專利名稱：木材成形方法
技術領域：
本發明涉及一種將從原木料中取材得到的木材壓縮成形為預定形狀 的木材成形方法。
背景技術：
近些年，作為天然原材料的木材備受關注。由于木材具有各種各樣 的木紋，因此根據從原木料取材的部位不同而產生個體差異，所述個體 差異成為每個產品的個性。此外，因長期使用而產生的瑕疵和色澤變化 本身也成為獨特的風格，讓使用者產生親切感。由于這些理由，以木材 作為原材料能夠生產出采用合成樹脂或輕金屬的產品所不具有的、個性 化且有品位的產品，因此作為原材料的木材受到關注，其成形技術也同 時在飛速地進步。以往，作為相關的木材的成形技術，公知有如下技術將吸水軟化 后的一塊木材壓縮，并與壓縮方向大致平行地將該木材切割而得到板狀 的一次固定品后，使該一次固定品加熱吸水同時使其成形為預定的三維 形狀(例如，參照專利文獻1)。此外，還公知有如下技術對在軟化處 理后的狀態下被壓縮的一塊木材進行臨時固定，然后通過將該木材放入 模具中使其恢復從而進行模具成形(例如，參照專利文獻2)。專利文獻1:日本專利第3078452號公報 專利文獻2:日本特開平11-77619號公報然而，在上述的現有技術中，當作為成形對象的木材存在木節的時 候，木節處的硬度較高，而且會因施加壓縮力而發生縱彎曲等不良情況， 因而不得不在取材的時候就作為廢材處理。發明內容本發明就是鑒于上述情況而作出的，其目的在于提供一種木材成形 方法，使得即使從原木料中取材得到的木材具有木節也能夠進行成形。為了解決上述課題，達到目的，本發明所述的木材成形方法為通過 采用一對模具對木材施加壓縮力來成形所述木材的木材成形方法，其特 征在于，該木材成形方法包括取材工序，在所述木材配置于所述一對 模具之間的預定位置的狀態下，以所述木材的纖維方向與所述一對模具的相對移動方向大致正交的方式從原木料中取材得到所述木材；切削工序，在所述取材工序中取材得到的所述木材中存在纖維方向與所述木材的纖維方向交叉的木節的情況下，將該木節的一部分切削掉；和壓縮工 序，在與大氣相比為高溫高壓的水蒸氣環境中，將在所述切削工序中所 述木節的一部分被切削掉的所述木材配置于所述一對模具之間的所述預 定位置，通過所述一對模具夾持該配置好的所述木材并對其施加壓縮力。 此外，在上述發明的基礎上，本發明所述的木材成形方法的特征在 于，在所述切削工序中，使所述木節的厚度小于該木節周圍被壓縮后的 厚度。此外，在上述發明的基礎上，本發明所述的木材成形方法的特征在 于，所述一對模具中的至少一個模具在與所述木材抵接的表面上設有彈 性部件。此外，在上述發明的基礎上，本發明所述的木材成形方法的特征在 于，所述一對模具中的一個模具具有凸部，并且另一模具具有形狀與所 述凸部對應的凹部，并且所述彈性部件設于所述凹部中。根據本發明，對于在配置于一對模具之間的預定位置的狀態下以纖 維方向與一對模具的相對移動方向大致正交的方式從原木料中取材得到 的木材，在該木材中存在纖維方向與木材主體的纖維方向交叉的木節的 情況下，在對木節進行切削后進行壓縮，由此可以不對木節施加與主體 相同的壓縮力。因此，即使從原木料中取材得到的木材具有木節也能夠 進行成形。


