CN102712096A

CN102712096A - 压缩木制品的制造方法

Info

Publication number: CN102712096A
Application number: CN2010800620998A
Authority: CN
Inventors: 中野俊文; 北吉信雄
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2012-10-03
Also published as: EP2529906B1; JP5137980B2; KR20120124422A; EP2529906A4; JP2011152682A; US20130043617A1; EP2529906A1; WO2011092890A1

Abstract

本发明提供一种压缩木制品，其呈包含曲面的3维形状，尺寸稳定性优良且外观性良好。其制造方法具有：软化工序，使由大致呈碗状的木材构成的坯料软化；压缩工序，对在上述软化工序中软化的上述坯料施加压缩力，从而使其变形为不同于上述软化工序之前的大致碗状；固定化工序，使在上述压缩工序中变形的上述坯料的形状固定化；干燥工序，使在上述固定化工序中将形状固定化的上述坯料干燥；以及加热整形工序，在大气中对在上述干燥工序中干燥的上述坯料加热，并且将其整形为与该坯料的形状大致相似的形状，上述干燥工序后且上述加热整形工序之前的上述坯料的大致碗状的内侧面的形状相比外侧面的形状更接近加热整形工序后应达到的最终形状，并且上述外侧面的表面积大于上述最终形状的外侧面的表面积。

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预定的3维形状的压缩木制品的制造方法。

背景技术

近些年来，作为自然素材的木材得到关注。由于木材具有各种各样的木纹，因而会根据取自原木的部位产生个体差异，而该个体差异就成为每个产品的个性。而且长期使用所产生的伤痕和色调的变化本身也会成为独特的感觉，能够对使用者产生亲密感。基于这些原因，木材作为使用合成树脂和轻金属的产品所不具备的、能够衍生出充满个性且深具韵味的产品的素材得以关注，其成型技术也处于飞跃性进步之中。

以往作为木材的压缩成型技术，已知有如下技术：将进行了软化处理的状态下压缩的1块木材暂时固定化，将该木材放入模具中使其恢复，从而成型为具有3维形状的木材（例如参见专利文献1）。在该技术中，首先在使木材软化的状态下压缩木材进行暂时固定化。此后将切割暂时固定化的木材而得到的板材设置于模具中，在高压水蒸气内再次使板材软化，进行弯曲处理。接着将进行了弯曲处理的弯曲状的部件再次设置于模具中重新使其软化，通过冲压设备对其冲压，从而获得最终形状。

另外，作为另一种木材压缩成型技术，已知有如下技术：为了通过提升抗胀率（ASE）而制造出尺寸稳定性提高的木材，在对木材实施了蒸汽加热加压处理后，作为二次工序对该木材进行加热加压处理（例如参见专利文献2）。在该技术中，作为实施例描述了对平板状的木材进行加热加压处理，从而提升该木材的尺寸稳定性的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-77619号公报

专利文献2：日本特许第2855139号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述专利文献1所述技术中，必须反复多次进行木材的软化工序。因此木材内部含有的提取物会出到木材外部，无法获得这些提取物浸在木材表面而产生的颜色、鲜艳度，无法酝酿出木材特有的感觉。

另外，上述专利文献2所述的技术作为实施例仅处理了平板状木材的情况，因此并不明确例如具备包含曲面的复杂3维形状的木材的情况下，在基于其形状的差异而需要不同制法的状况下，如何提升木材的尺寸稳定性。

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种压缩木制品的制造方法，其能够获得呈包含曲面的3维形状、尺寸稳定性优良且外观性较好的压缩木制品。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题、达到目的，本发明的压缩木制品的制造方法通过压缩木材来制造具有包含曲面的3维形状的压缩木制品，其特征在于，该制造方法具有：软化工序，使大致呈碗状的木材构成的坯料软化；压缩工序，对在上述软化工序中软化的上述坯料施加压缩力，从而使其变形为不同于上述软化工序前的大致碗状；固定化工序，使在上述压缩工序中施加压缩力而变形的上述坯料的形状固定化；干燥工序，使在上述固定化工序中形状固定化后的上述坯料干燥；以及加热整形工序，在大气中对在上述干燥工序中干燥后的上述坯料进行加热，并且将其整形为与该坯料的形状大致相似的形状，上述干燥工序后且上述加热整形工序之前的上述坯料的大致碗状的内侧面的形状相比外侧面的形状更接近上述加热整形工序后应达到的最终形状，而且上述外侧面的表面积大于上述最终形状的外侧面的表面积。

