JP2022131290A - Laminated plasticity lumber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、檜材、杉材等の軟質な木材を複数枚積層してなる積層木材に対し木目の長さ方向に対して垂直な方向に圧縮力を加えて圧密加工し、かつ、一体に接合されてなる積層塑性加工木材であって、特に、節が存在する場合でも、クラック、亀裂等の割れを生じさせることなく機械的強度を高めることができる積層塑性加工木材に関するものである。 In the present invention, for example, a laminated lumber made by laminating a plurality of soft lumbers such as cypress and cedar is subjected to compaction by applying a compressive force in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain, and The present invention relates to a laminated plastic-processed lumber that is integrally joined, and particularly to a laminated plastic-processed lumber that can increase the mechanical strength without causing cracks, fissures, etc., even when knots are present. .
近年、地球温暖化の問題、即ち、温室効果ガスである二酸化炭素量の増大が懸念されているところ、木材には二酸化炭素の吸収、固定が期待できるから、建築物や家具等に木材を使うことは、森林の伐採、循環を促し、しいては地球温暖化の防止に貢献することになると云われている。例えば、学校用の学童机等の学校家具においても地域材等の木材を使用することが文部科学省等より推奨されている。特に、国産の木材や、地域材を活用すれば、輸送時に発生する二酸化炭素量の消費も少なくて済み、国内の森林保全にも繋がる。 In recent years, the problem of global warming, that is, the increase in the amount of carbon dioxide, which is a greenhouse gas, has become a concern, and wood is expected to absorb and fix carbon dioxide, so wood is used for buildings and furniture. It is said that this will promote deforestation and circulation of forests, thereby contributing to the prevention of global warming. For example, the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT) recommends using local materials for school furniture such as children's desks. In particular, if domestically produced wood or local wood is used, the amount of carbon dioxide generated during transportation can be reduced, leading to the conservation of domestic forests.
ここで、我が国では森林の約4割が人工林であり、そのうち杉、檜等の針葉樹が半分以上を占めているとされており、杉、檜等の針葉樹は、適宜計画伐採や間伐等で比較的安定に入手しやすい木材となっている。
しかしながら、杉、檜等の針葉樹は、軟質で強度、硬度が低いことから、そのままでは建築材料、家具材料等の用途には不向きである。
Here, about 40% of the forests in Japan are artificial forests, of which conifers such as cedar and cypress account for more than half. The wood is relatively stable and easy to obtain.
However, conifers such as Japanese cedar and Japanese cypress are soft and have low strength and hardness.
一方、我が国では、外国産の木材を多く輸入し、国内産の木材の需要が大きく落ち込んだ経緯があり、山村の人口減少、林業の担い手の減少等から、森林の手入れが十分になされていない現状がある。森林の手入れとして、例えば、適切な時期に枝打ちがなされていないと、枝が生えて節のある樹木となる。特に、杉、檜等の針葉樹は、従来の合板等に使用されてきた広葉樹と比べ、節が多く存在する。 On the other hand, Japan imports a lot of timber from foreign countries, and the demand for domestic timber has fallen sharply. There is a status quo. Forest care, for example, if pruning is not done at the right time, the tree will sprout and become knotty. In particular, conifers such as cedar and cypress have more knots than broad-leaved trees that have been used for conventional plywood.
したがって、国産の木材や、地域材を利用するにあたり、コストからすれば、節のある材料を活用できるのが好ましい。即ち、節の少ない材料は、それを生産するのに樹木の枝打ち等の手入れがなされた樹木から得られるものであり、更に、一般的に、節の少ない木材は、柱取りした側板等の丸太の一部からしか採取できないことから、貴重で付加価値の高い材料であり、高価なものとならざるを得ない。特に、現在の手入れ不足な森林が増加している状況からすると、節の少ない材料の値段は今後更に高騰することが予測される。これに対し、節のある材料であれば安価に調達できる。このため、節のある材料の有効利用が求められている。
しかしながら、節のある材料は、節周囲の繊維の走行がねじれたり曲がったりしていことから、節の少ない材料に比べ、加工性に難があり、強度に劣る問題がある。
Therefore, when using domestic wood or local wood, it is preferable to be able to use materials with knots from the cost point of view. That is, materials with few knots are obtained from trees that have been pruned or otherwise trimmed to produce them, and wood with few knots is generally obtained from logs such as side boards that have been removed from posts. Since it can only be collected from a part of the forest, it is a valuable and high-value-added material, and is inevitably expensive. In particular, in light of the current situation where forests that are under-maintained are increasing, it is predicted that the price of materials with few knots will rise further in the future. On the other hand, materials with knots can be procured inexpensively. Therefore, there is a demand for effective utilization of knotted materials.
However, materials with knots tend to have twisted or bent fibers running around the knots, and therefore have problems of poor workability and inferior strength compared to materials with few knots.
ここで、特許文献1で開示するように、本発明者らは先に、杉材等の軟質な木材であってもそれを圧縮して高密度化することで強度特性を改良できる技術を確立している。
特許文献1は、1本の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮してその全体厚みの密度分布を所定に圧縮することで、節がある場合でも割れ(クラック、亀裂)のない木材とする技術を開示している。
Here, as disclosed in Patent Document 1, the present inventors have previously established a technology that can improve the strength characteristics of even soft wood such as cedar by compressing it to increase its density. is doing.
In Patent Document 1, by heating and compressing a piece of wood in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain to compress the density distribution of the entire thickness to a predetermined value, even if there are knots, cracks (cracks, fissures) It discloses the technology to make wood without wood.
ところが、特許文献1の圧密加工した節のある塑性加工木材の製品は、節の程度によっては、それが外面に表れることから、使用者にとっての美観の好みにならないこともあった。特に、木材面積の少ない家具においては、節の位置、濃淡、模様等がその木材製品の意匠性、美観を大きく左右することから、節の存在が購買の決め手になることもある。このため、節のある木材を使用していてもそれが目立たない製品についても要望があった。
また、特許文献1の技術においては、1本の厚みのある木材を圧密加工して床材等に製品化するものであり、製材に厚みがあるから、節のある材料を使用したときに、乾燥過程で、節の割れや節抜けを生じることがあり、高い歩留まりの確保が困難であった。
However, depending on the degree of knots, the product of plastically processed lumber with knots that have been subjected to compaction in Patent Document 1 may not be aesthetically pleasing to users because knots appear on the outer surface. Especially in furniture with a small wooden area, the presence of knots can be a decisive factor in purchasing because the position, shade, pattern, etc. of the knots greatly affect the design and aesthetics of the wood product. For this reason, there has been a demand for a product that does not stand out even if wood with knots is used.
In addition, in the technique of Patent Document 1, a single thick piece of wood is compacted and commercialized as a flooring material, etc., and since the lumber is thick, when using a material with knots, During the drying process, knot cracks and knot dropouts may occur, making it difficult to ensure a high yield.
そこで、本発明は、木材に節があってもクラック、亀裂等の割れが生じ難く、かつ、意匠性を両立させることができ、節のある材料の有効活用を図ることができる積層塑性加工木材の提供を課題とするものである。 Therefore, the present invention provides a laminated plastically processed lumber that is resistant to cracks, fissures, etc., even if the lumber has knots, can achieve both designability, and can effectively utilize materials with knots. The challenge is to provide
請求項1の発明の積層塑性加工木材は、3枚以上の複数枚の木材をその木目の長さ方向に対して垂直方向に積層し、前記木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により圧密加工し、かつ、一体に接合してなる積層塑性加工木材であって、前記加熱圧縮により高圧縮され高密度で厚みの薄い表裏層の2枚の意匠材と、前記表裏層の2枚の意匠材間に挟まれ前記意匠材よりも低圧縮とされた低密度で厚みのある1枚以上の内層材とを具備したものである。 The laminated plastically processed lumber of claim 1 is obtained by laminating three or more lumbers in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain, and heating and compressing the lumber in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain. A laminated plastic-processed lumber obtained by consolidating and integrally joining two design materials of front and back layers that are highly compressed by the heat compression and have a high density and a thin thickness, and two sheets of the front and back layers. and one or more inner layer materials having a low density and a thickness, which are sandwiched between the design materials and have a lower compression than the design materials.
ここで、上記3枚以上の木材をその木目の長さ方向に対して垂直方向に積層し、前記木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により圧密加工し、かつ、一体に接合してなるとは、3枚以上の複数枚の木材を木目の長さ方向に対して垂直方向に積層してなる積層材に対して木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、積層材を圧縮成形して圧密加工したものであることを意味し、予め木材間に接着剤等を塗布して積層した積層材を加熱圧縮して圧密加工することにより圧密加工の加熱圧縮と同時に接着剤等を硬化させて積層した木材同士を一体に接合したものであってもよいし、予め一体に積層接着した積層材を加熱圧縮して圧密加工したものであってもよいし、接着剤等を介在させることなく木材を積層してなる積層材を加熱圧縮して圧密加工した後、一体に積層接着するようにしたものであってもよい。なお、上記木目の長さ方向に対して垂直方向に積層は、木目の長さ方向に対する垂直方向の面、即ち、木口面及び木端面以外の面で積層することを意味し、積層枚数は3枚以上であればよく、奇数枚であっても偶数枚であってもよい。 Here, the three or more pieces of wood are laminated in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain, subjected to compression processing by heat compression in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain, and integrally joined. Ternaru is a laminated material made by stacking three or more pieces of wood in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain. It means that it is a product obtained by compression molding and consolidation processing, and by applying adhesive etc. between the woods in advance and laminating the laminated material, heat compressing and consolidating the adhesive simultaneously with the heat compression of the consolidation processing. It may be one in which the laminated woods are joined together by curing or the like. A laminated material formed by laminating wood without any intervening material may be heat-compressed and compacted, and then integrally laminated and adhered. Note that the above-mentioned lamination in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain means lamination on a surface perpendicular to the length direction of the wood grain, that is, on a surface other than the end surface and the end surface, and the number of layers is 3. The number of sheets may be at least as long as it is an odd number or an even number.
また、上記木目の長さ方向(木立方向、立木方向)に対して垂直方向の加熱圧縮とは、板目取りまたは追柾取り等に木取りされた製材に対し、その年輪の繊維方向(木立方向、立木方向)に対して垂直方向にプレス等を用いて外力を加えた加熱圧縮により、木材の木口面の面積を小さくしたことを意味するものである。通常、板目材であれば、圧縮による歪量を考慮すると、木材の板目面側にプレス盤を当ててプレス圧縮することにより木材の木口面の面積が小さくされるが、木材の板目面側をプレス圧縮するか柾目面側をプレス圧縮するかは、木材の種類等によって決定することも可能である。 In addition, the heat compression in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain (tree direction, tree direction) refers to the direction of the fiber of the annual ring It means that the area of the butt end surface of the wood is reduced by heat compression by applying an external force using a press or the like in the direction perpendicular to the direction of the tree. Normally, in the case of cross-grain lumber, considering the amount of strain due to compression, the area of the butt end surface of the wood is reduced by applying press compression to the cross-grain side of the wood. It is also possible to determine whether to press-compress the surface side or the straight-grained surface side, depending on the type of lumber or the like.
なお、上記板目面とは、木材の木目の長さ方向、即ち、年輪の繊維方向と並行にあって年輪線の接線方向に切断された材面のことである。また、上記木口面とは、木材の年輪の繊維方向に対して交差する方向に切断された材面、即ち、木材の木目の長さ方向に対して垂直または斜めに切断された材面のことである。更に、上記柾目面とは、木材の年輪の繊維方向と並行にあって年輪線の放射方向(半径方向)に切断された材面のことである。加えて、上記追柾(流れ柾、半柾と云われることもある)とは、柾目と板目の中間的な木取りまたは木目のことである。 The cross-grain surface is a wood surface cut in the longitudinal direction of the wood grain, that is, parallel to the fiber direction of the annual ring and cut in the tangential direction of the annual ring line. In addition, the above-mentioned wood surface is a surface cut in a direction crossing the fiber direction of the annual rings of the wood, that is, a surface cut perpendicularly or obliquely to the length direction of the grain of the wood. is. Further, the straight-grained surface is a wood surface cut in the radial direction (radial direction) of the annual ring line parallel to the fiber direction of the annual rings of the wood. In addition, the above-mentioned oisama (also referred to as nagashisama or hansama) is an intermediate wood grain or wood grain between straight grain and cross grain.
上記2枚の意匠材は、積層接合している木材のうちの表裏の外層、即ち、表層及び裏層の2枚の木材であり、共に、意匠材間に介在する内層材よりも高圧縮されて緻密で厚みが薄くされたものであり、意匠材間に介在する内層材よりも木材組織の細胞が多く圧縮変形し、即ち、細胞の圧縮変形量が大きく、高密度化されたものである。
上記1枚以上の内層材は、積層接合している木材のうち、表層及び裏層である2枚の意匠材間に介在し、前記意匠材よりも低圧縮とされ細胞の圧縮変形量が少なく低密度で厚みが厚いものである。上記内層材は、1枚であってもよいし、2枚以上の複数枚であってもよく、好ましくは、1枚~3枚であり、その枚数は、積層塑性加工木材の用途、目的、木材の種類等によって決定される。
The two design materials are the outer layers of the front and back of the wood that is laminated and joined, that is, the two woods of the surface layer and the back layer, and both are highly compressed than the inner layer material interposed between the design materials. In other words, the amount of compressive deformation of the cells is large and the density is increased. .
The one or more inner layer materials are interposed between the two design materials, which are the surface layer and the back layer, of the laminated and joined wood, and are compressed lower than the design materials, so that the amount of compressive deformation of the cells is small. It has a low density and a large thickness. The inner layer material may be one, or a plurality of two or more, preferably one to three. Determined by the type of wood, etc.
そして、上記意匠材及び内層材は、一方の意匠材、1枚以上の内層材、及び他方の意匠材の順に、木目の長さ方向に対して垂直方向に積層接合されたものである。互いの木材の境界は、質が緻密な線によって、または、木口面の年輪線の変化によって互いに区別できるものである。上記意匠材及び内層材の積層は、各木材の木目の長さ方向に対して垂直方向である厚み方向、即ち、木口面及び木端面以外の面で積層されたものであり、表裏層の意匠材については、その表裏面の使用方向までを特定するものではない。また、上記意匠材及び内層材の積層は、互いに木目の長さを一致させて積層してもよいし、木目の長さ方向に対して直交する方向に積層するものであってもよい。更に、個々の木材について、節の有無は問わず、節のない木材であっても当然に使用できる。
ここで、上記厚みは、木材の木目長さ方向に対して垂直方向の厚みを意味し、対面する木材間の比重差の大きい個所では接合面が必ずしも均一でない場合も存在するから、平均厚みでの比較とする。そして、上記積層塑性加工木材では、平滑性の確保から、通常、圧密加工後に、その表裏面が切削加工されることから、切削加工された後の厚みに相当する。
The design material and the inner layer material are laminated and joined in the order of one design material, one or more inner layer materials, and the other design material in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain. Boundaries of wood from each other can be distinguished from each other by fine quality lines or by changes in tree ring lines on the butt surface. The design material and the inner layer material are laminated in the thickness direction that is perpendicular to the length direction of the grain of each wood, that is, in the surface other than the end surface and the end surface, and the design of the front and back layers Regarding the material, it does not specify the usage direction of the front and back surfaces. Moreover, the design material and the inner layer material may be laminated with the length of the wood grain matched with each other, or may be laminated in a direction orthogonal to the length direction of the wood grain. Furthermore, it does not matter whether or not each piece of wood has knots, and naturally even wood without knots can be used.
Here, the above-mentioned thickness means the thickness in the direction perpendicular to the grain length direction of the wood, and since there may be cases where the joint surfaces are not uniform at places where the difference in specific gravity between the facing woods is large, the average thickness is used. be compared with In the laminated plastic processed lumber, the front and back surfaces are usually cut after consolidation in order to ensure smoothness, so this corresponds to the thickness after cutting.
なお、木材の樹種は、特に問われず、針葉樹または広葉樹の何れでもよい。例えば、杉、檜、松(カラマツ、トドマツ、エゾマツ、アカマツ等)、サワラ、ウォールナット(胡桃)、イエローポプラ、イタリアポプラ、モミノキ、ツガ、トウヒ、イチイ、アスナロ、桐、ヒバ、カバ、イタジイ、カリン、ファルカタ、グメリナ、センダン、ユリノキ等が用いられる。特に、杉材、檜材は、我が国で広く分布し、間伐材等を容易に多量に入手できるから、環境保全に貢献できる。また、針葉樹の杉材、檜材では、木材組織の空隙率が高いから、熱伝導が低く、触れたときの温もりを強く感じられる。 The species of wood is not particularly limited, and may be either a coniferous tree or a broadleaf tree. For example, cedar, cypress, pine (larch, Sakhalin fir, Ezo spruce, Japanese red pine, etc.), Japanese sawara, walnut (walnut), yellow poplar, Italian poplar, mominoki, hemlock, spruce, yew, asunaro, paulownia, hiba, birch, itajii, karin , falcata, gmelina, chinaberry, tulip tree, etc. are used. In particular, Japanese cedar and cypress wood are widely distributed in Japan, and thinned wood can be easily obtained in large quantities, so that they can contribute to environmental conservation. In addition, cedar and cypress, which are conifers, have a high porosity in the wood structure, so the thermal conductivity is low, and the warmth is strongly felt when touched.
請求項2の発明の積層塑性加工木材の前記意匠材及び前記内層材は、互いに前記木目の長さ方向を一致させて積層されたものである。
The design material and the inner layer material of the laminated plastically worked lumber of the invention of
請求項3の発明の積層塑性加工木材の前記各意匠材は、その木表側の板目面または追柾面側がプレス面とされたものである。
上記木表側の板目面または追柾面側がプレス面とは、加熱圧縮された積層塑性加工木材の表裏面に木表側の板目面または追柾面が位置していることを意味する。即ち、積層した木材の表裏となる面に木表側の板目面または追柾面が位置するように配置し、その木表側の板目面または追柾面側に加熱圧縮するプレス盤が接触して、木表側の板目面または追柾面側からプレスされたことを意味する。なお、「木表」とは、木口面から見て樹皮に近い方の板目面または追柾面という。また、木表とは反対側の年輪の中心、芯材に近い方の面を「木裏」という。
Each of the design materials of the laminated plastically processed lumber of the invention of claim 3 has a pressed surface on the cross-grain surface or chamfered surface on the surface side of the wood.
The above-mentioned cross-grain surface or chamfered surface on the wood surface side means that the cross-grain surface or chamfered surface on the wood surface side is positioned on the front and back surfaces of the heat-compressed laminated plastic processed lumber. That is, the laminated wood is arranged so that the cross grain surface or the chamfered surface on the front side of the wood is positioned on the front and back surfaces, and the press machine that heats and compresses is in contact with the cross grain surface or the chamfered surface on the wood surface side. It means that it was pressed from the cross grain side or the straight side of the wood front side. In addition, the "wood surface" refers to the cross-grain surface or the oishaku surface closer to the bark when viewed from the butt end surface. In addition, the side of the tree that is closer to the core, the center of the annual rings on the opposite side of the tree surface, is called the "back of the tree."
請求項4の発明の積層塑性加工木材は、その気乾比重が元の木材の気乾比重の1.2倍以上、1.7倍以下、好ましくは、1.3倍以上、1.6倍以下の範囲内であるものである。
上記記気乾比重とは、木材を大気中で乾燥した時、即ち、気乾含水率に達した時の比重で、通常、含水率15%の時の比重で表すものであり、木材を乾燥させた時の重さと同じ体積の水の重さを比べた値である。数値が大きいほど重く、小さいほど軽いことを表す。
The laminated plastic processed lumber of the invention of claim 4 has an air-dried specific gravity of 1.2 times or more and 1.7 times or less, preferably 1.3 times or more and 1.6 times that of the original wood. It is within the following range.
The above-mentioned air-dried specific gravity is the specific gravity when the wood is dried in the air, that is, when it reaches the air-dried moisture content, and is usually expressed by the specific gravity when the moisture content is 15%. It is a value that compares the weight of the same volume of water with the weight of the water. A larger number means heavier, and a smaller number means lighter.
請求項5の発明の積層塑性加工木材の前記意匠材と前記内層材とは、前記各意匠材の木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θDと、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材の木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面面とが交わる鋭角側の年輪角度θIとが、θD<θIであるものである。
上記木口面の年輪線とは、木口面から見て、質が緻密に形成されている線状の部分を意味し、木口面に表れる木目のことである。
ここで、木材は、自然物であり、特に、節が存在する場合には、必ずしも木口面の年輪線の流れが規則的になるものでないから、木口面に表れた全ての年輪線と木裏側の板目面または追柾面とのなす交差角度である年輪角度θD,θIがθD<θIであることまでは要求されず、木口面の複数の年輪線の年輪角度θD,θIの平均がθD<θIであればよい。
The design material and the inner layer material of the laminated plastic processed lumber of the invention of claim 5 are the growth rings on the acute angle side where the annual ring line appearing on the butt surface of each of the design materials intersects with the cross grain surface or the chamfer surface on the back side of the tree. The angle θ D and the annual ring angle θ I on the acute angle side where the tree ring line appearing on the butt surface of the inner layer timber or two or more inner layer timbers and the cross grain surface or the straight surface of the back side of the tree intersect. , θ D <θ I .
The tree-ring line on the butt surface means a linear portion in which the texture is densely formed when viewed from the butt surface, and is a wood grain appearing on the butt surface.
Here, wood is a natural product, and especially when knots are present, the flow of tree ring lines on the butt surface does not necessarily become regular. It is not required that the annual ring angles θ D , θ I , which are the crossing angles with the cross-grain surface or the straight surface, satisfy θ D < θ I , and the annual ring angles θ D , θ of the plurality of tree-ring lines of the butt surface are not required. It suffices if the average of I satisfies θ D <θ I .
請求項6の発明の積層塑性加工木材の前記各意匠材は、その木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θDが0°<θD≦30°、好ましくは、0°<θI≦25°、であり、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材は、その木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面面とが交わる鋭角側の角度θIが5°≦θI≦80°、好ましくは、10°≦θI≦70°であるものである。
ここで、木材は、自然物であり、特に、節が存在する場合には、必ずしも木口面の年輪線の流れが規則的になるものでないから、木口面に表れた全ての年輪線と木裏側の板目面または追柾面とのなす交差角度である年輪角度θD,θIの全てが上記数値の範囲であることまでは要求されず、各木材の木口面の複数の年輪角度θD,θIの平均が上記数値範囲内であればよい。
In each of the design materials of the laminated plastic processed lumber of the invention of claim 6, the annual ring angle θ D on the acute angle side where the growth ring line appearing on the butt end surface and the cross grain surface or the straight surface on the back side of the tree intersect is 0°<θ D≤30 °, preferably 0°<θ I ≤25° Alternatively, the angle θ I on the acute angle side where it intersects with the chamfered surface is 5°≦θ I ≦80°, preferably 10°≦θ I ≦70°.
Here, wood is a natural product, and especially when knots are present, the flow of tree ring lines on the butt surface does not necessarily become regular. It is not required that all of the tree-ring angles θ D and θ I , which are the crossing angles with the cross-grain surface or the chamfering surface, are within the range of the above numerical values. It is sufficient if the average of θ I is within the above numerical range.
請求項7の発明の積層塑性加工木材の前記各意匠材は、その厚みが、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材の厚みに対し、0.3倍~0.8倍、好ましくは、0.4倍~0.6倍の範囲内であるものである。
なお、上記厚みは、対面する木材間の比重差の大きい個所では加熱圧縮が必ずしも均一でない場合も存在するから、平均厚みとする。
Each of the design materials of the laminated plastically processed lumber of the invention of claim 7 has a thickness of 0.3 to 0.8 times the thickness of the one inner layer material or two or more inner layer materials, Preferably, it is within the range of 0.4 times to 0.6 times.
The above thickness is the average thickness because there are cases where the heating and compression are not necessarily uniform at a location where the specific gravity difference between the facing woods is large.
請求項8の発明の積層塑性加工木材は、その全体の厚みが15mm以上、40mm以下、好ましくは、18mm以上、35mm以下の範囲内であり、前記各意匠材の厚みが1.5mm以上、10mm以下、好ましくは、1.5mm以上、8mm以下の範囲内であり、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材の厚みが、6mm以上、15mm以下、好ましくは、8mm以上、13mm以下の範囲内であるものである。
なお、上記厚みも、対面する木材間の比重差の大きい個所で必ずしも均一でない場合も存在するから、平均厚みとする。
The laminated plastically processed lumber of the invention of claim 8 has an overall thickness of 15 mm or more and 40 mm or less, preferably 18 mm or more and 35 mm or less, and each design material has a thickness of 1.5 mm or more and 10 mm. Below, it is preferably in the range of 1.5 mm or more and 8 mm or less, and the thickness of the one inner layer material or each of the two or more inner layer materials is 6 mm or more and 15 mm or less, preferably 8 mm or more and 13 mm or less. is within the range of
Note that the above thickness may not necessarily be uniform at locations where there is a large difference in specific gravity between facing wood pieces, so the thickness is taken as an average thickness.
請求項9の発明の積層塑性加工木材は、ブリネル硬さが15N以上、30N以下、好ましくは、18N以上、30N以下、より好ましくは、18N以上、25N以下の範囲内であるものである。
上記ブリネル硬さ(HB)は、JIS Z 2101の木材の試験方法に準拠し、積層塑性加工木材の一方の意匠材側から直径10mmの鋼球を毎分0.5mmの速度で深さ約0.32(1/π)mmまで圧入した時の押込荷重を、荷重を除いた後に残った窪みの表面積で割って求めたものである。なお、木材は自然物であり、また、早材部及び晩材部でも硬さに違いがあることから、ここでは、任意の12個所の位置を測定した平均とする。
The laminated plastically worked lumber of the ninth aspect of the invention has a Brinell hardness of 15N or more and 30N or less, preferably 18N or more and 30N or less, more preferably 18N or more and 25N or less.
The Brinell hardness (HB) conforms to the wood test method of JIS Z 2101, and a steel ball with a diameter of 10 mm is cast from one design material side of the laminated plastic processed wood at a speed of 0.5 mm per minute to a depth of about 0. .32 (1/π) mm is obtained by dividing the indentation load by the surface area of the dent remaining after the load is removed. Note that wood is a natural product, and since there is a difference in hardness between early wood and late wood, the average of measurements at 12 arbitrary locations is used here.
請求項10の発明の積層塑性加工木材の前記各意匠材は、前記加熱圧縮により元の木材の気乾比重に対する圧縮率で45%~65%、好ましくは、50%~60%の範囲内の圧縮率であり、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材は、前記加熱圧縮により元の木材の気乾比重に対する圧縮率で15%~42%、好ましくは、20~40%の範囲内の圧縮率であるものである。
ここで、上記元の木材の気乾比重に対する圧縮率とは、元の木材の気乾比重と前記各意匠材、内層材の気乾比重とから算出したものであり、以下の式から求めたものである。
圧縮率〈%〉
=[1-[(元の木材の気乾比重)/(意匠材または内層材の気乾比重)]]
×100
なお、これら意匠材、内層材の気乾比重は、互いに接合している意匠材、内層材の個々の木材をその接合面で切り離すことで測定できる。
Each of the design materials of the laminated plastically processed lumber of the invention of
Here, the compression rate with respect to the air-dried specific gravity of the original wood is calculated from the air-dried specific gravity of the original wood and the air-dried specific gravity of each design material and inner layer material, and is obtained from the following formula. It is a thing.
Compression ratio <%>
= [1-[(air-dried specific gravity of original wood) / (air-dried specific gravity of design material or inner layer material)]]
×100
The air-dried specific gravities of the design material and the inner layer material can be measured by cutting off the individual lumbers of the design material and the inner layer material that are joined to each other at their joint surfaces.
請求項11の発明の積層塑性加工木材の前記意匠材及び前記内層材のうちの対向する面の1か所以上には、節部による凸状部と前記節部による押圧で変形した凹状部による接合面を有するものである。
上記節部による凸状部と前記節部による押圧で変形した凹状部による接合面とは、木材間の接合に起伏がある接合面を意味する。即ち、加熱圧縮時に一方の木材の硬い節部がそこに重ねた他方の木材の対向箇所を押圧して変形することにより、互いに接合した木材間の接合面に節部による凸状部と節部に押された変形で形成された凹状部が対向してできる起伏が存在すること、つまり、木口面、木端面(側面)から見れば木材間の接合線に屈曲、凹凸が存在することを意味する。
In one or more of the facing surfaces of the design material and the inner layer material of the laminated plastic-processed lumber of the invention of
The joint surface formed by the convex portion formed by the knot portion and the concave portion deformed by the pressure applied by the knot portion means a joint surface having undulations in the joint between the pieces of wood. That is, when heated and compressed, the hard knot of one piece of wood presses the opposing portion of the other piece of wood stacked thereon and is deformed, thereby forming a convex portion and knot portion on the joint surface between the joined pieces of wood. It means that there are undulations that are formed by facing the recessed parts formed by deformation pushed into the wood. do.
請求項1の発明に係る積層塑性加工木材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に前記木材が複数枚積層されてなる積層木材を、前記木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により塑性加工し、また、一体に接合したものであり、前記加熱圧縮による圧縮量が大きくて厚みが小さい2枚の意匠材が表裏層に配設し、前記表裏層の2枚の意匠材よりも圧縮量が小さくて厚みが大きい1枚以上の内層材が前記2枚の意匠材間に配設したものである。 The laminated plastic processed lumber according to the invention of claim 1 is a laminated lumber obtained by laminating a plurality of lumbers in a direction perpendicular to the length direction of the grain of the lumber. Two design materials having a large amount of compression by the heat compression and a small thickness are arranged on the front and back layers, and the two sheets of the front and back layers are arranged. One or more inner layer materials having a smaller compression amount and a greater thickness than the design material are disposed between the two design materials.
この請求項1の発明の積層塑性加工木材によれば、表裏の意匠面を形成する意匠材を高圧縮とする一方、意匠材間に介在する内層材は低圧縮とした塑性加工であり、元の木材よりも機械的強度を強くでき、また、表面硬度を高めることができるうえ、表裏の意匠材間に介在する内部の内層材では、意匠材よりも低圧縮であるから、また、表裏で圧縮率をバランスしていることで圧縮による歪みが入り難いから、節のある材料を用いても、その節には強い圧縮力が掛かり難いものである。特に、木材を重ねた積層木材の塑性加工であり、木材に節があり部分的に比重が異なる硬い箇所があっても、木材同士を重ねて加熱圧縮するものでは、比重の高い硬い節の箇所が、それに重ねた木材の低比重な箇所が加熱圧縮で柔らかくなり硬い節の押圧により変形することで、節の動きが拘束されないから、節に過剰な圧縮応力、内部応力が掛かり難いものである。よって、節があっても、クラック、亀裂等の割れが生じ難いものとなる。また、複数枚の木材を積層接合したものであるから、内層材や一方の意匠材に節のある材料を用いたとしても、使用面なる他方の意匠材に節のない材料を使用すれば使用面では意匠性を維持することも可能となる。 According to the laminated plastically processed lumber of the invention of claim 1, while the design materials forming the front and back design surfaces are highly compressed, the inner layer material interposed between the design materials is plastically processed with low compression. In addition to being able to increase the mechanical strength and surface hardness compared to the wood of the front and back, the inner layer material interposed between the front and back design materials has a lower compression than the design material. By balancing the compressibility, strain due to compression is less likely to occur, so even if a material with knots is used, a strong compressive force is less likely to be applied to the knots. In particular, it is a plastic processing of laminated wood, and even if the wood has knots and there are hard parts with different specific gravities, the hard knots with high specific gravities cannot be obtained by stacking the wood and compressing it under heat. However, the low specific gravity part of the wood layered on it is softened by heat compression and deformed by the pressure of the hard knots, so that the movement of the knots is not restricted, so excessive compressive stress and internal stress are difficult to apply to the knots. . Therefore, even if there are knots, cracks, fissures, and the like are less likely to occur. In addition, since it is made by laminating and joining multiple pieces of wood, even if a material with knots is used for the inner layer material or one of the design materials, it can be used if a material without knots is used for the other design material, which is the surface to be used. In terms of surface design, it is also possible to maintain design.
加えて、請求項1の発明の積層塑性加工木材によれば、複数枚の木材を積層接合かつ圧密加工して1枚の厚みを出すものであり、原材料の各1枚の製材の厚みは薄くてもよいから、圧密加工前の乾燥工程での乾燥時間の短縮化が可能であり、乾燥の負荷を少なくできる。よって、節がある材料を使用したときでも、乾燥による節割れ、節抜けが生じ難くでき、歩留まりの向上を可能とする。 In addition, according to the laminated plastically processed lumber of the invention of claim 1, a plurality of lumbers are laminated, joined and consolidated to produce a single thickness, and the thickness of each lumber of the raw material is thin. Therefore, it is possible to shorten the drying time in the drying process before consolidation and reduce the drying load. Therefore, even when a material having knots is used, it is possible to prevent knot cracking and knot dropout due to drying, thereby improving the yield.
こうして、請求項1の発明の積層塑性加工木材によれば、木材に節があってもクラック、亀裂等の割れが生じ難く、かつ、意匠性を両立させることができ、節のある材料の有効活用を図ることができる。 In this way, according to the laminated plastically processed lumber of the invention of claim 1, even if the lumber has knots, it is difficult to cause cracks such as cracks, cracks, etc. It can be utilized.
請求項2の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記意匠材及び前記内層材は、互いに前記木目の長さ方向を一致させて積層されていることから、節のある材料を使用したときでも、積層された対向する相手材の木材組織を加熱圧縮時に節部が押圧しやすく、節に圧縮ストレスが掛かり難い。よって、節が多い場合や、木材の表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、節やその周囲でのクラック、亀裂等の割れが生じ難いものである。したがって、請求項1に記載の効果に加えて、塑性加工の更なる歩留りの向上を可能とする。 According to the laminated plastic processed lumber according to the second aspect of the invention, since the design material and the inner layer material are laminated with the wood grain length direction aligned with each other, when using a material with knots However, the knots tend to press against the laminated wood structure of the opposing material during heat compression, and compressive stress is less likely to be applied to the knots. Therefore, even if there are many knots, knots penetrating the front and back of the wood, or knots with a diameter of 20 mm or more, cracks and cracks at the knots and their surroundings are unlikely to occur. It is. Therefore, in addition to the effect described in claim 1, it is possible to further improve the yield of plastic working.
請求項3の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記各意匠材は、木表側の板目面または追柾面側がプレス面とされた配置であるから、圧縮による歪量、内部抵抗が少ない圧縮方向で圧縮されたものである。また、積層塑性加工木材の表裏面に各意匠材の木表側の板目面または追柾面がくるから、収縮の異方性がバランスされたものである。よって、請求項1または請求項2に記載の効果に加えて、木材の内部割れや歪みが生じ難いものであり、寸法形状安定性も高いものである。
According to the laminated plastic processed lumber according to the invention of claim 3, each of the design materials has a press surface on the cross grain surface or the chamfered surface side of the wood front side, so the amount of strain due to compression and the internal resistance are reduced. Compressed in the direction of less compression. In addition, the anisotropy of shrinkage is balanced because the cross-grained surface or chamfered surface on the front side of each design material is placed on the front and back surfaces of the laminated plastic processed lumber. Therefore, in addition to the effects described in claim 1 or
請求項4の発明に係る積層塑性加工木材によれば、その気乾比重が元の木材の気乾比重の1.2倍以上、1.7倍以下であるから、請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載の効果に加えて、表面硬度、強度と軽量性とを両立できる。 According to the laminated plastic processed lumber according to the invention of claim 4, the air-dried specific gravity thereof is 1.2 times or more and 1.7 times or less that of the original lumber. In addition to the effect described in any one of 1. above, it is possible to achieve both surface hardness, strength and lightness.
請求項5の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記意匠材と前記内層材とは、前記意匠材の木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θDと、前記内層材の木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面面とが交わる鋭角側の年輪角度θIとが、θD<θIである。年輪角度がθD<θIの関係の意匠材と内層材では、意匠材の圧縮変形量が大きいものであり、加熱圧縮時に内部応力が生じ難いものである。よって、請求項1乃至請求項4の何れか1つに記載の効果に加えて、節があってもクラック、亀裂等の割れを生じさせることなく、表面硬度を高めることが可能である。 According to the laminated plastically processed lumber according to the invention of claim 5, the design material and the inner layer material are formed at an acute angle where the annual ring line appearing on the butt surface of the design material and the cross grain surface or the chamfer surface on the back side of the tree intersect. and the tree ring angle θ I on the acute angle side where the tree ring line appearing on the butt surface of the inner layer material intersects with the cross grain surface or the straight surface of the back side of the tree, θ D < θ I. . When the design material and the inner layer material have a relationship of θ D <θ I in annual ring angle, the amount of compressive deformation of the design material is large, and internal stress is less likely to occur during heat compression. Therefore, in addition to the effect described in any one of claims 1 to 4, it is possible to increase the surface hardness without causing cracks, fissures, and other fractures even if there are knots.
請求項6の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記意匠材は、その木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θDが0°<θD≦30°であり、前記内層材は、その木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面面とが交わる鋭角側の角度θIが5°≦θI≦80°であるから、加熱圧縮時の年輪の座屈変形が小さいものである。よって、節が存在しても木材内部の割れが生じ難く、また、歪み等も入り難いものである。したがって、請求項1乃至請求項5の何れか1つに記載の効果に加えて、品質の安定化を可能とする。 According to the laminated plastic processed lumber according to the invention of claim 6, the design material has an annual ring angle θ D of 0 on the acute angle side where the annual ring line appearing on the butt end surface intersects with the cross grain surface or the chamfer surface of the back side of the tree. ° < θ D ≤ 30°, and in the inner layer material, the angle θ I on the acute angle side where the annual ring line appearing on the butt surface intersects with the cross grain surface or the straight surface of the back side of the tree is 5° ≤ θ I ≤ Since the angle is 80°, the buckling deformation of annual rings during heat compression is small. Therefore, even if knots are present, cracks are unlikely to occur inside the lumber, and distortion and the like are unlikely to occur. Therefore, in addition to the effect described in any one of claims 1 to 5, it is possible to stabilize the quality.
請求項7の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記各意匠材は、その厚みが、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材の厚みに対し、0.3~0.8倍の範囲内である。圧縮加工しても意匠材の厚みが、内層材の厚みに対し、0.3~0.8倍の範囲内であるものでは、使用面側とする意匠材に重ねた内層材に節がある場合でも、その節及び節周囲の濃色化、黒色化した模様が使用面側とする意匠材に表出しない厚みであり、また、表面硬度も高くできる。よって、請求項1乃至請求項6の何れか1つに記載の効果に加えて、表面強度、硬度と表面意匠性を両立できる。 According to the laminated plastic-processed lumber according to the seventh aspect of the invention, each of the design materials has a thickness of 0.3 to 0.3 to the thickness of the inner layer material or each of the inner layer materials of two or more sheets. It is within the range of 8 times. If the thickness of the design material is within the range of 0.3 to 0.8 times the thickness of the inner layer material even after compression processing, the inner layer material superimposed on the design material on the use side has knots. Even in such a case, the thickness is such that the knots and darkened and blackened patterns around the knots do not appear on the design material to be used, and the surface hardness can be increased. Therefore, in addition to the effect described in any one of claims 1 to 6, it is possible to achieve both surface strength, hardness, and surface design.
請求項8の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記積層塑性加工木材は、その全体の厚みが15mm以上、40mm以下の範囲内であり、前記各意匠材の厚みが1.5mm以上、10mm以下の範囲内であり、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材の厚みが、6mm以上、15mm以下の範囲内であるから、使用面側とする意匠材に重ねた内層材に節がある場合でも、その節及び節周囲の濃色化、黒色化した模様が使用面側とする意匠材に表出しない厚みであり、かつ、薄い全体厚みで軽量とするも、表面硬度が確保される。よって、請求項1乃至請求項7の何れか1つに記載の効果に加えて、表面硬度・強度、表面意匠性及び軽量性を両立できる。 According to the laminated plastic-worked lumber according to the eighth aspect of the invention, the total thickness of the laminated plastic-worked lumber is within a range of 15 mm or more and 40 mm or less, and the thickness of each design material is 1.5 mm or more, The thickness of the inner layer material is within the range of 10 mm or less, and the thickness of the one inner layer material or each of the two or more inner layer materials is within the range of 6 mm or more and 15 mm or less, so the inner layer material overlaid on the design material on the use side Even if there is a knot, the thickness is such that the knot and the darkened and blackened pattern around the knot do not appear on the design material on the side of use, and the overall thickness is thin and lightweight, but the surface hardness is ensured. Therefore, in addition to the effect described in any one of claims 1 to 7, surface hardness/strength, surface design and lightness can be achieved at the same time.
請求項9の発明に係る積層塑性加工木材によれば、ブリネル硬さが15N以上、30N以下の範囲内であるから、筆記やカッター等による浅い細かい傷が付き難い表面硬さである。よって、請求項1乃至請求項8の何れか1つに記載の効果に加えて、学校用の学童机やオフィス、食卓の机等の天板にも好適である。 According to the laminated plastically processed lumber according to the ninth aspect of the invention, since the Brinell hardness is in the range of 15 N or more and 30 N or less, the surface hardness is such that shallow and fine scratches due to writing, cutting, etc. are unlikely to occur. Therefore, in addition to the effect described in any one of claims 1 to 8, it is also suitable for use as a desk for children at school, an office, a table top for a dining table, and the like.
請求項10の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記意匠材は、前記加熱圧縮により元の木材の気乾比重に対する圧縮率で50%~60%の範囲内の圧縮率であり、前記内層材は、前記加熱圧縮により元の木材の気乾比重に対する圧縮率で20%~40%の範囲内の圧縮率であるから、針葉樹を使用して軽量としても高い表面硬度が得られる。よって、請求項1乃至請求項10の何れか1つに記載の効果に加えて、軽量性と高い表面硬度とを両立できる。 According to the laminated plastically processed lumber according to the tenth aspect of the invention, the design material has a compression rate within a range of 50% to 60% with respect to the air-dried specific gravity of the original lumber by the heat compression, and the The inner layer material has a compressibility of 20% to 40% with respect to the air-dried specific gravity of the original wood by the heat compression. Therefore, in addition to the effects described in any one of claims 1 to 10, both lightness and high surface hardness can be achieved.
