TWI688462B - 天然實木自然風化樣態之處理工法及其實施設備 - Google Patents

Abstract

本發明為提供一種實施於天然實木切削面，進行春秋材紋理，催化為自然風化樣態之處理工法及其實施設備，選取具有年輪紋路的春秋材進行裁取，在形成的裁切面表面藉由低溫操作方式實施凍除作業，依據所發生侵襲媒體，經向量作用，對裁切面進行侵襲操作，再由一摒除操作剝離裂解疏鬆的細胞纖維，殘留出模擬自然風化的立體年輪紋理。

Description

天然實木自然風化樣態之處理工法及其實施設備

為提供一種在天然實木切削面，進行春秋材紋理自然風化樣態之處理工法及其實施設備，主體藉一凍除作業以低溫操作分離表層疏鬆纖維，殘留出自然風化的紋理。

生長於四季溫差環境中的木材，具有疏密年輪分佈，具有天然獨特花樣美感，取材後，尤其實施於裝潢、或器具，在其外觀可欣賞到不同的年輪廓狀圖騰，且木材同為大自然滋養生成，親合人類的心靈，且具堅實機械強度，而被人類喜愛。

在視覺上經自然風化的紋路更呈現古色古香的氣氛，產生凹凸的年輪紋路，徒具自然美感，為了在新木材能夠造就出年輪的立體凸紋以仿效自然風化的樣態，有台灣專利M347269案，該案實施以噴砂方式，利用沙礫的銳角及所獲得的動量，作用向木材裁切面，將脆弱的組織纖維撞裂推除，使之凸顯堅硬年輪輪廓，另有台灣專利第200736022案，係利用機器經過鋼刷連續性的刷除作業，將木質質地鬆脆的纖維細胞刷除，以預留出尖硬的年輪輪廓，另有台灣專利第200633828號該案以顆粒磨製方法，利用顆粒壓 擠研磨後，形成立體圖紋表面，殘餘毛邊再進行拋光上漆。

上述多種實作方法皆為強力破壞，被加工的工件厚度必須厚實，若實施於薄片如蒙皮厚度之皮層狀木皮，或如紙片的木皮表面即因強大擠切力、以及撞擊力，而無法實施，或該生產工序及具噪音和汙染，並且加工過程的高壓可能會造成木紋縱向的破裂，並且在凸出的紋路表面，也會受到外力部份切削，和因為受強大擠壓切削，完成的毛邊明顯、表面粗糙，背離自然風化平滑柔順肌表。

本發明為提供一種實施於天然實木切削面，進行春秋材紋理，催化為自然風化樣態之處理工法及其實施設備，選取具有紋路的春秋材，進行斷面裁切，形成至少一裁切面，在該裁切面表面藉由低溫操作方式實施凍除作業，該凍除作業依據侵襲媒體向量作用，對裁切面進行侵襲操作，受凍裂解的細胞纖維受到一摒除操作所剝離，以殘留出模擬自然風化，整體表面平滑的年輪紋理為其主要目的。

本發明再一目的為該凍除作業程序中的侵襲操作，依據工作的能量為侵襲媒體，侵襲媒體形成直向性作用於裁切面表面，並在該表體發生流體衝量。

本發明第三目的為該摒除操作所依據之能量，為流體動能之高壓氣體，該能量可假借在侵襲媒體之中同體做功。

本發明第四目的為該春秋材紋理所使用的操作能量，為機械性之動能裝置，如刷除的裝置，該刷動方向為可變化。

本發明第五目的為該侵襲媒體經由一指向噴流裝置指向作用於裁切面表面，該指向噴流裝置前端經撓性通路導接侵襲媒體，指向噴流裝置可在裁切面表面做平面掃動遊走，或曲面掃動遊走，並且該掃動動作，為可往覆性重複操作。

