(57)【要約】    【課題】  木材の凸状加工技術の作業性を改善し、製造効率向上可能な凸状模様構造製造方法を提供すること。    【解決手段】  本製法は、木材に対して圧入体を圧入して凹状の模様を形成する圧入処理Ｓ１と、凹状の模様を一般面すなわち圧入処理されていない面の方向に復元させて模様構造を得るための復元処理Ｓ５とを備え、復元処理Ｓ５の前に木口の一般面から圧入処理による押し込み深さまでの範囲内で木口の一般面を切削または研削する削除処理Ｓ３とからなる。圧入処理Ｓ１は、予め模様が形成されている金型を圧入体として用いて、これを木材の繊維方向に圧入する処理である。復元処理Ｓ３としては、熱湯等による膨潤処理を用いる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材に対して圧入体を圧入して凹状の模様を形成する圧入処理と、該模様を一般面すなわち圧入処理されていない面の方向に復元させて模様構造を得るための復元処理とを備えてなる模様構造製造方法であって、該圧入処理は、予め模様が形成されている型を圧入体として用いてこれを木材の繊維方向に圧入する処理である、模様構造製造方法。
【請求項２】
木材に対して圧入体を圧入して凹状の模様を形成する圧入処理と、該模様を一般面すなわち圧入処理されていない面の方向に復元させて模様構造を得るための復元処理とを備えてなる模様構造製造方法であって、該圧入処理は、予め模様が形成されている型を圧入体として用いてこれを木材の繊維方向に圧入する処理であり、該復元処理の後、該一般面を超える高さに凸状となった凸状模様構造が得られる、模様構造製造方法。
【請求項３】
前記型は、形成する模様が設けられた金型であることを特徴とする、請求項１または２に記載の模様構造製造方法。
【請求項４】
前記圧入処理における圧入力を、木材の繊維方向の降伏荷重以上破壊荷重以下に設定することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の模様構造製造方法。
【請求項５】
前記復元処理の前に、木口の一般面すなわち圧入処理されていない面から前記圧入処理による押し込み深さまでの範囲内で、該木口の一般面を切削または研削する削除処理が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の模様構造製造方法。
【請求項６】
前記削除処理は前記圧入処理による押し込み深さ位置までなされて前記一般面と前記凹状の模様の底面とが面一に形成されることにより、前記復元処理後、凸状の模様が一般面よりも高く形成されることを特徴とする、請求項５に記載の模様構造製造方法。
【請求項７】
前記復元処理は、前記圧入処理により形成された凹状の模様を、前記一般面の方向に膨潤させて凸状に復元する膨潤処理であることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の模様構造製造方法。
【請求項８】
前記膨潤処理には、液体または蒸気を用いることを特徴とする、請求項７に記載の模様構造製造方法。
【請求項９】
前記膨潤処理には、着色された水または熱湯を用いることを特徴とする、請求項７に記載の模様構造製造方法。
【請求項１０】
木材の木口面に対する圧入体を用いた圧入処理により一旦凹状に形成された模様がその後の一般面すなわち圧入処理されていない面方向への膨潤処理によって凸状に復元されていることによって、木口面に形成された凸状の形状であることを特徴とする、凸状模様構造。
【請求項１１】
請求項１０に記載の凸状模様構造が形成された木材であることを特徴とする、凸状模様体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は凸状模様体および模様構造製造方法に係り、特に、木材の木口面に凸状模様を形成することのできる凸状模様構造の製造方法と、当該凸状模様体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、木材に凸状の模様を製造する方法としては、たとえば、非特許文献１に開示された「木材を用いた視覚障害者用触知図の製作」に関する技術がある。これは、所定の形に加工した金属線等を用いて木材を圧締し、くぼんだ部分まで削りだした後、圧密された部分を復元させて、凸状の模様を製造するものである。
【０００３】
また、木材の木口を加工する例としては、たとえば、特許文献１に開示された技術がある。これは、木材の木口面に対して金型を降伏荷重以上に押圧して圧密することによって、象嵌を製造するものである。
【０００４】
【特許文献１】特許第２６６８１９１号「象嵌装飾体の製造方法」