請求項11の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記意匠材及び前記内層材のうちの対向する面の1か所以上に節部による凸状部と前記節部による押圧で変形した凹状部による接合面を有することから、請求項1乃至請求項10の何れか1つに記載の効果に加えて、節のある材料の使用により安価なものとなる。 According to the laminated plastically processed lumber according to the eleventh aspect of the invention, at least one of the facing surfaces of the design material and the inner layer material has a convex portion formed by a knot portion and a concave shape deformed by pressing by the knot portion. In addition to the effects described in any one of claims 1 to 10, the use of a knotted material reduces the cost due to the use of joint surfaces with parts.
以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図7を参照しながら説明する。
なお、本実施の形態において、同一の記号及び同一の符号は、同一または相当する部分及び機能を意味するものであるから、ここでは重複する説明を省略する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7. FIG.
In addition, in the present embodiment, the same symbols and the same reference numerals mean the same or corresponding parts and functions, so duplicate descriptions will be omitted here.
まず、本発明の実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWの原材料となる加工前の木材NWが、前以て所定の寸法に製材されることについて説明する。
加工前の木材NWの厚み、幅、長さは、それを積層して圧密加工してなる積層塑性加工木材LPWの用途、目的等によって相違するが、通常、断面長方形または正方形の角材、即ち、立方体または直方体の木材、板材として製材されたものが使用される。好ましくは、板目材または追柾材として製材された木材NWが使用される。なお、板目材とは、原木の年輪の接線方向に製材、即ち、板目取りした木材であり、追柾材は、原木の年輪に対して直交するように製材する柾目取りと原木の年輪の接線方向に製材する板目取りの中間的な木取りの木材である。板目材では、通常、年輪の繊維方向に対し垂直な断面で切断した木口面(2面)、板目面(木表及び木裏の2面)、柾目面(2面)を有する。追柾材であれば、通常、木材の繊維方向に対し垂直な断面で切断した木口面(2面)、板目と柾目の中間的な木目の追柾面(木表及び木裏の2面)、柾目面(2面)を有する。なお、図1乃至図4は、板目材の例で説明する。
First, it will be described that the lumber NW before processing, which is the raw material for the laminated plastically worked lumber LPW according to the embodiment of the present invention, is milled in advance to a predetermined size.
The thickness, width, and length of the wood NW before processing differ depending on the application, purpose, etc. of the laminated plastically processed wood LPW obtained by laminating and consolidating the wood NW. Cubical or cuboid timbers, lumber made as planks are used. Preferably, timbers NW that have been sawn as cross-grain timbers or chamfered timbers are used. It should be noted that cross-grain lumber is lumber that has been sawed in the tangential direction of the annual rings of the raw wood, that is, cross-grained lumber. It is an intermediate kidori timber that is sawed in the tangential direction of the cross grain. A cross-grained lumber usually has a butt surface (two surfaces), a cross-grain surface (two surfaces of the front and back of the tree), and a straight-grain surface (two surfaces) cut along a cross section perpendicular to the fiber direction of annual rings. In the case of straightened timber, the edge surface (two surfaces) cut in a cross section perpendicular to the fiber direction of the wood, the intermediate grain surface of the wood grain and the straight grain (two surfaces of the front and back of the wood) ), and has straight-grained surfaces (two surfaces). Note that FIGS. 1 to 4 will be described with an example of a cross-grain material.
なお、積層塑性加工木材LPWの原材料とする木材NWについて、辺材(白太・白身)または心材(赤身)を問うものではないが、一般的に杉材等の針葉樹においてはヤ二の量が多いところ、心材に比べ辺材の部分では加熱圧縮によるヤ二の表出量が少ないことから、辺材の占有量が多いほど好適に用いることができる。また、辺材は心材に比べ明るい色彩であることから、圧密したときの濃色変化が心材よりも抑制され、良好な外観が保持される。また、積層塑性加工木材LPWの原材料とする木材NWは、間伐材、風害・水害・雪害・森林火災・凍害・虫害等の自然災害によって倒れたり芯割れを起こしたりして丸太の状態では使えなくなった傷害木材、端材等を用いてもよい。低コスト化を図ることができ、また、環境美化にも貢献することができる。 Regarding the wood NW used as the raw material for the laminated plastic processed wood LPW, it does not matter whether it is sapwood (sapwood, white) or heartwood (red), but in general, in conifers such as cedar, the amount of tar is Where there is a large amount of sapwood, the amount of sapwood exposed by heating and compression is small compared to that of the heartwood. In addition, since the sapwood has a brighter color than the heartwood, the change in dark color when compacted is suppressed more than the heartwood, and a good appearance is maintained. In addition, the wood NW, which is used as the raw material for laminated plastic processed wood LPW, cannot be used in the state of a log because it falls down or cracks due to natural disasters such as thinned wood, wind damage, water damage, snow damage, forest fire, frost damage, and insect damage. Damaged wood, offcuts, etc. may also be used. Cost reduction can be achieved, and environmental beautification can also be contributed.
所定厚みに製材された木材NWは、後述の図5及び図6に示す塑性加工木材製造装置100を用いて所定の圧密加工を行う前に、繊維飽和点以下の含水率となるように乾燥される。繊維飽和点以下の含水率、好ましくは、気乾状態以下の含水率となるように一旦乾燥させることで強度を持たせ、また、後の加熱圧縮により十分な化学変化を起こさせることができる。なお、木材の含水率とは、水分を含まない木材重量(全乾重量、ドライベース)に対する水分重量の割合であり、例えば、高周波含水率計等の測定器を用いて測定が可能である。一般的に、その木材の表面側から水分が蒸発することから、木材の含水率は、その表面に近くなるほど低くなるが、ここでの含水率は木材全体の含水率として測定される値を示す。
The lumber NW, which has been lumbered to a predetermined thickness, is dried to a moisture content below the fiber saturation point before being subjected to a predetermined consolidation process using a plastic-worked
木材NWを所望の含水率にする乾燥は、公知の乾燥装置、例えば、公知の高温蒸気を熱源とし、冷凍機等を内蔵する人工乾燥機等により所定条件に乾燥することができる。この際、木材NWの全体含水率が予め測定され、このときの含水率や木材NWの樹種、その厚み等をパラメータとし、乾燥後に所定の含水率となるように、人工乾燥機等の乾燥装置における乾燥条件、即ち、所定の温度、湿度、乾燥時間(杉材や檜材等の場合には、例えば、乾燥温度が約40~100℃、乾湿球温度差が約1~30℃、乾燥期間が3~10日程度)等が設定される。通常、乾燥期間中において乾燥温度は徐々に上昇させ、湿度は徐々に下降させるように設定される。 The wood NW can be dried to a desired moisture content by a known drying apparatus, for example, an artificial dryer with a built-in refrigerator or the like using known high-temperature steam as a heat source under predetermined conditions. At this time, the overall moisture content of the wood NW is measured in advance, and the moisture content at this time, the tree species of the wood NW, the thickness, etc. are used as parameters, and a drying device such as an artificial dryer or the like is used so that the moisture content after drying is a predetermined value. drying conditions, that is, predetermined temperature, humidity, drying time (in the case of cedar and cypress wood, for example, the drying temperature is about 40 to 100 ° C., the dry-wet bulb temperature difference is about 1 to 30 ° C., the drying period is about 3 to 10 days), etc. Normally, during the drying period, the drying temperature is set to gradually rise and the humidity is set to gradually fall.
なお、含水率を低下させることで強度を高めることが可能であるが、木材NWの含水率を必要以上に低くし過ぎると、木材NWの収縮により強度が損なわれ乾燥過程で割れ等が生じる。特に、木材NWに節部Kが存在する場合には、節部K及びその周辺の水分の吸放湿性特性が高く、水分が蒸発しやすいことで、乾燥過程で節部K及びその周辺に割れ、亀裂等が発生しやすくなる。
そこで、例えば、杉材、檜材等であれば、木材NWを全体の含水率が5%~15%の範囲内となるように乾燥させるのが好ましい。より好ましくは、含水率が8%~10%の範囲内である。
Although it is possible to increase the strength by lowering the moisture content, if the moisture content of the wood NW is lowered more than necessary, the strength is impaired due to shrinkage of the wood NW, and cracks or the like occur during the drying process. In particular, when there are knots K in the wood NW, the knots K and their surroundings have high moisture absorption and desorption characteristics, and the moisture easily evaporates, so cracks at the knots K and their surroundings during the drying process. , cracks and the like are likely to occur.
Therefore, for example, in the case of cedar wood, cypress wood, etc., it is preferable to dry the wood NW so that the moisture content of the entire wood falls within the range of 5% to 15%. More preferably, the water content is in the range of 8% to 10%.
ここで、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWでは、複数枚の木材NW(NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3等)を積層し、その積層体LWに対し加熱圧縮による圧密加工を施して1枚の積層塑性加工木材LPWとしての厚みを出すものであり、原材料の製材した各1枚(1本)の木材NW(NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3等)の厚みは薄くできる。即ち、例えば、学校用の学童机、学習机、オフィスの仕事机、家庭のダイニングテーブル等の机等の天板や棚板等の用途として使用できる積層塑性加工木材LPWとして、3枚以上の薄い厚みの木材NWを重ねてそれを加熱圧縮するものであり、例えば、厚みが10mm~30mm、好ましくは、12~25mmの範囲内である薄い厚みの木材NWの乾燥である。 Here, in the laminated plastically processed lumber LPW according to the present embodiment, a plurality of lumbers NW (NW D1 , NW D2 , NW I1 , NW I2 , NW I3 , etc.) are laminated, and the laminated body LW is heated and compressed. The thickness of one piece of laminated plastic processed wood LPW is obtained by performing a consolidation process, and each piece (one piece) of wood NW (NW D1 , NW D2 , NW I1 , NW I2 , NW I2 , NW I2 , NW I3 , etc.) can be made thinner. That is, for example, as a laminated plastic processed wood LPW that can be used for applications such as a desk for school children, a study desk, a work desk in an office, a desk such as a dining table at home, a shelf board, etc., three or more thin sheets Thick wood NWs are stacked and heat-compressed. For example, thin wood NWs with a thickness of 10 mm to 30 mm, preferably 12 to 25 mm, are dried.
よって、積層塑性加工木材LPWの原材料とする各木材NWの乾燥は、少ない乾燥時間で済み、また、表面の乾燥割れも生じ難いものであり、更に、木材内部の含水率を表面側の含水率に近づけることが可能である。即ち、積層塑性加工木材LPWを所定の厚みとするも、原材料とする各木材NWは薄い厚みにできるから、乾燥による負荷を少なくできる。よって、原材料とする木材NWに節のある材料を用いたときでも、乾燥による節割れ、節抜けを生じさせ難いものであり、歩留まりを良くできる。また、木材NWの内部と表面側とで含水率のばらつきを少なくできるから、後の加熱圧縮で局部的な圧縮変形、ストレスを生じさせ難いものとなり、加熱圧縮による木材の内部割れも防止され、節が存在してもそこにクラック、亀裂等の割れが生じ難いものとなる。加えて、木材NWの乾燥時間が少ないから、生産性もよいものである。 Therefore, each wood NW used as a raw material for laminated plastic-worked wood LPW can be dried in a short drying time, and drying cracks on the surface are less likely to occur. can be approximated to That is, even if the laminated plastic-worked wood LPW is made to have a predetermined thickness, each wood NW used as the raw material can be made thin, so the load due to drying can be reduced. Therefore, even when a material having knots is used as the raw material wood NW, it is difficult to cause knot cracking and knot dropout due to drying, and the yield can be improved. In addition, since the variation in water content between the inside and the surface side of the wood NW can be reduced, it becomes difficult to cause local compressive deformation and stress in subsequent hot compression, and internal cracking of the wood due to hot compression is prevented. Even if there are knots, cracks, fissures and the like are less likely to occur there. In addition, since the drying time of the wood NW is short, the productivity is also good.
なお、本発明を実施する場合には、木材NWを所定の含水率に乾燥させる手段は、人工的な乾燥に限定されることなく、自然乾燥との併用であってもよい。また、上記では原木、丸太から切り出した木材を所定の寸法に製材してから乾燥させる説明としたが、本発明を実施する場合には、原木、丸太から切り出した木材を所定の含水率まで乾燥させてから所定の寸法に製材してもよい。 In addition, when carrying out the present invention, means for drying the wood NW to a predetermined moisture content is not limited to artificial drying, and natural drying may be used in combination. In the above description, lumber cut from raw wood or logs is sawed into a predetermined size and then dried. It may be lumbered to a predetermined size after it is dried.
次に、このようにして所定の含水率に乾燥した木材NW(NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3等)は、互いの木目の長さ方向に対して垂直方向、即ち、木材NWの厚み方向で接着剤を介在させて積層し、積層木材LWを形成する。
本実施の形態においては、3枚以上の複数枚の木材NWを積層するが、木材NWの積層枚数は、積層塑性加工木材LPWの用途、目的等に応じて設定される。
Next, the wood NWs (NW D1 , NW D2 , NW I1 , NW I2 , NW I3 , etc.) dried to a predetermined moisture content in this way are placed in the direction perpendicular to the length direction of each grain, that is, Laminated lumber LW is formed by interposing an adhesive in the thickness direction of lumber NW.
In the present embodiment, three or more wood pieces NW are laminated, and the number of laminated wood pieces NW is set according to the application, purpose, etc. of the laminated plastically worked wood piece LPW.
図1乃至図4に示したように、本実施の形態では、木材NW(NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3等)は互いの木目の長さを一致させて積層している。
互いに木目の長さを一致させて積層していれば、後述するように、木材NWに節部Kが存在しても、加熱圧縮したときに、積層している対向する相手材の木材組織を節が押圧しやすく、節部Kに圧縮ストレスが掛かり難いものとなる。よって、節が多い場合、例えば、10%~20%の高い占有率で節が存在し、部分的な比重差が大きい場合や、木材NWの表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、加熱圧縮時に節が潰れたりその周囲で座屈変形が生じたりするのが防止され節部Kにクラック、亀裂等の割れが生じ難いものとなる。
As shown in FIGS. 1 to 4, in the present embodiment, the wooden pieces NW (NW D1 , NW D2 , NW I1 , NW I2 , NW I3 , etc.) are laminated with their grain lengths matched. there is
As long as the lengths of the wood grains are matched to each other and laminated, as will be described later, even if the wood NW has knots K, when the wood NW is heated and compressed, the wood structure of the opposing laminated wood NW will change. The joints are easy to press, and compressive stress is less likely to be applied to the joints K. Therefore, when there are many knots, for example, when knots exist at a high occupancy of 10% to 20% and the difference in partial specific gravity is large, when there are knots penetrating the front and back of the wood NW, or when the wood NW has a diameter of 20 mm Even when the above knots are present, the knots are prevented from being crushed during heating and compression, and buckling deformation is prevented from occurring around them.
また、本実施の形態では、木材NWを積層してなる積層木材LWの表裏面は、木表側の板目面または追柾面となるように木材NWD1,NWD2を配置する。即ち、積層木材LWは、その表裏層に配置する各木材NWD1,NWD2の木表側の板目面または追柾面を意匠面とし、それとは反対側の各木材NWD1,NWD2の木裏側の板目面または追柾面側を積層する中間層の木材NWI(NWI1,NWI2,NWI3等)との対向面とする。
これより、加熱圧縮時に積層木材LWを挟む1対のプレス盤10A,10Bによって表裏層、即ち、意匠面側のNWD1,NWD2が圧縮変形しやすく、加熱圧縮時に生じる圧縮応力を少なくできる。よって、年輪の座屈変形による木材割れを防止でき、また、内部応力を少なくできるから、節のある材料を使用したときでも、加熱圧縮時にその節に亀裂、クラック等の割れが入り難いものとなる。加えて、表裏で圧縮率や収縮の異方性がバランスされるから、局部的な圧縮変形、ストレスを生じさせ難いものであり、圧縮による歪みも少なく、また、圧密加工後の周囲環境条件の変化によって膨張収縮力が生じたとしても寸法形状安定性が高い。
Further, in the present embodiment, the lumbers NW D1 and NW D2 are arranged so that the front and back surfaces of the laminated lumber LW formed by laminating the lumbers NW become the cross-grained surface or chamfered surface on the wood surface side. That is, the laminated lumber LW has a design surface on the cross grain surface or the chamfered surface on the wood surface side of each of the lumbers NW D1 and NW D2 arranged on the front and back layers, and each of the lumbers NW D1 and NW D2 on the opposite side. The cross-grain surface or chamfered surface of the back side is the surface facing the wood NW I (NW I1, NW I2, NW I3 , etc.) of the intermediate layer to be laminated.
As a result, the front and back layers, that is, NW D1 and NW D2 on the design surface side, are easily deformed by the pair of
本実施の形態の積層塑性加工木材LPWを、例えば、学校用の学童机、学習机、オフィスの仕事机、家庭のダイニングテーブル等の机に使用される天板や棚板等に適用する場合の事例で説明すると、積層塑性加工木材LPWの原材料となる加工前の木材NWとして、杉材または檜材等の針葉樹を使用したときに、例えば、厚みが6mm~15mmの範囲内である3枚の木材NWD1,NWD2,NWI1、4枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2、または5枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3を積層して積層材LWとすることができる。このとき3枚~5枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3を積層した積層木材PWの全体厚みは、例えば、20mm~75mmの範囲内、好ましくは、25mm~60mmの範囲内である。しかし、本発明を実施する場合には、積層塑性加工木材LPWの原材料となる木材NWの枚数、厚みはこれに限定されるものではない。なお、実際には積層木材LWの木材NW間には接着剤が塗布されるが、上記厚みは接着剤の塗布厚みは無視した値である。ここで、以下、NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3を特に区別しないときには、単に「木材NW」とし、また、表裏層の木材NWD1,NWD2間に配置する内層の木材NWI1,NWI2,NWI3についても特に区別しないときには、単に「木材NWI」とする。 When the laminated plastic processed wood LPW of the present embodiment is applied, for example, to a top board or a shelf board used for desks such as school children's desks, study desks, office work desks, home dining tables, etc. To explain with an example, when a coniferous tree such as cedar or cypress is used as the wood NW before processing, which is the raw material of the laminated plastic processed wood LPW, three pieces with a thickness within the range of 6 mm to 15 mm are used. Lamination of timbers NW D1 , NW D2, NW I1 , four timbers NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 , or five timbers NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 , NW I3 material LW. At this time, the total thickness of the laminated lumber PW in which 3 to 5 lumbers NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 and NW I3 are laminated is, for example, within the range of 20 mm to 75 mm, preferably 25 mm to 60 mm. Within range. However, when carrying out the present invention, the number and thickness of the wood pieces NW, which are the raw materials of the laminated plastic-worked wood piece LPW, are not limited to these. Although an adhesive is actually applied between the lumbers NW of the laminated lumber LW, the above thickness is a value ignoring the applied thickness of the adhesive. Here, hereinafter, when NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 , and NW I3 are not particularly distinguished, they are simply referred to as “timber NW”, and the inner layer timber placed between the front and back layer timbers NW D1 and NW D2 NW I1 , NW I2 , and NW I3 will simply be referred to as "timber NW I " when not specifically distinguished.
図1は、木材NWを3枚積層した例である。3枚の木材NWD1,NWD2,NWI1を積層してなる積層木材LWは、各木材NWD1,NWD2,NWI1が互いに木目の長さを一致させて、木目の長さ方向に対して垂直方向に積層したものであり、その表裏層に位置する各木材NWD1,NWD2の木表側の板目面または追柾面を意匠面とした配置である。 FIG. 1 shows an example in which three pieces of wood NW are laminated. A laminated lumber LW made by laminating three lumbers NW D1 , NW D2, and NW I1 is arranged such that the lengths of the grains of the lumbers NW D1 , NW D2, and NW I1 match each other, and the length of the grain is It is an arrangement in which the cross grain surface or chamfered surface on the wood surface side of each of the wood pieces NW D1 and NW D2 located on the front and back layers is used as the design surface.
また、図2及び図3は、木材NWを4枚積層した例である。4枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2を積層してなる積層木材LWは、各木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2が互いに木目の長さを一致させて、木目の長さ方向に対して垂直方向に積層したものであり、その表裏層に位置する各木材NWD1,NWD2の木表側の板目面または追柾面を意匠面とした配置である。このとき、表裏層の木材NWD1及び木材NWD2間に配置する内層の2枚の木材NWI1,NWI2は、互いに重ね合わせる対向面を、図3に示すように木表側の板目面または追柾面側同士、または、図4に示すように木裏側の板目面または追柾面側同士とするのが好ましい。これにより収縮の異方性がバランスされるから、圧縮による歪みも少なく、また、圧密加工後の周囲環境条件の変化によって膨張収縮力が生じたとしても寸法形状安定性が高いものとなる。 2 and 3 are examples in which four pieces of wood NW are laminated. Laminated lumber LW formed by laminating four lumbers NW D1 , NW D2 , NW I1 , NW I2 is obtained by matching the grain lengths of the lumbers NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 to each other, so that the wood grain It is laminated in the direction perpendicular to the length direction, and is arranged so that the cross-grain surface or chamfered surface on the wood surface side of each of the timbers NW D1 and NW D2 located on the front and back layers is the design surface. At this time, the two inner layer timbers NW I1 and NW I2 placed between the timber NW D1 and the timber NW D2 of the front and back layers are arranged such that the opposing surfaces to be superimposed on each other are the cross grain surface on the front side of the wood or the cross grain surface as shown in FIG. It is preferable to use the chamfered surfaces side by side, or, as shown in FIG. As a result, the anisotropy of shrinkage is balanced, so distortion due to compression is small, and dimensional and shape stability is high even if expansion and contraction forces are generated due to changes in ambient environmental conditions after compaction.
即ち、図2の4枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2を積層してなる積層木材LWは、表裏層の木材NWD1,NWD2の木裏側の板目面または追柾面側が内層の木材NWI1,NWI2の木裏側の板目面または追柾面側と対向し、内層の木材NWI1,NWI2同士は、木表側の板目面または追柾面側で対向したものである。このように表裏層の木材NWD1,NWD2の木裏側の板目面または追柾面側が内層の木材NWI1,NWI2の木裏側の板目面または追柾面側と対向するものでは、加熱圧縮時に積層木材LWを挟む1対のプレス盤10A,10Bによって表裏層の木材NWD1,NWD2が圧縮変形しやすいから、即ち、圧縮力を集中させやすいから、表面硬度をより高めることが可能である。更に、加熱圧縮力による内部応力を少なくできるから、節が多い場合や、木材の表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、加熱圧縮時に節部Kにクラック、亀裂等の割れが入り難いものとなる。なお、表裏層の木材NWD1及び木材NWD2間に配置する内層の木材NWを2枚以上の偶数枚とする場合では、このように木表側と木裏側とを交互に反転させて積層配置して圧縮の異方性をバランスすれば、歪みの発生も防止できる。
That is, the laminated lumber LW formed by laminating the four lumbers NW D1 , NW D2 , NW I1 and NW I2 shown in FIG. The inner layer timbers NW I1 and NW I2 face the cross-grained or chamfered sides of the back side of the wood NW I1 and NW I2, and the inner-layer lumbers NW I1 and NW I2 face each other on the cross-grained or chamfered sides of the wood front side. It is. In this way, in the case where the cross-grained surface or the straightened surface side of the back side of the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers faces the cross-grained surface or the straightened surface side of the back side of the wood NW I1 and NW I2 of the inner layer, Since the lumbers NW D1 and NW D2 of the front and back layers are easily deformed by the pair of
一方で、図3の4枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2を積層してなる積層木材LWは、表裏層の木材NWD1,NWD2の木裏側の板目面または追柾面側が内層の木材NWI1,NWI2の木表側の板目面または追柾面側と対向し、内層の木材NWI1,NWI2同士は、木裏側の板目面または追柾面側で対向したものである。このように表裏層の木材NWD1,NWD2の木裏側の板目面または追柾面側が内層の木材NWI1,NWI2の木表側の板目面または追柾面側と対向するものでは、積層木材LWの表裏が対称関係となり木材NW同士が相互に作用し合って特定方向の反り変形、歪み等が防止される。よって、寸法形状安定性がより高いものとなる。 On the other hand, the laminated lumber LW formed by laminating the four lumbers NW D1 , NW D2, NW I1 and NW I2 shown in FIG. The face side of the inner layer wood NW I1, NW I2 faces the cross-grained or chamfered side of the wood front side, and the inner-layered wood NW I1, NW I2 faces each other on the back side of the wood, the cross-grained or chamfered side It is what I did. In this way, in the case where the cross-grained surface or chamfered surface on the back side of the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers faces the cross-grained surface or chamfered surface on the wood surface side of the wood NW I1 and NW I2 of the inner layer, The front and back of the laminated wood LW are in a symmetrical relationship, and the wood NW interacts with each other to prevent warping deformation, distortion, etc. in a specific direction. Therefore, the dimensional shape stability becomes higher.
何れにせよ、表裏層の木材NWD1及び木材NWD2間に積層する内層の木材NWIを偶数枚とする場合には、互いに木表側の板目面または追柾面同士及び木裏側の板目面または追柾面同士を対向させて積層接着することで、収縮の異方性がバランスされ、特定方向の反り変形、歪み等を防止できるから寸法形状安定性をよくできる。 In any case, when an even number of inner-layer timbers NW I are laminated between the timber NW D1 and the timber NW D2 of the front and back layers, the cross-grained surfaces on the front side of the wood or the cross-grained surfaces on the back side of the wood and the cross-grained on the back side of the wood are used. The anisotropy of shrinkage is balanced by laminating and adhering the surfaces or the chamfered surfaces so that they face each other, and it is possible to prevent warping deformation, distortion, etc. in a specific direction, so that the dimensional shape stability can be improved.
また、図4は、木材NWを5枚積層した例である。5枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2、NWI3を積層してなる積層木材LWでも、各木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2、NWI3が互いに木目の長さを一致させて、木目の長さ方向に対して垂直方向に積層したものであり、その表裏層に位置する各木材NWD1,NWD2の木表側の板目面または追柾面を意匠面とした配置である。このとき、表裏層の木材NWD1,NWD2間に積層する内層の3枚の木材NWI1,NWI2、NWI3のうち2枚の木材NWIは、互いに重ね合わせる対向面を、木表側の板目面または追柾面側同士、または、木裏側の板目面または追柾面側同士とするのが好ましい。これにより収縮の異方性がバランスされるから、圧縮による歪みも少なく、また、圧密加工後の周囲環境条件の変化によって膨張収縮力が生じたとしても寸法形状安定性が高いものとなる。 Moreover, FIG. 4 is an example in which five pieces of wood NW are laminated. Even in a laminated lumber LW formed by laminating five lumbers NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 and NW I3 , each of the lumbers NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 and NW I3 have grain lengths different from each other. are aligned and laminated in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain, and the cross grain surface or the chamfered surface on the wood surface side of each of the wood NW D1 and NW D2 located in the front and back layers is the design surface. It is an arrangement that At this time, two pieces of wood NW I among the three pieces of wood NW I1 , NW I2 , and NW I3 in the inner layer laminated between the pieces of wood NW D1 and NW D2 in the front and back layers are arranged so that the facing surfaces to be overlapped with each other are placed on the front side of the wood. It is preferable to use cross-grain surfaces or chamfered surfaces, or cross-grain surfaces or chamfered surfaces on the back side of the tree. As a result, the anisotropy of shrinkage is balanced, so distortion due to compression is small, and dimensional and shape stability is high even if expansion and contraction forces are generated due to changes in ambient environmental conditions after compaction.
即ち、表裏層の木材NWD1及び木材NWD2間に積層する内層の木材NWIを3枚以上上の奇数枚であっても、その一部にて木表側と木裏側を対向させることがあっても、その他は互いに木表側の板目面若しくは追柾面同士または木裏側の板目面若しくは追柾面同士を対向させて積層接着することで、圧縮による歪み等を防止することが可能となる。また、圧密加工後の周囲環境条件の変化によって膨張収縮力が生じたとしても、互いの重ね合わせた木材同士が相互に作用し合って特定方向の反り変形を防止できるから、寸法形状安定性を確保することが可能となる。 That is, even if the number of the inner layer timbers NW I laminated between the timber NW D1 and the timber NW D2 of the front and back layers is three or more, even if the number of timbers NW I is an odd number, the front side and the back side of the wood may face each other in part. However, it is possible to prevent distortion due to compression by laminating and bonding the cross-grained surfaces or straightened surfaces on the front side of the wood or the cross-grained surfaces or straightened surfaces on the back side of the wood facing each other. Become. In addition, even if expansion and contraction forces occur due to changes in the surrounding environmental conditions after consolidation, the timbers that are stacked on top of each other interact with each other to prevent warping and deformation in a specific direction. can be secured.
ここで、積層塑性加工木材LPWの原材料の木材NWに節のある材料を用いる場合には、木材NWの節部Kのある個所に、別の木材NWの節のない箇所を重ねるのが好ましい。即ち、木材NWの節部Kのある箇所に対向させる相手材の部分(1cm3単位)は、節部Kがある箇所より低比重で繊維が低密な部分である。こうした木材組織の節のない箇所、即ち、節部Kがない低比重で繊維が低密な部分では、加熱圧縮したときに、木材NWの節部Kに押圧されて軟化変形できることで、全体の圧縮率によりその圧縮にあった緩衝効果が得られ、加熱圧縮しても節がその環境に従うから、木材NWの節部Kに圧縮ストレスが掛かり難いものとなる。つまり、節がある材料を用いても、木材NW同士の積層により木目の長さ方向に対して垂直方向、即ち、木材NWの厚み方向で比重の相違、粗密を形成することで、加熱圧縮時に木材NWの節周囲の繊維の座屈変形が抑えられ、節やその周囲に過剰なストレスが掛かり難いものとなる。更に、本実施の形態では、表裏層の木材NWD1及び木材NWD2を高圧縮としても内層の木材NWIは低圧縮であるから、木材NWに節のある材料を使用しても、その節部Kに無理な圧縮荷重が掛かり難く、硬い節部Kに歪み、ストレスが入り難い。また、表裏で圧縮がバランスされるから、局部的な圧縮変形、ストレスを生じさせ難いものでもある。よって、節部Kの潰れ、破損、亀裂、クラック等の割れを生じさせることなく圧密加工により元の木材よりも機械的強度を高くした積層塑性加工木材LPWを得ることができる。 Here, when using a material with knots for the wood NW as the raw material of the laminated plastic-worked wood LPW, it is preferable to overlap a part of another wood NW with no knots on a part of the wood NW with the knot K. That is, the portion (1 cm 3 unit) of the mating material that is opposed to the location where the knot K of the wood NW is located has a lower specific gravity and a lower fiber density than the location where the knot K is located. In a portion without knots in the wood structure, that is, in a portion with low specific gravity and low density of fibers without knots K, when heated and compressed, it is pressed by the knots K of the wood NW and can be softened and deformed. Depending on the compressibility, a cushioning effect suitable for the compression is obtained, and even if the wood is heated and compressed, the knots follow the environment, so that the knots K of the wood NW are less likely to be subjected to compressive stress. In other words, even if a material with knots is used, by stacking the wood NWs together, the specific gravity is different in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain, that is, in the thickness direction of the wood NW. Buckling deformation of the fibers around the knots of the wood NW is suppressed, and excessive stress is less likely to be applied to the knots and their surroundings. Furthermore, in the present embodiment, even if the wood NW D1 and the wood NW D2 of the front and back layers are highly compressed, the wood NW I of the inner layer is low-compressed. An unreasonable compressive load is hard to be applied to the portion K, and the hard knot portion K is hard to be distorted and stressed. In addition, since the compression is balanced between the front and back sides, it is difficult to cause local compressive deformation and stress. Therefore, it is possible to obtain a laminated plastic processed wood LPW having a mechanical strength higher than that of the original wood by consolidation without causing crushing, breakage, fissures, cracks, etc. of the knots K.
そして、本実施の形態では、加熱圧縮前に積層する木材NW同士の対向面には、接着剤が塗布される。
木材同士を接着するための接着剤としては、後の1対のプレス盤10A,10B、即ち、ホットプレスを用いた加熱圧縮工程の条件で木材同士を一体に接合することができるものであればよい。例えば、木材同士を接着するための接着剤としては、水性ビニールウレタン系接着剤(水性高分子イソシアネート系接着剤)、ウレタン樹脂系接着剤、酢酸ビニル樹脂系接着剤、尿素樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、合成ゴム系接着剤等を使用することができる。特に、本実施の形態では、後述する加熱圧縮時に硬化させることにより木材同士を接着する熱硬化性の接着剤や、2液混合反応硬化型の接着剤が使用される。このときの接着剤の塗布量は、接着剤の種類等により決定されるが、例えば、水性ビニールウレタン系接着剤であれば、その塗布量は200g/m2以上とするのが好ましい。水性ビニールウレタン系接着剤であれば針葉樹からなる木材でも接着剤が浸透し易く、後の加熱圧縮工程で木材同士が強固に接着される十分な接着強度が得られる。特に、節がある材料の場合には、その節部Kにも浸透し、後の加熱圧縮工程で節部Kにかかる圧縮応力の緩和を可能、節の保護を可能とするから、後の加熱圧縮工程での節部Kの割れ防止に効果的である。
なお、接着剤の塗布手段は特に問われず、木材NWの片面側に接着剤を塗布する作業であってもよいし、奇数枚の積層であれば、偶数枚目に配置する木材NWの両面に塗布すれば、少ない手間、工数で接合のための接着剤の塗布を可能とする。
Then, in the present embodiment, an adhesive is applied to the facing surfaces of the wood pieces NW to be laminated before heat compression.
As the adhesive for bonding the pieces of wood together, any adhesive can be used as long as it can integrally bond pieces of wood together under the conditions of the subsequent pair of
Note that the method of applying the adhesive is not particularly limited, and the adhesive may be applied to one side of the wood NW. If applied, it is possible to apply the adhesive for bonding with less labor and man-hours.
このとき、接着剤を介在させて3枚以上の複数枚の木材NWを積層してなる積層木材LWは、その表裏層の木材NWD1,NWD2に乾燥後に水分を付加して含水させた木材を使用してもよい。即ち、本発明を実施する場合には、上述したように所定の含水率となるように乾燥させたのち、木材を積層したときにその上層側及び下層側のNWD1,NWD2を加熱圧縮し易くするために、積層したときに上層側及び下層側に配置する木材NWD1,NWD2に対して水分付加、即ち、加湿を行ってもよい。例えば、水中に乾燥後の木材NWD1,NWD2全体を所定時間浸漬(例えば、浸漬時間を5分程度)することにより所定の含水率とする水分付加を行うことができる。乾燥した木材NWD1,NWD2の表面側に水分を付加する手段は、水中への木材NWD1,NWD2の浸漬に限らず、特定の面に水をスプレー等で噴霧、吹き付けをしても良いし、刷毛等で水を塗布しても良い。 At this time, the laminated lumber LW, which is obtained by laminating three or more lumbers NW with an adhesive interposed therebetween, is a lumber obtained by adding moisture to the lumbers NW D1 and NW D2 of the front and back layers after drying. may be used. That is, when carrying out the present invention, after drying to a predetermined moisture content as described above, when wood is laminated, NW D1 and NW D2 on the upper and lower layers are heat-compressed. In order to facilitate the stacking, moisture may be added to the woods NW D1 and NW D2 arranged on the upper layer side and the lower layer side when laminated, that is, humidification may be performed. For example, by immersing the whole of the dried lumbers NW D1 and NW D2 in water for a predetermined time (for example, the immersion time is about 5 minutes), water can be added to obtain a predetermined moisture content. The means for adding moisture to the surface side of the dried wood NW D1 and NW D2 is not limited to immersing the wood NW D1 and NW D2 in water, and spraying or spraying water on a specific surface with a spray or the like is also possible. Alternatively, water may be applied with a brush or the like.
次に、こうして接着剤を介在させて3枚以上の複数枚の木材NWを積層してなる積層木材LWに対し、加熱圧縮することにより、加熱圧縮及び圧縮固定化による圧密加工と接着剤の硬化による木材同士の接合を行う。 Next, the laminated lumber LW, which is obtained by laminating three or more lumbers NW with an adhesive interposed therebetween, is heat-compressed to perform consolidation by heat-compression and compression fixation, and curing of the adhesive. The wood is joined together by
ここで、図5及び図6に示すように、複数枚の木材NWを積層した積層木材LWに対して圧密加工を行う塑性加工木材製造装置100は、主として、上プレス盤10Aと下プレス盤10Bとの2分割された構造体によって内部空間ISを形成するプレス盤10と、下プレス盤10Bの周縁部10bに対向する上プレス盤10Aの周縁部10aに配設され、上プレス盤10Aの所定の上下動の範囲で内部空間ISを密閉状態とするシール部材11と、上プレス盤10Aの上面側から内部空間IS内に連通され、内部空間IS内に蒸気を供給するための配管口12aを有する配管12と、その上流側のバルブV4と、下プレス盤10Bの側面側から内部空間IS内に連通され、内部空間IS内から水蒸気を排出するための配管口13aを有する配管13と、配管13内の蒸気圧を検出する圧力計P2と、その下流側のバルブV5と、バルブV5に接続されたドレン配管14等から構成されている。
Here, as shown in FIGS. 5 and 6, the plastic-worked
プレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10B内には、それらを高温の水蒸気を通すことによって所望の温度に昇温するための配管路15,16が形成されており、これら配管路15,16には蒸気供給側の配管ST1から分岐された配管ST2,ST3、蒸気排出側の配管ET1,ET2がそれぞれ接続されている。そして、蒸気供給側の配管ST1,ST2,ST3の途中にはバルブV1,V2,V3、配管ST1内の蒸気圧を検出する圧力計P1が配設されており、蒸気排出側の配管ET1,ET2は、バルブV6を介してドレン配管14に接続されている。
In the
更に、プレス盤10には、上プレス盤10A及び下プレス盤10B内に形成された配管路15,16に水蒸気に換えて低温の冷却水を通すことによって所望の温度に冷却する冷却水供給側の配管ST11から分岐された配管ST12,ST13が、上記配管ST2,ST3にそれぞれ接続されている。また、冷却水供給側の配管ST11,ST12,ST13の途中にはバルブV11,V12,V13が配設されている。
Furthermore, the
なお、配管ST1に水蒸気を供給するボイラ装置、配管ST11に冷却水を供給する冷却水供給装置、プレス盤10の固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aを上昇/下降させ加圧するための油圧機構を含むプレス昇降装置は省略されている。
本実施の形態では、プレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bの加熱に高温の水蒸気を導入しているが、本発明を実施する場合、プレス盤10の加熱媒体は高温の水蒸気に限定されず、油等を用いてもよいし、木材を高周波加熱、マイクロ波加熱、加熱ヒータ等の加熱手段で加熱することも可能である。特に、木材に対する高周波加熱は、マイクロ波による誘電過熱よりも、マイクロ波よりも若干周波数の低い高周波で、木材の中心から加熱する方法が好適である。
A boiler device that supplies water vapor to the pipe ST1, a cooling water supply device that supplies cooling water to the pipe ST11, and an
In the present embodiment, high-temperature steam is introduced to heat the
鉄等からなるプレス盤10においては、積層木材LWの積層方向に対して垂直方向の表裏面全体をプレス可能な平面サイズの平面金型が使用され、その材質は特に問われるものでないが、木材が鉄イオン汚染により黒色化しないように、例えば、金型にはステンレス、アルミニウム等の鋼材を使用したり、積層木材LWの表裏の接触表面にメッキ加工を施したりする。更に、内部空間ISを密閉状態とするためのシール部材11も、その材質は特に問われるものでないが、通常、耐熱性や耐水性に優れたシリコーンゴム、シリコーン樹脂等が使用される。
In the
このように構成された塑性加工木材製造装置100を用いて積層木材LWを圧密化するにあたっては、まず、図6(a)に示すように、プレス盤10を構成する固定側の下プレス盤10Bに対して、可動側の上プレス盤10Bを上昇させておき、固定側の下プレス盤10Bに積層木材LWを載置する。
In order to consolidate the laminated lumber LW using the plastically worked
ここで、本実施の形態において、上プレス盤10Aと下プレス盤10Bとの2分割されたプレス盤10によってプレス圧縮される方向は、積層木材LWの木目の長さ方向に対して垂直方向の面(積層木材LWの厚み方向に対して垂直な表裏面)に対し直角方向に圧縮力が加えられる。
Here, in the present embodiment, the direction of press compression by the
このとき本実施の形態では、積層木材LWの表裏面を木表側の板目面または追柾面とするから、積層木材LWの表裏層(外層)のうちの一方(図においては下層)の木材NWD2の板目面または追柾面の木表側を下プレス盤10Bに対向させて、他方(図においては上層)の木材NWD1の板目面または追柾面の木表側を上プレス盤10Aに対向させて配置し、積層木材LWの木目の長さ方向に対して垂直方向の面の木表側の板目面または追柾面側がプレス盤10にてプレス圧縮される面となる。
At this time, in the present embodiment, since the front and back surfaces of the laminated wood LW are the cross grain surface or the chamfered surface on the front side of the wood, one of the front and back layers (outer layers) of the laminated wood LW (lower layer in the figure) The wood face side of the cross grain surface or chamfered face of NW D2 is opposed to the
加熱圧縮処理を行うにあたり、このように積層木材LWの木目の長さ方向に対して垂直な面側をプレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bに対向させ、固定側の下プレス盤10Bに載置した積層木材LWに対し、図6(b)に示すように、まず、上プレス盤10Aを所定圧力(例えば、0.05~0.3〔MPa〕)にて下降させて積層木材LWの上面、即ち、木材NWD1の木目の長さ方向に対して垂直方向の木表側の板目面または追柾面に所定時間(例えば、10秒~120秒)当接させる。このとき、上プレス盤10Aの配管路15及び下プレス盤10Bの配管路16に所定温度(例えば、110~210〔℃〕、昇温処理時間10~25[分])の水蒸気を通して上プレス盤10A及び下プレス盤10Bは所定温度(例えば、110~210〔℃〕)に加熱されている。
In carrying out the heating and compression treatment, the surface side of the laminated wood LW perpendicular to the grain direction is opposed to the
そして、固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aの圧縮圧力が所定圧力(例えば、2~5〔MPa〕、20~50kg/cm2)に設定され上プレス盤10Aを下降させていき(例えば、処理時間0.5~3〔分〕、圧縮スピード15~100〔mm/分〕)、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bにて積層木材LWを加熱圧縮していく。上プレス盤10Aが下降し、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bにより積層木材LWが加熱圧縮されて、上プレス盤10Aの周縁部10aが下プレス盤10Bの周縁部10bに当接したとき、図6(c)に示すように、上プレス盤10Aの周縁部10aに配設されたシール部材11によって、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bにて形成される内部空間ISが密閉状態となる。
Then, the compression pressure of the
なお、本実施の形態において、プレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによって形成される内部空間ISがシール部材11を介して密閉状態となったときにおける内部空間ISの上下方向の寸法間隔は、プレス盤10によって積層木材LWの厚みに対して所定圧縮率の塑性加工木材PWとなるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。このため、積層木材LWの厚み全体の圧縮率、即ち、積層木材LWの圧縮による板厚の変化(圧縮量)は、上プレス盤10Aの周縁部10aが下プレス盤10Bの周縁部10bに当接することで決まることとなる。このときのプレス盤10の圧力、加熱温度、加熱時間、圧縮スピード等は、木材の樹種や乾燥木材の含水率等をパラメータとして予め実験等によって最適値が設定される。
In the present embodiment, the vertical dimension of the internal space IS formed by the
こうして所定温度に加熱したプレス盤10について、下プレス盤10Bを固定し、上プレス盤10Aを可動させて積層木材LWの上面に所定の圧力で当接し所定の圧縮スピードで下降させると、積層木材LWの表裏層側から木材成分の化学特性変化による強度低下(ヘミセルロースやリグニン等の非晶成分等の加水分解、軟化点の低下)が生じて細胞が圧縮変形し細胞内空の空隙が減少していく。
With respect to the
特に、本実施の形態では、3枚以上の木材NWを積層してなる積層木材LWを1対のプレス盤10で挟み込んで加熱圧縮するものであり、その表裏層の木材NWD1,NWD2側から加熱圧縮されるが、製材した木材NW同士を任意に組み合わせて積層していることで、表裏層の木材NWD1,NWD2と内層の木材NWIとで木材組織が連続するものではなく、表裏層の木材NWD1,NWD2と内層の木材NWIの間で木材組織が変化するものであるから、また、表裏層の木材NWD1,NWD2の木表側から木裏側に向かって加熱圧縮するものであり表裏層の木材NWD1,NWD2の木表側から木裏側に向かって、通常、年輪線RLの角度が急になり比重、硬度、繊維強度も高いことで圧縮変形し難くなるものである。特に、表裏層の木材NWD1,NWD2よりも内層の木材NWIの年輪角度が小さいものでは、後述する意匠材PWD1,PWD2と内層材PWI1の圧縮率の差を大きくすることが可能であり、節があってもその割れを生じさせることなく、意匠材PW1,PW2の圧縮率を高めて表面硬度を高くすることが可能である。
したがって、それら加熱圧縮したときの力学的特性の相違から、積層木材LWの表裏層に配置する木材NWD1,NWD2を高圧縮し、表裏層の木材NWD1,NWD2間に配置する内層の木材NWIでは表裏層の木材NWD1,NWD2よりも低圧縮とすることかできる。
In particular, in the present embodiment, a laminated wood LW formed by laminating three or more woods NW is sandwiched between a pair of
Therefore, due to the difference in mechanical properties when heated and compressed, the timbers NW D1 and NW D2 arranged in the front and back layers of the laminated lumber LW are highly compressed, and the inner layers arranged between the timbers NW D1 and NW D2 in the front and back layers. The wood NW I can have a lower compression than the woods NW D1 and NW D2 of the front and back layers.
