塑性加工木材製造装置及びその製造方法
【課題】 木材の圧縮加工における加工時間を短縮すると共に、加工後に膨らみ変形を生じない安定した品質の製品を得ること。
【解決手段】 加熱プレス盤１００Ａの内部空間ＩＳ内に載置された補助板ＳＢ上の木材ＮＷが加熱圧縮され、内部空間ＩＳが密閉状態に所定時間保持されている間に、木材ＮＷに元々含まれている水分が蒸気圧となって内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面、更には内部とで通過自在となることで、木材ＮＷが均一に固定化される。この後、木材ＮＷが加熱圧縮され固定化後にそれまでのプレス圧が短い時間外され、その表面温度が多少低下したとしても膨らみ変形の発生を遅らせることができることとなり、直ちに冷却プレス盤１００Ｂにて冷却圧縮されることで膨らみ変形を生じることのない安定した品質の塑性加工木材ＰＷ１を製造することができる。
【解決手段】 加熱プレス盤１００Ａの内部空間ＩＳ内に載置された補助板ＳＢ上の木材ＮＷが加熱圧縮され、内部空間ＩＳが密閉状態に所定時間保持されている間に、木材ＮＷに元々含まれている水分が蒸気圧となって内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面、更には内部とで通過自在となることで、木材ＮＷが均一に固定化される。この後、木材ＮＷが加熱圧縮され固定化後にそれまでのプレス圧が短い時間外され、その表面温度が多少低下したとしても膨らみ変形の発生を遅らせることができることとなり、直ちに冷却プレス盤１００Ｂにて冷却圧縮されることで膨らみ変形を生じることのない安定した品質の塑性加工木材ＰＷ１を製造することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材を圧縮成形することで硬度を高めることができる塑性加工木材製造装置及びその製造方法に関し、例えば、住宅の床材等の建材として使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス加工する際に木材の周囲を密閉し、木材に含まれる水分をその木材中に閉じ込めたうえで高温高圧で加熱圧縮処理すると、顕著な回復抑制効果が現われて、もはや元の厚みには戻らないことが知られている。ところが、このような木材を、処理後に直ちにプレス機から取り出すと、木材中に含まれていた高温高圧の蒸気圧の作用によって、この木材の表面にパンクと呼ばれる膨らみ変形が発生し易いという不具合があった。これに対処するため、従来は、木材の熱処理後にプレス状態を維持したままプレス機を冷却することで塑性加工木材（圧縮木材）を製造するしかなかった。しかしながら、このような工程の繰返しでは、プレス機の再加熱に伴う無駄なエネルギの消費と共に、時間も要するという問題が生じていた。
【０００３】
そこで、特許文献１では、エネルギや時間を多大に消費することなしに、加熱圧縮した木材の表面における膨らみ変形の発生を防止することを目的として、木材を加熱プレス処理により圧縮して密閉空間に閉込め、木材中の水分を加圧蒸気圧化させて圧縮変形状態に固定させた後、プレス状態を維持したまま密閉空間内を減圧させる技術が示されている。これによれば、木材中に含まれる蒸気圧が密閉空間内に放出されるため、加熱プレス処理後に木材を加熱状態のまま熱プレス機から取出してもその表面における膨らみ変形の発生が防止されるとある。
【特許文献１】特開平８−９０５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１にあるように、木材中に含まれている高温高圧の蒸気圧は密閉空間内を減圧するだけでは瞬時に抜けきることは難しく、依然として、木材の木口面から離れた中央部分では均一化されておらず、特に、厚板材では加熱プレス処理後の膨らみ変形を完全に抑えることは無理であり、多少でも膨らみ変形が生じると製品としての品質が低下するという問題があった。特に、厚み３０〔ｍｍ〕以下の床材等の木材板の場合には、加熱プレス処理後の膨らみ変形が板材全体の曲がり面となって表出する場合があり、板材としての品質が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、木材の圧縮加工における加工時間を短縮できると共に、加工後に変形が生じることのない安定した品質の製品を製造可能な塑性加工木材製造装置及びその製造方法の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の塑性加工木材製造装置は、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間を形成し、前記内部空間の体積を変化させることにより加熱圧縮自在な加熱プレス盤と、前記加熱プレス盤の所定温度の内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定圧力で圧縮し、前記内部空間を密閉状態に保持し、所定時間経過後にそれを開放する加熱圧縮加工制御手段と、前記加熱圧縮加工制御手段で前記内部空間が密閉状態に保持されているとき、前記内部空間を介して前記木材の周囲面の高温高圧の蒸気圧を制御し、前記蒸気圧制御により前記木材を仮固定化する蒸気圧制御手段と、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を形成し、前記圧縮面間の距離を変化させることにより冷却圧縮自在な冷却プレス盤と、前記加熱プレス盤から取り出された前記蒸気圧制御により仮固定化した前記木材を前記冷却プレス盤に直ちに載置し、その加熱圧縮された面を所定温度及び所定圧力で強制冷却圧縮し、前記木材を定着して所定時間経過後に開放し、固定化した塑性加工木材とする冷却圧縮加工制御手段とを具備するものである。
【０００７】
ここで、本発明を実施する場合の複数に分割された構造体で対向する圧縮面を有して内部空間を形成する加熱プレス盤及び冷却プレス盤は、単純に上下に２分割した上下プレス盤構造体、上下プレス盤と枠体とからなる構造体等、複数の構造体によって構成できる。
また、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮するとは、木材の木口面以外の板目面または柾目面を加熱圧縮することにより、少なくとも木口面の面積を小さくすることを意味し、加熱プレス盤による加熱圧縮の方向性を特定するものである。なお、木材の加熱圧縮する面は、木材の種類等も考慮され好ましい加熱圧縮の方向が選定される。
そして、本発明を実施する場合の蒸気圧制御手段は、加熱圧縮加工制御手段で密閉状態に保持されているときの内部空間を介して木材の周囲面として圧縮面側の表面、更にはその内部とで出入りする高温高圧の蒸気圧を供給、排出するように制御するものであればよい。また、前記蒸気圧制御により前記木材の仮固定化するとは、加熱プレス盤で加熱圧縮された体積状態を維持できるものであればよく、そのために、表面のみ乾燥状態とすべく、一時的に加熱圧縮加工制御手段で密閉状態に保持されているときの内部空間の蒸気圧を放出し、低圧加熱する技術も含むものである。
更に、本発明を実施する場合の冷却圧縮加工制御手段は、加熱圧縮加工制御手段で加工終了して取り出された前記蒸気圧制御により前記木材の仮固定化した前記木材を前記冷却プレス盤に直ちに載置し、加熱プレス盤で加熱圧縮された面の状態を保持したまま、前記木材を定着する強制冷却圧縮に移行できるように制御するものであればよい。
なお、本発明の概略は、前述したように、加熱圧縮加工制御手段では木材の加熱圧縮を、蒸気圧制御手段では当該木材の仮固定化を、冷却圧縮加工制御手段では当該木材の定着を行い、全体で固定化を完了した塑性加工木材を得るものである。
【０００８】
請求項２の塑性加工木材製造装置は、請求項１に記載の要件に加えて、前記加熱プレス盤には、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材に食い込む程度の所定の断面形状からなる凸状部が形成されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の木材に食い込む程度の所定の断面形状からなる凸状部とは、加熱圧縮された木材に加工歪が入らず、また、製品としての品質を損なわない程度の断面形状が望ましく、できる限り多くの凸状部を形成することが好ましい。殊に、木材に食い込み、その食い込ませた位置に至る木材の位置までを内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものであるから、その食い込む程度は、木材の厚みがそれ程ない場合には、浅い構造であってもよい。
なお、加熱プレス盤における少なくとも一方の圧縮面側に形成された凸状部とは、本発明の実施の形態によっては、両方の圧縮面側に凸状部が形成される場合があることを意味する。
【０００９】
請求項３の塑性加工木材製造装置は、請求項１に記載の要件に加えて、前記加熱プレス盤には、少なくとも一方の圧縮面側に、前記内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部が形成されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部とは、加熱圧縮される木材の圧縮面を内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものであるから、加熱圧縮された木材に加工歪が入らず、また、製品としての品質を損なわない程度の断面形状であればよく、木材の繊維方向やそれと交差する方向等にできる限り多くの凹状部を形成することが好ましい。また、本発明を実施する場合の凹状部は、換言すれば、加熱プレス盤の木材の圧縮面に形成された溝部であり、断面形状としてはＵ字形状、Ｖ字形状、台形形状等で製品となる塑性加工木材を取外し易い形状であればよい。
なお、加熱プレス盤における少なくとも一方の圧縮面側に形成された凹状部とは、本発明の実施の形態によっては、両方の圧縮面側に凹状部が形成される場合があることを意味する。
【００１０】
請求項４の塑性加工木材製造装置は、請求項１に記載の要件に加えて、前記加熱プレス盤には、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材との間に隙間を形成する隙間形成部材が配設されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の木材との間に隙間を形成する隙間形成部材とは、加熱圧縮される木材の圧縮面を内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものであるから、加熱圧縮された木材に加工歪が入らず、また、製品としての品質を損なわない程度の表面凹凸形状であればよく、木材の圧縮面に対してできる限り多くの隙間を形成することが好ましい。
なお、加熱プレス盤における少なくとも一方の圧縮面側に配設された隙間形成部材とは、本発明の実施の形態によっては、両方の圧縮面側に隙間形成部材が配設される場合があることを意味する。
【００１１】
請求項５の塑性加工木材製造装置は、請求項１に記載の要件に加えて、前記木材が前記加熱プレス盤による加熱圧縮の加工開始から前記冷却プレス盤による強制冷却圧縮することによって定着に至る加工終了までを通して、それらと熱伝導率が同等以上の材質からなる搬送補助具上に載置された状態で加工されるものである。
ここで、本発明を実施する場合の加熱プレス盤による加熱圧縮の加工開始から強制冷却圧縮することによって定着する冷却プレス盤による加工終了までを通してとは、木材が加熱圧縮から定着に至る冷却圧縮まで１つの搬送補助具上に載置された状態のまま加工されることを意味するものである。
また、本発明を実施する場合の搬送補助具は、加熱プレス盤の内部空間内に木材の圧縮面全体を当接させた状態で載置でき、加熱プレス盤から取り出してそのまま冷却プレス盤に載置可能な寸法からなり、その外周縁に外部から把持して取り出し、かつ、受け渡し作業をし易くするため、例えば、部分的な段差や把持するための孔等が形成されていることが好ましい。
なお、本発明を実施する場合の搬送補助具としては、熱伝導率が加熱プレス盤や冷却プレス盤と同等以上で、木材の製品としての品質を損なわない程度の表面精度、かつ、プレス耐強度を具備するものであればよい。
【００１２】
請求項６の塑性加工木材製造方法は、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間を形成し、前記内部空間の体積を変化させることにより加熱圧縮自在な加熱プレス盤で、前記内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定温度及び所定圧力で加熱圧縮し、前記内部空間を密閉状態に保持し、所定時間経過後にそれを開放する加熱圧縮加工制御工程と、前記加熱圧縮加工制御工程で前記内部空間が密閉状態に保持されているとき、前記内部空間を介して前記木材の周囲面の高温高圧の蒸気圧を制御し、前記蒸気圧制御により前記木材を仮固定化する蒸気圧制御工程と、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を形成し、前記圧縮面間の距離を変化させることにより冷却圧縮自在な冷却プレス盤に、前記加熱プレス盤から取り出された前記蒸気圧制御により仮固定化した前記木材を直ちに載置し、その加熱圧縮された面を所定温度及び所定圧力で強制冷却圧縮し、前記木材を定着して所定時間経過後に開放し、固定化した塑性加工木材とする冷却圧縮加工制御工程とからなるものである。
ここで、本発明を実施する場合の複数に分割された構造体で対向する圧縮面を有して内部空間を形成する加熱プレス盤及び冷却プレス盤は、単純に上下に２分割した上下プレス盤構造体、上下プレス盤と枠体とからなる構造体等、複数の構造体によって構成できる。
また、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮するとは、木材の木口面以外の板目面または柾目面を加熱圧縮することにより、少なくとも木口面の面積を小さくすることを意味し、加熱プレス盤による加熱圧縮の方向性を特定するものである。なお、木材の加熱圧縮面は、木材の種類等も考慮され好ましい加熱圧縮の方向が選定される。
そして、本発明を実施する場合の蒸気圧制御工程は、加熱圧縮加工制御工程で密閉状態に保持されているときの内部空間を介して木材の周囲面として圧縮面側の表面、その内部とで出入りする高温高圧の蒸気圧が増加されるように制御するものであればよい。また、蒸気圧制御により木材の固定化を促進するとは、加熱プレス盤で加熱圧縮された体積状態を維持できるものであればよく、そのために、表面のみ乾燥状態とすべく一時的に加熱圧縮加工制御工程で密閉状態に保持されているときの内部空間の蒸気圧を放出する技術も含むものである。
更に、本発明を実施する場合の冷却圧縮加工制御工程は、加熱圧縮加工制御工程で加工終了して取り出された蒸気圧制御により前記木材を仮固定化し、木材が直ちに載置されることで、加熱プレス盤で加熱圧縮された面の状態を保持したまま、前記木材を定着する強制冷却圧縮に移行できるように制御するものであればよい。
【００１３】
請求項７の塑性加工木材製造方法は、請求項６に記載の要件に加えて、前記加熱プレス盤には、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材に食い込む程度の所定の断面形状からなる凸状部が形成されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の木材に食い込む程度の所定の断面形状からなる凸状部とは、木材に食い込み、その食い込ませた位置に至る木材の位置までを内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものであるから、加熱圧縮された木材に加工歪が入らず、また、製品としての品質を損なわない程度の断面形状であればよく、できる限り多くの凸状部を形成することが好ましい。また、その食い込む程度は、木材の厚みがそれ程ない場合には、浅い構造であってもよい。
なお、加熱プレス盤における少なくとも一方の圧縮面側に形成された凸状部とは、本発明の実施の形態によっては、両方の圧縮面側に凸状部が形成される場合があることを意味する。
【００１４】
請求項８の塑性加工木材製造方法は、請求項６に記載の要件に加えて、前記加熱プレス盤には、少なくとも一方の圧縮面側に、前記内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部が形成されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部とは、加熱圧縮される木材の圧縮面を内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものであるから、加熱圧縮された木材に加工歪が入らず、また、製品としての品質を損なわない程度の断面形状であればよく、木材の繊維方向やそれと交差する方向等にできる限り多くの凹状部を形成することが好ましい。また、本発明を実施する場合の凹状部は、換言すれば、加熱プレス盤の木材の圧縮面に形成された溝部であり、断面形状としてはＵ字形状、Ｖ字形状、台形形状等で製品となる塑性加工木材を取外し易い形状であればよい。
なお、加熱プレス盤における少なくとも一方の圧縮面側に形成された凹状部とは、本発明の実施の形態によっては、両方の圧縮面側に凹状部が形成される場合があることを意味する。
【００１５】
請求項９の塑性加工木材製造方法は、請求項６に記載の要件に加えて、前記加熱プレス盤には、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材との間に隙間を形成する隙間形成部材が配設されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の木材との間に隙間を形成する隙間形成部材とは、加熱圧縮される木材の圧縮面を内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものであり、その結果として、加熱圧縮された木材に加工歪が入らず、また、製品としての品質を損なわない程度の表面凹凸形状であればよく、木材の圧縮面に対してできる限り多くの隙間を形成することが好ましい。
なお、加熱プレス盤における少なくとも一方の圧縮面側に配設された隙間形成部材とは、本発明の実施の形態によっては、両方の圧縮面側に隙間形成部材が配設される場合があることを意味する。
【００１６】
請求項１０の塑性加工木材製造方法は、請求項６に記載の要件に加えて、前記木材が前記加熱プレス盤による加熱圧縮による加工開始から前記冷却プレス盤による定着に至る加工終了まで通して、それらと熱伝導率が同等以上の材質からなる搬送補助具上に載置された状態で加工されるものである。
ここで、本発明を実施する場合の加熱プレス盤による加熱圧縮による加工開始から冷却プレス盤による定着に至る加工終了までを通してとは、木材が加熱圧縮から冷却圧縮まで１つの搬送補助具上に載置された状態のまま加工されることを意味するものである。
また、本発明を実施する場合の搬送補助具は、加熱プレス盤の内部空間内に木材の圧縮面全体を当接させた状態で載置でき、加熱プレス盤から取り出してそのまま冷却プレス盤に載置可能な寸法からなり、その外周縁に外部から把持して取り出し易くするため、例えば、部分的な段差や把持するための孔等が形成されていることが好ましい。
なお、本発明を実施する場合の搬送補助具としては、熱伝導率が加熱プレス盤や冷却プレス盤と同等以上で、木材の製品としての品質を損なわない程度の表面精度、かつ、プレス耐強度が要求される。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の塑性加工木材製造装置によれば、複数に分割された構造体によって形成される対向する圧縮面を有する内部空間の体積が変化されることにより加熱圧縮自在な加熱プレス盤で、加熱圧縮加工制御手段によって所定温度の内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定圧力で加熱圧縮し、内部空間が密閉状態に保持された状態とし、その後、蒸気圧制御により前記木材の仮固定化をし、それが開放される。即ち、前記内部空間が密閉状態に保持されているときに、蒸気圧制御手段によって内部空間を介して木材の周囲面における高温高圧の蒸気圧が制御され、その蒸気圧制御により前記木材の仮固定化がされる。そして、冷却圧縮加工制御手段では、加熱プレス盤から取り出された前記蒸気圧制御により仮固定化された木材が、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面が形成された冷却プレス盤に直ちに載置され、木材の加熱圧縮された面が強制冷却圧縮され、前記木材を定着し、所定時間経過後に開放される。
【００１８】
つまり、加熱圧縮加工制御手段によって加熱プレス盤の内部空間内に載置された木材が木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮され、内部空間が密閉状態に保持され、このときの内部空間を介して木材の周囲面における高温高圧の蒸気圧が蒸気圧制御手段によって制御された後、蒸気圧制御により前記木材の仮固定化し、所定時間経過後に密閉状態が開放される。この蒸気圧は加熱により木材に含まれている水分が蒸発したものであり、この蒸気圧が木材の周囲面、更にはその内部と内部空間とで出入りすることで、前記蒸気圧制御により仮固定化され、木材が均一に仮固定化される。そして、加熱プレス盤から取り出された前記蒸気圧制御により仮固定化された木材は、冷却圧縮加工制御手段によって冷却プレス盤の圧縮面に直ちに載置され、加熱圧縮された面が強制冷却圧縮され、所定時間経過後、前記木材を定着した後に開放される。これにより、木材が加熱圧縮され、密閉状態で仮固定化された後、直ちに冷却圧縮されることで、木材の圧縮加工における加工時間が短縮されると共に、前記木材を仮固定化した後に、変形が生じることのない圧力状態下で冷却するから定着が安定し、それによって品質のよい固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００１９】
請求項２の塑性加工木材製造装置では、請求項１に記載の効果に加えて、加熱プレス盤の少なくとも一方の圧縮面側に、木材に食い込む程度に所定の断面形状からなる凸状部が形成されていることによって、木材の周囲面、特に、圧縮面側の表面、更にはその内部と内部空間とで出入りする蒸気圧が増加し、木材が高効率により均一に加熱圧縮される。これにより、木材を加熱圧縮状態で蒸気圧制御により仮固定化した後、加熱プレス盤の内部空間から取り出し、前記木材を定着する冷却プレス盤で圧縮加工を行うまでの間に変形が生じることなく、かつ、圧縮状態下で前記木材を定着することにより安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２０】
請求項３の塑性加工木材製造装置では、請求項１に記載の効果に加えて、加熱プレス盤の少なくとも一方の圧縮面側に、内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部が形成されていることによって、木材の周囲面、特に、圧縮面側の表面、更にはその内部と内部空間とで出入りする蒸気圧が増加されることとなり、蒸気圧制御により前記木材の仮固定化し、木材がより均一に加熱圧縮される。これにより、木材を加熱圧縮状態で蒸気圧制御により仮固定化した後、加熱プレス盤の内部空間から取り出し、前記木材を定着する冷却プレス盤で圧縮加工を行うまでの間に変形が生じることなく、かつ、圧縮状態下で前記木材を定着することにより安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２１】
請求項４の塑性加工木材製造装置では、請求項１に記載の効果に加えて、加熱プレス盤の少なくとも一方の圧縮面側に、木材との間に隙間を形成する隙間形成部材が配設されていることによって、木材の圧縮面側の表面、更にはその内部と内部空間とで出入りする蒸気圧が増加することとなり木材がより均一に加熱圧縮される。これにより、木材を加熱圧縮状態で蒸気圧制御により仮固定化した後、加熱プレス盤の内部空間から取り出し、前記木材を定着する冷却プレス盤で圧縮加工を行うまでの間に変形が生じることなく、かつ、圧縮状態下で前記木材を定着することにより安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２２】
請求項５の塑性加工木材製造装置では、請求項１に記載の効果に加えて、木材が加熱プレス盤による加工開始から冷却プレス盤による加工終了までを通して、加熱圧縮や冷却圧縮における加工時間を延ばしたり、品質を低下させたりすることのないように、熱伝導率が加熱プレス盤や冷却プレス盤と同等以上の材質からなる搬送補助具上に載置された状態のまま圧縮加工されることで、加熱プレス盤から冷却プレス盤への移動が容易となり安定した品質の塑性加工木材を製造することができる。
【００２３】
請求項６の塑性加工木材製造方法によれば、複数に分割された構造体によって形成される対向する圧縮面を有する内部空間の体積が変化されることにより加熱圧縮自在な加熱プレス盤で、加熱圧縮加工制御工程によって所定温度の内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定圧力で加熱圧縮させ、内部空間が密閉状態に保持し、蒸気圧制御により前記木材の仮固定化した所定時間経過後にそれが開放される。即ち、内部空間が密閉状態に保持されているときに、蒸気圧制御工程によって内部空間を介して木材の周囲面における高温高圧の蒸気圧が制御される。その後、前記蒸気圧制御により仮固定化する処理を行う。そして、前記木材の塑性加工状態を定着する冷却圧縮加工制御工程では、加熱プレス盤から取り出された蒸気圧制御により仮固定化した前記木材が、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面が形成された冷却プレス盤に載置され、木材の加熱圧縮された面が強制冷却圧縮され、所定時間経過後に定着を完了して開放される。
【００２４】
つまり、加熱圧縮加工制御工程によって加熱プレス盤の内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材が木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮され、内部空間が密閉状態に保持され、このときの内部空間を介して木材の周囲面における高温高圧の蒸気圧が蒸気圧制御工程によって制御された後、所定時間経過後に密閉状態が開放される。この蒸気圧は加熱により木材に含まれている水分が蒸発したものであり、この蒸気圧が木材の周囲面、更にはその内部と内部空間とで出入りすることで木材が均一に加熱圧縮され、その後、蒸気圧制御により前記木材の仮固定化する。そして、加熱プレス盤から取り出された蒸気圧制御により仮固定化された木材は、前記木材を定着する冷却圧縮加工制御工程によって冷却プレス盤の圧縮面に載置され、強制冷却圧縮され、所定時間経過後に定着を完了して開放される。これにより、木材が加熱圧縮された後、仮固定化され、かつ、冷却圧縮によって定着されることで、木材の圧縮加工における加工時間が短縮される。また、木材を加熱圧縮状態で蒸気圧制御により仮固定化するものであり、圧縮状態下で前記木材を定着することにより安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２５】
