JP2858243B2

JP2858243B2 - 集成木材の製造方法

Info

Publication number: JP2858243B2
Application number: JP8248681A
Authority: JP
Inventors: 孝高杉; 義機馬場; 行夫高杉; 良昌永井
Original assignee: KYODOKUMIAI TAMAHARA KURAFUTO
Current assignee: KYODOKUMIAI TAMAHARA KURAFUTO
Priority date: 1996-08-31
Filing date: 1996-08-31
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2016-08-31
Also published as: JPH1071609A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の木材を接着
する集成木材の製造方法に関する。本明細書において
「集成木材」はとくに広義に解釈する。本明細書におい
て「集成木材」とは、複数の木材を集合させて接着し、
全体の形状を柱状ないし板状に成形してなる全てのもの
を含む意味に使用する。

【０００２】

【従来の技術】膨大な量の間伐材が有効に利用されない
で廃棄されている。間伐材が有効利用されない理由の一
つとして、密度が低くて充分な強度がないことがある。
間伐材を充分な強度にできるなら、用途が著しく増加す
る。たとえば、ツーバイフォーの枠材として、間伐材で
あるスギ等はほとんど使用されず、ピーラやベイマツが
使用されているが、間伐材を充分な強度に加工できるな
ら、この種の用途にも使用できる。低密度で充分な強度
のない間伐材を、高密度にして充分な強度にできるな
ら、高品質な木材として有効に利用できる。間伐材に限
らず、低密度の木材は、充分な強度がないために用途が
制限されて、有効に利用されていないのが実状である。

【０００３】木材を加熱した状態でプレスすると、低密
度の木材を高密度にして強靱にできる。木材は夏目と冬
目からなる年輪がある。木材を加熱して圧縮すると、柔
らかい夏目の部分が薄く押し潰されて強くなる。冬目
は、硬い部分で充分な強度がある。夏目は冬目に比べて
弱い部分である。夏目を高密度にプレスして硬くする
と、木材全体は強くなる。

【０００４】木材は、主成分であるリグニンやヘミセル
ロースをガラス転移温度よりも高く加熱して、湿潤状態
とすることによって、プレスして高密度にできる。木材
のガラス転移温度は、乾燥状態で１３０℃〜２５０℃で
あるが、湿潤状態で８０℃〜２５０℃に低下する。木材
を湿潤状態で加熱すると、ガラス転移温度が低下して、
圧縮しやすい状態となる。

【０００５】圧縮された木材は、密度が高くなって強靱
になる。このため、間伐材を充分な強度として、たとえ
ば、柱等の構造材に使用できる。ただ、圧縮すると木材
は細くなるので、太い間伐材を使用して圧縮する必要が
ある。とくに、充分な強度とするためには、相当に小さ
く圧縮する必要があるので、太い木材を使用する必要が
ある。このことは、細い間伐材を有効に使用できなくな
る。細い間伐材は、図１に示すように接着して、集成木
材１６として有効使用できる。図１に示す集成木材１６
は、細い間伐材２８を圧縮して強靱な角材２９とし、こ
れを接着して角柱状に加工している。この集成木材１６
は、細い間伐材２８を柱等の構造材として有効に使用で
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１に示すように集成
木材１６を製造するには、間伐材２８を加熱して細い角
柱状に圧縮し、これを接着して全体として角柱状の柱等
に加工する。この方法は、間伐材２８を圧縮するのに手
間がかかる欠点がある。集成木材１６として接着する角
材２９の本数が多くなると、圧縮回数が多くなる。たと
えば、図１に示すように、４本の角材２９を接着する集
成木材１６は、間伐材２８を４回圧縮した後に、これを
集合して接着する必要がある。

【０００７】さらに、図１に示すように、角柱にプレス
した木材を接着して集成木材１６とする方法は、木材の
表面に硬い節等があると、その部分で無理なく均一に圧
縮するのが難しくなる。節等の硬い部分は圧縮されない
ので、その近傍を無理に圧縮して、木目が不連続にな
り、あるいは、局部破壊されることがある。このため、
圧縮された木材の強度が部分的に弱くなることがある。

【０００８】本発明は、さらにこの欠点を解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、細い木材を有効利用して強靱な集成木材が製造でき
ると共に、集成木材を能率よく製造でき、さらに、木材
を無理なく均一に圧縮して全体として強靱な集成木材を
製造する方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の集成木材の製造
方法は、前述の目的を達成するために、下記のようにし
て集成木材を製造する。本発明の集成木材の製造方法
は、複数本の木材を平行に並べて接着する方法を改良し
たもので、本発明の方法は、木材３０を一次加熱機１で
一次加熱した後、加熱された木材３０を、一次加熱機１
から取り出し、取り出された複数本の木材３０を、複数
に分割されると共に、複数本の木材３０を４方向から圧
縮できるプレスユニットＵを互いに隣接して直列に直線
状に連結しているプレス機２に搬入し、搬入された複数
本の木材３０を平行に並べて外側の４方向から圧縮し、
体積を減少させて全体の外形を角柱状ないし板状に成形
する。集合して一緒に圧縮される複数本の木材３０は、
互いに隣接する木材３０の接触面を凹凸面として密着さ
れ、この密着面を接着して集成木材１６とする。すなわ
ち、本発明の集成木材の製造方法は、複数本の木材３０
を一緒にプレスして、その全体の外形を角柱ないしは板
状に成形するが、それぞれの木材３０を、正確な角柱や
板状には成形しない。それぞれの木材３０は、圧力が均
一に分散されるように、たとえば、硬い部分は突出し、
突出部に密着する隣接木材には凹部を設けて互いに密着
させる。

