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JP3580537B2 - Wood forming apparatus and wood forming method - Google Patents

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JP3580537B2
JP3580537B2 JP2000232514A JP2000232514A JP3580537B2 JP 3580537 B2 JP3580537 B2 JP 3580537B2 JP 2000232514 A JP2000232514 A JP 2000232514A JP 2000232514 A JP2000232514 A JP 2000232514A JP 3580537 B2 JP3580537 B2 JP 3580537B2
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英治 岩永
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Rhythm Watch Co Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家具、建材、楽器等に用いられる表面に凹凸模様を有する装飾木材を得るための木材成形装置および木材成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
表面に凹凸模様を有する板状の木材あるいは木粉末などからなる木質材料は、その装飾性の観点から各種用途への利用が期待される。
木材の表面に凹凸模様を形成する方法としては、彫刻刀などで木材の表面を彫る方法が古くから知られている。しかし、その彫刻による凹凸模様を形成する場合には、彫刻作業に時間を要する他、均一な凹凸模様を得難いなどという問題がある。
一方、木粉末をフェノール樹脂により接着することにより形成されているハードボードやMDFなどに、彫刻などによる2次加工により凹凸模様を施す場合には、上記の木材での問題に加えて、生分解性のないフェノールを含んだ廃材が出ることから、環境への配慮の観点から好ましくない。
【0003】
上記の事情から、近年、低分子量フェノール樹脂を木質材料に含浸させて、乾燥軟化させてプレスし、形状固定することにより、所望の形状を有する成形木材とする方法が開発されている。
ここで、本明細書において、低分子量フェノール樹脂とは、フェノールをモノメチロール化したもの(サリニゲン)、ジメチロール化したもの、およびトリメチロール化したもの、ならびにこれらのメチロール化合物を重合させたものをいう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフェノール樹脂含浸による木質材料の成形方法では、以下に示すような問題がある。
【0005】
すなわち、板状などの木材を使用する場合に、装飾性を重視して、圧縮率が模様の凹部と凸部で大きく変わってしまうような凹凸模様を形成すると、成形木材の表面あるいは内部に、割れ、剥離、繊維方向の裂けなどが増大してしまうという問題がある。また、圧縮率が高いとフェノール揮発材や水分の蒸発が妨げられるため、生産性が悪くなってしまうという問題もある。
反対に、量産レベルでの不良率を低減するために、形成する凸部模様の高さ、あるいは凹部模様の深さを調整して上記の問題を回避しようとすると、不完全な転写になってしまうため、装飾性に優れる成形木材を形成することができなくなってしまうという問題がある。
【0006】
一方、木粉末を使用する場合には、板状の木材に比して、割れなどが生じることが少ないが、同様に模様の凹凸部で圧縮率の大きな差異が生じると、圧縮率が高い部分では、フェノール揮発材や水分の蒸発が妨げられるため、生産性が悪くなってしまうという問題がある。
また、成形後の内部の例えば強度などの物性にバラツキが生じ、強度の弱い部分から亀裂などが生じることにより、安定した品質を有する製品を提供できないという問題もある。
【0007】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、従って、本発明は、低分子量フェノール樹脂を用いて木質材料を処理するに際し、模様の圧縮深さや曲率の制限を大きく改善でき、装飾性に優れ、かつ材料表面および内部の割れ、剥離、繊維方向の裂け等を低減でき、量産レベルにおいて安定した品質を図ることが可能な成形木材を形成する木材成形装置および木材成形方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の木材成形装置は、フェノール樹脂を含浸し、軟化した木質材料へ転写する凹凸模様を有する一対のプレス金型と、前記木質材料を挟んだ前記一対のプレス金型を収容し、かつ、離型のための突き出し治具を挿入し得る開口部を備えた金枠と、前記金枠との間に前記一対のプレス金型を挟むスペーサとを有する被プレス部と、前記被プレス部の前記金枠および前記スペーサをプレスするプレス部とを有し、前記一対のプレス金型は、一方のプレス金型の凹部と、他方のプレス金型の凸部とが略重なり合う互いに反転形状の凹凸模様を有している。