請求項７の塑性加工木材製造方法では、請求項６に記載の効果に加えて、加熱プレス盤の少なくとも一方の圧縮面側に、木材に食い込む程度に所定の断面形状からなる凸状部が形成されていることによって、木材の周囲面、特に、圧縮面側の表面、更にはその内部と内部空間とで出入りする蒸気圧が増加することとなり木材がより均一に加熱圧縮される。これにより、木材を加熱圧縮し、密閉状態で固定化した後、加熱プレス盤の内部空間から直ちに取り出し、前記木材を定着する冷却プレス盤に載置するという木材の圧縮加工を行っても変形を生じることなく、かつ、定着によって安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２６】
請求項８の塑性加工木材製造方法では、請求項６に記載の効果に加えて、加熱プレス盤の少なくとも一方の圧縮面側に、内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部が形成されていることによって、木材の周囲面、特に、圧縮面側の表面、更にはその内部と内部空間とで出入りする蒸気圧が増加することとなり木材がより均一に高温圧縮される。これにより、木材を加熱圧縮し、密閉状態で固定化した後、加熱プレス盤の内部空間から取り出し、前記木材を定着する冷却プレス盤に載置するという木材の圧縮加工を行っても変形を生じることなく、かつ、定着によって安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２７】
請求項９の塑性加工木材製造方法では、請求項６に記載の効果に加えて、加熱プレス盤の少なくとも一方の圧縮面側に、木材との間に隙間を形成する隙間形成部材が配設されていることによって、木材の周囲面、特に、圧縮面側の表面、更にはその内部と内部空間とで出入りする蒸気圧が増加されることとなり木材がより均一に加熱圧縮される。これにより、木材を加熱圧縮した後、加熱プレス盤の内部空間から取り出し、前記木材を定着する冷却プレス盤に載置するという木材の圧縮加工を行っても変形を生じることなく、かつ、定着によって安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２８】
請求項１０の塑性加工木材製造方法では、請求項６に記載の効果に加えて、木材が加熱プレス盤による加工開始から冷却プレス盤による加工終了までを通して、加熱圧縮や冷却圧縮における加工時間を延ばしたり、品質を低下させることのないように、熱伝導率が加熱プレス盤や冷却プレス盤と同等以上の材質からなる搬送補助具上に載置された状態のまま圧縮加工されることで、加熱圧縮及び仮固定化する加熱プレス盤から定着する冷却プレス盤への移動が容易となり、定着により安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
なお、本実施の形態２以降において、実施の形態１と同一記号または同一符号は、上記実施の形態１と同一または相当する構成部分を示すものであるから、その詳細な説明を省略し、主に相違点のみ説明する。
【００３０】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図である。
【００３１】
図１において、１００は塑性加工木材製造装置であり、この塑性加工木材製造装置１００は、主として、加熱圧縮を実施する加熱プレス盤１００Ａとこの加熱プレス盤１００Ａによる加熱圧縮に続いて直ちに冷却圧縮を実施する冷却プレス盤１００Ｂとから構成されている。
このうち、加熱プレス盤１００Ａは、２分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成する上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａと、内部空間ＩＳを密閉状態とするために下プレス盤２１Ａの周縁部２２に対向して上プレス盤１１Ａの周縁部１２に配設されるシール部材１４と、下プレス盤２１Ａの側面側から内部空間ＩＳ内に連通され、内部空間ＩＳ内から蒸気圧を排出するための配管口４１ａを有する配管４１、配管４１内の蒸気圧を検出する圧力計Ｐ２、その下流側のバルブＶ５、バルブＶ５に接続されたドレン配管４２Ａ等から構成されている。
【００３２】
また、加熱プレス盤１００Ａの上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａ内には、それらを高温の蒸気圧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１３Ａ，２３Ａが形成されており、これら配管路１３Ａ，２３Ａ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Ｖ４を介してドレン配管４２Ａに接続されている。なお、配管ＳＴ１に蒸気圧を供給するボイラ装置、また、加熱プレス盤１００Ａの固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１Ａ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。ここで、本実施の形態では、加熱プレス盤１００Ａの上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内を加熱するために高温の蒸気圧を用いているが、この他、高周波加熱、マイクロ波加熱等を用いることもできる。
また、加熱プレス盤１００Ａの上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａとがシール部材１４を介して密閉状態となったときの内部空間ＩＳの上下方向の寸法間隔は、塑性加工木材製造装置１００により木材ＮＷが、例えば、圧縮率６０〔％〕の塑性加工木材ＰＷ１とされるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。
【００３３】
一方、冷却プレス盤１００Ｂは、２分割された構造体によって対向する圧縮面を形成する上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂから構成されている。また、冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂ内には、それらを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ための配管路１３Ｂ，２３Ｂが形成されており、これら配管路１３Ｂ，２３Ｂには冷却水供給側の配管ＳＴ１１から分岐された配管ＳＴ１２，ＳＴ１３、冷却水排出側の配管ＥＴ１１，ＥＴ１２がそれぞれ接続されている。そして、冷却水供給側の配管ＳＴ１１，ＳＴ１２，ＳＴ１３の途中にはバルブＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３が配設されており、冷却水排出側の配管ＥＴ１１，ＥＴ１２は、バルブＶ１４を介してドレン配管４２Ｂに接続されている。なお、配管ＳＴ１１に冷却水を供給する冷却水供給装置、また、冷却プレス盤１００Ｂの固定側の下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂ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。
【００３４】
更に、加熱プレス盤１００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材の受け渡しに関しては、本実施の形態では具体的に、ロボットを用いたロボットアームＲＡ先端のハンドＴＨによる把持にて、図１に白抜矢印で示されるような経路にて行われているが、コンベア等を併用することもできる。要はできる限り素早く受け渡しが完了するような構成が好ましい。
【００３５】
ここで、図２に示すように、本実施の形態の塑性加工木材製造装置１００で用いられる木材ＮＷは、原材料となる木材ＮＷが前以って所定の長さ・幅・厚みに製材されたものであり、木材ＮＷは板目面（木表及び木裏の２面）、柾目面（２面）、木口面（２面）とからなる。そして、木材ＮＷは厚み３０〔ｍｍ〕以下で、その木目の長さ方向に対して垂直方向となる、例えば、板目面の木裏側が搬送補助具としての補助板ＳＢ上に載置された状態のまま加熱圧縮及び冷却圧縮が実施される。この補助板ＳＢは、加熱プレス盤１００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの受け渡しをし易くするためのものであり、加熱プレス盤１００Ａ及び冷却プレス盤１００Ｂの熱伝導率と同等以上で、プレス圧に耐え得る平面強度を有する金属にて形成されている。なお、補助板ＳＢには、その外周縁に上記ロボットアームＲＡ先端のハンドＴＨによる把持をし易くするための段差ＤＬが形成されている。
【００３６】
次に、塑性加工木材製造装置１００により原材料の木材ＮＷから塑性加工木材ＰＷ１を製造する工程手順について、図３（ａ）〜図３（ｆ）を参照して説明する。なお、図３（ａ）〜図３（ｆ）では、蒸気供給側や蒸気排出側の配管、また、冷却水供給側や冷却水排出側の配管等は省略されている。
【００３７】
まず、図３（ａ）に示すように、塑性加工木材製造装置１００における加熱プレス盤１００Ａの固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１Ａを上昇させ、予め所定の厚み３０〔ｍｍ〕以下の寸法に製材され、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内に載置される。
次に、図３（ｂ）に示すように、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが固定側の下プレス盤２１Ａ上に載置され、下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１Ａを圧力が０．０５〜０．３〔ＭＰａ：メガパスカル〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木表側に当接させる。そして、上プレス盤１１Ａの配管路１３Ａ及び下プレス盤２１Ａの配管路２３Ａに１１０〜１６０〔℃〕の特定温度の蒸気圧が通されることによって、内部空間ＩＳ内が１１０〜１６０〔℃〕に保持される（昇温処理時間１０〜２５〔ｍｉｎ：分〕）。なお、本実施の形態の塑性加工木材製造装置１００では、加熱プレス盤１００Ａの昇温処理時間は、連続処理されるときには周囲環境温度にもよるが、最初の立上げ時のみ長い時間が必要となる。
【００３８】
次に、図３（ｃ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１Ａの圧縮圧力が２〜５〔ＭＰａ〕に設定され、木材ＮＷが上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａにて加熱圧縮される（処理時間１０〜４０〔ｍｉｎ〕）。このとき、圧縮圧力が２〜５〔ＭＰａ〕は、木材ＮＷの温度上昇に応じて徐々に圧力を大きくする。木材ＮＷの温度上昇とは木材ＮＷの内部温度の伝達であり、伝達時間として制御することもできる。
そして、上プレス盤１１Ａの周縁部１２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接すると上プレス盤１１Ａの周縁部１２に配設されたシール部材１４によって、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａにて形成される内部空間ＩＳが密閉状態となる。この内部空間ＩＳの密閉状態で上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａによる圧縮圧力が保持されたまま、３〜１０〔ｍｉｎ〕間で１１０〜１６０〔℃〕の特定温度から１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に上昇させる。
なお、本実施の形態の木材ＮＷの圧縮率は、木材ＮＷの板圧の変化、本実施の形態では、上プレス盤１１Ａの周縁部１２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接することで決まることとなる。
【００３９】
そして、図３（ｃ）に示す内部空間ＩＳの密閉状態で、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａの圧縮圧力が維持され、かつ、内部空間ＩＳが１５０〜２１０〔℃〕の特定温度のまま、４０〜１２０〔ｍｉｎ〕間保持され、木材ＮＷの加熱圧縮を解除したときに戻りのない塑性加工木材ＰＷ１を形成するための加熱圧縮処理が行われる。このとき、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａで密閉状態とされている内部空間ＩＳを介して、木材ＮＷの周囲面とその内部で高温高圧の蒸気圧が出入り自在となっている。
なお、内部空間ＩＳが密閉状態とされ加熱圧縮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４１ａ、配管４１を通って内部空間ＩＳからドレン配管４２Ａ側に高温高圧の蒸気圧が排出されることで、木材ＮＷの含水率に基づく余分な内部空間ＩＳ内の水分が除去され、内部空間ＩＳ内が所定の蒸気圧となるように調節される。また、必要に応じて、内部空間ＩＳに所定の蒸気圧を供給することもできる。
【００４０】
次に、内部空間ＩＳを開放する直前に、バルブＶ５を開状態とすることで配管口４１ａ、配管４１を通って内部空間ＩＳからドレン配管４２Ａ側に高温高圧の蒸気圧が排出される。この際、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持し、処理時間０．５〜１５〔ｍｉｎ〕だけ乾燥加熱を行う。この乾燥加熱によって、木材ＮＷには自己保持能力をもたせることができ、それまでの加熱圧縮状態であったものが圧力を解除しても変形し難くなる仮固定化処理を行う。この仮固定化処理は、処理時間０．５〜１５〔ｍｉｎ〕だけ乾燥加熱を行った時、良好な結果を得たが、発明者らの実験によれば、最小搬送時間が特定されることから、これ以上の時間短縮を確認できなかったが、加熱温度及び内部空間ＩＳの蒸気圧排出能力によって更に０．５〔ｍｉｎ〕以下に短縮することができるものと推定される。
【００４１】
次に、仮固定化処理時間０．５〜１５〔ｍｉｎ〕の後、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持するための蒸気圧も一旦、供給停止される。そして、図３（ｄ）に示すように、加熱プレス盤１００Ａの上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａの温度をなるべく下げないように素早く、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１Ａを上昇させ、ロボットアームＲＡ先端のハンドＴＨにより補助板ＳＢが把持され、内部空間ＩＳから加熱圧縮が終了された木材ＮＷが補助板ＳＢと共に、冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂで形成される対向する圧縮面間に搬送される。
【００４２】
次に、図３（ｅ）に示すように、下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを圧力が２〜５〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木表側に当接させる。この間の時間は、１〜３〔ｍｉｎ〕以下であったが、その間には、木材ＮＷを定着する冷却プレス盤に載置するという木材ＮＷの移動を行っても、木材ＮＷを定着開始するまでに膨らみ変形を生じることがなかった。そして、上プレス盤１１Ｂの配管路１３Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの配管路２３Ｂに１０〜２５〔℃〕前後の常温の冷却水が通されることによって、上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂが１０〜４０〔℃〕前後まで冷却される（冷却処理時間３０〜１２０〔ｍｉｎ〕）。
そして、図３（ｆ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを上昇させ、下プレス盤２１Ｂ上に載置されている仕上がり品である塑性加工木材ＰＷ１が補助板ＳＢと共に取出され、一連の処理工程が終了する。
なお、本実施の形態の塑性加工木材製造装置１００では、木材ＮＷを加工途中において、加熱プレス盤１００Ａで加熱圧縮した後、特定温度に維持し、特定の処理時間だけ乾燥加熱を行い、この乾燥加熱によって木材ＮＷには自己保持能力をもたせることができ、それまでの加熱圧縮状態であったものが圧力を解除しても変形し難くなる仮固定化処理を行う。これによって従来では、如何に素早く加熱側のプレス機から冷却側のプレス機に移動させたとしても、加熱側のプレス機から取り出された加工途中の木材においては、それまでのプレス圧がなくなり、そのときの表面温度が多少でも低下することで内部の高圧蒸気による変形が発生することを防止することができなかった事項が改良できた。
【００４３】
本実施の形態１の塑性加工木材製造装置１００では、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａの内部空間ＩＳが密閉状態であるときに、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面、更には内部に高温高圧の蒸気圧が通過自在とされ、元々木材ＮＷに含まれている水分が均一化される。その後、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持し、乾燥加熱を行うことによって、木材ＮＷの全体が変化しようとしても蒸気圧が欠乏しているから、追随できなくなり、木材ＮＷには自己保持能力をもたせることができ、それまでの加熱圧縮状態の仮固定化処理を行うことができる。
また、当然のことながら、一台のプレス機で加熱圧縮から冷却圧縮までを実施するのに比べて、熱エネルギや時間の無駄をなくすことができる。
このため、本実施の形態の塑性加工木材製造装置１００における加熱プレス盤１００Ａ及び冷却プレス盤１００Ｂを用いた一連の処理工程では、加熱プレス盤１００Ａで加熱圧縮され固定化された木材が冷却プレス盤１００Ｂに移された後には、次の新たな木材ＮＷを載置して、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａに１１０〜１６０〔℃〕の蒸気圧を供給開始すれば、新たな木材ＮＷに対する処理工程にそのまま移行させることができる。
【００４４】
なお、上記実施の形態では、上プレス盤１１Ａと下プレス盤２１Ａとの２分割された構造体によって内部空間ＩＳを形成する加熱プレス盤１００Ａが構成されているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、図４（ａ）に概略図を示すように、平プレス盤１１ａと角筒状の側壁プレス盤１１ｂとを組み合わせ、側壁プレス盤１１ｂに対する平プレス盤１１ａの側周面の摺動部にＯリング１４ａ等を配設し、平プレス盤１１ａと側壁プレス盤１１ｂとを２段にて押圧する上プレス盤１１Ａ′と下プレス盤２１Ａ（配管口４１ａ、配管４１等は省略）とからなる３分割された構造体によって加熱プレス盤を構成することもできる。更に、図４（ｂ）に概略図を示すように、平プレス盤１１ｃと角筒状の側壁プレス盤１１ｄとを組み合わせて、ボルト１１ｅ等にて固定するようにした上プレス盤１１Ａ″と下プレス盤２１Ａ（配管口４１ａ、配管４１等は省略）とからなる３分割された構造体によって加熱プレス盤を構成することもできる。
【００４５】
［実施の形態２］
図５は本発明の実施の形態２にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図、図６は図５における加熱プレス盤の上プレス盤に形成された凸状部としての突起部の詳細を示す斜視図である。
図５及び図６において、２００は塑性加工木材製造装置であり、この塑性加工木材製造装置２００は、主として、加熱圧縮を実施する加熱プレス盤２００Ａとこの加熱プレス盤２００Ａによる加熱圧縮に続いて直ちに冷却圧縮を実施する冷却プレス盤１００Ｂとから構成されている。
【００４６】
このうち、加熱プレス盤２００Ａは、２分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成する上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａと、内部空間ＩＳを密閉状態とするために下プレス盤２１Ａの周縁部２２に対向して上プレス盤１１０Ａの周縁部１１２に配設されるシール部材１４と、木材ＮＷの木口面以外の、例えば、板目面のうち木裏側との当接面となる上プレス盤１１０Ａに所定の間隔で形成され、木材ＮＷに食い込む程度に形成された所定の断面形状からなる凸状部としての複数の略円錐状の突起部１５と、下プレス盤２１Ａの側面側から内部空間ＩＳ内に連通され、内部空間ＩＳ内から蒸気圧を排出するための配管口４１ａを有する配管４１、配管４１内の蒸気圧を検出する圧力計Ｐ２、その下流側のバルブＶ５、バルブＶ５に接続されたドレン配管４２Ａ等から構成されている。
【００４７】
なお、加熱プレス盤２００Ａの上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａには、上記実施の形態１と同様に、それらを高温の蒸気圧を用いて加熱するための蒸気供給側及び蒸気排出側の配管路等が接続され、蒸気圧を供給するボイラ装置や油圧機構を含むプレス昇降装置等は省略されている。また、上記実施の形態１と同様、加熱プレス盤２００Ａの上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内を加熱するためには、高温の蒸気圧を用いる方法の他、高周波加熱、マイクロ波加熱等による方法を用いてもよい。そして、冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの構成、更に、加熱プレス盤２００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材の受け渡しに関するロボットアームＲＡ等の構成は、上記実施の形態１と同様であるため、その詳細な説明を省略する
【００４８】
また、加熱プレス盤２００Ａの上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ｂがシール部材１４を介して密閉状態となったときの内部空間ＩＳの上下方向の寸法間隔は、塑性加工木材製造装置２００により木材ＮＷが、例えば、圧縮率６０〔％〕の塑性加工木材ＰＷ２とされるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。
【００４９】
ここで、本実施の形態の塑性加工木材製造装置２００で用いられる木材ＮＷは、原材料となる木材が前以って所定の長さ・幅で厚み３０〔ｍｍ〕以下に製材された、図２に示されたものと同じであるが、この場合には、板目面（木表及び木裏の２面）のうち木表側が加熱プレス盤２００Ａの下プレス盤２１Ａ上に補助板ＳＢを介して載置される。
【００５０】
次に、塑性加工木材製造装置２００により原材料の木材ＮＷから塑性加工木材ＰＷ２を製造する工程手順について、図７（ａ）〜図７（ｆ）を参照して説明する。なお、図７（ａ）〜図７（ｆ）では、蒸気供給側や蒸気排出側の配管、また、冷却水供給側や冷却水排出側の配管等は省略されている。
【００５１】
まず、図７（ａ）に示すように、塑性加工木材製造装置２００における加熱プレス盤２００Ａの固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１０Ａを上昇させ、予め所定の寸法に製材され、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内に載置される。
【００５２】
次に、図７（ｂ）に示すように、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが固定側の下プレス盤２１Ａ上に載置され、下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１０Ａを圧力が０．０５〜０．３〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木裏側に当接させる。そして、上プレス盤１１０Ａの配管路１３Ａ及び下プレス盤２１Ａの配管路２３Ａに１５０〜２１０〔℃〕の特定温度の蒸気圧が通されることによって、内部空間ＩＳ内が１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に保持される（昇温処理時間１０〜４０〔ｍｉｎ〕）。なお、本実施の形態の塑性加工木材製造装置２００では、加熱プレス盤２００Ａの昇温処理時間は、連続処理されるときには周囲環境温度にもよるが最初の立上げ時のみ長い時間が必要となる。
【００５３】
次に、図７（ｃ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１０Ａの圧縮圧力が２〜５〔ＭＰａ〕に設定され、木材ＮＷが上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて加熱圧縮される（処理時間１０〜４０〔ｍｉｎ〕）。そして、上プレス盤１１０Ａの周縁部１１２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接すると上プレス盤１１０Ａの周縁部１１２に配設されたシール部材１４によって、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて形成される内部空間ＩＳが密閉状態とされる。この内部空間ＩＳの密閉状態で上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａによる圧縮圧力が保持されたまま、温度が３〜１０〔ｍｉｎ〕間で１１０〜１６０〔℃〕の特定温度から１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に上昇される。なお、木材ＮＷの圧縮率は、上プレス盤１１０Ａの周縁部１１２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接することで決まることとなる。
【００５４】
