專利名稱：木材的成形方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過壓縮木材而將該木材成形為預定的三維形狀的木材的成形方法。
背景技術：
近年來，作為自然原料的木材備受矚目。木材具有各種各樣的木紋，所以，根據(jù)從原木選取的部位而產生個體差異，該個體差異成為每個產品的個性。并且，由于長期使用而產生的瑕疵或色調的變化本身也成為獨特的風格，有時會令使用者產生親切感。由于這些原因，木材作為能夠創(chuàng)造出使用合成樹脂或輕金屬的產品所不具有的個性和品位的產品的原材料而備受關注，其成形技術也取得了飛躍性的進步。以往，作為這種木材的成形技術，公知有如下技術對吸水軟化后的一張木材進行壓縮，并與壓縮方向大致平行地切割該木材而得到板狀的一次固定品，然后，一邊使該一次固定品加熱吸水一邊將其成形為預定的三維形狀(例如參照專利文獻1)。并且，還公知有如下技術臨時固定在軟化處理后的狀態(tài)下壓縮的一張木材，并將該木材放入模中使其恢復，從而進行模成形(例如參照專利文獻2)?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻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
發(fā)明概要發(fā)明所要解決的課題然而，由于木材如上所述地存在個體差異，因此即使從原木選取相同形狀來壓縮成形，也存在因利用壓縮使木材變形時木材成分的流動的方式不同而局部無法得到期望的強度的情況。在該情況下，由于在強度較弱的部位經常會產生裂紋等不良情況，在壓縮后也無法進行加強，因而不得不廢棄，從而成為提高成形品的成品率方面的障礙。本發(fā)明正是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種木材的成形方法，能夠與從原木選取的木材的木紋的存在方式無關地進行具有期望的強度的成形，能夠提高成形品的成品率。用于解決課題的方案為了解決上述課題，達成目的，本發(fā)明涉及的木材的成形方法是通過壓縮木材而將該木材成形為預定的三維形狀的木材的成形方法，其特征在于，該木材的成形方法包括 加強材料粘貼工序，在選取為大致碗狀的木材的內側面，在包括壓縮前后的曲率變化最大且木紋的間隔最大的部位的區(qū)域粘貼具有伸縮性的加強材料；軟化工序，使在所述加強材料粘貼工序中粘貼了加強材料的木材在與大氣相比高溫高壓的水蒸氣氛圍中軟化；以及壓縮工序，在所述水蒸氣氛圍中對在所述軟化工序中軟化后的木材進行壓縮，由此使該木材變形為預定的三維形狀。
此外，在上述方案中，本發(fā)明涉及的木材的成形方法的特征在于，在所述加強材料粘貼工序中，在所述木材的內側面存在多處壓縮前后的曲率的變化最大且所述木紋的間隔最大的部位的情況下，在包括因所述壓縮工序而使得纖維被彎曲最多的部位的區(qū)域進行粘貼。此外，在上述方案中，本發(fā)明涉及的木材的成形方法的特征在于，所述加強材料包括指向與所述木材的纖維方向交叉的方向的多根纖維，所述多根纖維由包括作為木材纖維成分的纖維素的材料構成。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，通過在選取為大致碗狀的木材的內側面，在包括壓縮前后的曲率變化最大且木紋的間隔最大的部位的區(qū)域粘貼具有伸縮性的加強材料，從而能夠與木紋的狀態(tài)無關地進行具有期望的強度的成形，能夠提高成形品的成品率。