【0009】
好適には、前記木質材料を所定の温度に加熱して、圧縮成形後の木質材料を硬化させて形状固定を行う加熱手段をさらに有する。
【0010】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の木材成形方法は、フェノール樹脂を木質材料に含浸させる含浸工程と、前記フェノール樹脂を含浸した木質材料を加熱して軟化させる軟化工程と、前記木質材料を加熱状態として当該木質材料の凹凸模様を形成するための圧縮方向とは異なる方向に圧縮する予備圧縮工程と、前記木質材料を少なくとも両面から圧縮して、木質材料の両面に凹凸模様を形成する圧縮工程と、前記木質材料を圧縮状態のままで加熱して硬化させる硬化工程とを有し、形状固定後の成形木材の厚さがその内部において略均一であり、凸部模様が形成される面と対向する他方の面に、反転形状の凹部模様を有する成形木材を形成する。
【0011】
上記の本発明によれば、板状の木材、あるいは木粉末などの木質材料が、その細胞壁にフェノール樹脂を含浸した状態で加熱乾燥されることにより、内部温度が上昇し、軟化されることになる。
この軟化した状態で、プレス金型を動作させて木質材料を圧縮して、当該木質材料に凹凸模様を転写し、当該圧縮状態を維持したままで、加熱されることにより、フェノール樹脂が細胞壁中で硬化して、圧縮による木材の成形が固定され、その後の加熱や吸水により、当該成形が戻ることのない安定した成形木材が形成されることとなる。
上記の作用において、木質材料に凹凸模様を転写するプレス金型として、一方のプレス金型の凹部と、他方のプレス金型の凸部とが略重なり合う互いに反転形状の凹凸模様を有するプレス金型を使用することで、転写後の成形木材の厚さが略均一になることから、圧縮率が略均一となり、軟化、形状固定の反応機構が安定し、割れ、剥離、繊維方向の裂けなどの不利益を抑制することができることとなる。
【0012】
好適には、前記圧縮工程の前に、前記木質材料を加熱状態として当該木質材料の前記凹凸模様を形成するための圧縮方向とは異なる方向に圧縮する予備圧縮工程をさらに有する。
これにより、当該予備圧縮された木材は、極めて圧縮成形しやすい状態となり、その後の圧縮成形をスムーズに行うことができる。
【0013】
好適には、前記含浸工程において、平均分子量が200〜500の低分子量フェノール樹脂を木質材料に含浸させる。
これは、平均分子量が200より小さいと、単位フェノール骨格当たりに含有されるメチロール基の数が少ないため架橋密度が小さくなり、成形木材を硬化させる効果が小さく、安定した形状を有する成形木材を提供することが困難になるからである。
また、平均分子量が500より大きいと、木質材料の細胞壁に保持されるフェノール樹脂が少なくなり、木質材料を軟化および硬化させる効果が小さく、安定した形状を有する成形木材を提供することが困難になるからである。
【0014】
好適には、前記含浸工程において、低分子量フェノール樹脂の濃度が3〜15重量%の水溶液に木質材料を浸漬させ、フェノール樹脂を含浸させる。
また、フェノール樹脂溶液中の低分子量フェノール樹脂の濃度は、5〜10重量%であることが更に好ましい。
これは、フェノール樹脂の濃度が3重量%より低いと、木質材料の細胞壁に保持されるフェノール樹脂が少なくなり、後の硬化工程において、成形木材の形状固定の度合いが低く、安定した形状を有する成形木材を提供することが困難になるからである。
また、15重量%より高いと、得られる成形木材の比重が大きくなりすぎてしまうからである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の木材成形装置および木材成形方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0016】
第1実施形態
図1(a)は、本発明の木材成形装置により形成された成形木材の1例を示す斜視図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A線における概略拡大断面図である。
【0017】
図1に示すように、成形木材10は、フェノール樹脂を含浸した板状の木材、あるいは木粉末などの木質材料が圧縮成形されて、実質的に表面平滑とされた平板部11の表面に所定形状に盛り上がって突出した凸部模様12が明瞭かつ外観美麗に形成されている。