そして、図７（ｃ）に示す内部空間ＩＳの密閉状態で、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａの圧縮圧力が維持され、かつ、内部空間ＩＳが１５０〜２１０〔℃〕の特定温度のまま、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕間保持され、木材ＮＷの加熱圧縮を解除したときに戻りのない塑性加工木材ＰＷ２を形成するための所謂、加熱圧縮及び仮固定化、定着が行われる。このとき、上プレス盤１１０Ａに形成されている突起部１５による空間を介して、内部空間ＩＳと木材ＮＷの周囲面、特に、板目面のうちの木裏側の内部とで高温高圧の蒸気圧が出入り自在となっている。
【００５５】
なお、内部空間ＩＳが密閉状態とされ固定化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４１ａ、配管４１を通って内部空間ＩＳからドレン配管４２Ａ側に高温高圧の蒸気圧が排出または供給され、また、元の木材ＮＷの含水率に基づく余分な内部空間ＩＳ内の水分が除去され、内部空間ＩＳ内が所定の蒸気圧となるように調節される。
【００５６】
次に、内部空間ＩＳを開放する直前に、バルブＶ５を開状態とすることで配管口４１ａ、配管４１を通って内部空間ＩＳからドレン配管４２Ａ側に高温高圧の蒸気圧が排出される。この際、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持し、処理時間０．５〜１５〔ｍｉｎ〕だけ乾燥加熱を行う。この乾燥加熱によって、加熱圧縮状態の仮固定化処理を行うことができる。この際、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持する蒸気圧も一旦、供給停止してもよい。
【００５７】
次に、図７（ｄ）に示すように、加熱プレス盤２００Ａの上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａの温度をなるべく下げないように素早く、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１０Ａを上昇させ、ロボットアームＲＡ先端のハンドＴＨにより補助板ＳＢが把持され、内部空間ＩＳから加熱圧縮が終了された木材ＮＷが補助板ＳＢと共に、冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂで形成される対向する圧縮面間に載置される。
【００５８】
次に、図７（ｅ）に示すように、下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを圧力が２〜５〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木裏側に当接させる。そして、上プレス盤１１Ｂの配管路１３Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの配管路２３Ｂに１０〜２５〔℃〕前後の常温の冷却水が通されることによって、上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂが１０〜４０〔℃〕前後まで冷却される（冷却処理時間３０〜１２０〔ｍｉｎ〕）。
【００５９】
そして、図７（ｆ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを上昇させ、下プレス盤２１Ｂ上に載置されている仕上がり品である塑性加工木材ＰＷ２が補助板ＳＢと共に取出され、一連の加熱圧縮、仮固定化、定着の処理工程が終了する。
【００６０】
本実施の形態１の塑性加工木材製造装置２００では、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａの内部空間ＩＳが密閉状態であるときに、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面、更には突起部１５を介してその内部とで高温高圧の蒸気圧が通過自在とされ、元々木材ＮＷに含まれている水分が均一化されることとなる。これにより、木材ＮＷが加熱圧縮され仮固定化した後にそれまでのプレス圧が短い時間で外され、その表面温度が多少低下したとしても膨らみ変形の発生を遅らせることができ、加熱プレス盤２００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材の移動が可能となった。即ち、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持し、乾燥加熱を行うことによって、木材ＮＷの全体が変化しようとしても蒸気圧が欠乏しているから、追随できなくなり、木材ＮＷには自己保持能力をもたせることができ、それまでの加熱圧縮状態の仮固定化処理を行うことができる。
これによって、当然のことながら、一台のプレス機で加熱圧縮から冷却圧縮までを実施するのに比べて、熱エネルギや時間の無駄をなくすことができる。
【００６１】
このため、本実施の形態の塑性加工木材製造装置２００における加熱プレス盤２００Ａ及び冷却プレス盤１００Ｂを用いた一連の加熱圧縮、仮固定化、定着処理工程では、加熱プレス盤２００Ａで加熱圧縮された木材ＮＷが、木材ＮＷを定着する冷却プレス盤１００Ｂに移された後には、次の新たな木材ＮＷを載置して、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａに１５０〜２１０〔℃〕の特定温度の蒸気圧を供給開始すれば、新たな木材ＮＷに対する固定化処理工程にそのまま移行させることができる。
【００６２】
なお、上記実施の形態では、凸状部として複数の略円錐状の突起部１５を用いているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、凸状部としては、図８（ａ）に斜視図、図８（ｂ）に上面図を示すような、星形等からなる特殊な断面形状を有する突起部１５ａも有効であり、同様の作用効果が期待できる。
【００６３】
［実施の形態３］
図９は本発明の実施の形態３にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図、図１０は図９における加熱プレス盤の上プレス盤に形成された凹状部としての溝部の詳細を示す斜視図である。
図９及び図１０において、３００は塑性加工木材製造装置であり、この塑性加工木材製造装置３００は、主として、加熱圧縮を実施する加熱プレス盤３００Ａとこの加熱プレス盤３００Ａによる加熱圧縮に続いて直ちに冷却圧縮を実施する冷却プレス盤１００Ｂとから構成されている。
【００６４】
このうち、加熱プレス盤３００Ａは、２分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成する上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａと、内部空間ＩＳを密閉状態とするために下プレス盤２１Ａの周縁部２２に対向して上プレス盤１２０Ａの周縁部１２２に配設されるシール部材１４と、木材ＮＷの木口面以外の、例えば、板目面のうち木裏側との当接面となる上プレス盤１２０Ａの凸平面１６に、木材ＮＷの繊維方向及びそれと直交する方向に所定の間隔で形成され、内部空間ＩＳと連通する所定の断面形状からなる凹状部としての複数の略台形状の溝部１７と、下プレス盤２１Ａの側面側から内部空間ＩＳ内に連通され、内部空間ＩＳ内から蒸気圧を排出するための配管口４１ａを有する配管４１、配管４１内の蒸気圧を検出する圧力計Ｐ２、その下流側のバルブＶ５、バルブＶ５に接続されたドレン配管４２Ａ等から構成されている。
【００６５】
なお、加熱プレス盤３００Ａの上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａには、上記実施の形態１、２と同様に、それらを高温の蒸気圧を用いて加熱するための蒸気供給側及び蒸気排出側の配管路等が接続され、蒸気圧を供給するボイラ装置や油圧機構を含むプレス昇降装置等は省略されている。また、上記実施の形態１、２と同様、加熱プレス盤３００Ａの上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内を加熱するためには、高温の蒸気圧を用いる方法の他、高周波加熱、マイクロ波加熱等による方法を用いてもよい。そして、冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの構成、更に、加熱プレス盤３００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材の受け渡しに関するロボットアームＲＡ等の構成は、上記実施の形態１、２と同様であるため、その詳細な説明を省略する
【００６６】
また、加熱プレス盤３００Ａの上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ｂがシール部材１４を介して密閉状態となったときの内部空間ＩＳの上下方向の寸法間隔は、塑性加工木材製造装置３００により木材ＮＷが、例えば、圧縮率６０〔％〕の塑性加工木材ＰＷ３とされるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。この仕上がり寸法は、当然のことながら、上プレス盤１２０Ａに溝部１７を形成するための凸平面１６の高さも考慮されている。
ここで、本実施の形態の塑性加工木材製造装置３００で用いられる木材ＮＷは、原材料となる木材が前以って所定の長さ・幅で厚み３０〔ｍｍ〕以下に製材された、図２に示されたものと同じであるが、この場合にも、上記実施の形態２と同様に、板目面（木表及び木裏の２面）のうち木表側が加熱プレス盤３００Ａの下プレス盤２１Ａ上に補助板ＳＢを介して載置される。
【００６７】
次に、塑性加工木材製造装置３００により原材料の木材ＮＷから塑性加工木材ＰＷ３を製造する工程手順について、図１１（ａ）〜図１１（ｆ）を参照して説明する。なお、図１１（ａ）〜図１１（ｆ）では、蒸気供給側や蒸気排出側の配管、また、冷却水供給側や冷却水排出側の配管等は省略されている。
まず、図１１（ａ）に示すように、塑性加工木材製造装置３００における加熱プレス盤３００Ａの固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１２０Ａを上昇させ、予め所定の寸法に製材され、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内に載置される。
【００６８】
次に、図１１（ｂ）に示すように、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが固定側の下プレス盤２１Ａ上に載置され、下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１２０Ａを圧力が０．０５〜０．３〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木裏側に当接させる。そして、上プレス盤１２０Ａの配管路１３Ａ及び下プレス盤２１Ａの配管路２３Ａに１１０〜１６０〔℃〕の高温の蒸気圧が通されることによって、内部空間ＩＳ内が１１０〜１６０〔℃〕に保持される（昇温処理時間１０〜２５〔ｍｉｎ〕）。なお、本実施の形態の塑性加工木材製造装置３００では、加熱プレス盤３００Ａの昇温処理時間は、連続処理されるときには周囲環境温度にもよるが最初の立上げ時のみ長い時間が必要となる。
【００６９】
次に、図１１（ｃ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１２０Ａの圧縮圧力が２〜５〔ＭＰａ〕に設定され、木材ＮＷが上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて加熱圧縮される（処理時間１０〜４０〔ｍｉｎ〕）。そして、上プレス盤１２０Ａの周縁部１２２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接すると上プレス盤１２０Ａの周縁部１２２に配設されたシール部材１４によって、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて形成される内部空間ＩＳが密閉状態とされる。この内部空間ＩＳの密閉状態で上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａによる圧縮圧力が保持されたまま、温度が３〜１０〔ｍｉｎ〕間で１１０〜１６０〔℃〕の特定温度から１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に上昇される。なお、木材ＮＷの圧縮率は、上プレス盤１２０Ａの周縁部１２２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接することで決まることとなる。
【００７０】
そして、図１１（ｃ）に示す内部空間ＩＳの密閉状態で、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａの圧縮圧力が維持され、かつ、内部空間ＩＳが１５０〜２１０〔℃〕の特定温度のまま、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕間保持され、木材ＮＷの加熱圧縮を解除したときに戻りのない塑性加工木材ＰＷ３を形成するための所謂、固定化が行われる。このとき、上プレス盤１２０Ａに形成されている溝部１７による空間を介して、内部空間ＩＳと木材ＮＷの周囲面、特に、板目面のうちの木裏側の内部とで高温高圧の蒸気圧が出入り自在となっている。
なお、内部空間ＩＳが密閉状態とされ加熱圧縮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４１ａ、配管４１を通って内部空間ＩＳからドレン配管４２Ａ側に高温高圧の蒸気圧が排出されることで、元の木材ＮＷの含水率に基づく余分な内部空間ＩＳ内の水分が除去され、内部空間ＩＳ内が所定の蒸気圧となるように調節される。
【００７１】
次に、内部空間ＩＳを開放する直前に、バルブＶ５を開状態とすることで配管口４１ａ、配管４１を通って内部空間ＩＳからドレン配管４２Ａ側に高温高圧の蒸気圧が排出される。この際、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持し、処理時間０．５〜１５〔ｍｉｎ〕だけ乾燥加熱を行う。この乾燥加熱によって、加熱圧縮状態の仮固定化処理を行うことができる。この際、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持する蒸気圧も一旦、供給停止してもよい。
次に、図１１（ｄ）に示すように、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａの温度をなるべく下げないように素早く、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１２０Ａを上昇させ、ロボットアームＲＡ先端のハンドＴＨにより補助板ＳＢが把持され、内部空間ＩＳから加熱圧縮が終了され仮固定化処理された木材ＮＷが補助板ＳＢと共に、木材ＮＷを定着する冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂで形成される対向する圧縮面間に搬送される。
【００７２】
次に、図１１（ｅ）に示すように、下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを圧力が２〜５〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木裏側に当接させる。そして、上プレス盤１１Ｂの配管路１３Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの配管路２３Ｂに１０〜２５〔℃〕前後の常温の冷却水が通されることによって、上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂが１０〜４０〔℃〕前後まで冷却される（冷却処理時間３０〜１２０〔ｍｉｎ〕）。
【００７３】
そして、図１１（ｆ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを上昇させ、下プレス盤２１Ｂ上に載置されている仕上がり品である塑性加工木材ＰＷ３が補助板ＳＢと共に取出され、木材ＮＷを定着する処理工程が終了する。
【００７４】
本実施の形態の塑性加工木材製造装置３００では、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａの内部空間ＩＳが密閉状態であるときに、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面、更には溝部１７を介してその内部とで高温高圧の蒸気圧が通過自在とされ、元々木材ＮＷに含まれている水分が均一化されることとなる。これにより、木材ＮＷが加熱圧縮され固定化後にそれまでのプレス圧が短い時間外され、その表面温度が多少低下したとしても膨らみ変形の発生を遅らせることができることとなり、加熱プレス盤３００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材の移動が可能となった。また、当然のことながら、一台のプレス機で加熱圧縮から冷却圧縮までを実施するのに比べて、熱エネルギや時間の無駄をなくすことができる。
【００７５】
このため、本実施の形態の塑性加工木材製造装置３００における加熱プレス盤３００Ａ及び冷却プレス盤１００Ｂを用いた一連の処理工程では、加熱プレス盤３００Ａで加熱圧縮され固定化された木材が冷却プレス盤１００Ｂに移された後には、次の新たな木材ＮＷを載置して、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａに１５０〜２１０〔℃〕の特定温度の蒸気圧を供給開始すれば、新たな木材ＮＷに対する処理工程にそのまま移行させることができる。
【００７６】
ところで、上記実施の形態では、上プレス盤１２０Ａに溝部１７を形成しているが、この溝部１７を形成する凸平面１６は、上プレス盤１２０Ａと一体であっても、別体を組合わせて構成するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、上プレス盤１２０Ａにおいて、木材ＮＷの繊維方向及びそれと直交する方向に所定の間隔で、上プレス盤１２０Ａの凸平面１６が角錐台状となるように切削されることで、結果として、断面形状が台形形状からなる溝部１７が形成されているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、溝部の断面形状はＵ字形状、Ｖ字形状等であってもよく、要は、蒸気圧が通過し易くかつ、製品となる塑性加工木材を取外し易い形状であればよい。更に、図１２に示すように、上プレス盤１３０Ａの凸平面１６ａに溝部１７ａとして木材ＮＷの繊維方向のみ、また、図１３に示すように、上プレス盤１４０Ａの凸平面１６ｂに溝部１７ｂとして木材ＮＷの繊維方向及びそれと交差する斜め方向に所定の間隔で形成されていてもよい。
【００７７】
［実施の形態４］
図１４は本発明の実施の形態４にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図である。
図１４において、４００は塑性加工木材製造装置であり、この塑性加工木材製造装置４００は、主として、加熱圧縮を実施する加熱プレス盤４００Ａとこの加熱プレス盤４００Ａによる加熱圧縮に続いて直ちに冷却圧縮を実施する冷却プレス盤１００Ｂとから構成されている。
【００７８】
このうち、加熱プレス盤４００Ａは、２分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成する上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａと、内部空間ＩＳを密閉状態とするために下プレス盤２１Ａの周縁部２２に対向して上プレス盤１５０Ａの周縁部１３２に配設されるシール部材１４と、木材ＮＷの木口面以外の例えば、板目面のうち木裏側との当接面となる上プレス盤１５０Ａに凸状部や凹状部を形成することなく接着剤等により接合させ配設させた隙間形成部材としての金網１８と、下プレス盤２１Ａの側面側から内部空間ＩＳ内に連通され、内部空間ＩＳ内から蒸気圧を排出するための配管口４１ａを有する配管４１、配管４１内の蒸気圧を検出する圧力計Ｐ２、その下流側のバルブＶ５、バルブＶ５に接続されたドレン配管４２Ａ等から構成されている。つまり、塑性加工木材製造装置４００では、上述の実施の形態２における上プレス盤１１０Ａに形成された突起部１５、または上述の実施の形態３における上プレス盤１２０Ａの凸平面１６に形成された溝部１７を、上プレス盤１５０Ａの金網１８に置換えたものである。
【００７９】
なお、加熱プレス盤４００Ａの上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａには、上記実施の形態１乃至３と同様に、それらを高温の蒸気圧を用いて加熱するための蒸気供給側及び蒸気排出側の配管路等が接続され、蒸気圧を供給するボイラ装置や油圧機構を含むプレス昇降装置等は省略されている。また、上記実施の形態１乃至３と同様、加熱プレス盤４００Ａの上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内を加熱するためには、高温の蒸気圧を用いる方法の他、高周波加熱、マイクロ波加熱等による方法を用いてもよい。そして、冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの構成、更に、加熱プレス盤４００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材の受け渡しに関するロボットアームＲＡ等の構成は、上記実施の形態１乃至３と同様であるため、その詳細な説明を省略する
また、加熱プレス盤４００Ａの上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａとがシール部材１４を介して密閉状態となったときの内部空間ＩＳの上下方向の寸法間隔は、塑性加工木材製造装置４００により木材ＮＷが例えば、圧縮率６０〔％〕の塑性加工木材ＰＷ４とされるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。この仕上がり寸法は、当然のことながら、上プレス盤１５０Ａに金網１８を配設するための高さも考慮されている。
【００８０】
ここで、本実施の形態で用いられる金網１８は、加熱プレス盤４００Ａの内部空間ＩＳ内で、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａによる木材ＮＷの加熱圧縮の際、大きく変形されることなく上プレス盤１５０Ａと木材ＮＷの板目面の木裏側との間の隙間を確実に保持し続けることができる強度を有する必要がある。
【００８１】
また、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００で用いられる木材ＮＷは、原材料となる木材が前以って所定の長さ・幅で厚み３０〔ｍｍ〕以下に製材された、図２に示されたものと同じであるが、この場合にも、上記実施の形態２、３と同様に、板目面（木表及び木裏の２面）のうち木表側が加熱プレス盤４００Ａの下プレス盤２１Ａ上に補助板ＳＢを介して載置される。
図１４に示すように、加熱プレス盤４００Ａの上プレス盤１５０Ａに金網１８を配設することで、上プレス盤１５０Ａと木材ＮＷの板目面の木裏側との間に隙間が形成される。したがって、加熱プレス盤４００Ａの上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて形成される内部空間ＩＳと木材ＮＷの周囲面、更には板目面の木裏側、その内部との間で高温高圧の蒸気圧が通過自在とされる。
【００８２】
次に、塑性加工木材製造装置４００により原材料の木材ＮＷから製品としての塑性加工木材ＰＷ４を製造する工程手順について、図１５（ａ）〜図１５（ｆ）を参照して説明する。なお、図１５（ａ）〜図１５（ｆ）では、蒸気供給側や蒸気排出側の配管等は省略されている。
【００８３】
まず、図１５（ａ）に示すように、塑性加工木材製造装置４００における加熱プレス盤４００Ａの固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１５０Ａを上昇させ、予め所定の寸法に製材され、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内に載置される。
次に、図１５（ｂ）に示すように、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが固定側の下プレス盤２１Ａ上に載置され、下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１５０Ａを圧力が０．０５〜０．３〔ＭＰａ〕にて下降させ、金網１８を介して木材ＮＷの板目面の木裏側に当接させる。そして、上プレス盤１５０Ａの配管路１３Ａ及び下プレス盤２１Ａの配管路２３Ａに１５０〜２１０〔℃〕の特定温度の蒸気圧が通されることによって、内部空間ＩＳ内が１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に保持される（昇温処理時間１０〜２５〔ｍｉｎ〕）。なお、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００では、加熱プレス盤４００Ａの昇温処理時間は、連続処理されるときには周囲環境温度にもよるが最初の立上げ時のみ長い時間が必要となる。
【００８４】
次に、図１５（ｃ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１５０Ａの圧縮圧力が２〜５〔ＭＰａ〕に設定され、木材ＮＷが上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて加熱圧縮される（処理時間１０〜４０〔ｍｉｎ〕）。そして、上プレス盤１５０Ａの周縁部１３２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接すると上プレス盤１５０Ａの周縁部１３２に配設されたシール部材１４によって、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて形成される内部空間ＩＳが密閉状態とされる。この内部空間ＩＳの密閉状態で上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａによる圧縮圧力が保持されたまま、温度が３〜１０〔ｍｉｎ〕間で１１０〜１６０〔℃〕の特定温度から１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に上昇される。