【００１０】

【作用】本発明の集成木材の製造方法は、たとえば、図
２と図３に示すように木材３０を圧縮して集成木材１６
を製造する。図２は５本の木材３０を平行にして一緒に
圧縮し、図３に示すように、外形を柱状に成形してい
る。圧縮して接着された図３に示す集成木材１６は、全
体の外形を柱状とするが、それぞれの木材３０は外形を
角柱状とはしない。木材３０の硬い部分、あるいは木材
３０の間に隙間ができる部分で木材表面が突出して、隣
接する木材３０に密着する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための集成木材の製造方法を例
示するものであって、本発明は製造方法を下記の方法に
特定しない。

【００１２】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決す
るための手段の欄」に示される部材に付記している。た
だ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に
特定するものでは決してない。

【００１３】本発明の集成木材の製造方法に使用するプ
レス装置を図４ないし図６に示す。このプレス装置は、
木材３０を蒸気で一次加熱する一次加熱機１と、図５と
図６に示すように、一次加熱された木材３０を全周でプ
レスして高密度な柱状に圧縮するプレス機２と、一次加
熱機で加熱された木材３０をプレス機２に挿入すると共
に、プレス機２で圧縮された木材３０をプレス機２から
排出する押出ロッド３１と、プレス機２で柱状に圧縮さ
れた木材３０を冷却する冷却保形パイプ３２とを備え
る。

【００１４】一次加熱機１は、図４の概略図に示すよう
に、複数本に分離されている筒状の一次加熱パイプ３
と、複数本の一次加熱パイプ３に独立して、加圧、加熱
蒸気を圧入するボイラー４と、ボイラー４から排出され
る加熱、加圧蒸気を一次加熱パイプ３に供給する配管５
とを備える。

【００１５】一次加熱パイプ３は、図７の斜視図と図８
の断面図で示すように、円筒状で金属製のパイプ３Ａで
ある。図に示すパイプ３Ａは、一端を気密に閉塞し、他
端を開口している。一次加熱パイプ３は、この開口部を
木材３０の出入口３Ｂとしている。さらに、一次加熱パ
イプ３は、図に示すように、パイプ３Ａを気密に閉塞す
る開閉蓋６を装備している。

【００１６】一次加熱パイプ３は、内部に複数本の木材
３０を挿入して、パイプ内の木材３０を蒸気で加熱す
る。一次加熱パイプ３は、プレスされる複数本の木材３
０を一緒に加熱する。このため、パイプ３Ａは、一緒に
加熱して、１本の柱、あるいは１枚の板状の集成木材と
なる複数本の木材３０を挿入できる太さと長さに設計さ
れる。また、パイプ３Ａは、加圧、加熱蒸気を圧入して
も変形することのない強度を有する。一次加熱パイプ３
は、一緒に圧縮する複数本の木材３０を一緒に入れられ
る太さに設計すると、全体の数を少なくできる。ただ、
木材はそれぞれを一次加熱パイプで別々に加熱すること
もできる。

【００１７】一次加熱パイプ３は、図に示すように、円
筒状とすることが好ましい。円筒状のパイプ３Ａは、内
部から加わる圧力を均一にできるからである。ただ、一
次加熱パイプは、角柱状とすることもできる。

【００１８】開閉蓋６は、円形の金属板で、パイプ３Ａ
を気密に閉塞する。パイプ３Ａを閉塞する方法は、例え
ば、図７と図８に示すように、パイプ３Ａの出入口３Ｂ
の周縁に鍔７を設け、この部分で開閉蓋６を連結して固
定する構造である。したがって、開閉蓋６は、外径をこ
の鍔７の外径とほぼ等しくしている。さらに、開閉蓋６
は、外周部であって鍔７に接触する部分に複数個の貫通
孔６Ａを設けている。パイプ３Ａの鍔７も、開閉蓋６の
貫通孔６Ａに対向する位置に、複数個の貫通孔７Ａを設
けている。開閉蓋６は、これらの貫通孔６Ａ、７Ａにボ
ルト等の連結具８を挿通して連結されて固定される。さ
らに、開閉蓋６は、外周縁の一部分で、折曲自在な蝶番
９を介して、鍔７の外周縁に連結している。したがっ
て、開閉蓋６は、図の矢印Ａで示すように開閉できる構
造となっている。ただ、開閉蓋は、蝶番を設けずに、脱
着自在とすることもできる。

【００１９】さらに、開閉蓋６は、パイプ３Ａと接触す
る部分にパッキン１０を配設している。この部分にパッ
キン１０を有する開閉蓋６は、パイプ３Ａに固定された
状態で、パイプ３Ａを気密に閉塞する。一次加熱パイプ
３は、圧入される加熱、加圧蒸気を密閉する必要があ
る。このため、開閉蓋６は、このようにパイプ３Ａを気
密に閉塞できる構造とする。ただ、開閉蓋がパイプを気
密に閉塞する方法は、この方法に特定しない。図示しな
いが、開閉蓋は、パイプに鍔を設けて連結せず、開閉蓋
とパイプの出入口に雄ねじと雌ねじを設けて、ねじ込み
式の蓋とすることもできる。さらには、一次加熱パイプ
は、出入口を気密に閉塞できる他の様々な構造で開閉蓋
を連結することができる。