【0018】
成形木材10は、例えば板状の木材を使用した場合には、略繊維方向に対して略直角の方向(放射方向あるいは接線方向)に圧縮されている。
ここで、繊維(Textile )方向Lとは木目に沿った方向であり、放射(Radial) 方向Rは、繊維方向Lに直交しており樹木の中心から外側あるいは外側から中心に向かう方向をいい、接線(Tangential) 方向Tとは年輪に対する接線の方向をいう。
【0019】
成形木材10の表面には、例えば凸部模様が形成されており、成形木材10の裏面には表面の凸部模様に対して反転形状の凹部模様が形成されている。
すなわち、図1(b)に示すように、成形木材10の表面には例えば高さaの凸部模様12aが形成されており、その直下の裏面には深さaの凹部模様13aが形成されている。従って、表面の凸部模様12aと裏面の凹部模様13aとは、互いに反転形状となっている。
【0020】
このように、成形木材10の一方の面に例えば凸部模様12aを形成し、当該凸部模様の反転形状の凹部模様13aを他方の面に形成することにより、成形木材10内の厚さを略一定(tb1=tb2=tb3)にすることができる。
ここで、圧縮成形前の木質材料の厚さをt 、圧縮成形後の成形木材の厚さをt とすると、圧縮率cは、下記の式(1)によって表せられる。
【0021】
【数1】
c(%)=((t −t )/t )×100 (1)
【0022】
従って、圧縮成形後の成形木材内の厚さが略一定(tb1=tb2=tb3)であることから、圧縮率が成形木材内で略均一となっている。
【0023】
次に、上記の成形木材を形成する本実施形態の木材成形装置および木材成形方法について説明する。
本発明の木材成形方法は、大別して、フェノール樹脂含浸工程と、乾燥軟化工程と、圧縮および硬化工程と、取り出し工程の4つの工程から成る。以下、各工程において、使用する装置とともに説明する。
【0024】
ここで、本発明の木材成形方法には、気乾状態の木質材料を使用することが好ましい。ここで、気乾状態とは、空気中で乾燥した場合における含水状態をいい、内部には水分を含んだ状態である。気乾状態における含水率は、木材の乾燥方法や湿度により変化するが平均して8〜15%程度である。
気乾状態の木質材料を使用するのは、一般的に材料の入手が容易だからである。
なお、気乾状態の木質材料は、例えば天然乾燥の他、温度や湿度を制御した乾燥機による人工乾燥など、適当な方法により形成される。
【0025】
フェノール樹脂含浸工程
図2(a)は本工程に使用する含浸装置の概略構成図である。
図2(a)に示す含浸装置は、圧力容器1と、水槽3と、制御装置20と、コンプレッサー30などから構成されている。
【0026】
圧力容器1は、低圧、高圧の状態に耐えられるように例えば高強度の鋼またはステンレスで製作された有底筒体からなり、その開口部には、蓋1aが開閉可能に取り付けられている。この圧力容器1は、配管21を通して圧力容器1内の圧力が制御され、かつ配管22を通して圧力容器1内の排気が行われ、かつ配管23を通して圧力容器1内に残留した水溶液等が外部に排出される。
【0027】
制御装置20は、各種の制御を行うものであり、コンプレッサー(compressor: 圧縮機)30による空気圧により各々の弁(22a、23a)を制御する。具体的には、圧力容器1中に設けられた不図示の圧力計を介して、圧力をモニタしながら、配管21を通じて圧力容器1内の圧力を不図示の真空ポンプを介して減圧し、また、コンプレッサー30を介して加圧する。
また、減圧あるいは加圧された圧力容器1内の圧力を、外部雰囲気に通ずる配管22の排気用弁22aを調整することにより、常圧に戻す。
また、減圧あるいは加圧することにより発生した圧力容器1内の水溶液の排出制御を、ドレン用弁23aを調整することにより行う。
また、蓋1aとも電気的に接続されており、扉の開閉制御を行う。
なお、不図示の時計を介して、各工程における時間などをモニタ可能としている。
【0028】
図2(b)は、水槽3の概略拡大断面図である。
図2(b)に示すように、フェノール樹脂水溶液31を有する水槽3内に、例えば板状の木材10aが沈んでおり、当該木材10aの浮上を防止するために木材を被覆して、ネット32および重り33が設置されている。
【0029】
なお、本発明に用いられる低分子量フェノール樹脂は、硬化に寄与する架橋密度を高めるため、単位フェノール骨格当たりにできるだけ、多くのメチロール基を含有していることが好ましい。
すなわち、フェノール樹脂含浸工程で含浸されるフェノール樹脂の平均分子量は、200〜500であることが好ましい。
