(57)【要約】【課題】  軟化、圧縮した木材を単板に加工する単板の製造方法並びにその製造された単板を用いて三次元に曲面加工する単板の三次元加工方法であって、単板形成工程において木材の回復が起こらない単板の三次元加工方法を提供すること。【解決手段】  軟化処理した木材を側面側から加圧圧縮し、第１の温度条件下で仮固定する圧縮工程と、圧縮した木材を第２の温度条件下で軟化処理して単板を形成する単板形成工程とからなり、第１の温度条件の温度を第２の温度条件の温度よりも高く設定してあることを特徴とする単板の製造方法及び該単板を回復させながら三次元方向に加圧成形する単板の三次元加工方法とすること。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟化処理した木材を側面側から加圧圧縮し、第１の温度条件下で仮固定する圧縮工程と、圧縮した木材を第２の温度条件下で軟化処理して単板を形成する単板形成工程とからなり、第１の温度条件の温度を第２の温度条件の温度よりも高く設定してあることを特徴とする単板の製造方法。
【請求項２】
前記第１の温度条件を１２０℃〜１６０℃、第２の温度条件を４０℃〜９０℃に設定した請求項１に記載の単板の製造方法。
【請求項３】
前記第１の温度条件を１６０℃〜２００℃、第２の温度条件を４０℃〜９０℃に設定した請求項１に記載の単板の製造方法。
【請求項４】
圧縮した木材を圧縮面に対して垂直にスライスして単板を形成することを特徴とする請求項２または３に記載の単板の製造方法。
【請求項５】
圧縮した木材を圧縮面に対して平行にスライスして単板を形成することを特徴とする請求項３に記載の単板の製造方法。
【請求項６】
軟化処理した木材を側面側から加圧圧縮し、第１の温度条件下で仮固定する圧縮工程と、圧縮した木材を第２の温度条件下で軟化処理して単板を形成する単板形成工程と、該単板を回復させながら三次元方向に加圧成形する成形工程とからなり、前記第１の温度条件を１２０℃〜１６０℃、第２の温度条件を４０℃〜９０℃に設定し、圧縮した木材を圧縮面に対して垂直にスライスして単板を形成することを特徴とする単板の三次元加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟化、圧縮した木材から単板を加工する単板の製造方法及び、その製造された単板を三次元に曲面加工する単板の三次元加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から木材の三次元加工の方法として、プレス型による方法や、軟化処理を施した木材にプレス型を用いて曲面加工して変形を固定する方法が存在する。しかしながら、プレス型による木材の曲面加工では、木材の伸び作用を受ける部分で割れるなどの破壊が起きるため、加工程度の少ない限られた形状にしか適さなかった。また、軟化処理した木材をプレス型により曲面加工する場合には、加工の自由度は広がるものの複雑な曲面加工には、依然、割れ等の問題が残り加工程度に限度があった。
【０００３】
このような状況に鑑み、本発明者は、軟化、圧縮された木材の回復を利用して、割れなどを起こさず複雑な曲面加工を可能にする木材の三次元加工方法を開発し、これについて過去にも出願している。
【特許文献１】特開平１１−７７６１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、木材を薄くスライスした突板は、その材面の美しさから床のフローリング材等で使用されているが、繊維に垂直方向に引っ張り応力をかけたり、曲げ変形を与えたりすることによって容易に繊維方向に沿って破れてしまい、その強度の低さから取り扱いが困難であった。他方で、表面加工を高めるために圧縮成形加工によって、１０ｍｍ程度の板材を４〜６ｍｍに圧縮したり、表面のみを厚密化したりしてフローリング材に供することは行われているが、板材を一枚ずつ圧縮成形加工する必要があり量産できないものであった。そこで、その解決手段として、前述の過去の出願に記載の技術を利用し、軟化、圧縮した大きな木材のブロックをスライスして、強度の大きい突板を大量に生産することが考えられる。
【０００５】
また、例えば、従来のスピーカー振動板は、紙パルプやプラスチック、金属などが素材として使われるのが主流であったが、木材が振動の伝播速度と内部損失の２つのバランスがとれていることから素材として使用されるに至っている。素材として木材を使用したスピーカー振動板は、スピーカー振動板の厚みが薄いため突板から加工されるが、その際、継ぎ目、ひび、割れ等がない加工が望ましい。そこで、その解決手段として、前述の過去の出願に記載の技術を利用し、木材を軟化、圧縮した後に、単板に加工する工程を挟んで単板を回復させつつ、スピーカー振動板を成形することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、木材を軟化、圧縮、仮固定する圧縮工程の後、突板を形成する工程において、まず、突板を形成し易くするために軟化処理を行う必要があるが、過去の出願に記載の技術における圧縮工程での仮固定温度では、突板形成工程で軟化処理をしたときに木材が回復してしまうので、圧縮された状態の突板を得ることができず、また、その後の突板を回復させつつ、スピーカー振動板を成形する加工を行うことができない。
