(57)【要約】【課題】強度の向上を図ることができ、成形が容易な圧縮木製品の製造方法を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂を主成分とするシート部材２１を木材１の表面の少なくとも一部を被覆するようにして配置し、シート部材２１を軟化させながらシート部材２１と木材１とを一括して圧縮する。この際には、大気よりも高温高圧の水蒸気雰囲気中で、一対の金型５１および６１を用いて木材１およびシート部材２１を一括して挟持し、圧縮力を加える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮成形した木材を備え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、
熱可塑性樹脂を主成分とするシート部材を前記木材の表面の少なくとも一部を被覆するようにして配置し、前記シート部材を軟化させながら前記シート部材と前記木材とを一括して圧縮する圧縮工程を有することを特徴とする圧縮木製品の製造方法。
【請求項２】
前記圧縮工程は、一対の金型を用いて前記木材および前記シート部材を一括して挟持し、圧縮力を加えることを特徴とする請求項１記載の圧縮木製品の製造方法。
【請求項３】
前記圧縮工程は、大気よりも高温高圧であって前記熱可塑性樹脂が軟化する温度以上であるとともに前記熱可塑性樹脂が溶融する温度よりも小さい温度を有する水蒸気雰囲気中で行うことを特徴とする請求項２記載の圧縮木製品の製造方法。
【請求項４】
前記圧縮工程は、前記一対の金型のうち前記シート部材に接触する金型の温度を、前記シート部材を構成する熱可塑性樹脂が軟化する温度以上であるとともに前記熱可塑性樹脂が溶融する温度よりも小さい温度とすることを特徴とする請求項２記載の圧縮木製品の製造方法。
【請求項５】
前記圧縮工程の前に、大気よりも高温高圧の水蒸気雰囲気中で前記木材を圧縮する初期圧縮工程を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の圧縮木製品の製造方法。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂は汎用エンジニアリング樹脂であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の圧縮木製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮成形した木材を備える圧縮木製品を製造する圧縮木製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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できる素材として木材が注目されており、その加工技術も飛躍的に進歩しつつある。
【０００３】
従来、かかる木材の加工技術として、吸水軟化した１枚の木材を圧縮し、その木材を圧縮方向と略平行にスライスして板状の一次固定品を得た後、この一次固定品を加熱吸水させながら所定の３次元形状に成形する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、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型成形する技術も知られている（例えば、特許文献２を参照）。これらの技術では、木材の個体差や種類、加工後の木材の強度やその用途などを含むさまざまな点を考慮して、木材の肉厚や圧縮率が決められる。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０７８４５２号公報
【特許文献２】特開平１１−７７６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、圧縮成形後の木材の強度を向上させるには、その木材の肉厚をある程度厚くする必要がある。しかしながら、木材の肉厚を厚くすると、圧縮による成形の困難度が増加してしまうという問題があり、結局のところ木材を圧縮成形する際に、強度の向上を図りながら成形を容易とすることは難しいと考えられていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、強度の向上を図ることができ、成形が容易な圧縮木製品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の発明は、圧縮成形した木材を備え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、熱可塑性樹脂を主成分とするシート部材を前記木材の表面の少なくとも一部を被覆するようにして配置し、前記シート部材を軟化させながら前記シート部材と前記木材とを一括して圧縮する圧縮工程を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記圧縮工程は、前記シート部材を前記木材の表面の固着すべき箇所に配置し、一対の金型を用いて前記木材および前記シート部材を一括して挟持し、圧縮力を加えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記圧縮工程は、大気よりも高温