これは、平均分子量が200より小さいと、単位フェノール骨格当たりに含有されるメチロール基の数が少ないため架橋密度が小さくなり、成形木材を硬化させる効果が小さく、安定した形状を有する成形木材を提供することが困難になるからである。
また、平均分子量が500より大きいと、木質材料の細胞壁に保持されるフェノール樹脂が少なくなり、木質材料を軟化および硬化させる効果が小さく、安定した形状を有する成形木材を提供することが困難になるからである。
【0030】
また、フェノール樹脂水溶液31中の低分子量フェノール樹脂の濃度は、3〜15重量%であることが好ましく、5〜10重量%であることが更に好ましい。これは、フェノール樹脂の濃度が3重量%より低いと、木質材料の細胞壁に保持されるフェノール樹脂が少なくなり、後の硬化工程において、成形木材の形状固定の度合いが低く、安定した形状を有する成形木材を形成することが困難になるからである。
また、15重量%より高いと、得られる成形木材の比重が大きくなりすぎてしまうからである。
【0031】
上記の含浸装置を使用したフェノール樹脂の木質材料への含浸方法について説明する。
まず、圧力容器1の開口部の蓋1aを開いて、圧力容器1を開放し、上記の水槽3を圧力容器1の内部に搬入して、架台2の上に載置する。
次に、圧力容器1の蓋を閉じて、圧力容器1を密封した後、圧力容器1の内部に配管21を通して、真空引きを行い、圧力を大気圧を基準として例えば−740mmHg程度に減圧し、当該減圧した状態を60分維持し、その後、排気用弁22aを調整して配管22により常圧に戻した後、圧力容器1内を大気圧を基準として例えば+8kg/cm 程度に加圧し、当該加圧した状態を10分程度維持することにより、フェノール樹脂を木材10aの細胞壁中に含浸させる。
【0032】
なお、木粉末を使用する場合には、上記の工程において、減圧および加圧の操作は、省略してフェノール樹脂を含浸することができる。
【0033】
乾燥・軟化工程
図3に乾燥・軟化工程に使用する送風乾燥機の断面図を示したものである。
フェノール樹脂含浸工程後の木材10aを、各木材10aが互いに接しないように送風乾燥機に搬入して、送風乾燥を行う。
【0034】
本実施形態では、乾燥を以下の3工程で行う。
まず、30℃で送風乾燥を行う。この送風乾燥を行う時間は、木材の大きさに応じて適宜決定されるが、24時間前後である。なお、この送風乾燥工程は、後の送風乾燥において急激な乾燥による木材の変形や落ち込み等を防止するためにできるだけ長い方が好ましい。
次に、60℃で送風乾燥を行う。この送風乾燥を行う時間も、木材の大きさに応じて適宜決定されるが、48時間前後である。
次に、80℃で送風乾燥を行う。この送風乾燥を行う時間も、木材の大きさに応じて適宜決定されるが、72時間前後である。
なお、30℃での送風乾燥の代わりに、自然乾燥を行うことも可能である。
また、余りに高い温度で急激に乾燥すると、乾燥速度が速くなりすぎて、木材のそり、ねじれなどの変形や、落ち込みが生ずるので好ましくない。
【0035】
圧縮および硬化工程
図4(a)は、本実施形態に係る木材成形装置の正面図であり、図4(b)は木材成形装置の側面図である。
図4に示す木材成形装置は、成形室40の上部外側に適当な手段にて取り付け固定されたプレスシリンダー41と、成形室40の周壁を貫通するピストンロッド42と、ピストンロッド42の先端部に取り付け固定された、ヒータ43aを内蔵する可動ヒータプレス板43とを備えている。
また、成形室40内の下部には、架台44に固定された、ヒータ45aを内蔵する固定ヒータプレス板45を備えている。
【0036】
制御装置46は、プレスシリンダー41、可動ヒータプレス板43に内蔵されたヒータ43a、固定ヒータプレス板45に内蔵されたヒータ45aと接続されており、可動ヒータプレス板43のプレス制御(例えば、力、速度)や、ヒータ(43a,45a)を介して可動および固定ヒータプレス板(43,45)の温度制御を行う。
【0037】
圧縮成形は、乾燥・軟化した木質材料10aを金型で挟んで被成形プレス部を構成し、当該被成形プレス部を上記の木材成形装置に搬入して行う。
図5に被成形プレス部の構成を表す斜視図を示す。
図5(a)に示すように、コの字型の溝を有する金枠6に、下型7、木質材料10a、上型8、スペーサ9をセットすることにより、図5(b)に示すような被成形プレス部4が構成させることになる。
上型8と下型7からなるプレス金型の対向面には、木質材料に転写するための不図示の凹凸模様が形成されている。この上型8と下型7の凹凸模様は、互いに反転形状の凹凸模様を有しており、従って上型8と下型7の対向面を合わせると上型8の例えば凸模様が下型7の例えば凹模様にはめ込まれるように形成されている。
スペーサ9は、成形木材10の厚さを決定するためのもので、所望の成形木材10の厚さに応じて適当に交換することができることとなっている。
