CN102189576A - 压缩木制品的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种压缩木制品的制造方法，其是如下所述的方法：在比大气高温高压的水蒸气氛围中对木材施加压缩力，使其产生形状变化，制造具有包含曲面的三维形状的压缩木制品，在该制造方法中包含以下步骤：在施加所述压缩力之后，将在所述木材表面形成图案的附着物配置在期望位置上，并与所述木材一起在大气中加热，同时施加压力，由此将所述木材整形为与所述三维形状大致相同的形状，并且使所述附着物固定在所述木材上。

Description

压缩木制品的制造方法

技术领域

本发明涉及将木材压缩成型为规定的三维形状的压缩木制品的制造方法。

背景技术

近年来，作为自然原料的木材被广泛关注。因为木材具有各种各样的木纹，所以根据从木材取材的位置而产生个体差异，该个体差异为每一产品的个性。另外，由于长期使用而产生的伤痕及色彩的变化本身也是独特的风格，有时会令使用者产生亲切感。基于这些理由，作为在采用了合成树脂及轻金属的产品中所没有的、能够创造出个性化且富有趣味的产品的原料，木材受到关注，其成型技术也取得了飞跃性的进步。

以往，作为将木材压缩成型为规定的三维形状的压缩成型技术，公知有如下的技术：在比大气高温高压的水蒸气氛围中对木材进行了软化处理的状态下压缩成型为规定的三维形状(例如，参照日本特开平11-77619号公报)。

但是，日本特开平11-77619号公报所记载的压缩成型技术因为在高温高压的水蒸气氛围中对木材实施压缩处理，所以压缩处理前后的木材的三维形状变化较大，从而木材产生非相似的变形。因此，当希望在木材表面上形成图案时，如果在压缩处理之前对木材规定其图案，则由于压缩处理中的木材产生非相似的三维形状变化，而导致图案的位置及形状发生变化，从而具有难以在期望位置上形成期望图案这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的是：提供在制造包含曲面的三维形状的压缩木制品时可在期望位置上形成期望图案的压缩木制品的制造方法。

在本发明的一种形式的压缩木制品的制造方法中，在比大气高温高压的水蒸气氛围中对木材施加压缩力，使其产生形状变化，制造具有包含曲面的三维形状的压缩木制品，在该制造方法中包含以下步骤：在施加所述压缩力之后，将在所述木材表面上形成图案的附着物配置在期望位置上，并与所述木材一起在大气中加热，同时施加压力，由此将所述木材整形为与所述三维形状大致相同的形状，并且使所述附着物固定在所述木材上。

如果对照附图来阅读下面的本发明详细说明，则可进一步理解上面所述以及本发明的其它特征、优点和技术上以及产业上的意义。

附图说明

图1是示出本发明一实施方式的压缩木制品制造方法的概要的流程图。

图2是示意性示地出本发明一实施方式的压缩木制品制造方法中的取材工序的概要的图。

图3是示意性地示出本发明一实施方式的压缩木制品制造方法中的压缩工序的概要的立体图。

图4是图3的A-A线剖视图。

图5是在本发明一实施方式的压缩木制品制造方法中，压缩工序中的坯料的三维变形已大致完成的状态的剖视图。

图6是示出在本发明一实施方式的压缩木制品制造方法中，干燥工序结束后的坯料的立体图。

图7是示意性示出本发明一实施方式的压缩木制品制造方法中的固定工序的概要的剖视图。

图8是示意性示出在本发明一实施方式的压缩木制品制造方法的固定工序中，使一对加热凹模和加热凸模合模后的状态的剖视图。

图9是在将纸固定在坯料上之后在纸的部分切断坯料后的剖视图。

图10是制造好的压缩木制品的立体图。

图11是示出利用本发明一实施方式的压缩木制品制造方法制造出的压缩木制品的应用例、即数码相机外装体的立体图。

图12是示出利用图11所示的外装体进行封装的数码相机的立体图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明一实施方式的压缩木制品的制造方法进行详细说明。此外，本发明并不限于该实施方式。

图1是示出本发明一实施方式的压缩木制品制造方法的处理的概要的流程图。首先，从木材中取出大致构成碗状的坯料(步骤S1)。图2是示意性示出取材工序的概要的图。在取材工序中，通过切削等从处于无压缩状态的清洁材料等木材1中取出大致构成碗状的坯料2。

