびキャビティ金型３１０）を加熱してその温度を１２０℃程度とした後、３００℃程度に加熱溶融した合成樹脂を射出部３１３から射出することにより、各空間部に合成樹脂を注入する。この注入した合成樹脂が固化した後、コア金型３１１とキャビティ金型３１０とを離間する。その際には、固化した合成樹脂を突き当てピン３１４によってコア金型３１１から取り外しながらコア金型３１１をキャビティ金型３１０に対して上昇させる。

　図２１は、樹脂補強部成形工程を経て完成した圧縮木製品９の構成を示す斜視図である（以下、樹脂補強部成形工程まで終了した圧縮木材８を「圧縮木製品９」という）。圧縮木製品９は、圧縮木材８の主板部８ａおよび側板部８ｂ、８ｃにそれぞれ対応する主板部９ａおよび側板部９ｂ、９ｃを備え、主板部９ａの内壁面に、合成樹脂部の一部としてボス９２、９３、９４、およびリブ９５、９６が形成されている。これらのボスやリブは連結部９０（樹脂補強部の一部）を介して一体的に繋がった一連の形状をなしている。図２１を図２０と比較すれば明らかなように、空間部３１５ａがボス９２に対応し、空間部３１５ｂがリブ９５に対応し、空間部３１５ｃが連結部９０のモールド部分に対応している。このモールド部分は連結部９０等の保護膜１０ｃとの接触面を介し保護膜１０ｃと接着している。保護膜１０ｃと連結部９０との接着力が所望する程度に得られない場合は、連結部９０を圧縮木製品９の主板部９ａにビス止めして固定してもよい。

　このように、樹脂補強部成形工程においては、内壁面に保護膜１０ｃを備えた圧縮木材８に対して溶融樹脂の射出成形を行っているため、圧縮木材８への溶融樹脂の含浸を防止して、木目や風合いが損なわれない圧縮木製品９を製造することができる。また、圧縮木材８に対して通常の射出成形技術を適用することにより、補強部材としての樹脂補強部を圧縮木材８に対して容易にかつ確実に付着固定させることができる。圧縮木材８は、無圧縮状態の木材とは異なり形状が固定されている。このため、合成樹脂部を形成することによって圧縮木製品９の形状や圧縮木製品９の繊維方向等の条件に応じた補強を容易にかつ適確に実現することができる。

　本実施の形態２では、保護膜１０ｃを接着剤により圧縮木材７に取り付けているが、図２２に示すような保護膜１０ｄを圧縮木材７に取り付けてもよい。図２２は、本発明の実施の形態２の変形例１に係る圧縮木製品の製造工程の保護膜１０ｄの概要を示す図である。図２２に示すように、保護膜１０ｄは、圧縮木材７と接する外壁面に複数の突起部１４を備える。保護膜１０ｄを圧縮木材７に押圧し、突起部１４を圧縮木材７の内壁面内に突出させることにより保護膜１０ｄを圧縮木材７に取り付ける。保護膜１０ｄは、保護膜１０ｃと同様の材料を用いて、図２２に示すような形状に予め切削または鋳造等により加工される。このような保護膜１０ｄを圧縮木材７に取り付けた場合も、樹脂補強部成形の際、溶融した樹脂の圧縮木材への含浸を防止することが出来る。

　本実施の形態２において、硬化剤添加により硬化する二液混合型の熱硬化性樹脂や、常温硬化する熱硬化性樹脂を保護膜として使用する場合は、二液混合型の熱硬化性樹脂または常温硬化型の熱硬化性樹脂を開口部形成工程まで終了した圧縮木材７の内壁面に直接塗布し、二液混合型の熱硬化性樹脂または常温硬化型の熱硬化性樹脂が硬化した後、所定の形状をなす樹脂補強部を成形するようにしてもよい。

（実施の形態３）
　本発明の実施の形態３に係る圧縮木製品の製造方法は、ブランク材を軟化し、圧縮力を加えることによって軟化前とは異なる略椀状の圧縮木材に圧縮する圧縮工程において、保護膜を取り付け、その後、圧縮木材の固定化、乾燥および加熱整形を行った後、樹脂補強部を射出成形により取り付ける。

　図２３は、本発明の実施の形態３に係る圧縮木製品の製造方法の処理の概要を示すフローチャートである。ステップＳ３１およびステップＳ３２は、実施の形態１のステップＳ１およびステップＳ２と同様に、原木から略椀状をなすブランク材２を形取り（ステップＳ３１）、形取ったブランク材２を、高温高圧の水蒸気雰囲気中で所定時間放置して、ブランク材２を軟化する（ステップＳ３２）。形取工程および軟化工程は、実施の形態１と同様にして行なう。

　この後、ブランク材２を圧縮するとともに、ブランク材２の内壁面に保護膜を取り付ける（ステップＳ３３）。この工程では、軟化工程と同じ水蒸気雰囲気中で一対の金型、凹金型１０１、凸金型１０３を用いてブランク材２を挟持して圧縮力を加えることにより、ブランク材２を軟化工程前とは異なる略椀状に変形させるとともに、ブランク材２の内壁面に保護膜１０ｄを取り付ける。実施の形態３で保護膜の材料として使用される金属および熱硬化性樹脂は、実施の形態１と同様の材料が使用できる。