【0038】
次に、本実施形態に係る木材成形装置を使用して、圧縮成形を行い、かつフェノール樹脂を硬化させて成形木材の形状固定を行う方法について説明する。
図6は、図4(a)のF部分の拡大図を示したものである。
まず、図6(a)に示すように、固定ヒータプレス板45上に木材10aをセットしていない状態の金型を載置して、可動ヒータプレス板43を金型に接触させて、金型を例えば160℃程度に加熱する。
【0039】
次に、金型を木材成形装置から取り出し、加熱乾燥後の約80℃の木材10aをセットして被成形プレス部4を形成し、図6(b)に示すように、例えば160℃に加熱された固定ヒータプレス板45上に、被成形プレス部4を載置して、木材10aを加熱する。
【0040】
次に、図6(c)に示すように、可動ヒータプレス板43を降下させて、被成形プレス部4のスペーサ9をプレスして、当該プレス状態のまま、可動および固定ヒータプレス板(43,45)を例えば160℃に維持して、例えば30分程度、木材10aの加熱を行う。
【0041】
上記の工程により、木材10aの細胞壁中に含浸されているフェノール樹脂が硬化され、圧縮成形された木材10aの形状固定が行われる。
【0042】
取り出し工程
次に、成形木材を取り出すことにより、図1に示す成形木材に至る。
【0043】
上記の本実施形態に係る木材成形装置および木材成形方法では、木質材料として、板状の木材を使用する場合と木粉末を使用する場合とで、それぞれ以下の効果を有する。
【0044】
板状の木材を使用する場合
この場合には、圧縮率が比較的均一なことから、成形木材における表面あるいは内部の割れ、剥離、繊維方向の裂けなどの不利益を最小限に抑制しながら、上型8と下型7からの木材への模様の転写性を向上することができ、量産レベルにおいて、安定した品質を図ることが可能となる。
また、木材への圧縮率が比較的均一なことから、上型8と下型7の仕上げの面精度により、成形木材10の表面の面精度が決まるため、後に研磨をすることなく品質の安定化を図ることができる。
また、圧縮成形時に割れが生じたとしても、上型8および下型7により拘束されているため、上型8および下型7の形状で固定することができる。
また、木材へ転写する模様の圧縮の深さ、曲率、圧縮率の制限を大きく改善でき、デザイン的な自由度を増大させることができる。
【0045】
木粉末を使用する場合
この場合には、圧縮率が比較的均一なことから、成形木材の強度等の物性が均質となり、安定した品質を有する成形木材を形成することができる。
圧縮率が比較的均一なことから、圧縮によって濃色化した部分の色むらが少なく、後の着色塗装が容易となる。
また、木材に比してさらに割れなどが生じにくくなるため、凹凸模様を無理なく大きく形成できる。
【0046】
第2実施形態
本実施形態では、実質的には第1実施形態と同様であるが、木質材料として板状の木材を使用した場合に、プレス時に横方向に広がることによる成形木材10の上型8、下型7および金枠6からの離型が困難な場合もあるため、被成形プレス部を以下に示すような構造にする。
図7(a)は図5(b)においてA方向から見た被成形プレス部4の圧縮後の正面図、図7(b)は図5(b)においてB方向からみた被成形プレス部4の圧縮後の側面図である。
図7(a)に示すように、圧縮後の成形木材10の金型(上型8および下型7の他、金枠6を含む)からの離型の困難さを考慮して、金枠6の溝において、例えば角度x(例えば2度)のテーパーを設けている。
また、金枠6の底面に開口部6aを設け、上型8および下型7に挟まれた成形木材10を、開口部6aに挿入し、かつ下型7を押圧することが可能な高さの突起部15aを有する突き出し治具15を使用して離型する。
上記の構造により、図8(a)に示すように、突き出し治具15上に、突起部15aが開口部6aに挿入されるようにして金枠6を設置し、突き出し治具15に対して金枠6を降下させることで、突起部15aにより下型7が押され、上型8および下型7に挟まれた成形木材10が金枠6から押し出されることになる。その後、図8(b)に示すように、上型8と下型7を離反させることにより、成形木材10が金型から離型されることになる。
【0047】
第3実施形態
本実施形態においても、実質的には第1実施形態と同様であるが、木質材料として板状の木材を使用した場合に、プレス時に横方向に広がることによる成形木材10の上型8、下型7および金枠6からの離型が困難な場合もあるため、被成形プレス部を以下に示すような構造にする。
図9(a)は上型8および下型7に挟まれた成形木材10の平面図、図9(b)は図9(a)の木材の平面図、図9(c)は図9(a)においてD方向からみた側面図を示したものである。