【００２０】また、図７と図８に示す一次加熱パイプ３
は、パイプ３Ａの一端に木材３０の出入口３Ｂを開口し
ているが、一次加熱パイプは、パイプの両端に出入口を
開口することもできる。両端に出入口を有する一次加熱
パイプは、図示しないが、両端に開閉蓋を装備してパイ
プを気密に閉塞する構造とする。この構造の一次加熱パ
イプは、一方の開口部を木材の挿入口に、他方を木材の
排出口に、それぞれ区別して使用できる。

【００２１】さらに、一次加熱パイプ３は、加熱、加圧
蒸気を吸入する圧入部３Ｃを有する。圧入部３Ｃは、図
７と図８において、パイプ３Ａの側面に対して垂直に、
側面から突出させて設けられた圧入管１１である。圧入
管１１は、金属製のパイプで、その一端を、一次加熱パ
イプ３の側面に設けられた開口部に溶接等により固定さ
れる。圧入管１１は、一次加熱パイプ３に気密に溶着さ
れると共に、一次加熱パイプ３の内部に連通されてい
る。圧入管１１の他の一端は、ソケット（図示せず）と
圧力ホースを介して、配管に連結される。さらに、圧入
管１１は、開閉弁１２を装備している。開閉弁１２は、
開閉により、圧入される蒸気の吸入、停止を調節する。
ただ、図に示す圧入部３Ｃは、一次加熱パイプ３の側面
に圧入管１１を配設しているが、圧入管１１の位置は、
この位置に特定しない。さらには、圧入部は、図示しな
いが、一次加熱パイプに加熱、加圧蒸気を供給できる他
のすべての構造とすることができる。

【００２２】さらに、図４に示す一次加熱機１は、６本
の一次加熱パイプ３を配設しているが、一次加熱機１に
配設する一次加熱パイプ３の本数は、木材３０の本数、
太さ、種類、形状等により調節する。それは、木材の加
熱時間や木材のプレス時間が、木材の本数、太さ、種
類、形状等により変化するからである。たとえば、太い
木材は、加熱に要する時間が長くなる。プレス装置に配
設する一次加熱パイプの本数は、木材の加熱時間と、加
熱された木材のプレス時間によって決定される。加熱時
間が長い木材、あるいは、プレス時間が短い木材を加工
するときは、一次加熱パイプの本数を多くし、加熱時間
が短い木材、あるいは、プレス時間が長い木材を加工す
るときには、一次加熱パイプの本数を少なくする。例え
ば、木材を一次加熱パイプで加熱する時間が３０分、プ
レス機で木材をプレスする時間が５分であるとすれば、
一次加熱パイプを６本配設する。

【００２３】ボイラー４は、水を加熱して蒸気を発生さ
せる。ボイラー４で発生した蒸気は、例えば、１３０〜
２５０℃、好ましくは１３０〜２００℃に設定する。ボ
イラー４から送り出される加熱、加圧蒸気は、図４に示
すように、配管５を通って一次加熱パイプ３に圧入され
る。ボイラー４の出口には、蒸気止め弁１３を取り付け
てあり、開閉によりボイラー４から排出される加熱、加
圧蒸気の供給、停止を調節する。

【００２４】配管５は、ボイラー４から排出される加
熱、加圧蒸気を一次加熱パイプ３に供給するパイプであ
る。配管５は、複数本の一次加熱パイプ３に独立して、
加圧、加熱蒸気を供給できるように、複数に分岐されて
いる。配管５は、複数に分岐された配管５の先端に、開
閉弁１４を介して連結管１５を設けている。連結管１５
は、ソケット（図示せず）等を介して、一次加熱パイプ
３の圧入部３Ｃである圧入管１１の先端に連結されて連
通される。この構造の配管５は、連結管１５の部分で一
次加熱パイプ３を取り外しができる特長がある。一次加
熱パイプ３を簡単に脱着できるこの構造の配管５は、配
設される一次加熱パイプ３の本数に応じて便利に使用で
きる。

【００２５】一次加熱パイプ１で充分に加熱された木材
３０は、一次加熱パイプ１から取り出されて、プレス機
２に搬入される。木材３０をプレス機２の成形室２Ａに
挿入するために、図５と図６の矢印Ａで示すように、プ
レス機２の供給側であって、押出ロッド３１の前面に木
材３０をセットする。押出ロッド３１は、プレス機２の
供給側に、プレス機２の成形室２Ａに対して直線状に配
設されたシリンダーである。押出ロッド３１の前面にセ
ットされた木材３０は、押出ロッド３１を伸長させるこ
とにより、プレス機２の成形室２Ａに挿入される。

【００２６】プレス機２は、一次加熱された木材３０を
プレスする。プレス機２は、図９と図１０に示すよう
に、複数に分割されたプレスユニットＵを互いに隣接し
て直列に直線状に連結している。プレス機２は、プレス
する木材の全長に合わせて連結する台数を調整する。長
い木材をプレスするプレス機２は、プレスユニットＵの
連結台数を多くする。