【０００７】
そこで、本発明は、軟化、圧縮した木材を単板に加工する単板の製造方法並びにその製造された単板を用いて三次元に曲面加工する単板の三次元加工方法であって、単板形成工程において木材の回復が起こらない単板の三次元加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために講じた本発明にいう単板の製造方法の構成を説明すると、本発明の単板の製造方法は、軟化処理した木材を側面側から加圧圧縮し、第１の温度条件下で仮固定する圧縮工程と、圧縮した木材を第２の温度条件下で軟化処理して単板を形成する単板形成工程とからなり、第１の温度条件の温度を第２の温度条件の温度よりも高く設定してあることを特徴とする単板の製造方法である。なお、第２の温度条件に設定するということは、第１の温度条件下で仮固定された圧縮木材を一旦常温に冷却した後、第２の温度条件の範囲まで加熱して単板を形成する場合や、第１の温度条件下で仮固定された圧縮木材をそのまま第２の温度条件の範囲まで冷却して単板を形成する場合等を含み、第１の温度条件下で仮固定した後に、第２の温度条件下で軟化処理をする間での温度変化の過程にかかわらず、軟化処理して単板を形成する際には、第２の温度条件下の範囲内に置くということを意味する。
【０００９】
また、本発明にいう単板の三次元加工方法の構成を説明すると、本発明の単板の三次元加工方法は、軟化処理した木材を側面側から加圧圧縮し、第１の温度条件下で仮固定する圧縮工程と、圧縮した木材を第２の温度条件下で軟化処理して単板を形成する単板形成工程と、該単板を回復させながら三次元方向に加圧成形する成形工程とからなり、前記第１の温度条件を１２０℃〜１６０℃、第２の温度条件を４０℃〜９０℃に設定し、圧縮した木材を圧縮面に対して垂直にスライスして単板を形成することを特徴とする単板の三次元加工方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の単板の製造方法によれば、圧縮加工後の圧縮木材を仮固定する温度を、単板を形成する時の軟化処理の温度よりも高い温度で行うので、単板形成工程で圧縮木材が回復せず、圧縮状態を維持したままの強度の大きい単板を得ることができ、また、圧縮木材から単板を製造することによって、単板の製造枚数は減少するものの、単板の強度が向上して量産化ができ、破損する割合が減少することで最終的には生産効率が向上することが予想される。さらに、軟質の針葉樹材からでもフローリング材としての利用に耐える表面硬度を有した硬質の単板が容易に製造でき、生産効率の向上によって針葉樹材の用途拡大が期待できる。
【００１１】
また、本発明の単板の三次元加工方法によれば、単板を三次元加工する成形工程において生じ易いひび、割れの発生を、圧縮した単板を回復させつつ成形することによって抑制することができ、きれいな曲面を有する三次元加工品を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の単板の製造方法を実施するにあたって、前記第１の温度条件を１２０℃〜１６０℃、第２の温度条件を４０℃〜９０℃に設定するのがよく、これにより、圧縮加工後第１の温度条件で仮固定された圧縮木材は、単板形成工程において第２の温度条件で軟化処理されたときに回復しないので、圧縮状態を維持したままの強度の大きい単板を得ることができ、また、必要に応じて所定の温度条件下で回復成形させて三次元加工が可能な単板を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の単板の製造方法を実施するにあたって、前記第１の温度条件を１６０℃〜２００℃、第２の温度条件を４０℃〜９０℃に設定するのがよく、これにより、単板は熱湯や高温の水蒸気処理によっても圧縮形状が回復することがなく、圧縮形状が永久固定され形状記憶した単板を得ることができる。
【００１４】
また、単板を形成するにあたって、圧縮した木材を圧縮面に対して垂直にスライスして形成するのがよい。これにより、請求項２に記載の温度条件下では、破れにくく、耐久性に優れ、かつ、曲げや曲面形成などの加工性の高い突板が得られ、請求項３に記載の温度条件下では、破れにくく、かつ、表面硬度の高い突板が得られる。
【００１５】