高圧であって前記熱可塑性樹脂が軟化する軟化温度以上の温度を有する水蒸気雰囲気中で行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記圧縮工程は、前記一対の金型のうち前記シート部材に接触する金型の温度を、前記シート部材を構成する熱可塑性樹脂が軟化する温度以上とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項記載の発明において、前記圧縮工程の前に、大気よりも高温高圧の水蒸気雰囲気中で前記木材を圧縮する初期圧縮工程を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項記載の発明において、前記熱可塑性樹脂は汎用エンジニアリング樹脂であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧縮成形した木材を備える圧縮木製品を製造する際に、熱可塑性樹脂を主成分とするシート部材を前記木材の表面の少なくとも一部を被覆するようにして配置し、前記シート部材を軟化させながら前記シート部材と前記木材とを一括して圧縮することにより、強度の向上を図ることができ、成形が容易な圧縮木製品の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以後、「実施の形態」と称する）を説明する。本発明の一実施の形態に係る圧縮木製品の製造方法においては、まず、所定の形状をなす木材を原木から形取る（形取工程）。図１は、この形取工程の概要を模式的に示す図である。同図に示す木材１は、原木である無圧縮状態の無垢材１０（木目Ｇを有する）から切削等によって形取られ、略長方形状の表面をなす平板状の主板部１ａと、この主板部１ａ表面の長手方向に略平行な２辺の各々から主板部１ａ表面に対して所定の角度をなして延出する二つの側板部１ｂと、主板部１ａ表面の短手方向に略平行な２辺の各々から主板部１ａ表面に対して所定の角度をなして延出する二つの側板部１ｃとを備え、皿状（椀状、シェル状、箱状等の形状を含む）をなす。この木材１は、後述する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。
【００１５】
図１に示す場合、無垢材１０から形取る木材１の長手方向とその木材１の繊維方向Ｌとが略平行であって主板部１ａの表面が柾目面をなすように形取りを行っているが、これはあくまでも一例に過ぎない。他にも、木材１の長手方向がその木材１の繊維方向Ｌと略平行であり、主板部１ａの表面が板目面、追柾面をなすように形取ることもできる。また、木材１の長手方向がその木材１の繊維方向Ｌと略直交し、主板部１ａの表面が木口面をなすように形取ることもできる。このように、木材を原木からどのように形取るかは、その木材に対して要求する強度や美観等の条件に応じて定められる。そこで、以後の説明で参照する図面においては、木目を省略して記載する。
【００１６】
なお、無垢材１０は、ヒノキ、ヒバ、桐、杉、松、桜、欅、黒檀、紫檀、竹、チーク、マホガニー、ローズウッドなどの中から、加工した木材の用途等に応じて最適なものを選択すればよい。また、木材を原木から形取る際には平板状に形取ってもよい。
【００１７】
次に、形取った木材１を圧縮する（圧縮工程）。本実施の形態においては、木材を圧縮すると同時に、その内側面に熱可塑性樹脂を主成分とするシート部材を付着させる。図２は、この圧縮工程の概要を示す図であり、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。これらの図に示すように、木材１は、その内側面上にシート部材２１が載置され、一対の金型５１および６１によって挟持され、所定の圧縮力が加えられる。
【００１８】
圧縮時に木材１およびシート部材２１の上方から圧縮力を加える金型５１は、木材１の主板部１ａから側板部１ｂおよび１ｃに各々立ち上がって湾曲する曲面の内側面に嵌合する形状をなす凸部５２を備えたコア金型である。木材１の内側面のうち、主板部１ａから側板部１ｂに立ち上がって湾曲する曲面１ａｂの内側面の曲率半径をＲＩとし、凸部５２のうち曲面１ａｂに当接する曲面の曲率半径をＲＡとすると、この二つの曲率半径は、ＲＩ＞ＲＡという関係を満たす。
【００１９】
これに対し、圧縮時に木材１の下方から圧縮力を加える金型６１は、木材１の主板部１ａから側板部１ｂおよび１ｃに各々立ち上がって湾曲する曲面の外側面を嵌入する凹部６２を備えたキャビティ金型である。木材１の主板部１ａから側板部１ｂに立ち上がって湾曲する曲面１ａｂ外側面の曲率半径をＲＯとし、凹部６２のうち曲面１ａｂの外側面に当接する曲面の曲率半径をＲＢとすると、この二つの曲率半径は、ＲＯ＞ＲＢという関係を満たす。
【００２０】
以上の構成を有する金型５１および６１を用いて木材１およびシート部材２１を圧縮する前に、木材１およびシート部材２１を大気よりも高温高圧の水蒸気雰囲気中で所定時間放置することにより軟化させる。ここでいう高温高圧とは、温度が１００〜２３０℃、より好ましくは１８０〜２３０℃、さらに好ましくは１８０〜２００℃程度であり、圧力が０.１〜３.０ＭＰａ（メガパスカル）、より好ましくは０.４５〜２.５ＭＰａ、さらに好ましくは１.０〜１.６ＭＰａ程度の状態を指す。
【００２１】