【００２７】例えば、プレスユニットＵのプレス面の長
さを５０ｃｍに設計すると、図９と図１０に示すプレス
機２は、８台のプレスユニットＵを直列に連結している
ので、４ｍの木材をプレスすることができる。また、図
５と図６に示すプレス機２は、６台のプレスユニットＵ
を直列に連結しているので、３ｍの木材をプレスするこ
とができる。さらに、プレス機は、プレスユニットの連
結台数を変更して、長さの違う木材をプレスすることが
できる。

【００２８】プレスユニットＵは、図１１ないし図１４
に示すように、木材３０の表面を角柱状にプレスする４
枚のプレス板１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄと、対向
するプレス板を押圧する縦シリンダー１９および横シリ
ンダー１８とを備える。プレス板は、木材３０を直角４
方向に押圧する第１プレス板１７Ａと、第２プレス板１
７Ｂと、第３プレス板１７Ｃと、第４プレス板１７Ｄと
からなる。それぞれのプレス板は、隣接するプレス板に
対して直角に配設されて、その表面に平行な方向に平行
に移動できるように装着されている。

【００２９】縦、横シリンダー１９、１８は、第１プレ
ス板１７Ａと第３プレス板１７Ｃを互いに接近させる横
シリンダー１８と、第２プレス板１７Ｂと第４プレス板
１７Ｄを互いに接近させる縦シリンダー１９からなる。

【００３０】プレス板１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ
は、木材３０を加圧しても変形しない強度の金属板であ
る。第１プレス板１７Ａと第３プレス板１７Ｃは互いに
対向し、第２プレス板１７Ｂと第４プレス板１７Ｄは互
いに対向する位置に配設されている。第１プレス板１７
Ａは木材３０の下面を、第３プレス板１７Ｃは木材３０
の上面を押圧する。したがって、第１プレス板１７Ａと
第３プレス板１７Ｃは、水平に配設されて、木材３０の
上下面を押圧できるように、第２プレス板１７Ｂと第４
プレス板１７Ｄを介して互いに接近できるように配設さ
れている。

【００３１】第２プレス板１７Ｂと第４プレス板１７Ｄ
は対向して鉛直に配設されており、木材３０の両側面を
押圧する。図において、第２プレス板１７Ｂは木材３０
の左面を、第４プレス板１７Ｄは木材３０の右面を押圧
する。

【００３２】４枚のプレス板１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、
１７Ｄは、互いに隣接するプレス板に対して同じ構造で
連結されている。第１プレス板１７Ａと第２プレス板１
７Ｂ、第２プレス板１７Ｂと第３プレス板１７Ｃ、第３
プレス板１７Ｃと第４プレス板１７Ｄ、第４プレス板１
７Ｄと第１プレス板１７Ａは同じ構造で連結されてい
る。

【００３３】以下、第１プレス板１７Ａと第２プレス板
１７Ｂの連結構造を詳述する。その他のプレス板の連結
構造は、第１プレス板１７Ａと第２プレス板１７Ｂの連
結構造と同じである。第２プレス板１７Ｂは、図１５に
示すように、第１プレス板１７Ａに隣接して、直角に配
設されている。第２プレス板１７Ｂは、垂直に立つ姿勢
で、水平に配設された第１プレス板１７Ａの表面に平行
な方向に水平方向に平行移動して木材をプレスする。

【００３４】第２プレス板１７Ｂは、図１６の断面図に
示すように、直動ベアリング２０を介して第１プレス板
１７Ａに連結されている。図１６は、図１５のＡ−Ａ線
断面図である。直動ベアリング２０は、第２プレス板１
７Ｂを木材のプレス方向に移動させる。直動ベアリング
２０は、第２プレス板１７Ｂをプレス方向と直交する方
向には移動させない。直動ベアリング２０は、第２プレ
ス板１７Ｂの背面に突出するアーム２１を第１プレス板
１７Ａに連結している。アーム２１は、第１プレス板１
７Ａの表面に平行な方向に、これと平行に固定されてい
る。アーム２１と第２プレス板１７Ｂの背面には、三角
形の補強リブ２２を固定している。補強リブ２２はアー
ム２１が第２プレス板１７Ｂに対して折曲しないように
連結する。第２プレス板１７Ｂに固定されたアーム２１
が、直動ベアリング２０を介して第１プレス板１７Ａに
沿って移動できるように連結されている。直動ベアリン
グ２０は、複数本を平行に並べて、アーム２１と第１プ
レス板１７Ａとの間に配設している。

【００３５】直動ベアリング２０は、第２プレス板１７
Ｂを第１プレス板１７Ａに対して軽く移動できる。第２
プレス板１７Ｂと第１プレス板１７Ａは、必ずしも直動
ベアリング２０を介して連結する必要はない。第２プレ
ス板１７Ｂを第１プレス板１７Ａの表面に平行な方向
に、プレス方向に移動できる全ての機構が使用できる。
たとえば、第１プレス板のアーム対向面に複数本のガイ
ドをプレス方向に延長して固定し、このガイドに沿って
摺動する摺動子をアームに固定することもできる。摺動
子は、ガイドに沿って移動するが、アームから外れない
構造とする。