圖1是示出本發明的一個實施方式所述的木材成形方法的概要的流 程圖。圖2是示出本發明的一個實施方式所述的木材成形方法的取材工序 的概要的圖。圖3是沿圖2的A—A線的剖視圖。圖4是示出本發明的一個實施方式所述的木材成形方法的切削工序 的概要的圖。圖5是示出本發明的一個實施方式所述的木材成形方法的壓縮工序 的概要的圖。圖6是沿圖5的B—B線的剖視圖。圖7是示出在本發明的一個實施方式所述的木材成形方法的壓縮工 序中木材的變形基本結束的狀態下的剖視圖。圖8是示出本發明的一個實施方式所述的木材成形方法的干燥工序 結束后的木材結構的立體圖。圖9是示出本發明的一個實施方式所述的木材成形方法的加熱整形 工序的概要的圖。圖10是示出通過本發明的一個實施方式所述的木材成形方法所成 形的壓縮木制品的結構的立體圖。圖11是示出外包裝有圖IO所示的壓縮木制品的數字照相機的結構 的立體圖。圖12是示出在本發明的一個實施方式所述的木材成形方法的壓縮 工序中所使用的模具的其他結構的圖。 標號說明1:原木料；2、 3:木材；2a、 3a、 4a:主板部；2b、 2c、 3b、 3c、4b、 4c:側板部；4、 5:壓縮木制品；11、 12、 13、 31、 32:模具；14: 彈性部件；33、 34:加熱器；35:控制裝置；41、 42:開口部；43:缺 口； 100:數字照相機；101:攝像部；102:閃光燈；103:快門按鈕； 111、 131、 311:凹部；121、 321:凸部；G:木紋；K:木節。
具體實施方式
以下，參照附圖對用于實施本發明的最佳方式(以后稱作"實施方 式")進行說明。另外，以下的說明中所參照的附圖均為示意圖，在不同 附圖中示出同一物體時，有時還會存在尺寸不同或者比例尺不同的情況。圖1是示出本發明的一個實施方式所述的木材成形方法的處理的概要的流程圖。首先，從原木料中取材得到預定形狀的木材(步驟S1)。圖 2是示意性地示出該取材工序的概要并示出取材得到的木材的結構的圖。 在取材工序中，從處于未壓縮狀態下的清潔木材等原木料1中，通過切 削等方式取材得到大致呈盤狀的木材2。對于原木料l，從日本扁柏、羅 漢柏、梧桐、杉木、松木、櫻木、櫸樹、黑檀木、紫檀木(LfdA^)、竹、 柚木、桃花心木、薔薇木(口一義夕、y K)等中選擇最合適的材料即可。 圖3是沿圖2的A—A線的剖視圖。圖2和圖3所示的木材2具有 平板狀的主板部2a，其具有大致長方形表面；兩個側板部2b，它們從在 主板部2a的表面上對置的兩個長邊部分別相對于主板部2a彎曲地延伸； 和兩個側板部2c，它們從在主板部2a的表面上對置的兩個短邊部分別相 對于主板部2a彎曲地延伸。在從原木料l中取材得到木材2時，在將木 材2配置于在后述的木材2的壓縮工序(步驟S5)中所使用的一對模具 (模具ll、 12)之間的狀態下，以木材2的纖維方向L1與一對模具的相對移動方向大致正交的方式進行取材。對于此點在說明壓縮工序時還會 提到。在木材2中存在有沿主板部2a的厚度方向貫通的木節K。該木節 K的纖維方向L2與其周圍的纖維方向L1交叉。另外，在圖3中，舉例 示出了該木節K的纖維方向L2與其周圍的纖維方向Ll大致正交的情況。 如上所述取材得到的木材2具有與在后述的壓縮工序中容積減少量 對應的預留容積。另外，在圖2中，示出了木材2的木紋G是與木材2 的纖維方向大致平行的直行紋理木材(枉目材)的情況，然而在取材工 序中取材得到的木材也可以是弦切紋理木材(板目材)或端面紋理木材 (木口材)等。接著，在木材2中存在纖維方向L2與主體的纖維方向Ll交叉的木 節的情況下(步驟S2為肯定)，通過對木節K的一部分進行切削從而使木節K變薄(步驟S3)。圖4是示出切削工序后木材2的結構的圖，是 與圖3相同的截面的剖視圖。在圖4中，木節K從主板部2a的凹進側被 切削從而壁厚變薄。像這樣僅從木材2 —側的表面進行切削的情況容易 對厚度進行調整。另外，更為優選的是，切削后的木節K的厚度(壁厚)小于壓縮后 的木節K周圍的厚度。通過如此調整木節K的厚度，在后述的壓縮工序 中基本不會對木節K施加其厚度方向的壓縮力。