坯料2具备：具有大致长方形表面的平板状的主板部2a；两个侧板部2b，它们从在主板部2a表面上相对的两个长边部分别相对于主板部2a弯曲延伸；以及两个侧板部2c，它们从在主板部2a表面上相对的两个短边部分别相对于主板部2a弯曲延伸。此外，在图2中示出取出了主板部2a的木纹G与坯料2的纤维方向大致平行的花纹材的情况，不过在取材工序中取出的坯料也可以是直纹材及横断材。另外，坯料2的形状仅仅为一例。即，这里所说的大致碗状除了碗状之外还可以包含碟状及盒状等形状。

接着，在高温高压的水蒸气氛围中以规定时间放置所取材的坯料2，使坯料2软化(步骤S2)。在该水蒸气氛围中，压力是大约0.1～0.8MPa，温度是大约100～170℃。通过采用压力容器来实现这样的水蒸气氛围。在采用压力容器的情况下，可通过在具有所述水蒸气氛围的压力容器中放置坯料2来进行软化。此外，也可取代在高温高压的水蒸气氛围中使坯料2软化，而利用微波来加热坯料2以使其软化。另外，还可以煮沸坯料2进行软化。

然后，压缩已软化的坯料2(步骤S3)。在此工序中，在与软化工序相同的水蒸气氛围中采用一对模具来夹持坯料2并施加压缩力，由此使坯料2变形为与软化工序前不同的大致碗状。在压力容器中使坯料2软化的情况下，可继续在该压力容器中压缩坯料2。

图3是示出压缩工序的概要并且示出在压缩工序中使用的模具的要部结构的图。图4是图3的A-A线剖视图。如图3以及图4所示，坯料2被一对凹模11和凸模12夹持，并施加规定的压缩力。

在压缩加工时，如图4所示，从坯料2上方施加压缩力的凹模11具备凹部11a，凹部11a具有与坯料2突出的外侧面抵靠的平滑面。设从坯料2的主板部2a向侧板部2c弯曲的部分的表面即与凹模11相对侧的表面曲率半径为RO、设与该表面抵靠的凹部11a的表面曲率半径为RA时，两个曲率半径RO、RA满足RO＞RA的关系。

另一方面，在压缩加工时，如图4所示，从坯料2下方施加压缩力的凸模12具备凸部12a，该凸部12a具有与坯料2凹陷的内侧面抵靠的平滑面。设从坯料2的主板部2a向侧板部2c弯曲的部分的表面、即与凸模12相对的一侧的表面曲率半径为RI、设与该表面抵靠的凸部12a的表面曲率半径为RB时，两个曲率半径RI、RB满足RI＞RB的关系。

图5是示出在压缩工序中利用凹模11以及凸模12夹持坯料2并施加规定压缩力的状态的图，是示出坯料2的变形已大致完成的状态的图。在图5所示的状态下，坯料2从凹模11以及凸模12接受压缩力，由此变形为与软化工序前不同的非相似的大致碗状。这里所说的大致碗状是相当于在关闭凹模11与凸模12时形成的间隙的形状。该形状与经过后述的固定工序(步骤S6)而获得的最终形状大致相似。

在压缩工序结束之后，固定坯料2的三维形状(步骤S4)。在固定三维形状的过程中，利用凹模11以及凸模12来夹持坯料2，并在保持为规定的三维形状的状态下，在凹模11以及凸模12的周围形成比上述水蒸气氛围更高温高压的水蒸气氛围。在此时的水蒸气氛围中，压力是约0.6～3.4MPa，温度是约160～240℃。在压力容器中进行该形状固定工序的情况下，只要将软化工序中的容器内压力设为上述范围内所包含的值即可。

接着，打开凹模11和凸模12，将坯料2开放到大气中，使坯料2干燥(步骤S5)。图6是示出干燥工序结束后的坯料(以下，称为「坯料3」)的立体图。干燥工序后的坯料3的主板部3a的厚度优选是压缩工序前的坯料2的主板部2a厚度的约20～50％。

在干燥工序之后，通过在大气中一边加热一边施加压力来在坯料3的表面上固定作为附着物的纸(步骤S6)。图7是示意性示出该固定工序的概要的剖视图。在固定工序中，在将纸P配置到坯料3表面的期望位置之后，利用一对加热凹模21以及加热凸模22将纸P与坯料3一起夹持。由此，纸P与坯料3一起在大气中被加热并且被施加压力，从而固定在坯料3表面的期望位置。这里所说的纸是使植物等的纤维紧密结合、交织成型为薄膜状并进行干燥后的产物。