【００３６】プレスユニットＵは、第２プレス板１７Ｂ
と第４プレス板１７Ｄを木材のプレス方向に押圧する横
シリンダー１８を、第１シリンダー１８Ａと第３シリン
ダー１８Ｂで構成する。第１シリンダー１８Ａは、後端
を第１プレス板１７Ａに固定して、ロッドの先端を第２
プレス板１７Ｂに連結している。第１シリンダー１８Ａ
は、第２プレス板１７Ｂのプレス方向に平行な姿勢で、
第１プレス板１７Ａに固定されている。第１シリンダー
１８Ａは、第２プレス板１７Ｂを平行に移動させて、木
材を強く押圧する。第３シリンダー１８Ｂは、第１シリ
ンダー１８Ａと同じ構造で、第３プレス板１７Ｃに固定
されている。

【００３７】縦シリンダー１９は、第２シリンダー１９
Ａと第４シリンダー１９Ｂからなり、第２シリンダー１
９Ａは、第１シリンダー１８Ａと同じ構造で、第２プレ
ス板１７Ｂに固定されており、第４シリンダー１９Ｂは
第１シリンダー１８Ａと同じ構造で、第４プレス板１７
Ｄに固定されている。

【００３８】以上の図に示すプレスユニットＵは、一つ
のユニットに横シリンダー１８及び縦シリンダー１９を
それぞれ一対ずつ設けている。図示しないが、プレスユ
ニットは、それぞれ複数対の横シリンダー及び縦シリン
ダーを設けることもできる。複数対のシリンダーを有す
るプレスユニットは、１台のシリンダーにかかるプレス
圧を低くしてプレスできる。

【００３９】さらに、図１７に示すプレスユニットＵ
は、図１４に示す装置の第３シリンダー１８Ｂと、第４
シリンダー１９Ｂを省略して、横シリンダー１８を第１
シリンダー１８Ａで、縦シリンダー１９を第２シリンダ
ー１９Ａで構成する。この構造の装置は、第１シリンダ
ー１８Ａが第２プレス板１７Ｂと第４プレス板１７Ｄで
木材３０を両側からプレスし、第２シリンダー１９Ａが
第３プレス板１７Ｃと第１プレス板１７Ａで木材３０を
上下からプレスする。この構造のプレスユニットＵは、
直動ベアリング２０を介して、隣接するプレス板１７
Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄを互いにプレス方向に移動
できるように連結している。このプレスユニットＵは、
シリンダーの数を少なくして、構造を簡単にできる特長
がある。

【００４０】以上の構造のプレスユニットＵは、図１１
と図１２に示すように、第１プレス板１７Ａの底面を基
台２６に固定している。プレスユニットＵは、基台２６
に固定された状態で、複数台が直列に連結されている。
互いに隣接する複数のプレスユニットＵが、直列に直線
状に連結されて、プレス機２を構成している。

【００４１】さらに、図９ないし図１２に示すプレス機
２は、プレスされる木材の表面に熱板２７を配設してい
る。熱板２７は、プレス板の表面であって、木材と接触
する面に配設している。熱板２７は、各プレス板の表面
に密着して配設されている。すなわち、第１プレス板か
ら第４プレス板まで、４枚の熱板２７が、それぞれ隣接
する熱板２７に対して直角に配設されている。これらの
４枚の熱板２７に囲まれてできる正方形の空間が、プレ
スされる木材の成形室２Ａとなる。

【００４２】さらに、熱板２７は、複数のプレスユニッ
トＵを連結したプレス機２の全長と等しい長さを有す
る。すなわち、熱板２７は、その背面を隣接するプレス
板の表面に接触する状態に延長されて、直線状に連結さ
れた複数のプレスユニットＵのプレス板を連結してい
る。この状態に配設される４枚の熱板２７は、熱板２７
の表面が、プレスされる木材の四つの側面を覆う状態で
木材に接触する。したがって、木材は、対向する側面が
熱板２７に挟まれた状態で、４方向からプレス板にプレ
スされる。木材の全周を、熱板２７を介してプレスする
プレス機２は、プレスユニットＵの連結部分に生じる継
ぎ目の段差をなくし、木材の表面を平らに直線状に加工
できる。

【００４３】さらに、図に示すプレス機２は、対向する
熱板２７の表面に電極板２５を配設している。電極板２
５は、高周波電源２３に接続している。高周波電源２３
に接続されて、木材３０の表面に接触する電極板２５
は、高周波エネルギーで木材３０を加熱する。このと
き、プレス板と電極板２５は、互いに絶縁する必要があ
る。プレス板を絶縁する簡単な構造は、図１８に示すよ
うに、熱板２７の表面にプラスチック等の絶縁材２４を
介して電極板２５を固定し、電極板２５の周囲にも絶縁
材２４を設けることである。電極板２５は、絶縁材２４
に埋設される状態でプレス板から絶縁される。電極板２
５は、木材３０のプレス面にあって、高周波電源２３に
接続される。この構造のプレス機２は、あらかじめ加熱
され、あるいは、加熱されない木材を、加熱してプレス
できる特長がある。あらかじめ加熱された木材は、プレ
ス機２にセットするまでに多少は冷却される。プレス板
で木材を高周波加熱できるプレス機２は、セットするま
でに多少木材が冷えても、再加熱して効率よくプレスで
きる。さらに、全く加熱されない木材をセットして加熱
した後に、プレスすることもできる。