【００８５】
このとき、上プレス盤１５０Ａに配設された金網１８を介して加熱圧縮される木材ＮＷの板目面の木裏側は、金網１８に食い込んだように変形されることとなるが、金網１８の空間を埋め尽くすことはなく蒸気圧が通過するための十分な空間が確保されている。なお、木材ＮＷの圧縮率は、上プレス盤１５０Ａの周縁部１３２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接することで決まることとなる。
【００８６】
そして、図１５（ｃ）に示す内部空間ＩＳの密閉状態で、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａの圧縮圧力が維持され、かつ、内部空間ＩＳが１５０〜２１０〔℃〕の特定温度のまま、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕間保持され、木材ＮＷの加熱圧縮を解除するとき、内部空間ＩＳを開放する直前に、バルブＶ５を開状態とし、内部空間ＩＳから高温高圧の蒸気圧が排出される。この際、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持し、処理時間０．５〜１５〔ｍｉｎ〕だけ乾燥加熱を行う。この乾燥加熱によって、加熱圧縮状態の仮固定化処理を行う。このとき、上プレス盤１５０Ａに配設されている金網１８による空間を介して、内部空間ＩＳと木材ＮＷ２の周囲面、特に、板目面のうちの木裏側の内部とで高温高圧の蒸気圧が出入り自在となっているから、高効率で木材ＮＷの含水率に基づく余分な内部空間ＩＳ内の水分が除去され、内部空間ＩＳ内の蒸気が排出される。
この際、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａを１１０〜１６０〔℃〕の特定温度に維持する程度に蒸気圧も一旦、供給停止してもよい。
【００８７】
次に、図１５（ｄ）に示すように、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａの温度を下げないように素早く、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１５０Ａを上昇させ、ロボットアームＲＡ先端のハンドＴＨにより補助板ＳＢが把持され、内部空間ＩＳから加熱圧縮が終了された木材ＮＷが補助板ＳＢと共に、木材ＮＷを定着する冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂで形成される対向する圧縮面間に載置される。
【００８８】
次に、図１５（ｅ）に示すように、下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを圧力が２〜５〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木裏側に当接させる。そして、上プレス盤１１Ｂの配管路１３Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの配管路２３Ｂに１０〜２５〔℃〕前後の常温の冷却水が通されることによって、上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂが１０〜４０〔℃〕前後まで冷却される（冷却処理時間３０〜１２０〔ｍｉｎ〕）。
そして、図１５（ｆ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを上昇させ、下プレス盤２１Ｂ上に載置されている仕上がり品である塑性加工木材ＰＷ４が補助板ＳＢと共に取出され、一連の木材ＮＷを定着する処理工程が終了する。
なお、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００では、木材ＮＷを加工途中において、加熱プレス盤４００Ａで加熱圧縮した後、冷却プレス盤１００Ｂに直ちに移動させ冷却圧縮するようにしている。
【００８９】
本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００では、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａの内部空間ＩＳが密閉状態であるときに、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面、更には金網１８を介してその内部とで高温高圧の蒸気圧が通過自在とされ、元々木材ＮＷに含まれている水分が均一化されることとなる。これにより、木材ＮＷが加熱圧縮され固定化後にそれまでのプレス圧が短い時間外され、その表面温度が多少低下したとしても膨らみ変形の発生を遅らせることができ、加熱プレス盤４００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材ＮＷの移動が可能となった。また、当然のことながら、一台のプレス機で加熱圧縮から冷却圧縮までを実施するのに比べて、熱エネルギや時間の無駄をなくすことができる。
【００９０】
このため、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００における加熱プレス盤４００Ａ及び冷却プレス盤１００Ｂを用いた木材ＮＷを固定化、仮固定化、そして定着する処理工程では、加熱プレス盤４００Ａで加熱圧縮され固定化された木材が木材ＮＷを定着する冷却プレス盤１００Ｂに移された後には、次の新たな木材ＮＷを載置して、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａに１５０〜２１０〔℃〕の特定温度の蒸気圧を供給開始すれば、新たな木材ＮＷに対する加熱圧縮する固定化の処理工程にそのまま移行させることができる。
なお、塑性加工木材ＰＷ４の板目面のうち木裏側が、金網１８に食い込むことにより金網１８のパターン形状が残ることとなるが、製品の表面側となる板目面の木表側と反対の木裏側であることから不具合が発生することはない。また、金網１８のパターン形状が残る部分が、製品化する際の切削代である寸法範囲内となるように予め設定されておれば問題となることはない。更に、製品の板目面の木裏側で金網１８のパターン形状が残った部分は、接着仕様のものでは接着を助ける役割を果たすこととなるため好ましく、塑性加工木材ＰＷ４の板目面の木裏側の凹凸形状は製品化に当たって問題となることもない。
【００９１】
また、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００における加熱プレス盤４００Ａは、一方の圧縮面側として上プレス盤１５０Ａ側に、木材ＮＷとの間に隙間を形成する隙間形成部材としての金網１８が配設されているものである。
そして、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００における木材ＮＷは、加熱プレス盤４００Ａによる加工開始から冷却プレス盤１００Ｂによる加工終了まで通して、それらと熱伝導率が同等以上の金属からなる搬送補助具としての補助板ＳＢ上に載置された状態で加工されるものである。
【００９２】
このため、加熱プレス盤４００Ａの内部空間ＩＳ内に載置された補助板ＳＢ上の木材ＮＷが加熱圧縮され、内部空間ＩＳが密閉状態に所定時間保持されている間に、上プレス盤１５０Ａの木材ＮＷの板目面の木裏側と当接する圧縮面側に配設された木材ＮＷとの間に隙間を形成する金網１８を介して、木材ＮＷに元々含まれている水分が蒸気圧となって内部空間ＩＳとの間を通過自在となることで、木材ＮＷが均一に加熱圧縮される。そして、加熱プレス盤４００Ａによる木材ＮＷの加熱圧縮により仮固定化され、直ちに定着する冷却プレス盤１００Ｂによる冷却圧縮が実施される。このように、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００によれば、木材ＮＷを加熱圧縮し、内部空間ＩＳを密閉状態に所定時間保持してから仮固定化し、内部空間ＩＳを密閉状態から開放し、加熱プレス盤４００Ａの内部空間ＩＳから直ちに取り出された木材が定着する冷却プレス盤１００Ｂにて冷却圧縮されることで膨らみ変形を生じることのない定着により、安定した品質の塑性加工木材ＰＷ４を製造することができる。
【００９３】
ところで、上記実施の形態で用いられている金網１８は、プレス処理における加熱圧縮に耐え得る強度を有していることは当然であるが、その線径や目の細かさ等については、木材ＮＷの種類等や圧縮面が板目面か柾目面かが考慮され、予め実験等によって最適なものが選定される。
また、上記実施の形態では、金網１８を上プレス盤１５０Ａに接着剤等による接合にて配設するとしているが、より確実に配設するためには、例えば、上プレス盤１５０Ａに金網１８の外形形状に合わせた凹部を形成し、この凹部に金網１８を嵌込んで接着等を併用して固定すれば、位置ズレ等が防止されるため作業性を向上することができる。
そして、上記実施の形態では、隙間形成部材として金網１８を用いているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、セラミックや焼結合金等の多孔質の材料を用いることによって同様の作用効果が期待でき、また、これらの材料を用いれば、塑性加工木材ＰＷ４の板目面の木裏側に残るパターン形状を目立たなくすることもでき、作業性も向上させることができるという作用効果も得ることができる。
【００９４】
なお、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００の加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａまたは冷却プレス盤１００Ｂは、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成し、内部空間ＩＳの体積を変化させるものであるが、加熱圧縮開始時点で、必ずしも内部空間ＩＳが閉鎖されているものに限定されるものではなく、加熱圧縮開始時点で内部空間ＩＳが開放されていてもよい。
また、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００の加熱圧縮加工制御手段は、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａの内部空間ＩＳ内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定温度及び所定圧力で加熱圧縮し、内部空間ＩＳを密閉状態に保持し、所定時間経過後にそれを開放するもので、加熱圧縮の後に内部空間ＩＳの蒸気圧によって、その木材ＮＷの圧縮状態を維持させようとする処理を行うものである。
【００９５】
また、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００の蒸気圧制御手段は、加熱圧縮加工制御手段で内部空間ＩＳが密閉状態に保持されているとき、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面の高温高圧の蒸気圧を供給または排出することによって蒸気圧を制御し、その蒸気圧制御により木材ＮＷの加熱圧縮状態を仮固定化するものである。
そして、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００の冷却圧縮加工制御手段は、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａから取り出された蒸気圧制御により木材ＮＷの仮固定化した木材ＮＷを冷却プレス盤１００Ｂに載置し、その加熱圧縮された面を所定温度及び所定圧力で強制冷却圧縮して木材ＮＷを定着し、所定時間経過後に開放するものである。
【００９６】
以上のように、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００は、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成し、内部空間ＩＳの体積を変化させることにより加熱圧縮自在な上プレス盤１１Ａ，１１０Ａ，１２０Ａ，１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａからなる加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａと、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａの内部空間ＩＳ内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材ＮＷの木目の長さ方向に対して垂直方向となる木口面以外の、例えば、板目面に対して垂直方向に１５０〜２１０〔℃〕の特定温度及び２〜５〔ＭＰａ〕で加熱圧縮し、内部空間ＩＳを密閉状態に保持し、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕経過後にそれを開放する加熱圧縮加工制御手段と、前記加熱圧縮加工制御手段で内部空間ＩＳが密閉状態に保持されているとき、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面の高温高圧の蒸気圧を制御する蒸気圧制御手段と、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を形成し、その圧縮面間の距離を変化させることにより冷却圧縮自在な上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂからなる冷却プレス盤１００Ｂと、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａから取り出された木材を冷却プレス盤１００Ｂに直ちに載置し、その加熱圧縮された面を１０〜２５〔℃〕前後の常温及び２〜５〔ＭＰａ〕で冷却圧縮し、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕経過後に開放する冷却圧縮加工制御手段とを具備するものである。
また、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００における木材ＮＷは、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａによる加熱圧縮の加工開始から仮固定化、定着を行う冷却プレス盤１００Ｂによる加工終了まで通して、それらと熱伝導率が同等以上の金属からなる搬送補助具としての補助板ＳＢ上に載置された状態で加工されるものである。
【００９７】
そして、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００における各手段は、作業工程として捉えることができる。即ち、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成し、内部空間ＩＳの体積を変化させることにより加熱圧縮自在な上プレス盤１１Ａ，１１０Ａ，１２０Ａ，１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａからなる加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａで、内部空間ＩＳ内に載置された木材ＮＷの木目の長さ方向に対して垂直方向となる木口面以外の例えば、板目面に対して垂直方向に１５０〜２１０〔℃〕の特定温度〔℃〕及び２〜５〔ＭＰａ〕で加熱圧縮し、内部空間ＩＳを密閉状態に保持し、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕経過後にそれを開放する加熱圧縮加工制御工程と、前記加熱圧縮加工制御工程で内部空間ＩＳが密閉状態に保持されているとき、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面の高温高圧の蒸気圧を制御する蒸気圧制御工程と、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を形成し、その圧縮面間の距離を変化させることにより冷却圧縮自在な上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂからなる冷却プレス盤１００Ｂと、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａから取り出された木材を冷却プレス盤１００Ｂに直ちに載置し、その加熱圧縮された面を１０〜２５〔℃〕前後の常温及び２〜５〔ＭＰａ〕で冷却圧縮し、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕経過後に開放する冷却圧縮加工制御工程とからなる塑性加工木材製造方法の実施の形態とすることができる。
【００９８】
このため、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａの内部空間ＩＳ内に載置された補助板ＳＢ上の木材ＮＷが加熱圧縮され、内部空間ＩＳが密閉状態に所定時間保持されている間に、木材ＮＷに元々含まれている水分が蒸気圧となって内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面、更には内部に浸入拡散、排出自在となることで、木材ＮＷが均一に加熱圧縮される。そして、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａによる木材ＮＷの加熱圧縮の後、仮固定化処理され、木材ＮＷを定着する冷却プレス盤１００Ｂによる冷却圧縮が実施される。このように、本実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００によれば、木材ＮＷを加熱圧縮し、内部空間ＩＳを密閉状態に所定時間保持し、蒸気圧制御により木材の仮固定化を促進し、内部空間ＩＳを密閉状態から開放し、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａの内部空間ＩＳから直ちに取り出された仮固定化処理された木材ＮＷが、その木材ＮＷを定着する冷却プレス盤１００Ｂにて冷却圧縮されることで変形を生じることのない安定した品質の塑性加工木材ＰＷ１，ＰＷ２，ＰＷ３，ＰＷ４を製造することができる。
【００９９】
ところで、上記実施の形態では、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａの内部空間ＩＳ内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材ＮＷの木目の長さ方向に対して垂直方向に所定温度及び所定圧力で加熱圧縮する場合には、加熱圧縮自在な加熱プレス盤は加熱圧縮開始時に閉じた空間を形成していないが、図４の実施の形態のように、平プレス盤１１ａと側壁プレス盤１１ｂとで２段にて押圧する上プレス盤１１Ａ′を使用し、加熱圧縮開始時から閉じた空間で加熱圧縮することもできる。特に、蒸気圧を高くした方が効率よく塑性加工を行うことができるものもある。
【０１００】
本発明の塑性加工木材製造装置及びその製造方法によれば、本来、杉材等で軽軟な木質材を原材料として使用でき、元の木材に対する表面のみならず板厚全体における硬度が大きく向上され、傷の付き難い塑性加工木材が製造できることとなる。そこで、本発明の塑性加工木材製造装置及びその製造方法を用いて製造された塑性加工木材は、床材や腰板材や屋内家具材、また、表面塗装して使用する住宅用外装材等、広範な用途が見込まれる。
【０１０１】
本発明の塑性加工木材製造装置及びその製造方法によれば、厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材ＮＷを前提とするものであるが、本発明を実施する場合には、厳格に厚み３０〔ｍｍ〕に限定されるものではなく、木目の長さ方向に対して垂直方向に表面を凹凸形状にした場合には、更に厚みを増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】図１は本発明の実施の形態１にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１にかかる塑性加工木材製造装置で用いられる木材の板目面、柾目面、木口面、また、木材が加工途中で載置される搬送補助具としての補助板を示す斜視図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１にかかる塑性加工木材製造装置の工程手順を示す説明図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１にかかる塑性加工木材製造装置における複数に分割された構造体からなる加熱プレス盤の変形例を示す概略図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態２にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】図６は図５の加熱プレス盤の上プレス盤に形成された凸状部としての突起部の詳細を示す斜視図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態２にかかる塑性加工木材製造装置の工程手順を示す説明図である。
【図８】図８は図６の加熱プレス盤の上プレス盤に形成された突起部の変形例を示す斜視図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態３にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０】図１０は図９の加熱プレス盤の上プレス盤に形成された凹状部としての溝部の詳細を示す斜視図である。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態３にかかる塑性加工木材製造装置の工程手順を示す説明図である。
【図１２】図１２は図１０の加熱プレス盤の上プレス盤に形成された溝部の変形例を示す斜視図である。
【図１３】図１３は図１０の加熱プレス盤の上プレス盤に形成された溝部の他の変形例を示す上面図である。
【図１４】図１４は本発明の実施の形態４にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図である。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態４にかかる塑性加工木材製造装置の工程手順を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１１Ａ，１１０Ａ，１２０Ａ，１５０Ａ 上プレス盤
１４ シール部材
１５ 突起部
１７ 溝部
１８ 金網
２１Ａ 下プレス盤
１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａ 加熱プレス盤
１１Ｂ 上プレス盤
２１Ｂ 下プレス盤
１００Ｂ 冷却プレス盤
１００，２００，３００，４００ 塑性加工木材製造装置
ＩＳ 内部空間
ＮＷ 木材
ＰＷ１，ＰＷ２，ＰＷ３，ＰＷ４ 塑性加工木材
ＳＢ 補助板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材を圧縮成形することで硬度を高めることができる塑性加工木材製造装置及びその製造方法に関し、例えば、住宅の床材等の建材として使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス加工する際に木材の周囲を密閉し、木材に含まれる水分をその木材中に閉じ込めたうえで高温高圧で加熱圧縮処理すると、顕著な回復抑制効果が現われて、もはや元の厚みには戻らないことが知られている。ところが、このような木材を、処理後に直ちにプレス機から取り出すと、木材中に含まれていた高温高圧の蒸気圧の作用によって、この木材の表面にパンクと呼ばれる膨らみ変形が発生し易いという不具合があった。これに対処するため、従来は、木材の熱処理後にプレス状態を維持したままプレス機を冷却することで塑性加工木材（圧縮木材）を製造するしかなかった。しかしながら、このような工程の繰返しでは、プレス機の再加熱に伴う無駄なエネルギの消費と共に、時間も要するという問題が生じていた。
【０００３】
そこで、特許文献１では、エネルギや時間を多大に消費することなしに、加熱圧縮した木材の表面における膨らみ変形の発生を防止することを目的として、木材を加熱プレス処理により圧縮して密閉空間に閉込め、木材中の水分を加圧蒸気圧化させて圧縮変形状態に固定させた後、プレス状態を維持したまま密閉空間内を減圧させる技術が示されている。これによれば、木材中に含まれる蒸気圧が密閉空間内に放出されるため、加熱プレス処理後に木材を加熱状態のまま熱プレス機から取出してもその表面における膨らみ変形の発生が防止されるとある。
【特許文献１】特開平８−９０５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１にあるように、木材中に含まれている高温高圧の蒸気圧は密閉空間内を減圧するだけでは瞬時に抜けきることは難しく、依然として、木材の木口面から離れた中央部分では均一化されておらず、特に、厚板材では加熱プレス処理後の膨らみ変形を完全に抑えることは無理であり、多少でも膨らみ変形が生じると製品としての品質が低下するという問題があった。特に、厚み３０〔ｍｍ〕以下の床材等の木材板の場合には、加熱プレス処理後の膨らみ変形が板材全体の曲がり面となって表出する場合があり、板材としての品質が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、木材の圧縮加工における加工時間を短縮できると共に、加工後に変形が生じることのない安定した品質の製品を製造可能な塑性加工木材製造装置及びその製造方法の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の塑性加工木材製造装置は、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間を形成し、前記内部空間の体積を変化させることにより加熱圧縮自在な加熱プレス盤と、前記加熱プレス盤の所定温度の内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定圧力で圧縮し、前記内部空間を密閉状態に保持し、所定時間経過後にそれを開放する加熱圧縮加工制御手段と、前記加熱圧縮加工制御手段で前記内部空間が密閉状態に保持されているとき、前記内部空間を介して前記木材の周囲面の高温高圧の蒸気圧を制御し、前記蒸気圧制御により前記木材を仮固定化する蒸気圧制御手段と、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を形成し、前記圧縮面間の距離を変化させることにより冷却圧縮自在な冷却プレス盤と、前記加熱プレス盤から取り出された前記蒸気圧制御により仮固定化した前記木材を前記冷却プレス盤に直ちに載置し、その加熱圧縮された面を所定温度及び所定圧力で強制冷却圧縮し、前記木材を定着して所定時間経過後に開放し、固定化した塑性加工木材とする冷却圧縮加工制御手段とを具備するものである。