そして、このように本実施の形態では、複数枚の木材NWを積層して積層木材LWとし、それを1対のプレス盤10A,10Bで挟み込んで加熱圧縮するものであるから、木材NWに節部Kが存在しても、それに重ねた対向する相手側の木材NWの節のない低比重な部分の木材成分が加熱圧縮時に軟化し、硬い節部Kによる押圧によって変形するから、硬い節部Kに圧縮ストレスを掛けない。更に、積層木材LWの表裏層の木材NWD1,NWD2を高圧縮とするも表裏層の木材NWD1,NWD2間に配置する内層の木材NWIでは表裏層の木材NWD1,NWD2よりも低圧縮であるから、節部Kが存在しても節部Kに過剰な圧縮力が掛からない。よって、積層した木材NWに節部Kがあっても、加熱圧縮時に節の破壊、潰れやその周囲の繊維に座屈変形が生じ難く、節部Kにクラック、亀裂等の割れが生じ難い。
As described above, in the present embodiment, a plurality of lumbers NW are laminated to form a laminated lumber LW, which is sandwiched between a pair of
なお、上プレス盤10Aの周縁部10aや下プレス盤10Bの周縁部10bを、例えば、厚さを規制するための治具、型枠、ゲージ等で構成すると、塑性加工木材PWの所望とする仕上がり厚みに応じて上プレス盤10Aの周縁部10aや下プレス盤10Bの周縁部10bの高さが調整可能とされる。更に、このとき積層木材LWの側面側で、例えば、横方向(水平方向)への延びを規制するための図示しない規制具(スペーサ)を配置することも可能である。規制具によって積層木材LWが横方向(水平方向)に延びる変化、即ち、圧縮方向に対して直角方向の延び変化を規制しておけば、特定の寸法、比重に固定化しやすくなり、製品間のばらつきを防止でき高い品質を確保できる。このような規制をした場合には、木材の幅方向の端部でその密度が高まることもある。また、逆に、規制をしない場合には、木材の幅方向の端部が中央側よりも密度が低くなることもある。木材の幅方向の密度差によっては、圧密加工後に木材の幅方向の端部側の表面を切削加工することも可能である。更に、製品化の際には、積層木材LWの木目の長さ方向や、その木目の長さ方向に直交する幅方向に複数の積層木材LWを配置して一体に圧密加工及び接合を行うことも可能である。
If the
次に、図6(d)に示す内部空間ISの密閉状態で、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bの圧縮圧力が維持され、かつ、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bが所定温度(例えば、110~210〔℃〕)のまま、木材の加熱圧縮処理の定着、所謂、木材の固定化処理を行う。
例えば、バルブV4に接続された配管12、配管口12a(図5)を介して、密閉状態とされた内部空間ISに所定の蒸気圧を供給し、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bの圧縮圧力及び加熱温度を加熱圧縮の際の圧力及び加熱温度と同じ所定圧力及び温度に保持したまま、密閉状態の内部空間ISが所定の温度及び蒸気圧で所定時間(例えば、20分~90分)保持される。内部空間ISに所定温度(例えば、110~210〔℃〕)の高温水蒸気を導入し、密閉状態の内部空間ISを所定の温度及び蒸気圧とすることにより、高温高圧の蒸気の作用によって密閉状態の内部空間IS内に配置されている加熱圧縮された木材に対し十分な化学変化を生じさせ性状を一様化させる。これにより、この後の冷却圧縮を解除したときに戻りのない積層塑性加工木材LPWを形成できる。
Next, the compression pressure of the
For example, a predetermined steam pressure is supplied to the sealed internal space IS via a
このとき加熱圧縮された木材の周囲面とその内部とでは高温高圧の蒸気圧が出入り自在となっているが、加熱圧縮された木材の含水率によっては、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bで密閉状態とされている内部空間IS内が所定の蒸気圧となるように調節してもよい。例えば、木材の表裏側の含水率に基づく内部空間IS内の余分な水分が除去され、内部空間IS内が所定の蒸気圧となるように調節される。この際、内部空間ISの密閉状態で加熱圧縮された木材の固定化処理が行われているときに、蒸気圧制御処理として圧力計P2で内部空間ISの蒸気圧が検出され、バルブV5が適宜、開閉される。これにより、配管口13a、配管13を通って内部空間ISからドレン配管14側に高温高圧の水蒸気を排出できる。また、必要に応じて、密閉状態とされている内部空間ISに所定の蒸気圧を適宜供給することもできる。
At this time, high-temperature and high-pressure steam pressure can freely flow between the peripheral surface of the heat-compressed lumber and the inside thereof. The inside of the sealed internal space IS may be adjusted to a predetermined vapor pressure. For example, excess moisture in the interior space IS is removed based on the moisture content of the front and back surfaces of the wood, and the interior space IS is adjusted to a predetermined vapor pressure. At this time, when the heat-compressed lumber is fixed in the sealed state of the internal space IS, the vapor pressure of the internal space IS is detected by the pressure gauge P2 as the vapor pressure control process, and the valve V5 is appropriately adjusted. , is opened and closed. As a result, high-temperature and high-pressure steam can be discharged from the internal space IS to the
そして、図6(d)に示すように、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによる加熱圧縮から冷却圧縮へと移行する直前に、蒸気圧制御処理としてバルブV5が開状態とされることで配管口13a、配管13を通って圧縮空間ISからドレン配管14側に高温高圧の水蒸気が排出される。これにより、木材の加熱圧縮処理、所謂、木材の固定化がより促進されることとなる。この際、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bを特定温度に維持するための水蒸気も一旦、供給停止される。
Then, as shown in FIG. 6(d), immediately before the shift from heating compression to cooling compression by the
最後に、図6(e)に示すように、上プレス盤10Aの配管路15及び下プレス盤10Bの配管路16に常温の冷却水を通すことによって、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bを常温前後まで冷却し、所定時間(例えば、20~90〔分〕)保持される。なお、このときの固定側の下プレス盤10Bに対する上プレス盤10Aの圧縮圧力は、加熱圧縮の際の圧力と同じ所定圧力(例えば、2~5〔MPa〕)に保持したまま、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bを冷却する。
その後、図6(f)に示すように、固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aを上昇させ、加熱圧縮及び圧縮固定化による圧密加工を終えた積層塑性加工木材LPWPを内部空間ISから取出して一連の処理工程が終了する。内部空間ISから取出された積層塑性加工木材LPWPは、一連の処理工程における加熱、冷却により木材NW間に塗布した接着剤が硬化し、一体に木材同士が積層接合したものとなっている。
Finally, as shown in FIG. 6(e), normal-temperature cooling water is passed through the piping 15 of the
After that, as shown in FIG. 6(f), the
この後、通常は、製品の平面性を確保するために、積層塑性加工木材LPWPの表面の片面のみ或いは両面を切削加工する。また、側面を切削加工してもよい。積層塑性加工木材LPWPの切削加工を終え、仕上がり品となる積層塑性加工木材LPWとなる。必要に応じて、積層塑性加工木材LPWの表面には水分や汚れ対策として樹脂等による表面コーティグが施されることもある。 Thereafter, usually, in order to ensure the flatness of the product, only one surface or both surfaces of the laminated plastic-worked lumber LPW P are cut. Moreover, you may cut a side surface. After cutting the laminated plastically worked wood LPW P , it becomes laminated plastically worked wood LPW as a finished product. If necessary, the surface of the laminated plastically worked wood LPW may be surface-coated with a resin or the like as a countermeasure against moisture and dirt.
そして、本実施の形態において、このような製造方法で製造する積層塑性加工木材LPWは、木材NWが積層されてなる積層木材LWを1対のプレス盤10A,10Bで挟み込んでプレスすることにより、積層木材LWの表裏層に位置する木材NWD1,NWD2を高圧縮し、表裏層の木材NWD1,NWD2間に位置する内層の木材NWIを表裏層の木材NWD1,NWD2よりも低圧縮とする塑性加工としたものである。
In the present embodiment, the laminated plastic processed lumber LPW manufactured by such a manufacturing method is obtained by sandwiching and pressing the laminated lumber LW formed by laminating the lumber NW between a pair of
また、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWは、複数枚の木材NWを互いに特定方向で積層しそれら木材NW間に接着剤を介在させてなる積層木材LWを上述の塑性加工木材製造装置100を用いて加熱圧縮することにより、接着剤によって互いに木材同士が一体に積層接合したものである。 Further, the laminated plastic-worked lumber LPW according to the present embodiment is produced by laminating a plurality of lumbers NW in a specific direction and interposing an adhesive between the lumbers NW to produce the laminated lumber LW. By heat-compressing using 100, the lumbers are integrally laminated and joined with an adhesive.
特に、本実施の形態では、加熱圧縮前に積層木材LWの木材NW間に接着剤を塗布したことにより、積層木材LWの圧密加工を行う加熱圧縮時に接着剤を硬化させ、木材NW同士を一体に接合する。即ち、積層木材LWの加熱圧縮により、圧密加工すると共に木材同士を接合する。これより、木材NW同士を別途プレス盤等による圧締で接着剤を介して一体に接合してから圧密加工する場合に比して、或いは、積層して圧密加工した木材同士を圧密加工後に別途プレス盤等による圧締で接着剤を介して一体に接合する場合に比して、少ない製造工程数で済み製造時間も短縮する。 In particular, in the present embodiment, since the adhesive is applied between the wood pieces NW of the laminated wood pieces LW before heat compression, the adhesive is cured during the heat compression for consolidation of the laminated wood pieces LW, and the wood pieces NW are integrated. join to That is, by heating and compressing the laminated lumber LW, the lumbers are joined while being compacted. As a result, compared to the case where the timber NWs are separately joined together via an adhesive by pressure using a press plate or the like and then subjected to the consolidation process, or the timbers laminated and subjected to the consolidation process are separately processed after the consolidation process. Compared to the case where the parts are integrally joined by pressing with a press platen or the like via an adhesive, the number of manufacturing steps is reduced and the manufacturing time is also shortened.
即ち、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWは、積層木材LWの表裏層に配置した木材NWD1,NWD2が加熱圧縮により高圧縮された厚みの薄い2枚の意匠材PWD1,PWD2と、積層木材LWの表裏層の木材NWD1,NWD2間に配置した内部の1枚以上の木材NWIが加熱圧縮により表裏層の意匠材PWD1,PWD2よりも低圧縮とされた厚みのある1枚以上の内層材PWI(PWI1,PWI2,PWI3等)とから形成され、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIが互いに積層接合して一体化されているものである。なお、以下、表裏層の意匠材PWD1,PWD2間に配置する内層材PWI1,PWI2,PWI3について特に区別しないときには、単に「内層材PWI」とする。 That is, the laminated plastic-worked lumber LPW according to the present embodiment is composed of two thin design materials PW D1 and PW obtained by highly compressing the lumber NW D1 and NW D2 arranged in the front and back layers of the laminated lumber LW by thermal compression. D2 and one or more pieces of wood NW I arranged between the woods NW D1 and NW D2 of the front and back layers of the laminated wood LW are compressed by heating to a lower compression than the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers. It is formed from one or more thick inner layer materials PW I (PW I1 , PW I2 , PW I3 , etc.), and the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I are laminated and joined together to be integrated. It is a thing. Hereinafter, the inner layer materials PW I1 , PW I2 , and PW I3 arranged between the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers will be simply referred to as “inner layer materials PW I ” when not specifically distinguished.
ここで、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIの個々の木材は、それらの互いの境界に質が緻密に形成された接合線Lや年輪線RLの変化によって互いに区別できるものであり、積層塑性加工木材LPWの表裏層に配設する意匠材PWD1,PWD2では、高圧縮により細胞の圧縮変形量が大きく、年輪線RLの幅が狭くて緻密で厚みが薄いのに対し、意匠材PWD1,PWD2間に配設した内層材PWIでは、意匠材PWD1,PWD2よりも低圧縮で細胞の圧縮変形量が少なく年輪線RLの幅があり低密で厚みがある。したがって、意匠材PWD1,PWD2と内層材PWIとでは、加熱圧縮による細胞の圧縮変形量に大きな相違がある。 Here, the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I can be distinguished from each other by changes in the joint line L and the annual ring line RL, which are densely formed at their boundaries. , In the design materials PW D1 and PW D2 arranged in the front and back layers of the laminated plastic processed wood LPW, the amount of compressive deformation of the cells is large due to high compression, and the annual ring line RL is narrow, dense, and thin. In the inner layer material PW I disposed between the design materials PW D1 and PW D2 , the compression is lower than the design materials PW D1 and PW D2 , the amount of compressive deformation of the cells is small, the annual ring line RL is wide, the density is low, and the thickness is high. . Therefore, the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I have a large difference in the amount of compressive deformation of cells due to heat compression.
詳細には、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、意匠材PWD1,PWD2は、加熱圧縮により元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で45%~65%、好ましくは、50%~60%の範囲内の圧縮率で圧縮され、内層材PWIは、加熱圧縮により元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で10%~40%、好ましくは、20%~40%の範囲内の圧縮率で圧縮されたものである。これより、全体の比重に比べ表面を高比重にでき、軽量性と表面硬度、強度も両立できる。
なお、圧縮率は、元の木材NWの気乾比重と、積層塑性加工木材LPWの各意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIを接合面で切り出して測定した気乾比重とから圧縮率を算出したものであり、節の存在による比重差からすると、特定の一部分を切り出した測定では、必ずしも上記範囲内に該当しないこともある。また、自然物を相手にするものであり測定等による誤差を有しても、実施できないものでなく、誤差の介入を否定するものではない。
Specifically, in the laminated plastic-worked wood LPW according to the present embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 are compressed by heating to 45% to 65% with respect to the air-dried specific gravity of the original wood NW, preferably Compressed at a compression rate within the range of 50% to 60%, the inner layer material PW I is compressed by heating to a compression rate of 10% to 40%, preferably 20% to 40%, relative to the air dry specific gravity of the original wood NW. It is compressed with a compression rate within the range of . As a result, the specific gravity of the surface can be made higher than the specific gravity of the whole, and lightness, surface hardness, and strength can be achieved at the same time.
The compressibility is obtained from the air-dried specific gravity of the original wood NW and the air-dried specific gravity measured by cutting out the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I of the laminated plastic processed wood LPW at the joint surface. is calculated, and considering the difference in specific gravity due to the presence of knots, the measurement of a specific part may not necessarily fall within the above range. In addition, even if there is an error due to measurement, etc., since it deals with natural objects, it is not impossible to implement it, and it does not deny the intervention of the error.
本実施の形態において、こうした意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIの圧縮率の相違は、上述したように、所定に製材した木材NW同士の組み合わせ、積層によって、木材NW間で木材組織の変化があり、そこに抵抗が生じることを利用し、表裏層の木材NWD1,NWD2を大きく圧縮変形する一方、表裏層の木材NWD1,NWD2間の内部の木材NWIでは圧縮変形量を抑えたものである。そして、このように所定に製材した木材NW同士を組み合わせ積層したものを圧密加工するものでは、表裏層の木材NWD1,NWD2と内部の木材NWIとの組み合わせ方によって、例えば、積層する木材NWの年輪角度の大小の組み合わせや、節のある材料と節のない材料の組み合わせ等で、圧密加工した積層塑性加工木材LPWの表面硬度等の特性の制御も容易に可能となる。 In the present embodiment, the difference in compression rate between the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I is, as described above, due to the combination and lamination of the timber NWs that have been sawn in a predetermined manner, and the timber structure between the timbers NW. Using the fact that resistance is generated there, the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers are greatly compressively deformed, while the wood NW I inside between the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers is compressively deformed. It is a reduced amount. Then, in the case of consolidating the combination and lamination of the lumbers NW that have been sawn in a predetermined manner, depending on the combination of the lumbers NW D1 and NW D2 of the front and back layers and the lumber NW I inside, for example, the lumber to be laminated It is possible to easily control the characteristics such as the surface hardness of the consolidated plastically worked wood LPW by combining the size of the annual ring angle of the NW, the combination of the material with knots and the material without knots, and the like.
こうした意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIからなる本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWは、意匠材PWD1,PWD2と内層材PWIで互いに圧縮量、圧密度が相違しているも圧密加工や木材同士の接着剤による接合によってそれら全体では、元の木材NW、積層木材LWよりも機械的強度が強いものである。特に、圧密加工により意匠材PWD1,PWD2は内層材PWIよりも高圧縮されて細胞内腔の空隙が少なくなり、硬くて強い木質になっている。 In the laminated plastically worked wood LPW according to the present embodiment, which is composed of the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I , the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I have different compression amounts and consolidation densities. As a whole, the mechanical strength is higher than that of the original wood NW and the laminated wood LW due to the consolidation process and bonding between the woods with an adhesive. In particular, the design materials PW D1 and PW D2 are compressed to a higher degree than the inner layer material PW I by the consolidation process, so that the voids in the cell lumen are reduced and the wood is hard and strong.
このように、積層木材LWの表裏層に配置した木材NWD1,NWD2を加熱圧縮により高圧縮してなる厚みの薄い2枚の意匠材PWD1,PWD2と、積層木材LWの木材NWD1,NWD2間に配置した内部の木材NWIを加熱圧縮してなり意匠材PWD1,PWD2よりも低圧縮で厚みのある1枚以上とした内層材PWIとから構成される本実施の形態の積層塑性加工木材LPWでは、その表裏層の意匠材PWD1,PWD2のみを高圧縮することで、全体では低圧縮率、低比重として軽量性を確保しても、高い表面硬さを得ることができる。
よって、例えば、杉材や檜材等の比重の軽い木材を使用して圧密加工し所定の圧縮率、密度分布の意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIからなる積層塑性加工木材LPWでは、硬質で比重の高い例えば、ミズナラ、ケヤキ等の広葉樹の木材に比べて、表面硬さは同等以上としてもそれら広葉樹の木材より軽くすることが可能である。即ち、軽量性と表面硬度との両立を可能とする。
In this way, two thin design materials PW D1 and PW D2 obtained by highly compressing the timbers NW D1 and NW D2 arranged on the front and back layers of the laminated timber LW by thermal compression, and the timber NW D1 of the laminated timber LW. , and NW D2 , and an inner layer material PW I that is made by heating and compressing the internal wood NW I arranged between the design materials PW D1 and PW D2 and having a thickness lower than that of the design materials PW D1 and PW D2. In the laminated plastic processed wood LPW of the form, by highly compressing only the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers, high surface hardness is achieved even though the overall weight is secured by low compression rate and low specific gravity. Obtainable.
Therefore, for example, in laminated plastic processed wood LPW consisting of design materials PW D1 and PW D2 with a predetermined compression ratio and density distribution and inner layer material PW I by consolidation using wood with a low specific gravity such as cedar and cypress It is possible to make the material lighter than hard and high-specific-gravity broad-leaved trees such as Mizunara oak and Japanese zelkova, even if the surface hardness is the same or higher. That is, it is possible to achieve both lightness and surface hardness.
杉材または檜材等の針葉樹を圧密加工する例で説明すると、積層塑性加工木材LPWの気乾比重を加工前の木材NWの気乾比重の1.2倍以上、1.7倍以下の範囲内にするのが好ましく、より好ましくは、1.3倍以上、1.6倍以下の範囲内である。これにより高圧縮とした意匠材PWD1,PWD2によって高い表面硬度、強度として元の木材の傷付きやすさを解消しつつ、軽量性を確保できる。
特に、意匠材PWD1,PWD2は、加熱圧縮により元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で45%~65%、好ましくは、50%~60%の範囲内の圧縮率で高圧縮されたことにより、木材の性質が変化して表面硬度が顕著に増したものである。
In the example of consolidating conifers such as cedar or cypress, the air-dried specific gravity of laminated plastically worked wood LPW is in the range of 1.2 times or more and 1.7 times or less than the air-dried specific gravity of wood NW before processing. It is preferably within the range of 1.3 times or more and 1.6 times or less. As a result, the design materials PW D1 and PW D2 that are highly compressed can provide high surface hardness and strength to eliminate the susceptibility of the original wood to scratches, while ensuring lightness.
In particular, the design materials PW D1 and PW D2 are highly compressed at a compression ratio of 45% to 65%, preferably 50% to 60%, relative to the air-dry specific gravity of the original wood NW by heat compression. As a result, the properties of the wood changed and the surface hardness increased significantly.
こうして表面硬度、強度と軽量性を両立できると、例えば、容易な持ち運びや筆記、カッター等による傷付き難さが必要とされる学校用の学習机等の天板用途等にも好適になり、更に、机等の天板や棚板等の用途としてそれが軽量であれば、天板や棚板等に使用した場合でもそれを支持する脚等の支持部材の設計自由度を高めることも可能となる。 If surface hardness, strength, and lightness can be achieved at the same time, for example, it will be suitable for use as a top board for school desks, etc., which require easy carrying, writing, and resistance to scratches by cutters, etc. Furthermore, if it is lightweight for use as a top board or shelf board of a desk, etc., it is possible to increase the degree of freedom in designing support members such as legs that support it even when used as a top board or shelf board. becomes.
また、こうした高圧縮の厚みの薄い意匠材PWD1,PWD2とその間の低圧縮の厚みの厚い内層材PWIからなる本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWでは、積層木材LWに対する全体の体積低下や全体比重が高くなることの重量増加が抑えられるから、高圧縮した意匠材PWD1,PWD2により高い表面硬度を確保できるも、軽量であり、また、体積低下を抑えていることで、安価に提供できる。 In addition, in the laminated plastic processed lumber LPW according to the present embodiment, which is composed of these highly compressed, thin design materials PW D1 and PW D2 and the low-compressed, thick inner layer material PW I between them, the overall thickness of the laminated lumber LW is reduced. Since it is possible to suppress the increase in weight due to the reduction in volume and the increase in the overall specific gravity, high surface hardness can be secured by the highly compressed design materials PW D1 and PW D2 . can be provided at low cost.
更に、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、その表裏層の意匠材PWD1,PWD2が高密で硬くあるも、それら意匠材PWD1,PWD2間の内層材PWIでは意匠材PWD1,PWD2よりも低密であるから、元の木材NWの軟質な特性により、緩衝機能を有し、小物等の物が衝突したときでも、或いは、壁や床等の物に衝突したときでも、その衝撃を吸収し緩和できる。よって、積層塑性加工木材LPWに衝撃が加わったとしても、衝撃音が少なく、意匠材PWD1,PWD2に傷が付き難いうえ、衝突した相手物もその傷付き、破損等が防止される。更に、例えば、学習机等の天板に使用したときには、筆記音等の吸収効果、防音効果も期待できる。また、表裏層の意匠材PWD1,PWD2を高圧縮で高密とするもその内部の内層材PWIが低圧縮で低密であるから、例えば、天板等の用途として使用した際に脚等の支持部材を取付けるときでも、それを接合する螺子、釘等の接合部材が入りやすいうえ、内層材PWIよりも高密な意匠材PWD1,PWD2によって接合部材の保持力を高くできる。更に、内部の内層材PWIが低密であることで、木口面や木端面側を切断する場合も切断しやすく、切断加工、組付けが容易である。 Furthermore, in the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers are dense and hard, but the design materials PW D1, PW Since it has a lower density than D2 , it has a cushioning function due to the softness of the original wood NW, even when objects such as small objects collide with it, or when it collides with objects such as walls and floors. However, the impact can be absorbed and mitigated. Therefore, even if an impact is applied to the laminated plastic processed wood LPW, the impact noise is small, the design materials PW D1 and PW D2 are less likely to be damaged, and the colliding object is prevented from being damaged or damaged. Furthermore, for example, when it is used for the top plate of a study desk, etc., it can be expected to have an effect of absorbing writing sounds and the like, and an effect of soundproofing. In addition, even if the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers are highly compressed and highly dense, the inner layer material PW I inside them is low compression and low density. In addition, the design materials PW D1 and PW D2 , which are denser than the inner layer material PW I , can increase the holding force of the joining members. Furthermore, since the internal inner layer material PW I has a low density, it is easy to cut the butt end surface and the end surface side, and cutting and assembly are easy.
そして、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、木材NW同士を重ね合わせて圧密加工し、また、積層接着したものであり、特に、複数枚の木材NWを互いに特定方向で積層した積層木材LWに対し、表裏層に配置した木材NWD1,NWD2の厚みを高圧縮し、表裏のNWD1,NWD2間に配置した内部の木材NWIを表裏層の木材NWD1,NWD2よりも低圧縮とし、各木材NWの全体の厚みを均一に圧縮するものではなく、表裏層に配置した木材NWD1,NWD2とそれらの間の内層の木材NWIとで圧縮率を相違させている。好ましくは、意匠材PWD1,PWD2の圧縮率が内層材PWIの圧縮率に対し、1.5倍~5倍の範囲内、より好ましくは、2倍~4倍の範囲内である。気乾比重でみると、意匠材PWD1,PWD2の気乾比重は、内層材PWIの気乾比重に対し、1.3倍以上、1.8倍以下が好ましく、より好ましくは、1.4倍以上、1.6倍以下の範囲内であるものである。 Then, the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment is obtained by stacking wood NWs, compressing them, and laminating and bonding them together. With respect to LW, the thickness of the wood NW D1 and NW D2 arranged on the front and back layers is highly compressed, and the internal wood NW I arranged between the front and back NW D1 and NW D2 is made more than the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers. The compression rate is set to be low, and instead of uniformly compressing the entire thickness of each wood NW, the compression rate is different between the wood NW D1 and NW D2 arranged in the front and back layers and the wood NW I in the inner layer between them. . Preferably, the compressibility of the decorative materials PW D1 and PW D2 is in the range of 1.5 to 5 times, more preferably in the range of 2 to 4 times the compressibility of the inner layer material PW I . In terms of air-dry specific gravity, the air-dried specific gravity of the design materials PW D1 and PW D2 is preferably 1.3 times or more and 1.8 times or less, more preferably 1.8 times the air-dried specific gravity of the inner layer material PW I. .4 times or more and 1.6 times or less.
よって、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWによれば、積層木材LWの表裏層に配置した木材NWD1,NWD2の厚みを高圧縮してなる意匠材PWD1,PWD2によって高い表面硬度、強度を確保できる一方、積層木材LWの表裏層の木材NWD1,NWD2間に配した中間層の木材NWIの厚みを意匠材PWD1,PWD2よりも低圧縮とした内層材PWIにしたことで、加熱圧縮時に積層木材LWの全体厚みに強い圧縮力が掛からないものである。
また、上下方向からの平面的なプレス圧縮で、内部の内層材PWIを低圧縮とする一方、内層材PWIを挟む意匠材PWD1,PWD2を高圧縮とし、表裏のバランスが良いから、加熱圧縮時に特定方向の応力集中、ストレスが入り難いものである。
Therefore, according to the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 formed by highly compressing the thickness of the wood NW D1 and NW D2 arranged in the front and back layers of the laminated wood LW provide high surface hardness. , while ensuring strength, the inner layer material PW I in which the thickness of the intermediate layer wood NW I arranged between the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers of the laminated wood LW is made lower in compression than the design materials PW D1 and PW D2 . As a result, a strong compressive force is not applied to the entire thickness of the laminated lumber LW during heat compression.
In addition, the internal inner layer material PW I is made low compression by planar press compression from the top and bottom direction, while the design materials PW D1 and PW D2 sandwiching the inner layer material PW I are made highly compressed, so that the front and back are well balanced. , stress concentration and stress in a specific direction are difficult to enter during heating and compression.
加えて、圧密加工の加熱圧縮により木材組織を軟化変形できることで、木材NW同士を重ねて加熱圧縮すると、節部Kがあっても、硬い節部Kが、対向する相手材、即ち、別の重ねた木材NWの節のない軟化変形しやすい低比重な柔らかい箇所を押圧し、そこに食い込む。したがって、加熱圧縮したときに節部Kの動きが拘束、規制されない。即ち、木材NWに節部Kが存在しても、それに重ねた対応する相手材の木材組織が軟化変形することで、木目の長さ方向に対して垂直な方向で圧縮力が加えられたときに、節部Kの動きが拘束、規制されない。よって、節部Kに加熱圧縮力に対する応力が生じ難く、節部Kに強い圧縮荷重が掛からない。 In addition, since the wood structure can be softened and deformed by heat compression in the consolidation process, when wood NWs are stacked and heat-compressed, even if there are knots K, the hard knots K become the opposing member, that is, another member. A soft portion of the piled wood NW which has no knots and is easily softened and deformed and has a low specific gravity is pressed and bites into the portion. Therefore, the movement of the joint K is not constrained or regulated when it is heated and compressed. That is, even if the wood NW has knots K, the wood structure of the corresponding mating material stacked thereon is softened and deformed, so that when a compressive force is applied in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain. Moreover, the movement of the joint K is not restrained or regulated. Therefore, the joint K is less likely to be stressed by the thermal compressive force, and a strong compressive load is not applied to the joint K.
つまり、節部Kにおいては、高比重で硬いうえ、年輪線RLと節部Kの繊維方向の相違により圧縮され難く圧縮に強いものであるところ、木材NWに節部Kがあっても、木材NWを重ね合わせて圧密加工するから、木目の長さ方向に対して垂直な方向で圧縮力が加えられたときに、圧縮に強い節部Kが、節部Kのある木材に重ねた別の木材の加熱圧縮により軟化したところを押圧し、その押圧により相手材が軟化変形することで、木目の長さ方向に垂直な方向の圧縮力に対し緩衝されるから、節部Kに無理な圧縮力、ストレスが掛かり難い。 In other words, the knot K has a high specific gravity and is hard, and is resistant to compression due to the difference in the fiber direction between the annual ring line RL and the knot K. Since the NWs are stacked and compacted, when a compressive force is applied in a direction perpendicular to the length of the wood grain, the knots K, which are resistant to compression, are transferred to another piece of wood that has knots K. By pressing the softened part of the wood due to heat compression, the mating material softens and deforms due to the pressing, so that the compressive force in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain is buffered, so the knot K is forced to compress. Power and stress are hard to apply.
こうして、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWでは、節部Kが存在したとしても、表裏層の意匠材PWD1,PWD2を高圧縮とし、内部の内層材PWIを低圧縮としたことで、積層した木材の内部に強い圧縮力、圧縮ストレスが掛からないことに加え、節部Kのある個所に重ねた相手材の木材組織が軟化変形することで、節部Kに強い圧縮荷重、圧縮ストレスが掛からず節部Kの圧縮応力の発生が少ない。よって、節のある材料を用いても、例えば、木材NWに木目の長さ方向に対し垂直方向にまたは斜めに節部Kが走行している場合でも、加熱圧縮時にそれら節部Kの潰れ、クラック、亀裂等の割れが生じ難いものである。 Thus, in the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment, even if there is a knot K, the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers are highly compressed, and the internal inner layer material PW I is lowly compressed. In addition to not applying strong compressive force and compressive stress to the inside of the laminated wood, the wood structure of the mating material stacked at the joint K is softened and deformed, so that the joint K is subjected to a strong compressive load, Compressive stress is not applied and little compressive stress is generated in the knot K. Therefore, even if a material with knots is used, for example, even if the knots K run perpendicularly or obliquely to the length direction of the grain of the wood NW, the knots K are crushed during heat compression, Fractures such as cracks and fissures are less likely to occur.
特に、このように表裏層の意匠材PWD1,PWD2を高圧縮とし、内部層の内層材PWIを低圧縮として内部に圧縮ストレスを掛け難い圧密加工であることに加え、木材NWを積層し圧密加工するものでは、木材NWに節部Kが存在しても、それに重ねた対応する相手材の木材組織の軟化変形によって、節部Kに強い圧縮荷重が掛かり難いから、表裏面側である意匠材PWD1,PWD2の圧縮率を高めても、節部Kが割れに難いものである。よって、節部Kのクラック、亀裂等の割れを生じさせることなく、表面硬度、強度を高めることが可能となる。 In particular, the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers are highly compressed in this way, and the inner layer material PW I of the inner layer is made low compression, so that it is difficult to apply compressive stress to the inside. However, in the consolidation process, even if a wood NW has a knot K, it is difficult for a strong compressive load to be applied to the knot K due to the softening deformation of the wood structure of the corresponding mating material that is superimposed on the wood NW. Even if the compressibility of certain design materials PW D1 and PW D2 is increased, the knots K are less likely to crack. Therefore, it is possible to increase the surface hardness and strength without causing cracks, fissures, and the like at the knots K.
また、節部Kの組織は、木材の木表側から木裏側にかけてサイズが縮小する傾向にあるが、意匠材PWD1,PWD2では、木表側の板目面または追柾面側がプレス面とされたものであるから、高圧縮される意匠材PWD1,PWD2に節が存在しても、木目の長さ方向に垂直な方向の圧縮力で、それに重ねる低圧縮の内層材PWIの対応する軟化した箇所を押圧変形しやすい。よって、高圧縮される意匠材PWD1,PWD2に節が存在しても、それに重ねる低圧縮の内層材PWIによって加熱圧縮力による節の動きが拘束され難いいことで、表裏層の意匠材PWD1,PWD2の高圧縮による高い表面硬度、強度と節部Kのクラック、亀裂等の割れが生じ難い意匠面を両立できる。 In addition, the structure of the knot K tends to decrease in size from the front side of the wood to the back side of the wood, but in the design materials PW D1 and PW D2 , the cross grain surface or the chamfered surface on the front side of the wood is the pressed surface. Therefore, even if there are knots in the highly compressed decorative materials PW D1 and PW D2 , the compressive force in the direction perpendicular to the length direction of the grain allows the low-compression inner layer material PW I to be superimposed on them. It is easy to press and deform the softened part. Therefore, even if there are knots in the highly compressed design materials PW D1 and PW D2 , the low-compression inner layer material PW I overlaid on them makes it difficult for the movement of the knots due to the thermal compression force to be restrained. High surface hardness and strength due to the high compression of the materials PW D1 and PW D2 can be combined with a design surface in which cracks such as cracks and fissures at the knots K are unlikely to occur.
加えて、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいては、各意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIは、互いに木目の長さ方向を一致させて積層されていることから、節のある材料を使用したときでも、加熱圧縮時に積層された対向する相手材の木材組織を節が押圧しやすいから、節部Kにかかる圧縮ストレスを小さくできる。よって、節が多い場合、例えば、10%~20%の高い占有率で節が存在し、部分的な比重差が大きい場合や、木材の表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、節やその周囲でのクラック、亀裂等の割れが生じ難いものである。 In addition, in the laminated plastic-worked wood LPW according to the present embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I are laminated with the grain length direction aligned with each other. Even when a certain material is used, the compression stress applied to the knot portion K can be reduced because the knots can easily press against the wood structure of the opposing mating material that is laminated during heating and compression. Therefore, when there are many knots, for example, when knots exist at a high occupancy of 10% to 20% and the difference in partial specific gravity is large, when there are knots penetrating the front and back of the wood, or when the diameter is 20 mm or more Even if there are knots, cracks and fissures are less likely to occur at the knots and their surroundings.
このように節のある材料を使用して圧密加工してなる積層塑性加工木材LPWでは、図1乃至図4に示すように、木材NWの節部Kの硬い箇所が、対向する相手材、即ち、別の重ねた木材NWの節のない軟化変形しやすい柔らかい箇所を押圧したことにより、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIのうちの対向する面の1か所以上に節部Kによる凸状部Pと節部Kで変形した凹状部Dによる接合面BFを有する。 As shown in FIGS. 1 to 4, in the laminated plastically worked wood LPW obtained by consolidating a material having knots in this way, the hard portions of the knots K of the wood NW are opposed to each other, i.e. , By pressing a soft portion of another piled wood NW that is free from knots and easily softened and deformed, a knot K is formed at one or more locations on the facing surfaces of the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I. It has a joint surface BF formed by a convex portion P and a concave portion D deformed by a knot portion K.
そして、木材NWに節のある材料を使用して圧密加工したことにより、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIのうちの対向する面の1か所以上に節部Kによる凸状部Pと節部Kで変形した凹状部Dによる接合面BFを有する積層塑性加工木材LPWでは、節が硬いから、内部抵抗力が高いことで、意匠材PWD1,PWD2に加熱圧縮力を集中させ、意匠材PWD1,PWD2の高密度化、高比重化を可能とし、表面硬度、強度を高めることも可能である。
即ち、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIのうちの対向する面の1か所以上に節部Kによる凸状部Pと節部Kで変形した凹状部Dによる接合面BFを有する積層塑性加工木材LPWによれば、より高い表面硬度、強度が得られる。よって、筆記やカッター等による浅い細かいな傷も付き難いものになり、そのような傷付きが生じやすい学校用の学童机、家庭用の学習机、オフィスや食卓の机等の天板用途にも好適である。
加えて、節部Kが積層した相手材に食い込むことで接合強度を高めることが可能となり、積層塑性加工木材LPW全体の機械的強度の向上も可能となる。
Then, by consolidating the wood NW using a material with knots, convex portions due to the knots K are formed on one or more of the facing surfaces of the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I. In the laminated plastic processed wood LPW having a joint surface BF formed by P and a concave portion D deformed at the knot K, the knots are hard, so the internal resistance is high, so the heating compression force is concentrated on the design materials PW D1 and PW D2 . This makes it possible to increase the density and specific gravity of the design materials PW D1 and PW D2 and increase the surface hardness and strength.
That is, at least one of the facing surfaces of the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I has a joint surface BF formed by a convex portion P formed by the knot K and a concave portion D deformed by the knot K. Laminated plastic processed lumber LPW provides higher surface hardness and strength. As a result, the surface is resistant to shallow and fine scratches caused by writing, cutters, etc., and is suitable for use as a top plate for school children's desks, home learning desks, office desks, dining table desks, etc., which are prone to such scratches. is.
In addition, the joint strength can be increased by biting into the laminated mating member of the knot portion K, and the mechanical strength of the entire laminated plastic-worked wood LPW can also be improved.