　図２４は、圧縮工程の概要を示すとともに、圧縮工程で使用する圧縮金型１００Ａの要部の構成を示す図である。図２５は、図２４のＤ－Ｄ線断面図である。図２４および図２５に示すように、ブランク材２は、凸部に保護膜１０ｄが重ね合わせられた凸金型１０３と、凹金型１０１によって挟持され、所定の圧縮力が加えられることにより、ブランク材２を圧縮するとともに、ブランク材２の内壁面に保護膜１０ｄを取り付ける。

　図２６は、圧縮工程において、凹金型１０１および凸金型１０３によってブランク材２が挟持されて所定の圧力が加えられた状態を示す図であり、ブランク材２の変形がほぼ完了した状態を示す図である。図２６に示す状態で、ブランク材２は、凹金型１０１および凸金型１０３から圧縮力を受けることにより、軟化工程前とは異なる略椀状に変形するとともに、内壁面に保護膜１０ｄが取り付けられる。

　圧縮工程が終了した後、凹金型１０１および凸金型１０３によってブランク材２を挟持し、所定の三次元形状に保持したままの状態で、上述した水蒸気雰囲気よりもさらに高温高圧の水蒸気雰囲気を凹金型１０１および凸金型１０３の周囲に形成することにより、ブランク材２の形状を固定化する（ステップＳ３４）。その後、凹金型１０１、凸金型１０３、およびブランク材２を大気中へ放出し、ブランク材２を乾燥させる（ステップＳ３５）。固定化工程および乾燥工程は、実施の形態１と同様にして行なう。

　図２７は、乾燥工程が終了したブランク材２（以下、「圧縮木材１１」という）の構成を示す斜視図である。圧縮木材１１は、ブランク材２の主板部２ａおよび側板部２ｂ、２ｃにそれぞれ対応する主板部１１ａおよび側板部１１ｂ、１１ｃを有するとともに、内壁面には一様の厚さの保護膜１０ｄを備える。本実施の形態３では凸金型１０３上に保護膜１０ｄを重ねた後圧縮して保護膜を取り付けているが、ブランク材２の内壁面に保護膜１０ｄを重ねて合わせた後、同様に圧縮して保護膜１０ｄを取り付けてもよい。

　乾燥工程の後、大気中で圧縮木材１１を加熱しながら圧縮木材１１と略相似する形状に整形する（ステップＳ３６）。加熱整形工程の後、圧縮木材１１の内壁面に対し、補強部材として、ポリカーボネート、ＡＢＳ、またはポリプロピレンなどから成る合成樹脂を射出成形により付着固定させ、所定の形状をなす樹脂補強部を成形する（ステップＳ３７）。

　実施の形態３では、圧縮工程において、ブランク材２を圧縮するのと並行してブランク材２の内壁面に保護膜１０ｄを取り付け、固定、乾燥工程後、加熱整形工程を経て樹脂補強部を成形する。実施の形態３に係る圧縮木製品の製造方法においても、内壁面に保護膜１０ｄを備えた圧縮木材に対して溶融樹脂の射出成形を行っているため、圧縮木材への溶融樹脂の含浸を防止して、木目や風合いが損なわれない圧縮木製品を製造することが可能になる。なお、本実施の形態３では、樹脂補強部成形工程前に加熱整形を行う方法を例示しているが、これはあくまで例示であって、加熱整形を行わずに樹脂補強部を成形しても同様の効果を得ることが可能である。

　ここで、本実施の形態３の変形例として、保護膜を熱硬化性樹脂で形成し、形成した保護膜をブランク材の圧縮工程において並行して取り付けた後、樹脂補強部を成形する圧縮木製品の製造方法が例示される。本実施の形態３の変形例に係る保護膜は、図２８および図２９に示す加熱整形装置２００Ｂを使用して成形する。

　図２８および図２９は、本発明の実施の形態３の変形例に係る圧縮木製品の製造工程の保護膜取付工程の概要を示す図である。加熱整形用凸金型２１３上に未硬化の液状熱硬化性樹脂１０ａを所定量載置した後、加熱整形用凹金型２１１および加熱整形用凸金型２１３により液状熱硬化性樹脂１０ａを挟持して、制御装置２０５の制御のもと、加熱整形用凹金型２１１および加熱整形用凸金型２１３内に内蔵されるヒータ２１２および２１４で液状熱硬化性樹脂１０ａを加熱することにより、熱硬化性樹脂の保護膜１０ｅを形成する。保護膜１０ｅの外壁面の形状は、保護膜１０ｅが取り付けられる圧縮されたブランク材２の内壁面の形状と同一形状とするのが好ましい。したがって、加熱整形用凹金型２１１の凹部２１５の形状は、圧縮されたブランク材２の内壁面の形状と同一とする。形成された保護膜１０ｅは、図２４および図２５に示す圧縮金型１００Ａにより、ブランク材２とともに圧縮することによりブランク材２の内壁面に接着される。