【０００７】
ここで、本発明を実施する場合の複数に分割された構造体で対向する圧縮面を有して内部空間を形成する加熱プレス盤及び冷却プレス盤は、単純に上下に２分割した上下プレス盤構造体、上下プレス盤と枠体とからなる構造体等、複数の構造体によって構成できる。
また、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮するとは、木材の木口面以外の板目面または柾目面を加熱圧縮することにより、少なくとも木口面の面積を小さくすることを意味し、加熱プレス盤による加熱圧縮の方向性を特定するものである。なお、木材の加熱圧縮する面は、木材の種類等も考慮され好ましい加熱圧縮の方向が選定される。
そして、本発明を実施する場合の蒸気圧制御手段は、加熱圧縮加工制御手段で密閉状態に保持されているときの内部空間を介して木材の周囲面として圧縮面側の表面、更にはその内部とで出入りする高温高圧の蒸気圧を供給、排出するように制御するものであればよい。また、前記蒸気圧制御により前記木材の仮固定化するとは、加熱プレス盤で加熱圧縮された体積状態を維持できるものであればよく、そのために、表面のみ乾燥状態とすべく、一時的に加熱圧縮加工制御手段で密閉状態に保持されているときの内部空間の蒸気圧を放出し、低圧加熱する技術も含むものである。
更に、本発明を実施する場合の冷却圧縮加工制御手段は、加熱圧縮加工制御手段で加工終了して取り出された前記蒸気圧制御により前記木材の仮固定化した前記木材を前記冷却プレス盤に直ちに載置し、加熱プレス盤で加熱圧縮された面の状態を保持したまま、前記木材を定着する強制冷却圧縮に移行できるように制御するものであればよい。
なお、本発明の概略は、前述したように、加熱圧縮加工制御手段では木材の加熱圧縮を、蒸気圧制御手段では当該木材の仮固定化を、冷却圧縮加工制御手段では当該木材の定着を行い、全体で固定化を完了した塑性加工木材を得るものである。
【０００８】
請求項２の塑性加工木材製造装置は、請求項１に記載の要件に加えて、前記加熱プレス盤には、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材に食い込む程度の所定の断面形状からなる凸状部が形成されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の木材に食い込む程度の所定の断面形状からなる凸状部とは、加熱圧縮された木材に加工歪が入らず、また、製品としての品質を損なわない程度の断面形状が望ましく、できる限り多くの凸状部を形成することが好ましい。殊に、木材に食い込み、その食い込ませた位置に至る木材の位置までを内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものであるから、その食い込む程度は、木材の厚みがそれ程ない場合には、浅い構造であってもよい。
なお、加熱プレス盤における少なくとも一方の圧縮面側に形成された凸状部とは、本発明の実施の形態によっては、両方の圧縮面側に凸状部が形成される場合があることを意味する。
【０００９】
請求項３の塑性加工木材製造装置は、請求項１に記載の要件に加えて、前記加熱プレス盤には、少なくとも一方の圧縮面側に、前記内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部が形成されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部とは、加熱圧縮される木材の圧縮面を内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものであるから、加熱圧縮された木材に加工歪が入らず、また、製品としての品質を損なわない程度の断面形状であればよく、木材の繊維方向やそれと交差する方向等にできる限り多くの凹状部を形成することが好ましい。また、本発明を実施する場合の凹状部は、換言すれば、加熱プレス盤の木材の圧縮面に形成された溝部であり、断面形状としてはＵ字形状、Ｖ字形状、台形形状等で製品となる塑性加工木材を取外し易い形状であればよい。
なお、加熱プレス盤における少なくとも一方の圧縮面側に形成された凹状部とは、本発明の実施の形態によっては、両方の圧縮面側に凹状部が形成される場合があることを意味する。
【００１０】
請求項４の塑性加工木材製造装置は、請求項１に記載の要件に加えて、前記加熱プレス盤には、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材との間に隙間を形成する隙間形成部材が配設されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の木材との間に隙間を形成する隙間形成部材とは、加熱圧縮される木材の圧縮面を内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものであるから、加熱圧縮された木材に加工歪が入らず、また、製品としての品質を損なわない程度の表面凹凸形状であればよく、木材の圧縮面に対してできる限り多くの隙間を形成することが好ましい。
なお、加熱プレス盤における少なくとも一方の圧縮面側に配設された隙間形成部材とは、本発明の実施の形態によっては、両方の圧縮面側に隙間形成部材が配設される場合があることを意味する。
【００１１】
請求項５の塑性加工木材製造装置は、請求項１に記載の要件に加えて、前記木材が前記加熱プレス盤による加熱圧縮の加工開始から前記冷却プレス盤による強制冷却圧縮することによって定着に至る加工終了までを通して、それらと熱伝導率が同等以上の材質からなる搬送補助具上に載置された状態で加工されるものである。
ここで、本発明を実施する場合の加熱プレス盤による加熱圧縮の加工開始から強制冷却圧縮することによって定着する冷却プレス盤による加工終了までを通してとは、木材が加熱圧縮から定着に至る冷却圧縮まで１つの搬送補助具上に載置された状態のまま加工されることを意味するものである。
また、本発明を実施する場合の搬送補助具は、加熱プレス盤の内部空間内に木材の圧縮面全体を当接させた状態で載置でき、加熱プレス盤から取り出してそのまま冷却プレス盤に載置可能な寸法からなり、その外周縁に外部から把持して取り出し、かつ、受け渡し作業をし易くするため、例えば、部分的な段差や把持するための孔等が形成されていることが好ましい。
なお、本発明を実施する場合の搬送補助具としては、熱伝導率が加熱プレス盤や冷却プレス盤と同等以上で、木材の製品としての品質を損なわない程度の表面精度、かつ、プレス耐強度を具備するものであればよい。
【００１２】
請求項６の塑性加工木材製造方法は、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間を形成し、前記内部空間の体積を変化させることにより加熱圧縮自在な加熱プレス盤で、前記内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定温度及び所定圧力で加熱圧縮し、前記内部空間を密閉状態に保持し、所定時間経過後にそれを開放する加熱圧縮加工制御工程と、前記加熱圧縮加工制御工程で前記内部空間が密閉状態に保持されているとき、前記内部空間を介して前記木材の周囲面の高温高圧の蒸気圧を制御し、前記蒸気圧制御により前記木材を仮固定化する蒸気圧制御工程と、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を形成し、前記圧縮面間の距離を変化させることにより冷却圧縮自在な冷却プレス盤に、前記加熱プレス盤から取り出された前記蒸気圧制御により仮固定化した前記木材を直ちに載置し、その加熱圧縮された面を所定温度及び所定圧力で強制冷却圧縮し、前記木材を定着して所定時間経過後に開放し、固定化した塑性加工木材とする冷却圧縮加工制御工程とからなるものである。
ここで、本発明を実施する場合の複数に分割された構造体で対向する圧縮面を有して内部空間を形成する加熱プレス盤及び冷却プレス盤は、単純に上下に２分割した上下プレス盤構造体、上下プレス盤と枠体とからなる構造体等、複数の構造体によって構成できる。
また、木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮するとは、木材の木口面以外の板目面または柾目面を加熱圧縮することにより、少なくとも木口面の面積を小さくすることを意味し、加熱プレス盤による加熱圧縮の方向性を特定するものである。なお、木材の加熱圧縮面は、木材の種類等も考慮され好ましい加熱圧縮の方向が選定される。
そして、本発明を実施する場合の蒸気圧制御工程は、加熱圧縮加工制御工程で密閉状態に保持されているときの内部空間を介して木材の周囲面として圧縮面側の表面、その内部とで出入りする高温高圧の蒸気圧が増加されるように制御するものであればよい。また、蒸気圧制御により木材の固定化を促進するとは、加熱プレス盤で加熱圧縮された体積状態を維持できるものであればよく、そのために、表面のみ乾燥状態とすべく一時的に加熱圧縮加工制御工程で密閉状態に保持されているときの内部空間の蒸気圧を放出する技術も含むものである。
更に、本発明を実施する場合の冷却圧縮加工制御工程は、加熱圧縮加工制御工程で加工終了して取り出された蒸気圧制御により前記木材を仮固定化し、木材が直ちに載置されることで、加熱プレス盤で加熱圧縮された面の状態を保持したまま、前記木材を定着する強制冷却圧縮に移行できるように制御するものであればよい。
【００１３】
請求項７の塑性加工木材製造方法は、請求項６に記載の要件に加えて、前記加熱プレス盤には、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材に食い込む程度の所定の断面形状からなる凸状部が形成されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の木材に食い込む程度の所定の断面形状からなる凸状部とは、木材に食い込み、その食い込ませた位置に至る木材の位置までを内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものであるから、加熱圧縮された木材に加工歪が入らず、また、製品としての品質を損なわない程度の断面形状であればよく、できる限り多くの凸状部を形成することが好ましい。また、その食い込む程度は、木材の厚みがそれ程ない場合には、浅い構造であってもよい。
なお、加熱プレス盤における少なくとも一方の圧縮面側に形成された凸状部とは、本発明の実施の形態によっては、両方の圧縮面側に凸状部が形成される場合があることを意味する。
【００１４】
請求項８の塑性加工木材製造方法は、請求項６に記載の要件に加えて、前記加熱プレス盤には、少なくとも一方の圧縮面側に、前記内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部が形成されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部とは、加熱圧縮される木材の圧縮面を内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものであるから、加熱圧縮された木材に加工歪が入らず、また、製品としての品質を損なわない程度の断面形状であればよく、木材の繊維方向やそれと交差する方向等にできる限り多くの凹状部を形成することが好ましい。また、本発明を実施する場合の凹状部は、換言すれば、加熱プレス盤の木材の圧縮面に形成された溝部であり、断面形状としてはＵ字形状、Ｖ字形状、台形形状等で製品となる塑性加工木材を取外し易い形状であればよい。
なお、加熱プレス盤における少なくとも一方の圧縮面側に形成された凹状部とは、本発明の実施の形態によっては、両方の圧縮面側に凹状部が形成される場合があることを意味する。
【００１５】
請求項９の塑性加工木材製造方法は、請求項６に記載の要件に加えて、前記加熱プレス盤には、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材との間に隙間を形成する隙間形成部材が配設されているものである。
ここで、本発明を実施する場合の木材との間に隙間を形成する隙間形成部材とは、加熱圧縮される木材の圧縮面を内部空間と同様の温度及び圧力状態、湿度（蒸気圧）状態とするものであり、その結果として、加熱圧縮された木材に加工歪が入らず、また、製品としての品質を損なわない程度の表面凹凸形状であればよく、木材の圧縮面に対してできる限り多くの隙間を形成することが好ましい。
なお、加熱プレス盤における少なくとも一方の圧縮面側に配設された隙間形成部材とは、本発明の実施の形態によっては、両方の圧縮面側に隙間形成部材が配設される場合があることを意味する。
【００１６】
請求項１０の塑性加工木材製造方法は、請求項６に記載の要件に加えて、前記木材が前記加熱プレス盤による加熱圧縮による加工開始から前記冷却プレス盤による定着に至る加工終了まで通して、それらと熱伝導率が同等以上の材質からなる搬送補助具上に載置された状態で加工されるものである。
ここで、本発明を実施する場合の加熱プレス盤による加熱圧縮による加工開始から冷却プレス盤による定着に至る加工終了までを通してとは、木材が加熱圧縮から冷却圧縮まで１つの搬送補助具上に載置された状態のまま加工されることを意味するものである。
また、本発明を実施する場合の搬送補助具は、加熱プレス盤の内部空間内に木材の圧縮面全体を当接させた状態で載置でき、加熱プレス盤から取り出してそのまま冷却プレス盤に載置可能な寸法からなり、その外周縁に外部から把持して取り出し易くするため、例えば、部分的な段差や把持するための孔等が形成されていることが好ましい。
なお、本発明を実施する場合の搬送補助具としては、熱伝導率が加熱プレス盤や冷却プレス盤と同等以上で、木材の製品としての品質を損なわない程度の表面精度、かつ、プレス耐強度が要求される。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の塑性加工木材製造装置によれば、複数に分割された構造体によって形成される対向する圧縮面を有する内部空間の体積が変化されることにより加熱圧縮自在な加熱プレス盤で、加熱圧縮加工制御手段によって所定温度の内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定圧力で加熱圧縮し、内部空間が密閉状態に保持された状態とし、その後、蒸気圧制御により前記木材の仮固定化をし、それが開放される。即ち、前記内部空間が密閉状態に保持されているときに、蒸気圧制御手段によって内部空間を介して木材の周囲面における高温高圧の蒸気圧が制御され、その蒸気圧制御により前記木材の仮固定化がされる。そして、冷却圧縮加工制御手段では、加熱プレス盤から取り出された前記蒸気圧制御により仮固定化された木材が、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面が形成された冷却プレス盤に直ちに載置され、木材の加熱圧縮された面が強制冷却圧縮され、前記木材を定着し、所定時間経過後に開放される。
【００１８】
つまり、加熱圧縮加工制御手段によって加熱プレス盤の内部空間内に載置された木材が木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮され、内部空間が密閉状態に保持され、このときの内部空間を介して木材の周囲面における高温高圧の蒸気圧が蒸気圧制御手段によって制御された後、蒸気圧制御により前記木材の仮固定化し、所定時間経過後に密閉状態が開放される。この蒸気圧は加熱により木材に含まれている水分が蒸発したものであり、この蒸気圧が木材の周囲面、更にはその内部と内部空間とで出入りすることで、前記蒸気圧制御により仮固定化され、木材が均一に仮固定化される。そして、加熱プレス盤から取り出された前記蒸気圧制御により仮固定化された木材は、冷却圧縮加工制御手段によって冷却プレス盤の圧縮面に直ちに載置され、加熱圧縮された面が強制冷却圧縮され、所定時間経過後、前記木材を定着した後に開放される。これにより、木材が加熱圧縮され、密閉状態で仮固定化された後、直ちに冷却圧縮されることで、木材の圧縮加工における加工時間が短縮されると共に、前記木材を仮固定化した後に、変形が生じることのない圧力状態下で冷却するから定着が安定し、それによって品質のよい固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００１９】
請求項２の塑性加工木材製造装置では、請求項１に記載の効果に加えて、加熱プレス盤の少なくとも一方の圧縮面側に、木材に食い込む程度に所定の断面形状からなる凸状部が形成されていることによって、木材の周囲面、特に、圧縮面側の表面、更にはその内部と内部空間とで出入りする蒸気圧が増加し、木材が高効率により均一に加熱圧縮される。これにより、木材を加熱圧縮状態で蒸気圧制御により仮固定化した後、加熱プレス盤の内部空間から取り出し、前記木材を定着する冷却プレス盤で圧縮加工を行うまでの間に変形が生じることなく、かつ、圧縮状態下で前記木材を定着することにより安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２０】
請求項３の塑性加工木材製造装置では、請求項１に記載の効果に加えて、加熱プレス盤の少なくとも一方の圧縮面側に、内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部が形成されていることによって、木材の周囲面、特に、圧縮面側の表面、更にはその内部と内部空間とで出入りする蒸気圧が増加されることとなり、蒸気圧制御により前記木材の仮固定化し、木材がより均一に加熱圧縮される。これにより、木材を加熱圧縮状態で蒸気圧制御により仮固定化した後、加熱プレス盤の内部空間から取り出し、前記木材を定着する冷却プレス盤で圧縮加工を行うまでの間に変形が生じることなく、かつ、圧縮状態下で前記木材を定着することにより安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２１】
請求項４の塑性加工木材製造装置では、請求項１に記載の効果に加えて、加熱プレス盤の少なくとも一方の圧縮面側に、木材との間に隙間を形成する隙間形成部材が配設されていることによって、木材の圧縮面側の表面、更にはその内部と内部空間とで出入りする蒸気圧が増加することとなり木材がより均一に加熱圧縮される。これにより、木材を加熱圧縮状態で蒸気圧制御により仮固定化した後、加熱プレス盤の内部空間から取り出し、前記木材を定着する冷却プレス盤で圧縮加工を行うまでの間に変形が生じることなく、かつ、圧縮状態下で前記木材を定着することにより安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２２】
請求項５の塑性加工木材製造装置では、請求項１に記載の効果に加えて、木材が加熱プレス盤による加工開始から冷却プレス盤による加工終了までを通して、加熱圧縮や冷却圧縮における加工時間を延ばしたり、品質を低下させたりすることのないように、熱伝導率が加熱プレス盤や冷却プレス盤と同等以上の材質からなる搬送補助具上に載置された状態のまま圧縮加工されることで、加熱プレス盤から冷却プレス盤への移動が容易となり安定した品質の塑性加工木材を製造することができる。
【００２３】
請求項６の塑性加工木材製造方法によれば、複数に分割された構造体によって形成される対向する圧縮面を有する内部空間の体積が変化されることにより加熱圧縮自在な加熱プレス盤で、加熱圧縮加工制御工程によって所定温度の内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定圧力で加熱圧縮させ、内部空間が密閉状態に保持し、蒸気圧制御により前記木材の仮固定化した所定時間経過後にそれが開放される。即ち、内部空間が密閉状態に保持されているときに、蒸気圧制御工程によって内部空間を介して木材の周囲面における高温高圧の蒸気圧が制御される。その後、前記蒸気圧制御により仮固定化する処理を行う。そして、前記木材の塑性加工状態を定着する冷却圧縮加工制御工程では、加熱プレス盤から取り出された蒸気圧制御により仮固定化した前記木材が、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面が形成された冷却プレス盤に載置され、木材の加熱圧縮された面が強制冷却圧縮され、所定時間経過後に定着を完了して開放される。
【００２４】
つまり、加熱圧縮加工制御工程によって加熱プレス盤の内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材が木目の長さ方向に対して垂直方向に加熱圧縮され、内部空間が密閉状態に保持され、このときの内部空間を介して木材の周囲面における高温高圧の蒸気圧が蒸気圧制御工程によって制御された後、所定時間経過後に密閉状態が開放される。この蒸気圧は加熱により木材に含まれている水分が蒸発したものであり、この蒸気圧が木材の周囲面、更にはその内部と内部空間とで出入りすることで木材が均一に加熱圧縮され、その後、蒸気圧制御により前記木材の仮固定化する。そして、加熱プレス盤から取り出された蒸気圧制御により仮固定化された木材は、前記木材を定着する冷却圧縮加工制御工程によって冷却プレス盤の圧縮面に載置され、強制冷却圧縮され、所定時間経過後に定着を完了して開放される。これにより、木材が加熱圧縮された後、仮固定化され、かつ、冷却圧縮によって定着されることで、木材の圧縮加工における加工時間が短縮される。また、木材を加熱圧縮状態で蒸気圧制御により仮固定化するものであり、圧縮状態下で前記木材を定着することにより安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２５】
請求項７の塑性加工木材製造方法では、請求項６に記載の効果に加えて、加熱プレス盤の少なくとも一方の圧縮面側に、木材に食い込む程度に所定の断面形状からなる凸状部が形成されていることによって、木材の周囲面、特に、圧縮面側の表面、更にはその内部と内部空間とで出入りする蒸気圧が増加することとなり木材がより均一に加熱圧縮される。これにより、木材を加熱圧縮し、密閉状態で固定化した後、加熱プレス盤の内部空間から直ちに取り出し、前記木材を定着する冷却プレス盤に載置するという木材の圧縮加工を行っても変形を生じることなく、かつ、定着によって安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２６】
請求項８の塑性加工木材製造方法では、請求項６に記載の効果に加えて、加熱プレス盤の少なくとも一方の圧縮面側に、内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部が形成されていることによって、木材の周囲面、特に、圧縮面側の表面、更にはその内部と内部空間とで出入りする蒸気圧が増加することとなり木材がより均一に高温圧縮される。これにより、木材を加熱圧縮し、密閉状態で固定化した後、加熱プレス盤の内部空間から取り出し、前記木材を定着する冷却プレス盤に載置するという木材の圧縮加工を行っても変形を生じることなく、かつ、定着によって安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２７】
請求項９の塑性加工木材製造方法では、請求項６に記載の効果に加えて、加熱プレス盤の少なくとも一方の圧縮面側に、木材との間に隙間を形成する隙間形成部材が配設されていることによって、木材の周囲面、特に、圧縮面側の表面、更にはその内部と内部空間とで出入りする蒸気圧が増加されることとなり木材がより均一に加熱圧縮される。これにより、木材を加熱圧縮した後、加熱プレス盤の内部空間から取り出し、前記木材を定着する冷却プレス盤に載置するという木材の圧縮加工を行っても変形を生じることなく、かつ、定着によって安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【００２８】
請求項１０の塑性加工木材製造方法では、請求項６に記載の効果に加えて、木材が加熱プレス盤による加工開始から冷却プレス盤による加工終了までを通して、加熱圧縮や冷却圧縮における加工時間を延ばしたり、品質を低下させることのないように、熱伝導率が加熱プレス盤や冷却プレス盤と同等以上の材質からなる搬送補助具上に載置された状態のまま圧縮加工されることで、加熱圧縮及び仮固定化する加熱プレス盤から定着する冷却プレス盤への移動が容易となり、定着により安定した品質の固定化した塑性加工木材を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
なお、本実施の形態２以降において、実施の形態１と同一記号または同一符号は、上記実施の形態１と同一または相当する構成部分を示すものであるから、その詳細な説明を省略し、主に相違点のみ説明する。
【００３０】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図である。
【００３１】
図１において、１００は塑性加工木材製造装置であり、この塑性加工木材製造装置１００は、主として、加熱圧縮を実施する加熱プレス盤１００Ａとこの加熱プレス盤１００Ａによる加熱圧縮に続いて直ちに冷却圧縮を実施する冷却プレス盤１００Ｂとから構成されている。
このうち、加熱プレス盤１００Ａは、２分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成する上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａと、内部空間ＩＳを密閉状態とするために下プレス盤２１Ａの周縁部２２に対向して上プレス盤１１Ａの周縁部１２に配設されるシール部材１４と、下プレス盤２１Ａの側面側から内部空間ＩＳ内に連通され、内部空間ＩＳ内から蒸気圧を排出するための配管口４１ａを有する配管４１、配管４１内の蒸気圧を検出する圧力計Ｐ２、その下流側のバルブＶ５、バルブＶ５に接続されたドレン配管４２Ａ等から構成されている。
【００３２】
また、加熱プレス盤１００Ａの上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａ内には、それらを高温の蒸気圧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１３Ａ，２３Ａが形成されており、これら配管路１３Ａ，２３Ａ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Ｖ４を介してドレン配管４２Ａに接続されている。なお、配管ＳＴ１に蒸気圧を供給するボイラ装置、また、加熱プレス盤１００Ａの固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１Ａ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。ここで、本実施の形態では、加熱プレス盤１００Ａの上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内を加熱するために高温の蒸気圧を用いているが、この他、高周波加熱、マイクロ波加熱等を用いることもできる。