本發明第六目的為利用一裝定工作檯可固定裁切面的加工角位空間，凍除作業依據一凍除設備，設備有冷媒端、指向型施配裝置或/及向量型鏟除裝置，以提供侵襲操作及摒除操作。

本發明第七目的為系統在裝定工作檯的前端可設備有裁切機，至少末端可設備有除塵裝置，則可形成一貫性的加工處理生產線。

10:裁切木材

11:裁切面

12:春秋材紋理

13:廓線

20:夏紋帶

21:疏鬆纖維

22:凹入環槽

30:冬紋帶

31:密實纖維

32:凸起肋紋

40:併靠毛細空間

50:裁切備料作業

51:溫度調節操作

60:加工面定位架裝作業

70:凍除作業

71:侵襲操作

72:摒除操作

80:除塵作業

500:裁切機

600:裝定工作檯

700:凍除設備

701:指向型施配裝置

702:向量型鏟除裝置

7011:冷媒端

7012:侵襲媒體

7013:指向噴流裝置

7014:刷除裝置

800:除塵裝置

C:疏密曲線

D:密度值

T:時程

S:沉降高度

F:鏟動力

P:推擠力

L:變位距離

第1圖係為本發明春秋材生長密度之曲線圖。

第2圖係為本發明天然實木具有疏密年輪之外觀示意圖。

第3圖係為本發明夏紋帶與冬紋帶的斷面組織示意圖。

第4圖係為本發明為擷取春秋材之裁切木材，在該裁切面受到外力風化後的樣態示意圖。

第5圖係為本發明工法及設備之配置示意圖。

第6圖係為本發明夏紋帶之疏鬆纖維受外力作用凍結作用示意圖。

第7圖係為本發明夏紋帶之疏鬆纖維受外力作用凍結作用示意圖之一。

第8圖係為本發明工法對裁切面進行漸層次的侵襲示意圖。

第9圖係為本發明工法凍除作業進一步實施過程示意圖。

本發明為提供一種在天然實木切削面，進行春秋材紋理自然風化樣態之處理工法及其實施設備，選取具有紋路的春秋材，進行裁切形成一裁切面，在裁切面表面藉由低溫操作方式實施凍除作業，該凍除作業的侵襲媒體依據向量作用，對裁切面進行侵襲操作，受凍裂解的細胞纖維受到摒除操作所剝離，殘留出模擬自然風化的年輪紋理，該凍除作業程序中的侵襲操作，依據工作的能量為侵襲媒體，侵襲媒體形成直向性作用於裁切面表面，發生衝量，該摒除操作所依據之能量，為流體動能之高壓氣體，該能量可假借在侵襲媒體之中，同體發生一操作功率指向裁切面，該摒除操作所使用的操作能量，另可以為機械性之動能裝置，如刷除的裝置，採用細毛刷，則兼具拋光作用。

該侵襲媒體經由一指向噴流裝置指向作用於裁切面表面，該指向噴流裝置前端經撓性通路如空氣導管導入侵襲媒體，指向噴流裝置的軸向可受指令以在裁切面表面做平面掃動遊走，或曲面掃動遊走。

本發明之凍除作業依據一凍除設備產生工作能量，該凍除設備備置有一冷媒端、一指向型施配裝置或/及一向量型鏟除裝置，以提供侵襲操作及 摒除操作，和系統在裝定工作檯的前端可設備有裁切機，末端可設備有除塵裝置，設備整序為一貫性的加工處理生產線，且其工序可為線性整列。

有關本發明為提供一種在天然實木切削面，進行春秋材紋理自然風化樣態之處理工法及其實施設備，實例具體實施說明，請參閱圖示說明如下：首先請先參閱第1圖所示，取材具有四季變化地區所成長之春秋材，具有明顯疏密紋理，該春秋材依據生長的時程T、組織細胞的密度值D會隨從疏密變化，如圖示，在春夏生長季節旺盛，吸收暖溫及水氣，細胞增長快速，在材積內該密度較低使木質纖維組織疏鬆，進入秋冬時節，由於溫度降低及濕氣的減少，讓細胞停止生長，相對也停止代謝，使在該部位之材積密度增加，對比形成一疏密間續的密度生長，在年齡較硬的紋路細胞壁較厚，因此形成堅硬的材積，其密度分佈如疏密曲線C。

請再參閱第2圖所示，如前述所生長的春秋材，具有年齡的疏密紋路，本實施配置該春秋材取材為裁切木材10，裁切木材10截面受裁切形成至少有一裁切面11，在裁切面11表面可觀賞到切削殘存的春秋材紋理12，該春秋材紋理12為夏紋帶20及冬紋帶30，分別的疏鬆纖維21及密實纖維31組織變化所形成灰階對比色樣，外觀上由於裁切木材10生成於大自然，任何木材每一裁切面所揭露年輪，皆具獨具性身份識別，在夏紋帶20與冬紋帶30之間，會因季節快速變化，而會有形成明顯的廓線13，本發明將夏紋帶20與冬紋帶30的交界定義為廓線13。