また、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、その表裏面側の意匠材PWD1,PWD2が高密度に圧密化していることによって、周囲環境条件が変化したときの水分の吸放湿が抑制されるから、周囲環境条件が変化しても寸法形状安定性が高いものである。即ち、圧密加工により元の木材から厚みを薄くしても歪みが入り難いものであり、薄い厚みでも歪みが生じ難いものである。よって、総重量が少なく、薄い厚みで軽くても、高い表面硬度、強度が得られる。したがって、天板や棚板等に使用した場合でもそれを支持する脚等の支持部材の設計自由度を高めることが可能となる。 In addition, in the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 on the front and back sides are densely compacted, so that moisture can be absorbed and released when the ambient environmental conditions change. is suppressed, the dimensional and shape stability is high even if the ambient environmental conditions change. That is, even if the thickness is reduced from the original lumber by consolidation, distortion hardly occurs, and even if the thickness is thin, distortion hardly occurs. Therefore, even if the total weight is small and the thickness is small, high surface hardness and strength can be obtained. Therefore, even if it is used for a top board, a shelf board, or the like, it is possible to increase the degree of freedom in designing support members such as legs for supporting them.
特に、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWの意匠材PWD1,PWD2は、木表側の板目面または追柾面側がプレス面とされた配置である。即ち、積層塑性加工木材LPWの表裏面が木表側の板目面または追柾面であり、1対のプレス盤10A,10Bによる加熱圧縮時に木表側の板目面または追柾面を1対のプレス盤10A,10Bに対向させたものである。したがって、圧縮による歪量、内部抵抗が少ない圧縮方向で圧縮されたものであるから、節が多くても節の潰れ、破損、割れ等が生じ難く、しかも、意匠材PWD1,PWD2に加熱圧縮力をより集中させ、意匠材PWD1,PWD2の表面硬度、強度を高めることが可能となる。また、意匠材PWD1,PWD2の表裏で収縮の異方性がバランスされたものである。よって、加熱圧縮による歪みが入り難く、また、節があっても内部割れが生じ難いものであり、周囲環境条件が変化しても寸法形状安定性が高いものである。更に、内層材PWIよりも高い圧縮密度の意匠材PWD1,PWD2で内層材PWIを平行的に挟んだ複層構造により、機械的にも安定した強度となる。
In particular, the design materials PW D1 and PW D2 of the laminated plastic-worked wood LPW of the present embodiment are arranged such that the cross grain surface or chamfered surface on the front side of the wood is a pressed surface. That is, the front and back surfaces of the laminated plastic-worked wood LPW are cross grain surfaces or chamfered surfaces on the wood front side, and the cross grain surfaces or chamfered chamfer surfaces on the wood front side are pressed by a pair of
そして、このように複数枚の木材NWを積層し、それを圧密加工した積層塑性加工木材LPWでは、意匠材PWD1,PWD2の一方や内層材PWIに節のある材料を用いたとしても、意匠材PWD1,PWD2の他方に節のない材料を使用することで使用面の表面意匠性を維持できる。 In the laminated plastically processed wood LPW obtained by laminating a plurality of wood NWs and consolidating them in this way, even if one of the design materials PW D1 and PW D2 or the inner layer material PW I uses a material with knots, By using a knot-free material for the other of the design materials PW D1 and PW D2 , the surface design of the used surface can be maintained.
ここで、本発明者らの実験研究によれば、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、意匠材PWD1,PWD2の木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とがなす鋭角側の交差角度である年輪角度θD、及び、内層材PWIの木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面面とがなす鋭角側の交差角度である年輪角度θIが、θD<θIであるものが好ましい。意匠材PWD1,PWD2の木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とがなす鋭角側の交差角度である年輪角度θDと、内層材PWIの木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とがなす鋭角側の交差角度である年輪角度θIとの関係がθD<θIであるものは、意匠材PWD1,PWD2に加熱圧縮力が集中し、意匠材PWD1,PWD2の圧縮変形量が大きいものであるから、高い表面硬度が得られる。また、加熱圧縮時の表裏層の木材NWD1,NWD2の内部抵抗も少なく、加熱圧縮時に生じる内部応力が少ないと共に、内層材PWIに掛かる加熱圧縮力を小さくできるから、節が多く存在する場合、例えば、10%~20%の高い占有率で節が存在し、部分的な比重差が大きい場合や、木材NWの表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、節やその周囲でのクラック、亀裂等の割れが生じ難いものとなる。 Here, according to the experimental research of the present inventors, the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment has an annual ring line RL appearing on the butt end surface of the design materials PW D1 and PW D2 Tree-ring angle θ D , which is an acute-angle intersection angle with a straight-faced surface, and an acute-angle-side intersection between an annual-ring line RL appearing on the butt surface of the inner layer material PW I and the cross-grain surface or straight-edge surface on the back side of the tree An annual ring angle θ I that is an angle preferably satisfies θ D <θ I . The tree-ring angle θ D , which is the acute-angle intersection angle formed by the tree-ring line RL appearing on the butt surface of design materials PW D1 and PW D2 and the cross-grain surface or chamfered surface of the back side of the tree, and the butt surface of the inner layer material PW I Design materials PW D1 and PW D2 are design materials PW D1 and PW D2 that have a relationship of θ D < θ I between the tree ring line RL that appears and the tree ring angle θ I that is the intersection angle on the acute angle side formed by the cross-grain surface or the straight-edge surface on the back side of the tree. Since the heat compressive force concentrates on the design materials PW D1 and PW D2 , the amount of compressive deformation of the design materials PW D1 and PW D2 is large, so high surface hardness can be obtained. In addition, the internal resistance of the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers during heat compression is small, the internal stress generated during heat compression is small, and the heat compression force applied to the inner layer material PW I can be reduced, so there are many knots. In some cases, for example, when knots exist at a high occupancy of 10% to 20% and the difference in partial specific gravity is large, when there are knots penetrating the front and back surfaces of the wood NW, or when there are knots with a diameter of 20 mm or more. Even in this case, cracks such as cracks and fissures are less likely to occur at the knots and their surroundings.
更に、本発明者らの実験研究によれば、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、意匠材PWD1,PWD2の木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とがなす鋭角側の交差角度である年輪角度θDが0°<θD≦30°の範囲内、好ましくは、0°<θD≦20°であり、内層材PWIの木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とがなす鋭角側の交差角度である年輪角度θIが5°≦θI≦80°、好ましくは、10°<θD≦70°の範囲内であるものが好ましい。当該範囲内であるものは、意匠材PWD1,PWD2に加熱圧縮力が集中し、意匠材PWD1,PWD2の圧縮変形量が大きいものであるから、高い表面硬度が得られる。特に、全体の比重に比べ表面を高比重にでき、軽量性と表面硬度、強度を両立できる。また、加熱圧縮時の各木材NWの内部抵抗が少なく、加熱圧縮時に生じる内部応力が少ないから、加熱圧縮による年輪線RLの座屈変形が防止されたものであり、クラック、亀裂等の内部割れが生じ難いものである。そして、節が多く存在する場合、例えば、10%~20%の高い占有率で節が存在し、部分的な比重差が大きい場合や、木材NWの表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、節やその周囲でのクラック、亀裂等の割れが生じ難いものとなる。 Furthermore, according to the experimental research of the present inventors, the laminated plastic processed wood LPW of the present embodiment has an annual ring line RL appearing on the butt end surface of the design materials PW D1 and PW D2 The annual ring angle θ D , which is the intersection angle on the acute angle side formed by the inner layer material PW I , is within the range of 0° < θ D ≤ 30°, preferably 0° < θ D ≤ 20°. The annual ring angle θ I , which is the angle of intersection on the acute side formed by the appearing tree ring line RL and the cross grain surface or the straightened surface of the back side of the tree, is 5° ≤ θ I ≤ 80°, preferably 10° < θ D ≤ 70°. is preferably within the range of Within this range, the design materials PW D1 and PW D2 are subjected to heating and compressive force, and the design materials PW D1 and PW D2 undergo a large amount of compression deformation, resulting in high surface hardness. In particular, the specific gravity of the surface can be made higher than the specific gravity of the whole, and lightness, surface hardness, and strength can be achieved at the same time. In addition, since the internal resistance of each wood NW during heat compression is small and the internal stress generated during heat compression is small, buckling deformation of the annual ring line RL due to heat compression is prevented, and internal cracks such as cracks and fissures are prevented. is difficult to occur. Then, when many knots exist, for example, when knots exist at a high occupancy rate of 10% to 20% and the difference in partial specific gravity is large, or when there are knots penetrating the front and back surfaces of the wood NW, Even if there are knots with a diameter of 20 mm or more, cracks and fissures are less likely to occur at the knots and their surroundings.
なお、年輪角度θD、θIについては、理想的には、節部Kの無い木材に関しては、木口面に表れる全ての年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とがなす交差角度θD、θIに対して該当することになるが、自然物を相手にするものであり、また、節部Kのある木材では節部Kの周囲では年輪線RLの乱れが生じ、例えば、節のない箇所では、早材部及び晩材部からなる1年輪が弧状であるが、節のある個所ではその年輪の流れを変えるように木目の長さ方向に対して略垂直方向に節が走向するから、実用的には、木口面に表れる全ての年輪線RLに対して厳格に上記の角度の条件を満たしていることを要求するものではなく、木口面にはそのような条件を満たしていない年輪線RLが数割存在しても実質的に問題がなく、平均値が上記の角度の条件を満たしていればよい。 As for the annual ring angles θ D and θ I , ideally, for lumber without knots K, the intersection between all the annual ring lines RL appearing on the butt surface and the cross-grain surface or straight-line surface on the back side of the tree is This corresponds to the angles θ D and θ I , but it is a natural object, and in wood with a knot K, the annual ring line RL is disturbed around the knot K. For example, Where there are no knots, annual rings consisting of early wood and late wood are arcuate, but where there are knots, the knots are oriented substantially perpendicular to the length of the wood grain so as to change the flow of the annual rings. Since it strikes, it is not practically required that all tree ring lines RL appearing on the buttress surface strictly satisfy the above angle conditions. Even if there are several tenths of tree ring lines RL that are not aligned, there is no problem as long as the average value satisfies the above angle conditions.
ところで、最終製品の平滑性の確保のため、通常、圧密加工後の積層塑性加工木材LPWPの表裏の一方または両方の面を切削加工するところ、本実施の形態の表層側を高圧縮する圧密加工では、表面の切削量が0.5~1mm単位の違いでも切削した表面硬度、強度に大きく影響することが判明した。
また、意匠材PWD1,PWD2の厚みが少なすぎると、それに重なる内層材PWIに節のある材料を使用したとき、その節部Kの模様が使用面とされる方の意匠材PWD1,PWD2の表面に表出する恐れがある。
By the way, in order to ensure the smoothness of the final product, one or both of the front and back surfaces of the laminated plastic processed wood LPW P after consolidation are usually cut. In machining, it was found that even a difference of 0.5 to 1 mm in the amount of cutting on the surface greatly affects the hardness and strength of the cut surface.
Also, if the design materials PW D1 and PW D2 are too thin, and if a material with knots is used for the inner layer material PW I that overlaps them, the pattern of the knots K of the design material PW D1 is used as the surface to be used. , may appear on the surface of PW D2 .
そこで、本発明者らの鋭意実験研究によれば、表面意匠性を確保し、かつ、高い表面硬度とする厚みからすれば、好ましくは、意匠材PWD1,PWD2の厚みが、内層材PWIの厚みに対し、0.3~0.8倍の範囲内、より好ましくは、0.4~0.6倍の範囲内である。当該範囲内の厚みとするものでは、使用面とされる方の意匠材PWD1,PWD2に重ねた内層材PWIに節がある場合でも、その節及び節周囲の濃色化、黒色化した濃淡模様が使用面とされる方の意匠材PWD1,PWD2の表面に表出しない厚みとなり、表面意匠性が良く、かつ、高い表面強度、硬度が得られる。 Therefore, according to the earnest experimental research of the present inventors, the thickness of the design materials PW D1 and PW D2 is preferably the thickness of the inner layer material PW It is in the range of 0.3 to 0.8 times the thickness of I , and more preferably in the range of 0.4 to 0.6 times. If the thickness is within this range, even if there are knots in the inner layer material PW I overlaid on the design materials PW D1 and PW D2 that are used as the surface, the knots and the surroundings of the knots will be darkened or blackened. The resulting shading pattern has a thickness that does not appear on the surfaces of the design materials PW D1 and PW D2 used as the surfaces to be used, so that the surface design is good and high surface strength and hardness are obtained.
更に、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、その全体の厚みが、好ましくは、15mm以上、40mm以下、より好ましくは、18mm~35mmの範囲内であり、意匠材PWD1,PWD2の厚みが、好ましくは、1.5mm以上、10mm以下、より好ましくは、1.5mm以上、8mm以下の範囲内であり、内層材PWIの厚みが、好ましくは、6mm以上、15mm以下、より好ましくは、8mm以上、13mm以下の範囲内である。意匠材PWD1,PWD2の厚みが当該範囲内であれば、使用面とされる方の意匠材PWD1,PWD2に重ねた内層材PWIに節が存在しても、その節部Kの模様が使用面とされる方の意匠材PWD1,PWD2の表面に表出することない厚みとなり、良好な意匠表面で、かつ、高い表面強度、硬度が得られる。特に、杉材、檜材等の針葉樹の使用により薄い全体厚みで軽量性が確保される。よって、学校用の学童机やオフィス、家庭の食卓の机等の天板や棚板等に適用したときでもそれを支える脚等の支持部材の設計自由度を高くできる。
更に、意匠材PWD1,PWD2の高圧縮な圧密加工により周囲環境条件が変化しても吸放湿し難いから、厚みが薄くてもかし難く寸法形状安定性が高いものである。
Furthermore, the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment preferably has a total thickness of 15 mm or more and 40 mm or less, more preferably 18 mm to 35 mm. The thickness is preferably 1.5 mm or more and 10 mm or less, more preferably 1.5 mm or more and 8 mm or less, and the thickness of the inner layer material PW I is preferably 6 mm or more and 15 mm or less, more preferably is in the range of 8 mm or more and 13 mm or less. If the thicknesses of the design materials PW D1 and PW D2 are within this range, even if there are knots in the inner layer material PW I superimposed on the design materials PW D1 and PW D2 that are used as the surfaces to be used, the knot portions K pattern is not exposed on the surfaces of the design materials PW D1 and PW D2 used as the surfaces to be used. In particular, the use of coniferous trees such as cedar and cypress ensures light weight with a thin overall thickness. Therefore, even when it is applied to a desk for children at school, an office, a desk for a dining table at home, a shelf board, or the like, it is possible to increase the degree of freedom in designing supporting members such as legs for supporting it.
Further, the design materials PW D1 and PW D2 are highly compressed and compacted so that they do not easily absorb and release moisture even if the ambient environmental conditions change.
ここで、檜材からなる厚みが12~15mmの範囲内である木材NWを使用し、元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で45%~65%の範囲内の圧縮率で圧縮された表裏の2枚の意匠材PWD1,PWD2と、元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で10%~40%の範囲内の圧縮率で圧縮された1枚の内層材PWIとが積層接合した積層塑性加工木材LPWPを作製し、その表裏面側を2mm~3mm切削して積層塑性加工木材LPWを形成し、その積層塑性加工木材LPWについてブリネル硬さHBを測定した。積層塑性加工木材LPWは、使用する木材の厚みや、切削厚みを相違させて、厚みや圧縮率が相違する複数枚を作製しそれらのブリネル硬さHBを測定した。 Here, a wood NW made of cypress wood and having a thickness in the range of 12 to 15 mm was used, and the compression ratio with respect to the air-dried specific gravity of the original wood NW was in the range of 45% to 65%. Two design materials PW D1 and PW D2 on the front and back, and one inner layer material PW I compressed at a compression ratio within the range of 10% to 40% with respect to the air dry specific gravity of the original wood NW. A laminated plastic-worked wood LPW P was prepared by lamination and bonding, and the front and back sides thereof were cut by 2 mm to 3 mm to form a laminated plastic-worked wood LPW, and the Brinell hardness HB of the laminated plastic-worked wood LPW was measured. As for the laminated plastically worked wood LPW, a plurality of pieces having different thicknesses and compression ratios were produced by changing the thickness of the wood used and the cutting thickness, and the Brinell hardness HB of each was measured.
具体的には、ブリネル硬さHBは、JIS Z 2101の木材の試験方法に準拠し、作製した積層塑性加工木材LPWに対し、その一方の意匠材PWD1,PWD2側から直径10mmの鋼球を毎分0.5mmの速度で深さ約0.32(1/π)mmまで圧入し、その時の荷重を接触面積で割ることにより求めたものである。なお、ブリネル硬さは、各木材の12個所で測定した平均値のうち最も高いブリネル硬さHBの測定値を表1に示した。
また、比較のために、現行の学校用の学習机の天板の表層に用いられているゴム集成材及び未圧縮の檜材、ナラ材についても同様にブリネル硬さHBを測定した。
これらブリネル硬さHBの測定結果を表1に示す。
Specifically, the Brinell hardness HB is measured according to the test method for wood of JIS Z 2101, and a steel ball with a diameter of 10 mm is applied from one of the design materials PW D1 and PW D2 to the prepared laminated plastic processed wood LPW. is press-fitted to a depth of about 0.32 (1/π) mm at a speed of 0.5 mm/min, and the load at that time is divided by the contact area. As for the Brinell hardness, Table 1 shows the highest Brinell hardness HB among the average values measured at 12 points on each piece of wood.
For comparison, the Brinell hardness HB was similarly measured for laminated rubber timber and uncompressed cypress and oak timbers, which are used for the surface layer of the top plate of current school desks.
Table 1 shows the measurement results of these Brinell hardnesses HB.
表1に示すように、所定の圧密加工をした積層塑性加工木材LPWでは、ゴム集成材、未圧縮の檜材及びナラ材よりも比重が小さく軽量であるにも関わらず、最もブリネル硬さが硬いものとなった。よって、この積層塑性加工木材LPWによれば、軽量性及び高い表面硬度、強度とが両立し、高い表面硬度、強度によって筆記、カッター等による傷付きも生じ難く、そのうえ、軽量であるから、持ち運びが容易で、更に、机等の天板や棚板等を支持する脚の設計自由度を高めることも可能である。したがって、容易な持ち運びや筆記、カッター等による傷付き難さが必要とされる学校用の学習机等の天板用途等にも好適である。また、ゴム集成材及び未圧縮の檜材、ナラ材は天然の木材であるから、硬度、強度等の特性や品質のばらつきも大きくなるのに対し、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWでは圧密加工により硬度、強度を高くするものであるから、硬度・強度等の特性や品質のばらつきが抑えられ、商品において硬度、強度不足による不良品の発生も少なく、天板等としての商品価値を高くできるものである。 As shown in Table 1, the laminated plastic processed wood LPW that has been subjected to a predetermined consolidation process has the highest Brinell hardness despite having a smaller specific gravity and lighter weight than laminated rubber lumber, uncompressed cypress and oak. became hard. Therefore, according to this laminated plastic processed wood LPW, lightness and high surface hardness and strength are compatible. Furthermore, it is possible to increase the degree of freedom in designing the legs that support the top board of a desk or the like, a shelf board, or the like. Therefore, it is suitable for use as a top plate of a study desk or the like for school, which requires easy carrying, writing, and resistance to scratching by a cutter or the like. In addition, laminated rubber timber, uncompressed cypress timber, and oak timber are natural timbers, so there is a large variation in characteristics such as hardness and strength, and in quality. Since hardness and strength are increased by consolidation processing, variations in characteristics such as hardness and strength and quality are suppressed, and defective products due to lack of hardness and strength are less likely to occur, increasing commercial value as a top plate. It can be made high.
こうして、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、ブリネル硬さが15N以上、30N以下、好ましくは、18N以上、30N以下、より好ましくは、18N以上、25N以下の範囲内である。当該範囲内であれば、筆記やカッター等による浅い細かい傷が付き難い、即ち、傷痕が付き難い高い表面硬さ、強度であり、かつ、節があっても割れ難いいものとなる。そして、このような圧密加工で木材の表面硬度を高めたものでは、木材本来の木目、温かみ等の質感も有するものであり、学校用の学童机やオフィス、食卓の机等の天板にも好適である。 Thus, the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment has a Brinell hardness of 15N or more and 30N or less, preferably 18N or more and 30N or less, more preferably 18N or more and 25N or less. Within this range, the surface is hard to be scratched by writing, a cutter, or the like, that is, it has a high surface hardness and strength, and is hard to break even if it has knots. In addition, wood whose surface hardness is increased by such a compaction process has the texture of wood's original wood grain and warmth. preferred.
以上、説明してきたように、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWは、3枚以上の木材NWをその木目の長さ方向に対して垂直方向に積層し、木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により圧密加工し、かつ、一体に接合してなる積層塑性加工木材LPWであって、表裏層に位置し加熱圧縮により高圧縮された厚みの薄い2枚の意匠材PWD1,PWD2と、表裏層の2枚の意匠材PWD1,PWD2間に位置し意匠材PWD1,PWD2よりも低圧縮とされた厚みのある1枚以上の内層材PWIとを具備するものである。 As described above, the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment is obtained by stacking three or more woods NW in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain, and Laminated plastic-worked wood LPW formed by consolidating by heat compression in the vertical direction and integrally joining two thin design materials PW D1 located on the front and back layers and highly compressed by heat compression. , PW D2 , and one or more thick inner layer materials PW I located between the two design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers and having a lower compression than the design materials PW D1 and PW D2 . It is something to do.
即ち、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWは、木材NWの木目の長さ方向に対して垂直方向に木材NWを複数枚積層してなる積層木材LWを、木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により塑性加工し、また、一体に接合したものであり、加熱圧縮による圧縮量が大きくて厚みが小さい2枚の意匠材PWD1,PWD2が表裏層に配設し、2枚の意匠材PWD1,PWD2よりも加熱圧縮による圧縮量が小さくて厚みが大きい1枚以上の内層材PWIが2枚の意匠材PWD1,PWD2間に配設したものである。 That is, the laminated plastically worked wood LPW according to the above-described embodiment is a laminated wood LW formed by laminating a plurality of wood NWs in a direction perpendicular to the grain length direction of the wood NW, and Two design materials PW D1 and PW D2 , which are plastically worked by heat compression in the vertical direction and are integrally joined, having a large amount of compression by heat compression and a small thickness, are arranged on the front and back layers, One or more inner layer materials PW I having a smaller compression amount due to heat compression and a greater thickness than the two design materials PW D1 and PW D2 are arranged between the two design materials PW D1 and PW D2 . .
したがって、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、表裏の意匠面を形成する意匠材PWD1,PWD2を高圧縮とする一方、意匠材PWD1,PWD2間の内層材PWIは低圧縮とした塑性加工であり、元の木材NWよりも機械的強度を強くでき、また、表面硬度を高めることができるうえ、表裏の意匠材PWD1,PWD2以外の内部の内層材PWIでは、意匠材PWD1,PWD2よりも低圧縮であるから、また、表裏で圧縮率をバランスしていることで圧縮による歪みが入り難いから、節のある材料を用いても、その節には強い圧縮力が掛かり難いものである。特に、木材NWを重ねた積層木材LWの塑性加工であり、木材NWに節があり部分的に比重が異なる硬い箇所があっても、木材NW同士を重ねて加熱圧縮するものでは、硬い節の箇所を、加熱圧縮により軟化し硬い節の押圧により変形可能な低比重な箇所で受けることができるから、節に過剰な圧縮応力、内部応力が掛かり難いものである。よって、節があっても、その節部Kにクラック、亀裂等の割れが生じ難いものである。また、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIとの3枚以上の木材の積層接合であり、内層材PWIや一方の意匠材PWD1,PWD2に節のある材料を用いたとしても、他方の意匠材PWD1,PWD2に節のない材料を使用すれば使用面では意匠性を維持することが可能である。 Therefore, according to the laminated plastic-worked lumber LPW according to the above embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 forming the front and back design surfaces are highly compressed, while the inner layer material PW between the design materials PW D1 and PW D2 I is plastic processing with low compression, which can increase the mechanical strength and surface hardness compared to the original wood NW, and can be used as an internal inner layer material other than the design materials PW D1 and PW D2 on the front and back. PW I is less compressible than the design materials PW D1 and PW D2 , and since the compression rate is balanced on the front and back, distortion due to compression is less likely to occur, so even if a material with knots is used, the It is difficult to apply a strong compressive force to the joints. In particular, it is a plastic working of a laminated wood LW in which wood NWs are piled up. Since the portion can be softened by heating and compression and can be deformed by pressing of the hard node, the portion can receive the portion with a low specific gravity. Therefore, even if there are knots, the knots K are less prone to cracks, fissures, and the like. In addition, it is assumed that the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I are laminated and joined with three or more pieces of wood, and a material with knots is used for the inner layer material PW I and one of the design materials PW D1 and PW D2 . However, if a knotless material is used for the other design materials PW D1 and PW D2 , it is possible to maintain the design in terms of use.
加えて、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、複数枚の木材NWを積層、圧密加工して1枚の厚みを出すものであり、原材料の各1枚の製材の厚みは薄くてもよいから、圧密加工前の乾燥工程での乾燥時間の短縮化が可能であり、乾燥による負荷を少なくできる。よって、節がある材料を使用したときでも、乾燥による節割れ、節抜けを生じ難くでき、歩留まりの向上を可能とする。 In addition, according to the laminated plastically processed lumber LPW according to the above embodiment, a plurality of lumbers NW are laminated and consolidated to obtain a thickness of one lumber. Since it may be thin, it is possible to shorten the drying time in the drying process before consolidation and reduce the load due to drying. Therefore, even when a material with knots is used, it is possible to prevent knot cracking and knot dropout due to drying, and to improve the yield.
加えて、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIは互いに一体に接合しているから、製品化後の膨張収縮による歪み、反りの発生による接合面での剥離を防止できる。 In addition, according to the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I are integrally joined to each other, so distortion and warping due to expansion and contraction after commercialization It is possible to prevent peeling at the joint surface due to the occurrence of .
こうして、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、意匠材PWD1,PWD2や内層材PWIに節があってもその節部Kにクラック、亀裂等の割れが生じ難いものであり、かつ、意匠性を両立させることができ、節のある材料の有効活用を図ることができる。 In this way, according to the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, even if there are knots in the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I , cracks such as cracks and fissures are unlikely to occur at the knots K. In addition, it is possible to achieve both designability and effective use of materials with knots.
特に、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIは、互いに木目の長さ方向を一致させて積層されていることから、節のある材料を使用したときでも、加熱圧縮時に積層された対向する相手材の木材組織を節が押圧しやすく、節に圧縮ストレスが掛かり難い。よって、節が多い場合、例えば、10%~20%の高い占有率で節が存在し、部分的な比重差が大きい場合や、木材の表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、節やその周囲でのクラック、亀裂等の割れを生じさせ難いものである。したがって、塑性加工時の更なる歩留りの向上を可能とする。 In particular, according to the laminated plastically worked wood LPW according to the above-described embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I are laminated with the grain length direction aligned with each other, so that the knots Even when a certain material is used, the knots tend to press against the wood structure of the opposing laminated material during heat compression, and compressive stress is less likely to be applied to the knots. Therefore, when there are many knots, for example, when knots exist at a high occupancy of 10% to 20% and the difference in partial specific gravity is large, when there are knots penetrating the front and back of the wood, or when the diameter is 20 mm or more Even if there are knots, it is difficult to cause cracks, fissures, etc. at the knots and their surroundings. Therefore, it is possible to further improve the yield during plastic working.
また、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、各意匠材PWD1,PWD2と内層材PWIは、意匠材PWD1,PWD2の木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θDと、内層材PWIの木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の角度θIとが、θD<θIであるものは、意匠材PWD1,PWD2の圧縮変形量が大きいものであり、加熱圧縮時の内部応力が少ないものである。よって、圧縮による歪みも少なく、また、節があってもクラック、亀裂等の割れを生じることなく、高い表面硬度が得られる。 In addition, in the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, each of the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I have the annual ring line RL appearing on the butt end surface of the design materials PW D1 and PW D2 and the plate on the back side of the wood. Acute angle of annual ring θ D at which the grain surface or the straight edge surface intersects, and acute angle θ I at which the annual ring line RL appearing on the butt surface of the inner layer material PW I intersects with the cross grain surface or the straight edge surface of the back side of the tree. When .theta..sub.D < .theta.I , the design materials PW.sub.D1 and PW.sub.D2 have a large amount of compressive deformation and a small internal stress during heating and compression. Therefore, the strain due to compression is small, and even if there are knots, cracks and cracks do not occur, and a high surface hardness can be obtained.
更に、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、各意匠材PWD1,PWD2は、その木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θDが0°<θD≦30°であり、1枚または2枚以上の各内層材PWIは、その木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θIが5°≦θI≦80°であるものは、加熱圧縮による年輪の座屈変形が少ないものである。よって、節が存在しても木材内部の割れが生じ難いものであり、また、歪み等も入り難いものである。したがって、品質の安定化を可能とする。 Furthermore, in the laminated plastically processed lumber LPW according to the above embodiment, each of the design materials PW D1 and PW D2 has an acute-angled side where the annual ring line RL appearing on the butt end surface intersects with the cross grain surface or the chamfer surface on the back side of the tree. The annual ring angle θ D is 0° < θ D ≤ 30°, and one or more inner layer materials PW I are divided between the annual ring line RL appearing on the butt surface and the cross grain surface or the straightening surface on the back side of the tree. When the annual ring angle θ I on the acute angle side where the two intersect is 5°≦θ I ≦80°, buckling deformation of the annual rings due to thermal compression is small. Therefore, even if there are knots, cracks are unlikely to occur inside the wood, and distortions are unlikely to occur. Therefore, it is possible to stabilize the quality.
加えて、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、各意匠材PWD1,PWD2は、木表側の板目面または追柾面側がプレス面とされた配置であるから、圧縮による歪量、内部抵抗が少ない圧縮方向で圧縮されたものである。また、積層塑性加工木材LPWの表裏面に各意匠材PWD1,PWD2の木表側の板目面または追柾面がくるから、収縮の異方性がバランスされたものである。よって、節があっても内部割れが生じ難いものであり、かつ、寸法形状安定性も高いものである。 In addition, according to the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, each of the design materials PW D1 and PW D2 is arranged such that the cross grain surface or the chamfered surface on the front side of the wood is a pressed surface, so that the compression It is compressed in the direction of compression where the amount of strain and internal resistance due to is small. In addition, since the front and back surfaces of the laminated plastic-worked wood LPW are on the front and back surfaces of the design materials PW D1 and PW D2 , the anisotropy of shrinkage is well-balanced. Therefore, even if there are knots, internal cracks are unlikely to occur, and the dimensional shape stability is high.
そして、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材において、その気乾比重が元の木材の気乾比重の1.2倍以上、1.7倍以下であれば、表面硬度、強度と軽量性との両立を可能とする。 In the laminated plastically processed lumber according to the above embodiment, if the air-dried specific gravity is 1.2 times or more and 1.7 times or less than the air-dried specific gravity of the original lumber, surface hardness, strength and lightness are achieved. make it possible to achieve both
特に、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、意匠材PWD1,PWD2は、加熱圧縮により元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で45%~65%の範囲内の圧縮率であり、内層材PWIは、加熱圧縮により元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で10%~40%の範囲内の圧縮率であるから、針葉樹を使用して軽量としても高い表面硬度が得られる。よって、軽量性と高い表面硬度とを両立できる。 In particular, according to the laminated plastic-worked wood LPW according to the above embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 can be compressed by heating to achieve a compression rate within the range of 45% to 65% with respect to the air-dried specific gravity of the original wood NW. The compression rate of the inner layer material PW I is within the range of 10% to 40% in terms of compression rate with respect to the air-dried specific gravity of the original wood NW by heat compression, so it is high even if it is lightweight using softwood. Surface hardness is obtained. Therefore, both lightness and high surface hardness can be achieved.
また、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、意匠材PWD1,PWD2の厚みが、内層材PWIの厚みの0.3~0.8倍の範囲内であるものでは、使用面側とする意匠材PWD1,PWD2の一方に重ねた内層材PWIに節部Kがある場合でも、その節及び節周囲の濃色化、黒色化した模様が使用面側とする意匠材PWD1,PWD2に表出しない厚みであり、また、表面硬度も高くできる。よって、表面硬度・強度と表面意匠性を両立できる。 In addition, in the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, if the thickness of the design materials PW D1 and PW D2 is within the range of 0.3 to 0.8 times the thickness of the inner layer material PW I , use Even if there is a knot K in the inner layer material PW I overlaid on one of the design materials PW D1 and PW D2 , which is the face side, the darker and blacker pattern around the knot and the knot is the design of the used side. The thickness is such that it does not appear on the materials PW D1 and PW D2 , and the surface hardness can be increased. Therefore, it is possible to achieve both surface hardness/strength and surface design.
更に、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、その全体の厚みが15mm以上、40mm以下の範囲内であり、意匠材PWD1,PWD2の厚みが1.5mm以上、10mm以下の範囲内であり、内層材PWIの厚みが、6mm以上、15mm以下の範囲内であるものでは、使用面側とする意匠材PWD1,PWD2の一方に重ねた内層材PWIに節部Kがある場合でも、その節及び節周囲の濃色化、黒色化した模様が使用面側とする意匠材PWD1,PWD2に表出しない厚みであり、かつ、薄い全体厚みで軽量とするも、高い表面硬度が確保される。よって、表面硬度・強度、表面意匠性及び軽量性を両立できる。 Furthermore, in the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, the overall thickness is in the range of 15 mm or more and 40 mm or less, and the thickness of the design materials PW D1 and PW D2 is in the range of 1.5 mm or more and 10 mm or less. In the case where the thickness of the inner layer material PW I is within the range of 6 mm or more and 15 mm or less, the knot K Even if there is a knot and a darkened or blackened pattern around the knot, the thickness is such that it does not appear on the design materials PW D1 and PW D2 that are used on the side of use, and the overall thickness is thin and lightweight. , high surface hardness is ensured. Therefore, it is possible to achieve both surface hardness/strength, surface design and light weight.
そして、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、ブリネル硬さが15N以上、30N以下の範囲内であるものでは、筆記やカッター等による浅い細かい傷が付き難い表面硬さであるから、学校用の学童机、家庭用の学習机、オフィスの仕事机、食卓の机等の天板にも好適である。 In the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, if the Brinell hardness is in the range of 15 N or more and 30 N or less, the surface hardness is such that shallow and fine scratches are difficult to be caused by writing, cutters, etc. It is also suitable as a top board for school children's desks, home study desks, office work desks, dining table desks, and the like.
上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIのうちの対向する面の1か所以上に節部Kによる凸状部Pと節部Kで変形した凹状部Dによる接合面BFを有するものは、節があってもその周囲の木材組織が軟化変形することより節の動きが規制、拘束されず、節部Kにクラック、亀裂等の割れが入ることなく圧密加工したものである。したがって、節のある材料の使用により安価なものとなる。また、節がある木材では、圧縮し難く抵抗するから、表面硬度を高めることも可能となる。 In the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, one or more of the facing surfaces of the design materials PW D1 , PW D2 and the inner layer material PW I are provided with a convex portion P by the knot K and a knot K Even if there is a joint surface BF with a deformed concave portion D, the movement of the joint is not restricted or restrained due to the softening and deformation of the wood structure around it, and cracks such as cracks and fissures occur at the joint K. It is compacted without entering. Therefore, the use of knotted material is less expensive. In addition, wood with knots is difficult to compress and resists compression, so it is possible to increase the surface hardness.
ところで、所定の幅広や長尺の天板や棚板等の製品を形成する場合にあっては、複数の積層塑性加工木材LPWをそれら木目の長さ方向を並行にして、その厚み方向に対して垂直な幅方向に、即ち、横方向に連接し、横継ぎ接合して所定の幅寸法としたり、複数の積層塑性加工木材LPWをその木目の長さ方向に、即ち、縦方向に連接し、縦継ぎ接合して所定の長さ寸法としたりすることが可能である。このとき、加工前の積層木材LWを木目の長さ方向に対して直角な幅方向に複数枚横接ぎし、及び/または、木目の長さ方向に複数枚縦接ぎして圧密加工してもよい。積層塑性加工木材LPWでは、高圧縮に圧密加工した意匠材PWD1,PWD2の存在によって周囲環境条件が変化したときの吸放湿特性、即ち、膨張収縮への変化が少なく寸法形状安定性があるから、複数の積層塑性加工木材LPWを横継ぎや縦接ぎ接合しても、周囲環境条件の変化によってその接合面に負荷が掛かかり割れや歪み等が生じ難いものである。また、周囲環境条件の変化によって大きな応力が生じ難いから、節部Kが存在する場合であっても、木材割れや歪み等が生じ難いものである。 By the way, in the case of forming a product such as a predetermined wide or long top board or shelf board, a plurality of laminated plastic processed lumber LPWs are arranged in parallel with the length direction of the wood grain, and are arranged in the thickness direction. In the vertical direction of the width, that is, in the horizontal direction, and jointed horizontally to have a predetermined width, or in the length direction of the wood grain, that is, in the longitudinal direction, a plurality of laminated plastic-worked lumber LPWs are connected. It is possible to form a predetermined length dimension by splicing and splicing. At this time, a plurality of laminated lumber LW before processing may be jointed horizontally in the width direction perpendicular to the length direction of the grain and/or may be vertically jointed in the length direction of the wood grain for consolidation. good. Laminated plastic processed wood LPW has moisture absorption and desorption characteristics when the ambient environmental conditions change due to the presence of the design materials PW D1 and PW D2 that are highly compressed, that is, there is little change in expansion and contraction, and the dimensional shape stability is improved. Therefore, even if a plurality of laminated plastic-worked lumber LPWs are jointed horizontally or longitudinally, a load is applied to the joint surfaces due to changes in ambient environmental conditions, and cracks and distortions are unlikely to occur. In addition, since a large stress is less likely to occur due to changes in ambient environmental conditions, cracks, distortions, etc. of the wood are less likely to occur even when the knots K are present.
ところで、節及びその周囲には豊富な樹脂分が存在することで、そこに過剰な加熱圧縮力が加えられた場合には、ヤニが析出する恐れがあるが、上記実施の形態の積層塑性加工木材LPWによれば、節部Kに過剰なストレスが入り難いことで、節部Kからの多量のヤニの析出が抑えられる。よって、節部Kがあっても、加熱圧縮で使用するプレス盤10等に節部Kからのヤニが接着して1対のプレス盤10を汚染する恐れもなく、圧密加工後に積層塑性加工木材LPWが1対のプレス盤10から剥がれなくなる事態が生じることもない。また、節部Kが高圧縮されるものでもないから、製品化後に周囲環境条件が変化した際に節部Kからヤニが多量に析出して商品価値を低下させるようなこともない。
By the way, since there is an abundant resin content in the knots and their surroundings, there is a risk that resin will precipitate when excessive heat compression force is applied there, but the lamination plastic working of the above embodiment According to the wood LPW, excessive stress does not easily enter the knots K, so that a large amount of tar deposits from the knots K can be suppressed. Therefore, even if there is a knot K, there is no fear that the resin from the knot K will adhere to the
なお、上記実施の形態では、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによる面接触で加熱圧縮し、密閉状態の内部空間ISに保持された木材の圧密化の固定では、熱効率よく圧縮変形して圧縮後の戻りも少ないから、安定して高品質の製品を提供できる。
しかし、本発明を実施する場合には、圧密加工は上述した製造方法に限定されることなく、例えば、圧縮ローラや圧延ロールを用いた製造であってもよい。
In the above-described embodiment, heat compression is performed by surface contact between the
However, when carrying out the present invention, the consolidation process is not limited to the manufacturing method described above, and may be, for example, manufacturing using compression rollers or rolling rolls.
そして、本実施の形態の塑性加工木材PWは、高い表面硬度、強度であるから、耐摩耗性、耐衝撃性も高く、天板や棚板以外の用途にも好適である。即ち、学校用の学習机、学童机、ダイニングテーブル等の机の天板や棚板に限らず、例えば、家具、台所板、階段板、床、デッキ、腰板等に適用することができる。
なお、本発明の実施の形態で挙げている数値は、臨界値を示すものではなく、実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を若干変更してもその実施を否定するものではない。
Since the plastically worked wood PW of the present embodiment has high surface hardness and strength, it also has high wear resistance and impact resistance, and is suitable for uses other than top boards and shelf boards. That is, it can be applied not only to desk tops and shelf boards such as school desks, children's desks, and dining tables, but also to furniture, kitchen boards, stair boards, floors, decks, waistboards, and the like.
It should be noted that the numerical values given in the embodiments of the present invention do not indicate critical values, but indicate preferred values suitable for implementation, so even if the above numerical values are slightly changed, the implementation is denied. is not.
LPW 積層塑性加工木材
NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3 加工前の木材
PWD1,PWD2 意匠材
PWI1,PWI2,PWI3 内層材
RL 年輪線
凸状部P
凹状部Q
接合面BF
LPW Laminated plastic processed wood NW D1 , NW D2 , NW I1 , NW I2 , NW I3 Wood before processing PW D1, PW D2 Design material PW I1 , PW I2 , PW I3 Inner layer material RL Annual ring line Convex part P
Concave part Q
Joint surface BF
本発明は、例えば、檜材、杉材等の軟質な木材を複数枚積層してなる積層木材に対し木目の長さ方向に対して垂直な方向に圧縮力を加えて圧密加工し、かつ、一体に接合されてなる積層塑性加工木材であって、特に、節が存在する場合でも、クラック、亀裂等の割れを生じさせることなく機械的強度を高めることができる積層塑性加工木材に関するものである。 In the present invention, for example, a laminated lumber made by laminating a plurality of soft lumbers such as cypress and cedar is subjected to compaction by applying a compressive force in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain, and The present invention relates to a laminated plastic-processed lumber that is integrally joined, and particularly to a laminated plastic-processed lumber that can increase the mechanical strength without causing cracks, fissures, etc., even when knots are present. .