【非特許文献１】第５６回日本木材学会秋田大会で発表された「木材を用いた視覚障害者用触知図の製作」（田所千明、他）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来の凸状模様の製造方法のうち、非特許文献１開示の技術は、木材の板目面または柾目面を利用することに限定しており、かつ押し込み深さ、押し込む面積も限定されている。すなわち当該技術においては、かかる限界を超える処理を行えば、木材の繊維細胞がずれて破壊が生じることになってしまうからである。これは、木材が、繊維方向よりも半径方向や接線方向において、より結合力が弱いことによる。
【０００６】
破壊が生じると復元はまだら状となり、目的の形状に復元させることができない。また、押し込む金属の先端が曲面でない場合には、金属のエッジが木材の境界面にダレを生じてしまい、押し込む深さが深くなるにしたがって、押し込んだ金属と木材との境界面の角から、主として繊維方向に割れが発生し、木材本体に損傷を発生させかねない。さらに、高温槽浸漬して凸状に復元させたとしても、復元面が毛羽立ってしまい、乾燥によって木材本体に反り狂いが生じ易く、その処理が次工程の負担となり、これを仕上げるための作業性が著しく悪くなるなどの問題もあった。
【０００７】
また特許文献１開示の製造方法においては、木材の木口面に金属を嵌入し、その嵌入は降伏荷重点以上としているが、最大で１ｍｍ程度の嵌入、あるいは面一を想定して、その位置での固定化を目的としている。よって、押し込んだ金型と木材の境界面の角から割れが生じるような深い嵌入は全く想定していない。そもそも当該発明は、凸状に復元することがあり得ない、象嵌を目的としたものである。
【０００８】
したがって本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を除き、また従来技術を踏まえ、木材の凸状加工技術においてその作業性を改善するとともに、製造効率を向上させることのできる、凸状模様構造および模様構造製造方法を提供することである。さらに本発明が解決しようとする課題は、凸状の復元保持を確実に行うことができ、従来の凸状加工技術とは異なって、木材の木口面に凸状模様を形成することのできる、凸状模様構造および模様構造製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者は上記課題について検討した結果、木材の木口面に対し、降伏荷重点以上で金型の端面と接する木材面の境界に割れが発生する深さまで、金型を深く嵌入し、嵌入された面までの間を、他の面を切削あるいは研削して座屈された木材細胞を復元させる方法によって、上記課題が解決可能であることを見出した。また、必要に応じて、金型の押圧力を木材の繊維方向の降伏荷重点以上破壊荷重までを設定したり、金型の押圧ストロークで降伏荷重点以上破壊荷重までの範囲で木口の一般面を切削あるいは研削するよう設定することが有効であること、さらには、押圧された模様をたとえば熱湯や蒸気等により凸状に復元可能であること等を見出して、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下のとおりである。
【００１０】
（１）  木材に対して圧入体を圧入して凹状の模様を形成する圧入処理と、該模様を一般面すなわち圧入処理されていない面の方向に復元させて模様構造を得るための復元処理とを備えてなる模様構造製造方法であって、該圧入処理は、予め模様が形成されている型を圧入体として用いてこれを木材の繊維方向に圧入する処理である、模様構造製造方法。
（２）  木材に対して圧入体を圧入して凹状の模様を形成する圧入処理と、該模様を一般面すなわち圧入処理されていない面の方向に復元させて模様構造を得るための復元処理とを備えてなる模様構造製造方法であって、該圧入処理は、予め模様が形成されている型を圧入体として用いてこれを木材の繊維方向に圧入する処理であり、該復元処理の後、該一般面を超える高さに凸状となった凸状模様構造が得られる、模様構造製造方法。
（３）  前記型は、形成する模様が設けられた金型であることを特徴とする、（１）または（２）に記載の模様構造製造方法。
（４）  前記圧入処理における圧入力を、木材の繊維方向の降伏荷重以上破壊荷重以下に設定することを特徴とする、（１）ないし（３）のいずれかに記載の模様構造製造方法。
（５）  前記復元処理の前に、木口の一般面すなわち圧入処理されていない面から前記圧入処理による押し込み深さまでの範囲内で、該木口の一般面を切削または研削する削除処理が設けられていることを特徴とする、（１）ないし（４）のいずれかに記載の模様構造製造方法。
【００１１】