また、加熱プレス盤１００Ａの上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａとがシール部材１４を介して密閉状態となったときの内部空間ＩＳの上下方向の寸法間隔は、塑性加工木材製造装置１００により木材ＮＷが、例えば、圧縮率６０〔％〕の塑性加工木材ＰＷ１とされるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。
【００３３】
一方、冷却プレス盤１００Ｂは、２分割された構造体によって対向する圧縮面を形成する上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂから構成されている。また、冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂ内には、それらを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ための配管路１３Ｂ，２３Ｂが形成されており、これら配管路１３Ｂ，２３Ｂには冷却水供給側の配管ＳＴ１１から分岐された配管ＳＴ１２，ＳＴ１３、冷却水排出側の配管ＥＴ１１，ＥＴ１２がそれぞれ接続されている。そして、冷却水供給側の配管ＳＴ１１，ＳＴ１２，ＳＴ１３の途中にはバルブＶ１１，Ｖ１２，Ｖ１３が配設されており、冷却水排出側の配管ＥＴ１１，ＥＴ１２は、バルブＶ１４を介してドレン配管４２Ｂに接続されている。なお、配管ＳＴ１１に冷却水を供給する冷却水供給装置、また、冷却プレス盤１００Ｂの固定側の下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂ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。
【００３４】
更に、加熱プレス盤１００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材の受け渡しに関しては、本実施の形態では具体的に、ロボットを用いたロボットアームＲＡ先端のハンドＴＨによる把持にて、図１に白抜矢印で示されるような経路にて行われているが、コンベア等を併用することもできる。要はできる限り素早く受け渡しが完了するような構成が好ましい。
【００３５】
ここで、図２に示すように、本実施の形態の塑性加工木材製造装置１００で用いられる木材ＮＷは、原材料となる木材ＮＷが前以って所定の長さ・幅・厚みに製材されたものであり、木材ＮＷは板目面（木表及び木裏の２面）、柾目面（２面）、木口面（２面）とからなる。そして、木材ＮＷは厚み３０〔ｍｍ〕以下で、その木目の長さ方向に対して垂直方向となる、例えば、板目面の木裏側が搬送補助具としての補助板ＳＢ上に載置された状態のまま加熱圧縮及び冷却圧縮が実施される。この補助板ＳＢは、加熱プレス盤１００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの受け渡しをし易くするためのものであり、加熱プレス盤１００Ａ及び冷却プレス盤１００Ｂの熱伝導率と同等以上で、プレス圧に耐え得る平面強度を有する金属にて形成されている。なお、補助板ＳＢには、その外周縁に上記ロボットアームＲＡ先端のハンドＴＨによる把持をし易くするための段差ＤＬが形成されている。
【００３６】
次に、塑性加工木材製造装置１００により原材料の木材ＮＷから塑性加工木材ＰＷ１を製造する工程手順について、図３（ａ）〜図３（ｆ）を参照して説明する。なお、図３（ａ）〜図３（ｆ）では、蒸気供給側や蒸気排出側の配管、また、冷却水供給側や冷却水排出側の配管等は省略されている。
【００３７】
まず、図３（ａ）に示すように、塑性加工木材製造装置１００における加熱プレス盤１００Ａの固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１Ａを上昇させ、予め所定の厚み３０〔ｍｍ〕以下の寸法に製材され、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内に載置される。
次に、図３（ｂ）に示すように、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが固定側の下プレス盤２１Ａ上に載置され、下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１Ａを圧力が０．０５〜０．３〔ＭＰａ：メガパスカル〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木表側に当接させる。そして、上プレス盤１１Ａの配管路１３Ａ及び下プレス盤２１Ａの配管路２３Ａに１１０〜１６０〔℃〕の特定温度の蒸気圧が通されることによって、内部空間ＩＳ内が１１０〜１６０〔℃〕に保持される（昇温処理時間１０〜２５〔ｍｉｎ：分〕）。なお、本実施の形態の塑性加工木材製造装置１００では、加熱プレス盤１００Ａの昇温処理時間は、連続処理されるときには周囲環境温度にもよるが、最初の立上げ時のみ長い時間が必要となる。
【００３８】
次に、図３（ｃ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１Ａの圧縮圧力が２〜５〔ＭＰａ〕に設定され、木材ＮＷが上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａにて加熱圧縮される（処理時間１０〜４０〔ｍｉｎ〕）。このとき、圧縮圧力が２〜５〔ＭＰａ〕は、木材ＮＷの温度上昇に応じて徐々に圧力を大きくする。木材ＮＷの温度上昇とは木材ＮＷの内部温度の伝達であり、伝達時間として制御することもできる。
そして、上プレス盤１１Ａの周縁部１２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接すると上プレス盤１１Ａの周縁部１２に配設されたシール部材１４によって、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａにて形成される内部空間ＩＳが密閉状態となる。この内部空間ＩＳの密閉状態で上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａによる圧縮圧力が保持されたまま、３〜１０〔ｍｉｎ〕間で１１０〜１６０〔℃〕の特定温度から１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に上昇させる。
なお、本実施の形態の木材ＮＷの圧縮率は、木材ＮＷの板圧の変化、本実施の形態では、上プレス盤１１Ａの周縁部１２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接することで決まることとなる。
【００３９】
そして、図３（ｃ）に示す内部空間ＩＳの密閉状態で、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａの圧縮圧力が維持され、かつ、内部空間ＩＳが１５０〜２１０〔℃〕の特定温度のまま、４０〜１２０〔ｍｉｎ〕間保持され、木材ＮＷの加熱圧縮を解除したときに戻りのない塑性加工木材ＰＷ１を形成するための加熱圧縮処理が行われる。このとき、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａで密閉状態とされている内部空間ＩＳを介して、木材ＮＷの周囲面とその内部で高温高圧の蒸気圧が出入り自在となっている。
なお、内部空間ＩＳが密閉状態とされ加熱圧縮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４１ａ、配管４１を通って内部空間ＩＳからドレン配管４２Ａ側に高温高圧の蒸気圧が排出されることで、木材ＮＷの含水率に基づく余分な内部空間ＩＳ内の水分が除去され、内部空間ＩＳ内が所定の蒸気圧となるように調節される。また、必要に応じて、内部空間ＩＳに所定の蒸気圧を供給することもできる。
【００４０】
次に、内部空間ＩＳを開放する直前に、バルブＶ５を開状態とすることで配管口４１ａ、配管４１を通って内部空間ＩＳからドレン配管４２Ａ側に高温高圧の蒸気圧が排出される。この際、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持し、処理時間０．５〜１５〔ｍｉｎ〕だけ乾燥加熱を行う。この乾燥加熱によって、木材ＮＷには自己保持能力をもたせることができ、それまでの加熱圧縮状態であったものが圧力を解除しても変形し難くなる仮固定化処理を行う。この仮固定化処理は、処理時間０．５〜１５〔ｍｉｎ〕だけ乾燥加熱を行った時、良好な結果を得たが、発明者らの実験によれば、最小搬送時間が特定されることから、これ以上の時間短縮を確認できなかったが、加熱温度及び内部空間ＩＳの蒸気圧排出能力によって更に０．５〔ｍｉｎ〕以下に短縮することができるものと推定される。
【００４１】
次に、仮固定化処理時間０．５〜１５〔ｍｉｎ〕の後、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持するための蒸気圧も一旦、供給停止される。そして、図３（ｄ）に示すように、加熱プレス盤１００Ａの上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａの温度をなるべく下げないように素早く、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１Ａを上昇させ、ロボットアームＲＡ先端のハンドＴＨにより補助板ＳＢが把持され、内部空間ＩＳから加熱圧縮が終了された木材ＮＷが補助板ＳＢと共に、冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂで形成される対向する圧縮面間に搬送される。
【００４２】
次に、図３（ｅ）に示すように、下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを圧力が２〜５〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木表側に当接させる。この間の時間は、１〜３〔ｍｉｎ〕以下であったが、その間には、木材ＮＷを定着する冷却プレス盤に載置するという木材ＮＷの移動を行っても、木材ＮＷを定着開始するまでに膨らみ変形を生じることがなかった。そして、上プレス盤１１Ｂの配管路１３Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの配管路２３Ｂに１０〜２５〔℃〕前後の常温の冷却水が通されることによって、上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂが１０〜４０〔℃〕前後まで冷却される（冷却処理時間３０〜１２０〔ｍｉｎ〕）。
そして、図３（ｆ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを上昇させ、下プレス盤２１Ｂ上に載置されている仕上がり品である塑性加工木材ＰＷ１が補助板ＳＢと共に取出され、一連の処理工程が終了する。
なお、本実施の形態の塑性加工木材製造装置１００では、木材ＮＷを加工途中において、加熱プレス盤１００Ａで加熱圧縮した後、特定温度に維持し、特定の処理時間だけ乾燥加熱を行い、この乾燥加熱によって木材ＮＷには自己保持能力をもたせることができ、それまでの加熱圧縮状態であったものが圧力を解除しても変形し難くなる仮固定化処理を行う。これによって従来では、如何に素早く加熱側のプレス機から冷却側のプレス機に移動させたとしても、加熱側のプレス機から取り出された加工途中の木材においては、それまでのプレス圧がなくなり、そのときの表面温度が多少でも低下することで内部の高圧蒸気による変形が発生することを防止することができなかった事項が改良できた。
【００４３】
本実施の形態１の塑性加工木材製造装置１００では、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａの内部空間ＩＳが密閉状態であるときに、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面、更には内部に高温高圧の蒸気圧が通過自在とされ、元々木材ＮＷに含まれている水分が均一化される。その後、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持し、乾燥加熱を行うことによって、木材ＮＷの全体が変化しようとしても蒸気圧が欠乏しているから、追随できなくなり、木材ＮＷには自己保持能力をもたせることができ、それまでの加熱圧縮状態の仮固定化処理を行うことができる。
また、当然のことながら、一台のプレス機で加熱圧縮から冷却圧縮までを実施するのに比べて、熱エネルギや時間の無駄をなくすことができる。
このため、本実施の形態の塑性加工木材製造装置１００における加熱プレス盤１００Ａ及び冷却プレス盤１００Ｂを用いた一連の処理工程では、加熱プレス盤１００Ａで加熱圧縮され固定化された木材が冷却プレス盤１００Ｂに移された後には、次の新たな木材ＮＷを載置して、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａに１１０〜１６０〔℃〕の蒸気圧を供給開始すれば、新たな木材ＮＷに対する処理工程にそのまま移行させることができる。
【００４４】
なお、上記実施の形態では、上プレス盤１１Ａと下プレス盤２１Ａとの２分割された構造体によって内部空間ＩＳを形成する加熱プレス盤１００Ａが構成されているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、図４（ａ）に概略図を示すように、平プレス盤１１ａと角筒状の側壁プレス盤１１ｂとを組み合わせ、側壁プレス盤１１ｂに対する平プレス盤１１ａの側周面の摺動部にＯリング１４ａ等を配設し、平プレス盤１１ａと側壁プレス盤１１ｂとを２段にて押圧する上プレス盤１１Ａ′と下プレス盤２１Ａ（配管口４１ａ、配管４１等は省略）とからなる３分割された構造体によって加熱プレス盤を構成することもできる。更に、図４（ｂ）に概略図を示すように、平プレス盤１１ｃと角筒状の側壁プレス盤１１ｄとを組み合わせて、ボルト１１ｅ等にて固定するようにした上プレス盤１１Ａ″と下プレス盤２１Ａ（配管口４１ａ、配管４１等は省略）とからなる３分割された構造体によって加熱プレス盤を構成することもできる。
【００４５】
［実施の形態２］
図５は本発明の実施の形態２にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図、図６は図５における加熱プレス盤の上プレス盤に形成された凸状部としての突起部の詳細を示す斜視図である。
図５及び図６において、２００は塑性加工木材製造装置であり、この塑性加工木材製造装置２００は、主として、加熱圧縮を実施する加熱プレス盤２００Ａとこの加熱プレス盤２００Ａによる加熱圧縮に続いて直ちに冷却圧縮を実施する冷却プレス盤１００Ｂとから構成されている。
【００４６】
このうち、加熱プレス盤２００Ａは、２分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成する上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａと、内部空間ＩＳを密閉状態とするために下プレス盤２１Ａの周縁部２２に対向して上プレス盤１１０Ａの周縁部１１２に配設されるシール部材１４と、木材ＮＷの木口面以外の、例えば、板目面のうち木裏側との当接面となる上プレス盤１１０Ａに所定の間隔で形成され、木材ＮＷに食い込む程度に形成された所定の断面形状からなる凸状部としての複数の略円錐状の突起部１５と、下プレス盤２１Ａの側面側から内部空間ＩＳ内に連通され、内部空間ＩＳ内から蒸気圧を排出するための配管口４１ａを有する配管４１、配管４１内の蒸気圧を検出する圧力計Ｐ２、その下流側のバルブＶ５、バルブＶ５に接続されたドレン配管４２Ａ等から構成されている。
【００４７】
なお、加熱プレス盤２００Ａの上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａには、上記実施の形態１と同様に、それらを高温の蒸気圧を用いて加熱するための蒸気供給側及び蒸気排出側の配管路等が接続され、蒸気圧を供給するボイラ装置や油圧機構を含むプレス昇降装置等は省略されている。また、上記実施の形態１と同様、加熱プレス盤２００Ａの上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内を加熱するためには、高温の蒸気圧を用いる方法の他、高周波加熱、マイクロ波加熱等による方法を用いてもよい。そして、冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの構成、更に、加熱プレス盤２００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材の受け渡しに関するロボットアームＲＡ等の構成は、上記実施の形態１と同様であるため、その詳細な説明を省略する
【００４８】
また、加熱プレス盤２００Ａの上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ｂがシール部材１４を介して密閉状態となったときの内部空間ＩＳの上下方向の寸法間隔は、塑性加工木材製造装置２００により木材ＮＷが、例えば、圧縮率６０〔％〕の塑性加工木材ＰＷ２とされるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。
【００４９】
ここで、本実施の形態の塑性加工木材製造装置２００で用いられる木材ＮＷは、原材料となる木材が前以って所定の長さ・幅で厚み３０〔ｍｍ〕以下に製材された、図２に示されたものと同じであるが、この場合には、板目面（木表及び木裏の２面）のうち木表側が加熱プレス盤２００Ａの下プレス盤２１Ａ上に補助板ＳＢを介して載置される。
【００５０】
次に、塑性加工木材製造装置２００により原材料の木材ＮＷから塑性加工木材ＰＷ２を製造する工程手順について、図７（ａ）〜図７（ｆ）を参照して説明する。なお、図７（ａ）〜図７（ｆ）では、蒸気供給側や蒸気排出側の配管、また、冷却水供給側や冷却水排出側の配管等は省略されている。
【００５１】
まず、図７（ａ）に示すように、塑性加工木材製造装置２００における加熱プレス盤２００Ａの固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１０Ａを上昇させ、予め所定の寸法に製材され、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内に載置される。
【００５２】
次に、図７（ｂ）に示すように、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが固定側の下プレス盤２１Ａ上に載置され、下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１０Ａを圧力が０．０５〜０．３〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木裏側に当接させる。そして、上プレス盤１１０Ａの配管路１３Ａ及び下プレス盤２１Ａの配管路２３Ａに１５０〜２１０〔℃〕の特定温度の蒸気圧が通されることによって、内部空間ＩＳ内が１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に保持される（昇温処理時間１０〜４０〔ｍｉｎ〕）。なお、本実施の形態の塑性加工木材製造装置２００では、加熱プレス盤２００Ａの昇温処理時間は、連続処理されるときには周囲環境温度にもよるが最初の立上げ時のみ長い時間が必要となる。
【００５３】
次に、図７（ｃ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１０Ａの圧縮圧力が２〜５〔ＭＰａ〕に設定され、木材ＮＷが上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて加熱圧縮される（処理時間１０〜４０〔ｍｉｎ〕）。そして、上プレス盤１１０Ａの周縁部１１２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接すると上プレス盤１１０Ａの周縁部１１２に配設されたシール部材１４によって、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて形成される内部空間ＩＳが密閉状態とされる。この内部空間ＩＳの密閉状態で上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａによる圧縮圧力が保持されたまま、温度が３〜１０〔ｍｉｎ〕間で１１０〜１６０〔℃〕の特定温度から１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に上昇される。なお、木材ＮＷの圧縮率は、上プレス盤１１０Ａの周縁部１１２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接することで決まることとなる。
【００５４】
そして、図７（ｃ）に示す内部空間ＩＳの密閉状態で、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａの圧縮圧力が維持され、かつ、内部空間ＩＳが１５０〜２１０〔℃〕の特定温度のまま、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕間保持され、木材ＮＷの加熱圧縮を解除したときに戻りのない塑性加工木材ＰＷ２を形成するための所謂、加熱圧縮及び仮固定化、定着が行われる。このとき、上プレス盤１１０Ａに形成されている突起部１５による空間を介して、内部空間ＩＳと木材ＮＷの周囲面、特に、板目面のうちの木裏側の内部とで高温高圧の蒸気圧が出入り自在となっている。
【００５５】
なお、内部空間ＩＳが密閉状態とされ固定化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４１ａ、配管４１を通って内部空間ＩＳからドレン配管４２Ａ側に高温高圧の蒸気圧が排出または供給され、また、元の木材ＮＷの含水率に基づく余分な内部空間ＩＳ内の水分が除去され、内部空間ＩＳ内が所定の蒸気圧となるように調節される。
【００５６】
次に、内部空間ＩＳを開放する直前に、バルブＶ５を開状態とすることで配管口４１ａ、配管４１を通って内部空間ＩＳからドレン配管４２Ａ側に高温高圧の蒸気圧が排出される。この際、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持し、処理時間０．５〜１５〔ｍｉｎ〕だけ乾燥加熱を行う。この乾燥加熱によって、加熱圧縮状態の仮固定化処理を行うことができる。この際、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持する蒸気圧も一旦、供給停止してもよい。
【００５７】
次に、図７（ｄ）に示すように、加熱プレス盤２００Ａの上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａの温度をなるべく下げないように素早く、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１１０Ａを上昇させ、ロボットアームＲＡ先端のハンドＴＨにより補助板ＳＢが把持され、内部空間ＩＳから加熱圧縮が終了された木材ＮＷが補助板ＳＢと共に、冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂで形成される対向する圧縮面間に載置される。
【００５８】
次に、図７（ｅ）に示すように、下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを圧力が２〜５〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木裏側に当接させる。そして、上プレス盤１１Ｂの配管路１３Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの配管路２３Ｂに１０〜２５〔℃〕前後の常温の冷却水が通されることによって、上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂが１０〜４０〔℃〕前後まで冷却される（冷却処理時間３０〜１２０〔ｍｉｎ〕）。
【００５９】
そして、図７（ｆ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを上昇させ、下プレス盤２１Ｂ上に載置されている仕上がり品である塑性加工木材ＰＷ２が補助板ＳＢと共に取出され、一連の加熱圧縮、仮固定化、定着の処理工程が終了する。
【００６０】
本実施の形態１の塑性加工木材製造装置２００では、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａの内部空間ＩＳが密閉状態であるときに、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面、更には突起部１５を介してその内部とで高温高圧の蒸気圧が通過自在とされ、元々木材ＮＷに含まれている水分が均一化されることとなる。これにより、木材ＮＷが加熱圧縮され仮固定化した後にそれまでのプレス圧が短い時間で外され、その表面温度が多少低下したとしても膨らみ変形の発生を遅らせることができ、加熱プレス盤２００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材の移動が可能となった。即ち、上プレス盤１１Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持し、乾燥加熱を行うことによって、木材ＮＷの全体が変化しようとしても蒸気圧が欠乏しているから、追随できなくなり、木材ＮＷには自己保持能力をもたせることができ、それまでの加熱圧縮状態の仮固定化処理を行うことができる。
これによって、当然のことながら、一台のプレス機で加熱圧縮から冷却圧縮までを実施するのに比べて、熱エネルギや時間の無駄をなくすことができる。
【００６１】
このため、本実施の形態の塑性加工木材製造装置２００における加熱プレス盤２００Ａ及び冷却プレス盤１００Ｂを用いた一連の加熱圧縮、仮固定化、定着処理工程では、加熱プレス盤２００Ａで加熱圧縮された木材ＮＷが、木材ＮＷを定着する冷却プレス盤１００Ｂに移された後には、次の新たな木材ＮＷを載置して、上プレス盤１１０Ａ及び下プレス盤２１Ａに１５０〜２１０〔℃〕の特定温度の蒸気圧を供給開始すれば、新たな木材ＮＷに対する固定化処理工程にそのまま移行させることができる。
【００６２】
