CN101559617B

CN101559617B - 木材成形方法

Info

Publication number: CN101559617B
Application number: CN 200910131676
Authority: CN
Inventors: 铃木达哉
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2029-04-14
Also published as: JP5097604B2; CN101559617A; JP2009255385A

Abstract

本发明提供一种木材成形方法，其能够提高成形品的成品率。上述木材成形方法具有：压缩工序，通过在与大气相比为高温高压的水蒸气气氛中对吸收水蒸气而软化了的木材施加压缩力，来使木材变形；干燥工序，对在压缩工序中被施加了压缩力的木材进行干燥；粘接剂注入工序，将粘接剂注入到在干燥工序中进行干燥后的木材的表面所产生的裂纹中；以及整形工序，对在粘接剂注入工序中注入了粘接剂的木材在大气中进行整形。

Description

木材成形方法

技术领域

本发明涉及通过对木材进行压缩而将其成形为预定的三维形状的木材成形方法。

背景技术

近年来，作为自然原材料的木材备受关注。由于木材具有各种各样的木纹，所以根据从原木进行取材的部位而产生个体差异，该个体差异成为每个产品的个性。并且，由于长期使用而产生的瑕疵或色调的变化本身也成为独特的风格，会让使用者产生亲切感。由于这些原因，木材作为能够创造出使用合成树脂或轻金属的产品所不具有的个性和品味的产品的原材料而备受关注，其成形技术也飞速地进步。

以往，作为相关的木材成形技术，公知有如下的技术：对吸水软化后的一块木材进行压缩，并与压缩方向大致平行地对该木材进行切割以得到板状的一次固定品，然后，一边使该一次固定品加热吸水一边将其成形为预定的三维形状(例如，参照专利文献1)。并且，还公知有如下的技术：将在软化处理后的状态下进行了压缩的一块木材临时固定，并将该木材放入到模中使其恢复，由此来进行模成形(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特许第3078452号公报

专利文献2：日本特开平11-77619号公报

然而，在上述现有技术中，在压缩成形后的木材的表面上有时会产生微小的裂纹。在这样的裂纹中，尽管存在进行适当修补后在强度上和美观上都不会产生问题的程度的裂纹，但由于在现实中是将形成有裂纹的木材全部废弃，因此阻碍了成形品的成品率的提高。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够提高成形品的成品率的木材成形方法。

为了解决上述课题、达到目的，本发明所涉及的木材成形方法的特征在于，该木材成形方法具有：压缩工序，通过在与大气相比为高温高压的水蒸气气氛中对从原木获取的木材施加压缩力，来使上述木材变形；干燥工序，对在上述压缩工序中被施加了压缩力的上述木材进行干燥；粘接剂注入工序，将粘接剂注入到在上述干燥工序中进行干燥后的上述木材的表面所产生的裂纹中；以及整形工序，通过在大气中利用一对整形用模具对在上述粘接剂注入工序中注入了粘接剂的上述木材进行夹持，来将该木材整形成预定的形状。

此外，本发明所涉及的木材成形方法的特征在于，在上述发明中，上述粘接剂是淀粉类或者蛋白类的天然粘接剂。

此外，本发明所涉及的木材成形方法的特征在于，在上述发明中，上述粘接剂是淀粉类的天然粘接剂。

此外，本发明所涉及的木材成形方法的特征在于，在上述发明中，上述整形工序通过使上述一对整形用模具的模具温度上升，来对上述木材进行加热。

根据本发明所涉及的木材成形方法，在对作为成形对象的木材进行压缩并使其干燥之后，在该木材表面所产生的裂纹中注入粘接剂，利用一对整形用模具夹持注入了粘接剂的木材来对其进行整形，因此，在存在微小的裂纹或者因木材从木纹上剥离而产生的裂纹等的情况下，能够修复裂纹，获得在强度上和美观上都没有问题的品质的成形品。因此，能够提高成形品的成品率。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的木材成形方法的概要的流程图。