（６）  前記削除処理は前記圧入処理による押し込み深さ位置までなされて前記一般面と前記凹状の模様の底面とが面一に形成されることにより、前記復元処理後、凸状の模様が一般面よりも高く形成されることを特徴とする、（５）に記載の模様構造製造方法。
（７）  前記復元処理は、前記圧入処理により形成された凹状の模様を、前記一般面の方向に膨潤させて凸状に復元する膨潤処理であることを特徴とする、（１）ないし（６）のいずれかに記載の模様構造製造方法。
（８）  前記膨潤処理には、液体または蒸気を用いることを特徴とする、（７）に記載の模様構造製造方法。
（９）  前記膨潤処理には、着色された水または熱湯を用いることを特徴とする、（７）に記載の模様構造製造方法。
（１０）  木材の木口面に対する圧入体を用いた圧入処理により一旦凹状に形成された模様がその後の一般面すなわち圧入処理されていない面方向への膨潤処理によって凸状に復元されていることによって、木口面に形成された凸状の形状であることを特徴とする、凸状模様構造。
（１１）  （１０）に記載の凸状模様構造が形成された木材であることを特徴とする、凸状模様体。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の凸状模様構造および模様構造製造方法は上述のように構成されるため、これによれば、木材の凸状加工技術において、作業性を改善することができる。また、製造効率を向上させることができる。つまり、木材の繊維方向に押圧し、木口の一般面を押し込んだ面まで切削あるいは研削したものに、水、熱湯あるいは蒸気等による処理を施すことで、凸状模様構造および凸状模様体を形成することができるため、作業がきわめて簡単である。また、切削あるいは研削による削除処理を押し込んだ面まで到達させるのではなくてその手前の任意の深さ位置まで行った場合は、凸状模様の復元はより小さく、場合によっては一般面よりも低い高さの復元にとどまることもある。しかしそれでも、一定の凸状模様構造もしくは模様構造、および凸状模様体もしくは模様体を形成することができる。
【００１３】
本発明によればこのように、従来技術と比較して木材に型を押し込む作業の作業性が向上するだけではなく、凸状模様構造もしくは模様構造、および凸状模様体もしくは模様体の製造効率を大幅に向上させることができ、大量生産にも良好に対応できる。
【００１４】
本発明によればまた、型で押圧された面において座屈している木材の繊維を熱湯等で復元した後は、凸状模様構造もしくは模様構造の状態が、温湿度条件等の環境の影響も受けることなく、固定化されたものとなる。これは、繊維方向においては、他の方向と比較して膨潤率が非常に小さいことによるものである。
【００１５】
本発明によればまた、木材の繊維方向に押圧する範囲（深さ）指定を場所によって適宜に相違させることによって段差を形成し、凸状模様構造もしくは模様構造の復元度合いに変化を与えることができ、木口面に立体感が一層増して変化に富んだ多様な凸状模様構造もしくは模様構造を形成することもできる。
【００１６】
本発明によればまた、熱湯等で模様が復元した後、凸状模様体もしくは模様体の木口面には毛羽等が立たないため、次工程での加工に容易に進むことができるとともに、木口面以外の面の柾目、板目に生じる毛羽は凸状の形が形成されていないので容易に仕上げることができる。つまり、凸状模様構造もしくは模様構造を木口面に形成して凸状模様体もしくは模様体とする本発明だからこそ、かかる利点が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。
図１Ａ、１Ｂは、本発明の模様構造製造方法の流れを示す説明図であり、このうち図１Ａは圧入処理工程を、また図１Ｂは復元処理工程を示す説明図である。また各図とも、本発明製法の要点を示すために模式的に示している。これらに図示するように本製造方法は、木材１に対して圧入体２を圧入して（図中、（i）、（ii））凹状の模様３を形成する(図中、（iii））圧入処理Ｓ１と、模様３を一般面Ｃすなわち圧入処理されていない面の方向に復元させて模様構造４を得るための復元処理Ｓ５(図中、（iv）等）とを備えてなる模様構造製造方法であって、圧入処理Ｓ１は、予め模様が形成されている型を圧入体２として用い、これを木材１の繊維方向に圧入する処理であることを、主たる構成とする。
【００１８】
復元処理Ｓ５としては、後述するように木材を膨潤させる処理を、安価かつ効率的な手段として用いることができる。また圧入体２として用いる型には、形成する模様が設けられた金型を好適に用いることができる。
【００１９】