【００４４】プレス機２で柱状に圧縮された木材３０
は、非冷却状態で、押出ロッド３１によってプレス機２
の成形室２Ａから押し出されて、冷却保形パイプ３２に
挿入される。冷却保形パイプ３２は、図５と図６に示す
ように、プレス機２の成形室２Ａと、押出ロッド３１に
対して直線状に配設される。冷却保形パイプ３２は、図
１９の斜視図で示すように、角柱状のステンレス製パイ
プである。冷却保形パイプ３２は、ステンレス以外の金
属で製造することもできる。また、冷却保形パイプ３２
は、圧縮状態にある成形室２Ａとほぼ同じ内径を有す
る。圧縮された木材を圧縮成形状態に保形するためであ
る。さらに、冷却保形パイプ３２は、図に示すように、
両端を開口しており、一方の開口部の周縁に鍔３３を設
けている。この鍔３３を有する開口部を、プレス機２の
排出側に配設して、木材の供給口３２Ａとし、また、他
方の開口部を、木材の排出口３２Ｂとしている。供給口
３２Ａの周縁に鍔３３を有する冷却保形パイプ３２は、
図５と図６に示すように、この鍔３３を基台３４に係止
させる状態で、プレス機２の成形室２Ａに、直線状に位
置させて木材３０を挿入する。したがって、基台３４は
上面の所定の位置に、鍔３３を係止するための係止部
（図示せず）を設けている。押出ロッド３１によりプレ
ス機２の成形室２Ａから押し出される木材３０は、冷却
保形パイプ３２の内面を摺動しながら冷却保形パイプ３
２に挿入される。

【００４５】圧縮された木材３０を非冷却状態で挿入さ
れた冷却保形パイプ３２は、数時間ないし数十時間を、
加熱状態に保持した後、冷却手段３５により冷却され
る。冷却保形パイプ３２を加熱状態に保持するために、
木材を挿入した冷却保形パイプ３２は加熱室（図示せ
ず）に搬入される。加熱室から取り出した後、冷却保形
パイプ３２を冷却手段３５で冷却する。冷却手段は、た
とえば水冷式の冷却装置３６で、図５に示すように、水
洗ノズル３７を複数機配設している。冷却保形パイプ３
２は、この水洗ノズル３７から噴射される水により冷却
される。ただ、冷却保形パイプ３２の冷却手段３５は、
水冷式の冷却装置３６に特定しない。冷却保形パイプ
は、他の様々な方法で冷却することができる。

【００４６】冷却保形パイプ３２は、挿入された木材３
０の表面を冷却保形パイプ３２の内面に密着させて木材
３０を冷却する。木材３０は、冷却保形パイプ３２によ
って、圧縮成形状態に保形されて冷却される。冷却保形
パイプ３２に熱を奪われて、８０℃以下に冷却された木
材３０は、ガラス転移状態を解除されて、圧縮成形され
た形状に固定される。

【００４７】冷却された冷却保形パイプ３２は、図６の
矢印Ｂで示すように、排出ロッド３８の前面に移動され
る。冷却保形パイプ３２は排出ロッド３８に対して直線
状に配置される。排出ロッド３８は、ロッドを伸長し
て、冷却された木材３０を冷却保形パイプ３２から押し
出す。冷却されて形状の固定された木材３０が、排出口
３２Ｂから排出される。

【００４８】以上の装置を使用して、次のようにして集
成木材を製造する。 (1) １本の集成木材１６となる複数本の木材３０を、
一次加熱パイプ３に入れて出入口３Ｂを開閉蓋６で気密
に密閉する。閉鎖された一次加熱パイプ３に加熱、加圧
蒸気を圧入して、木材３０全体を加熱する。木材３０の
加熱温度は、たとえば、８０℃〜２５０℃、好ましくは
１００〜２００℃、さらに好ましくは、１５０〜２００
℃とする。木材３０の加熱温度は、木材３０の種類およ
び太さと、プレス機２の加熱状態を考慮して最適値に調
整する。木材に、直径約９ｃｍのスギの間伐材を使用
し、プレス機で加熱しない場合、加熱温度は、たとえば
約１８０℃とする。プレス機２で、搬入された木材３０
を高周波加熱する方法は、一次加熱パイプ３で加熱する
温度を低くできる。

【００４９】一次加熱パイプ３に入れる木材３０は、た
とえば、表面を円柱状または角柱状に加工し、あるい
は、表皮を除去しものである。円柱状に加工した木材
は、全体を同じ直径に加工し、あるいは、先端を次第に
細くする形状に加工する。先端を細く加工した木材は、
同じ向きに揃えて一次加熱パイプに挿入しない。たとえ
ば、４本の木材で１本の集成木材を製作する場合、２本
の木材の先端を逆にして一次加熱パイプに挿入する。集
成木材となった状態で、全体の密度を均一にするためで
ある。

【００５０】円柱状に切削した複数の木材を一緒にプレ
スして角柱状に圧縮する方法は、原木の廃棄量を少なく
して、有効に利用できる特長がある。さらに、原木を次
第に細くなるテーパー状に加工し、この木材の方向を逆
にして集合して集成木材とする方法は、さらに原木の廃
棄量を少なくできる。原木が、先端に向かって次第に細
くなっているからである。さらに、切削加工しない複数
本の原木を、一緒にプレスして角柱状に圧縮することも
できる。切削しない原木を角柱状にプレスした集成木材
は、表面が独特の表面模様となるので、床柱等の装飾材
として使用できる。