因此，能夠防止木節K 處發生縱彎曲等不良情況。在以下的說明中，在切削工序中將木節K切 削成使其厚度與壓縮后的木節K周圍的厚度相同。在木材2中不存在纖維方向與主體的纖維方向交叉的木節的情況下 (步驟S2為否定)，進入到后述的步驟S4。在步驟S4中，通過將取材得到的木材2在與大氣相比為高溫高壓的 水蒸氣環境中放置預定時間使其過量地吸收水分，從而使木材2軟化(步 驟S4)。水蒸氣溫度在100 230'C左右，壓力在0.1 3.0MPa (兆帕)左 右。通過使用例如壓力容器能夠實現這種水蒸氣環境。在使用壓力容器 的情況下，通過將木材2放置到該壓力容器中從而使其軟化。另外，也 可以在向木材2表面供給水分后通過類似微波(microwave)的高頻電磁 波對木材2加熱使其軟化，也可以將木材2煮沸使其軟化，以取代將木 材2放置到水蒸氣環境中使其軟化。此后，壓縮已軟化的木材2 (步驟S5)。在該壓縮工序中，在與軟化 工序相同的水蒸氣環境中通過一對模具來夾持木材2并對其施加壓縮力， 從而使木材2變形成預定三維形狀。在使木材2在壓力容器中軟化了的 情況下，接著在該壓力容器中對木材2進行壓縮即可。圖5是示出了壓縮工序的概要，并示出在壓縮工序中所使用的一對 模具的主要部分的結構的圖。圖6是沿圖5的B—B線的剖視圖，示出了 木材2的與圖3相同的截面。如圖5和圖6所示，通過一對模具ll、 12 夾持木材2，并對其施加預定壓縮力。另外，如上述步驟S1中所說明的 那樣，在將木材2設置于模具11、 12之間的狀態下，以木材2的主體的 纖維方向L1與模具L1、 L2的相對移動方向(圖5和圖6的上下方向)大致正交的方式進行取材。在壓縮工序中，從木材2上方施加壓縮力的模具11為具有平滑面狀的凹部111的凹模，所述凹部111與木材2的突出側的表面抵接。如果設 從主板部2a彎曲至側板部2b的部分的表面中與模具11對置一側的表面 的曲率半徑為RO，設與該表面抵接的凹部111的表面的曲率半徑為RA， 則兩個曲率半徑RO和RA滿足RO〉RA的關系。與此相對地，在壓縮工序中，從木材2下方施加壓縮力的模具12為 具有平滑面狀的凸部121的凸模，所述凸部121與木材2的凹進側的表 面抵接。如果設從主板部2a彎曲至側板部2b的部分的表面中與模具12 對置一側的表面的曲率半徑為RI，設與該表面抵接的凸部121的表面的 曲率半徑為RB，則兩個曲率半徑RI和RB滿足RI〉RB的關系。模具ll、 12在夾持木材2后，通過合模用裝置(未圖示)進行合模。 圖7是示出被合模后的模具11、 12對木材2施加壓縮力的狀態的圖，是 示出木材2變形成與模具11和模具12之間的間隙相當的三維形狀的狀 態的圖。在達到圖7所示的狀態時，木材2的木節K的壁厚變得與木節 K以外的部分的壁厚相等。在壓縮工序中，在圖7所示的狀態下對木材2 持續施加預定時間(1 數十分鐘，更為優選在5 10分鐘左右)的壓縮 力。如上所述，在從對模具ll、 12進行合模開始直到達到圖7所示的狀 態為止的過程中，木節K基本未受到厚度方向上的壓縮力，然而在木材 2的變形過程中，由于木材2的主體會擠入到木節K下方，因此有時也 會在厚度方向上受到微小的壓縮力。然而，由于該情況下受到的壓縮力 極小，因此木節K不會產生縱彎曲的情況。在壓縮工序結束后，在模具ll、 12保持合模的狀態下，并通過向模 具ll、 12周圍加入比上述水蒸氣溫度更高的水蒸氣，將木材2的形狀固 定化(步驟S6)。在壓力容器中進行該固定化處理的情況下，只要向壓力 容器中吹入比壓縮工序中的水蒸氣溫度更高的水蒸氣即可。接著，將模具11、 12和木材2放于大氣中，使木材2干燥(步驟 S7)。