図9(a)に示すように、あらかじめ下型7の例えば四隅にクランプ16を設置して下型7を金枠6に固定しておき、成形対象の木材10aも図9(b)に示すように、クランプ16が形成された下型7の形状に合わせ、かつ金型(7,8)からはみ出るように加工したものを使用して、下型7上に設置して圧縮成形を行う。
圧縮成形後、成形木材10の金型(7,8)からはみ出した部分に力を加えて上方へ引き上げて、金枠6に固定された下型7から離型させる。その後、上型8から離型させることにより、成形木材10が金型から離型されることになる。
【0048】
第4実施形態
本実施形態においても、実質的には第1実施形態と同様であるが、木質材料として板状の木材を使用した場合に、プレス時に横方向に広がることによる成形木材10の上型8、下型7および金枠6からの離型が困難な場合もあるため、被成形プレス部を以下に示すような構造にする。
図10は、上型8および下型7に挟まれた成形木材10の概略構成図を示したものである。図10に示す上型8と下型7では、それぞれ開口部(8a、7a)を設けてある。
そして、第2実施形態と同様にして金枠6から上型8および下型7に挟まれた成形木材10を取り出した後、開口部(8a、7a)に挿入し、かつ成形木材10を押圧することが可能な高さの突起部15aを有する突き出し治具15を使用する。
すなわち、突き出し治具15上に、突起部15a部分が開口部(8a、7a)に挿入されるようにして上型8および下型7に挟まれた成形木材10を設置し、突き出し治具15に対して下型7を降下させることで、突起部15aにより成形木材10が押され、上型8および下型7に挟まれた成形木材が下型7から離型されることになる。同様にして、成形木材10を上型からも離型することにより、成形木材10が金型から離型されることになる。
【0049】
第5実施形態
本実施形態では、実質的には第1実施形態と同様であるが、木質材料として木粉末を使用した場合に、被成形プレス部の構造を以下に示すような構造にする。図11(a)は、木粉末に使用する金枠6の上面図を示したものであり、図11(b)は、図11(a)においてE方向から見た側面図である。
図11に示す金枠6では、金枠6の開放されている側面に、ボルトなどにより、側板17を取り付けることとしたものである。
また、図11(b)に示すように、金枠6の底面に開口部6aを設け、第2実施形態と同様に、上型8および下型7に挟まれた成形木材10を、金枠6から取り出すこととしたものである。
上記の構造とするのは、木粉末を使用する場合には、金枠6の側面が開放されていると、当該開放されている側面から木粉末が溢れてしまい、その結果、成形木材の厚さの不均一による圧縮率の変動を防止するためである。
【0050】
本発明の木材成形装置および成形方法の実施形態は、上記の説明に限定されない。
例えば、本発明の各工程における温度、時間などの製造条件は、木質材料10aの元となる樹木の種類、木質材料10aの大きさ、木質材料10aの物理的性質(比重、含水率等)等によって、種々の条件を採用することができる。
また、圧縮成形する方向は、本実施形態において説明した方向に限定されるものではなく、種々の方向に圧縮成形することができる。
また、木質材料10aに転写する凹凸模様の形状に特に限定はなく、例えば、直線状や曲線状、格子状などを組み合わせた模様の他、記号、数字、文字など、およびこれらを組み合わせたものであってもよい。
また、取り出し工程において、成形木材の離型を容易にするため、あらかじめ金型に離型剤を塗布しておいてもよい。尚、この離型剤としては、大豆レシチンとトルエンを重量比1:9で混合したものなどがある。
【0051】
また、圧縮および硬化工程前に、予備圧縮することも効果的である。
例えば、加熱状態で、圧縮成形を行う方向とは異なる方向に板状の木材を予備圧縮した後に、本実施形態における圧縮および硬化工程を行う。
加熱状態で予備圧縮された木材は、極めて圧縮成形しやすい状態となる。
これにより、その後の圧縮成形をスムーズに行うことができ、すなわち、割れ、裂け、剥離を低減でき、安定した品質を確保することが可能となる。また、成形プレス前に予備圧縮を行うので、工程上も非常に効率的である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【0052】
【実施例】
以下に、本発明に係る木材成形装置を用いて、成形木材を形成した実施例について説明する。
【0053】
第1実施例
まず、R方向の長さが10mm、L方向の長さが4.33mm、T方向の長さが1.3mmのヒノキを用いて、フェノール樹脂を含浸させたときの各温度における木材の動的弾性率を測定した。
【0054】
図12は、フェノール樹脂を含浸させた場合における木材の温度と動的弾性率のグラフである。なお、弾性率は、木材のR方向(放射方向)における引っ張り弾性率を示している。