図において、木材１の樹種は特に限定されない。樹種により得られる模様構造の復元度合いには相違はあるが、各種の木材を本発明ではその対象とすることができる。また本発明は、上述した通り、木材１の繊維方向への圧入処理Ｓ１すなわち木口面への圧入処理を行うことを特徴とする。
【００２０】
かかる構成により本発明の模様構造製造方法では、まず圧入処理Ｓ１によって、木材１の木口面つまり木材の繊維方向に対して、予め模様が形成されている型である圧入体２による圧入がなされて、木口面に凹状の模様３が形成される。その後、復元処理Ｓ５によって、凹状の模様３は一般面Ｃの方向つまり上方に復元していき、模様構造４となる。
【００２１】
図１Ｂに示すように、復元処理Ｓ５によって、一般面Ｃを超える高さに凸状となった凸状の模様構造４（凸状模様構造）を得ることができる（図中、（iv））。しかしながら本発明により得られる模様構造の範囲は、かかる凸状模様構造４には限定されない。たとえば図に並記しているように、復元処理Ｓ５の結果復元された高さが一般面Ｃと同じ（図中、（v））、つまり面一の場合の模様構造４ｃ、あるいは一般面Ｃより低い高さまでの復元による模様構造４ｂ（図中、（vi））も、本発明の模様構造に該当する。
【００２２】
要するに本発明にいう「復元」は、完全に元の位置に戻ることのみを指すのではなく、圧入処理に係る圧力方向に反して、戻り量の如何に関わらず戻ることを指す。すなわち復元処理後の模様構造の高さは、一般面に対する高さに対して、同一、高低、どのような高さであってもよい。しかしながら以下の説明では、本発明の目的に主として合致する凸状模様構造、すなわち復元処理の後に一般面を超える高さに凸状となったものに限定して説明する。
【００２３】
本模様構造製造方法では、圧入処理Ｓ１における圧入力を、木材１の繊維方向の降伏荷重以上破壊荷重以下に設定する。降伏荷重以上でなくては圧入処理を行うことができず、また破壊荷重を超えた圧入力を加えると、その後の復元処理Ｓ５において、凸状模様構造へと復元させることが困難となるからである。
【００２４】
図２は、本発明の凸状模様構造製造方法の構成を示すフロー図である。図示するように本製法は、木材に対して圧入体を圧入して凹状の模様を形成する圧入処理Ｓ１と、該凹状の模様を一般面すなわち圧入処理されていない面の方向に復元させて模様構造を得るための復元処理Ｓ５とを備え、さらに復元処理Ｓ５の前に、木口の一般面から圧入処理による押し込み深さまでの範囲内で、木口の一般面を切削または研削する削除処理Ｓ３が設けられている構成である。なお、圧入処理Ｓ１は、予め模様が形成されている型を圧入体として用いてこれを木材の繊維方向に圧入する処理であることは、図１Ａ等を用いて説明した上述発明と同様である。
【００２５】
かかる構成により本製法では、まず圧入処理Ｓ１によって木材に対して圧入体が圧入されて凹状の模様が形成され、ついで削除処理Ｓ３によって木口の一般面から圧入処理による押し込み深さまでの範囲内で、木口の一般面が切削または研削されて削除され、その後復元処理Ｓ５によって凹状の模様であった部分が上方向に復元せしめられて、凸状模様構造が得られる。
【００２６】
削除処理Ｓ３の処理深さは、圧入処理Ｓ１による押し込み深さ位置までとはせず、それよりも浅くすることも、本発明では除外しない。しかしながら上述した観点から、凸状模様構造を形成するための構成に限定して説明する。
【００２７】
つまり削除処理Ｓ３においては、圧入処理Ｓ１による押し込み深さ位置まで切削または研削処理がなされて、一般面と凹状の模様の底面とが面一に形成されるようにする。これにより、復元処理Ｓ５後、凸状の模様つまり凸状模様構造を、一般面よりも高く形成することができる。
【００２８】
復元処理Ｓ５としては、圧入処理Ｓ１により形成された凹状の模様を、一般面の方向に膨潤させて凸状に復元する膨潤処理を用いることができ、該膨潤処理には、液体または蒸気を用いるものとすることができる。たとえば適宜の温度の水、熱湯、過熱蒸気は安価かつ簡易であり、好適に用いられる。
【００２９】
あるいはまた、着色された水や熱湯、その他の液体を用いることとしてもよい。これにより、木材木口面に凸状模様構造の形成された凸状模様体を、着色されたものとして得ることができる。なお、着色されていない凸状模様体もまた本発明の範囲内であることは、いうまでもない。
【００３０】
図３は、図２に示した本発明製法により得られた凸状模様構造の断面構造を示す顕微鏡写真である。樹種はアカマツである。図示するように、圧入処理・削除処理・復元処理（膨潤処理）を経て、一般面Ｃよりも突出した凸状模様構造４０が形成されている。図中、基準線Ｄより上が、膨潤処理により膨潤した部分である。圧入処理を受けた模様部分が、それ以外の部分と比較して膨潤度合い、復元度合いが大きく、それにより一般面Ｃよりも突出した凸状模様構造４０が形成されている。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明がかかる実施例に限定されるものではない。