圖1是示出本發(fā)明的一個實施方式的木材的成形方法的處理的概要的流程圖。圖2是示出本發(fā)明的一個實施方式的木材的成形方法的取材工序的概要的圖。圖3是示出本發(fā)明的一個實施方式的木材的成形方法的加強材料粘貼工序的概要的圖。圖4是示出本發(fā)明的一個實施方式的木材的成形方法的壓縮工序的概要的圖。圖5是示出壓縮工序中開始壓縮的時刻的狀態(tài)的圖。圖6是示出壓縮工序中木材的變形大致完成的狀態(tài)的圖。圖7是示出壓縮成形后的木材的結構的立體圖。圖8是示出作為利用本發(fā)明的一個實施方式的木材的成形方法形成的木材的應用例的數(shù)碼相機的外觀結構的立體圖。圖9是示出本發(fā)明的另一實施方式的木材的成形方法的加強材料粘貼工序的概要的圖。
具體實施例方式下面，參照附圖對用于實施本發(fā)明的最佳方式(以下稱為“實施方式”)進行說明。 另外，在以下說明中參照的附圖是示意圖，在不同附圖中示出相同物體的情況下，有時尺寸和比例尺等不同。圖1是示出本發(fā)明的一個實施方式的木材的成形方法的概要的流程圖。在本實施方式1的木材的成形方法中，首先從原木選取呈大致碗狀的木材(步驟Si)。圖2是示出該取材工序的概要的圖，是示意性地示出從原木1選取大致碗狀的木材2的狀況的圖。在該步驟Sl中，以如下方式進行木材的取材，即，使得具有這樣的容積預先增加了由于后述的工序而減少的量的容積。原木1從絲柏、羅漢柏、梧桐、杉木、松木、櫻木、櫸樹、黑檀木、紫檀木、竹、柚木、紅木、花梨木等中根據(jù)成形后的木材的用途選擇最佳的原料即可。此外，根據(jù)對該木材要求的強度和美觀等條件確定選取原木1的哪個部分即可。接著，對木材2粘貼加強材料(步驟S2)。圖3是示出粘貼加強材料的工序的概要的圖，是從圖2的上方觀察木材2的俯視圖。在圖3中，虛線示出的橢圓狀的閉合曲線D是在壓縮木材2后成為立起的部分與底面的邊界的部分。即，木材2在閉合曲線D的附近區(qū)域曲率變化最大。在圖3所示的情況下，閉合曲線D的上部中央附近處木紋G的間隔最大， 與其他區(qū)域相比在壓縮后需要加強的可能性高。因此，在圖3所示的情況下，在該區(qū)域粘貼加強材料3。加強材料3具有與木材同等的成分，由具有伸縮性的原材料構成。具體來說，加強材料3采用作為由包含纖維素等木材纖維成分的天然纖維的棉織品、麻、絲、亞麻等構成的布、無紡布、或者作為再生纖維素纖維的人造纖維等構成。加強材料3可以使用粘接劑粘接于木材2，但為了在壓縮后使加強材料3與木材2通過木材2的樹脂成分一體化，采用能夠相對于木材2進行定位的程度的微量的粘接劑進行粘接即可。另外，優(yōu)選的是，在粘貼加強材料3時，以至少木材2的纖維方向與加強材料3的纖維交叉的方式粘貼。此外，加強材料 3的形狀能夠根據(jù)要粘貼的區(qū)域的大小適當改變。接著，在與大氣相比為高溫高壓的水蒸氣氛圍中以預定時間放置木材2，使其過剩地吸收水分，從而使木材2軟化(步驟S3)。水蒸氣的溫度為100°C 230°C左右，壓力為 0. IMPa 3. OMPa(兆帕)左右。例如，可以通過使用壓力容器來實現(xiàn)這種水蒸氣氛圍。在使用壓力容器的情況下，通過在該壓力容器中放置木材2而使其軟化。另外，代替在水蒸氣氛圍中放置木材2以使其軟化，也可以在對木材2的表面供給水分之后，通過微波這樣的高頻電磁波對木材2進行加熱來使其軟化，還可以煮沸木材2來使其軟化。此后，將在步驟S3中充分軟化后的木材2在與上述步驟S3同樣的水蒸氣氛圍中壓縮(步驟S4)。在壓力容器中使木材2軟化的情況下，繼續(xù)在該壓力容器中對木材2進行壓縮即可。圖4是示出壓縮工序的概要并示出在壓縮工序中使用的一對模具的結構的圖。在圖4中，從木材2的上方施加壓縮力的模具61是具備能夠與木材2的內側面抵接的凸部62 的型芯模具。與此相對，在圖4中，從木材2的下方施加壓縮力的模具71是具備能夠與木材2的外側面抵接的凸部72的型腔模具。