这里，纸P以植物纤维为主成分、预先描绘出表示商品名、材质名等的文字、标志记号等标记、花纹等或者由它们的组合构成的期望图案。此外，附着物包含纸P，在坯料3表面的期望位置处形成期望图案，由此对使用了坯料3的压缩木制品赋予迄今为止没有的新风格及外观。因此，期望图案不限于上述内容。这里，所谓纸P的主成分就是在纸P中含量最多的材料成分。

此时如图7所示，配置于坯料3上方的加热凹模21具备凹部21a，该凹部21a具有与坯料3的突出侧表面抵靠的平滑面。另外，配置于坯料3下方的加热凸模22具备凸部22a，该凸部22a具有与坯料3的凹陷侧表面抵靠的平滑面。

如图7所示，在加热凹模21以及加热凸模22的内部分别设置有加热体23、24。加热体23、24分别与具有温度控制功能的控制装置25连接，根据控制装置25的控制进行通电而发热。在固定工序中，利用加热凹模21一边对纸P进行加热一边施加压力，由此提高纸P对于坯料3的表面的紧贴程度而固定。此时，控制装置25将夹持坯料3时的模具温度控制为木质部的非结晶区域结晶化的温度以上、木质部的热分解温度以下。具体地说，作为加热凹模21以及加热凸模22的温度，因在坯料3表面上固定的附着物原料的不同而不同，优选是160～240℃，进一步优选170～220℃，最好是180～200℃。

图8是示意性示出本发明一实施方式的压缩木制品制造方法的固定工序中，使一对加热凹模和加热凸模合模的状态的剖视图。在固定工序中，如图8所示，加热凹模21以及加热凸模22进行合模，并利用基于控制装置25的控制而发热的加热体23、24，在大气中将加热凹模21以及加热凸模22加热至规定温度，并且对纸P以及坯料3施加压力。在该大气中的加热和加压的结果是，通过从坯料3的木质部渗出的树液，以高的紧贴程度将纸P固定在坯料3上。

另外，由于加热凹模21以及加热凸模22的加热，在坯料3中，在木质部的结晶化得到发展的同时，木质部的密度进一步提高，因此木质部的表面硬度增加。结果，能够获得没有吸湿性且形状稳定性良好的压缩木制品。此外，为了将纸p固定在坯料3上，可辅助性地使用粘接剂。

而且，通过在大气中加热坯料3来将木质部的细胞壁内部所含的液状物质提取到表面。因此，经过固定工序的坯料3在表面上产生由液状物质引起的颜色、光泽，与固定的纸P相应地展现出迄今为止没有的新风格。

这样，利用加热凹模21一边对纸P进行加热一边在大气中施加压力，所以在固定工序内，与在高温高压的水蒸气氛围中进行坯料2的压缩处理的压缩工序相比，坯料3的三维形状变化较小，且在不使形状变化的情况下将形成期望图案的纸P固定在坯料3的期望位置上。因此，根据本发明的方法，当将木材压缩成型为包含曲面的三维形状时，能够在压缩木制品的期望位置上容易地形成期望图案。

图9是在将纸P固定到坯料3上之后在纸P的部分切断坯料3后的剖视图。在图9中，纸P的表面与周围坯料3的表面为一个面。这是因为通过一边加热一边加压，使作为纸P的主要成分的植物纤维与坯料3的木质成分同化，并且蚀入表面以高紧贴度进行了固定。使用以这种方式固定了纸P的坯料3的压缩木制品显然可以循环利用，即使在抛弃的情况下，纸P以及坯料3也能够自然地分解而被土壤吸收，所以能够避免生态系统的污染。此外，纸P在记载有制造工厂及制造年月日等文字和记号而用于产品管理等的情况下，不仅可以固定在坯料3的表面，还可以固定在主板部3a、侧板部3b、3c或者跨越它们的位置的背面。

图10是如以上这样制造出的压缩木制品4的立体图。该图所示的压缩木制品4具有与坯料3的主板部3a以及侧板部3b、3c分别对应的主板部4a以及侧板部4b，在主板部4a的靠近一个侧板部4c处固定有纸P。

图11是示出利用以上说明的压缩木制品的制造方法制造出的压缩木制品的应用例、即数码相机的外装体的立体图。该图所示的外装体5是封装数码相机前面侧(与被摄体相对的一侧)的部件，具有与压缩木制品4的主板部4a以及侧板部4b、4c分别对应的主板部5a以及侧板部5b、5c。主板部5a形成有露出数码相机的摄像部的圆筒形状的开口部51和露出数码相机闪光灯的长方体形状的开口部52。另外，在侧板部5b形成有露出快门按钮的半圆筒形状的缺口53。