图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的木材成形方法的取材工序的概要的图。

图3是表示本发明的一个实施方式所涉及的木材成形方法的压缩工序的概要的图。

图4是沿图3中的A-A线的剖视图。

图5是表示在本发明的一个实施方式所涉及的木材成形方法的压缩工序中，木材的变形大致完成的状态的剖视图。

图6是表示本发明的一个实施方式所涉及的木材成形方法的干燥工序结束后的木材的结构的图。

图7是表示本发明的一个实施方式所涉及的木材成形方法的粘接剂注入工序的概要的图。

图8是表示本发明的一个实施方式所涉及的木材成形方法的加热整形工序的概要的图。

图9是表示本发明的一个实施方式所涉及的木材成形方法的加热整形工序结束后的木材的结构的图。

图10是表示通过本发明的一个实施方式所涉及的木材成形方法而形成的电子设备用外包装体的结构的图。

图11是表示外包装有图10的电子设备用外包装体的数字照相机的结构的立体图。

符号说明

1：原木；2、3：木材；2a、3a、4a、5a：主板部；2b、2c、3b、3c、4b、4c、5b、5c：侧板部；4、5：盖部件；11、12、21、22：模具；31、32：加热器33：控制装置；41、42、51、451：开口部43、52：切口；61：滴管；100：电子设备用外包装体101：数字照相机；102：摄像部；103：闪光灯；104：快门按钮111、211：凹部；121、221：凸部；C1、C2：裂纹；G：木纹；g1：粘接剂。

具体实施方式

下面，参照附图对用于实施本发明的最佳方式(以下，称为“实施方式”)进行说明。另外，在下面的说明中参照的图是示意性的图，在用不同的图表示相同的物体的情况下，也存在尺寸或缩小比例尺等不同的情况。

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的木材成形方法的处理的概要的流程图。在成形木材时，首先从原木获取呈预定的形状的木材(步骤S1)。图2是示意地表示该取材工序的概要的图。在取材工序中，从处于无压缩状态的实心材料等原木1通过切削等获取大致呈碟状的木材2。关于原木1，从丝柏、罗汉柏、梧桐、杉木、松木、樱木、榉树、黑檀木、紫檀木、竹、柚木、桃花心木、蔷薇木等中选择最合适的材料即可。

木材2具有：平板状的主板部2a，其具有大致长方形的表面；两个侧板部2b，它们从在主板部2a的表面对置的两个长边部分别相对于主板部2a弯曲地延伸出来；以及两个侧板部2c，它们从在主板部2a的表面对置的两个短边部分别相对于主板部2a弯曲地延伸出来。木材2具有预先加上了通过后述的压缩工序而减少的量的体积的体积。另外，在图2中，示出了木材2的木纹G与木材2的纤维方向大致平行的直行纹理木材(柾目材)，但是这只不过是一个示例。即，通过该步骤S1获取的木材也可以是弦切纹理木材(板目材)或端面纹理木材(木口材)等。

接着，将通过步骤S1获取的木材2在与大气相比为高温高压的水蒸气气氛中放置预定时间，通过使其过量地吸收水分来使其软化(步骤S2)。此处所说的高温高压，指的是温度大约为100℃～230℃、压力大约为0.1MPa～3.0MPa(兆帕)的状态。这样的水蒸气气氛能够通过使用例如压力容器来实现。在使用压力容器的情况下，通过在该压力容器中放置木材2来使其软化。另外，代替在上述水蒸气气氛中放置木材2而使其软化，也可以是在向木材表面供给水分之后，利用像微波那样的高频电磁波对木材2进行加热而使其软化，还可以是通过将木材2煮沸来使其软化。

此后，对通过步骤S2软化后的木材进行压缩(步骤S3)。在该步骤S3中，通过在与步骤S2相同的水蒸气气氛中利用一对模具向木材2施加压缩力，来使木材2变形为预定的三维形状。当在压力容器中使木材2软化后的情况下，只要继续在该压力容器中对木材2进行压缩即可。

图3是表示步骤S3的压缩工序的概要、并且表示在压缩工序中使用的一对模具的主要部分的结构的图。图4是沿图3中的A-A线的剖视图。如图3和图4所示，木材2由一对模具11、12夹持，并被施加预定的压缩力。

在进行压缩工序时从木材2的上方施加压缩力的模具11是具有与木材2的突出侧的表面抵接的凹部111的型腔模具(キヤビテイ金型)。如果设木材2的从主板部2a弯曲到侧板部2b的部分的表面、即与模具11对置一侧的表面的曲率半径为RO，设与该表面抵接的凹部111的表面的曲率半径为RA，则两个曲率半径RO、RA满足RO＞RA的关系。

与此相对，在进行压缩工序时从木材2的下方施加压缩力的模具12是具有与木材2的凹陷侧的表面抵接的凸部121的型芯模具(コア金型)。如果设木材2的从主板部2a弯曲到侧板部2b的部分的表面、即与模具12对置一侧的表面的曲率半径为RI，设与该表面抵接的凸部121的表面的曲率半径为RB，则两个曲率半径RI、RB满足RI＞RB的关系。

模具11、12在夹持木材2之后，利用合模用的夹具进行合模。图5是表示合模后的模具11、12对木材2施加压缩力的状态的图，是表示木材2的变形大致完成的状态的图。如图5所示，木材2由于从模具11、12受到压缩力而变形成与模具11和模具12之间的间隙相当的三维形状。在步骤S3中，在图5所示的状态下对木材2持续施加预定时间(1～几十分钟，更为优选的是大约5～10分钟)的压缩力。