なお、上記実施の形態では、凸状部として複数の略円錐状の突起部１５を用いているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、凸状部としては、図８（ａ）に斜視図、図８（ｂ）に上面図を示すような、星形等からなる特殊な断面形状を有する突起部１５ａも有効であり、同様の作用効果が期待できる。
【００６３】
［実施の形態３］
図９は本発明の実施の形態３にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図、図１０は図９における加熱プレス盤の上プレス盤に形成された凹状部としての溝部の詳細を示す斜視図である。
図９及び図１０において、３００は塑性加工木材製造装置であり、この塑性加工木材製造装置３００は、主として、加熱圧縮を実施する加熱プレス盤３００Ａとこの加熱プレス盤３００Ａによる加熱圧縮に続いて直ちに冷却圧縮を実施する冷却プレス盤１００Ｂとから構成されている。
【００６４】
このうち、加熱プレス盤３００Ａは、２分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成する上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａと、内部空間ＩＳを密閉状態とするために下プレス盤２１Ａの周縁部２２に対向して上プレス盤１２０Ａの周縁部１２２に配設されるシール部材１４と、木材ＮＷの木口面以外の、例えば、板目面のうち木裏側との当接面となる上プレス盤１２０Ａの凸平面１６に、木材ＮＷの繊維方向及びそれと直交する方向に所定の間隔で形成され、内部空間ＩＳと連通する所定の断面形状からなる凹状部としての複数の略台形状の溝部１７と、下プレス盤２１Ａの側面側から内部空間ＩＳ内に連通され、内部空間ＩＳ内から蒸気圧を排出するための配管口４１ａを有する配管４１、配管４１内の蒸気圧を検出する圧力計Ｐ２、その下流側のバルブＶ５、バルブＶ５に接続されたドレン配管４２Ａ等から構成されている。
【００６５】
なお、加熱プレス盤３００Ａの上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａには、上記実施の形態１、２と同様に、それらを高温の蒸気圧を用いて加熱するための蒸気供給側及び蒸気排出側の配管路等が接続され、蒸気圧を供給するボイラ装置や油圧機構を含むプレス昇降装置等は省略されている。また、上記実施の形態１、２と同様、加熱プレス盤３００Ａの上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内を加熱するためには、高温の蒸気圧を用いる方法の他、高周波加熱、マイクロ波加熱等による方法を用いてもよい。そして、冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの構成、更に、加熱プレス盤３００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材の受け渡しに関するロボットアームＲＡ等の構成は、上記実施の形態１、２と同様であるため、その詳細な説明を省略する
【００６６】
また、加熱プレス盤３００Ａの上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ｂがシール部材１４を介して密閉状態となったときの内部空間ＩＳの上下方向の寸法間隔は、塑性加工木材製造装置３００により木材ＮＷが、例えば、圧縮率６０〔％〕の塑性加工木材ＰＷ３とされるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。この仕上がり寸法は、当然のことながら、上プレス盤１２０Ａに溝部１７を形成するための凸平面１６の高さも考慮されている。
ここで、本実施の形態の塑性加工木材製造装置３００で用いられる木材ＮＷは、原材料となる木材が前以って所定の長さ・幅で厚み３０〔ｍｍ〕以下に製材された、図２に示されたものと同じであるが、この場合にも、上記実施の形態２と同様に、板目面（木表及び木裏の２面）のうち木表側が加熱プレス盤３００Ａの下プレス盤２１Ａ上に補助板ＳＢを介して載置される。
【００６７】
次に、塑性加工木材製造装置３００により原材料の木材ＮＷから塑性加工木材ＰＷ３を製造する工程手順について、図１１（ａ）〜図１１（ｆ）を参照して説明する。なお、図１１（ａ）〜図１１（ｆ）では、蒸気供給側や蒸気排出側の配管、また、冷却水供給側や冷却水排出側の配管等は省略されている。
まず、図１１（ａ）に示すように、塑性加工木材製造装置３００における加熱プレス盤３００Ａの固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１２０Ａを上昇させ、予め所定の寸法に製材され、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内に載置される。
【００６８】
次に、図１１（ｂ）に示すように、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが固定側の下プレス盤２１Ａ上に載置され、下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１２０Ａを圧力が０．０５〜０．３〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木裏側に当接させる。そして、上プレス盤１２０Ａの配管路１３Ａ及び下プレス盤２１Ａの配管路２３Ａに１１０〜１６０〔℃〕の高温の蒸気圧が通されることによって、内部空間ＩＳ内が１１０〜１６０〔℃〕に保持される（昇温処理時間１０〜２５〔ｍｉｎ〕）。なお、本実施の形態の塑性加工木材製造装置３００では、加熱プレス盤３００Ａの昇温処理時間は、連続処理されるときには周囲環境温度にもよるが最初の立上げ時のみ長い時間が必要となる。
【００６９】
次に、図１１（ｃ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１２０Ａの圧縮圧力が２〜５〔ＭＰａ〕に設定され、木材ＮＷが上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて加熱圧縮される（処理時間１０〜４０〔ｍｉｎ〕）。そして、上プレス盤１２０Ａの周縁部１２２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接すると上プレス盤１２０Ａの周縁部１２２に配設されたシール部材１４によって、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて形成される内部空間ＩＳが密閉状態とされる。この内部空間ＩＳの密閉状態で上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａによる圧縮圧力が保持されたまま、温度が３〜１０〔ｍｉｎ〕間で１１０〜１６０〔℃〕の特定温度から１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に上昇される。なお、木材ＮＷの圧縮率は、上プレス盤１２０Ａの周縁部１２２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接することで決まることとなる。
【００７０】
そして、図１１（ｃ）に示す内部空間ＩＳの密閉状態で、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａの圧縮圧力が維持され、かつ、内部空間ＩＳが１５０〜２１０〔℃〕の特定温度のまま、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕間保持され、木材ＮＷの加熱圧縮を解除したときに戻りのない塑性加工木材ＰＷ３を形成するための所謂、固定化が行われる。このとき、上プレス盤１２０Ａに形成されている溝部１７による空間を介して、内部空間ＩＳと木材ＮＷの周囲面、特に、板目面のうちの木裏側の内部とで高温高圧の蒸気圧が出入り自在となっている。
なお、内部空間ＩＳが密閉状態とされ加熱圧縮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４１ａ、配管４１を通って内部空間ＩＳからドレン配管４２Ａ側に高温高圧の蒸気圧が排出されることで、元の木材ＮＷの含水率に基づく余分な内部空間ＩＳ内の水分が除去され、内部空間ＩＳ内が所定の蒸気圧となるように調節される。
【００７１】
次に、内部空間ＩＳを開放する直前に、バルブＶ５を開状態とすることで配管口４１ａ、配管４１を通って内部空間ＩＳからドレン配管４２Ａ側に高温高圧の蒸気圧が排出される。この際、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持し、処理時間０．５〜１５〔ｍｉｎ〕だけ乾燥加熱を行う。この乾燥加熱によって、加熱圧縮状態の仮固定化処理を行うことができる。この際、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持する蒸気圧も一旦、供給停止してもよい。
次に、図１１（ｄ）に示すように、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａの温度をなるべく下げないように素早く、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１２０Ａを上昇させ、ロボットアームＲＡ先端のハンドＴＨにより補助板ＳＢが把持され、内部空間ＩＳから加熱圧縮が終了され仮固定化処理された木材ＮＷが補助板ＳＢと共に、木材ＮＷを定着する冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂで形成される対向する圧縮面間に搬送される。
【００７２】
次に、図１１（ｅ）に示すように、下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを圧力が２〜５〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木裏側に当接させる。そして、上プレス盤１１Ｂの配管路１３Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの配管路２３Ｂに１０〜２５〔℃〕前後の常温の冷却水が通されることによって、上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂが１０〜４０〔℃〕前後まで冷却される（冷却処理時間３０〜１２０〔ｍｉｎ〕）。
【００７３】
そして、図１１（ｆ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを上昇させ、下プレス盤２１Ｂ上に載置されている仕上がり品である塑性加工木材ＰＷ３が補助板ＳＢと共に取出され、木材ＮＷを定着する処理工程が終了する。
【００７４】
本実施の形態の塑性加工木材製造装置３００では、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａの内部空間ＩＳが密閉状態であるときに、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面、更には溝部１７を介してその内部とで高温高圧の蒸気圧が通過自在とされ、元々木材ＮＷに含まれている水分が均一化されることとなる。これにより、木材ＮＷが加熱圧縮され固定化後にそれまでのプレス圧が短い時間外され、その表面温度が多少低下したとしても膨らみ変形の発生を遅らせることができることとなり、加熱プレス盤３００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材の移動が可能となった。また、当然のことながら、一台のプレス機で加熱圧縮から冷却圧縮までを実施するのに比べて、熱エネルギや時間の無駄をなくすことができる。
【００７５】
このため、本実施の形態の塑性加工木材製造装置３００における加熱プレス盤３００Ａ及び冷却プレス盤１００Ｂを用いた一連の処理工程では、加熱プレス盤３００Ａで加熱圧縮され固定化された木材が冷却プレス盤１００Ｂに移された後には、次の新たな木材ＮＷを載置して、上プレス盤１２０Ａ及び下プレス盤２１Ａに１５０〜２１０〔℃〕の特定温度の蒸気圧を供給開始すれば、新たな木材ＮＷに対する処理工程にそのまま移行させることができる。
【００７６】
ところで、上記実施の形態では、上プレス盤１２０Ａに溝部１７を形成しているが、この溝部１７を形成する凸平面１６は、上プレス盤１２０Ａと一体であっても、別体を組合わせて構成するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、上プレス盤１２０Ａにおいて、木材ＮＷの繊維方向及びそれと直交する方向に所定の間隔で、上プレス盤１２０Ａの凸平面１６が角錐台状となるように切削されることで、結果として、断面形状が台形形状からなる溝部１７が形成されているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、溝部の断面形状はＵ字形状、Ｖ字形状等であってもよく、要は、蒸気圧が通過し易くかつ、製品となる塑性加工木材を取外し易い形状であればよい。更に、図１２に示すように、上プレス盤１３０Ａの凸平面１６ａに溝部１７ａとして木材ＮＷの繊維方向のみ、また、図１３に示すように、上プレス盤１４０Ａの凸平面１６ｂに溝部１７ｂとして木材ＮＷの繊維方向及びそれと交差する斜め方向に所定の間隔で形成されていてもよい。
【００７７】
［実施の形態４］
図１４は本発明の実施の形態４にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図である。
図１４において、４００は塑性加工木材製造装置であり、この塑性加工木材製造装置４００は、主として、加熱圧縮を実施する加熱プレス盤４００Ａとこの加熱プレス盤４００Ａによる加熱圧縮に続いて直ちに冷却圧縮を実施する冷却プレス盤１００Ｂとから構成されている。
【００７８】
このうち、加熱プレス盤４００Ａは、２分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成する上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａと、内部空間ＩＳを密閉状態とするために下プレス盤２１Ａの周縁部２２に対向して上プレス盤１５０Ａの周縁部１３２に配設されるシール部材１４と、木材ＮＷの木口面以外の例えば、板目面のうち木裏側との当接面となる上プレス盤１５０Ａに凸状部や凹状部を形成することなく接着剤等により接合させ配設させた隙間形成部材としての金網１８と、下プレス盤２１Ａの側面側から内部空間ＩＳ内に連通され、内部空間ＩＳ内から蒸気圧を排出するための配管口４１ａを有する配管４１、配管４１内の蒸気圧を検出する圧力計Ｐ２、その下流側のバルブＶ５、バルブＶ５に接続されたドレン配管４２Ａ等から構成されている。つまり、塑性加工木材製造装置４００では、上述の実施の形態２における上プレス盤１１０Ａに形成された突起部１５、または上述の実施の形態３における上プレス盤１２０Ａの凸平面１６に形成された溝部１７を、上プレス盤１５０Ａの金網１８に置換えたものである。
【００７９】
なお、加熱プレス盤４００Ａの上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａには、上記実施の形態１乃至３と同様に、それらを高温の蒸気圧を用いて加熱するための蒸気供給側及び蒸気排出側の配管路等が接続され、蒸気圧を供給するボイラ装置や油圧機構を含むプレス昇降装置等は省略されている。また、上記実施の形態１乃至３と同様、加熱プレス盤４００Ａの上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内を加熱するためには、高温の蒸気圧を用いる方法の他、高周波加熱、マイクロ波加熱等による方法を用いてもよい。そして、冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの構成、更に、加熱プレス盤４００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材の受け渡しに関するロボットアームＲＡ等の構成は、上記実施の形態１乃至３と同様であるため、その詳細な説明を省略する
また、加熱プレス盤４００Ａの上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａとがシール部材１４を介して密閉状態となったときの内部空間ＩＳの上下方向の寸法間隔は、塑性加工木材製造装置４００により木材ＮＷが例えば、圧縮率６０〔％〕の塑性加工木材ＰＷ４とされるときの厚み方向の仕上がり寸法に設定されている。この仕上がり寸法は、当然のことながら、上プレス盤１５０Ａに金網１８を配設するための高さも考慮されている。
【００８０】
ここで、本実施の形態で用いられる金網１８は、加熱プレス盤４００Ａの内部空間ＩＳ内で、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａによる木材ＮＷの加熱圧縮の際、大きく変形されることなく上プレス盤１５０Ａと木材ＮＷの板目面の木裏側との間の隙間を確実に保持し続けることができる強度を有する必要がある。
【００８１】
また、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００で用いられる木材ＮＷは、原材料となる木材が前以って所定の長さ・幅で厚み３０〔ｍｍ〕以下に製材された、図２に示されたものと同じであるが、この場合にも、上記実施の形態２、３と同様に、板目面（木表及び木裏の２面）のうち木表側が加熱プレス盤４００Ａの下プレス盤２１Ａ上に補助板ＳＢを介して載置される。
図１４に示すように、加熱プレス盤４００Ａの上プレス盤１５０Ａに金網１８を配設することで、上プレス盤１５０Ａと木材ＮＷの板目面の木裏側との間に隙間が形成される。したがって、加熱プレス盤４００Ａの上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて形成される内部空間ＩＳと木材ＮＷの周囲面、更には板目面の木裏側、その内部との間で高温高圧の蒸気圧が通過自在とされる。
【００８２】
次に、塑性加工木材製造装置４００により原材料の木材ＮＷから製品としての塑性加工木材ＰＷ４を製造する工程手順について、図１５（ａ）〜図１５（ｆ）を参照して説明する。なお、図１５（ａ）〜図１５（ｆ）では、蒸気供給側や蒸気排出側の配管等は省略されている。
【００８３】
まず、図１５（ａ）に示すように、塑性加工木材製造装置４００における加熱プレス盤４００Ａの固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１５０Ａを上昇させ、予め所定の寸法に製材され、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａで形成される内部空間ＩＳ内に載置される。
次に、図１５（ｂ）に示すように、補助板ＳＢ上に載置された木材ＮＷが固定側の下プレス盤２１Ａ上に載置され、下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１５０Ａを圧力が０．０５〜０．３〔ＭＰａ〕にて下降させ、金網１８を介して木材ＮＷの板目面の木裏側に当接させる。そして、上プレス盤１５０Ａの配管路１３Ａ及び下プレス盤２１Ａの配管路２３Ａに１５０〜２１０〔℃〕の特定温度の蒸気圧が通されることによって、内部空間ＩＳ内が１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に保持される（昇温処理時間１０〜２５〔ｍｉｎ〕）。なお、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００では、加熱プレス盤４００Ａの昇温処理時間は、連続処理されるときには周囲環境温度にもよるが最初の立上げ時のみ長い時間が必要となる。
【００８４】
次に、図１５（ｃ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１５０Ａの圧縮圧力が２〜５〔ＭＰａ〕に設定され、木材ＮＷが上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて加熱圧縮される（処理時間１０〜４０〔ｍｉｎ〕）。そして、上プレス盤１５０Ａの周縁部１３２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接すると上プレス盤１５０Ａの周縁部１３２に配設されたシール部材１４によって、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａにて形成される内部空間ＩＳが密閉状態とされる。この内部空間ＩＳの密閉状態で上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａによる圧縮圧力が保持されたまま、温度が３〜１０〔ｍｉｎ〕間で１１０〜１６０〔℃〕の特定温度から１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に上昇される。
【００８５】
このとき、上プレス盤１５０Ａに配設された金網１８を介して加熱圧縮される木材ＮＷの板目面の木裏側は、金網１８に食い込んだように変形されることとなるが、金網１８の空間を埋め尽くすことはなく蒸気圧が通過するための十分な空間が確保されている。なお、木材ＮＷの圧縮率は、上プレス盤１５０Ａの周縁部１３２が下プレス盤２１Ａの周縁部２２に当接することで決まることとなる。
【００８６】
そして、図１５（ｃ）に示す内部空間ＩＳの密閉状態で、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａの圧縮圧力が維持され、かつ、内部空間ＩＳが１５０〜２１０〔℃〕の特定温度のまま、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕間保持され、木材ＮＷの加熱圧縮を解除するとき、内部空間ＩＳを開放する直前に、バルブＶ５を開状態とし、内部空間ＩＳから高温高圧の蒸気圧が排出される。この際、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａを１５０〜２１０〔℃〕の特定温度に維持し、処理時間０．５〜１５〔ｍｉｎ〕だけ乾燥加熱を行う。この乾燥加熱によって、加熱圧縮状態の仮固定化処理を行う。このとき、上プレス盤１５０Ａに配設されている金網１８による空間を介して、内部空間ＩＳと木材ＮＷ２の周囲面、特に、板目面のうちの木裏側の内部とで高温高圧の蒸気圧が出入り自在となっているから、高効率で木材ＮＷの含水率に基づく余分な内部空間ＩＳ内の水分が除去され、内部空間ＩＳ内の蒸気が排出される。
この際、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａを１１０〜１６０〔℃〕の特定温度に維持する程度に蒸気圧も一旦、供給停止してもよい。
【００８７】
次に、図１５（ｄ）に示すように、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａの温度を下げないように素早く、固定側の下プレス盤２１Ａに対して上プレス盤１５０Ａを上昇させ、ロボットアームＲＡ先端のハンドＴＨにより補助板ＳＢが把持され、内部空間ＩＳから加熱圧縮が終了された木材ＮＷが補助板ＳＢと共に、木材ＮＷを定着する冷却プレス盤１００Ｂの上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂで形成される対向する圧縮面間に載置される。
【００８８】
次に、図１５（ｅ）に示すように、下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを圧力が２〜５〔ＭＰａ〕にて下降させ、木材ＮＷの板目面の木裏側に当接させる。そして、上プレス盤１１Ｂの配管路１３Ｂ及び下プレス盤２１Ｂの配管路２３Ｂに１０〜２５〔℃〕前後の常温の冷却水が通されることによって、上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂが１０〜４０〔℃〕前後まで冷却される（冷却処理時間３０〜１２０〔ｍｉｎ〕）。
そして、図１５（ｆ）に示すように、固定側の下プレス盤２１Ｂに対して上プレス盤１１Ｂを上昇させ、下プレス盤２１Ｂ上に載置されている仕上がり品である塑性加工木材ＰＷ４が補助板ＳＢと共に取出され、一連の木材ＮＷを定着する処理工程が終了する。
なお、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００では、木材ＮＷを加工途中において、加熱プレス盤４００Ａで加熱圧縮した後、冷却プレス盤１００Ｂに直ちに移動させ冷却圧縮するようにしている。
【００８９】
本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００では、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａの内部空間ＩＳが密閉状態であるときに、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面、更には金網１８を介してその内部とで高温高圧の蒸気圧が通過自在とされ、元々木材ＮＷに含まれている水分が均一化されることとなる。これにより、木材ＮＷが加熱圧縮され固定化後にそれまでのプレス圧が短い時間外され、その表面温度が多少低下したとしても膨らみ変形の発生を遅らせることができ、加熱プレス盤４００Ａから冷却プレス盤１００Ｂへの加工途中における木材ＮＷの移動が可能となった。また、当然のことながら、一台のプレス機で加熱圧縮から冷却圧縮までを実施するのに比べて、熱エネルギや時間の無駄をなくすことができる。
【００９０】
このため、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００における加熱プレス盤４００Ａ及び冷却プレス盤１００Ｂを用いた木材ＮＷを固定化、仮固定化、そして定着する処理工程では、加熱プレス盤４００Ａで加熱圧縮され固定化された木材が木材ＮＷを定着する冷却プレス盤１００Ｂに移された後には、次の新たな木材ＮＷを載置して、上プレス盤１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａに１５０〜２１０〔℃〕の特定温度の蒸気圧を供給開始すれば、新たな木材ＮＷに対する加熱圧縮する固定化の処理工程にそのまま移行させることができる。
なお、塑性加工木材ＰＷ４の板目面のうち木裏側が、金網１８に食い込むことにより金網１８のパターン形状が残ることとなるが、製品の表面側となる板目面の木表側と反対の木裏側であることから不具合が発生することはない。また、金網１８のパターン形状が残る部分が、製品化する際の切削代である寸法範囲内となるように予め設定されておれば問題となることはない。更に、製品の板目面の木裏側で金網１８のパターン形状が残った部分は、接着仕様のものでは接着を助ける役割を果たすこととなるため好ましく、塑性加工木材ＰＷ４の板目面の木裏側の凹凸形状は製品化に当たって問題となることもない。