　本発明の実施の形態３に係る変形例では、加熱整形装置２００Ｂを使用して保護膜１０ｅを形成したが、保護膜１０ｅの外壁面の形状が圧縮されたブランク材２の内壁面の形状と略同一形状に成形できるものであれば、加熱整形装置はいかなる構成を有していてもよい。

　また、硬化剤添加により硬化する二液混合型の熱硬化性樹脂や、常温硬化する熱硬化性樹脂を保護膜として使用する場合は、二液混合型の熱硬化性樹脂または常温硬化型の熱硬化性樹脂を圧縮金型１００Ａの凸金型１０３に塗布し、二液混合型の熱硬化性樹脂または常温硬化型の熱硬化性樹脂を硬化させた後、図２４等に示す圧縮金型１００Ａを用いて、ブランク材２とともに圧縮することにより、圧縮されたブランク材２の内壁面に接着してもよい。

　あるいは、ブランク材２の内壁面に直接二液混合型の熱硬化性樹脂または常温硬化型の熱硬化性樹脂を塗布し、二液混合型の熱硬化性樹脂または常温硬化型の熱硬化性樹脂が硬化した後、圧縮金型１００Ａを用いて、ブランク材２とともに圧縮することによりブランク材２の内壁面に接着してもよい。

　なお、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。

　本発明に係る圧縮木製品の製造方法によって製造された圧縮木製品は、電子機器用外装体として有用であり、特にデジタルカメラの外装体として好適に使用できる。また、本発明に係る圧縮木製品の製造方法によって製造された圧縮木製品は、例えば食器、各種筐体、建材などにも適用可能である。

　１　原木
　２　ブランク材
　２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、８ａ、９ａ、１１ａ　主板部
　２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃ、４ｂ、４ｃ、５ｂ、５ｃ、６ｂ、６ｃ、７ｂ、７ｃ、８ｂ、８ｃ、９ｂ、９ｃ、１１ｂ、１１ｃ　側板部
　３、４、５、６、７、８、１１　圧縮木材
　９　圧縮木製品
　１０、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ　保護膜
　７１、８１、９１　開口部
　５０、９０　連結部
　５２、５３、５４、９２、９３、９４　ボス
　５５、５６、９５、９６　リブ
　１００、１００Ａ　圧縮金型
　１０１　凹金型
　１０２、１０３　凸金型
　１１１、２２１、２１５　凹部
　１２１、２２２　凸部
　２００、２００Ａ、２００Ｂ　加熱整形装置
　２０１、２０６、２１１　加熱整形用凹金型
　２０２、２０８、２１３　加熱整形用凸金型
　２０３、２０４、２０７、２０９、２１２、２１４　ヒータ
　２０５　制御装置
　３００、３１０　キャビティ金型
　３０１、３１１　コア金型
　３０２、３１２　スプルー
　３０３、３１３　射出部
　３０４、３１４　突き当てピン
　３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ、３１５ａ、３１５ｂ、３１５ｃ　空間部
　Ｇ　木目

Claims

　木材を圧縮することによって曲面を含む三次元形状を有する圧縮木製品を製造する圧縮木製品の製造方法であって、
　略椀状をなす木材からなるブランク材を軟化し、圧縮力を加えることによって軟化前とは異なる略椀状の圧縮木材を形成する圧縮工程と、
　前記圧縮木材の内壁面に、溶融した合成樹脂を通さない材料からなる保護膜を取り付ける保護膜取付工程と、
　前記保護膜が内壁面に取り付けられた圧縮木材を射出成形用金型に配置し、合成樹脂を射出成形することによって前記保護膜上に所定形状の樹脂補強部を成形する樹脂補強部成形工程と、
　を含むことを特徴とする圧縮木製品の製造方法。
　前記圧縮工程および前記保護膜取付工程は、並行して行なうことを特徴とする請求項１に記載の圧縮木製品の製造方法。
　前記保護膜の外壁面の形状は、前記圧縮工程後の圧縮木材の内壁面の形状と同一であることを特徴とする請求項２に記載の圧縮木製品の製造方法。
　前記圧縮工程後、前記圧縮木材を大気中で加熱しながら圧縮して該圧縮木材の形状と略相似する形状に整形する加熱整形工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の圧縮木製品の製造方法。
　前記加熱整形工程および前記保護膜取付工程は、並行して行なうことを特徴とする請求項４に記載の圧縮木製品の製造方法。
　前記保護膜取付工程は、前記加熱整形工程の後に行うことを特徴とする請求項４に記載の圧縮木製品の製造方法。
　前記保護膜の外壁面の形状は、前記加熱整形工程後の圧縮木材の内壁面の形状と同一であることを特徴とする請求項５または６に記載の圧縮木製品の製造方法。
　前記保護膜の材料は、金属または熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載の圧縮木製品の製造方法。
　前記樹脂補強部は、一連の形状をなすことを特徴とする請求項１～８のいずれか一つに記載の圧縮木製品の製造方法。
　前記樹脂補強部の一部は、ボス状および／またはリブ状をなすことを特徴とする請求項１～９のいずれか一つに記載の圧縮木製品の製造方法。