【００５１】(2) 次の一次加熱パイプ３に複数本の木
材３０を入れて、(1)と同じようにして加熱する。この
工程を、５分おきに繰り返し、すべての一次加熱パイプ
３に木材３０を入れて加熱する。

【００５２】(3) 最初の一次加熱パイプ３に挿入した
木材３０が充分に加熱されると、加熱された複数本の木
材３０を一緒に取り出して、プレス機２に搬入する。一
次加熱パイプ３で加熱された木材３０は、冷えないよう
に速やかにプレス機２に搬入する。空の状態となって一
次加熱パイプ３には、加熱されていない次の木材３０を
入れて気密に密閉した後、加熱、加圧蒸気を圧入して木
材３０を加熱する。

【００５３】(4) 加熱された木材３０をプレス機２に
搬入するには、一次加熱された木材３０を押出ロッド３
１の前面にセットする。このとき、押出ロッド３１は収
縮させておき、プレス機２はシリンダーを収縮させて、
プレス板の間を広く開いて、成形室２Ａを拡開してお
く。押出ロッド３１を伸長させて、一次加熱された木材
３０をプレス機２の成形室２Ａに挿入する。プレス機２
に搬入された複数の木材３０を一緒にプレスする。プレ
スされた木材３０は、全体の形状が角柱状ないし板状と
なる。

【００５４】(5) 高周波電源２３を備えるプレス機
は、高周波で再び木材３０を加熱してプレスする。この
とき木材３０の内部温度は、例えば１３０〜２５０℃、
好ましくは約１８０℃とする。プレス機２の縦、横シリ
ンダー１９、１８で木材３０を４方向からプレスして圧
縮する。プレス機は、たとえば１０〜３０ｋｇ／ｃ
ｍ²、好ましくは約２０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で木材を圧縮
する。複数本の木材３０は、全周をプレス機２でプレス
して、高密度な柱状に圧縮される。

【００５５】(6) 複数本の木材３０を一緒にプレスし
て成形した後、縦、横シリンダー１９、１８のロッドを
収縮させて解圧する。押出ロッド３１を伸長させて、複
数の木材３０を一緒にプレス機２の成形室２Ａから押し
出し、プレス機２の排出側にセットされた冷却保形パイ
プ３２に挿入する。複数の木材３０は、非冷却状態で冷
却保形パイプ３２に一緒に挿入される。

【００５６】(7) 複数本の木材３０が一緒に挿入され
た冷却保形パイプ３２は、加熱室に搬入される。加熱室
において、冷却保形パイプ３２を介して木材３０は、約
１８０℃に約１０時間静置される。加熱室における木材
温度は、１３０〜２５０℃とすることもできる。また、
加熱室で加熱状態に保持する時間は、３〜２４時間とす
ることもできる。木材が、高温で長い時間加熱状態に保
持されると、冷却した後の変形を少なくできる特長があ
る。

【００５７】(8) 一定時間加熱状態に保持した後、複
数本の木材を一緒に挿入している冷却保形パイプ３２を
加熱室から冷却手段３５に移送する。冷却手段３５は、
複数基の水洗ノズル３７から噴射する水で冷却保形パイ
プ３２を冷却する。冷却保形パイプ３２は、挿入された
木材３０の表面を冷却保形パイプ３２の内面に密着させ
て木材３０を冷却する。複数の木材３０は、冷却保形パ
イプ３２によって、圧縮成形状態に保形されて冷却され
る。冷却保形パイプ３２に熱を奪われて、８０℃以下に
冷却された木材３０は、ガラス転移状態を解除されて、
圧縮成形された形状に固定される。

【００５８】(9) 冷却保形パイプ３２で充分に冷却さ
れた木材３０は、排出ロッド３８によって冷却保形パイ
プ３２から押し出される。

【００５９】(10) 搬出された木材３０を分離して、接
着面に接着剤を塗布する。接着剤には、酢酸ビニル系、
ウレタン系、エポキシ系等の木材用の接着剤が使用され
る。接着剤は、互いに接着する面に塗布され全面に塗布
される。

【００６０】(11) 接着剤を塗布した木材を、プレス状
態に集合し、再び外周の４面をプレスして接着剤を硬化
させる。このときのプレス圧は、木材の密着面を隙間な
く押圧する圧力であって、たとえば、１〜１０ｋｇ／ｃ
ｍ²と低くできる。複数本の木材が接着されて集成木材
１６となる。

【００６１】以上の実施例は、４本の木材を一緒に柱状
にプレスして集成木材を製造する。本発明の集成木材の
製造方法は、図２と図３に示すように、５本の木材を一
緒にプレスすることも、さらには、図２０〜図２４に示
すように、複数本の木材３０を柱状ないし板状に圧縮
し、木材３０を接着して集成木材１６とすることもでき
る。また、本発明の集成木材の製造方法は、図２４に示
すように、長さが異なる木材３０を組み合わせて集成木
材１６を製造できる特長もある。