圖5是示出模具61與木材2抵接，開始由模具61、71對木材2施加壓縮力的狀態(tài)的圖，是以圖4所示的木材2和模具61、71的A-A線為剖面的縱剖視圖。當從圖5所示的狀態(tài)起使模具61下降時，木材2因來自模具61、71的壓縮力而逐漸變形。其結果是，木材2的上表面成為與凸部62的表面緊貼的狀態(tài)，另一方面，木材2的下表面成為與凹部72的表面緊貼的狀態(tài)。圖6是示出該緊貼的狀態(tài)的圖，是示出壓縮工序中木材2的變形大致完成的狀態(tài)的圖。如圖6所示，木材2變形成與模具61和模具71之間的間隙相當?shù)娜S形狀。在壓縮工序中，在圖6所示的狀態(tài)下，對木材2持續(xù)施加預定時間(1 幾十分鐘、更優(yōu)選為5 10分鐘左右)的壓縮力。通過該壓縮工序，加強材料3的表面與木材2的表面成為同一面，加強材料3陷入木材2 (參考圖6)，構成加強材料3的纖維的主要成分與木材含有的成分相同，因此，由線膨脹系數(shù)表示的收縮率等物理性質也類似，與木材的親和性高。因此，加強材料3在融合于木材2的狀態(tài)下固定在該木材的表面，不會因切斷等而使木材2自身的纖維受到損傷。在壓縮工序結束后，保持對模具61、71進行合模后的狀態(tài)，在模具61、71的周圍施加與上述水蒸氣相比更高溫的水蒸氣，由此，固定木材2的形狀(步驟SQ。在壓力容器中進行該固定處理的情況下，只要向壓力容器內吹入與壓縮工序中的水蒸氣相比更高溫的水蒸氣即可。接著，向大氣中敞開模具61、71和木材2，使木材2干燥(步驟S6)。此時，也可以解除模具61、71的合模狀態(tài)，使模具61或71從木材2離開，由此促進木材2的干燥。優(yōu)選的是，干燥結束后的木材2的壁厚為壓縮前的木材2的壁厚的30% 50%左右。這相當于木材2的壓縮率為0. 50 0. 70左右。下面，將干燥工序結束后的木材2稱為“木材4”。在步驟S6后，通過對木材4實施由切削實現(xiàn)的端面處理等，將木材4整形為預定的形狀(步驟S7)。圖7是示出通過以上說明的木材的成形方法形成的木材的結構的立體圖。該圖所示的木材4具備主板部4a，其形成為平板狀且具有大致長方形狀的表面；兩個側板部4b， 其以從與主板部如的表面的長邊方向大致平行的兩邊分別相對于主板部如立起的方式延伸；以及兩個側板部4c，其以從與主板部如表面的短邊方向大致平行的兩邊分別相對于主板部如立起的方式延伸。側板部4b、k的端面彼此相連，這些端面形成為整體地環(huán)繞封閉的矩形形狀。此外，木材4的壁厚大致均勻。圖8是示出將木材4作為外裝體的一部分的數(shù)碼相機的結構的立體圖。該圖所示的數(shù)碼相機100具有外裝體101、攝像部102、閃光燈103和快門按鈕104。外裝體101的前面?zhèn)刃纬捎惺箶z像部102和閃光燈103分別相對于木材4露出的開口部、以及使閃光燈 103的一部分露出的缺口。另一方面，數(shù)碼相機100的背面?zhèn)韧ㄟ^木材5進行外裝，該木材 5采用木材2而與木材4同樣地形成。另外，木材5的木紋與木材4的木紋不同，因此，粘貼加強材料3的部位也不同。更加優(yōu)選形成外裝體101的木材4、5的壁厚為0. 8mm 2. Omm 左右ο在具有以上的結構的數(shù)碼相機100中，由于木材2的外側面成為外裝體101的表面，因此，粘貼在木材2的內側面的加強材料3被藏在里面?zhèn)取Ｒ虼?，即使粘貼加強材料3， 也不會損害外裝體101的外觀的美觀。另外，木材4能夠用作數(shù)碼相機以外的電子設備用外裝體。根據(jù)以上說明的本發(fā)明的一個實施方式，通過在選取為大致碗狀的木材的內側面，在包括壓縮前后的曲率變化最大且木紋的間隔最大的部位的區(qū)域粘貼具有伸縮性的加強材料，能夠與木紋的狀態(tài)無關地進行具有期望的強度的成形，能夠提高成形品的成品率。