在步骤S3结束之后，在保持模具11、12合模的状态下，向模具11、12的周围施加温度比上述水蒸气的温度更高的水蒸气，由此使木材2的形状固定化(步骤S4)。当在压力容器中进行该固定化处理的情况下，只要向压力容器吹入温度比压缩工序中的水蒸气的温度更高的水蒸气即可。

接着，将模具11、12和木材2向大气中敞开，使木材2干燥(步骤S5)。此时，也可以解除模具11、12的合模状态，使模具11或模具12从木材2离开，由此来促进木材2的干燥。干燥结束后的木材2的壁厚优选为压缩前的木材2的壁厚的大约30％～50％。这相当于木材2的压缩率为大约0.50～0.70。以下，将完成了步骤S5的干燥工序的木材2称为“木材3”。

图6是表示木材3的结构的立体图。该图所示的木材3具有分别与木材2的主板部2a和侧板部2b、2c对应的主板部3a和侧板部3b、3c。在木材3上，在侧板部3b的弯曲部分沿着长度方向产生裂纹C1。此外，在木材3上，在侧板部3c的弯曲部分的木纹G与木质部分的一部分之间产生裂纹C2。这样，在压缩并干燥后的木材3上产生裂纹的情况下(步骤S6、Yes)，在该裂纹中注入粘接剂g1(步骤S7)。图7是表示步骤S7的粘接剂注入工序的概要的图。在图7中，使用滴管61将粘接剂g1注入到裂纹C1、C2中。

步骤S7中使用的粘接剂g1优选为淀粉类或蛋白类的天然粘接剂，更优选为淀粉类的天然粘接剂。此处，所谓淀粉类的天然粘接剂，是指例如浆糊(続飯)、糨糊粉(正麩)等源自植物的粘接剂。此外，所谓蛋白类的天然粘接剂，是指以动物胶(膠)或酪素(カゼイン)等动物性蛋白质、或者大豆蛋白等植物性蛋白质为主要成分的粘接剂。此外，由于裂纹多为仅具有微小宽度的情况，所以为了也能够应对这样的情况，优选应用将天然粘接剂用水稀释而成的物质作为粘接剂g1。由此，即使是图7所示的裂纹C1、C2那样微小的裂纹，也能够利用毛细管现象将粘接剂g1填充到该裂纹内部。

在压缩并干燥后的木材3上没有产生裂纹的情况下(步骤S6、No)，不注入粘接剂g1，而是进行后述的步骤S8。

此后，在大气中对木材3加热并对木材3的形状进行整形(步骤S8)。图8是示意地表示步骤S8的加热整形工序的概要的图。在本实施方式中，通过利用作为整形用模具的一对模具21、22夹持木材3，来进行木材3的加热整形。

在图8中位于木材3的上方的模具21具有与木材3的突出侧的表面抵接的凹部211。另一方面，在图8中位于木材3的下方的模具22具有与木材3的凹陷侧的表面抵接的凸部221。在模具21、22的内部分别安装有产生热的加热器31、32。加热器31、32与具有温度控制功能的控制装置33连接，并在控制装置33的控制下发热，从而分别对模具21、22施加热。

控制装置33分别对加热器31、32进行控制，以使夹持木材3时的模具21、22的温度大致恒定(例如大约180℃～200℃的高温)。当分别被加热器31、32加热了的模具21、22与木材3的表面抵接时，存在于木材3内部的树液的一部分渗出到木材3的表面上，从而在该表面上产生深的色调和光泽。

然而，模具21、22在夹持木材3的状态下对木材3施加轻微的压缩力，该压缩力的大小优选为几乎不改变木材3的形状而能够提高表面硬度的程度的值。这是因为，由于在木材3未软化的状态下在大气中进行步骤S8的加热整形工序，所以不能使木材3大幅度地变形。

关于在步骤S8中利用模具21、22夹持木材3的时间和模具21、22的模具温度，只要根据木材3所具有的特性、以及应赋予加工后的木材3的性质等来确定即可。另外，此处所说的“木材3所具有的特性”，包括木材3的种类、产地、生长环境、生长状态等。此外，在“应赋予木材3的性质”中，包括加工后的木材表面的颜色、光泽以及加工后的木材的强度等。