图12是示出利用外装体5封装前面侧的数码相机的立体图。该图所示的数码相机30具有：摄像部31、闪光灯32和快门按钮33。数码相机30的露出摄像部31以及闪光灯32的前面侧被外装体5封装。另一方面，采用压缩木制品4且利用与外装体5同样地制造的外装体6来封装数码相机30的背面侧。这样，在将利用本实施方式的压缩木制品制造方法制造出的压缩木制品作为数码相机的外装体来应用的情况下，优选厚度为大约1.0～1.6mm左右。

根据以上说明的本发明一实施方式的压缩木制品的制造方法，不是在木材的三维形状变化较大的压缩工序中，而是在之后的三维形状变化小且稳定的固定工序中使附着物固定在木材上，所以不需使用特别的装置就能够在压缩木制品的期望位置上容易地形成期望图案。

此外，上述实施方式说明了将纸P作为附着物固定在坯料3表面上的情况。不过，只要能够在压缩木制品的期望位置上形成期望图案即可，附着物不限于纸，例如可以是金箔或银箔等金属箔、金粉或银粉等金属粉、磁器等烧结体或其粉末、珠子及星形片等各种装饰品。另外，作为附着物，可对压缩处理后的坯料涂敷从相同木材中采集的树液，可使用笔直接涂敷作为绘画工具等的涂料，或者可使用喷雾器将作为绘画工具等的涂料涂敷出层次，或者可对木材表面实施烙印。

此时，关于固定工序，在高温高压的水蒸气氛围中进行压缩的压缩工序之后，一边在大气中对附着物进行加热一边施加压力来使其固定在木材上，所以在使用作为绘画工具等的涂料的情况下，涂料不会由于水蒸气而流动，能够保持着图案形状固定在木材上。

另外，加热凹模21以及加热凸模22根据控制装置25的控制，利用加热体23、24来控制温度，因此在上述的本发明一实施方式的压缩木制品制造方法中可连续使用。这样，可省略一对凹模11、凸模12。在此情况下，在打开压力容器向大气开放的状态下进行固定工序。

而且，上述实施方式在大气中利用加热体23、24来对加热凹模21以及加热凸模22进行加热，利用加热凹模21以及加热凸模22来夹持坯料3，从而将纸P固定在坯料3上。但是，如果能够以上述温度在大气中一边加热坯料3和包括纸P在内的附着物，一边进行加压，则可以不采用加热凹模21以及加热凸模22。

另外，利用本发明的压缩木制品制造方法制造出的压缩木制品还可以应用于上述数码相机以外的电子设备用外装体和例如、餐具、各种壳体或者建材等。

根据本发明，在压缩工序后的固定工序中使附着物固定在木材表面上，因此在木材的三维形状变化较小的工序中将附着物固定在木材表面。因此，根据本发明，在制造包含曲面的三维形状的压缩木制品时，起到可在期望位置上容易地形成期望图案这样的效果。

本领域的技术人员可容易地推导出进一步的效果或变形例。由此，本发明的更广泛的方式不限于以上所表达和记述的、特定且详细以及代表性的实施方式。因此，只要不脱离所附权利要求及其等同物所定义的总发明构思的主旨或范围，就能够进行各种变更。

Claims (6)

1.一种压缩木制品的制造方法，在比大气高温且高压的水蒸气氛围中对木材施加压缩力，使其产生形状变化，制造具有包含曲面的三维形状的压缩木制品，在该制造方法中，包含以下步骤：

在施加所述压缩力之后，将在所述木材的表面形成图案的附着物配置在期望位置上，并与所述木材一起在大气中加热，同时施加压力，由此将所述木材整形为与所述三维形状大致相同的形状，并且使所述附着物固定在所述木材上。

2.根据权利要求1所述的压缩木制品的制造方法，其中，

在所述固定中，采用可加热的一对模具夹持所述木材以及所述附着物。

3.根据权利要求1所述的压缩木制品的制造方法，其中，

所述附着物以植物纤维为主成分。

4.根据权利要求3所述的压缩木制品的制造方法，其中，

在所述固定中，采用可加热的一对模具夹持所述木材以及所述附着物。

5.根据权利要求3所述的压缩木制品的制造方法，其中，

所述附着物是纸。

6.根据权利要求5所述的压缩木制品的制造方法，其中，

在所述固定中，采用可加热的一对模具夹持所述木材以及所述附着物。

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