另外，本发明的压缩木制品的制造方法基于上述发明，其特征在于，上述干燥工序后且上述加热整形工序之前的上述坯料的容积大于上述最终形状的容积。

另外，本发明的压缩木制品的制造方法基于上述发明，其特征在于，上述固定化工序是在温度和压力高于大气的水蒸气气氛中进行上述坯料的固定化。

另外，本发明的压缩木制品的制造方法基于上述发明，其特征在于，上述压缩工序是在温度和压力高于大气且温度和压力低于进行上述固定化工序的水蒸气气氛的水蒸气气氛中对上述坯料施加压缩力。

另外，本发明的压缩木制品的制造方法基于上述发明，其特征在于，上述压缩工序和上述固定化工序通过一对凸模和凹模夹持上述坯料，上述凸模的凸部表面呈与上述最终形状的内侧面相同的形状，上述凹模的凹部的表面积大于上述最终形状的外侧面的表面积。

另外，本发明的压缩木制品的制造方法基于上述发明，其特征在于，上述加热整形工序中，用加热整形用凸模和加热整形用凹模夹持上述坯料，所述加热整形用凸模形成有与上述凸模相同形状的凸部，所述加热整形用凹模形成有凹部，该凹部具有与上述最终形状的外侧面相同形状的表面。

发明效果

根据本发明，固定化木材之前的软化为一次，因而能够极力抑制提取物的流出。另外，在大气中对木材进行加热整形时，仅大致呈碗状的坯料外侧被压缩变形，因此能极力抑制加热整形时的拉伸力，能够在防止破裂的同时实现尺寸稳定性。因此能够获得呈包含曲面的3维形状、尺寸稳定性优良且外观性较好的压缩木制品。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的压缩木制品的制造方法的概要的流程图。

图2是示意性示出本发明的一个实施方式的压缩木制品的制造方法的仿形工序的概要的图。

图3是示意性示出本发明的一个实施方式的压缩木制品的制造方法的压缩工序的概要的图。

图4是图3的A-A线剖面图。

图5是示出在本发明的一个实施方式的压缩木制品的制造方法的压缩工序中坯料的变形大致完成的状态的图。

图6是示出本发明的一个实施方式的压缩木制品的制造方法的干燥工序结束后的坯料的构成的立体图。

图7是示意性示出本发明的一个实施方式的压缩木制品的制造方法的加热整形工序的概要的图。

图8是示出加热整形用凹模与凹模的关系的图。

图9是示意性示出在本发明的一个实施方式的压缩木制品的制造方法的加热整形工序中，对一对加热整形用凹模与加热整形用凸模进行合模的状态的图。

图10是示出本发明的一个实施方式的压缩木制品的制造方法的加热整形工序后的坯料的构成的立体图。

图11是示出作为使用本发明的一个实施方式的压缩木制品的制造方法制造的压缩木制品的应用例的数字照相机的外装体的构成的立体图。

图12是示出使用图11所示的外装体进行外装的数字照相机的外观构成的立体图。

具体实施方式

下面参见附图说明用于实施本发明的方式（以下称之为“实施方式”）。以下说明中参照的附图为示意性内容，在用不同附图表示相同物体的情况下尺寸和比例尺等可能会不同。

图1是示出本发明一个实施方式的压缩木制品的制造方法的处理概要的流程图。首先从原木仿形出大致呈碗状的坯料（步骤S1）。图2是示意性示出仿形工序的概要的图。在仿形工序中，通过切削等从处于无压缩状态的无垢材料等的原木1仿形出大致呈碗状的坯料2。

