JPH0231646B2

JPH0231646B2 - Mokuzainososeikakosochi

Info

Publication number: JPH0231646B2
Application number: JP10125283A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Ikuta; Tsunoru Sano
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-06-06
Filing date: 1983-06-06
Publication date: 1990-07-16
Anticipated expiration: 2003-06-06
Also published as: JPS59225903A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、木材を加圧下で100℃以上に加熱し
て塑性加工する装置に関する。

Ａ先行技術湿潤または飽水状態の木材にマイクロ波を照射
して加熱して塑性加工する技術はすでに開発さ
れ、このことが特開昭55−154106号公報に開示さ
れている。この公報にも記載されるように、木材
の主成分であるリグニン、ヘミセルロースおよび
セルロルースのガラス転移温度は、乾燥状態に於
ては、約130〜250℃であるが、湿潤状態では、80
〜250℃に降下する。この為、従来の木材変形方
法は、木材を充分に湿潤な状態として加熱して塑
性加工している。しかしながら、実際の木材加工
に於て、木材をいかに湿潤な状態としてマイクロ
波加熱しても、木材は簡単に塑性加工できる充分
な程可塑化されない。これは、木材が100℃以上
になると含有水分がほとんど完全に気化して過乾
燥状態となり、変形時のガラス転移温度が上昇す
る為である。

木材を充分に可塑化する為には、木材が水分を
含有する状態でガラス転移温度以上に加熱しなけ
ればならない。しかしながら、いかなる加熱方法
によつても水は１気圧の下では100℃で沸騰する
為、加圧状態で加熱しない限り、飽水状態で木材
を100℃に加熱することは理論的にも不可能であ
る。

加圧できる密閉タンク内で木材を加熱するな
ら、飽水状態で100℃以上に加熱できる。しかし
ながら、この状態で加熱された木材は、塑性変形
する為に密閉タンクから取り外して大気圧下に置
くと、水分が蒸発して木材が過乾燥状態となり、
又木材の温度が100℃に降下して可塑化されて変
形が困難となる。

閉鎖された密閉タンク内では充分に可塑化され
ているが、密閉タンク内で木材を変形させる装置
は、高圧タンクである密閉タンクが大きくなり、
又、装置自体が著しく複雑で高価になり、又ラン
ニングコスト等も高騰して全く実用化できない。

Ｂ本発明の構成と目的本発明は、通路内に木材を圧入し、圧入される
木材で通路を閉鎖し、閉鎖状態の木材を加熱して
木材を加圧状態で加熱し、更に、通路の終端に木
材を圧入して木材を変形するように構成したもの
で、本発明の重要な目的は、加圧状態で加熱され
る木材は水の沸点が100℃以上となり、飽水状態
で100℃以上に加熱されて簡単かつ容易に、しか
も割れなく大幅に変形できる木材の塑性加工装置
を提供するにある。

又、本発明の他の重要な目的は、木材が加熱さ
れる通路の終端で塑性変形される為、木材を連続
的に、多量に能率よく加工できる木材の塑性加工
装置を提供するにある。

Ｃ実施例以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図に示すマイクロ波による木材の塑性加工
装置は、両端が開口された木材３の通路１と、こ
の通路１内に木材を圧入する圧入手段である油圧
のシリンダ２と、通路１内の木材３を加熱する加
熱源とを備えている。

通路１は、ここに圧入される木材３が閉鎖状態
で加熱されるように、入口と、中間の３ケ所が多
少細く絞られている。木材３が通路１に圧入され
ると、第２図と第３図とに示すように、木材３が
通路１の内面に密着して通路１が閉鎖される。

通路１は、木材３を加圧状態で加熱して変形す
る為のものであるから、好ましくは、第１図に示
すように、通路１の入口と、通路１の中間と、出
口付近とが細く絞られて木材３がきつく密着され
る。