図12に示すように、フェノール含浸した木材は、約50℃程度までは、弾性率が高いが、50℃以上の温度になると徐々に弾性率が低下していく。
そして、温度が約130℃の所F以上の温度になると、木材の弾性率は、徐々に増していき、温度が160℃程度で、十分な弾性率となっている。
これにより、本実施形態の乾燥・軟化工程では、30〜80℃で木材を送風乾燥しているが、上記の温度で木材が軟化していることが確認できた。
また、本実施形態の硬化工程では、160℃前後でフェノール樹脂を含浸した木材を加熱しているが、当該温度でフェノール樹脂を含浸した木材が硬化することが確認できた。
【0055】
第2実施例
本実施例では、まず、板状の木材として、ペルポック、ラミン、メランティ、アガチス、ポプラ、アルダー、アユース、雲杉、ラジアータパイン、米松、ゴム、セン、ブナ、ナラ、スギ、ヒノキ、カラマツ、カツラ、ナトーの19種類を使用し、木粉末として大きさが355μmのスギとヒノキを混合したものを使用して、従来の片面のみに凹凸模様を形成するための圧縮成形を行った。
【0056】
ここで、本実施例で使用した木質材料の物性として、全乾比重、気乾比重、含水率(%)について、算出した。
【0057】
上記の物性値の算出方法としては、まず、各木材についての全乾状態のT方向長さ(mm)、R方向長さ(mm)、L方向長さ(mm)、全乾重量(g)を測定し、全乾比重を算出した。
次に、各木材について気乾状態のT方向長さ(mm)、R方向長さ(mm)、L方向長さ(mm)、気乾重量(g)を測定し、気乾比重を算出した。
ここで、L方向とは木材の繊維(Textile )方向、R方向とは放射(Radial)方向、T方向とは接線(Tangential) 方向を意味する。
また、全乾状態とは、木材を100〜110℃で重量変化がなくなるまで乾燥した状態で、木材中に吸収された水分がほとんどない状態をいう。
また、気乾状態とは、空気中で乾燥した状態で、内部には水分を含む状態をいう。
上記の全乾比重および気乾比重とは、全乾状態あるいは気乾状態時における重量を容積で割ったものを意味する。
【0058】
含水率u(%)は、全乾重量をW 、気乾重量をW とすると、下記の式(2)によって算出される。
【0059】
【数2】
u(%)=((W −W )/W )×100 (2)
【0060】
図13に、全乾比重、気乾比重、気乾状態の含水率の算出結果を示す。
なお、図13には、各木材について3つのサンプルの気乾状態と全乾状態の重量、T方向、R方向、およびL方向の寸法を測定し、全乾比重、気乾比重、含水率を算出した平均値を掲載してある。
また、木粉末については、含水率のみを掲載した。
【0061】
図13に示す気乾状態の木質材料を用いて、本実施形態に係る木材成形装置において、上型8の凹凸模様のみを木質材料の片面に転写して、図1(a)に示すような凹凸模様を片面に有する成形木材を形成した。
ここで、圧縮成形に使用した木材は、T方向の長さが49.0(mm)、R方向の長さが12(mm)、L方向の長さが280(mm)ものを使用し、R方向に圧縮成形した(図1(a)参照)。
また、圧縮成形後の成形木材の長さは、T方向の長さが49.0(mm)、R方向の長さが平坦部において6(mm)、L方向の長さが280(mm)であった。
また、上型8および下型7は、幅(T方向に対応)が50(mm)、厚み(R方向に対応)が12(mm)、長さ(L方向に対応)が300(mm)のものを使用し、材質はアルミ製のものを使用した。
また、上型8は、木質材料へ転写する凹凸模様が形成されているものを使用し、下型7には、凹凸模様が形成されていない平坦なものを使用した。
【0062】
つぎに、製造条件について説明する。
フェノール樹脂含浸工程
まず、フェノール樹脂の濃度が10重量%のフェノール樹脂水溶液に木材を沈めた水槽3を、圧力容器1の架台2上に載置し、圧力を大気圧を基準として例えば−740mmHg程度の減圧下で60分間、その後、大気圧を基準として+8kg/cm 程度の加圧下で10分間、フェノール樹脂を木材10aに含浸させた。
乾燥・軟化工程
次に、送風乾燥機を用いて、30℃で24時間、60℃で48時間、80℃で72時間送風乾燥を行った。
圧縮および硬化工程
次に、固定ヒータプレス板45上で木質材料10aをセットしていない状態の金型を例えば160℃程度に加熱しておき、その後、木質材料10aをセットして、160℃に加熱された固定ヒータプレス板45上で、木質材料10aを加熱した。
その後、可動ヒータプレス板43によりプレスして、当該プレス状態のまま、可動および固定ヒータプレス板(43,45)を例えば160℃に維持したまま、30分間、木質材料10aを加熱することにより形状固定を行った。