坯料2具有：具备大致长方形表面的平板状的主板部2a、从在主板部2a的表面相对的2个长边部分别相对于主板部2a弯曲延伸的2个侧板部2b、从在主板部2a的表面相对的2个短边部分别相对于主板部2a弯曲延伸的2个侧板部2c。坯料2具有预先加入了与在后述的压缩工序中减少的容积的量相应的容积。并且图2示出对主板部2a的木纹G与坯料2的纤维方向大致平行的木纹材料进行仿形的情况，在仿形工序形成的坯料2可以是纵断面材料或横断面材料。另外，坯料2的形状不过仅为一例。即，此处所谓的大致碗状除了碗状还包含盘状和箱状等形状。

接着，将仿形后的坯料2在高温高压的水蒸气气氛中放置预定时间，使坯料2软化（步骤S2）。该水蒸气气氛是压力在0.1~0.8MPa左右、温度在100~170℃左右。这种水蒸气气氛可通过使用压力容器来实现。使用压力容器的情况下，通过在具有上述水蒸气气氛的压力容器中放置坯料2来使其软化即可。还可以取代在高温高压的水蒸气气氛中使坯料2软化，而是通过微波对坯料2加热使其软化。还可以煮沸坯料2使其软化。

此后压缩软化后的坯料2（步骤S3）。在该工序中，在与软化工序相同的水蒸气气氛中使用一对模具夹持坯料2施加压缩力，从而使坯料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，继续在该压力容器中压缩坯料2即可。

图3是示出压缩工序的概要，并且示出在压缩工序使用的模具的主要部分构成的图。图4是图3的A-A线剖面图。如图3和图4所示，坯料2被一对凹模101、凸模102夹持，被施加预定的压缩力。

在压缩工序时从坯料2的上方施加压缩力的凹模101具有凹部111，该凹部111具有与坯料2的突出的外侧面抵接的平滑面。设从主板部2a朝侧板部2b弯曲的部分的表面且为与凹模101相对一侧的表面的曲率半径为RO、与该表面抵接的凹部111的表面曲率半径为RA，则两个曲率半径RO、RA满足RO＞RA的关系。

另一方面，在压缩工序时从坯料2的下方施加压缩力的凸模102具备凸部121，该凸部121具有与坯料2的凹陷的内侧面抵接的平滑面。设从主板部2a朝侧板部2b弯曲的部分的表面且为与凸模102相对一侧的表面的曲率半径为RI、与该表面抵接的凸部121的表面曲率半径为RB，则两个曲率半径RI、RB满足RI＞RB的关系。

图5是示出在压缩工序中由凹模101和凸模102夹持坯料2且被施加预定压力的状态的图，是示出坯料2的变形大致完成的状态的图。在图5所示的状态下，坯料2受到凹模101和凸模102的压缩力，从而变形为与软化工序前不同的大致碗状。此处所谓的大致碗状是相当于凹模101与凸模102最接近的状态下由凹模101和凸模102形成的间隙的形状。其中，凸模102的凸部121的表面呈与通过本实施方式的压缩木制品的制造方法应该形成的压缩木制品的形状、即后述的加热整形工序（步骤S6）之后应达到的形状（以下称之为“最终形状”）相同的形状。因此，在压缩工序后的坯料2中，与凸部121相对构成凹状的内侧面形状与最终形状大致等同。对此，凹模101的凹部111的表面积大于最终形状的大致碗状的外侧面的表面积。

压缩工序结束后，由凹模101和凸模102夹持坯料2，在保持为预定的3维形状的状态下，在凹模101和凸模102周围形成温度和压力高于上述水蒸气气氛的水蒸气气氛，从而固定化坯料2的形状（步骤S4）。此时的水蒸气气氛被确定为压力在0.6~3.4MPa左右，而温度为160~240℃左右，相比压缩工序的水蒸气气氛处于高温高压。在压力容器中进行该固定化处理的情况下，使软化工序中的容器内压力为包含于上述范围内的值即可。