【００９１】
また、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００における加熱プレス盤４００Ａは、一方の圧縮面側として上プレス盤１５０Ａ側に、木材ＮＷとの間に隙間を形成する隙間形成部材としての金網１８が配設されているものである。
そして、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００における木材ＮＷは、加熱プレス盤４００Ａによる加工開始から冷却プレス盤１００Ｂによる加工終了まで通して、それらと熱伝導率が同等以上の金属からなる搬送補助具としての補助板ＳＢ上に載置された状態で加工されるものである。
【００９２】
このため、加熱プレス盤４００Ａの内部空間ＩＳ内に載置された補助板ＳＢ上の木材ＮＷが加熱圧縮され、内部空間ＩＳが密閉状態に所定時間保持されている間に、上プレス盤１５０Ａの木材ＮＷの板目面の木裏側と当接する圧縮面側に配設された木材ＮＷとの間に隙間を形成する金網１８を介して、木材ＮＷに元々含まれている水分が蒸気圧となって内部空間ＩＳとの間を通過自在となることで、木材ＮＷが均一に加熱圧縮される。そして、加熱プレス盤４００Ａによる木材ＮＷの加熱圧縮により仮固定化され、直ちに定着する冷却プレス盤１００Ｂによる冷却圧縮が実施される。このように、本実施の形態の塑性加工木材製造装置４００によれば、木材ＮＷを加熱圧縮し、内部空間ＩＳを密閉状態に所定時間保持してから仮固定化し、内部空間ＩＳを密閉状態から開放し、加熱プレス盤４００Ａの内部空間ＩＳから直ちに取り出された木材が定着する冷却プレス盤１００Ｂにて冷却圧縮されることで膨らみ変形を生じることのない定着により、安定した品質の塑性加工木材ＰＷ４を製造することができる。
【００９３】
ところで、上記実施の形態で用いられている金網１８は、プレス処理における加熱圧縮に耐え得る強度を有していることは当然であるが、その線径や目の細かさ等については、木材ＮＷの種類等や圧縮面が板目面か柾目面かが考慮され、予め実験等によって最適なものが選定される。
また、上記実施の形態では、金網１８を上プレス盤１５０Ａに接着剤等による接合にて配設するとしているが、より確実に配設するためには、例えば、上プレス盤１５０Ａに金網１８の外形形状に合わせた凹部を形成し、この凹部に金網１８を嵌込んで接着等を併用して固定すれば、位置ズレ等が防止されるため作業性を向上することができる。
そして、上記実施の形態では、隙間形成部材として金網１８を用いているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、セラミックや焼結合金等の多孔質の材料を用いることによって同様の作用効果が期待でき、また、これらの材料を用いれば、塑性加工木材ＰＷ４の板目面の木裏側に残るパターン形状を目立たなくすることもでき、作業性も向上させることができるという作用効果も得ることができる。
【００９４】
なお、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００の加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａまたは冷却プレス盤１００Ｂは、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成し、内部空間ＩＳの体積を変化させるものであるが、加熱圧縮開始時点で、必ずしも内部空間ＩＳが閉鎖されているものに限定されるものではなく、加熱圧縮開始時点で内部空間ＩＳが開放されていてもよい。
また、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００の加熱圧縮加工制御手段は、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａの内部空間ＩＳ内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定温度及び所定圧力で加熱圧縮し、内部空間ＩＳを密閉状態に保持し、所定時間経過後にそれを開放するもので、加熱圧縮の後に内部空間ＩＳの蒸気圧によって、その木材ＮＷの圧縮状態を維持させようとする処理を行うものである。
【００９５】
また、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００の蒸気圧制御手段は、加熱圧縮加工制御手段で内部空間ＩＳが密閉状態に保持されているとき、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面の高温高圧の蒸気圧を供給または排出することによって蒸気圧を制御し、その蒸気圧制御により木材ＮＷの加熱圧縮状態を仮固定化するものである。
そして、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００の冷却圧縮加工制御手段は、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａから取り出された蒸気圧制御により木材ＮＷの仮固定化した木材ＮＷを冷却プレス盤１００Ｂに載置し、その加熱圧縮された面を所定温度及び所定圧力で強制冷却圧縮して木材ＮＷを定着し、所定時間経過後に開放するものである。
【００９６】
以上のように、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００は、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成し、内部空間ＩＳの体積を変化させることにより加熱圧縮自在な上プレス盤１１Ａ，１１０Ａ，１２０Ａ，１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａからなる加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａと、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａの内部空間ＩＳ内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材ＮＷの木目の長さ方向に対して垂直方向となる木口面以外の、例えば、板目面に対して垂直方向に１５０〜２１０〔℃〕の特定温度及び２〜５〔ＭＰａ〕で加熱圧縮し、内部空間ＩＳを密閉状態に保持し、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕経過後にそれを開放する加熱圧縮加工制御手段と、前記加熱圧縮加工制御手段で内部空間ＩＳが密閉状態に保持されているとき、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面の高温高圧の蒸気圧を制御する蒸気圧制御手段と、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を形成し、その圧縮面間の距離を変化させることにより冷却圧縮自在な上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂからなる冷却プレス盤１００Ｂと、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａから取り出された木材を冷却プレス盤１００Ｂに直ちに載置し、その加熱圧縮された面を１０〜２５〔℃〕前後の常温及び２〜５〔ＭＰａ〕で冷却圧縮し、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕経過後に開放する冷却圧縮加工制御手段とを具備するものである。
また、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００における木材ＮＷは、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａによる加熱圧縮の加工開始から仮固定化、定着を行う冷却プレス盤１００Ｂによる加工終了まで通して、それらと熱伝導率が同等以上の金属からなる搬送補助具としての補助板ＳＢ上に載置された状態で加工されるものである。
【００９７】
そして、上記実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００における各手段は、作業工程として捉えることができる。即ち、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間ＩＳを形成し、内部空間ＩＳの体積を変化させることにより加熱圧縮自在な上プレス盤１１Ａ，１１０Ａ，１２０Ａ，１５０Ａ及び下プレス盤２１Ａからなる加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａで、内部空間ＩＳ内に載置された木材ＮＷの木目の長さ方向に対して垂直方向となる木口面以外の例えば、板目面に対して垂直方向に１５０〜２１０〔℃〕の特定温度〔℃〕及び２〜５〔ＭＰａ〕で加熱圧縮し、内部空間ＩＳを密閉状態に保持し、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕経過後にそれを開放する加熱圧縮加工制御工程と、前記加熱圧縮加工制御工程で内部空間ＩＳが密閉状態に保持されているとき、内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面の高温高圧の蒸気圧を制御する蒸気圧制御工程と、複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を形成し、その圧縮面間の距離を変化させることにより冷却圧縮自在な上プレス盤１１Ｂ及び下プレス盤２１Ｂからなる冷却プレス盤１００Ｂと、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａから取り出された木材を冷却プレス盤１００Ｂに直ちに載置し、その加熱圧縮された面を１０〜２５〔℃〕前後の常温及び２〜５〔ＭＰａ〕で冷却圧縮し、３０〜１２０〔ｍｉｎ〕経過後に開放する冷却圧縮加工制御工程とからなる塑性加工木材製造方法の実施の形態とすることができる。
【００９８】
このため、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａの内部空間ＩＳ内に載置された補助板ＳＢ上の木材ＮＷが加熱圧縮され、内部空間ＩＳが密閉状態に所定時間保持されている間に、木材ＮＷに元々含まれている水分が蒸気圧となって内部空間ＩＳを介して木材ＮＷの周囲面、更には内部に浸入拡散、排出自在となることで、木材ＮＷが均一に加熱圧縮される。そして、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａによる木材ＮＷの加熱圧縮の後、仮固定化処理され、木材ＮＷを定着する冷却プレス盤１００Ｂによる冷却圧縮が実施される。このように、本実施の形態の塑性加工木材製造装置１００，２００，３００，４００によれば、木材ＮＷを加熱圧縮し、内部空間ＩＳを密閉状態に所定時間保持し、蒸気圧制御により木材の仮固定化を促進し、内部空間ＩＳを密閉状態から開放し、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａの内部空間ＩＳから直ちに取り出された仮固定化処理された木材ＮＷが、その木材ＮＷを定着する冷却プレス盤１００Ｂにて冷却圧縮されることで変形を生じることのない安定した品質の塑性加工木材ＰＷ１，ＰＷ２，ＰＷ３，ＰＷ４を製造することができる。
【００９９】
ところで、上記実施の形態では、加熱プレス盤１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａの内部空間ＩＳ内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材ＮＷの木目の長さ方向に対して垂直方向に所定温度及び所定圧力で加熱圧縮する場合には、加熱圧縮自在な加熱プレス盤は加熱圧縮開始時に閉じた空間を形成していないが、図４の実施の形態のように、平プレス盤１１ａと側壁プレス盤１１ｂとで２段にて押圧する上プレス盤１１Ａ′を使用し、加熱圧縮開始時から閉じた空間で加熱圧縮することもできる。特に、蒸気圧を高くした方が効率よく塑性加工を行うことができるものもある。
【０１００】
本発明の塑性加工木材製造装置及びその製造方法によれば、本来、杉材等で軽軟な木質材を原材料として使用でき、元の木材に対する表面のみならず板厚全体における硬度が大きく向上され、傷の付き難い塑性加工木材が製造できることとなる。そこで、本発明の塑性加工木材製造装置及びその製造方法を用いて製造された塑性加工木材は、床材や腰板材や屋内家具材、また、表面塗装して使用する住宅用外装材等、広範な用途が見込まれる。
【０１０１】
本発明の塑性加工木材製造装置及びその製造方法によれば、厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材ＮＷを前提とするものであるが、本発明を実施する場合には、厳格に厚み３０〔ｍｍ〕に限定されるものではなく、木目の長さ方向に対して垂直方向に表面を凹凸形状にした場合には、更に厚みを増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】図１は本発明の実施の形態１にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１にかかる塑性加工木材製造装置で用いられる木材の板目面、柾目面、木口面、また、木材が加工途中で載置される搬送補助具としての補助板を示す斜視図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１にかかる塑性加工木材製造装置の工程手順を示す説明図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１にかかる塑性加工木材製造装置における複数に分割された構造体からなる加熱プレス盤の変形例を示す概略図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態２にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】図６は図５の加熱プレス盤の上プレス盤に形成された凸状部としての突起部の詳細を示す斜視図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態２にかかる塑性加工木材製造装置の工程手順を示す説明図である。
【図８】図８は図６の加熱プレス盤の上プレス盤に形成された突起部の変形例を示す斜視図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態３にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０】図１０は図９の加熱プレス盤の上プレス盤に形成された凹状部としての溝部の詳細を示す斜視図である。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態３にかかる塑性加工木材製造装置の工程手順を示す説明図である。
【図１２】図１２は図１０の加熱プレス盤の上プレス盤に形成された溝部の変形例を示す斜視図である。
【図１３】図１３は図１０の加熱プレス盤の上プレス盤に形成された溝部の他の変形例を示す上面図である。
【図１４】図１４は本発明の実施の形態４にかかる塑性加工木材製造装置の概略構成を示す断面図である。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態４にかかる塑性加工木材製造装置の工程手順を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１１Ａ，１１０Ａ，１２０Ａ，１５０Ａ 上プレス盤
１４ シール部材
１５ 突起部
１７ 溝部
１８ 金網
２１Ａ 下プレス盤
１００Ａ，２００Ａ，３００Ａ，４００Ａ 加熱プレス盤
１１Ｂ 上プレス盤
２１Ｂ 下プレス盤
１００Ｂ 冷却プレス盤
１００，２００，３００，４００ 塑性加工木材製造装置
ＩＳ 内部空間
ＮＷ 木材
ＰＷ１，ＰＷ２，ＰＷ３，ＰＷ４ 塑性加工木材
ＳＢ 補助板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間を形成し、前記内部空間の体積を変化させることにより加熱圧縮自在な加熱プレス盤と、
前記加熱プレス盤の内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ：ミリメートル〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定温度及び所定圧力で加熱圧縮し、前記内部空間を密閉状態に保持し、所定時間経過後にそれを開放する加熱圧縮加工制御手段と、
前記加熱圧縮加工制御手段で前記内部空間が密閉状態に保持されているとき、前記内部空間を介して前記木材の周囲面の高温高圧の蒸気圧を制御し、前記蒸気圧制御により前記木材を仮固定化する蒸気圧制御手段と、
複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を形成し、前記圧縮面間の距離を変化させることにより冷却圧縮自在な冷却プレス盤と、
前記加熱プレス盤から取り出された前記蒸気圧制御により仮固定化した前記木材を前記冷却プレス盤に直ちに載置し、その加熱圧縮された面を所定温度及び所定圧力で強制冷却圧縮して前記木材を定着し、所定時間経過後に開放する冷却圧縮加工制御手段と
を具備することを特徴とする塑性加工木材製造装置。
【請求項２】
前記加熱プレス盤は、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材に食い込む程度の所定の断面形状からなる凸状部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の塑性加工木材製造装置。
【請求項３】
前記加熱プレス盤は、少なくとも一方の圧縮面側に、前記内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の塑性加工木材製造装置。
【請求項４】
前記加熱プレス盤は、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材との間に隙間を形成する隙間形成部材が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の塑性加工木材製造装置。
【請求項５】
前記木材は、前記加熱プレス盤での加熱圧縮による加工開始から前記冷却プレス盤による強制冷却圧縮することによって定着に至る加工終了まで通して、それらと熱伝導率が同等以上の材質からなる搬送補助具上に載置された状態で加工されることを特徴とする請求項１に記載の塑性加工木材製造装置。
【請求項６】
複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間を形成し、前記内部空間の体積を変化させることにより加熱圧縮自在な加熱プレス盤で、前記内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定温度及び所定圧力で加熱圧縮し、前記内部空間を密閉状態に保持し、所定時間経過後にそれを開放する加熱圧縮加工制御工程と、
前記加熱圧縮加工制御工程で前記内部空間が密閉状態に保持されているとき、前記内部空間を介して前記木材の周囲面の高温高圧の蒸気圧を制御し、前記蒸気圧制御により前記木材を仮固定化する蒸気圧制御工程と、
複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を形成し、前記圧縮面間の距離を変化させることにより冷却圧縮自在な冷却プレス盤に、前記加熱プレス盤から取り出された前記蒸気圧制御により仮固定化した前記木材を直ちに載置し、その加熱圧縮された面を所定温度及び所定圧力で強制冷却圧縮して前記木材を定着し、所定時間経過後に開放する冷却圧縮加工制御工程と
からなることを特徴とする塑性加工木材製造方法。
【請求項７】
前記加熱プレス盤は、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材に食い込む程度の所定の断面形状からなる凸状部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の塑性加工木材製造方法。
【請求項８】
前記加熱プレス盤は、少なくとも一方の圧縮面側に、前記内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の塑性加工木材製造方法。
【請求項９】
前記加熱プレス盤は、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材との間に隙間を形成する隙間形成部材が配設されていることを特徴とする請求項６に記載の塑性加工木材製造方法。
【請求項１０】
前記木材は、前記加熱プレス盤での加熱圧縮による加工開始から前記冷却プレス盤による強制冷却圧縮することによって定着に至る加工終了まで通して、それらと熱伝導率が同等以上の材質からなる搬送補助具上に載置された状態で加工されることを特徴とする請求項６に記載の塑性加工木材製造方法。
【請求項１】
複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間を形成し、前記内部空間の体積を変化させることにより加熱圧縮自在な加熱プレス盤と、
前記加熱プレス盤の内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ：ミリメートル〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定温度及び所定圧力で加熱圧縮し、前記内部空間を密閉状態に保持し、所定時間経過後にそれを開放する加熱圧縮加工制御手段と、
前記加熱圧縮加工制御手段で前記内部空間が密閉状態に保持されているとき、前記内部空間を介して前記木材の周囲面の高温高圧の蒸気圧を制御し、前記蒸気圧制御により前記木材を仮固定化する蒸気圧制御手段と、
複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を形成し、前記圧縮面間の距離を変化させることにより冷却圧縮自在な冷却プレス盤と、
前記加熱プレス盤から取り出された前記蒸気圧制御により仮固定化した前記木材を前記冷却プレス盤に直ちに載置し、その加熱圧縮された面を所定温度及び所定圧力で強制冷却圧縮して前記木材を定着し、所定時間経過後に開放する冷却圧縮加工制御手段と
を具備することを特徴とする塑性加工木材製造装置。
【請求項２】
前記加熱プレス盤は、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材に食い込む程度の所定の断面形状からなる凸状部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の塑性加工木材製造装置。
【請求項３】
前記加熱プレス盤は、少なくとも一方の圧縮面側に、前記内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の塑性加工木材製造装置。
【請求項４】
前記加熱プレス盤は、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材との間に隙間を形成する隙間形成部材が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の塑性加工木材製造装置。
【請求項５】
前記木材は、前記加熱プレス盤での加熱圧縮による加工開始から前記冷却プレス盤による強制冷却圧縮することによって定着に至る加工終了まで通して、それらと熱伝導率が同等以上の材質からなる搬送補助具上に載置された状態で加工されることを特徴とする請求項１に記載の塑性加工木材製造装置。
【請求項６】
複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を有する内部空間を形成し、前記内部空間の体積を変化させることにより加熱圧縮自在な加熱プレス盤で、前記内部空間内に載置された厚み３０〔ｍｍ〕以下の木材の木目の長さ方向に対して垂直方向に所定温度及び所定圧力で加熱圧縮し、前記内部空間を密閉状態に保持し、所定時間経過後にそれを開放する加熱圧縮加工制御工程と、
前記加熱圧縮加工制御工程で前記内部空間が密閉状態に保持されているとき、前記内部空間を介して前記木材の周囲面の高温高圧の蒸気圧を制御し、前記蒸気圧制御により前記木材を仮固定化する蒸気圧制御工程と、
複数に分割された構造体によって対向する圧縮面を形成し、前記圧縮面間の距離を変化させることにより冷却圧縮自在な冷却プレス盤に、前記加熱プレス盤から取り出された前記蒸気圧制御により仮固定化した前記木材を直ちに載置し、その加熱圧縮された面を所定温度及び所定圧力で強制冷却圧縮して前記木材を定着し、所定時間経過後に開放する冷却圧縮加工制御工程と
からなることを特徴とする塑性加工木材製造方法。
【請求項７】
前記加熱プレス盤は、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材に食い込む程度の所定の断面形状からなる凸状部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の塑性加工木材製造方法。
【請求項８】
前記加熱プレス盤は、少なくとも一方の圧縮面側に、前記内部空間と連通する所定の断面形状からなる凹状部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の塑性加工木材製造方法。
【請求項９】
前記加熱プレス盤は、少なくとも一方の圧縮面側に、前記木材との間に隙間を形成する隙間形成部材が配設されていることを特徴とする請求項６に記載の塑性加工木材製造方法。
【請求項１０】
前記木材は、前記加熱プレス盤での加熱圧縮による加工開始から前記冷却プレス盤による強制冷却圧縮することによって定着に至る加工終了まで通して、それらと熱伝導率が同等以上の材質からなる搬送補助具上に載置された状態で加工されることを特徴とする請求項６に記載の塑性加工木材製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−８０５３（Ｐ２００７−８０５３Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９２６６８（Ｐ２００５−１９２６６８）
【出願日】平成１７年６月３０日（２００５．６．３０）
【出願人】（５０１１１５６８９）マイウッド・ツー株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月３０日（２００５．６．３０）
【出願人】（５０１１１５６８９）マイウッド・ツー株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]