此時，也可以解除模具11、 12的合模狀態，使模具11或者12從8木材2上離開從而促進木材2的干燥。干燥結束后的木材2的壁厚優選 為壓縮前的木材2的壁厚的30 50%左右。這相當于除木節K以外的木 材2的壓縮率為0.50 0.70左右。以下，將干燥程序結束后的木材2稱 作"木材3"。圖8為示出木材3的結構的立體圖。木材3具有與主板部 2a和側板部2b、 2c分別對應的主板部3a和側板部3b、 3c。此后，在大氣中對木材3進行加熱，同時對木材3的形狀進行整形 (步驟S8)。圖9是示意性地示出加熱整形工序的概要的圖。在加熱整形 工序中，通過一對作為加熱整形模具的模具31、 32來夾持木材3。在圖9中位于木材3上方的模具31具有與木材3的突出側的表面抵 接的平滑面狀的凹部311。另一方面，在圖9中位于木材3下方的模具 32具有與木材3的凹進側的表面抵接的平滑面狀的凸部321。在將模具 31、 32合模后的模具31和模具32之間的間隙的形狀與木材3整形后的 形狀對應。優選的是，整形后的形狀是通過對加熱整形工序前的木材3 的形狀稍作變形就能夠得到的形狀。這樣的話，在加熱整形工序前后， 木材3的形狀不會有較大變化，所以能夠防止對木材3進行整形時出現 裂紋等不良情況的發生。在模具31、 32內部分別安裝有產生熱量的加熱器33、 34。加熱器 33、 34與具有溫度控制功能的控制裝置35連接，并基于控制裝置35的 控制而發熱，從而分別對模具31、 32進行加熱。控制裝置35分別控制 加熱器33、 34，以使模具31、 32在夾持木材3時的溫度大致穩定在150 20CTC左右的高溫。將被加熱器33、 34分別加熱后的模具33、 34合模，在夾持木材3 的狀態下經過預定時間后，木材3內部的木漿的一部分從木材3表面滲 出來，從而在其表面產生較深的色澤或光澤。在加熱整形工序中，木材3被模具31、 32持續夾持的時間以及模具 31、 32的模具溫度，根據木材3所具有的特性和加工后應賦予木材3的 性質等來確定即可。另外，此處所說的"木材3所具有的特性"除了木材3 的形狀之外，還包括作為木材3的原材料的原木料1的種類、產地、生 長環境、生長狀態等。此夕卜，"應賦予木材3的性質"包括成型后的木材3表面的色澤、光澤以及成型后的木材3的強度等。
在加熱整形工序后，將木材3精加工成最終形狀(步驟S9)。具體 來說，通過切削來平整木材3的端面，或者形成預定的孔和缺口等。
圖10是示出通過以上說明的壓縮木制品的制造方法而成型的壓縮 木制品的結構的立體圖。該圖所示的壓縮木制品4為外包裝于數字照相 機前表面側(與被攝體對置的一側)的外包裝體，其具有分別與主板部 3a和側板部3b、 3c對應的主板部4a和側板部4b、 4c。主板部4a具有供 數字照相機的攝像部露出的圓筒形狀的開口部41以及供數字照相機的閃 光燈露出的長方體形狀的開口部42。側板部4b具有供快門按鈕露出的半 圓筒形狀的缺口43。
圖11是示出通過壓縮木制品4對前表面側進行外包裝的數字照相機 的結構的立體圖。該圖所示的數字照相機100包括攝像部101、閃光燈 102和快門按鈕103。供攝像部101和閃光燈102露出的數字照相機100 的前表面側通過壓縮木制品4進行外包裝。另一方面，在數字照相機100 的背面側借助于釆用木材2與壓縮木制品4同樣地形成的壓縮木制品5 進行外包裝。這樣，在將通過本實施方式所述的木材成形方法進行整形 后的壓縮木制品應用于數字照相機的外包裝體的情況下，更優選其壁厚 在1.6 2.0mm左右。
另外，本實施方式所述的木材成形方法除了數字照相機以外的電子 設備用外包裝體之外，還可以應用于形成餐具、各種框體、平板狀或者 柱狀體形狀的建筑材料等的情況中。