ただ、通路１を細く絞る個所を、通路の入口と
出口付近の２ケ所とすることも可能である。

通路１の断面形状は、第２図と第３図に示すよ
うに、角材を加工するときには方形状に、丸棒を
加工するときには、図示しないが、円形、楕円形
又は等角形に決定される。

通路１は、ここに圧入された木材３で、閉鎖さ
れるが完全に気密には密閉できない。これは、通
路１を閉塞をする木材３が、これを水蒸気が貫通
するのを完全に阻止できない為に外ならない。水
蒸気が木材内を通過する状態は木材の種類、木材
の外形と通路の内形との大きさの比、即ち、木材
がいかに通路にきつく圧入されるかによつて変化
する。水蒸気が通過し難い木材は、通路内をより
高圧に加圧して高温に加熱できる。水蒸気の通過
量が少ない木材は、材質がち密で変形に強い力を
必要とする。従つて、この種の木材がより高温に
加熱できることは、硬い木材も簡単に加熱変形で
きることになつて好都合である。

木材３を水蒸気が多少通過することは、本発明
にとつて極めて都合の良いことである。これは、
木材を通過する水分で、木材内の樹脂成分を除去
できる為である。木材の変形と同時に樹脂成分が
除去された木材は、成形後の乾燥が簡単かつ迅速
にでき、しかも、加熱時の変色を少なくできる特
長がある。

木材の樹脂成分を更に効果的に除去するには、
第１図に示すように、注水手段８でもつて通路１
の閉鎖部分に少量の水又は水蒸気を圧入すればよ
い。通路１内に圧入された水分は、閉鎖された通
路１内の圧力を上昇させると共に、木材３内を通
過して、通路１の出口又は入口側から排出され
る。この水分は、木材３内を通過する時に、木材
内部に含まれている樹脂成分を流失させる。従つ
て、この水分注入量が多い程木材内の樹脂成分は
多く除去される。

木材３で閉鎖された通路１内の圧力は、木材３
がち密で水蒸気が通過し難く、木材３が通路１内
で急速に加熱され、又、注入水量が多い程高くで
きる。

第１図の鎖線で示すように、通路１の入口側を
開閉蓋９で密閉すらなら、木材３で通過して入口
側に漏れる水分量を少なくできる。開閉蓋９は、
木材３が通路１の入口に案内されるときには開か
れ、木材３が通路１に圧入されるときには通路１
の入口側を閉鎖する。この開閉蓋９は、シリンダ
２のロツドが気密に摺動自在に挿通されている。

通路１の終端部分は、可塑化された木材３を所
要の形状に成形する。第１図の通路終端は湾曲さ
れ、木材３を湾曲成形する。第４図に示す通路１
終端は断面が細く形成されておつて、木材３を細
く圧縮してち密に加工する。

第４図に示すように、木材３を圧縮成形する通
路１は、通路１の終端部分に木材３がスムーズに
圧入され難い。この場合第５図に示すように、ロ
ーラ１０で木材３を挾着して通路終端に案内する
のが良い。ローラ１０はモータ等で回転駆動され
ている。又第６図に示すように、３個のローラ１
０で木材３を挾着して湾曲させることも可能であ
る。この３個のローラ１０もいずれかひとつ又は
全体がモータ等で回転駆動される。

第５図および第６図に於て、ローラ１０は通路
内に配設されている。

木材３を通路に圧入するシリンダ２は、断面形
状が等しい棒状の木材を次々と連続して圧入でき
る全てのものが使用できる。

加熱源は、通路外周のヒータ１１と、通路内の
木材にマイクロ波を照射するマイクロ波手段４と
からなる。

マイクロ波手段４は、所要の電力のマイクロ波
を発振する高周波電源５と、マイクロ波を通路１
に導く導波管６と、導波管６の出口を密閉する遮
蔽部材７とからなる。

高周波電源５は、木材加熱に必要な電力、例え
ば高周波出力が数百Ｗ〜数KWのマグネトロンが
使用される。１台のマイクロ波手段で出力不足の
場合、第１図および第４図に示すように、所定の
間隔で数段のマイクロ波手段を連結するのが良
い。