图9是表示经过步骤S8的加热整形工序之后的木材3的结构的图。木材3上产生的裂纹C1、C2由于在加热整形工序时受到轻微的压缩力而经粘接剂g1被粘贴起来。其结果为，在图9中，一方面裂纹C1成为线状的条纹，另一方面裂纹C2消失。通过这样修复木材3，消除了裂纹部分的强度上的问题。此外，由于作为裂纹C1的痕迹的线状条纹与纤细的木纹G几乎无法区分，所以在美观上不成问题。

在进行了以上说明的步骤S8后，进行木材3的最终形状的加工(步骤9)。具体来说，对木材进行切削等，使木材3的端面平整，或者在木材3上形成预定的孔或切口等。

图10是作为通过以上说明的木材成形方法而成形的木材的一例的电子设备用外包装体的结构的图。该图所示的电子设备用外包装体100是将两个盖部件4、5组合而构成的。盖部件4、5是使用完成了加工工序的木材3分别形成的，在整体上构成一个壳体。

如图11所示，电子设备用外包装体100对数字照相机101进行外包装。对数字照相机101的前面侧(与被摄体对置的一侧)进行外包装的盖部件4具有分别与木材2的主板部2a和侧板部2b、2c对应的主板部4a和侧板部4b、4c。主板部4a具有：圆筒形状的开口部41，其使数字照相机101的摄像部102露出；和长方体形状的开口部42，其使数字照相机101的闪光灯103露出。侧板部4b具有半圆筒形状的切口43。

对数字照相机101的背面侧(与摄影者对置的一侧)进行外包装的盖部件5具有分别与木材2的主板部2a和侧板部2b、2c对应的主板部5a和侧板部5b、5c。主板部5a具有使数字照相机101的显示部露出的长方体形状的开口部51，所述显示部使用液晶显示器、等离子显示器或者有机EL显示器等实现。侧板部5b具有半圆筒形状的切口52。该切口52与盖部件4的切口43组合起来，从而形成使数字照相机101的快门按钮104露出的开口部451。

盖部件4、5的壁厚彼此相等，优选为大约1.6mm～2.0mm。

根据以上说明的本发明的一个实施方式，在对作为成形对象的木材进行压缩并使其干燥之后，在该木材表面所产生的裂纹中注入粘接剂，利用一对整形用模具夹持注入了粘接剂的木材来对其进行整形，因此，在存在微小的裂纹或者因木材从木纹上剥离而产生的裂纹等的情况下，能够修复裂纹，获得在强度上和美观上都没有问题的品质的成形品。因此，能够提高成形品的成品率。

此外，根据本实施方式，由于应用源自植物的淀粉类的天然粘接剂作为粘接剂，所以容易使粘接剂与木材同化。另外，即使不进行分类地废弃成形品也不存在环境污染的问题，并且，即使将其烧毁也不会产生有害气体，因此能够提供有利于环境的成形品。

此外，根据本实施方式，由于在进行整形时利用一对整形用模具对木材进行加热，所以使粘接剂中所含的水分蒸发，能够提高粘接力。

至此，详细叙述了用于实施本发明的最佳方式，但是本发明不受上述的一个实施方式限定。例如，本发明所涉及的木材成形方法也可以应用于制造除数字照相机以外的电子设备用外包装体、餐具或各种壳体、建材等的情况。

这样，本发明能够包含此处没有记载的各种实施方式等，在不脱落由权利要求书特定的技术思想的范围内，可以实施各种设计变更等。

产业上的可利用性

本发明所涉及的木材成形方法对将从原木获取的木材压缩成形为包含曲面的三维形状是有用的。

Claims

1.一种木材成形方法，其特征在于，

该木材成形方法具有：

压缩工序，通过在与大气相比为高温高压的水蒸气气氛中对从原木获取的木材施加压缩力，来使上述木材变形为具有主板部、侧板部、以及该从主板部弯曲到该侧板部的部分的形状；

干燥工序，对在上述压缩工序中被施加了压缩力的上述木材进行干燥；

粘接剂注入工序，将粘接剂注入到在上述干燥工序中进行干燥后的上述木材的表面所产生的裂纹中；以及

整形工序，通过在大气中利用与上述木材的表面抵接的一对整形用模具对在上述粘接剂注入工序中注入了粘接剂的上述木材进行夹持，来在修复上述裂纹的同时将上述木材整形成预定的形状，

上述一对整形用模具包括：具有与上述木材的突出侧的表面抵接的凹部的模具；和具有与上述木材的凹陷侧的表面抵接的凸部的模具，

上述整形工序通过使上述一对整形用模具的模具温度上升，来对上述木材进行加热。

2.根据权利要求1所述的木材成形方法，其特征在于，

上述粘接剂是淀粉类或者蛋白类的天然粘接剂。

3.根据权利要求2所述的木材成形方法，其特征在于，

上述粘接剂是淀粉类的天然粘接剂。