根據上述說明了的本發明的一個實施方式，在配置于一對模具之間 的預定位置的狀態下，以纖維方向與一對模具的相對移動方向大致正交 的方式從原木料中取材得到木材，在該木材中存在纖維方向與木材主體 的纖維方向交叉的木節的情況下，對木節進行切削后進行壓縮，由此可
以不對木節施壓與主體相同的壓縮力。因此，即使從原木料中取材得到 的木材具有木節，也能夠進行成形。
此外，根據本實施方式，由于在切削木節的一部分時木節的厚度小 于木節周圍被壓縮后的厚度，因此能夠防止木節因壓縮而產生縱彎曲等不良情況。
圖12是在本實施方式所述的木材成形方法的壓縮工序中所使用的 模具的其他結構的圖。該圖所示的模具13的與木材2抵接的凹部131的 表面由薄橡膠形成的彈性部件14構成。這樣的話，通過在模具13的表 面中與木材2抵接的表面設置彈性部件14，從而即使對木節K施加了壓 縮力，該壓縮力的一部分也能夠被彈性部件14吸收。因此，能夠更為可 靠地防止木節K因壓縮而產生縱彎曲等不良情況。
另外，本發明并不應限于上述實施方式。例如，本發明也包括木節 的纖維方向與木材主體的纖維方向以45。左右的角度交叉的情況。但是，
在該情況下，由于木節也能夠不產生縱彎曲地被壓縮，因此并不一定要 將木節的厚度切削至木節周圍被壓縮后的厚度以下。由此例子也可以明 確，本發明也包括此處未記載的各種實施方式等，能夠在不脫離由權利 要求書所確定的技術思想的范圍內實施各種設計變更。
權利要求
1.一種木材成形方法，該木材成形方法通過采用一對模具對木材施加壓縮力來成形所述木材，其特征在于，該木材成形方法包括取材工序，在所述木材配置于所述一對模具之間的預定位置的狀態下，以所述木材的纖維方向與所述一對模具的相對移動方向大致正交的方式從原木料中取材得到所述木材；切削工序，在所述取材工序中取材得到的所述木材中存在纖維方向與所述木材的所述纖維方向交叉的木節的情況下，將該木節的一部分切削掉；和壓縮工序，在與大氣相比為高溫高壓的水蒸氣環境中，將在所述切削工序中所述木節的一部分被切削掉的所述木材配置于所述一對模具之間的所述預定位置，通過所述一對模具夾持該配置好的所述木材并對其施加壓縮力。
2. 根據權利要求1所述的木材成形方法，其特征在于， 在所述切削工序中，使所述木節的厚度小于該木節周圍被壓縮后的厚度。
3. 根據權利要求1或2所述的木材成形方法，其特征在于， 所述一對模具中的至少一個模具在與所述木材抵接的表面上設有彈性部件。
4. 根據權利要求3所述的木材成形方法，其特征在于， 所述一對模具中的一個模具具有凸部，并且另一模具具有形狀與所述凸部對應的凹部，所述彈性部件設于所述凹部中。
全文摘要
本發明提供一種即使從原木料中取材得到的木材存在木節也能夠進行成形的木材成形方法。該木材成形方法包括取材工序，在木材配置于一對模具之間的預定位置的狀態下，以該木材的纖維方向與一對模具的相對移動方向大致正交的方式從原木料中取材得到所述木材；切削工序，在取材工序中取材得到的木材中存在纖維方向與所述木材的纖維方向交叉的木節的情況下，將該木節的一部分切削掉；和壓縮工序，在與大氣相比為高溫高壓的水蒸氣環境中，將在切削工序中木節的一部分被切削掉的木材配置于一對模具之間的預定位置，通過一對模具夾持該配置好的木材并對其施加壓縮力。
文檔編號B27M1/02GK101642920SQ20091016483
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月7日 優先權日2008年8月8日
發明者鈴木達哉 申請人:奧林巴斯株式會社