此外，根據(jù)本實施方式，像對例如形成為大致碗狀的內側面整體實施加強的情況那樣在壓縮后留有殘留應力的可能性變低，既維持了作為產品的形狀穩(wěn)定性，又能夠加強較弱的部位。并且，加強材料也僅需微小的量即可，因此能夠實現(xiàn)資源的節(jié)約和低成本化。此前，詳細敘述了用于實施本發(fā)明的最佳方式，但是，本發(fā)明并不由上述的一個實施方式限定。圖9是示出本發(fā)明的另一實施方式的木材的成形方法的加強材料粘貼工序的概要的圖。圖9所示的木材8具有與上述的木材2相同的形狀(大致碗狀)，但是木紋G的存在方式不同。在圖9中，形成為橢圓狀的閉合曲線D中的、木紋G的間隔最大的部位是圖的上端部附近和右端部附近。在這樣的情況下，在上述一個實施方式中，在所述雙方設置加強材料3。與此相對，在圖9中，僅在木紋G的間隔大致相同的兩個區(qū)域中壓縮前后的木材的纖維的彎曲更大的右邊的中央部粘貼加強材料3。這樣，通過考慮木材的纖維方向和壓縮前后的木材的變形的方式，能夠將加強材料3的使用量抑制到最小限度。這樣，本發(fā)明可以包含這里沒有記載的各種實施方式等，能夠在不脫離由權利要求范圍確定的技術思想的范圍內實施各種設計變更等。標號說明1 原木；2、4、5、8 木材3 加強材料；4a 主板部；4b、4c 側板部61、71 模具；62 凸部；72 凹部；100 數(shù)碼相機101 外裝體；102 攝像部；103 閃光燈；104:快門按鈕D 閉合曲線；
G 木紋。
權利要求
1.一種木材的成形方法，其是通過壓縮木材而將該木材成形為預定的三維形狀的木材的成形方法，其特征在于，該木材的成形方法包括加強材料粘貼工序，在選取為大致碗狀的木材的內側面，在包括壓縮前后的曲率變化最大且木紋的間隔最大的部位的區(qū)域粘貼具有伸縮性的加強材料；軟化工序，使在所述加強材料粘貼工序中粘貼了加強材料的木材在與大氣相比高溫高壓的水蒸氣氛圍中軟化；以及壓縮工序，在所述水蒸氣氛圍中對在所述軟化工序中軟化后的木材進行壓縮，由此使該木材變形為預定的三維形狀。
2.根據(jù)權利要求1所述的木材的成形方法，其特征在于，在所述加強材料粘貼工序中，在所述木材的內側面中存在多處壓縮前后的曲率的變化最大且所述木紋的間隔最大的部位的情況下，在包括因所述壓縮工序而使得纖維被彎曲最多的部位的區(qū)域進行粘貼。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的木材的成形方法，其特征在于，所述加強材料包括指向與所述木材的纖維方向交叉的方向的多根纖維，所述多根纖維由包括作為木材纖維成分的纖維素的材料構成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種木材的成形方法，能夠與木紋的狀態(tài)無關地制造具有期望的強度的加工品，能夠提高成品率。出于該目的，該木材的成形方法包括加強材料粘貼工序，在選取為大致碗狀的木材的內側面，在包括壓縮前后的曲率變化最大且木紋的間隔最大的部位的區(qū)域粘貼具有伸縮性的加強材料；軟化工序，使在加強材料粘貼工序中粘貼了加強材料的木材在與大氣相比高溫高壓的水蒸氣氛圍中軟化；以及壓縮工序，在水蒸氣氛圍中對在軟化工序中軟化后的木材進行壓縮，由此使該木材變形為預定的三維形狀。
文檔編號B27H1/00GK102365156SQ20108001551
公開日2012年2月29日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權日2009年4月2日
發(fā)明者鈴木達哉 申請人:奧林巴斯株式會社