請再參閱第3圖所示，該裁切木材10依據生長的斷面觀察，所形成的夏紋帶20與冬紋帶30內部材積內，分別為疏鬆纖維21及密實纖維31，疏鬆纖維21、密實纖維31經由廓線13間隔，密實纖維31為高密度的組織細胞，疏鬆纖 維21為疏鬆的細胞組織纖維。

請再參閱第4圖所示，本工法所解決模擬目標為將天然實木，處理成與自然風化的表面為相同樣態，具有夏紋帶20與冬紋帶30。

在裁切木材10的裁切面11表層最初始的為最外，表面上，不同密度的疏鬆纖維21與密實纖維31，在大自然的環境下，受到紫外線對細胞的破壞、及風力的剝削，結果會形成有凹入環槽22與凸起肋紋32，凹入環槽22、凸起肋紋32為沉入一沉降高度S，由該沉降高度S形成一立體樣態，因此在裁切面11外表可感受到自然立體、及色澤強烈對比的春秋材紋理12立體凹凸紋樣。

請再參閱第5圖(配合第9圖)所示，本發明以冷作的方式實施一凍除作業70，凍除作業70程序中的侵襲操作71及摒除操作72處理出天然實木紋理自然風化樣態之模擬，本工法從備置到完成工序如下，首先進行一裁切備料作業50，該裁切備料作業50取材為春秋材，進行材積切削出至少有一裁切面11後完成備料，該備料方式若原材為完整原木，則由一裁切機500進行裁切，若所引進的材料已量取尺度裁切完成，視為備料完成，備料過程中若該木材為乾硬的狀態，則可進行濕度的調節，利用浸泡、或噴灑、或水敷方式以完成溫度調節操作51，以改變該纖維細胞的含水狀態，利於後續加工，完成裁切備料作業50之後進行一加工面定位架裝作業60，該加工面定位架裝作業60利用一裝定工作檯600，該裝定工作檯600的檯面提供上述備料所置放，該工作檯基礎為固定，因此備料角位也會受到固定。

完成上述的備料與架裝，則利用一凍除設備700進行凍除作業70，該凍除設備700設有一冷媒端7011，該冷媒端7011可為一般製冷之冷凍電機裝置，可輸出氣態低溫者，或為可揮發低溫之媒介，一指向型施配裝置701引 入冷媒端7011的低溫能量，作用力發生一流體壓力，合成配送為一流體狀的侵襲媒體7012，一向量型鏟除裝置702會發生機械性的動量，如流體、或工具的動作，以在凍除作業70中循序配置操作。

該凍除作業70首先對裁切面11表面進行侵襲操作71，該侵襲操作71的動作為利用凍除設備700所發生的低溫、高壓、乾燥之侵襲媒體7012，以指向性噴流向裁切面11表面，該流體動能在裁切面11表面形成一衝量，該侵襲媒體7012的能量作用於疏鬆的細胞組織，該組織因低溫改變水份或細胞纖維分子結構，受冰溫以下低溫作用凍結，凍結後由侵襲媒體7012的動能直接假借為摒除操作72的依據，或利用一向量型鏟除裝置702附設於凍除設備700，單獨發生流體的高壓能量，以對被凍結裂解的細胞做摒除操作72，或該向量型鏟除裝置702為一機械性的動作操作刷具(圖上未示)，以刷除位於裁切面11表面被裂解的細胞纖維，工序最後可執行除塵作業80，利用一除塵裝置800除塵，該除塵裝置800為正壓或負壓的清除流體，如吸塵器、或空氣噴射裝置，以將殘餘的粉塵去除，形成一潔淨的工件，系統中利用裁切機500、裝定工作檯600、凍除設備700及除塵裝置800的配置，使原木上線後可達成一貫作業。