また、単板を形成するにあたって、請求項３に記載の温度条件下で圧縮した木材を圧縮面に対して平行にスライスして形成するのがよい。これにより、表面硬度が高く、剛直であり、寸法安定性に優れた単板が得られる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図示例と共に説明する。図１乃至図７は本願発明の第１実施例として軟化、圧縮した木材を突板に製造する工程を挟んでスピーカー振動板を製造する方法及び完成したスピーカー振動板を示したものであって、図１は角材の斜視図、図２は図１の角材を高圧容器の中で圧縮する説明図、図３は圧縮角材から突板を形成する様子の斜視図、図４は突板を成形する説明図、図５乃至図７は完成したスピーカー振動板の各図を示す。
【００１７】
まず、原材料として図１に示すような角材１０を用いる。また、図２に示すように、加工に用いる高圧容器１には、容器上方に設けられ容器内部で下方にプレスするプレス機２が設けられており、その蓋部３を密開して、配管４により内部を所望の高温高圧にするようになっている。
【００１８】
角材１０は、高圧容器１内のプレス機２の下に位置させ配置する。高圧容器１の蓋部３を閉鎖したら、容器内を１００〜１２０℃の水蒸気で充填し、約１時間経過させて内部の角材１０を軟化させ、プレス機２で圧縮する。そして、圧縮角材１１を圧縮しきったままの状態で、容器内を１５０℃の水蒸気で充填し、約１時間経過させて圧縮角材１１を仮固定する。
【００１９】
次に、突板形成をし易くするために、仮固定した圧縮角材１１を４０〜９０℃で熱湯処理を行う。そして、図３に示すように厚さ０．２ｍｍ〜１．０ｍｍに圧縮角材１１を一側面で圧縮面に対し垂直に（図中矢印の方向に）スライスしていく。これにより、厚さ０．２ｍｍ〜１ｍｍの突板１２を多数切り出すことができる。なお、本実施例では関係がないが、厚さ０．２ｍｍ〜１．０ｍｍに圧縮角材１１を一側面で圧縮面に対し平行にスライスすると、表面硬度の高い突板が得られる。
【００２０】
この突板１２を図４に示すように、スピーカーの振動板の形状に成形する対向配置された一対のプレス型５ａ，５ｂに挟みいれる。次に、配管４から１５０℃の水蒸気を充填し、５分以上をかけて突板１２を軟化させてゆく。軟化に伴い仮固定されている突板１２が回復しはじめるが、この回復に合わせてプレス型５ａ，５ｂをプレスしていき、これにより突板１２はスピーカーの振動板の形状に型成形される。なお、突板の軟化回復処理は８０℃以上の温度条件下であればよいが、より効率的に突板を回復させるために好ましくは、圧縮工程での仮固定温度よりも高い温度条件下で行うのがよい。
【００２１】
以上のようにして型成形がなされたら、圧縮工程での仮固定温度よりも高い温度条件下で、すなわち、本実施例ではプレスしたままの状態で配管４から１５０℃以上の水蒸気を充填して５分以上固定処理を行う。その後は減圧と共に自然冷却を行い、脱型した後に、不必要な部分をカットして図５乃至図７に示すようなスピーカー振動板６が完成する。
【００２２】
以上本発明の代表例と思われる実施例について説明したが、本発明の単板の製造方法並びにその三次元加工方法は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、単板はスピーカーの振動板の他に様々な加工用途に適用され、また、成形手段は凹凸のプレス金型に限られず、その他各工程の操作条件、装置等は、本発明にいう前記の構成要件を備え、かつ本発明にいう目的を達成し、本発明にいう効果を有する範囲内において適宜改変して実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の単板の三次元加工方法は、従来の木質材の三次元加工方法の技術をベースとしてこれを単板の製造及びその三次元加工にも適用できるように改良したものであり、使用用途に応じて異なった性質の単板の製造ができ、また、ひび、割れ、つなぎ目がない様々な単板の三次元加工品の製造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】角材の斜視図。
【図２】図１の角材を高圧容器の中で圧縮する説明図。
【図３】圧縮角材から突板を形成する様子の斜視図。
【図４】突板を成形する説明図。
【図５】スピーカー振動板の平面図。
【図６】スピーカー振動板の側面図。
【図７】スピーカー振動板の断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１  高圧容器
２  プレス機
３  蓋部
４  配管
５ａ，５ｂ  プレス型
６  スピーカー振動板
１０  角材
１１  圧縮角材
１２  突板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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