近年、地球温暖化の問題、即ち、温室効果ガスである二酸化炭素量の増大が懸念されているところ、木材には二酸化炭素の吸収、固定が期待できるから、建築物や家具等に木材を使うことは、森林の伐採、循環を促し、しいては地球温暖化の防止に貢献することになると云われている。例えば、学校用の学童机等の学校家具においても地域材等の木材を使用することが文部科学省等より推奨されている。特に、国産の木材や、地域材を活用すれば、輸送時に発生する二酸化炭素量の消費も少なくて済み、国内の森林保全にも繋がる。 In recent years, the problem of global warming, that is, the increase in the amount of carbon dioxide, which is a greenhouse gas, has become a concern, and wood is expected to absorb and fix carbon dioxide, so wood is used for buildings and furniture. It is said that this will promote deforestation and circulation of forests, thereby contributing to the prevention of global warming. For example, the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT) recommends using local materials for school furniture such as children's desks. In particular, if domestically produced wood or local wood is used, the amount of carbon dioxide generated during transportation can be reduced, leading to the conservation of domestic forests.
ここで、我が国では森林の約4割が人工林であり、そのうち杉、檜等の針葉樹が半分以上を占めているとされており、杉、檜等の針葉樹は、適宜計画伐採や間伐等で比較的安定に入手しやすい木材となっている。
しかしながら、杉、檜等の針葉樹は、軟質で強度、硬度が低いことから、そのままでは建築材料、家具材料等の用途には不向きである。
Here, about 40% of the forests in Japan are artificial forests, of which conifers such as cedar and cypress account for more than half. The wood is relatively stable and easy to obtain.
However, conifers such as Japanese cedar and Japanese cypress are soft and have low strength and hardness.
一方、我が国では、外国産の木材を多く輸入し、国内産の木材の需要が大きく落ち込んだ経緯があり、山村の人口減少、林業の担い手の減少等から、森林の手入れが十分になされていない現状がある。森林の手入れとして、例えば、適切な時期に枝打ちがなされていないと、枝が生えて節のある樹木となる。特に、杉、檜等の針葉樹は、従来の合板等に使用されてきた広葉樹と比べ、節が多く存在する。 On the other hand, Japan imports a lot of timber from foreign countries, and the demand for domestic timber has fallen sharply. There is a status quo. Forest care, for example, if pruning is not done at the right time, the tree will sprout and become knotty. In particular, conifers such as cedar and cypress have more knots than broad-leaved trees that have been used for conventional plywood.
したがって、国産の木材や、地域材を利用するにあたり、コストからすれば、節のある材料を活用できるのが好ましい。即ち、節の少ない材料は、それを生産するのに樹木の枝打ち等の手入れがなされた樹木から得られるものであり、更に、一般的に、節の少ない木材は、柱取りした側板等の丸太の一部からしか採取できないことから、貴重で付加価値の高い材料であり、高価なものとならざるを得ない。特に、現在の手入れ不足な森林が増加している状況からすると、節の少ない材料の値段は今後更に高騰することが予測される。 これに対し、節のある材料であれば安価に調達できる。このため、節のある材料の有効利用が求められている。
しかしながら、節のある材料は、節周囲の繊維の走行がねじれたり曲がったりしていことから、節の少ない材料に比べ、加工性に難があり、強度に劣る問題がある。
Therefore, when using domestic wood or local wood, it is preferable to be able to use materials with knots from the cost point of view. That is, materials with few knots are obtained from trees that have been pruned or otherwise trimmed to produce them, and wood with few knots is generally obtained from logs such as side boards that have been removed from posts. Since it can only be collected from a part of the forest, it is a valuable and high-value-added material, and is inevitably expensive. In particular, in light of the current situation where forests that are under-maintained are increasing, it is predicted that the price of materials with few knots will rise further in the future. On the other hand, materials with knots can be procured inexpensively. Therefore, there is a demand for effective utilization of knotted materials.
However, materials with knots tend to have twisted or bent fibers running around the knots, and therefore have problems of poor workability and inferior strength compared to materials with few knots.
ここで、特許文献1で開示するように、本発明者らは先に、杉材等の軟質な木材であってもそれを圧縮して高密度化することで強度特性を改良できる技術を確立している。
特許文献1は、1本の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮してその全体厚みの密度分布を所定に圧縮することで、節がある場合でも割れ(クラック、亀裂)のない木材とする技術を開示している。
Here, as disclosed in Patent Document 1, the present inventors have previously established a technology that can improve the strength characteristics of even soft wood such as cedar by compressing it to increase its density. is doing.
In Patent Document 1, by heating and compressing a piece of wood in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain to compress the density distribution of the entire thickness to a predetermined value, even if there are knots, cracks (cracks, fissures) It discloses the technology to make wood without wood.
ところが、特許文献1の圧密加工した節のある塑性加工木材の製品は、節の程度によっては、それが外面に表れることから、使用者にとっての美観の好みにならないこともあった。特に、木材面積の少ない家具においては、節の位置、濃淡、模様等がその木材製品の意匠性、美観を大きく左右することから、節の存在が購買の決め手になることもある。このため、節のある木材を使用していてもそれが目立たない製品についても要望があった。
また、特許文献1の技術においては、1本の厚みのある木材を圧密加工して床材等に製品化するものであり、製材に厚みがあるから、節のある材料を使用したときに、乾燥過程で、節の割れや節抜けを生じることがあり、高い歩留まりの確保が困難であった。
However, depending on the degree of knots in the product of plastically processed lumber with knots that have been subjected to compaction, the knots may appear on the outer surface, and this may not be aesthetically pleasing to users. Especially in furniture with a small wooden area, the presence of knots can be a decisive factor in purchasing because the position, shade, pattern, etc. of the knots greatly affect the design and aesthetics of the wood product. For this reason, there has been a demand for a product that does not stand out even if wood with knots is used.
In addition, in the technique of Patent Document 1, a thick piece of lumber is compacted and commercialized as a floor material or the like. During the drying process, knot cracks and knot dropouts may occur, making it difficult to ensure a high yield.
そこで、本発明は、木材に節があってもクラック、亀裂等の割れが生じ難く、かつ、意匠性を両立させることができ、節のある材料の有効活用を図ることができる積層塑性加工木材の提供を課題とするものである。 Therefore, the present invention provides a laminated plastically processed lumber that is resistant to cracks, fissures, etc., even if the lumber has knots, can achieve both designability, and can effectively utilize materials with knots. The challenge is to provide
請求項1の発明の積層塑性加工木材は、3枚以上の複数枚の木材をその木目の長さ方向に対して垂直方向に積層し、前記木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により圧密加工し、かつ、一体に接合してなる積層塑性加工木材であって、前記加熱圧縮により高圧縮され高密度で厚みの薄い表裏層の2枚の意匠材と、前記表裏層の2枚の意匠材間に挟まれ前記意匠材よりも低圧縮とされた低密度で厚みのある1枚以上の内層材とを具備したものである。 The laminated plastically processed lumber of claim 1 is obtained by laminating three or more lumbers in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain, and heating and compressing the lumber in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain. A laminated plastic-processed lumber obtained by consolidating and integrally joining two design materials of front and back layers that are highly compressed by the heat compression and have a high density and a thin thickness, and two sheets of the front and back layers. and one or more inner layer materials having a low density and a thickness, which are sandwiched between the design materials and have a lower compression than the design materials.
ここで、上記3枚以上の木材をその木目の長さ方向に対して垂直方向に積層し、前記木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により圧密加工し、かつ、一体に接合してなるとは、3枚以上の複数枚の木材を木目の長さ方向に対して垂直方向に積層してなる積層材に対して木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により、積層材を圧縮成形して圧密加工したものであることを意味し、予め木材間に接着剤等を塗布して積層した積層材を加熱圧縮して圧密加工することにより圧密加工の加熱圧縮と同時に接着剤等を硬化させて積層した木材同士を一体に接合したものであってもよいし、予め一体に積層接着した積層材を加熱圧縮して圧密加工したものであってもよいし、接着剤等を介在させることなく木材を積層してなる積層材を加熱圧縮して圧密加工した後、一体に積層接着するようにしたものであってもよい。なお、上記木目の長さ方向に対して垂直方向に積層は、木目の長さ方向に対する垂直方向の面、即ち、木口面及び木端面以外の面で積層することを意味し、積層枚数は3枚以上であればよく、奇数枚であっても偶数枚であってもよい。 Here, the three or more pieces of wood are laminated in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain, subjected to compression processing by heat compression in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain, and integrally joined. Ternaru is a laminated material made by stacking three or more pieces of wood in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain. It means that it is a product obtained by compression molding and consolidation processing, and by applying adhesive etc. between the woods in advance and laminating the laminated material, heat compressing and consolidating the adhesive simultaneously with the heat compression of the consolidation processing. It may be one in which the laminated woods are joined together by curing or the like. A laminated material formed by laminating wood without any intervening material may be heat-compressed and compacted, and then integrally laminated and adhered. Note that the above-mentioned lamination in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain means lamination on a surface perpendicular to the length direction of the wood grain, that is, on a surface other than the end surface and the end surface, and the number of layers is 3. The number of sheets may be at least as long as it is an odd number or an even number.
また、上記木目の長さ方向(木立方向、立木方向)に対して垂直方向の加熱圧縮とは、板目取りまたは追柾取り等に木取りされた製材に対し、その年輪の繊維方向(木立方向、立木方向)に対して垂直方向にプレス等を用いて外力を加えた加熱圧縮により、木材の木口面の面積を小さくしたことを意味するものである。通常、板目材であれば、圧縮による歪量を考慮すると、木材の板目面側にプレス盤を当ててプレス圧縮することにより木材の木口面の面積が小さくされるが、木材の板目面側をプレス圧縮するか柾目面側をプレス圧縮するかは、木材の種類等によって決定することも可能である。 In addition, the heat compression in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain (tree direction, tree direction) refers to the direction of the fiber of the annual ring It means that the area of the butt end surface of the wood is reduced by heat compression by applying an external force using a press or the like in the direction perpendicular to the direction of the tree. Normally, in the case of cross-grain lumber, considering the amount of strain due to compression, the area of the butt end surface of the wood is reduced by applying press compression to the cross-grain side of the wood. It is also possible to determine whether to press-compress the surface side or the straight-grained surface side, depending on the type of lumber or the like.
なお、上記板目面とは、木材の木目の長さ方向、即ち、年輪の繊維方向と並行にあって年輪線の接線方向に切断された材面のことである。また、上記木口面とは、木材の年輪の繊維方向に対して交差する方向に切断された材面、即ち、木材の木目の長さ方向に対して垂直または斜めに切断された材面のことである。更に、上記柾目面とは、木材の年輪の繊維方向と並行にあって年輪線の放射方向(半径方向)に切断された材面のことである。加えて、上記追柾(流れ柾、半柾と云われることもある)とは、柾目と板目の中間的な木取りまたは木目のことである。 The cross-grain surface is a wood surface cut in the longitudinal direction of the wood grain, that is, parallel to the fiber direction of the annual ring and cut in the tangential direction of the annual ring line. In addition, the above-mentioned wood surface is a surface cut in a direction crossing the fiber direction of the annual rings of the wood, that is, a surface cut perpendicularly or obliquely to the length direction of the grain of the wood. is. Further, the straight-grained surface is a wood surface cut in the radial direction (radial direction) of the annual ring line parallel to the fiber direction of the annual rings of the wood. In addition, the above-mentioned oisama (also referred to as nagashisama or hansama) is an intermediate wood grain or wood grain between straight grain and cross grain.
上記2枚の意匠材は、積層接合している木材のうちの表裏の外層、即ち、表層及び裏層の2枚の木材であり、共に、意匠材間に介在する内層材よりも高圧縮されて緻密で厚みが薄くされたものであり、意匠材間に介在する内層材よりも木材組織の細胞が多く圧縮変形し、即ち、細胞の圧縮変形量が大きく、高密度化されたものである。
上記1枚以上の内層材は、積層接合している木材のうち、表層及び裏層である2枚の意匠材間に介在し、前記意匠材よりも低圧縮とされ細胞の圧縮変形量が少なく低密度で厚みが厚いものである。上記内層材は、1枚であってもよいし、2枚以上の複数枚であってもよく、好ましくは、1枚~3枚であり、その枚数は、積層塑性加工木材の用途、目的、木材の種類等によって決定される。
The two design materials are the outer layers of the front and back of the wood that is laminated and joined, that is, the two woods of the surface layer and the back layer, and both are highly compressed than the inner layer material interposed between the design materials. In other words, the amount of compressive deformation of the cells is large and the density is increased. .
The one or more inner layer materials are interposed between the two design materials, which are the surface layer and the back layer, of the laminated and joined wood, and are compressed lower than the design materials, so that the amount of compressive deformation of the cells is small. It has a low density and a large thickness. The inner layer material may be one, or a plurality of two or more, preferably one to three. Determined by the type of wood, etc.
そして、上記意匠材及び内層材は、一方の意匠材、1枚以上の内層材、及び他方の意匠材の順に、木目の長さ方向に対して垂直方向に積層接合されたものである。互いの木材の境界は、質が緻密な線によって、または、木口面の年輪線の変化によって互いに区別できるものである。上記意匠材及び内層材の積層は、各木材の木目の長さ方向に対して垂直方向である厚み方向、即ち、木口面及び木端面以外の面で積層されたものであり、表裏層の意匠材については、その表裏面の使用方向までを特定するものではない。また、上記意匠材及び内層材の積層は、互いに木目の長さを一致させて積層してもよいし、木目の長さ方向に対して直交する方向に積層するものであってもよい。更に、個々の木材について、節の有無は問わず、節のない木材であっても当然に使用できる。
ここで、上記厚みは、木材の木目長さ方向に対して垂直方向の厚みを意味し、対面する木材間の比重差の大きい個所では接合面が必ずしも均一でない場合も存在するから、平均厚みでの比較とする。そして、上記積層塑性加工木材では、平滑性の確保から、通常、圧密加工後に、その表裏面が切削加工されることから、切削加工された後の厚みに相当する。
The design material and the inner layer material are laminated and joined in the order of one design material, one or more inner layer materials, and the other design material in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain. Boundaries of wood from each other can be distinguished from each other by fine quality lines or by changes in tree ring lines on the butt surface. The design material and the inner layer material are laminated in the thickness direction that is perpendicular to the length direction of the grain of each wood, that is, in the surface other than the end surface and the end surface, and the design of the front and back layers Regarding the material, it does not specify the usage direction of the front and back surfaces. Moreover, the design material and the inner layer material may be laminated with the length of the wood grain matched with each other, or may be laminated in a direction orthogonal to the length direction of the wood grain. Furthermore, it does not matter whether or not each piece of wood has knots, and naturally even wood without knots can be used.
Here, the above-mentioned thickness means the thickness in the direction perpendicular to the grain length direction of the wood, and since there may be cases where the joint surfaces are not uniform at places where the difference in specific gravity between the facing woods is large, the average thickness is used. compared to In the laminated plastic processed lumber, the front and back surfaces are usually cut after consolidation in order to ensure smoothness, so this corresponds to the thickness after cutting.
なお、木材の樹種は、特に問われず、針葉樹または広葉樹の何れでもよい。例えば、杉、檜、松(カラマツ、トドマツ、エゾマツ、アカマツ等)、サワラ、ウォールナット(胡桃)、イエローポプラ、イタリアポプラ、モミノキ、ツガ、トウヒ、イチイ、アスナロ、桐、ヒバ、カバ、イタジイ、カリン、ファルカタ、グメリナ、センダン、ユリノキ等が用いられる。特に、杉材、檜材は、我が国で広く分布し、間伐材等を容易に多量に入手できるから、環境保全に貢献できる。また、針葉樹の杉材、檜材では、木材組織の空隙率が高いから、熱伝導が低く、触れたときの温もりを強く感じられる。 The species of wood is not particularly limited, and may be either a coniferous tree or a broadleaf tree. For example, cedar, cypress, pine (larch, Sakhalin fir, Ezo spruce, Japanese red pine, etc.), Japanese sawara, walnut (walnut), yellow poplar, Italian poplar, mominoki, hemlock, spruce, yew, asunaro, paulownia, hiba, birch, itajii, karin , falcata, gmelina, chinaberry, tulip tree, etc. are used. In particular, Japanese cedar and cypress wood are widely distributed in Japan, and thinned wood can be easily obtained in large quantities, so that they can contribute to environmental conservation. In addition, cedar and cypress, which are conifers, have a high porosity in the wood structure, so the thermal conductivity is low, and the warmth is strongly felt when touched.
請求項1の発明の積層塑性加工木材の前記各意匠材は、その厚みが、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材の厚みに対し、0.3倍~0.8倍、好ましくは、0.4倍~0.6倍の範囲内であるものである。
なお、上記厚みは、対面する木材間の比重差の大きい個所では加熱圧縮が必ずしも均一でない場合も存在するから、平均厚みとする。
Each design material of the laminated plastically processed lumber of the invention of claim 1 has a thickness of 0.3 to 0.8 times the thickness of the one inner layer material or two or more inner layer materials, Preferably, it is within the range of 0.4 times to 0.6 times.
The above thickness is the average thickness because there are cases where the heating and compression are not necessarily uniform at a location where the specific gravity difference between the facing woods is large.
請求項1の発明の積層塑性加工木材の前記各意匠材は、前記加熱圧縮により元の木材の気乾比重に対する圧縮率で45%~65%、好ましくは、50%~60%の範囲内の圧縮率であり、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材は、前記加熱圧縮により元の木材の気乾比重に対する圧縮率で15%~42%、好ましくは、20~40%の範囲内の圧縮率であるものである。
ここで、上記元の木材の気乾比重に対する圧縮率とは、元の木材の気乾比重と前記各意匠材、内層材の気乾比重とから算出したものであり、以下の式から求めたものである。
圧縮率〈%〉
=[1-[(元の木材の気乾比重)/(意匠材または内層材の気乾比重)]]
×100
なお、これら意匠材、内層材の気乾比重は、互いに接合している意匠材、内層材の個々の木材をその接合面で切り離すことで測定できる。
Each of the design materials of the laminated plastic-processed lumber of the invention of claim 1 has a compressibility of 45% to 65%, preferably 50% to 60%, relative to the air-dry specific gravity of the original lumber by the heat compression. The compressibility is 15% to 42%, preferably 20 to 40%, with respect to the air dry specific gravity of the original wood by the heat compression of the one inner layer material or the two or more inner layer materials. The compression rate is within the range.
Here, the compression rate with respect to the air-dried specific gravity of the original wood is calculated from the air-dried specific gravity of the original wood and the air-dried specific gravity of each design material and inner layer material, and is obtained from the following formula. It is.
Compression ratio <%>
= [1-[(air-dried specific gravity of original wood) / (air-dried specific gravity of design material or inner layer material)]]
×100
The air-dried specific gravities of the design material and the inner layer material can be measured by cutting off the individual lumbers of the design material and the inner layer material that are joined to each other at their joint surfaces.
請求項2の発明の積層塑性加工木材の前記意匠材及び前記内層材は、互いに前記木目の長さ方向を一致させて積層されたものである。
The design material and the inner layer material of the laminated plastically worked lumber of the invention of
請求項3の発明の積層塑性加工木材の前記各意匠材は、その木表側の板目面または追柾面側がプレス面とされたものである。
上記木表側の板目面または追柾面側がプレス面とは、加熱圧縮された積層塑性加工木材の表裏面に木表側の板目面または追柾面が位置していることを意味する。即ち、積層した木材の表裏となる面に木表側の板目面または追柾面が位置するように配置し、その木表側の板目面または追柾面側に加熱圧縮するプレス盤が接触して、木表側の板目面または追柾面側からプレスされたことを意味する。なお、「木表」とは、木口面から見て樹皮に近い方の板目面または追柾面という。また、木表とは反対側の年輪の中心、芯材に近い方の面を「木裏」という。
Each of the design materials of the laminated plastically processed lumber of the invention of claim 3 has a cross-grain surface or chamfered surface on the wood surface side as a pressed surface.
The above-mentioned cross-grain surface or chamfered surface on the wood surface side means that the cross-grain surface or chamfered surface on the wood surface side is positioned on the front and back surfaces of the heat-compressed laminated plastic processed lumber. That is, the laminated wood is arranged so that the cross grain surface or the chamfered surface on the front side of the wood is positioned on the front and back surfaces, and the press machine that heats and compresses is in contact with the cross grain surface or the chamfered surface on the wood surface side. It means that it was pressed from the cross grain side or the straight side of the wood front side. In addition, the "wood surface" refers to the cross-grain surface or the oishaku surface closer to the bark when viewed from the butt end surface. In addition, the side of the tree that is closer to the core, the center of the annual rings on the opposite side of the tree surface, is called the "back of the tree."
請求項4の発明の積層塑性加工木材は、その気乾比重が元の木材の気乾比重の1.2倍以上、1.7倍以下、好ましくは、1.3倍以上、1.6倍以下の範囲内であるものである。
上記記気乾比重とは、木材を大気中で乾燥した時、即ち、気乾含水率に達した時の比重で、通常、含水率15%の時の比重で表すものであり、木材を乾燥させた時の重さと同じ体積の水の重さを比べた値である。数値が大きいほど重く、小さいほど軽いことを表す。
The laminated plastic processed lumber of the invention of claim 4 has an air-dried specific gravity of 1.2 times or more and 1.7 times or less, preferably 1.3 times or more and 1.6 times that of the original wood. It is within the following range.
The above-mentioned air-dried specific gravity is the specific gravity when the wood is dried in the air, that is, when it reaches the air-dried moisture content, and is usually expressed by the specific gravity when the moisture content is 15%. It is a value that compares the weight of the same volume of water with the weight of the water. A larger number means heavier, and a smaller number means lighter.
請求項5の発明の積層塑性加工木材の前記意匠材と前記内層材とは、前記各意匠材の木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θDと、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材の木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面面とが交わる鋭角側の年輪角度θIとが、θD<θIであるものである。
上記木口面の年輪線とは、木口面から見て、質が緻密に形成されている線状の部分を意味し、木口面に表れる木目のことである。
ここで、木材は、自然物であり、特に、節が存在する場合には、必ずしも木口面の年輪線の流れが規則的になるものでないから、木口面に表れた全ての年輪線と木裏側の板目面または追柾面とのなす交差角度である年輪角度θD,θIがθD<θIであることまでは要求されず、木口面の複数の年輪線の年輪角度θD,θIの平均がθD<θIであればよい。
The design material and the inner layer material of the laminated plastic processed lumber of the invention of claim 5 are the growth rings on the acute angle side where the annual ring line appearing on the butt surface of each of the design materials intersects with the cross grain surface or the chamfer surface on the back side of the tree. The angle θ D and the annual ring angle θ I on the acute angle side where the tree ring line appearing on the butt surface of the inner layer timber or two or more inner layer timbers and the cross grain surface or the straight surface of the back side of the tree intersect. , θ D <θ I .
The tree-ring line on the butt surface means a linear portion in which the texture is densely formed when viewed from the butt surface, and is a wood grain appearing on the butt surface.
Here, wood is a natural product, and especially when knots are present, the flow of tree ring lines on the butt surface does not necessarily become regular. It is not required that the annual ring angles θ D , θ I , which are the crossing angles with the cross-grain surface or the straight surface, satisfy θ D < θ I , and the annual ring angles θ D , θ of the plurality of tree-ring lines of the butt surface are not required. It suffices if the average of I satisfies θ D <θ I .
請求項6の発明の積層塑性加工木材の前記各意匠材は、その木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θDが0°<θD≦30°、好ましくは、0°<θI≦25°、であり、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材は、その木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面面とが交わる鋭角側の角度θIが5°≦θI≦80°、好ましくは、10°≦θI≦70°であるものである。
ここで、木材は、自然物であり、特に、節が存在する場合には、必ずしも木口面の年輪線の流れが規則的になるものでないから、木口面に表れた全ての年輪線と木裏側の板目面または追柾面とのなす交差角度である年輪角度θD,θIの全てが上記数値の範囲であることまでは要求されず、各木材の木口面の複数の年輪角度θD,θIの平均が上記数値範囲内であればよい。
In each of the design materials of the laminated plastic processed lumber of the invention of claim 6, the annual ring angle θ D on the acute angle side where the tree ring line appearing on the butt end surface and the cross grain surface or chamfer surface on the back side of the tree intersect is 0°<θ D≤30 °, preferably 0°<θ I ≤25° Alternatively, the angle θ I on the acute angle side where it intersects with the chamfered surface is 5°≦θ I ≦80°, preferably 10°≦θ I ≦70°.
Here, wood is a natural product, and especially when knots are present, the flow of tree ring lines on the butt surface is not always regular. It is not required that all of the tree-ring angles θ D and θ I , which are the angles of intersection with the cross-grain surface or the chamfered surface, are within the above numerical range, and multiple tree-ring angles θ D , θ of the butt surface of each lumber. It is sufficient if the average of θ I is within the above numerical range.
請求項7の発明の積層塑性加工木材は、その全体の厚みが15mm以上、40mm以下、好ましくは、18mm以上、35mm以下の範囲内であり、前記各意匠材の厚みが1.5mm以上、10mm以下、好ましくは、1.5mm以上、8mm以下の範囲内であり、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材の厚みが、6mm以上、15mm以下、好ましくは、8mm以上、13mm以下の範囲内であるものである。
なお、上記厚みも、対面する木材間の比重差の大きい個所で必ずしも均一でない場合も存在するから、平均厚みとする。
The laminated plastically processed lumber of the invention of claim 7 has an overall thickness of 15 mm or more and 40 mm or less, preferably 18 mm or more and 35 mm or less, and each design material has a thickness of 1.5 mm or more and 10 mm. Below, it is preferably in the range of 1.5 mm or more and 8 mm or less, and the thickness of the one inner layer material or each of the two or more inner layer materials is 6 mm or more and 15 mm or less, preferably 8 mm or more and 13 mm or less. is within the range of
Note that the above thickness may not necessarily be uniform at locations where there is a large difference in specific gravity between facing wood pieces, so the thickness is taken as an average thickness.
請求項8の発明の積層塑性加工木材は、ブリネル硬さが15N以上、30N以下、好ましくは、18N以上、30N以下、より好ましくは、18N以上、25N以下の範囲内であるものである。
上記ブリネル硬さ(HB)は、JIS Z 2101の木材の試験方法に準拠し、積層塑性加工木材の一方の意匠材側から直径10mmの鋼球を毎分0.5mmの速度で深さ約0.32(1/π)mmまで圧入した時の押込荷重を、荷重を除いた後に残った窪みの表面積で割って求めたものである。なお、木材は自然物であり、また、早材部及び晩材部でも硬さに違いがあることから、ここでは、任意の12個所の位置を測定した平均とする。
The laminated plastically worked lumber of the invention of claim 8 has a Brinell hardness of 15N or more and 30N or less, preferably 18N or more and 30N or less, more preferably 18N or more and 25N or less.
The Brinell hardness (HB) conforms to the wood test method of JIS Z 2101, and a steel ball with a diameter of 10 mm is cast from one design material side of the laminated plastic processed wood at a speed of 0.5 mm per minute to a depth of about 0. It was obtained by dividing the indentation load when the material was press-fitted up to 0.32 (1/π) mm by the surface area of the dent remaining after the load was removed. Note that wood is a natural product, and since there is a difference in hardness between early wood and late wood, the average of measurements at 12 arbitrary locations is used here.
請求項9の発明の積層塑性加工木材の前記意匠材及び前記内層材のうちの対向する面の1か所以上には、節部による凸状部と前記節部による押圧で変形した凹状部による接合面を有するものである。
上記節部による凸状部と前記節部による押圧で変形した凹状部による接合面とは、木材間の接合に起伏がある接合面を意味する。即ち、加熱圧縮時に一方の木材の硬い節部がそこに重ねた他方の木材の対向箇所を押圧して変形することにより、互いに接合した木材間の接合面に節部による凸状部と節部に押された変形で形成された凹状部が対向してできる起伏が存在すること、つまり、木口面、木端面(側面)から見れば木材間の接合線に屈曲、凹凸が存在することを意味する。
In one or more of the facing surfaces of the design material and the inner layer material of the laminated plastically processed lumber of the ninth aspect of the invention, there are convex portions formed by knots and concave portions deformed by pressing by the knots. It has a joint surface.
The joint surface formed by the convex portion formed by the knot portion and the concave portion deformed by the pressure applied by the knot portion means a joint surface having undulations in the joint between the pieces of wood. That is, when heated and compressed, the hard knot of one piece of wood presses the opposing portion of the other piece of wood stacked thereon and is deformed, thereby forming a convex portion and knot portion on the joint surface between the joined pieces of wood. It means that there are undulations that are formed by facing the recessed parts formed by deformation pushed into the wood. do.
請求項1の発明に係る積層塑性加工木材は、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に前記木材が複数枚積層されてなる積層木材を、前記木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により塑性加工し、また、一体に接合したものであり、前記加熱圧縮による圧縮量が大きくて厚みが小さい2枚の意匠材が表裏層に配設し、前記表裏層の2枚の意匠材よりも圧縮量が小さくて厚みが大きい1枚以上の内層材が前記2枚の意匠材間に配設したものである。 The laminated plastic processed lumber according to the invention of claim 1 is a laminated lumber obtained by laminating a plurality of lumbers in a direction perpendicular to the length direction of the grain of the lumber. Two design materials having a large amount of compression by the heat compression and a small thickness are arranged on the front and back layers, and the two sheets of the front and back layers are arranged. One or more inner layer materials having a smaller compression amount and a greater thickness than the design material are disposed between the two design materials.
この請求項1の発明の積層塑性加工木材によれば、表裏の意匠面を形成する意匠材を高圧縮とする一方、意匠材間に介在する内層材は低圧縮とした塑性加工であり、元の木材よりも機械的強度を強くでき、また、表面硬度を高めることができるうえ、表裏の意匠材間に介在する内部の内層材では、意匠材よりも低圧縮であるから、また、表裏で圧縮率をバランスしていることで圧縮による歪みが入り難いから、節のある材料を用いても、その節には強い圧縮力が掛かり難いものである。特に、木材を重ねた積層木材の塑性加工であり、木材に節があり部分的に比重が異なる硬い箇所があっても、木材同士を重ねて加熱圧縮するものでは、比重の高い硬い節の箇所が、それに重ねた木材の低比重な箇所が加熱圧縮で柔らかくなり硬い節の押圧により変形することで、節の動きが拘束されないから、節に過剰な圧縮応力、内部応力が掛かり難いものである。よって、節があっても、クラック、亀裂等の割れが生じ難いものとなる。また、複数枚の木材を積層接合したものであるから、内層材や一方の意匠材に節のある材料を用いたとしても、使用面なる他方の意匠材に節のない材料を使用すれば使用面では意匠性を維持することも可能となる。 According to the laminated plastically processed lumber of the invention of claim 1, while the design materials forming the front and back design surfaces are highly compressed, the inner layer material interposed between the design materials is plastically processed with low compression. In addition to being able to increase the mechanical strength and surface hardness compared to the wood of the front and back, the inner layer material interposed between the front and back design materials has a lower compression than the design material. By balancing the compressibility, strain due to compression is less likely to occur, so even if a material with knots is used, a strong compressive force is less likely to be applied to the knots. In particular, it is a plastic processing of laminated wood, and even if the wood has knots and there are hard parts with different specific gravities, the hard knots with high specific gravities cannot be obtained by stacking the wood and compressing it under heat. However, the low specific gravity part of the wood layered on it is softened by heat compression and deformed by the pressure of the hard knots, so that the movement of the knots is not restricted, so excessive compressive stress and internal stress are difficult to apply to the knots. . Therefore, even if there are knots, cracks, fissures, and the like are less likely to occur. In addition, since it is made by laminating and joining multiple pieces of wood, even if a material with knots is used for the inner layer material or one of the design materials, it can be used if a material without knots is used for the other design material, which is the surface to be used. In terms of surface design, it is also possible to maintain design.
加えて、請求項1の発明の積層塑性加工木材によれば、複数枚の木材を積層接合かつ圧密加工して1枚の厚みを出すものであり、原材料の各1枚の製材の厚みは薄くてもよいから、圧密加工前の乾燥工程での乾燥時間の短縮化が可能であり、乾燥の負荷を少なくできる。よって、節がある材料を使用したときでも、乾燥による節割れ、節抜けが生じ難くでき、歩留まりの向上を可能とする。 In addition, according to the laminated plastically processed lumber of the invention of claim 1, a plurality of lumbers are laminated, joined and consolidated to produce a single thickness, and the thickness of each lumber of the raw material is thin. Therefore, it is possible to shorten the drying time in the drying process before consolidation and reduce the drying load. Therefore, even when a material having knots is used, it is possible to prevent knot cracking and knot dropout due to drying, thereby improving the yield.
請求項1の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記各意匠材は、その厚みが、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材の厚みに対し、0.3~0.8倍の範囲内である。圧縮加工しても意匠材の厚みが、内層材の厚みに対し、0.3~0.8倍の範囲内であるものでは、使用面側とする意匠材に重ねた内層材に節がある場合でも、その節及び節周囲の濃色化、黒色化した模様が使用面側とする意匠材に表出しない厚みであり、また、表面硬度も高くできる。よって、表面強度、硬度と表面意匠性を両立できる。 According to the laminated plastic-processed lumber according to the first aspect of the invention, each of the design materials has a thickness of 0.3 to 0.3 to the thickness of the one inner layer material or each of the two or more inner layer materials. It is within the range of 8 times. If the thickness of the design material is within the range of 0.3 to 0.8 times the thickness of the inner layer material even after compression processing, the inner layer material superimposed on the design material on the use side has knots. Even in such a case, the thickness is such that the knots and darkened and blackened patterns around the knots do not appear on the design material to be used, and the surface hardness can be increased. Therefore , it is possible to achieve both surface strength, hardness, and surface design.
請求項1の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記意匠材は、前記加熱圧縮により元の木材の気乾比重に対する圧縮率で50%~60%の範囲内の圧縮率であり、前記内層材は、前記加熱圧縮により元の木材の気乾比重に対する圧縮率で20%~40%の範囲内の圧縮率であるから、針葉樹を使用して軽量としても高い表面硬度が得られる。よって、軽量性と高い表面硬度とを両立できる。 According to the laminated plastically processed lumber according to the invention of claim 1 , the design material has a compression rate within a range of 50% to 60% with respect to the air-dried specific gravity of the original lumber by the heat compression, and the The inner layer material has a compressibility of 20% to 40% with respect to the air-dried specific gravity of the original wood by the heat compression. Therefore , both lightness and high surface hardness can be achieved.
こうして、請求項1の発明の積層塑性加工木材によれば、木材に節があってもクラック、亀裂等の割れが生じ難く、かつ、意匠性を両立させることができ、節のある材料の有効活用を図ることができる。 In this way, according to the laminated plastically processed lumber of the invention of claim 1, even if the lumber has knots, it is difficult to cause cracks such as cracks, cracks, etc. It can be utilized.
請求項2の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記意匠材及び前記内層材は、互いに前記木目の長さ方向を一致させて積層されていることから、節のある材料を使用したときでも、積層された対向する相手材の木材組織を加熱圧縮時に節部が押圧しやすく、節に圧縮ストレスが掛かり難い。よって、節が多い場合や、木材の表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、節やその周囲でのクラック、亀裂等の割れが生じ難いものである。したがって、請求項1に記載の効果に加えて、塑性加工の更なる歩留りの向上を可能とする。 According to the laminated plastic processed lumber according to the second aspect of the invention, since the design material and the inner layer material are laminated with the wood grain length direction aligned with each other, when using a material with knots However, the knots tend to press against the laminated wood structure of the opposing material during heat compression, and compressive stress is less likely to be applied to the knots. Therefore, even if there are many knots, knots penetrating the front and back of the wood, or knots with a diameter of 20 mm or more, cracks and cracks at the knots and their surroundings are unlikely to occur. It is. Therefore, in addition to the effect described in claim 1, it is possible to further improve the yield of plastic working.
請求項3の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記各意匠材は、木表側の板目面または追柾面側がプレス面とされた配置であるから、圧縮による歪量、内部抵抗が少ない圧縮方向で圧縮されたものである。また、積層塑性加工木材の表裏面に各意匠材の木表側の板目面または追柾面がくるから、収縮の異方性がバランスされたものである。よって、請求項1または請求項2に記載の効果に加えて、木材の内部割れや歪みが生じ難いものであり、寸法形状安定性も高いものである。
According to the laminated plastic processed lumber according to the invention of claim 3, each of the design materials has a press surface on the cross grain surface or the chamfered surface side of the wood front side, so the amount of strain due to compression and the internal resistance are reduced. Compressed in the direction of less compression. In addition, the anisotropy of shrinkage is balanced because the cross-grained surface or chamfered surface on the front side of each design material is placed on the front and back surfaces of the laminated plastic processed lumber. Therefore, in addition to the effects described in claim 1 or
請求項4の発明に係る積層塑性加工木材によれば、その気乾比重が元の木材の気乾比重の1.2倍以上、1.7倍以下であるから、請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載の効果に加えて、表面硬度、強度と軽量性とを両立できる。 According to the laminated plastic processed lumber according to the invention of claim 4, the air-dried specific gravity thereof is 1.2 times or more and 1.7 times or less that of the original lumber. In addition to the effect described in any one of 1. above, it is possible to achieve both surface hardness, strength and lightness.
請求項5の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記意匠材と前記内層材とは、前記意匠材の木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θDと、前記内層材の木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面面とが交わる鋭角側の年輪角度θIとが、θD<θIである。年輪角度がθD<θIの関係の意匠材と内層材では、意匠材の圧縮変形量が大きいものであり、加熱圧縮時に内部応力が生じ難いものである。よって、請求項1乃至請求項4の何れか1つに記載の効果に加えて、節があってもクラック、亀裂等の割れを生じさせることなく、表面硬度を高めることが可能である。 According to the laminated plastically processed lumber according to the invention of claim 5, the design material and the inner layer material are formed at an acute angle where the annual ring line appearing on the butt surface of the design material and the cross grain surface or the chamfer surface on the back side of the tree intersect. and the tree ring angle θ I on the acute angle side where the tree ring line appearing on the butt surface of the inner layer material intersects with the cross grain surface or the straight surface of the back side of the tree, θ D < θ I. . When the design material and the inner layer material have a relationship of θ D <θ I in annual ring angle, the amount of compressive deformation of the design material is large, and internal stress is less likely to occur during heat compression. Therefore, in addition to the effect described in any one of claims 1 to 4, it is possible to increase the surface hardness without causing cracks, fissures, and other fractures even if there are knots.
請求項6の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記意匠材は、その木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θDが0°<θD≦30°であり、前記内層材は、その木口面に表れる年輪線と木裏側の板目面または追柾面面とが交わる鋭角側の角度θIが5°≦θI≦80°であるから、加熱圧縮時の年輪の座屈変形が小さいものである。よって、節が存在しても木材内部の割れが生じ難く、また、歪み等も入り難いものである。したがって、請求項1乃至請求項5の何れか1つに記載の効果に加えて、品質の安定化を可能とする。 According to the laminated plastic processed lumber according to the invention of claim 6, the design material has an annual ring angle θ D of 0 on the acute angle side where the annual ring line appearing on the butt end surface intersects with the cross grain surface or the chamfered surface of the back side of the tree. ° < θ D ≤ 30°, and in the inner layer material, the angle θ I on the acute angle side where the annual ring line appearing on the butt surface intersects with the cross grain surface or the straight surface of the back side of the tree is 5° ≤ θ I ≤ Since the angle is 80°, the buckling deformation of annual rings during heat compression is small. Therefore, even if knots are present, cracks are unlikely to occur inside the lumber, and distortion and the like are unlikely to occur. Therefore, in addition to the effect described in any one of claims 1 to 5, it is possible to stabilize the quality.
請求項7の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記積層塑性加工木材は、その全体の厚みが15mm以上、40mm以下の範囲内であり、前記各意匠材の厚みが1.5mm以上、10mm以下の範囲内であり、前記1枚の内層材または2枚以上の各内層材の厚みが、6mm以上、15mm以下の範囲内であるから、使用面側とする意匠材に重ねた内層材に節がある場合でも、その節及び節周囲の濃色化、黒色化した模様が使用面側とする意匠材に表出しない厚みであり、かつ、薄い全体厚みで軽量とするも、表面硬度が確保される。よって、請求項1乃至請求項6の何れか1つに記載の効果に加えて、表面硬度・強度、表面意匠性及び軽量性を両立できる。 According to the laminated plastic-worked lumber according to the invention of claim 7 , the total thickness of the laminated plastic-worked lumber is within a range of 15 mm or more and 40 mm or less, and the thickness of each design material is 1.5 mm or more, The thickness of the inner layer material is within the range of 10 mm or less, and the thickness of the one inner layer material or each of the two or more inner layer materials is within the range of 6 mm or more and 15 mm or less, so the inner layer material overlaid on the design material on the use side Even if there is a knot, the thickness is such that the knot and the darkened and blackened pattern around the knot do not appear on the design material on the side of use, and the overall thickness is thin and lightweight, but the surface hardness is ensured. Therefore, in addition to the effect described in any one of claims 1 to 6 , it is possible to achieve both surface hardness/strength, surface design and lightness.
請求項8の発明に係る積層塑性加工木材によれば、ブリネル硬さが15N以上、30N以下の範囲内であるから、筆記やカッター等による浅い細かい傷が付き難い表面硬さである。よって、請求項1乃至請求項7の何れか1つに記載の効果に加えて、学校用の学童机やオフィス、食卓の机等の天板にも好適である。 According to the laminated plastically processed lumber according to the eighth aspect of the invention, since the Brinell hardness is within the range of 15 N or more and 30 N or less, the surface hardness is such that shallow and fine scratches due to writing, cutters, etc. are unlikely to occur. Therefore, in addition to the effect described in any one of claims 1 to 7 , it is also suitable for use as a desk for children at school, an office, a table top for a dining table, and the like.