經由本發明的實施，可對天然實木裁切表面，進行自然風化模擬的處理，處理的結果與天然風化的年輪紋理表體結果相等，而該所實施的木料，無論厚、薄皆可實施，無論是取材後，裁切木材的材積厚實，或為薄如蒙皮一般單薄的薄皮，如松皮、杉皮、檜木皮、軟木類皮及半軟木類皮，依據侵襲媒體7012輸出的能量大小應對，相同可對薄片木料的表面做風化處理，整體處理結果表面可如自然風化般的細緻表面。

本工法之凍除作業70所實施對象物，更包含已製成的物品，如木箱、櫥櫃等先前已完成的器具表面做天然風化紋路模擬。

請再參閱第6圖所示，本發明實施凍除作業70為對裁切面11表面進行侵襲操作71(請配合第5圖所示)，該侵襲操作71經由指向型施配裝置701而獲得一向量型的侵襲媒體7012，該侵襲媒體7012作用到裁切面11表面之時，即因裁切面11的表體反作用力，相對發生一高壓的切割力(該切割力的大小比對為細小如木質纖維，所以強大)，以及在併靠毛細空間40的位置由於結合具間隙，受到與侵襲媒體7012同體的鏟動力F作用，會對位在裁切面11表層的疏鬆纖維21做剷除，以及該疏鬆纖維21為含有水份受到侵襲媒體7012製冷作用會膨脹，相對使該併靠毛細空間40產生變化而分離細胞群體，受到鏟動力F纏動，則高效率脫離。

上述的鏟動力F，具有摒除操作72的能力，並代理摒除操作72做功，使工法之程序可靈活調配。

該表層的疏鬆纖維21，所含水份受到侵襲媒體7012製冷而膨脹後，相對會產生一推擠力P以推開鄰側的疏鬆纖維21，該推開形成一變位距離L，該變位距離L即形成一冗空的空間，使疏鬆纖維21之間失去結合力而脫離。

在該裁切面11的內表包含疏鬆纖維21及併靠毛細空間40或脂性分子聚合的體積中，皆會含納水份，在併靠毛細空間40所含納的水份，相同受到侵襲媒體7012的凍結而膨脹，並產生對應的壓力推擠每一疏鬆纖維21，使疏鬆纖維21利於脫離細胞群體，被鏟動力F所剷除，藉以形成相仿大自然生態中，對木紋的自然風化模擬。

請再參閱第7圖(配合第5圖)所示，經由第6圖的工作基礎，該凍除作業 70操作摒除操作72時，藉由侵襲媒體7012製冷使之纖維結構變化，加上鏟動力F使力，會對夏紋帶20的疏鬆纖維21做結構性剷除，而冬紋帶30的密實纖維31由於組織較為硬實，則侵襲媒體7012對冬紋帶30的表面影響力不具明顯。

請再參閱第8圖(配合第5圖)所示，本發明實施凍除作業70於裁切木材10的裁切面11可漸層式的處理，利用侵襲媒體7012及含帶的鏟動力F，如第6、7圖所示，將該鬆脆的疏鬆纖維21做剷除，而冬紋帶30的密實纖維31堅實，受比較相對所實施的侵襲媒體7012對其影響力不具明顯，則完成後，形成一侵襲的沉降高度S，使位於上表平面的夏紋帶20與冬紋帶30形成高低落差，該沉降高度S的尺度受到凍除作業70的動作速率及次數所決定。

請再參閱第9圖所示，該凍除作業70依據一凍除設備700作用向裁切木材10的裁切面11，其中該凍除設備700設有一冷媒端7011，經由指向型施配裝置701合成為一具高壓、低溫、乾燥之侵襲媒體7012，該侵襲媒體7012即帶有一動能，該侵襲媒體7012可經由撓性通路如氣壓導管等，而傳達給一指向噴流裝置7013，該指向噴流裝置7013則可在裁切木材10的裁切面11表面做平面的遊走，或該裁切木材10的裁切面11表面為曲面，則該指向噴流裝置7013的輸出側，也相對會藉由多軸的工作變化而遊走於所形成的曲面，並為可在裁切面11表面來回重覆遊走，發生掃動的衝量作用於裁切面11，過程即達到凍除作業70的操作。