接着，将凹模101、凸模102和坯料2放入大气中，使坯料2干燥（步骤S5）。此时可以通过使凹模101与凸模102分离来促进坯料2的干燥。

图6是示出干燥工序结束后的坯料（以下称之为“坯料3”）的构成的立体图。坯料3的大致碗状的内侧面形状相比其外侧面的形状更接近最终形状。干燥工序后的坯料3的主板部3a的厚度优选为压缩工序前的坯料2的主板部2a的厚度的20~50%左右。其中，坯料3可能厚度存在一些偏差。因此在本实施方式中，坯料3的厚度的最小值优选被设定为大于等于最终形状的厚度。

干燥工序之后，在大气中对坯料3进行加热，同时将其整形为与坯料3大致相似的形状（步骤S6）。图7是示意性示出该加热整形工序的概要的图。在加热整形工序中，使用一对加热整形用凹模201和加热整形用凸模202夹持坯料3，从而对坯料3进行整形。

图7中处于坯料3上方的加热整形用凹模201具有凹部211，该凹部211具有与坯料3的突出侧表面抵接的平滑面。如图8所示，凹部211的表面积小于图4等所示的凹模101的凹部111的表面积，整形量α被设定为大致均匀。还可以将与坯料3的主板部3a抵接的部分的整形量取得大于与侧板部3b、3c抵接的部分的整形量。这样就能够按照坯料3的形状和最终形状适当变更整形量的获取方式。

而图7中处于坯料3下方的加热整形用凸模202具有凸部221，该凸部221具有与坯料3的凹陷侧表面抵接的平滑面。凸部221的形状与图4等所示的凸模102的凸部121的形状相同。

如图9所示，将加热整形用凹模201与加热整形用凸模202合模时由凹部211与凸部221形成的间隙的形状对应于最终形状。该最终形状的容积比坯料3的容积小了相当于由加热整形工序减少的量。优选该加热整形工序后的坯料3的形状与最终形状一致，然而由于每个坯料3存在个体差异，因而有时与最终形状产生一些误差。

在加热整形用凹模201和加热整形用凸模202内部分别设有产生热的加热器203、204。加热器203、204分别与具备温度控制功能的控制装置205连接，基于控制装置205而发热，对加热整形用凹模201和加热整形用凸模202分别加热。控制装置205将夹持坯料3时的模具温度控制为大于等于木质部的非结晶区域结晶的温度且小于等于木质部的热分解温度。

如上，控制装置205控制模具温度，从而在加热整形工序途中进行木质部的结晶，同时木质部的密度进一步提升，因而木质部的表面硬度会增加。其结果，能够获得不存在吸湿的形状稳定性优良的压缩木制品。

另外，由于在与凹部211相对的坯料3的外侧表面设有整形量，因而能够极力抑制加热整形时作用于坯料3的外侧表面的拉伸力。因此能够防止加热整形时坯料3的表面破裂等。

另外，通过在大气中对坯料3的表面进行加热整形，从而使得木质部的细胞壁内部含有的物质被提取到表面，在其表面产生颜色、鲜艳度。其结果能够酝酿出木材独特的感觉。

图10是示出对坯料3进行加热整形而获得的压缩木制品的构成的立体图。该图所示的压缩木制品4具有分别与坯料3的主板部3a和侧板部3b、3c对应的主板部4a和侧板部4b、4c。图10所示的虚线部表示坯料3的外缘。即，成为压缩木制品4的外侧面的表面积小于坯料3的外侧面的表面积的形状。对此，压缩木制品4的内侧面呈与坯料3的内侧面大致相同的形状。

图11是示出作为通过如上说明的压缩木制品的制造方法制造的压缩木制品的应用例的数字照相机的外装体的构成的立体图。该图所示的外装体5用于外装数字照相机的前表面侧（与被摄体相对的一侧），具有分别与压缩木制品4的主板部4a和侧板部4b、4c对应的主板部5a和侧板部5b、5c。主板部5a具有使数字照相机的摄像部露出的圆筒形状的开口部51、使数字照相机的闪光灯露出的长方体形状的开口部52。侧板部5b具有使快门按钮露出的半圆筒形状的切口53。