シート部材２１に適用される熱可塑性樹脂は、上記水蒸気雰囲気の温度の下で軟化しつつも溶融しないものでなければならない。かかる条件を満たし得る熱可塑性樹脂として、ポリアミド、ポリアセタール、またはポリエステル（ＰＥＴ、ＰＢＴを含む）等の汎用エンジニアリング樹脂（エンプラ）がある。また、それらの熱可塑性樹脂にガラス繊維等を加えて強化した強化樹脂を用いることも可能である。
【００２２】
この後、金型５１および６１の少なくとも一方を他方に対して移動することによって木材１およびシート部材２１を挟持し、所定の圧縮力を加えて木材１およびシート部材２１を徐々に所定の形状へと変形する。この際には、例えば適当な駆動手段を用いて金型５１および／または６１を電気的に移動させることにより、木材１に加わる圧縮力を調整する。なお、金型５１と金型６１とをねじで連結し、このねじを手動または自動で締めることによって金型５１を金型６１に対して上下動させるようにしてもよい。
【００２３】
この後、上述した水蒸気雰囲気中で水分を過剰に吸収することによって十分に軟化した木材１を同じ水蒸気雰囲気中で圧縮する。より具体的には、金型５１および６１の少なくとも一方を他方に対して移動することによって木材１を挟持し、所定の圧縮力を加えて木材１を徐々に所定の形状へと変形する。
【００２４】
図４は、金型５１と金型６１との間で木材１およびシート部材２１を挟持して圧縮力を加えている状態を示す図であり、木材１およびシート部材２１の圧縮による変形がほぼ完了した状態を示す図である。図４に示すように、木材１およびシート部材２１は、金型５１および６１から圧縮力を受けることにより、金型５１と金型６１との隙間に相当する３次元形状に変形する。この変形の過程で、シート部材２１は木材１に圧着されて木材１と一体化する。なお、シート部材２１と木材１との間に予め接着剤を塗布しておくことも可能である。
【００２５】
図４に示す状態で木材１およびシート部材２１に所定時間（１〜数十分、より好ましくは５〜１０分程度）圧縮力を加えた後、上記水蒸気雰囲気を解いて木材１およびシート部材２１を乾燥させ、金型５１と金型６１を離間させて圧縮を解除することによって圧縮工程が終了する。
【００２６】
図５は、圧縮工程によって形成された圧縮木製品の構成を示す斜視図である。同図に示す圧縮木製品２は、木材１と、この木材１の内側面に固着された補強部材としてのシート部材２１とを備える。圧縮木製品２の主板部２ａ、ならびに側板部２ｂおよび２ｃの形状は、木材１の主板部１ａ、ならび側板部１ｂおよび１ｃの形状とそれぞれ略同形である。この圧縮工程で木材１を圧縮した結果、木材１の肉厚は、圧縮前の３０〜５０％程度の肉厚となる。換言すると、この圧縮工程における木材１の圧縮率（圧縮による木材の肉厚の減少分ΔＲとその木材の圧縮前の肉厚Ｒの比の値ΔＲ／Ｒ）は、０.５０〜０.７０程度である。なお、図５のＢ−Ｂ線断面は、図４において金型５１および６１を除いた形状と略同形である。
【００２７】
図６は、圧縮木製品２の一適用例を示す図であり、より具体的には、圧縮木製品２から形成されるカバー部材によって外装されたデジタルカメラの外観構成を示す斜視図である。同図に示すデジタルカメラ１００は、撮像レンズを含む撮像部１０１、フラッシュ１０２、およびシャッターボタン１０３を備え、二つのカバー部材３および４によって外装されて成る。デジタルカメラ１００の内部には、撮像処理等に関する駆動制御を行う制御回路、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子、音声の入出力を行うマイクロフォンやスピーカ、および制御回路の制御のもと各機能部材を駆動する駆動回路を含み、デジタルカメラ１００の機能を実現する各種電子的部材および光学的部材が収納されている（図示せず）。
【００２８】
図７は、デジタルカメラ１００の外装体をなすカバー部材３および４の概略構成を示す斜視図である。このうち、デジタルカメラ１００の背面側を外装するカバー部材３は、圧縮木製品２の主板部２ａ、ならびに側板部２ｂおよび２ｃにそれぞれ対応する主板部３ａ、ならびに側板部３ｂおよび３ｃを備える。このうち、主板部３ａには、画像情報や文字情報を表示するために液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイ等を用いて実現される表示部（図示せず）を表出する直方体形状の開口部３１が形成されている。また、カバー部材３の側板部３ｂには、半円筒形状をなす切り欠き３２が形成されている。
【００２９】
他方、デジタルカメラ１００の前面側を外装するカバー部材４は、圧縮木製品２の主板部２ａ、ならびに側板部２ｂおよび２ｃにそれぞれ対応する主板部４ａ、ならびに側板部４ｂおよび４ｃを備える。このうち、主板部４ａには、撮像部１０１を表出する円筒形状の開口部４１およびフラッシュ１０２を表出する直方体形状の開口部４２が形成されている。また、このカバー部材４の側板部４ｂには、カバー部材３の切り欠き３２と組み合わさってシャッターボタン１０３を表出するための開口部３４１をなす半円筒形状の切り欠き４３が形成されている。
【００３０】