請求項9の発明に係る積層塑性加工木材によれば、前記意匠材及び前記内層材のうちの対向する面の1か所以上に節部による凸状部と前記節部による押圧で変形した凹状部による接合面を有することから、請求項1乃至請求項8の何れか1つに記載の効果に加えて、節のある材料の使用により安価なものとなる。 According to the laminated plastically processed lumber according to the ninth aspect of the invention, at least one of the facing surfaces of the design material and the inner layer material has a convex portion formed by a knot portion and a concave shape deformed by pressing by the knot portion. In addition to the effects described in any one of claims 1 to 8 , the use of a knotted material reduces the cost.
以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図7を参照しながら説明する。
なお、本実施の形態において、同一の記号及び同一の符号は、同一または相当する部分及び機能を意味するものであるから、ここでは重複する説明を省略する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7. FIG.
In addition, in the present embodiment, the same symbols and the same reference numerals mean the same or corresponding parts and functions, so duplicate descriptions will be omitted here.
まず、本発明の実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWの原材料となる加工前の木材NWが、前以て所定の寸法に製材されることについて説明する。
加工前の木材NWの厚み、幅、長さは、それを積層して圧密加工してなる積層塑性加工木材LPWの用途、目的等によって相違するが、通常、断面長方形または正方形の角材、即ち、立方体または直方体の木材、板材として製材されたものが使用される。好ましくは、板目材または追柾材として製材された木材NWが使用される。なお、板目材とは、原木の年輪の接線方向に製材、即ち、板目取りした木材であり、追柾材は、原木の年輪に対して直交するように製材する柾目取りと原木の年輪の接線方向に製材する板目取りの中間的な木取りの木材である。板目材では、通常、年輪の繊維方向に対し垂直な断面で切断した木口面(2面)、板目面(木表及び木裏の2面)、柾目面(2面)を有する。追柾材であれば、通常、木材の繊維方向に対し垂直な断面で切断した木口面(2面)、板目と柾目の中間的な木目の追柾面(木表及び木裏の2面)、柾目面(2面)を有する。なお、図1乃至図4は、板目材の例で説明する。
First, it will be explained that the lumber NW before processing, which is the raw material for the laminated plastically worked lumber LPW according to the embodiment of the present invention, is milled in advance to a predetermined size.
The thickness, width, and length of the wood NW before processing differ depending on the application, purpose, etc. of the laminated plastically processed wood LPW obtained by laminating and consolidating the wood NW. Cubical or cuboid timbers, lumber made as planks are used. Preferably, timbers NW that have been sawn as cross-grain timbers or chamfered timbers are used. It should be noted that cross-grain lumber is lumber that has been sawed in the tangential direction of the annual rings of the raw wood, that is, cross-grained lumber. It is an intermediate kidori timber that is sawed in the tangential direction of the cross grain. A cross-grained lumber usually has a butt surface (two surfaces), a cross-grain surface (two surfaces, front and back), and a straight-grain surface (two surfaces) cut along a cross section perpendicular to the fiber direction of annual rings. In the case of straightened timber, the edge surface (two sides) cut in a cross section perpendicular to the fiber direction of the wood, the straightened side of the wood grain between the cross grain and the straight grain (two sides of the front and back of the wood) ), and has straight-grained surfaces (two surfaces). Note that FIGS. 1 to 4 will be described with an example of a cross-grain material.
なお、積層塑性加工木材LPWの原材料とする木材NWについて、辺材(白太・白身)または心材(赤身)を問うものではないが、一般的に杉材等の針葉樹においてはヤ二の量が多いところ、心材に比べ辺材の部分では加熱圧縮によるヤ二の表出量が少ないことから、辺材の占有量が多いほど好適に用いることができる。また、辺材は心材に比べ明るい色彩であることから、圧密したときの濃色変化が心材よりも抑制され、良好な外観が保持される。また、積層塑性加工木材LPWの原材料とする木材NWは、間伐材、風害・水害・雪害・森林火災・凍害・虫害等の自然災害によって倒れたり芯割れを起こしたりして丸太の状態では使えなくなった傷害木材、端材等を用いてもよい。低コスト化を図ることができ、また、環境美化にも貢献することができる。 Regarding the wood NW used as the raw material for the laminated plastic processed wood LPW, it does not matter whether it is sapwood (sapwood, white) or heartwood (red), but in general, in conifers such as cedar, the amount of tar is Where there is a large amount of sapwood, the amount of sapwood exposed by heating and compression is small compared to that of the heartwood. In addition, since the sapwood has a brighter color than the heartwood, the change in dark color when compacted is suppressed more than the heartwood, and a good appearance is maintained. In addition, the wood NW, which is used as the raw material for laminated plastic processed wood LPW, cannot be used in the state of a log because it falls down or cracks due to natural disasters such as thinned wood, wind damage, water damage, snow damage, forest fire, frost damage, and insect damage. Damaged wood, offcuts, etc. may also be used. Cost reduction can be achieved, and environmental beautification can also be contributed.
所定厚みに製材された木材NWは、後述の図5及び図6に示す塑性加工木材製造装置100を用いて所定の圧密加工を行う前に、繊維飽和点以下の含水率となるように乾燥される。繊維飽和点以下の含水率、好ましくは、気乾状態以下の含水率となるように一旦乾燥させることで強度を持たせ、また、後の加熱圧縮により十分な化学変化を起こさせることができる。なお、木材の含水率とは、水分を含まない木材重量(全乾重量、ドライベース)に対する水分重量の割合であり、例えば、高周波含水率計等の測定器を用いて測定が可能である。一般的に、その木材の表面側から水分が蒸発することから、木材の含水率は、その表面に近くなるほど低くなるが、ここでの含水率は木材全体の含水率として測定される値を示す。
The lumber NW, which has been lumbered to a predetermined thickness, is dried to a moisture content below the fiber saturation point before being subjected to a predetermined consolidation process using a plastic-worked
木材NWを所望の含水率にする乾燥は、公知の乾燥装置、例えば、公知の高温蒸気を熱源とし、冷凍機等を内蔵する人工乾燥機等により所定条件に乾燥することができる。この際、木材NWの全体含水率が予め測定され、このときの含水率や木材NWの樹種、その厚み等をパラメータとし、乾燥後に所定の含水率となるように、人工乾燥機等の乾燥装置における乾燥条件、即ち、所定の温度、湿度、乾燥時間(杉材や檜材等の場合には、例えば、乾燥温度が約40~100℃、乾湿球温度差が約1~30℃、乾燥期間が3~10日程度)等が設定される。通常、乾燥期間中において乾燥温度は徐々に上昇させ、湿度は徐々に下降させるように設定される。 The wood NW can be dried to a desired moisture content by a known drying apparatus, for example, an artificial dryer with a built-in refrigerator or the like using known high-temperature steam as a heat source under predetermined conditions. At this time, the overall moisture content of the wood NW is measured in advance, and the moisture content at this time, the tree species of the wood NW, the thickness, etc. are used as parameters, and a drying device such as an artificial dryer or the like is used so that the moisture content after drying is a predetermined value. drying conditions, that is, predetermined temperature, humidity, drying time (in the case of cedar and cypress wood, for example, the drying temperature is about 40 to 100 ° C., the dry-wet bulb temperature difference is about 1 to 30 ° C., the drying period is about 3 to 10 days), etc. Normally, during the drying period, the drying temperature is set to gradually rise and the humidity is set to gradually fall.
なお、含水率を低下させることで強度を高めることが可能であるが、木材NWの含水率を必要以上に低くし過ぎると、木材NWの収縮により強度が損なわれ乾燥過程で割れ等が生じる。特に、木材NWに節部Kが存在する場合には、節部K及びその周辺の水分の吸放湿性特性が高く、水分が蒸発しやすいことで、乾燥過程で節部K及びその周辺に割れ、亀裂等が発生しやすくなる。
そこで、例えば、杉材、檜材等であれば、木材NWを全体の含水率が5%~15%の範囲内となるように乾燥させるのが好ましい。より好ましくは、含水率が8%~10%の範囲内である。
Although it is possible to increase the strength by lowering the moisture content, if the moisture content of the wood NW is lowered more than necessary, the strength is impaired due to shrinkage of the wood NW, and cracks or the like occur during the drying process. In particular, when the wood NW has knots K, the knots K and their surroundings have high hygroscopic properties, and the moisture easily evaporates. , cracks and the like are likely to occur.
Therefore, for example, in the case of cedar wood, cypress wood, etc., it is preferable to dry the wood NW so that the moisture content of the entire wood falls within the range of 5% to 15%. More preferably, the water content is in the range of 8% to 10%.
ここで、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWでは、複数枚の木材NW(NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3等)を積層し、その積層体LWに対し加熱圧縮による圧密加工を施して1枚の積層塑性加工木材LPWとしての厚みを出すものであり、原材料の製材した各1枚(1本)の木材NW(NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3等)の厚みは薄くできる。即ち、例えば、学校用の学童机、学習机、オフィスの仕事机、家庭のダイニングテーブル等の机等の天板や棚板等の用途として使用できる積層塑性加工木材LPWとして、3枚以上の薄い厚みの木材NWを重ねてそれを加熱圧縮するものであり、例えば、厚みが10mm~30mm、好ましくは、12~25mmの範囲内である薄い厚みの木材NWの乾燥である。 Here, in the laminated plastically processed lumber LPW according to the present embodiment, a plurality of lumbers NW (NW D1 , NW D2 , NW I1 , NW I2 , NW I3 , etc.) are laminated, and the laminated body LW is heated and compressed. The thickness of one piece of laminated plastic processed wood LPW is obtained by performing a consolidation process, and each piece (one piece) of wood NW (NW D1 , NW D2 , NW I1 , NW I2 , NW I2 , NW I2 , NW I3 , etc.) can be made thinner. That is, for example, as a laminated plastic processed wood LPW that can be used for applications such as a desk for school children, a study desk, a work desk in an office, a desk such as a dining table at home, a shelf board, etc., three or more thin sheets Thick wood NWs are stacked and heat-compressed. For example, thin wood NWs with a thickness of 10 mm to 30 mm, preferably 12 to 25 mm, are dried.
よって、積層塑性加工木材LPWの原材料とする各木材NWの乾燥は、少ない乾燥時間で済み、また、表面の乾燥割れも生じ難いものであり、更に、木材内部の含水率を表面側の含水率に近づけることが可能である。即ち、積層塑性加工木材LPWを所定の厚みとするも、原材料とする各木材NWは薄い厚みにできるから、乾燥による負荷を少なくできる。よって、原材料とする木材NWに節のある材料を用いたときでも、乾燥による節割れ、節抜けを生じさせ難いものであり、歩留まりを良くできる。また、木材NWの内部と表面側とで含水率のばらつきを少なくできるから、後の加熱圧縮で局部的な圧縮変形、ストレスを生じさせ難いものとなり、加熱圧縮による木材の内部割れも防止され、節が存在してもそこにクラック、亀裂等の割れが生じ難いものとなる。加えて、木材NWの乾燥時間が少ないから、生産性もよいものである。 Therefore, each wood NW used as a raw material for laminated plastic-worked wood LPW can be dried in a short drying time, and drying cracks on the surface are less likely to occur. can be approximated to That is, even if the laminated plastic-worked wood LPW is made to have a predetermined thickness, each wood NW used as the raw material can be made thin, so the load due to drying can be reduced. Therefore, even when a material having knots is used as the raw material wood NW, it is difficult to cause knot cracking and knot dropout due to drying, and the yield can be improved. In addition, since the variation in water content between the inside and the surface side of the wood NW can be reduced, it becomes difficult to cause local compressive deformation and stress in subsequent hot compression, and internal cracking of the wood due to hot compression is prevented. Even if there are knots, cracks, fissures and the like are less likely to occur there. In addition, since the drying time of the wood NW is short, the productivity is also good.
なお、本発明を実施する場合には、木材NWを所定の含水率に乾燥させる手段は、人工的な乾燥に限定されることなく、自然乾燥との併用であってもよい。また、上記では原木、丸太から切り出した木材を所定の寸法に製材してから乾燥させる説明としたが、本発明を実施する場合には、原木、丸太から切り出した木材を所定の含水率まで乾燥させてから所定の寸法に製材してもよい。 In addition, when carrying out the present invention, means for drying the wood NW to a predetermined moisture content is not limited to artificial drying, and natural drying may be used in combination. In the above description, lumber cut from raw wood or logs is sawed into a predetermined size and then dried. It may be lumbered to a predetermined size after it is dried.
次に、このようにして所定の含水率に乾燥した木材NW(NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3等)は、互いの木目の長さ方向に対して垂直方向、即ち、木材NWの厚み方向で接着剤を介在させて積層し、積層木材LWを形成する。
本実施の形態においては、3枚以上の複数枚の木材NWを積層するが、木材NWの積層枚数は、積層塑性加工木材LPWの用途、目的等に応じて設定される。
Next, the wood NWs (NW D1 , NW D2 , NW I1 , NW I2 , NW I3 , etc.) dried to a predetermined moisture content in this way are placed in the direction perpendicular to the length direction of each grain, that is, Laminated lumber LW is formed by interposing an adhesive in the thickness direction of lumber NW.
In the present embodiment, three or more wood pieces NW are laminated, and the number of laminated wood pieces NW is set according to the application, purpose, etc. of the laminated plastically worked wood LPW.
図1乃至図4に示したように、本実施の形態では、木材NW(NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3等)は互いの木目の長さを一致させて積層している。
互いに木目の長さを一致させて積層していれば、後述するように、木材NWに節部Kが存在しても、加熱圧縮したときに、積層している対向する相手材の木材組織を節が押圧しやすく、節部Kに圧縮ストレスが掛かり難いものとなる。よって、節が多い場合、例えば、10%~20%の高い占有率で節が存在し、部分的な比重差が大きい場合や、木材NWの表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、加熱圧縮時に節が潰れたりその周囲で座屈変形が生じたりするのが防止され節部Kにクラック、亀裂等の割れが生じ難いものとなる。
As shown in FIGS. 1 to 4, in the present embodiment, the wooden pieces NW (NW D1 , NW D2 , NW I1 , NW I2 , NW I3 , etc.) are laminated with their grain lengths matched. there is
As long as the lengths of the wood grains are matched to each other and laminated, as will be described later, even if the wood NW has knots K, when the wood NW is heat-compressed, the wood structure of the opposing laminated wood structure will change. The knots are easy to press, and compressive stress is less likely to be applied to the knots K. Therefore, when there are many knots, for example, when knots exist at a high occupancy of 10% to 20% and the partial specific gravity difference is large, when there are knots penetrating the front and back surfaces of the wood NW, and when the wood NW has a diameter of 20 mm Even when the above knots are present, the knots are prevented from being crushed during heating and compression, and buckling deformation is prevented from occurring around the knots.
また、本実施の形態では、木材NWを積層してなる積層木材LWの表裏面は、木表側の板目面または追柾面となるように木材NWD1,NWD2を配置する。即ち、積層木材LWは、その表裏層に配置する各木材NWD1,NWD2の木表側の板目面または追柾面を意匠面とし、それとは反対側の各木材NWD1,NWD2の木裏側の板目面または追柾面側を積層する中間層の木材NWI(NWI1,NWI2,NWI3等)との対向面とする。
これより、加熱圧縮時に積層木材LWを挟む1対のプレス盤10A,10Bによって表裏層、即ち、意匠面側のNWD1,NWD2が圧縮変形しやすく、加熱圧縮時に生じる圧縮応力を少なくできる。よって、年輪の座屈変形による木材割れを防止でき、また、内部応力を少なくできるから、節のある材料を使用したときでも、加熱圧縮時にその節に亀裂、クラック等の割れが入り難いものとなる。加えて、表裏で圧縮率や収縮の異方性がバランスされるから、局部的な圧縮変形、ストレスを生じさせ難いものであり、圧縮による歪みも少なく、また、圧密加工後の周囲環境条件の変化によって膨張収縮力が生じたとしても寸法形状安定性が高い。
Further, in the present embodiment, the lumbers NW D1 and NW D2 are arranged so that the front and back surfaces of the laminated lumber LW formed by laminating the lumbers NW become the cross-grained surface or chamfered surface on the wood surface side. That is, the laminated lumber LW has a design surface on the cross grain surface or the chamfered surface on the wood surface side of each of the lumbers NW D1 and NW D2 arranged on the front and back layers, and each of the lumbers NW D1 and NW D2 on the opposite side. The cross-grain surface or chamfered surface of the back side is the surface facing the wood NW I (NW I1, NW I2, NW I3 , etc.) of the intermediate layer to be laminated.
As a result, the front and back layers, that is, NW D1 and NW D2 on the design surface side, are easily deformed by the pair of
本実施の形態の積層塑性加工木材LPWを、例えば、学校用の学童机、学習机、オフィスの仕事机、家庭のダイニングテーブル等の机に使用される天板や棚板等に適用する場合の事例で説明すると、積層塑性加工木材LPWの原材料となる加工前の木材NWとして、杉材または檜材等の針葉樹を使用したときに、例えば、厚みが6mm~15mmの範囲内である3枚の木材NWD1,NWD2,NWI1、4枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2、または5枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3を積層して積層材LWとすることができる。このとき3枚~5枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3を積層した積層木材PWの全体厚みは、例えば、20mm~75mmの範囲内、好ましくは、25mm~60mmの範囲内である。しかし、本発明を実施する場合には、積層塑性加工木材LPWの原材料となる木材NWの枚数、厚みはこれに限定されるものではない。なお、実際には積層木材LWの木材NW間には接着剤が塗布されるが、上記厚みは接着剤の塗布厚みは無視した値である。ここで、以下、NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3を特に区別しないときには、単に「木材NW」とし、また、表裏層の木材NWD1,NWD2間に配置する内層の木材NWI1,NWI2,NWI3についても特に区別しないときには、単に「木材NWI」とする。 When the laminated plastic processed wood LPW of the present embodiment is applied, for example, to a top board or a shelf board used for desks such as school children's desks, study desks, office work desks, home dining tables, etc. To explain with an example, when a coniferous tree such as cedar or cypress is used as the wood NW before processing, which is the raw material of the laminated plastic processed wood LPW, three pieces with a thickness within the range of 6 mm to 15 mm are used. Lamination of timbers NW D1 , NW D2, NW I1 , four timbers NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 , or five timbers NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 , NW I3 material LW. At this time, the total thickness of the laminated lumber PW in which 3 to 5 lumbers NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 and NW I3 are laminated is, for example, within the range of 20 mm to 75 mm, preferably 25 mm to 60 mm. Within range. However, when carrying out the present invention, the number and thickness of the wood pieces NW, which are the raw materials of the laminated plastic-worked wood piece LPW, are not limited to these. Although an adhesive is actually applied between the lumbers NW of the laminated lumber LW, the above thickness is a value ignoring the applied thickness of the adhesive. Here, hereinafter, when NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 , and NW I3 are not particularly distinguished, they are simply referred to as “timber NW”, and the inner layer timber placed between the front and back layer timbers NW D1 and NW D2 NW I1 , NW I2 , and NW I3 are simply referred to as "timber NW I " when not specifically distinguished.
図1は、木材NWを3枚積層した例である。3枚の木材NWD1,NWD2,NWI1を積層してなる積層木材LWは、各木材NWD1,NWD2,NWI1が互いに木目の長さを一致させて、木目の長さ方向に対して垂直方向に積層したものであり、その表裏層に位置する各木材NWD1,NWD2の木表側の板目面または追柾面を意匠面とした配置である。 FIG. 1 shows an example in which three pieces of wood NW are laminated. A laminated lumber LW made by laminating three lumbers NW D1 , NW D2, and NW I1 is arranged such that the lengths of the grains of the lumbers NW D1 , NW D2, and NW I1 match each other, and the length of the grain is It is an arrangement in which the cross grain surface or chamfered surface on the wood surface side of each of the wood pieces NW D1 and NW D2 located on the front and back layers is used as the design surface.
また、図2及び図3は、木材NWを4枚積層した例である。4枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2を積層してなる積層木材LWは、各木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2が互いに木目の長さを一致させて、木目の長さ方向に対して垂直方向に積層したものであり、その表裏層に位置する各木材NWD1,NWD2の木表側の板目面または追柾面を意匠面とした配置である。このとき、表裏層の木材NWD1及び木材NWD2間に配置する内層の2枚の木材NWI1,NWI2は、互いに重ね合わせる対向面を、図3に示すように木表側の板目面または追柾面側同士、または、図4に示すように木裏側の板目面または追柾面側同士とするのが好ましい。これにより収縮の異方性がバランスされるから、圧縮による歪みも少なく、また、圧密加工後の周囲環境条件の変化によって膨張収縮力が生じたとしても寸法形状安定性が高いものとなる。 2 and 3 are examples in which four pieces of wood NW are laminated. Laminated lumber LW formed by laminating four lumbers NW D1 , NW D2 , NW I1 , NW I2 is obtained by matching the grain lengths of the lumbers NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 to each other, so that the wood grain It is laminated in the direction perpendicular to the length direction, and is arranged so that the cross grain surface or chamfered surface on the wood surface side of each of the timbers NW D1 and NW D2 located in the front and back layers is the design surface. At this time, the two timbers NW I1 and NW I2 of the inner layer placed between the timber NW D1 and the timber NW D2 of the front and back layers are arranged such that the opposing surfaces to be superimposed on each other are the cross grain surface on the front side of the wood or the cross grain surface as shown in FIG. It is preferable to use the chamfered surfaces side by side, or, as shown in FIG. As a result, the anisotropy of shrinkage is balanced, so that the strain due to compression is small, and the dimensional shape stability is high even if expansion and contraction forces are generated due to changes in ambient environmental conditions after compaction.
即ち、図2の4枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2を積層してなる積層木材LWは、表裏層の木材NWD1,NWD2の木裏側の板目面または追柾面側が内層の木材NWI1,NWI2の木裏側の板目面または追柾面側と対向し、内層の木材NWI1,NWI2同士は、木表側の板目面または追柾面側で対向したものである。このように表裏層の木材NWD1,NWD2の木裏側の板目面または追柾面側が内層の木材NWI1,NWI2の木裏側の板目面または追柾面側と対向するものでは、加熱圧縮時に積層木材LWを挟む1対のプレス盤10A,10Bによって表裏層の木材NWD1,NWD2が圧縮変形しやすいから、即ち、圧縮力を集中させやすいから、表面硬度をより高めることが可能である。更に、加熱圧縮力による内部応力を少なくできるから、節が多い場合や、木材の表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、加熱圧縮時に節部Kにクラック、亀裂等の割れが入り難いものとなる。なお、表裏層の木材NWD1及び木材NWD2間に配置する内層の木材NWを2枚以上の偶数枚とする場合では、このように木表側と木裏側とを交互に反転させて積層配置して圧縮の異方性をバランスすれば、歪みの発生も防止できる。
That is, the laminated lumber LW formed by laminating the four lumbers NW D1 , NW D2 , NW I1 and NW I2 shown in FIG. The inner layer timbers NW I1 and NW I2 face the cross-grained or chamfered sides of the back side of the wood NW I1 and NW I2, and the inner-layer lumbers NW I1 and NW I2 face each other on the cross-grained or chamfered sides of the wood front side. It is. In this way, in the case where the cross-grained surface or the straightened surface side of the back side of the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers faces the cross-grained surface or the straightened surface side of the back side of the wood NW I1 and NW I2 of the inner layer, Since the lumbers NW D1 and NW D2 of the front and back layers are easily deformed by the pair of
一方で、図3の4枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2を積層してなる積層木材LWは、表裏層の木材NWD1,NWD2の木裏側の板目面または追柾面側が内層の木材NWI1,NWI2の木表側の板目面または追柾面側と対向し、内層の木材NWI1,NWI2同士は、木裏側の板目面または追柾面側で対向したものである。このように表裏層の木材NWD1,NWD2の木裏側の板目面または追柾面側が内層の木材NWI1,NWI2の木表側の板目面または追柾面側と対向するものでは、積層木材LWの表裏が対称関係となり木材NW同士が相互に作用し合って特定方向の反り変形、歪み等が防止される。よって、寸法形状安定性がより高いものとなる。 On the other hand, the laminated lumber LW formed by laminating the four lumbers NW D1 , NW D2, NW I1 and NW I2 shown in FIG. The face side of the inner layer wood NW I1, NW I2 faces the cross-grain surface or chamfered surface on the front side of the wood, and the inner layer lumber NW I1, NW I2 faces each other on the cross-grained surface or chamfered surface of the wood back side. It is what I did. In this way, in the case where the cross grain surface or the straightened surface side of the back side of the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers faces the cross grain surface or the straightened surface side of the wood surface side of the inner layer wood NW I1 and NW I2 , The front and back of the laminated wood LW are in a symmetrical relationship, and the wood NW interacts with each other to prevent warping deformation, distortion, etc. in a specific direction. Therefore, the dimensional shape stability becomes higher.
何れにせよ、表裏層の木材NWD1及び木材NWD2間に積層する内層の木材NWIを偶数枚とする場合には、互いに木表側の板目面または追柾面同士及び木裏側の板目面または追柾面同士を対向させて積層接着することで、収縮の異方性がバランスされ、特定方向の反り変形、歪み等を防止できるから寸法形状安定性をよくできる。 In any case, when an even number of inner-layer timbers NW I are laminated between the timber NW D1 and the timber NW D2 of the front and back layers, the cross-grained surfaces on the front side of the wood or the cross-grained surfaces on the back side of the wood and the cross-grained on the back side of the wood are used. The anisotropy of shrinkage is balanced by laminating and adhering the surfaces or the chamfered surfaces to face each other, and warp deformation, distortion, etc. in a specific direction can be prevented, thereby improving the dimensional and shape stability.
また、図4は、木材NWを5枚積層した例である。5枚の木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2、NWI3を積層してなる積層木材LWでも、各木材NWD1,NWD2,NWI1,NWI2、NWI3が互いに木目の長さを一致させて、木目の長さ方向に対して垂直方向に積層したものであり、その表裏層に位置する各木材NWD1,NWD2の木表側の板目面または追柾面を意匠面とした配置である。このとき、表裏層の木材NWD1,NWD2間に積層する内層の3枚の木材NWI1,NWI2、NWI3のうち2枚の木材NWIは、互いに重ね合わせる対向面を、木表側の板目面または追柾面側同士、または、木裏側の板目面または追柾面側同士とするのが好ましい。これにより収縮の異方性がバランスされるから、圧縮による歪みも少なく、また、圧密加工後の周囲環境条件の変化によって膨張収縮力が生じたとしても寸法形状安定性が高いものとなる。 Moreover, FIG. 4 is an example in which five pieces of wood NW are laminated. Even in a laminated lumber LW formed by laminating five lumbers NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 and NW I3 , each lumber NW D1 , NW D2, NW I1, NW I2 and NW I3 have grain lengths different from each other. are aligned and laminated in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain, and the cross grain surface or the chamfered surface on the wood surface side of each of the wood NW D1 and NW D2 located in the front and back layers is the design surface. It is an arrangement that At this time, two pieces of wood NW I among the three pieces of wood NW I1 , NW I2 , and NW I3 of the inner layer laminated between the pieces of wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers have the facing surfaces to be overlapped with each other on the front side of the wood. It is preferable to use cross-grain surfaces or chamfered surfaces, or cross-grain surfaces or chamfered surfaces on the back side of the tree. As a result, the anisotropy of shrinkage is balanced, so that the strain due to compression is small, and the dimensional shape stability is high even if expansion and contraction forces are generated due to changes in ambient environmental conditions after compaction.
即ち、表裏層の木材NWD1及び木材NWD2間に積層する内層の木材NWIを3枚以上上の奇数枚であっても、その一部にて木表側と木裏側を対向させることがあっても、その他は互いに木表側の板目面若しくは追柾面同士または木裏側の板目面若しくは追柾面同士を対向させて積層接着することで、圧縮による歪み等を防止することが可能となる。また、圧密加工後の周囲環境条件の変化によって膨張収縮力が生じたとしても、互いの重ね合わせた木材同士が相互に作用し合って特定方向の反り変形を防止できるから、寸法形状安定性を確保することが可能となる。 That is, even if the number of the inner layer timbers NW I laminated between the timber NW D1 and the timber NW D2 of the front and back layers is three or more, even if the number of timbers NW I is an odd number, the front side and the back side of the wood may face each other in part. However, it is possible to prevent distortion due to compression by laminating and bonding the cross-grained surfaces or straightened surfaces on the front side of the wood or the cross-grained surfaces or straightened surfaces on the back side of the wood facing each other. Become. In addition, even if expansion and contraction forces occur due to changes in the surrounding environmental conditions after consolidation, the timbers that are stacked on top of each other interact with each other to prevent warping and deformation in a specific direction. can be secured.
ここで、積層塑性加工木材LPWの原材料の木材NWに節のある材料を用いる場合には、木材NWの節部Kのある個所に、別の木材NWの節のない箇所を重ねるのが好ましい。即ち、木材NWの節部Kのある箇所に対向させる相手材の部分(1cm3単位)は、節部Kがある箇所より低比重で繊維が低密な部分である。こうした木材組織の節のない箇所、即ち、節部Kがない低比重で繊維が低密な部分では、加熱圧縮したときに、木材NWの節部Kに押圧されて軟化変形できることで、全体の圧縮率によりその圧縮にあった緩衝効果が得られ、加熱圧縮しても節がその環境に従うから、木材NWの節部Kに圧縮ストレスが掛かり難いものとなる。つまり、節がある材料を用いても、木材NW同士の積層により木目の長さ方向に対して垂直方向、即ち、木材NWの厚み方向で比重の相違、粗密を形成することで、加熱圧縮時に木材NWの節周囲の繊維の座屈変形が抑えられ、節やその周囲に過剰なストレスが掛かり難いものとなる。更に、本実施の形態では、表裏層の木材NWD1及び木材NWD2を高圧縮としても内層の木材NWIは低圧縮であるから、木材NWに節のある材料を使用しても、その節部Kに無理な圧縮荷重が掛かり難く、硬い節部Kに歪み、ストレスが入り難い。また、表裏で圧縮がバランスされるから、局部的な圧縮変形、ストレスを生じさせ難いものでもある。よって、節部Kの潰れ、破損、亀裂、クラック等の割れを生じさせることなく圧密加工により元の木材よりも機械的強度を高くした積層塑性加工木材LPWを得ることができる。 Here, when using a material with knots for the wood NW as the raw material of the laminated plastic-worked wood LPW, it is preferable to overlap a part of another wood NW with no knots on a part of the wood NW with the knot K. That is, the portion (1 cm 3 unit) of the mating material that is opposed to the location where the knot K of the wood NW is located has a lower specific gravity and a lower fiber density than the location where the knot K is located. In a portion without knots in the wood structure, that is, in a portion with low specific gravity and low density of fibers without knots K, when heated and compressed, it is pressed by the knots K of the wood NW and can be softened and deformed. Depending on the compressibility, a cushioning effect suitable for the compression is obtained, and even if the wood is heated and compressed, the knots follow the environment, so that the knots K of the wood NW are less likely to be subjected to compressive stress. In other words, even if a material with knots is used, by stacking the wood NWs together, the specific gravity is different in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain, that is, in the thickness direction of the wood NW. Buckling deformation of the fibers around the knots of the wood NW is suppressed, and excessive stress is less likely to be applied to the knots and their surroundings. Furthermore, in the present embodiment, even if the wood NW D1 and the wood NW D2 of the front and back layers are highly compressed, the wood NW I of the inner layer is low-compressed. An unreasonable compressive load is hard to be applied to the portion K, and the hard knot portion K is hard to be distorted and stressed. In addition, since the compression is balanced between the front and back sides, it is difficult to cause local compression deformation and stress. Therefore, it is possible to obtain a laminated plastic processed wood LPW having a mechanical strength higher than that of the original wood by consolidation without causing crushing, breakage, fissures, cracks, etc. of the knots K.
そして、本実施の形態では、加熱圧縮前に積層する木材NW同士の対向面には、接着剤が塗布される。
木材同士を接着するための接着剤としては、後の1対のプレス盤10A,10B、即ち、ホットプレスを用いた加熱圧縮工程の条件で木材同士を一体に接合することができるものであればよい。例えば、木材同士を接着するための接着剤としては、水性ビニールウレタン系接着剤(水性高分子イソシアネート系接着剤)、ウレタン樹脂系接着剤、酢酸ビニル樹脂系接着剤、尿素樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、合成ゴム系接着剤等を使用することができる。特に、本実施の形態では、後述する加熱圧縮時に硬化させることにより木材同士を接着する熱硬化性の接着剤や、2液混合反応硬化型の接着剤が使用される。このときの接着剤の塗布量は、接着剤の種類等により決定されるが、例えば、水性ビニールウレタン系接着剤であれば、その塗布量は200g/m2以上とするのが好ましい。水性ビニールウレタン系接着剤であれば針葉樹からなる木材でも接着剤が浸透し易く、後の加熱圧縮工程で木材同士が強固に接着される十分な接着強度が得られる。特に、節がある材料の場合には、その節部Kにも浸透し、後の加熱圧縮工程で節部Kにかかる圧縮応力の緩和を可能、節の保護を可能とするから、後の加熱圧縮工程での節部Kの割れ防止に効果的である。
なお、接着剤の塗布手段は特に問われず、木材NWの片面側に接着剤を塗布する作業であってもよいし、奇数枚の積層であれば、偶数枚目に配置する木材NWの両面に塗布すれば、少ない手間、工数で接合のための接着剤の塗布を可能とする。
Then, in the present embodiment, an adhesive is applied to the facing surfaces of the wood pieces NW to be laminated before heat compression.
As the adhesive for bonding the pieces of wood together, any adhesive that can bond the pieces of wood together under the conditions of the subsequent pair of
Note that the method of applying the adhesive is not particularly limited, and the adhesive may be applied to one side of the wood NW. If applied, it is possible to apply the adhesive for bonding with less labor and man-hours.
このとき、接着剤を介在させて3枚以上の複数枚の木材NWを積層してなる積層木材LWは、その表裏層の木材NWD1,NWD2に乾燥後に水分を付加して含水させた木材を使用してもよい。即ち、本発明を実施する場合には、上述したように所定の含水率となるように乾燥させたのち、木材を積層したときにその上層側及び下層側のNWD1,NWD2を加熱圧縮し易くするために、積層したときに上層側及び下層側に配置する木材NWD1,NWD2に対して水分付加、即ち、加湿を行ってもよい。例えば、水中に乾燥後の木材NWD1,NWD2全体を所定時間浸漬(例えば、浸漬時間を5分程度)することにより所定の含水率とする水分付加を行うことができる。乾燥した木材NWD1,NWD2の表面側に水分を付加する手段は、水中への木材NWD1,NWD2の浸漬に限らず、特定の面に水をスプレー等で噴霧、吹き付けをしても良いし、刷毛等で水を塗布しても良い。 At this time, the laminated lumber LW, which is formed by laminating three or more lumbers NW with an adhesive interposed therebetween, is lumber obtained by adding moisture to the lumbers NW D1 and NW D2 of the front and back layers after drying. may be used. That is, when carrying out the present invention, after drying to a predetermined moisture content as described above, when wood is laminated, NW D1 and NW D2 on the upper and lower layers are heat-compressed. In order to facilitate the stacking, moisture may be added to the woods NW D1 and NW D2 arranged on the upper layer side and the lower layer side when laminated, that is, humidification may be performed. For example, by immersing the entire dried wood pieces NW D1 and NW D2 in water for a predetermined time (for example, the immersion time is about 5 minutes), water can be added to obtain a predetermined moisture content. The means for adding moisture to the surface side of the dried wood NW D1 and NW D2 is not limited to immersing the wood NW D1 and NW D2 in water, and spraying or spraying water on a specific surface with a spray or the like is also possible. Alternatively, water may be applied with a brush or the like.
次に、こうして接着剤を介在させて3枚以上の複数枚の木材NWを積層してなる積層木材LWに対し、加熱圧縮することにより、加熱圧縮及び圧縮固定化による圧密加工と接着剤の硬化による木材同士の接合を行う。 Next, the laminated lumber LW, which is obtained by laminating three or more lumbers NW with an adhesive interposed therebetween, is heat-compressed to perform consolidation by heat-compression and compression fixation, and curing of the adhesive. The wood is joined together by
ここで、図5及び図6に示すように、複数枚の木材NWを積層した積層木材LWに対して圧密加工を行う塑性加工木材製造装置100は、主として、上プレス盤10Aと下プレス盤10Bとの2分割された構造体によって内部空間ISを形成するプレス盤10と、下プレス盤10Bの周縁部10bに対向する上プレス盤10Aの周縁部10aに配設され、上プレス盤10Aの所定の上下動の範囲で内部空間ISを密閉状態とするシール部材11と、上プレス盤10Aの上面側から内部空間IS内に連通され、内部空間IS内に蒸気を供給するための配管口12aを有する配管12と、その上流側のバルブV4と、下プレス盤10Bの側面側から内部空間IS内に連通され、内部空間IS内から水蒸気を排出するための配管口13aを有する配管13と、配管13内の蒸気圧を検出する圧力計P2と、その下流側のバルブV5と、バルブV5に接続されたドレン配管14等から構成されている。
Here, as shown in FIGS. 5 and 6, the plastic-worked
プレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10B内には、それらを高温の水蒸気を通すことによって所望の温度に昇温するための配管路15,16が形成されており、これら配管路15,16には蒸気供給側の配管ST1から分岐された配管ST2,ST3、蒸気排出側の配管ET1,ET2がそれぞれ接続されている。そして、蒸気供給側の配管ST1,ST2,ST3の途中にはバルブV1,V2,V3、配管ST1内の蒸気圧を検出する圧力計P1が配設されており、蒸気排出側の配管ET1,ET2は、バルブV6を介してドレン配管14に接続されている。
In the
更に、プレス盤10には、上プレス盤10A及び下プレス盤10B内に形成された配管路15,16に水蒸気に換えて低温の冷却水を通すことによって所望の温度に冷却する冷却水供給側の配管ST11から分岐された配管ST12,ST13が、上記配管ST2,ST3にそれぞれ接続されている。また、冷却水供給側の配管ST11,ST12,ST13の途中にはバルブV11,V12,V13が配設されている。
Furthermore, the
なお、配管ST1に水蒸気を供給するボイラ装置、配管ST11に冷却水を供給する冷却水供給装置、プレス盤10の固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aを上昇/下降させ加圧するための油圧機構を含むプレス昇降装置は省略されている。
本実施の形態では、プレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bの加熱に高温の水蒸気を導入しているが、本発明を実施する場合、プレス盤10の加熱媒体は高温の水蒸気に限定されず、油等を用いてもよいし、木材を高周波加熱、マイクロ波加熱、加熱ヒータ等の加熱手段で加熱することも可能である。特に、木材に対する高周波加熱は、マイクロ波による誘電過熱よりも、マイクロ波よりも若干周波数の低い高周波で、木材の中心から加熱する方法が好適である。
A boiler device that supplies water vapor to the pipe ST1, a cooling water supply device that supplies cooling water to the pipe ST11, and the
In the present embodiment, high-temperature steam is introduced to heat the
鉄等からなるプレス盤10においては、積層木材LWの積層方向に対して垂直方向の表裏面全体をプレス可能な平面サイズの平面金型が使用され、その材質は特に問われるものでないが、木材が鉄イオン汚染により黒色化しないように、例えば、金型にはステンレス、アルミニウム等の鋼材を使用したり、積層木材LWの表裏の接触表面にメッキ加工を施したりする。更に、内部空間ISを密閉状態とするためのシール部材11も、その材質は特に問われるものでないが、通常、耐熱性や耐水性に優れたシリコーンゴム、シリコーン樹脂等が使用される。
In the
このように構成された塑性加工木材製造装置100を用いて積層木材LWを圧密化するにあたっては、まず、図6(a)に示すように、プレス盤10を構成する固定側の下プレス盤10Bに対して、可動側の上プレス盤10Bを上昇させておき、固定側の下プレス盤10Bに積層木材LWを載置する。
In order to consolidate the laminated lumber LW using the plastically worked
ここで、本実施の形態において、上プレス盤10Aと下プレス盤10Bとの2分割されたプレス盤10によってプレス圧縮される方向は、積層木材LWの木目の長さ方向に対して垂直方向の面(積層木材LWの厚み方向に対して垂直な表裏面)に対し直角方向に圧縮力が加えられる。
Here, in the present embodiment, the direction of press compression by the
このとき本実施の形態では、積層木材LWの表裏面を木表側の板目面または追柾面とするから、積層木材LWの表裏層(外層)のうちの一方(図においては下層)の木材NWD2の板目面または追柾面の木表側を下プレス盤10Bに対向させて、他方(図においては上層)の木材NWD1の板目面または追柾面の木表側を上プレス盤10Aに対向させて配置し、積層木材LWの木目の長さ方向に対して垂直方向の面の木表側の板目面または追柾面側がプレス盤10にてプレス圧縮される面となる。
At this time, in the present embodiment, since the front and back surfaces of the laminated wood LW are the cross-grained surface or the chamfered surface on the front side of the wood, one of the front and back layers (outer layers) of the laminated wood LW (lower layer in the figure) The wood face side of the cross-grain surface or chamfered face of NW D2 is opposed to the
加熱圧縮処理を行うにあたり、このように積層木材LWの木目の長さ方向に対して垂直な面側をプレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bに対向させ、固定側の下プレス盤10Bに載置した積層木材LWに対し、図6(b)に示すように、まず、上プレス盤10Aを所定圧力(例えば、0.05~0.3〔MPa〕)にて下降させて積層木材LWの上面、即ち、木材NWD1の木目の長さ方向に対して垂直方向の木表側の板目面または追柾面に所定時間(例えば、10秒~120秒)当接させる。このとき、上プレス盤10Aの配管路15及び下プレス盤10Bの配管路16に所定温度(例えば、110~210〔℃〕、昇温処理時間10~25[分])の水蒸気を通して上プレス盤10A及び下プレス盤10Bは所定温度(例えば、110~210〔℃〕)に加熱されている。
In carrying out the heating and compression treatment, the surface side of the laminated wood LW perpendicular to the grain direction is opposed to the
そして、固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aの圧縮圧力が所定圧力(例えば、2~5〔MPa〕、20~50kg/cm2)に設定され上プレス盤10Aを下降させていき(例えば、処理時間0.5~3〔分〕、圧縮スピード15~100〔mm/分〕)、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bにて積層木材LWを加熱圧縮していく。上プレス盤10Aが下降し、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bにより積層木材LWが加熱圧縮されて、上プレス盤10Aの周縁部10aが下プレス盤10Bの周縁部10bに当接したとき、図6(c)に示すように、上プレス盤10Aの周縁部10aに配設されたシール部材11によって、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bにて形成される内部空間ISが密閉状態となる。
Then, the compression pressure of the
なお、本実施の形態において、プレス盤10の上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによって形成される内部空間ISがシール部材11を介して密閉状態となったときにおける内部空間ISの上下方向の寸法間隔は、プレス盤10によって積層木材LWの厚みに対して所定圧縮率の塑性加工木材PWとなるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。このため、積層木材LWの厚み全体の圧縮率、即ち、積層木材LWの圧縮による板厚の変化(圧縮量)は、上プレス盤10Aの周縁部10aが下プレス盤10Bの周縁部10bに当接することで決まることとなる。このときのプレス盤10の圧力、加熱温度、加熱時間、圧縮スピード等は、木材の樹種や乾燥木材の含水率等をパラメータとして予め実験等によって最適値が設定される。
In the present embodiment, the vertical dimension of the internal space IS formed by the
こうして所定温度に加熱したプレス盤10について、下プレス盤10Bを固定し、上プレス盤10Aを可動させて積層木材LWの上面に所定の圧力で当接し所定の圧縮スピードで下降させると、積層木材LWの表裏層側から木材成分の化学特性変化による強度低下(ヘミセルロースやリグニン等の非晶成分等の加水分解、軟化点の低下)が生じて細胞が圧縮変形し細胞内空の空隙が減少していく。
With respect to the
特に、本実施の形態では、3枚以上の木材NWを積層してなる積層木材LWを1対のプレス盤10で挟み込んで加熱圧縮するものであり、その表裏層の木材NWD1,NWD2側から加熱圧縮されるが、製材した木材NW同士を任意に組み合わせて積層していることで、表裏層の木材NWD1,NWD2と内層の木材NWIとで木材組織が連続するものではなく、表裏層の木材NWD1,NWD2と内層の木材NWIの間で木材組織が変化するものであるから、また、表裏層の木材NWD1,NWD2の木表側から木裏側に向かって加熱圧縮するものであり表裏層の木材NWD1,NWD2の木表側から木裏側に向かって、通常、年輪線RLの角度が急になり比重、硬度、繊維強度も高いことで圧縮変形し難くなるものである。特に、表裏層の木材NWD1,NWD2よりも内層の木材NWIの年輪角度が小さいものでは、後述する意匠材PWD1,PWD2と内層材PWI1の圧縮率の差を大きくすることが可能であり、節があってもその割れを生じさせることなく、意匠材PW1,PW2の圧縮率を高めて表面硬度を高くすることが可能である。
したがって、それら加熱圧縮したときの力学的特性の相違から、積層木材LWの表裏層に配置する木材NWD1,NWD2を高圧縮し、表裏層の木材NWD1,NWD2間に配置する内層の木材NWIでは表裏層の木材NWD1,NWD2よりも低圧縮とすることかできる。
In particular, in the present embodiment, a laminated wood LW formed by laminating three or more woods NW is sandwiched between a pair of
Therefore, due to the difference in mechanical properties when heated and compressed, the timbers NW D1 and NW D2 arranged in the front and back layers of the laminated wood LW are highly compressed, and the inner layers arranged between the timbers NW D1 and NW D2 in the front and back layers are compressed. The wood NW I can have a lower compression than the woods NW D1 and NW D2 of the front and back layers.