在凍除作業70的作業時程的終點，可進行一摒除操作72，由一向量型鏟除裝置702發生一動力，以排除裁切面11被裂解的疏鬆纖維21，該向量型鏟除裝置702可為一發生具高壓能量的流體，作用在裁切面11表面，或該向量 型鏟除裝置702為機械性的裝置，所發生功率作用於裁切面11表面，該機械式的工具，如毛刷(圖上未示)它所發生的功率，可刷除位於裁切面11受裂解的疏鬆纖維21。

該向量型鏟除裝置702所產生的能量可利用一刷除裝置7014作為指向輸出，該刷除裝置7014為發生刷除力量的自動刷具，相同與指向噴流裝置7013同步遊走。

本發明解決了天然實木風化樣態的仿效方法，進行一種相仿大自然對木材表面自然風化的樣態模擬，實為一全新的工法、及所使用設備，懇請 貴審查官於予明鑑，並早日賜予專利為禱。

11:裁切面

50:裁切備料作業

51:溫度調節操作

60:加工面定位架裝作業

70:凍除作業

71:侵襲操作

72:摒除操作

80:除塵作業

500:裁切機

600:裝定工作檯

700:凍除設備

701:指向型施配裝置

702:向量型鏟除裝置

7011:冷媒端

7012:侵襲媒體

800:除塵裝置

Claims (14)

1. 一種天然實木自然風化樣態之處理工法，為提供在天然實木切削面，進行春秋材紋理自然風化樣態之處理工法，該工法包含有如下步驟：步驟一，裁切備料作業，以完備具有裁切面之裁切木材；步驟二，加工面定位架裝作業，將所加工之木材裁切面定著在一固定角位；步驟三，凍除作業，該凍除作業更包含有：一侵襲操作，利用一流體狀，性質為一具冰點以下之低溫、高壓、乾燥、具動能之侵襲媒體作用向裁切面的表面，並發生一衝量；一摒除操作，利用高壓氣體，作用於裁切面表面，將受凍結疏鬆之纖維摒除。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天然實木自然風化樣態之處理工法，其中該侵襲操作所輸出之侵襲媒體為冰凍溫度之高壓能量氣體，指向作用於裁切面表面，並在裁切面表面形成一衝量。
3. 如申請專利範圍第1項所述之天然實木自然風化樣態之處理工法，其中該摒除操作所發生之能量，為依據一具流體動能之高壓氣體，作用於裁切面表層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之天然實木自然風化樣態之處理工法，其中摒除操作所依據能量為一高壓氣體，該能量直接假借於侵襲操作所輸出侵襲媒體之中。
5. 如申請專利範圍第2項所述之天然實木自然風化樣態之處理工法，其中該侵襲操作所輸出之侵襲媒體，經一指向噴流裝置指向作用於裁切面表 面。
6. 如申請專利範圍第3項所述之天然實木自然風化樣態之處理工法，其中該摒除操作所發生之高壓氣體，經一刷除裝置作用於裁切面表面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之天然實木自然風化樣態之處理工法，其中該凍除作業，為可往覆性重複操作。
8. 一種天然實木自然風化樣態之處理設備，為提供在天然實木切削面，進行春秋材紋理自然風化樣態之處理設備，該設備包含有：一裝定工作檯；一凍除設備，該凍除設備進一步包含有：一冷媒端，可發生冰點以下低溫能量；一指向型施配裝置，該指向型施配裝置引接該冷媒端的能量，並發生一大於大氣之流體壓力，往裝定工作檯的檯面方向輸出。
9. 如申請專利範圍第8項所述之天然實木自然風化樣態之處理設備，其中該凍除設備經一指向噴流裝置作用於裝定工作檯的檯面方向。
10. 如申請專利範圍第8項所述之天然實木自然風化樣態之處理設備，其中該凍除設備設有一向量型鏟除裝置，產生之功率作用於裝定工作檯的檯面方向。
11. 如申請專利範圍第8項所述之天然實木自然風化樣態之處理設備，其中凍除設備的後端，設有一除塵裝置。
12. 如申請專利範圍第8項所述之天然實木自然風化樣態之處理設備，其中該凍除設備所設的指向型施配裝置，經由撓性通路導接指向噴流裝置。
13. 如申請專利範圍第12項所述之天然實木自然風化樣態之處理設備，其中 該指向噴流裝置為可平面位移。
14. 如申請專利範圍第12項所述之天然實木自然風化樣態之處理設備，其中該指向噴流裝置為可曲面位移。

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