カバー部材３および４がそれぞれ有する開口部や切り欠きは、カバー部材３および４の原材料である木材１を無垢材１０から形取る際に一括して形成してもよいし、木材１の導電層形成工程を行った後に切削または穿孔等によって形成してもよい。また、ファインダを取り付けたり、操作指示入力ボタンを表出したりするための開口部や切り欠きを設けてもよいし、外部機器との接続用インタフェース（ＤＣ入力端子やＵＳＢ接続端子等を含む）を表出する開口部を設けてもよい。さらに、デジタルカメラ１００の内部に設けられるスピーカが発生する音声を外部に出力するために複数の小さい孔部から成る音声出力用孔部を設けてもよい。
【００３１】
なお、圧縮木製品２が適用される電子機器としては、デジタルカメラ以外にも、例えば、携帯電話、ＰＨＳまたはＰＤＡ等の携帯型通信端末、携帯型オーディオ装置、ＩＣレコーダ、携帯型テレビ、携帯型ラジオ、各種家電製品のリモコン、デジタルビデオなどがある。これらの携帯用小型電子機器に適用する場合の圧縮後の木材１の肉厚は１.３〜１.５ｍｍ程度、シート部材２１の肉厚は０.３〜０.５ｍｍ程度が好適である。
【００３２】
以上説明した本発明の一実施の形態によれば、圧縮成形した木材を備える圧縮木製品を製造する際に、熱可塑性樹脂を主成分とするシート部材を前記木材の表面の少なくとも一部を被覆するようにして配置し、前記シート部材を軟化させながら前記シート部材と前記木材とを一括して圧縮することにより、強度の向上を図ることができ、成形が容易な圧縮木製品の製造方法を提供することができる。
【００３３】
また、本実施の形態によれば、圧縮木製品を電子機器の外装材として適用した場合、シート部材を外部に露出させずに済むため、木材としての外観を維持しながら外装材の強度を向上させることができる。
【００３４】
ここまで、本発明を実施するための最良の形態を詳述してきたが、本発明は上記一実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、ポリイミドなどのスーパーエンジニアリング樹脂を用いてシート部材を構成してもよい。この場合、上述した水蒸気雰囲気程度の温度環境下ではシート部材が軟化しないので、圧縮工程でシート部材に当接する金型の温度をより高温にするための加熱手段（例えばヒータ等）を、シート部材を軟化させるための補助的な手段として金型に設けることによってシート部材が軟化しつつも溶融せずに変形可能となるようにする。
【００３５】
また、形取工程で形取った木材を上記同様の水蒸気雰囲気中でほぼ最終形状まで変形する工程を初期圧縮工程として先に行った後、シート部材を圧着するために大気中で圧縮工程を行ってもよい。この場合、圧縮工程が大気中で行われるため、圧縮工程でシート部材に当接する金型の温度をより高温にするための加熱手段（例えばヒータ等）を、シート部材を軟化させるための主要な手段として金型に設けることによってシート部材が軟化しつつも溶融せずに変形可能となるようにする。かかる圧縮工程では、主としてシート部材の木材への固着と木材の形状を最終形状に完全一致させるための整形とを行うための微小な圧縮力を加えればよい。したがって、圧縮工程における木材の圧縮率は、初期圧縮工程における木材の圧縮率（０.５０〜０.７０程度）よりも顕著に小さい値となる。この意味で、初期圧縮工程で用いる一対の金型と、圧縮工程で用いる一対の金型とが異なることは勿論である。
【００３６】
このように、本発明は、ここでは記載していないさまざま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って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。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る圧縮木製品の製造方法における形取工程の概要を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る圧縮木製品の製造方法の圧縮工程の概要を示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る圧縮木製品の製造方法の圧縮工程で木材に圧縮力を加えている状態（木材の変形がほぼ完了した状態）を示す図である。
【図５】本発明の一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た圧縮木製品の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る圧縮木製品によって外装されたデジタルカメラの外観構成を示す斜視図である。
【図７】図６に示すデジタルカメラの外装材の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  木材
１ａ、２ａ、３ａ、４ａ  主板部
１ｂ、１ｃ、２ｂ、２ｃ、３ｂ、３ｃ、４ｂ、４ｃ  側板部
１ａｂ  曲面
２  圧縮木製品
３、４  カバー部材（圧縮木製品の適用例）
１０  無垢材
２１  シート部材
３１、４１、４２、３４１  開口部
３２、４３  切り欠き
５１、６１  金型
５２  凸部
６２  凹部
１００  デジタルカメラ
１０１  撮像部
１０２  フラッシュ
１０３  シャッターボタン
Ｇ  木目
Ｌ  繊維方向
【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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