そして、このように本実施の形態では、複数枚の木材NWを積層して積層木材LWとし、それを1対のプレス盤10A,10Bで挟み込んで加熱圧縮するものであるから、木材NWに節部Kが存在しても、それに重ねた対向する相手側の木材NWの節のない低比重な部分の木材成分が加熱圧縮時に軟化し、硬い節部Kによる押圧によって変形するから、硬い節部Kに圧縮ストレスを掛けない。更に、積層木材LWの表裏層の木材NWD1,NWD2を高圧縮とするも表裏層の木材NWD1,NWD2間に配置する内層の木材NWIでは表裏層の木材NWD1,NWD2よりも低圧縮であるから、節部Kが存在しても節部Kに過剰な圧縮力が掛からない。よって、積層した木材NWに節部Kがあっても、加熱圧縮時に節の破壊、潰れやその周囲の繊維に座屈変形が生じ難く、節部Kにクラック、亀裂等の割れが生じ難い。
In this way, in the present embodiment, a plurality of lumbers NW are laminated to form a laminated lumber LW, which is sandwiched between a pair of
なお、上プレス盤10Aの周縁部10aや下プレス盤10Bの周縁部10bを、例えば、厚さを規制するための治具、型枠、ゲージ等で構成すると、塑性加工木材PWの所望とする仕上がり厚みに応じて上プレス盤10Aの周縁部10aや下プレス盤10Bの周縁部10bの高さが調整可能とされる。更に、このとき積層木材LWの側面側で、例えば、横方向(水平方向)への延びを規制するための図示しない規制具(スペーサ)を配置することも可能である。規制具によって積層木材LWが横方向(水平方向)に延びる変化、即ち、圧縮方向に対して直角方向の延び変化を規制しておけば、特定の寸法、比重に固定化しやすくなり、製品間のばらつきを防止でき高い品質を確保できる。このような規制をした場合には、木材の幅方向の端部でその密度が高まることもある。また、逆に、規制をしない場合には、木材の幅方向の端部が中央側よりも密度が低くなることもある。木材の幅方向の密度差によっては、圧密加工後に木材の幅方向の端部側の表面を切削加工することも可能である。更に、製品化の際には、積層木材LWの木目の長さ方向や、その木目の長さ方向に直交する幅方向に複数の積層木材LWを配置して一体に圧密加工及び接合を行うことも可能である。
If the
次に、図6(d)に示す内部空間ISの密閉状態で、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bの圧縮圧力が維持され、かつ、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bが所定温度(例えば、110~210〔℃〕)のまま、木材の加熱圧縮処理の定着、所謂、木材の固定化処理を行う。
例えば、バルブV4に接続された配管12、配管口12a(図5)を介して、密閉状態とされた内部空間ISに所定の蒸気圧を供給し、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bの圧縮圧力及び加熱温度を加熱圧縮の際の圧力及び加熱温度と同じ所定圧力及び温度に保持したまま、密閉状態の内部空間ISが所定の温度及び蒸気圧で所定時間(例えば、20分~90分)保持される。内部空間ISに所定温度(例えば、110~210〔℃〕)の高温水蒸気を導入し、密閉状態の内部空間ISを所定の温度及び蒸気圧とすることにより、高温高圧の蒸気の作用によって密閉状態の内部空間IS内に配置されている加熱圧縮された木材に対し十分な化学変化を生じさせ性状を一様化させる。これにより、この後の冷却圧縮を解除したときに戻りのない積層塑性加工木材LPWを形成できる。
Next, the compression pressure of the
For example, a predetermined steam pressure is supplied to the sealed internal space IS via a
このとき加熱圧縮された木材の周囲面とその内部とでは高温高圧の蒸気圧が出入り自在となっているが、加熱圧縮された木材の含水率によっては、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bで密閉状態とされている内部空間IS内が所定の蒸気圧となるように調節してもよい。例えば、木材の表裏側の含水率に基づく内部空間IS内の余分な水分が除去され、内部空間IS内が所定の蒸気圧となるように調節される。この際、内部空間ISの密閉状態で加熱圧縮された木材の固定化処理が行われているときに、蒸気圧制御処理として圧力計P2で内部空間ISの蒸気圧が検出され、バルブV5が適宜、開閉される。これにより、配管口13a、配管13を通って内部空間ISからドレン配管14側に高温高圧の水蒸気を排出できる。また、必要に応じて、密閉状態とされている内部空間ISに所定の蒸気圧を適宜供給することもできる。
At this time, high-temperature and high-pressure steam pressure can freely flow between the peripheral surface of the heat-compressed lumber and the inside thereof. The inside of the sealed internal space IS may be adjusted to a predetermined vapor pressure. For example, excess moisture in the interior space IS is removed based on the moisture content of the front and back surfaces of the wood, and the interior space IS is adjusted to a predetermined vapor pressure. At this time, when the heat-compressed lumber is fixed in the sealed state of the internal space IS, the vapor pressure of the internal space IS is detected by the pressure gauge P2 as the vapor pressure control process, and the valve V5 is appropriately adjusted. , is opened and closed. As a result, high-temperature and high-pressure steam can be discharged from the internal space IS to the
そして、図6(d)に示すように、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによる加熱圧縮から冷却圧縮へと移行する直前に、蒸気圧制御処理としてバルブV5が開状態とされることで配管口13a、配管13を通って圧縮空間ISからドレン配管14側に高温高圧の水蒸気が排出される。これにより、木材の加熱圧縮処理、所謂、木材の固定化がより促進されることとなる。この際、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bを特定温度に維持するための水蒸気も一旦、供給停止される。
Then, as shown in FIG. 6(d), immediately before the shift from heating compression to cooling compression by the
最後に、図6(e)に示すように、上プレス盤10Aの配管路15及び下プレス盤10Bの配管路16に常温の冷却水を通すことによって、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bを常温前後まで冷却し、所定時間(例えば、20~90〔分〕)保持される。なお、このときの固定側の下プレス盤10Bに対する上プレス盤10Aの圧縮圧力は、加熱圧縮の際の圧力と同じ所定圧力(例えば、2~5〔MPa〕)に保持したまま、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bを冷却する。
その後、図6(f)に示すように、固定側の下プレス盤10Bに対して上プレス盤10Aを上昇させ、加熱圧縮及び圧縮固定化による圧密加工を終えた積層塑性加工木材LPWPを内部空間ISから取出して一連の処理工程が終了する。内部空間ISから取出された積層塑性加工木材LPWPは、一連の処理工程における加熱、冷却により木材NW間に塗布した接着剤が硬化し、一体に木材同士が積層接合したものとなっている。
Finally, as shown in FIG. 6(e), normal-temperature cooling water is passed through the piping 15 of the
Thereafter, as shown in FIG. 6(f), the
この後、通常は、製品の平面性を確保するために、積層塑性加工木材LPWPの表面の片面のみ或いは両面を切削加工する。また、側面を切削加工してもよい。積層塑性加工木材LPWPの切削加工を終え、仕上がり品となる積層塑性加工木材LPWとなる。必要に応じて、積層塑性加工木材LPWの表面には水分や汚れ対策として樹脂等による表面コーティグが施されることもある。 Thereafter, usually, in order to ensure the flatness of the product, only one surface or both surfaces of the laminated plastic processed lumber LPW P are cut. Moreover, you may cut a side surface. After cutting the laminated plastically worked wood LPW P , it becomes laminated plastically worked wood LPW as a finished product. If necessary, the surface of the laminated plastically worked wood LPW may be surface-coated with a resin or the like as a countermeasure against moisture and dirt.
そして、本実施の形態において、このような製造方法で製造する積層塑性加工木材LPWは、木材NWが積層されてなる積層木材LWを1対のプレス盤10A,10Bで挟み込んでプレスすることにより、積層木材LWの表裏層に位置する木材NWD1,NWD2を高圧縮し、表裏層の木材NWD1,NWD2間に位置する内層の木材NWIを表裏層の木材NWD1,NWD2よりも低圧縮とする塑性加工としたものである。
In the present embodiment, the laminated plastic processed lumber LPW manufactured by such a manufacturing method is obtained by sandwiching and pressing the laminated lumber LW formed by laminating the lumber NW between a pair of
また、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWは、複数枚の木材NWを互いに特定方向で積層しそれら木材NW間に接着剤を介在させてなる積層木材LWを上述の塑性加工木材製造装置100を用いて加熱圧縮することにより、接着剤によって互いに木材同士が一体に積層接合したものである。 Further, the laminated plastic-worked lumber LPW according to the present embodiment is produced by laminating a plurality of lumbers NW in a specific direction and interposing an adhesive between the lumbers NW to produce the laminated lumber LW. By heat-compressing using 100, the lumbers are integrally laminated and joined with an adhesive.
特に、本実施の形態では、加熱圧縮前に積層木材LWの木材NW間に接着剤を塗布したことにより、積層木材LWの圧密加工を行う加熱圧縮時に接着剤を硬化させ、木材NW同士を一体に接合する。即ち、積層木材LWの加熱圧縮により、圧密加工すると共に木材同士を接合する。これより、木材NW同士を別途プレス盤等による圧締で接着剤を介して一体に接合してから圧密加工する場合に比して、或いは、積層して圧密加工した木材同士を圧密加工後に別途プレス盤等による圧締で接着剤を介して一体に接合する場合に比して、少ない製造工程数で済み製造時間も短縮する。 In particular, in the present embodiment, since the adhesive is applied between the wood pieces NW of the laminated wood pieces LW before heat compression, the adhesive is cured during the heat compression for consolidation of the laminated wood pieces LW, and the wood pieces NW are integrated. join to That is, by heating and compressing the laminated lumber LW, the lumbers are joined while being compacted. As a result, compared to the case where the timber NWs are separately joined together via an adhesive by pressure using a press plate or the like and then subjected to the consolidation process, or the timbers laminated and subjected to the consolidation process are separately processed after the consolidation process. Compared to the case where the parts are integrally joined by pressing with a press platen or the like via an adhesive, the number of manufacturing steps is reduced and the manufacturing time is also shortened.
即ち、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWは、積層木材LWの表裏層に配置した木材NWD1,NWD2が加熱圧縮により高圧縮された厚みの薄い2枚の意匠材PWD1,PWD2と、積層木材LWの表裏層の木材NWD1,NWD2間に配置した内部の1枚以上の木材NWIが加熱圧縮により表裏層の意匠材PWD1,PWD2よりも低圧縮とされた厚みのある1枚以上の内層材PWI(PWI1,PWI2,PWI3等)とから形成され、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIが互いに積層接合して一体化されているものである。なお、以下、表裏層の意匠材PWD1,PWD2間に配置する内層材PWI1,PWI2,PWI3について特に区別しないときには、単に「内層材PWI」とする。 That is, the laminated plastic-worked lumber LPW according to the present embodiment is composed of two thin design materials PW D1 and PW obtained by highly compressing the lumber NW D1 and NW D2 arranged in the front and back layers of the laminated lumber LW by thermal compression. D2 and one or more pieces of wood NW I arranged between the woods NW D1 and NW D2 of the front and back layers of the laminated wood LW are compressed by heating to a lower compression than the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers. It is formed from one or more thick inner layer materials PW I (PW I1 , PW I2 , PW I3 , etc.), and the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I are laminated and joined together to be integrated. It is. Hereinafter, the inner layer materials PW I1 , PW I2 , and PW I3 disposed between the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers will simply be referred to as "inner layer materials PW I " when they are not particularly distinguished.
ここで、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIの個々の木材は、それらの互いの境界に質が緻密に形成された接合線Lや年輪線RLの変化によって互いに区別できるものであり、積層塑性加工木材LPWの表裏層に配設する意匠材PWD1,PWD2では、高圧縮により細胞の圧縮変形量が大きく、年輪線RLの幅が狭くて緻密で厚みが薄いのに対し、意匠材PWD1,PWD2間に配設した内層材PWIでは、意匠材PWD1,PWD2よりも低圧縮で細胞の圧縮変形量が少なく年輪線RLの幅があり低密で厚みがある。したがって、意匠材PWD1,PWD2と内層材PWIとでは、加熱圧縮による細胞の圧縮変形量に大きな相違がある。 Here, the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I can be distinguished from each other by changes in the joint line L and the annual ring line RL, which are densely formed at their boundaries. , In the design materials PW D1 and PW D2 arranged in the front and back layers of the laminated plastic processed wood LPW, the amount of compressive deformation of the cells is large due to high compression, and the annual ring line RL is narrow, dense, and thin. In the inner layer material PW I disposed between the design materials PW D1 and PW D2 , the compression is lower than the design materials PW D1 and PW D2 , the amount of compressive deformation of the cells is small, the annual ring line RL is wide, the density is low, and the thickness is high. . Therefore, the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I have a large difference in the amount of compressive deformation of cells due to heat compression.
詳細には、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、意匠材PWD1,PWD2は、加熱圧縮により元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で45%~65%、好ましくは、50%~60%の範囲内の圧縮率で圧縮され、内層材PWIは、加熱圧縮により元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で10%~40%、好ましくは、20%~40%の範囲内の圧縮率で圧縮されたものである。これより、全体の比重に比べ表面を高比重にでき、軽量性と表面硬度、強度も両立できる。
なお、圧縮率は、元の木材NWの気乾比重と、積層塑性加工木材LPWの各意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIを接合面で切り出して測定した気乾比重とから圧縮率を算出したものであり、節の存在による比重差からすると、特定の一部分を切り出した測定では、必ずしも上記範囲内に該当しないこともある。また、自然物を相手にするものであり測定等による誤差を有しても、実施できないものでなく、誤差の介入を否定するものではない。
Specifically, in the laminated plastic-worked wood LPW according to the present embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 are compressed by heating to 45% to 65% with respect to the air-dried specific gravity of the original wood NW, preferably Compressed at a compression rate within the range of 50% to 60%, the inner layer material PW I is compressed by heating to a compression rate of 10% to 40%, preferably 20% to 40%, relative to the air dry specific gravity of the original wood NW. It is compressed with a compression rate within the range of . As a result, the specific gravity of the surface can be made higher than that of the entire body, and lightness, surface hardness, and strength can be achieved at the same time.
The compressibility is obtained from the air-dried specific gravity of the original wood NW and the air-dried specific gravity measured by cutting out the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I of the laminated plastic processed wood LPW at the joint surface. is calculated, and considering the difference in specific gravity due to the presence of knots, it may not necessarily fall within the above range in the measurement of a specific part cut out. In addition, even if there is an error due to measurement, etc., since it deals with natural objects, it is not impossible to implement it, and it does not deny the intervention of the error.
本実施の形態において、こうした意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIの圧縮率の相違は、上述したように、所定に製材した木材NW同士の組み合わせ、積層によって、木材NW間で木材組織の変化があり、そこに抵抗が生じることを利用し、表裏層の木材NWD1,NWD2を大きく圧縮変形する一方、表裏層の木材NWD1,NWD2間の内部の木材NWIでは圧縮変形量を抑えたものである。そして、このように所定に製材した木材NW同士を組み合わせ積層したものを圧密加工するものでは、表裏層の木材NWD1,NWD2と内部の木材NWIとの組み合わせ方によって、例えば、積層する木材NWの年輪角度の大小の組み合わせや、節のある材料と節のない材料の組み合わせ等で、圧密加工した積層塑性加工木材LPWの表面硬度等の特性の制御も容易に可能となる。 In the present embodiment, the difference in compression rate between the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I is, as described above, due to the combination and lamination of the timber NWs that have been sawn in a predetermined manner, and the timber structure between the timbers NW. Using the fact that resistance is generated there, the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers are greatly compressively deformed, while the wood NW I inside between the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers is compressively deformed. It is a reduced amount. Then, in the case of consolidating the combination and lamination of the lumbers NW that have been sawn in a predetermined manner, depending on the combination of the lumbers NW D1 and NW D2 of the front and back layers and the lumber NW I inside, for example, the lumber to be laminated It is possible to easily control the characteristics such as the surface hardness of the consolidated plastically worked wood LPW by combining the size of the annual ring angle of the NW, the combination of the material with knots and the material without knots, and the like.
こうした意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIからなる本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWは、意匠材PWD1,PWD2と内層材PWIで互いに圧縮量、圧密度が相違しているも圧密加工や木材同士の接着剤による接合によってそれら全体では、元の木材NW、積層木材LWよりも機械的強度が強いものである。特に、圧密加工により意匠材PWD1,PWD2は内層材PWIよりも高圧縮されて細胞内腔の空隙が少なくなり、硬くて強い木質になっている。 In the laminated plastic-worked wood LPW according to the present embodiment, which is composed of the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I , the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I differ from each other in compression amount and consolidation density. As a whole, the mechanical strength is higher than that of the original wood NW and the laminated wood LW due to the consolidation process and bonding between the woods with an adhesive. In particular, the design materials PW D1 and PW D2 are compressed to a higher degree than the inner layer material PW I by the consolidation process, and the voids in the cell lumens are reduced, resulting in a hard and strong woody quality.
このように、積層木材LWの表裏層に配置した木材NWD1,NWD2を加熱圧縮により高圧縮してなる厚みの薄い2枚の意匠材PWD1,PWD2と、積層木材LWの木材NWD1,NWD2間に配置した内部の木材NWIを加熱圧縮してなり意匠材PWD1,PWD2よりも低圧縮で厚みのある1枚以上とした内層材PWIとから構成される本実施の形態の積層塑性加工木材LPWでは、その表裏層の意匠材PWD1,PWD2のみを高圧縮することで、全体では低圧縮率、低比重として軽量性を確保しても、高い表面硬さを得ることができる。
よって、例えば、杉材や檜材等の比重の軽い木材を使用して圧密加工し所定の圧縮率、密度分布の意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIからなる積層塑性加工木材LPWでは、硬質で比重の高い例えば、ミズナラ、ケヤキ等の広葉樹の木材に比べて、表面硬さは同等以上としてもそれら広葉樹の木材より軽くすることが可能である。即ち、軽量性と表面硬度との両立を可能とする。
In this way, two thin design materials PW D1 and PW D2 obtained by highly compressing the timbers NW D1 and NW D2 arranged on the front and back layers of the laminated timber LW by heat compression, and the timber NW D1 of the laminated timber LW. , and NW D2 , and an inner layer material PW I that is made by heating and compressing the internal wood NW I arranged between the design materials PW D1 and PW D2 and having a thickness lower than that of the design materials PW D1 and PW D2. In the laminated plastic processed wood LPW of the form, by highly compressing only the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers, high surface hardness can be achieved even if lightness is secured by low compression rate and low specific gravity as a whole. Obtainable.
Therefore, for example, in a laminated plastic processed wood LPW consisting of design materials PW D1 and PW D2 with a predetermined compression rate and density distribution and an inner layer material PW I by using wood with a low specific gravity such as cedar and cypress. It is possible to make the material lighter than hard and high specific gravity broad-leaved trees such as oak and zelkova, even if the surface hardness is the same or higher. That is, it is possible to achieve both lightness and surface hardness.
杉材または檜材等の針葉樹を圧密加工する例で説明すると、積層塑性加工木材LPWの気乾比重を加工前の木材NWの気乾比重の1.2倍以上、1.7倍以下の範囲内にするのが好ましく、より好ましくは、1.3倍以上、1.6倍以下の範囲内である。これにより高圧縮とした意匠材PWD1,PWD2によって高い表面硬度、強度として元の木材の傷付きやすさを解消しつつ、軽量性を確保できる。
特に、意匠材PWD1,PWD2は、加熱圧縮により元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で45%~65%、好ましくは、50%~60%の範囲内の圧縮率で高圧縮されたことにより、木材の性質が変化して表面硬度が顕著に増したものである。
In the example of consolidating coniferous trees such as cedar or cypress, the air-dried specific gravity of laminated plastic processed wood LPW is in the range of 1.2 times or more and 1.7 times or less than the air-dried specific gravity of wood NW before processing. It is preferably within the range of 1.3 times or more and 1.6 times or less. As a result, the design materials PW D1 and PW D2 that are highly compressed can provide high surface hardness and strength to eliminate the susceptibility of the original wood to scratches, while ensuring lightness.
In particular, the design materials PW D1 and PW D2 are highly compressed at a compression ratio of 45% to 65%, preferably 50% to 60%, relative to the air-dry specific gravity of the original wood NW by heat compression. As a result, the properties of the wood changed and the surface hardness increased significantly.
こうして表面硬度、強度と軽量性を両立できると、例えば、容易な持ち運びや筆記、カッター等による傷付き難さが必要とされる学校用の学習机等の天板用途等にも好適になり、更に、机等の天板や棚板等の用途としてそれが軽量であれば、天板や棚板等に使用した場合でもそれを支持する脚等の支持部材の設計自由度を高めることも可能となる。 If surface hardness, strength, and lightness can be achieved at the same time, for example, it will be suitable for use as a top board for school desks, etc., which require easy carrying, writing, and resistance to scratches by cutters, etc. Furthermore, if it is lightweight for use as a top board or shelf board of a desk, etc., it is possible to increase the degree of freedom in designing support members such as legs that support it even when used as a top board or shelf board. becomes.
また、こうした高圧縮の厚みの薄い意匠材PWD1,PWD2とその間の低圧縮の厚みの厚い内層材PWIからなる本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWでは、積層木材LWに対する全体の体積低下や全体比重が高くなることの重量増加が抑えられるから、高圧縮した意匠材PWD1,PWD2により高い表面硬度を確保できるも、軽量であり、また、体積低下を抑えていることで、安価に提供できる。 In addition, in the laminated plastic processed lumber LPW according to the present embodiment, which is composed of these highly compressed, thin design materials PW D1 and PW D2 and the low-compressed, thick inner layer material PW I between them, the overall thickness of the laminated lumber LW is reduced. Since it is possible to suppress the increase in weight due to the reduction in volume and the increase in the overall specific gravity, high surface hardness can be secured by the highly compressed design materials PW D1 and PW D2 . can be provided at low cost.
更に、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、その表裏層の意匠材PWD1,PWD2が高密で硬くあるも、それら意匠材PWD1,PWD2間の内層材PWIでは意匠材PWD1,PWD2よりも低密であるから、元の木材NWの軟質な特性により、緩衝機能を有し、小物等の物が衝突したときでも、或いは、壁や床等の物に衝突したときでも、その衝撃を吸収し緩和できる。よって、積層塑性加工木材LPWに衝撃が加わったとしても、衝撃音が少なく、意匠材PWD1,PWD2に傷が付き難いうえ、衝突した相手物もその傷付き、破損等が防止される。更に、例えば、学習机等の天板に使用したときには、筆記音等の吸収効果、防音効果も期待できる。また、表裏層の意匠材PWD1,PWD2を高圧縮で高密とするもその内部の内層材PWIが低圧縮で低密であるから、例えば、天板等の用途として使用した際に脚等の支持部材を取付けるときでも、それを接合する螺子、釘等の接合部材が入りやすいうえ、内層材PWIよりも高密な意匠材PWD1,PWD2によって接合部材の保持力を高くできる。更に、内部の内層材PWIが低密であることで、木口面や木端面側を切断する場合も切断しやすく、切断加工、組付けが容易である。 Furthermore, in the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers are dense and hard, but the design materials PW D1, PW Since it has a lower density than D2 , it has a cushioning function due to the softness of the original wood NW, even when objects such as small objects collide with it, or when it collides with objects such as walls and floors. However, the impact can be absorbed and mitigated. Therefore, even if an impact is applied to the laminated plastic processed wood LPW, the impact noise is small, the design materials PW D1 and PW D2 are less likely to be damaged, and the colliding object is prevented from being damaged or damaged. Furthermore, for example, when it is used for the top plate of a study desk, etc., it can be expected to have an effect of absorbing writing sounds and the like, and an effect of soundproofing. In addition, even if the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers are highly compressed and highly dense, the inner layer material PW I inside them is low compression and low density. In addition, the design materials PW D1 and PW D2 , which are denser than the inner layer material PW I , can increase the holding force of the joining members. Furthermore, since the internal inner layer material PW I has a low density, it is easy to cut the butt end surface and the end surface side, and cutting and assembly are easy.
そして、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、木材NW同士を重ね合わせて圧密加工し、また、積層接着したものであり、特に、複数枚の木材NWを互いに特定方向で積層した積層木材LWに対し、表裏層に配置した木材NWD1,NWD2の厚みを高圧縮し、表裏のNWD1,NWD2間に配置した内部の木材NWIを表裏層の木材NWD1,NWD2よりも低圧縮とし、各木材NWの全体の厚みを均一に圧縮するものではなく、表裏層に配置した木材NWD1,NWD2とそれらの間の内層の木材NWIとで圧縮率を相違させている。好ましくは、意匠材PWD1,PWD2の圧縮率が内層材PWIの圧縮率に対し、1.5倍~5倍の範囲内、より好ましくは、2倍~4倍の範囲内である。気乾比重でみると、意匠材PWD1,PWD2の気乾比重は、内層材PWIの気乾比重に対し、1.3倍以上、1.8倍以下が好ましく、より好ましくは、1.4倍以上、1.6倍以下の範囲内であるものである。 Then, the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment is obtained by stacking wood NWs, compressing them, and laminating and bonding them together. With respect to LW, the thickness of the wood NW D1 and NW D2 arranged on the front and back layers is highly compressed, and the internal wood NW I arranged between the front and back NW D1 and NW D2 is made more than the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers. The compression rate is set to be low, and instead of uniformly compressing the entire thickness of each wood NW, the compression rate is different between the wood NW D1 and NW D2 arranged in the front and back layers and the wood NW I in the inner layer between them. . Preferably, the compressibility of the decorative materials PW D1 and PW D2 is in the range of 1.5 to 5 times, more preferably in the range of 2 to 4 times the compressibility of the inner layer material PW I . In terms of air-dry specific gravity, the air-dried specific gravity of the design materials PW D1 and PW D2 is preferably 1.3 times or more and 1.8 times or less, more preferably 1.8 times the air-dried specific gravity of the inner layer material PW I. .4 times or more and 1.6 times or less.
よって、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWによれば、積層木材LWの表裏層に配置した木材NWD1,NWD2の厚みを高圧縮してなる意匠材PWD1,PWD2によって高い表面硬度、強度を確保できる一方、積層木材LWの表裏層の木材NWD1,NWD2間に配した中間層の木材NWIの厚みを意匠材PWD1,PWD2よりも低圧縮とした内層材PWIにしたことで、加熱圧縮時に積層木材LWの全体厚みに強い圧縮力が掛からないものである。
また、上下方向からの平面的なプレス圧縮で、内部の内層材PWIを低圧縮とする一方、内層材PWIを挟む意匠材PWD1,PWD2を高圧縮とし、表裏のバランスが良いから、加熱圧縮時に特定方向の応力集中、ストレスが入り難いものである。
Therefore, according to the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 formed by highly compressing the thickness of the wood NW D1 and NW D2 arranged on the front and back layers of the laminated wood LW provide high surface hardness. , while ensuring the strength, the inner layer material PW I in which the thickness of the intermediate layer of wood NW I arranged between the wood NW D1 and NW D2 of the front and back layers of the laminated wood LW is lower in compression than the design materials PW D1 and PW D2 . As a result, a strong compressive force is not applied to the entire thickness of the laminated lumber LW during heat compression.
In addition, the internal inner layer material PW I is low-compressed by planar press compression from the top and bottom direction, while the design materials PW D1 and PW D2 sandwiching the inner layer material PW I are highly compressed, so that the front and back are well balanced. , stress concentration and stress in a specific direction are difficult to enter during heating and compression.
加えて、圧密加工の加熱圧縮により木材組織を軟化変形できることで、木材NW同士を重ねて加熱圧縮すると、節部Kがあっても、硬い節部Kが、対向する相手材、即ち、別の重ねた木材NWの節のない軟化変形しやすい低比重な柔らかい箇所を押圧し、そこに食い込む。したがって、加熱圧縮したときに節部Kの動きが拘束、規制されない。即ち、木材NWに節部Kが存在しても、それに重ねた対応する相手材の木材組織が軟化変形することで、木目の長さ方向に対して垂直な方向で圧縮力が加えられたときに、節部Kの動きが拘束、規制されない。よって、節部Kに加熱圧縮力に対する応力が生じ難く、節部Kに強い圧縮荷重が掛からない。 In addition, since the wood structure can be softened and deformed by heat compression in the consolidation process, when wood NWs are stacked and heat-compressed, even if there are knots K, the hard knots K become the opposing member, that is, another member. A soft portion of the piled wood NW which has no knots and is easily softened and deformed and has a low specific gravity is pressed and bites into the portion. Therefore, the movement of the joint K is not constrained or regulated when it is heated and compressed. That is, even if the wood NW has knots K, the wood structure of the corresponding mating material stacked thereon is softened and deformed, so that when a compressive force is applied in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain. Moreover, the movement of the joint K is not restrained or regulated. Therefore, the joint K is less likely to be stressed by the thermal compressive force, and a strong compressive load is not applied to the joint K.
つまり、節部Kにおいては、高比重で硬いうえ、年輪線RLと節部Kの繊維方向の相違により圧縮され難く圧縮に強いものであるところ、木材NWに節部Kがあっても、木材NWを重ね合わせて圧密加工するから、木目の長さ方向に対して垂直な方向で圧縮力が加えられたときに、圧縮に強い節部Kが、節部Kのある木材に重ねた別の木材の加熱圧縮により軟化したところを押圧し、その押圧により相手材が軟化変形することで、木目の長さ方向に垂直な方向の圧縮力に対し緩衝されるから、節部Kに無理な圧縮力、ストレスが掛かり難い。 In other words, the knot K has a high specific gravity and is hard, and is resistant to compression due to the difference in the fiber direction between the annual ring line RL and the knot K. Since the NWs are stacked and compacted, when a compressive force is applied in a direction perpendicular to the length of the wood grain, the knots K, which are resistant to compression, are transferred to another piece of wood that has knots K. By pressing the softened part of the wood due to heat compression, the mating material softens and deforms due to the pressing, so that the compressive force in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain is buffered, so the knot K is forced to compress. Power and stress are hard to apply.
こうして、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWでは、節部Kが存在したとしても、表裏層の意匠材PWD1,PWD2を高圧縮とし、内部の内層材PWIを低圧縮としたことで、積層した木材の内部に強い圧縮力、圧縮ストレスが掛からないことに加え、節部Kのある個所に重ねた相手材の木材組織が軟化変形することで、節部Kに強い圧縮荷重、圧縮ストレスが掛からず節部Kの圧縮応力の発生が少ない。よって、節のある材料を用いても、例えば、木材NWに木目の長さ方向に対し垂直方向にまたは斜めに節部Kが走行している場合でも、加熱圧縮時にそれら節部Kの潰れ、クラック、亀裂等の割れが生じ難いものである。 Thus, in the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment, even if there is a knot K, the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers are highly compressed, and the internal inner layer material PW I is lowly compressed. In addition to not applying strong compressive force and compressive stress to the inside of the laminated wood, the wood structure of the mating material stacked at the joint K is softened and deformed, so that the joint K is subjected to a strong compressive load, Compressive stress is not applied and little compressive stress is generated in the joint K. Therefore, even if a material with knots is used, for example, even if the knots K run perpendicularly or obliquely to the length direction of the grain of the wood NW, the knots K are crushed during heat compression, Fractures such as cracks and fissures are less likely to occur.
特に、このように表裏層の意匠材PWD1,PWD2を高圧縮とし、内部層の内層材PWIを低圧縮として内部に圧縮ストレスを掛け難い圧密加工であることに加え、木材NWを積層し圧密加工するものでは、木材NWに節部Kが存在しても、それに重ねた対応する相手材の木材組織の軟化変形によって、節部Kに強い圧縮荷重が掛かり難いから、表裏面側である意匠材PWD1,PWD2の圧縮率を高めても、節部Kが割れに難いものである。よって、節部Kのクラック、亀裂等の割れを生じさせることなく、表面硬度、強度を高めることが可能となる。 In particular, the design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers are highly compressed in this way, and the inner layer material PW I of the inner layer is made low compression, so that it is difficult to apply compressive stress to the inside. However, in the consolidation process, even if a wood NW has a knot K, it is difficult for a strong compressive load to be applied to the knot K due to the softening and deformation of the wood structure of the corresponding mating material that is superimposed on the wood NW. Even if the compressibility of certain design materials PW D1 and PW D2 is increased, the knots K are less likely to crack. Therefore, it is possible to increase the surface hardness and strength without causing cracks, fissures, and the like at the knots K.
また、節部Kの組織は、木材の木表側から木裏側にかけてサイズが縮小する傾向にあるが、意匠材PWD1,PWD2では、木表側の板目面または追柾面側がプレス面とされたものであるから、高圧縮される意匠材PWD1,PWD2に節が存在しても、木目の長さ方向に垂直な方向の圧縮力で、それに重ねる低圧縮の内層材PWIの対応する軟化した箇所を押圧変形しやすい。よって、高圧縮される意匠材PWD1,PWD2に節が存在しても、それに重ねる低圧縮の内層材PWIによって加熱圧縮力による節の動きが拘束され難いいことで、表裏層の意匠材PWD1,PWD2の高圧縮による高い表面硬度、強度と節部Kのクラック、亀裂等の割れが生じ難い意匠面を両立できる。 In addition, the structure of the knot K tends to decrease in size from the front side of the wood to the back side of the wood, but in the design materials PW D1 and PW D2 , the cross grain surface or the chamfered surface on the front side of the wood is the pressed surface. Therefore, even if there are knots in the highly compressed design materials PW D1 and PW D2 , the compression force in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain is applied to the low-compression inner layer material PW I. It is easy to press and deform the softened part. Therefore, even if knots are present in the highly compressed design materials PW D1 and PW D2 , the low-compression inner layer material PW I overlaid on them makes it difficult for the movement of the knots due to the thermal compression force to be restrained. High surface hardness and strength due to the high compression of the materials PW D1 and PW D2 can be combined with a design surface in which cracks such as cracks and fissures at the knots K are unlikely to occur.
加えて、本実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいては、各意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIは、互いに木目の長さ方向を一致させて積層されていることから、節のある材料を使用したときでも、加熱圧縮時に積層された対向する相手材の木材組織を節が押圧しやすいから、節部Kにかかる圧縮ストレスを小さくできる。よって、節が多い場合、例えば、10%~20%の高い占有率で節が存在し、部分的な比重差が大きい場合や、木材の表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、節やその周囲でのクラック、亀裂等の割れが生じ難いものである。 In addition, in the laminated plastic-worked wood LPW according to the present embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I are laminated with the grain length direction aligned with each other. Even when a certain material is used, the compression stress applied to the knot portion K can be reduced because the knots can easily press against the wood structure of the opposing mating material that is laminated during heat compression. Therefore, when there are many knots, for example, when knots exist at a high occupancy of 10% to 20% and the difference in partial specific gravity is large, when there are knots penetrating the front and back of the wood, or when there are knots with a diameter of 20 mm or more Even if there are knots, cracks and fissures are less likely to occur at the knots and their surroundings.
このように節のある材料を使用して圧密加工してなる積層塑性加工木材LPWでは、図1乃至図4に示すように、木材NWの節部Kの硬い箇所が、対向する相手材、即ち、別の重ねた木材NWの節のない軟化変形しやすい柔らかい箇所を押圧したことにより、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIのうちの対向する面の1か所以上に節部Kによる凸状部Pと節部Kで変形した凹状部Dによる接合面BFを有する。 As shown in FIGS. 1 to 4, in the laminated plastic-worked wood LPW obtained by consolidating a material having knots in this way, the hard parts of the knots K of the wood NW are opposed to each other, i.e., , By pressing a soft portion of another piled wood NW that is easy to soften and deform without knots, a knot K is formed at one or more locations on the facing surfaces of the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I. It has a joint surface BF formed by a convex portion P and a concave portion D deformed by a knot portion K.
そして、木材NWに節のある材料を使用して圧密加工したことにより、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIのうちの対向する面の1か所以上に節部Kによる凸状部Pと節部Kで変形した凹状部Dによる接合面BFを有する積層塑性加工木材LPWでは、節が硬いから、内部抵抗力が高いことで、意匠材PWD1,PWD2に加熱圧縮力を集中させ、意匠材PWD1,PWD2の高密度化、高比重化を可能とし、表面硬度、強度を高めることも可能である。
即ち、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIのうちの対向する面の1か所以上に節部Kによる凸状部Pと節部Kで変形した凹状部Dによる接合面BFを有する積層塑性加工木材LPWによれば、より高い表面硬度、強度が得られる。よって、筆記やカッター等による浅い細かいな傷も付き難いものになり、そのような傷付きが生じやすい学校用の学童机、家庭用の学習机、オフィスや食卓の机等の天板用途にも好適である。
加えて、節部Kが積層した相手材に食い込むことで接合強度を高めることが可能となり、積層塑性加工木材LPW全体の機械的強度の向上も可能となる。
Then, by consolidating the wood NW using a material with knots, convex portions due to the knots K are formed on one or more of the facing surfaces of the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I. In the laminated plastic processed wood LPW having a joint surface BF formed by P and a concave portion D deformed at the knot K, the knots are hard, so the internal resistance is high, so the heating compression force is concentrated on the design materials PW D1 and PW D2 . This makes it possible to increase the density and specific gravity of the design materials PW D1 and PW D2 and increase the surface hardness and strength.
That is, at least one of the facing surfaces of the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I has a joint surface BF formed by a convex portion P formed by the knot K and a concave portion D deformed by the knot K. Laminated plastic processed lumber LPW provides higher surface hardness and strength. As a result, the surface is resistant to small, shallow scratches caused by writing, cutters, etc., and is suitable for use as a top plate for school children's desks, home study desks, office desks, dining table desks, etc., which are prone to such scratches. is.
In addition, the joint strength can be increased by biting into the laminated mating member of the knot portion K, and the mechanical strength of the entire laminated plastic-worked wood LPW can also be improved.
また、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、その表裏面側の意匠材PWD1,PWD2が高密度に圧密化していることによって、周囲環境条件が変化したときの水分の吸放湿が抑制されるから、周囲環境条件が変化しても寸法形状安定性が高いものである。即ち、圧密加工により元の木材から厚みを薄くしても歪みが入り難いものであり、薄い厚みでも歪みが生じ難いものである。よって、総重量が少なく、薄い厚みで軽くても、高い表面硬度、強度が得られる。したがって、天板や棚板等に使用した場合でもそれを支持する脚等の支持部材の設計自由度を高めることが可能となる。 In addition, in the laminated plastic-worked wood LPW of the present embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 on the front and back sides are densely compacted, so that moisture can be absorbed and released when the ambient environmental conditions change. is suppressed, the dimensional and shape stability is high even if the ambient environmental conditions change. That is, even if the thickness is reduced from the original lumber by consolidation, distortion hardly occurs, and even if the thickness is thin, distortion hardly occurs. Therefore, even if the total weight is small and the thickness is small, high surface hardness and strength can be obtained. Therefore, even if it is used for a top board, a shelf board, or the like, it is possible to increase the degree of freedom in designing supporting members such as legs for supporting them.