比重の異なる７種類の樹種の木材に対して、押し込み深さを一定として、金型を木口面に押し込み処理（圧入処理）した。樹種は、セン、ブナ、キリ、タモ、スギ、マツおよびエンジュである。その後金型を除去し、金型を押し込んだ深さ位置まで、一般面を切削加工して除去した（削除処理）。それから、熱湯（７０〜８０℃）、または熱湯に染料を分散させた水溶液（染色液）を用いて復元処理を行った。染料には市販の草木染めの染料５種を用いた。ロッグウッド、ゲレップ、ラックダイ、エンジュおよびシブキ（いずれも、販売元：新日本造形株式会社）である。
【００３２】
表１は、実施例の製造工程を示すものである。ここに示す通り復元処理は、木材の水への浸漬（以下、「浸水」ともいう。）から始まって、煮染め、水洗い、媒染、水洗い、煮染め、水洗い、最後に乾燥させる手順で行った。表中、「原液」は用いた染料の原液である。また媒染液としてはアルミ媒染液（販売元：新日本造形株式会社）を用いた。また、用いた染色液および媒染液の濃度は、いずれも約２％（Ｖ／Ｖ）、また染色処理に用いた熱湯の温度は、上述の通り７０〜８０℃とした。なお、復元処理を熱湯を用いて行った試験区では、表１に示す手順４までを行った。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
図４Ａおよび４Ｂに、それぞれ本発明実施例の実験条件および結果を示す一覧表を示す。前者は復元処理に熱湯を用いた試験、後者は染色液を用いた試験をまとめたものである。表中の項目「復元深さ（ｍｍ）」は、復元処理後の一般面に対する凸状模様構造の高さを表す。また「復元率（％）」は、押し込み深さに対する復元深さの比率で示している。また、「サケ」および「カッパ」は、金型に形成された模様である。
【００３５】
図示する通り、マツやスギでは復元率が著しく高く、極めて良好な凸状模様構造を形成することができた。またこれらについでブナやキリも復元率は高く、良好な凸状模様構造を形成することができた。これらと比較してその他の樹種はより復元率は低かったが、それでも凸状模様構造を形成することができた。このように、樹種によって復元率は異なるものの、試験した７樹種すべてにおいて、凸状模様構造の形成および凸状模様体の作製を行うことができた。また、すべての樹種において、染料を用いて着色した凸状模様体を作製することができた。
【００３６】
なお、図４Ｂに結果を示したような染色作業が不要な場合は、表１に示したように木材浸水５分＋煮染め１５分（７０〜８０℃の熱湯で）の処理を行えばよいが、復元は熱湯を用いずに行うことも可能である。つまり、常温（１５〜２５℃）の水に木材を２０分間浸水する処理により、復元処理が充分になされることを確認済みである。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の凸状模様体および模様構造製造方法によれば、簡易な方法によって木材表面に凸状模様構造を形成することができ、木材を用いた各種の製品に立体的な装飾を容易に施すことができる。木材を用いた製品は、種々の用途の実用品の他、装飾品、葬祭用具など多岐に亘る分野において存在する。したがって、本発明は産業上利用価値の高い発明である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】本発明の模様構造製造方法の流れを示す説明図のうち、圧入処理工程を示す説明図である。
【図１Ｂ】本発明の模様構造製造方法の流れを示す説明図のうち、復元処理工程を示す説明図である。
【図２】本発明の凸状模様構造製造方法の構成を示すフロー図である。
【図３】図２に示した本発明製法により得られた凸状模様構造の断面構造を示す顕微鏡写真である。
【図４Ａ】本発明実施例の実験条件および結果を示す一覧表である。復元処理に熱湯を用いたものである。
【図４Ｂ】本発明実施例の実験条件および結果を示す一覧表である。復元処理に染色液を用いたものである。
【符号の説明】
【００３９】
１…木材
２…圧入体
３…凹状の模様
４…（凸状）模様構造
４ｂ、４ｃ…模様構造
４０…凸状模様構造
Ｃ…一般面
Ｄ…基準線
Ｓ１…圧入処理
Ｓ３…削除処理
Ｓ５…復元処理
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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