導波管６は、通路１内に遮蔽された電波の反射
による悪影響がないように、通路１に対して傾斜
して連結されるのが良い。

遮蔽部材７は、例えばポリエチレン等の合成樹
脂やセラミツクで、マイクロ波は通過できるが気
体は通過しないものが使用される。この遮蔽部材
７は、通路１内の水蒸気が導波管６に流入するの
を阻止して、通路１内の木材を気密に保持してマ
イクロ波を遮蔽する。

ヒータ１１は、通路１の外周に固定され、通路
１を介して木材３を外側から加熱する。このよう
に、通路１内の木材３が、通路の外周からヒータ
１１で加熱され、内側からはマイクロ波で加熱さ
れる装置は、木材３全体を均一に加熱できる特長
がある。

ヒータ１１には、電気で加熱されるニクロム線
ヒータ、内部に高温の蒸気や燃焼ガスが通される
熱交換ヒータパイプ等が使用できる。

又、図示しないが、通路に圧入される木材を、
あらかじめ、例えば熱湯に浸漬するとか、あるい
は蒸気を吹き付ける等の方法で予備加熱すること
も可能である。

Ｄ使用状態前記の如く構成された木材の塑性加工装置は、
シリンダ２でもつて次々と木材３を通路１内に圧
入する。木材３は、それ自体が通路１の細く絞ら
れた個所で通路１の開口部を閉鎖する。この状態
で木材３は加熱され、木材に含まれていた水の一
部が蒸発して通路１内の圧力が高められ、木材３
は加圧状態で加熱されて充分に可塑化される。可
塑化された木材３は通路１の終端に送り込まれ
て、湾曲、圧縮等、所要の形状に成形される。

Ｅ効果本発明の木材の塑性加工装置は、木材が連続的
に圧入される通路を木材自体で閉鎖し、閉鎖状態
の木材が加熱されるように構成されている。この
為、木材は加圧状態で加熱されて変形し易い状態
に可塑化され、この木材が更に通路の終端に圧入
されて所要の形状に成形される。この為、通路に
木材を圧入するだけで、木材が簡単かつ確実に、
しかも割らを極減して大幅に変形でき、更に、加
工能率が高くて多量の木材を短時間に加工できる
という正に理想的な木材加工が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す木材の塑性加
工装置の概略断面図、第２図および第３図は第１
図の−線断面図および−線断面図、第４
図は他の実施例を示す木材の塑性加工装置の概略
断面図、第５図および第６図は通路の終端部分を
示す断面図である。１……通路、２……シリンダ、３……木材、４
……マイクロ波手段、５……高周波電源、６……
導波管、７……遮蔽部材、８……注水手段、９…
…開閉蓋、１０……ローラ、１１……ヒータ。

Claims

【特許請求の範囲】１木材を加熱して塑性加工する木材の加工装置
に於て、長さ方向の断面形状が一定である棒状の
木材が挿入される通路と、この通路内に木材を圧
入する圧入手段と、通路内の木材を加熱する加熱
源とを備えており、木材の通路は、少なくとも２
ケ所がここに圧入される木材で閉鎖される断面形
状に形成されると共に、終端が木材を所要の形状
に変形する形状に形成されており、圧入手段でも
つて通路に圧入された木材は、それ自体で通路の
一部を閉鎖し、加熱源は閉鎖状態にある木材およ
び木材に含まれる水分を加熱し、発生する水蒸気
により木材は加圧加熱下におかれ、加圧状態で水
の沸点が上昇して100℃以上の温度に加熱され、
この状態で木材が通路の終端に圧入されて所要の
形状に変形されるように構成されたことを特徴と
する木材の塑性加工装置。２加熱源がマイクロ波を木材に照射するマイク
ロ波手段を備える特許請求の範囲第１項記載の木
材の塑性加工装置。３通路の終端が湾曲され、木材が湾曲成形され
る特許請求の範囲第１項記載の木材の塑性加工装
置。４通路の終端が細く絞られ、木材が圧縮整形さ
れる特許請求の範囲第１項記載の木材の塑性加工
装置。