特に、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWの意匠材PWD1,PWD2は、木表側の板目面または追柾面側がプレス面とされた配置である。即ち、積層塑性加工木材LPWの表裏面が木表側の板目面または追柾面であり、1対のプレス盤10A,10Bによる加熱圧縮時に木表側の板目面または追柾面を1対のプレス盤10A,10Bに対向させたものである。したがって、圧縮による歪量、内部抵抗が少ない圧縮方向で圧縮されたものであるから、節が多くても節の潰れ、破損、割れ等が生じ難く、しかも、意匠材PWD1,PWD2に加熱圧縮力をより集中させ、意匠材PWD1,PWD2の表面硬度、強度を高めることが可能となる。また、意匠材PWD1,PWD2の表裏で収縮の異方性がバランスされたものである。よって、加熱圧縮による歪みが入り難く、また、節があっても内部割れが生じ難いものであり、周囲環境条件が変化しても寸法形状安定性が高いものである。更に、内層材PWIよりも高い圧縮密度の意匠材PWD1,PWD2で内層材PWIを平行的に挟んだ複層構造により、機械的にも安定した強度となる。
In particular, the design materials PW D1 and PW D2 of the laminated plastic-worked wood LPW of the present embodiment are arranged such that the cross grain surface or chamfered surface on the front side of the wood is a pressed surface. That is, the front and back surfaces of the laminated plastic-worked wood LPW are the cross grain surface or the chamfered surface on the wood surface side, and the cross grain surface or the chamfered surface on the wood surface side is pressed by a pair of
そして、このように複数枚の木材NWを積層し、それを圧密加工した積層塑性加工木材LPWでは、意匠材PWD1,PWD2の一方や内層材PWIに節のある材料を用いたとしても、意匠材PWD1,PWD2の他方に節のない材料を使用することで使用面の表面意匠性を維持できる。 In the laminated plastically processed wood LPW obtained by laminating a plurality of wood NWs and consolidating them in this way, even if one of the design materials PW D1 and PW D2 or the inner layer material PW I uses a material with knots, By using a knotless material for the other of the design materials PW D1 and PW D2 , the surface design of the used surface can be maintained.
ここで、本発明者らの実験研究によれば、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、意匠材PWD1,PWD2の木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とがなす鋭角側の交差角度である年輪角度θD、及び、内層材PWIの木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面面とがなす鋭角側の交差角度である年輪角度θIが、θD<θIであるものが好ましい。意匠材PWD1,PWD2の木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とがなす鋭角側の交差角度である年輪角度θDと、内層材PWIの木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とがなす鋭角側の交差角度である年輪角度θIとの関係がθD<θIであるものは、意匠材PWD1,PWD2に加熱圧縮力が集中し、意匠材PWD1,PWD2の圧縮変形量が大きいものであるから、高い表面硬度が得られる。また、加熱圧縮時の表裏層の木材NWD1,NWD2の内部抵抗も少なく、加熱圧縮時に生じる内部応力が少ないと共に、内層材PWIに掛かる加熱圧縮力を小さくできるから、節が多く存在する場合、例えば、10%~20%の高い占有率で節が存在し、部分的な比重差が大きい場合や、木材NWの表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、節やその周囲でのクラック、亀裂等の割れが生じ難いものとなる。 Here, according to the experimental research of the present inventors, the laminated plastic processed wood LPW of the present embodiment has an annual ring line RL appearing on the butt end surface of the design materials PW D1 and PW D2 Tree-ring angle θ D , which is an acute-angle crossing angle with the straight face, and sharp-angle crossing between the tree-ring line RL appearing on the butt surface of the inner layer material PW I and the cross-grain surface or straight-square face of the back side of the tree. An annual ring angle θ I that is an angle preferably satisfies θ D <θ I . The annual ring angle θ D , which is the acute angle of intersection between the tree ring line RL appearing on the butt surface of the design materials PW D1 and PW D2 and the cross grain surface or chamfered surface of the back side of the tree, and the butt surface of the inner layer material PW I Design materials PW D1 and PW D2 are design materials PW D1 and PW D2 that have a relationship of θ D < θ I between the tree-ring line RL that appears and the angle of intersection of the acute angle formed by the cross-grain surface or straight-edge surface on the back side of the tree. Since the heat compressive force concentrates on the design materials PW D1 and PW D2 and the amount of compressive deformation of the design materials PW D1 and PW D2 is large, high surface hardness can be obtained. In addition, the internal resistance of the timbers NW D1 and NW D2 of the front and back layers during heat compression is small, the internal stress generated during heat compression is small, and the heat compression force applied to the inner layer material PW I can be reduced, so many knots are present. For example, when knots exist at a high occupancy of 10% to 20% and the difference in partial specific gravity is large, when there are knots penetrating the front and back surfaces of the wood NW, or when there are knots with a diameter of 20 mm or more. Even in this case, cracks such as cracks and fissures are less likely to occur at the knots and their surroundings.
更に、本発明者らの実験研究によれば、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、意匠材PWD1,PWD2の木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とがなす鋭角側の交差角度である年輪角度θDが0°<θD≦30°の範囲内、好ましくは、0°<θD≦20°であり、内層材PWIの木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とがなす鋭角側の交差角度である年輪角度θIが5°≦θI≦80°、好ましくは、10°<θD≦70°の範囲内であるものが好ましい。当該範囲内であるものは、意匠材PWD1,PWD2に加熱圧縮力が集中し、意匠材PWD1,PWD2の圧縮変形量が大きいものであるから、高い表面硬度が得られる。特に、全体の比重に比べ表面を高比重にでき、軽量性と表面硬度、強度を両立できる。また、加熱圧縮時の各木材NWの内部抵抗が少なく、加熱圧縮時に生じる内部応力が少ないから、加熱圧縮による年輪線RLの座屈変形が防止されたものであり、クラック、亀裂等の内部割れが生じ難いものである。そして、節が多く存在する場合、例えば、10%~20%の高い占有率で節が存在し、部分的な比重差が大きい場合や、木材NWの表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、節やその周囲でのクラック、亀裂等の割れが生じ難いものとなる。 Furthermore, according to the experimental research of the present inventors, the laminated plastic processed wood LPW of the present embodiment has an annual ring line RL appearing on the butt end surface of the design materials PW D1 and PW D2 The annual ring angle θ D , which is the intersection angle on the acute angle side formed by the inner layer material PW I , is within the range of 0° < θ D ≤ 30°, preferably 0° < θ D ≤ 20°. The annual ring angle θ I , which is the intersection angle on the acute side formed by the appearing tree ring line RL and the cross-grain surface or chamfered surface of the back side of the tree, is 5°≦θ I ≦80°, preferably 10°<θ D ≦70°. is preferably within the range of Within this range, the design materials PW D1 and PW D2 are subjected to a large amount of compressive deformation due to the concentration of heating and compression forces on the design materials PW D1 and PW D2 , so that a high surface hardness can be obtained. In particular, the specific gravity of the surface can be made higher than the specific gravity of the whole, and lightness, surface hardness, and strength can be achieved at the same time. In addition, since the internal resistance of each wood NW during heat compression is small and the internal stress generated during heat compression is small, buckling deformation of the annual ring line RL due to heat compression is prevented, and internal cracks such as cracks and fissures are prevented. is difficult to occur. Then, when many knots exist, for example, when knots exist at a high occupancy rate of 10% to 20% and the difference in partial specific gravity is large, or when there are knots penetrating the front and back surfaces of the wood NW, Even if there are knots with a diameter of 20 mm or more, cracks and fissures are less likely to occur at the knots and their surroundings.
なお、年輪角度θD、θIについては、理想的には、節部Kの無い木材に関しては、木口面に表れる全ての年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とがなす交差角度θD、θIに対して該当することになるが、自然物を相手にするものであり、また、節部Kのある木材では節部Kの周囲では年輪線RLの乱れが生じ、例えば、節のない箇所では、早材部及び晩材部からなる1年輪が弧状であるが、節のある個所ではその年輪の流れを変えるように木目の長さ方向に対して略垂直方向に節が走向するから、実用的には、木口面に表れる全ての年輪線RLに対して厳格に上記の角度の条件を満たしていることを要求するものではなく、木口面にはそのような条件を満たしていない年輪線RLが数割存在しても実質的に問題がなく、平均値が上記の角度の条件を満たしていればよい。 As for the annual ring angles θ D and θ I , ideally, for lumber without knots K, the intersection between all the annual ring lines RL appearing on the butt surface and the cross-grain surface or straight-line surface on the back side of the tree is This corresponds to the angles θ D and θ I , but this is a natural object, and in wood with a knot K, the annual ring line RL is disturbed around the knot K. For example, Where there are no knots, annual rings consisting of early wood and late wood are arcuate, but where there are knots, the knots are oriented substantially perpendicular to the length of the wood grain so as to change the flow of the annual rings. Practically, it is not required that all tree ring lines RL appearing on the buttress surface strictly meet the above angle conditions. Even if there are several tenths of tree ring lines RL that are not aligned, there is no problem as long as the average value satisfies the above angle conditions.
ところで、最終製品の平滑性の確保のため、通常、圧密加工後の積層塑性加工木材LPWPの表裏の一方または両方の面を切削加工するところ、本実施の形態の表層側を高圧縮する圧密加工では、表面の切削量が0.5~1mm単位の違いでも切削した表面硬度、強度に大きく影響することが判明した。
また、意匠材PWD1,PWD2の厚みが少なすぎると、それに重なる内層材PWIに節のある材料を使用したとき、その節部Kの模様が使用面とされる方の意匠材PWD1,PWD2の表面に表出する恐れがある。
By the way, in order to ensure the smoothness of the final product, one or both of the front and back surfaces of the laminated plastic processed wood LPW P after consolidation are usually cut. In machining, it was found that even a difference of 0.5 to 1 mm in the amount of cutting on the surface greatly affects the hardness and strength of the cut surface.
Also, if the design materials PW D1 and PW D2 are too thin, and if a material with knots is used for the inner layer material PW I that overlaps them, the pattern of the knots K of the design material PW D1 is used as the surface to be used. , may appear on the surface of PW D2 .
そこで、本発明者らの鋭意実験研究によれば、表面意匠性を確保し、かつ、高い表面硬度とする厚みからすれば、好ましくは、意匠材PWD1,PWD2の厚みが、内層材PWIの厚みに対し、0.3~0.8倍の範囲内、より好ましくは、0.4~0.6倍の範囲内である。当該範囲内の厚みとするものでは、使用面とされる方の意匠材PWD1,PWD2に重ねた内層材PWIに節がある場合でも、その節及び節周囲の濃色化、黒色化した濃淡模様が使用面とされる方の意匠材PWD1,PWD2の表面に表出しない厚みとなり、表面意匠性が良く、かつ、高い表面強度、硬度が得られる。 Therefore, according to the earnest experimental research of the present inventors, the thickness of the design materials PW D1 and PW D2 is preferably the thickness of the inner layer material PW It is in the range of 0.3 to 0.8 times the thickness of I , and more preferably in the range of 0.4 to 0.6 times. If the thickness is within this range, even if there are knots in the inner layer material PW I overlaid on the design materials PW D1 and PW D2 that are used as the surface, the knots and the surroundings of the knots will be darkened or blackened. The resulting shading pattern has a thickness that does not appear on the surfaces of the design materials PW D1 and PW D2 used as the surfaces to be used, so that the surface design is good and high surface strength and hardness are obtained.
更に、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、その全体の厚みが、好ましくは、15mm以上、40mm以下、より好ましくは、18mm~35mmの範囲内であり、意匠材PWD1,PWD2の厚みが、好ましくは、1.5mm以上、10mm以下、より好ましくは、1.5mm以上、8mm以下の範囲内であり、内層材PWIの厚みが、好ましくは、6mm以上、15mm以下、より好ましくは、8mm以上、13mm以下の範囲内である。意匠材PWD1,PWD2の厚みが当該範囲内であれば、使用面とされる方の意匠材PWD1,PWD2に重ねた内層材PWIに節が存在しても、その節部Kの模様が使用面とされる方の意匠材PWD1,PWD2の表面に表出することない厚みとなり、良好な意匠表面で、かつ、高い表面強度、硬度が得られる。特に、杉材、檜材等の針葉樹の使用により薄い全体厚みで軽量性が確保される。よって、学校用の学童机やオフィス、家庭の食卓の机等の天板や棚板等に適用したときでもそれを支える脚等の支持部材の設計自由度を高くできる。
更に、意匠材PWD1,PWD2の高圧縮な圧密加工により周囲環境条件が変化しても吸放湿し難いから、厚みが薄くてもかし難く寸法形状安定性が高いものである。
Furthermore, the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment preferably has a total thickness of 15 mm or more and 40 mm or less, more preferably 18 mm to 35 mm. The thickness is preferably 1.5 mm or more and 10 mm or less, more preferably 1.5 mm or more and 8 mm or less, and the thickness of the inner layer material PW I is preferably 6 mm or more and 15 mm or less, more preferably is in the range of 8 mm or more and 13 mm or less. If the thicknesses of the design materials PW D1 and PW D2 are within this range, even if there are knots in the inner layer material PW I superimposed on the design materials PW D1 and PW D2 that are used as the surfaces to be used, the knot portions K pattern is not exposed on the surfaces of the design materials PW D1 and PW D2 used as the surfaces to be used. In particular, the use of coniferous trees such as cedar and cypress ensures light weight with a thin overall thickness. Therefore, even when it is applied to a desk for children at school, an office, a desk for a dining table at home, a shelf board, or the like, it is possible to increase the degree of freedom in designing supporting members such as legs for supporting it.
Further, the design materials PW D1 and PW D2 are highly compressed and compacted so that they do not easily absorb and release moisture even if the ambient environmental conditions change.
ここで、檜材からなる厚みが12~15mmの範囲内である木材NWを使用し、元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で45%~65%の範囲内の圧縮率で圧縮された表裏の2枚の意匠材PWD1,PWD2と、元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で10%~40%の範囲内の圧縮率で圧縮された1枚の内層材PWIとが積層接合した積層塑性加工木材LPWPを作製し、その表裏面側を2mm~3mm切削して積層塑性加工木材LPWを形成し、その積層塑性加工木材LPWについてブリネル硬さHBを測定した。積層塑性加工木材LPWは、使用する木材の厚みや、切削厚みを相違させて、厚みや圧縮率が相違する複数枚を作製しそれらのブリネル硬さHBを測定した。 Here, a wood NW made of cypress wood and having a thickness in the range of 12 to 15 mm was used, and the compression ratio with respect to the air-dried specific gravity of the original wood NW was in the range of 45% to 65%. Two design materials PW D1 and PW D2 on the front and back, and one inner layer material PW I compressed at a compression ratio within the range of 10% to 40% with respect to the air dry specific gravity of the original wood NW. A laminated plastic-worked wood LPW P was produced by laminating and joining, and the front and back sides thereof were cut by 2 mm to 3 mm to form a laminated plastic-worked wood LPW, and the Brinell hardness HB of the laminated plastic-worked wood LPW was measured. For the laminated plastically worked wood LPW, a plurality of pieces having different thicknesses and compression ratios were produced by changing the thickness of the wood used and the cutting thickness, and the Brinell hardness HB of each was measured.
具体的には、ブリネル硬さHBは、JIS Z 2101の木材の試験方法に準拠し、作製した積層塑性加工木材LPWに対し、その一方の意匠材PWD1,PWD2側から直径10mmの鋼球を毎分0.5mmの速度で深さ約0.32(1/π)mmまで圧入し、その時の荷重を接触面積で割ることにより求めたものである。なお、ブリネル硬さは、各木材の12個所で測定した平均値のうち最も高いブリネル硬さHBの測定値を表1に示した。
また、比較のために、現行の学校用の学習机の天板の表層に用いられているゴム集成材及び未圧縮の檜材、ナラ材についても同様にブリネル硬さHBを測定した。
これらブリネル硬さHBの測定結果を表1に示す。
Specifically, the Brinell hardness HB is measured according to the test method for wood of JIS Z 2101, and a steel ball with a diameter of 10 mm is applied from one of the design materials PW D1 and PW D2 to the prepared laminated plastic processed wood LPW. is press-fitted to a depth of about 0.32 (1/π) mm at a speed of 0.5 mm/min, and the load at that time is divided by the contact area. As for the Brinell hardness, Table 1 shows the highest Brinell hardness HB among the average values measured at 12 points on each piece of wood.
For comparison, the Brinell hardness HB was similarly measured for laminated rubber timber and uncompressed cypress and oak timbers, which are used for the surface layer of the top plate of current school desks.
Table 1 shows the measurement results of these Brinell hardnesses HB.
表1に示すように、所定の圧密加工をした積層塑性加工木材LPWでは、ゴム集成材、未圧縮の檜材及びナラ材よりも比重が小さく軽量であるにも関わらず、最もブリネル硬さが硬いものとなった。よって、この積層塑性加工木材LPWによれば、軽量性及び高い表面硬度、強度とが両立し、高い表面硬度、強度によって筆記、カッター等による傷付きも生じ難く、そのうえ、軽量であるから、持ち運びが容易で、更に、机等の天板や棚板等を支持する脚の設計自由度を高めることも可能である。したがって、容易な持ち運びや筆記、カッター等による傷付き難さが必要とされる学校用の学習机等の天板用途等にも好適である。また、ゴム集成材及び未圧縮の檜材、ナラ材は天然の木材であるから、硬度、強度等の特性や品質のばらつきも大きくなるのに対し、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWでは圧密加工により硬度、強度を高くするものであるから、硬度・強度等の特性や品質のばらつきが抑えられ、商品において硬度、強度不足による不良品の発生も少なく、天板等としての商品価値を高くできるものである。 As shown in Table 1, the laminated plastic processed wood LPW that has been subjected to a predetermined consolidation process has the highest Brinell hardness despite having a smaller specific gravity and lighter weight than laminated rubber lumber, uncompressed cypress and oak. became hard. Therefore, according to this laminated plastic processed wood LPW, lightness and high surface hardness and strength are compatible. Furthermore, it is possible to increase the degree of freedom in designing the legs that support the top board of a desk or the like, a shelf board, or the like. Therefore, it is suitable for use as a top plate of a study desk or the like for school, which requires easy carrying, writing, and resistance to scratching by a cutter or the like. In addition, laminated rubber timber, uncompressed cypress timber, and oak timber are natural timbers, so there is a large variation in characteristics such as hardness and strength, and in quality. Since hardness and strength are increased by consolidation processing, variations in characteristics such as hardness and strength and quality are suppressed, and defective products due to lack of hardness and strength are less likely to occur, increasing commercial value as a top plate. It can be made high.
こうして、本実施の形態の積層塑性加工木材LPWは、ブリネル硬さが15N以上、30N以下、好ましくは、18N以上、30N以下、より好ましくは、18N以上、25N以下の範囲内である。当該範囲内であれば、筆記やカッター等による浅い細かい傷が付き難い、即ち、傷痕が付き難い高い表面硬さ、強度であり、かつ、節があっても割れ難いいものとなる。そして、このような圧密加工で木材の表面硬度を高めたものでは、木材本来の木目、温かみ等の質感も有するものであり、学校用の学童机やオフィス、食卓の机等の天板にも好適である。 Thus, the laminated plastically worked wood LPW of the present embodiment has a Brinell hardness of 15N or more and 30N or less, preferably 18N or more and 30N or less, more preferably 18N or more and 25N or less. Within this range, the surface is hard to be scratched by writing, a cutter, or the like, that is, it has a high surface hardness and strength, and is hard to break even if it has knots. In addition, wood whose surface hardness is increased by such a compaction process has the texture of wood's original wood grain and warmth. preferred.
以上、説明してきたように、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWは、3枚以上の木材NWをその木目の長さ方向に対して垂直方向に積層し、木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により圧密加工し、かつ、一体に接合してなる積層塑性加工木材LPWであって、表裏層に位置し加熱圧縮により高圧縮された厚みの薄い2枚の意匠材PWD1,PWD2と、表裏層の2枚の意匠材PWD1,PWD2間に位置し意匠材PWD1,PWD2よりも低圧縮とされた厚みのある1枚以上の内層材PWIとを具備するものである。 As described above, the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment is obtained by stacking three or more woods NW in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain, and Laminated plastic-worked wood LPW formed by consolidating by heat compression in the vertical direction and integrally joining two thin design materials PW D1 located on the front and back layers and highly compressed by heat compression. , PW D2 , and one or more thick inner layer materials PW I positioned between the two design materials PW D1 and PW D2 of the front and back layers and having a lower compression than the design materials PW D1 and PW D2 . It is something to do.
即ち、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWは、木材NWの木目の長さ方向に対して垂直方向に木材NWを複数枚積層してなる積層木材LWを、木目の長さ方向に対して垂直方向の加熱圧縮により塑性加工し、また、一体に接合したものであり、加熱圧縮による圧縮量が大きくて厚みが小さい2枚の意匠材PWD1,PWD2が表裏層に配設し、2枚の意匠材PWD1,PWD2よりも加熱圧縮による圧縮量が小さくて厚みが大きい1枚以上の内層材PWIが2枚の意匠材PWD1,PWD2間に配設したものである。 That is, the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment is a laminated wood LW formed by laminating a plurality of wood NWs in a direction perpendicular to the length direction of the wood grain of the wood NW. Two design materials PW D1 and PW D2 , which are plastically worked by heat compression in the vertical direction and are integrally joined, having a large amount of compression by heat compression and a small thickness, are arranged on the front and back layers, One or more inner layer materials PW I having a smaller compression amount due to heat compression and a greater thickness than the two design materials PW D1 and PW D2 are arranged between the two design materials PW D1 and PW D2 . .
したがって、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、表裏の意匠面を形成する意匠材PWD1,PWD2を高圧縮とする一方、意匠材PWD1,PWD2間の内層材PWIは低圧縮とした塑性加工であり、元の木材NWよりも機械的強度を強くでき、また、表面硬度を高めることができるうえ、表裏の意匠材PWD1,PWD2以外の内部の内層材PWIでは、意匠材PWD1,PWD2よりも低圧縮であるから、また、表裏で圧縮率をバランスしていることで圧縮による歪みが入り難いから、節のある材料を用いても、その節には強い圧縮力が掛かり難いものである。特に、木材NWを重ねた積層木材LWの塑性加工であり、木材NWに節があり部分的に比重が異なる硬い箇所があっても、木材NW同士を重ねて加熱圧縮するものでは、硬い節の箇所を、加熱圧縮により軟化し硬い節の押圧により変形可能な低比重な箇所で受けることができるから、節に過剰な圧縮応力、内部応力が掛かり難いものである。よって、節があっても、その節部Kにクラック、亀裂等の割れが生じ難いものである。また、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIとの3枚以上の木材の積層接合であり、内層材PWIや一方の意匠材PWD1,PWD2に節のある材料を用いたとしても、他方の意匠材PWD1,PWD2に節のない材料を使用すれば使用面では意匠性を維持することが可能である。 Therefore, according to the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 forming the front and back design surfaces are highly compressed, while the inner layer material PW between the design materials PW D1 and PW D2 I is plastic processing with low compression, which can increase the mechanical strength and surface hardness compared to the original wood NW . PW I is less compressible than the design materials PW D1 and PW D2 , and since the compression rate is balanced on the front and back, distortion due to compression is less likely to occur, so even if a material with knots is used, the It is difficult to apply a strong compressive force to the joints. In particular, it is a plastic working of the laminated wood LW in which the wood NWs are piled up, and even if the wood NW has knots and there are hard portions with partially different specific gravities, the hard knots cannot be formed by stacking the wood NWs and compressing them under heat. Since the portion can be softened by heating and compression and can be deformed by pressing of a hard node, the portion can receive an excessive compressive stress and internal stress. Therefore, even if there are knots, the knots K are less prone to cracks, fissures, and the like. In addition, it is assumed that the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I are laminated and joined with three or more pieces of wood, and a material with knots is used for the inner layer material PW I and one of the design materials PW D1 and PW D2 . However, if the other design materials PW D1 and PW D2 are made of materials without knots, it is possible to maintain the design in terms of use.
加えて、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、複数枚の木材NWを積層、圧密加工して1枚の厚みを出すものであり、原材料の各1枚の製材の厚みは薄くてもよいから、圧密加工前の乾燥工程での乾燥時間の短縮化が可能であり、乾燥による負荷を少なくできる。よって、節がある材料を使用したときでも、乾燥による節割れ、節抜けを生じ難くでき、歩留まりの向上を可能とする。 In addition, according to the laminated plastically processed lumber LPW according to the above embodiment, a plurality of lumbers NW are laminated and consolidated to obtain a thickness of one lumber. Since it may be thin, it is possible to shorten the drying time in the drying process before consolidation and reduce the load due to drying. Therefore, even when a material with knots is used, it is possible to prevent knot cracking and knot dropout due to drying, and to improve the yield.
加えて、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIは互いに一体に接合しているから、製品化後の膨張収縮による歪み、反りの発生による接合面での剥離を防止できる。 In addition, according to the laminated plastic processed wood LPW according to the above embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I are integrally joined to each other. It is possible to prevent peeling at the joint surface due to the occurrence of .
こうして、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、意匠材PWD1,PWD2や内層材PWIに節があってもその節部Kにクラック、亀裂等の割れが生じ難いものであり、かつ、意匠性を両立させることができ、節のある材料の有効活用を図ることができる。 Thus, according to the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, even if there are knots in the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I , cracks such as cracks and fissures are unlikely to occur at the knots K. In addition, it is possible to achieve both designability and effective use of materials with knots.
特に、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIは、互いに木目の長さ方向を一致させて積層されていることから、節のある材料を使用したときでも、加熱圧縮時に積層された対向する相手材の木材組織を節が押圧しやすく、節に圧縮ストレスが掛かり難い。よって、節が多い場合、例えば、10%~20%の高い占有率で節が存在し、部分的な比重差が大きい場合や、木材の表裏面を貫く節が存在する場合や、直径20mm以上の節が存在する場合であっても、節やその周囲でのクラック、亀裂等の割れを生じさせ難いものである。したがって、塑性加工時の更なる歩留りの向上を可能とする。 In particular, according to the laminated plastic-worked wood LPW according to the above-described embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I are laminated with the grain length direction aligned with each other, so that the knots Even when a certain material is used, the knots are likely to press against the wood structure of the opposing mating material that is laminated during heat compression, and compressive stress is less likely to be applied to the knots. Therefore, when there are many knots, for example, when knots exist at a high occupancy of 10% to 20% and the difference in partial specific gravity is large, when there are knots penetrating the front and back of the wood, or when there are knots with a diameter of 20 mm or more Even if there are knots, it is difficult to cause cracks, fissures, etc. at the knots and their surroundings. Therefore, it is possible to further improve the yield during plastic working.
また、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、各意匠材PWD1,PWD2と内層材PWIは、意匠材PWD1,PWD2の木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θDと、内層材PWIの木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の角度θIとが、θD<θIであるものは、意匠材PWD1,PWD2の圧縮変形量が大きいものであり、加熱圧縮時の内部応力が少ないものである。よって、圧縮による歪みも少なく、また、節があってもクラック、亀裂等の割れを生じることなく、高い表面硬度が得られる。 In addition, in the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, each of the design materials PW D1 and PW D2 and the inner layer material PW I have the annual ring line RL appearing on the butt end surface of the design materials PW D1 and PW D2 and the plate on the back side of the wood. Acute angle of annual ring θ D at which the grain surface or the straight edge surface intersects, and acute angle θ I at which the annual ring line RL appearing on the butt surface of the inner layer material PW I intersects with the cross grain surface or the straight edge surface of the back side of the tree. When .theta..sub.D < .theta.I , the design materials PW.sub.D1 and PW.sub.D2 have a large amount of compressive deformation and a small internal stress during heating and compression. Therefore, the strain due to compression is small, and even if there are knots, cracks and cracks do not occur, and a high surface hardness can be obtained.
更に、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、各意匠材PWD1,PWD2は、その木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θDが0°<θD≦30°であり、1枚または2枚以上の各内層材PWIは、その木口面に表れる年輪線RLと木裏側の板目面または追柾面とが交わる鋭角側の年輪角度θIが5°≦θI≦80°であるものは、加熱圧縮による年輪の座屈変形が少ないものである。よって、節が存在しても木材内部の割れが生じ難いものであり、また、歪み等も入り難いものである。したがって、品質の安定化を可能とする。 Furthermore, in the laminated plastic processed lumber LPW according to the above embodiment, each of the design materials PW D1 and PW D2 has an acute-angled side where the annual ring line RL appearing on the butt end surface intersects with the cross-grain surface or the chamfer surface on the back side of the tree. The annual ring angle θ D is 0° < θ D ≤ 30°, and one or more inner layer materials PW I are divided between the annual ring line RL appearing on the butt surface and the cross grain surface or the straightening surface on the back side of the tree. When the annual ring angle θ I on the acute angle side where the two intersect is 5°≦θ I ≦80°, buckling deformation of the annual rings due to thermal compression is small. Therefore, even if there are knots, cracks are unlikely to occur inside the wood, and distortions are unlikely to occur. Therefore, it is possible to stabilize the quality.
加えて、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、各意匠材PWD1,PWD2は、木表側の板目面または追柾面側がプレス面とされた配置であるから、圧縮による歪量、内部抵抗が少ない圧縮方向で圧縮されたものである。また、積層塑性加工木材LPWの表裏面に各意匠材PWD1,PWD2の木表側の板目面または追柾面がくるから、収縮の異方性がバランスされたものである。よって、節があっても内部割れが生じ難いものであり、かつ、寸法形状安定性も高いものである。 In addition, according to the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, each of the design materials PW D1 and PW D2 is arranged such that the cross grain surface or the chamfered surface on the front side of the wood is a pressed surface, so that the compression It is compressed in the direction of compression where the amount of strain and internal resistance due to is small. In addition, since the front and back surfaces of the laminated plastic-worked wood LPW are on the front and back surfaces of the design materials PW D1 and PW D2 , the anisotropy of shrinkage is well-balanced. Therefore, even if there are knots, internal cracks are unlikely to occur, and the dimensional shape stability is high.
そして、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材において、その気乾比重が元の木材の気乾比重の1.2倍以上、1.7倍以下であれば、表面硬度、強度と軽量性との両立を可能とする。 In the laminated plastically processed lumber according to the above embodiment, if the air-dried specific gravity is 1.2 times or more and 1.7 times or less than the air-dried specific gravity of the original lumber, surface hardness, strength and lightness are achieved. make it possible to achieve both
特に、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWによれば、意匠材PWD1,PWD2は、加熱圧縮により元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で45%~65%の範囲内の圧縮率であり、内層材PWIは、加熱圧縮により元の木材NWの気乾比重に対する圧縮率で10%~40%の範囲内の圧縮率であるから、針葉樹を使用して軽量としても高い表面硬度が得られる。よって、軽量性と高い表面硬度とを両立できる。 In particular, according to the laminated plastic-worked wood LPW according to the above embodiment, the design materials PW D1 and PW D2 can be compressed by heating to achieve a compression rate within the range of 45% to 65% with respect to the air-dried specific gravity of the original wood NW. The compression rate of the inner layer material PW I is within the range of 10% to 40% in terms of compression rate with respect to the air-dried specific gravity of the original wood NW by heat compression, so it is high even if it is lightweight using softwood. Surface hardness is obtained. Therefore, both lightness and high surface hardness can be achieved.
また、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、意匠材PWD1,PWD2の厚みが、内層材PWIの厚みの0.3~0.8倍の範囲内であるものでは、使用面側とする意匠材PWD1,PWD2の一方に重ねた内層材PWIに節部Kがある場合でも、その節及び節周囲の濃色化、黒色化した模様が使用面側とする意匠材PWD1,PWD2に表出しない厚みであり、また、表面硬度も高くできる。よって、表面硬度・強度と表面意匠性を両立できる。 In addition, in the laminated plastic processed wood LPW according to the above embodiment, if the thickness of the design materials PW D1 and PW D2 is within the range of 0.3 to 0.8 times the thickness of the inner layer material PW I , use Even if there is a knot K in the inner layer material PW I overlaid on one of the design materials PW D1 and PW D2 , which is the face side, the darker and blacker pattern around the knot and the knot is the design of the used side. The thickness is such that it does not appear on the materials PW D1 and PW D2 , and the surface hardness can be increased. Therefore, it is possible to achieve both surface hardness/strength and surface design.
更に、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、その全体の厚みが15mm以上、40mm以下の範囲内であり、意匠材PWD1,PWD2の厚みが1.5mm以上、10mm以下の範囲内であり、内層材PWIの厚みが、6mm以上、15mm以下の範囲内であるものでは、使用面側とする意匠材PWD1,PWD2の一方に重ねた内層材PWIに節部Kがある場合でも、その節及び節周囲の濃色化、黒色化した模様が使用面側とする意匠材PWD1,PWD2に表出しない厚みであり、かつ、薄い全体厚みで軽量とするも、高い表面硬度が確保される。よって、表面硬度・強度、表面意匠性及び軽量性を両立できる。 Furthermore, in the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, the overall thickness is in the range of 15 mm or more and 40 mm or less, and the thickness of the design materials PW D1 and PW D2 is in the range of 1.5 mm or more and 10 mm or less. In the case where the thickness of the inner layer material PW I is within the range of 6 mm or more and 15 mm or less, the knot K Even if there is a knot and a darkened or blackened pattern around the knot, the thickness is such that it does not appear on the design materials PW D1 and PW D2 that are used on the side of use, and the overall thickness is thin and lightweight. , high surface hardness is ensured. Therefore, it is possible to achieve both surface hardness/strength, surface design and light weight.
そして、上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、ブリネル硬さが15N以上、30N以下の範囲内であるものでは、筆記やカッター等による浅い細かい傷が付き難い表面硬さであるから、学校用の学童机、家庭用の学習机、オフィスの仕事机、食卓の机等の天板にも好適である。 In the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, if the Brinell hardness is in the range of 15 N or more and 30 N or less, the surface hardness is such that shallow and fine scratches are difficult to be caused by writing, cutters, etc. It is also suitable as a top board for school children's desks, home study desks, office work desks, dining table desks, and the like.
上記実施の形態に係る積層塑性加工木材LPWにおいて、意匠材PWD1,PWD2及び内層材PWIのうちの対向する面の1か所以上に節部Kによる凸状部Pと節部Kで変形した凹状部Dによる接合面BFを有するものは、節があってもその周囲の木材組織が軟化変形することより節の動きが規制、拘束されず、節部Kにクラック、亀裂等の割れが入ることなく圧密加工したものである。したがって、節のある材料の使用により安価なものとなる。また、節がある木材では、圧縮し難く抵抗するから、表面硬度を高めることも可能となる。 In the laminated plastically worked wood LPW according to the above embodiment, one or more of the facing surfaces of the design materials PW D1 , PW D2 and the inner layer material PW I are provided with a convex portion P by the knot K and a knot K Even if there is a joint surface BF with a deformed concave portion D, the movement of the joint is not restricted or restrained due to the softening and deformation of the wood structure around it, and cracks such as cracks and fissures occur at the joint K. It is compacted without entering. Therefore, the use of knotted material is less expensive. In addition, wood with knots is difficult to compress and resists compression, so it is possible to increase the surface hardness.
ところで、所定の幅広や長尺の天板や棚板等の製品を形成する場合にあっては、複数の積層塑性加工木材LPWをそれら木目の長さ方向を並行にして、その厚み方向に対して垂直な幅方向に、即ち、横方向に連接し、横継ぎ接合して所定の幅寸法としたり、複数の積層塑性加工木材LPWをその木目の長さ方向に、即ち、縦方向に連接し、縦継ぎ接合して所定の長さ寸法としたりすることが可能である。このとき、加工前の積層木材LWを木目の長さ方向に対して直角な幅方向に複数枚横接ぎし、及び/または、木目の長さ方向に複数枚縦接ぎして圧密加工してもよい。積層塑性加工木材LPWでは、高圧縮に圧密加工した意匠材PWD1,PWD2の存在によって周囲環境条件が変化したときの吸放湿特性、即ち、膨張収縮への変化が少なく寸法形状安定性があるから、複数の積層塑性加工木材LPWを横継ぎや縦接ぎ接合しても、周囲環境条件の変化によってその接合面に負荷が掛かかり割れや歪み等が生じ難いものである。また、周囲環境条件の変化によって大きな応力が生じ難いから、節部Kが存在する場合であっても、木材割れや歪み等が生じ難いものである。 By the way, in the case of forming a product such as a predetermined wide or long top board or shelf board, a plurality of laminated plastic processed lumber LPWs are arranged in parallel with the length direction of the wood grain, and are arranged in the thickness direction. In the vertical direction of the width, that is, in the horizontal direction, and jointed horizontally to have a predetermined width, or in the length direction of the wood grain, that is, in the longitudinal direction, a plurality of laminated plastic-worked lumber LPWs are connected. It is possible to form a predetermined length dimension by splicing and splicing. At this time, a plurality of laminated lumber LW before processing may be jointed horizontally in the width direction perpendicular to the length direction of the grain and/or may be vertically jointed in the length direction of the wood grain for consolidation. good. Laminated plastic processed wood LPW has moisture absorption and desorption characteristics when the ambient environmental conditions change due to the presence of the design materials PW D1 and PW D2 that are highly compressed, that is, there is little change in expansion and contraction, and the dimensional shape stability is improved. Therefore, even if a plurality of laminated plastic-worked lumber LPWs are jointed horizontally or longitudinally, a load is applied to the joint surfaces due to changes in ambient environmental conditions, and cracks and distortions are unlikely to occur. In addition, since a large stress is less likely to occur due to changes in ambient environmental conditions, cracks, distortions, etc. of the wood are less likely to occur even when the knots K are present.
ところで、節及びその周囲には豊富な樹脂分が存在することで、そこに過剰な加熱圧縮力が加えられた場合には、ヤニが析出する恐れがあるが、上記実施の形態の積層塑性加工木材LPWによれば、節部Kに過剰なストレスが入り難いことで、節部Kからの多量のヤニの析出が抑えられる。よって、節部Kがあっても、加熱圧縮で使用するプレス盤10等に節部Kからのヤニが接着して1対のプレス盤10を汚染する恐れもなく、圧密加工後に積層塑性加工木材LPWが1対のプレス盤10から剥がれなくなる事態が生じることもない。また、節部Kが高圧縮されるものでもないから、製品化後に周囲環境条件が変化した際に節部Kからヤニが多量に析出して商品価値を低下させるようなこともない。
By the way, since there is an abundant resin content in the knots and their surroundings, there is a risk that resin will precipitate when excessive heat compression force is applied there, but the lamination plastic working of the above embodiment According to the wood LPW, excessive stress does not easily enter the knots K, so that a large amount of tar deposits from the knots K can be suppressed. Therefore, even if there is a knot K, there is no fear that the resin from the knot K will adhere to the
なお、上記実施の形態では、上プレス盤10A及び下プレス盤10Bによる面接触で加熱圧縮し、密閉状態の内部空間ISに保持された木材の圧密化の固定では、熱効率よく圧縮変形して圧縮後の戻りも少ないから、安定して高品質の製品を提供できる。
しかし、本発明を実施する場合には、圧密加工は上述した製造方法に限定されることなく、例えば、圧縮ローラや圧延ロールを用いた製造であってもよい。
In the above-described embodiment, heat compression is performed by surface contact between the
However, when carrying out the present invention, the consolidation process is not limited to the manufacturing method described above, and may be, for example, manufacturing using compression rollers or rolling rolls.
そして、本実施の形態の塑性加工木材PWは、高い表面硬度、強度であるから、耐摩耗性、耐衝撃性も高く、天板や棚板以外の用途にも好適である。即ち、学校用の学習机、学童机、ダイニングテーブル等の机の天板や棚板に限らず、例えば、家具、台所板、階段板、床、デッキ、腰板等に適用することができる。
なお、本発明の実施の形態で挙げている数値は、臨界値を示すものではなく、実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を若干変更してもその実施を否定するものではない。
Since the plastically worked wood PW of the present embodiment has high surface hardness and strength, it also has high abrasion resistance and impact resistance, and is suitable for uses other than top boards and shelf boards. That is, it can be applied not only to desk tops and shelf boards such as school study desks, children's desks, and dining tables, but also to furniture, kitchen boards, stair boards, floors, decks, waistboards, and the like.
It should be noted that the numerical values given in the embodiments of the present invention do not indicate critical values, but indicate preferred values suitable for implementation, so even if the above numerical values are slightly changed, the implementation is denied. is not.
LPW 積層塑性加工木材
NWD1,NWD2,NWI1,NWI2,NWI3 加工前の木材
PWD1,PWD2 意匠材
PWI1,PWI2,PWI3 内層材
RL 年輪線
凸状部P
凹状部Q
接合面BF
LPW Laminated plastic processed wood NW D1 , NW D2 , NW I1 , NW I2 , NW I3 Wood before processing PW D1, PW D2 Design material PW I1 , PW I2 , PW I3 Inner layer material RL Annual ring line Convex part P
Concave part Q
Joint surface BF
Claims (11)
前記加熱圧縮により高圧縮された厚みの薄い表裏層の2枚の意匠材と、
前記2枚の意匠材間に挟まれ前記意匠材よりも低圧縮とされた厚みのある1枚以上の内層材と、
を具備することを特徴とする積層塑性加工木材。 Laminate plasticity in which three or more pieces of wood are laminated in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain, consolidated by heat compression in the direction perpendicular to the length direction of the wood grain, and integrally joined. processed wood,
Two design materials of thin front and back layers highly compressed by the heat compression,
one or more thick inner layer materials sandwiched between the two design materials and having a lower compression than the design materials;
Laminated plastic processed lumber, characterized by comprising:
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