【００６２】

【発明の効果】本発明の集成木材の製造方法は、細い木
材を有効利用して強靱な集成木材を能率よく製造でき
る。それは、本発明の製法が、複数本の木材を一緒に圧
縮して、全体の形状を柱状ないし板状とし、この状態で
木材を接着して集成木材とするからである。とくに、本
発明の製法は、複数本の木材を一緒にプレスして、全体
の外形は柱状ないし板状に成形するが、それぞれの木材
の密着面を平面とはしない。隣接する木材の接着面は、
木材の硬い部分は突出し、この突出部分に密着する面は
凹凸となる。このため、複数の木材を無理なく圧縮し
て、局部的な破損等を少なくして、全体として強靱な集
成木材にできる特長も実現する。

【００６３】さらに、本発明の方法で製造された集成木
材は、互いに隣接する木材を隙間なく確実に接着できる
特長も実現する。それは、複数の木材を一緒にプレスし
て接触面を互いに密着する凹凸面に成形し、この凹凸面
を接着剤で接着するからである。複数の木材が互いに強
固に接着される集成木材は、全体としての強度を著しく
強くすると共に、接着剤の剥離を有効に防止できる特長
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の集成木材の製造方法を示す概略斜視図

【図２】本発明の集成木材の製造方法で木材をプレスす
る状態を示す断面図

【図３】本発明の集成木材の製造方法でプレスされた木
材を示す断面図

【図４】本発明の集成木材の製造方法に使用する一次加
熱機の概略図

【図５】本発明の集成木材の製造方法に使用するプレス
装置の正面図

【図６】図５に示すプレス装置の概略平面図

【図７】図４に示す一次加熱パイプの斜視図

【図８】図４に示す一次加熱パイプの断面図

【図９】本発明の集成木材の製造方法に使用するプレス
機の斜視図

【図１０】図９に示すプレス機の正面図

【図１１】図９に示すプレスユニットの側面図

【図１２】図９に示すプレスユニットの斜視図

【図１３】図１１に示すプレスユニットの概略斜視図

【図１４】図１１に示すプレスユニットの概略断面図

【図１５】図１１に示すプレスユニットの第１プレス板
と第２プレス板の連結部分を示す断面図

【図１６】隣接するプレス板をプレス方向に移動させる
直動ベアリング部分を示す図１５のＡ−Ａ線断面図

【図１７】プレスユニットの他の具体例を示す断面図

【図１８】高周波電源に接続する電極板を有する熱板の
断面図

【図１９】図５に示す冷却保形パイプの斜視図

【図２０】本発明の製造方法で木材をプレスする工程の
他の一例を示す断面図

【図２１】本発明の製造方法で木材をプレスする工程の
他の一例を示す断面図

【図２２】本発明の製造方法で木材をプレスする工程の
他の一例を示す断面図

【図２３】本発明の製造方法で木材をプレスする工程の
他の一例を示す断面図

【図２４】本発明の製造方法で製造された集成木材の一
例を示す斜視図

【符号の説明】

１…一次加熱機２…プレス機２Ａ…成形室３…一次加熱パイプ３Ａ…パイプ３Ｂ…出入口３Ｃ…圧入部４…ボイラー５…配管６…開閉蓋６Ａ…貫通孔７…鍔７Ａ…貫通孔８…連結具９…蝶番１０…パッキン１１…圧入管１２…開閉弁１３…蒸気止め弁１４…開閉弁１５…連結管１６…集成木材１７Ａ…第１プレス板１７Ｂ…第２プレス板１７Ｃ…第３プレス板１７Ｄ…第４プレス板１８…横シリンダー１８Ａ…第１シリンダ
ー１８Ｂ…第３シリンダー１９…縦シリンダー１９Ａ…第２シリンダ
ー１９Ｂ…第４シリンダー２０…直動ベアリング２１…アーム２２…補強リブ２３…高周波電源２４…絶縁材２５…電極板２６…基台２７…熱板２８…間伐材２９…角材３０…木材３１…押出ロッド３２…冷却保形パイプ３２Ａ…供給口
３２Ｂ…排出口３３…鍔３４…基台３５…冷却手段３６…冷却装置３７…水洗ノズル３８…排出ロッドＵ…プレスユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−32325（ＪＰ，Ａ) 特開平６−234104（ＪＰ，Ａ) 特開平７−112407（ＪＰ，Ａ) 特開平９−314514（ＪＰ，Ａ) 特開平９−314515（ＪＰ，Ａ) 特開平９−314517（ＪＰ，Ａ) 実開平３−59804（ＪＰ，Ｕ) 特許2727432（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B27K 5/00 B27M 1/02 B27M 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数本の木材(30)を平行に並べて接着す
る集成木材の製造方法において、木材(30)を一次加熱機(1)で一次加熱した後、加熱され
た木材(30)を、一次加熱機(1)から取り出し、取り出さ
れた複数本の木材(30)を、複数に分割されると共に、複
数本の木材(30)を４方向から圧縮できるプレスユニット
(U)を互いに隣接して直列に直線状に連結しているプレ
ス機(2)に搬入し、搬入された複数本の木材(30)を平行
に並べて外側の４方向から圧縮し、体積を減少させて全
体の外形を角柱状ないし板状として、互いに隣接する木
材(30)の接触面を凹凸面として密着させ、木材(30)の密
着面を接着することを特徴とする集成木材の製造方法。