图12是示出由外装体5外装前表面侧的数字照相机的外观构成的立体图。该图所示的数字照相机301具有摄像部302、闪光灯303、快门按钮304。供摄像部302和闪光灯303露出的数字照相机301的前表面侧被外装体5外装。另一方面，数字照相机301的背面侧被使用压缩木制品4与外装体5同样形成的外装体6外装。如上，在将通过本实施方式的压缩木制品的制造方法制造的压缩木制品用作数字照相机的外装体的情况下，更为优选的是使得厚度为1.0~1.6mm左右。

根据如上说明的本发明的一个实施方式，固定化木材之前的软化工序一次即可，因而能极力抑制提取物的流出。另外，在大气中对木材进行加热整形时，仅大致呈碗状的坯料的外侧被压缩而变形，因此能极力抑制加热整形时的拉伸力，能在防止破裂的同时实现尺寸稳定化。因此能够获得呈包含曲面的3维形状、尺寸稳定性优良且外观性较好的压缩木制品。

另外，根据本实施方式，仅进行一次木材的软化工序即可，因此能缩短制造时间，降低制造所需成本。

如上，本发明包含此处未描述的各种实施方式等，可以在不脱离权利要求书指定的技术思想的范围内实施各种设计变更等。

产业应用性

通过本发明的压缩木制品的制造方法制造的压缩木制品还可用作数字照相机以外的电子设备用外装体。另外，通过本发明的压缩木制品的制造方法制造的压缩木制品还可用于例如餐具、各种壳体、建材等。

符号说明

1原木；2、3坯料；2a、3a、4a、5a主板部；2b、2c、3b、3c、4b、4c、5b、5c侧板部；4压缩木制品；5、6外装体；101凹模；102凸模；111、211凹部；121、221凸部；201加热整形用凹模；202加热整形用凸模；203、204加热器；205控制装置；301数字照相机；302摄像部；303闪光灯；304快门按钮；G木纹

Claims

1.一种压缩木制品的制造方法，通过压缩木材来制造具有包含曲面的3维形状的压缩木制品，其特征在于，该制造方法具有：

软化工序，使大致呈碗状的木材构成的坯料软化；

压缩工序，对在上述软化工序中软化的上述坯料施加压缩力，从而使其变形为不同于上述软化工序前的大致碗状；

固定化工序，使在上述压缩工序中施加压缩力而变形的上述坯料的形状固定化；

干燥工序，使在上述固定化工序中形状固定化后的上述坯料干燥；以及

加热整形工序，在大气中对在上述干燥工序中干燥后的上述坯料进行加热，并且将其整形为与该坯料的形状大致相似的形状，

上述干燥工序后且上述加热整形工序之前的上述坯料的大致碗状的内侧面的形状相比外侧面的形状更接近上述加热整形工序后应达到的最终形状，而且上述外侧面的表面积大于上述最终形状的外侧面的表面积。

2.根据权利要求1所述的压缩木制品的制造方法，其特征在于，上述干燥工序后且上述加热整形工序之前的上述坯料的容积大于上述最终形状的容积。

3.根据权利要求1或2所述的压缩木制品的制造方法，其特征在于，上述固定化工序是在温度和压力高于大气的水蒸气气氛中进行上述坯料的固定化。

4.根据权利要求3所述的压缩木制品的制造方法，其特征在于，上述压缩工序是在温度和压力高于大气且温度和压力低于进行上述固定化工序的水蒸气气氛的水蒸气气氛中对上述坯料施加压缩力。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的压缩木制品的制造方法，其特征在于，

上述压缩工序和上述固定化工序通过一对凸模和凹模夹持上述坯料，

上述凸模的凸部表面呈与上述最终形状的内侧面相同的形状，

上述凹模的凹部的表面积大于上述最终形状的外侧面的表面积。

6.根据权利要求5所述的压缩木制品的制造方法，其特征在于，上述加热整形工序中，用加热整形用凸模和加热整形用凹模夹持上述坯料，上述加热整形用凸模形成有与上述凸模相同形状的凸部，所述加热整形用凹模形成有凹部，该凹部具有与上述最终形状的外侧面相同形状的表面。