取り出し工程
次に、上記の木材を取り出すことにより、図1(a)に示すような凹凸模様を片面に有する成形木材を形成した。
【0063】
これにより、図14に示す各木材についての結果が得られた。
図14において、割れは、剥離、繊維方向の裂けなども含めた、片面のみに凹凸模様を形成した場合における圧縮成形後の成形木材の表面および内部状態の評価である。
また、色むらとは、圧縮成形後の濃色した成形木材の表面状態における、色むらの評価である。
また、転写性とは、上型8の凹凸模様が、成形木材にどれだけ美麗に転写されたかの評価である。
また、フェノール樹脂含浸性の評価は、フェノール樹脂が含浸されやすいか否かの評価である。
図14に示すように、上型8に形成された凹凸模様のみを転写して、片面のみに凹凸模様を形成した場合には、割れがなく転写性も良好な木材は少なく、またフェノール樹脂含浸による圧縮成形の適用が、好適なものと不適なものとが存在した。
【0064】
例えば、好適なものとして、割れ、転写性を中心に評価すると、ポプラ、アルダー、カツラなどであった。
それ以外は、不適なものであり、程度の差はあるが表面に割れが生じていた。
【0065】
次に、上記の板状の木材のうちペルポックについて、およびスギ・ヒノキ混合の木粉末について、本発明の木材成形装置および成形方法を適用してみた。
なお、製造条件は、平坦な下型に代えて、上型8に形成された凹凸模様に対して反転形状の凹凸模様が形成された下型7を使用し、その他は上記と同様の条件で行った。
これにより、圧縮成形後、表面には割れなどがなく、転写性にも優れた良好なペルポックからなる成形木材が形成された。
また、木粉末についても、表面には割れや色むらなどがなく、転写性にも優れた良好な成形木材が形成された。
上記の実施例により、従来のフェノール樹脂含浸処理による圧縮成形において、適用が困難な木質材料においても、本発明に係る木材成形装置および成形方法によって割れなどの不利益を最小限に抑制して、高品質な成形木材を形成できることがわかる。
【0066】
【発明の効果】
本発明の木材成形装置によれば、木質材料へのプレス成形による圧縮率が比較的均一なことから、圧縮成形後の成形木材における表面あるいは内部の割れ、剥離、繊維方向の裂けなどの不利益を最小限に抑制しつつ、木質材料への模様の転写性を向上させることができる。
従って、木質材料へ転写する模様の圧縮の深さ、曲率などの制限を大きく改善でき、デザイン的な自由度を増大させることができる。
また、木質材料へのプレス成形による圧縮率が比較的均一なことから、成形木材の強度等の物性が均質となり、安定した品質を有する成形木材を形成することができる。
【0067】
本発明の木材成形方法によれば、木質材料へのプレス成形による圧縮率が比較的均一なことから、圧縮成形後の成形木材における表面あるいは内部の割れ、剥離、繊維方向の裂けなどの不利益を最小限に抑制することができ、量産レベルにおいて、安定した品質を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、本発明の成形木材の1例を示す斜視図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A線における概略拡大断面図である。
【図2】図2(a)は本実施形態の含浸装置の概略構成図を示したものであり、図2(b)は図2(a)の水槽の概略拡大断面図である。
【図3】図3は、乾燥・軟化工程に使用する送風乾燥機の断面図を示したものである。
【図4】図4(a)は本実施形態の木材成形装置の正面図であり、図4(b)は木材成形装置の側面図である。
【図5】図5(a)はセット前の被成形プレス部の構成を表す斜視図、図5(b)はセット後の被成形プレス部の構成を表す斜視図である。
【図6】図6は、図4(a)のF部分の拡大図を示したものである。
【図7】図7は、第2実施形態を示したものであり、図7(a)は図5(b)においてA方向から見た被成形プレス部の圧縮後の正面図、図7(b)は図5(b)においてB方向からみた被成形プレス部の圧縮後の側面図である。
【図8】図8は、成形木材の離型方法の1例を示したものである。
【図9】図9は、第3実施形態を示したものであり、図9(a)は上型および下型に挟まれた成形木材の平面図、図9(b)は使用する木材の平面図、図9(c)は図9(a)においてD方向からみた側面図を示したものである。
【図10】図10は、第4実施形態を示したものであり、板状の木材を使用する場合の被成形プレス部の1構成例を示したものである。
【図11】図11は、第5実施形態を示したものであり、木粉末を使用する場合の金枠の1構成例を示したものである。
【図12】図12は、フェノール樹脂を含浸した木材の温度と動的弾性率のグラフを示したものである。
【図13】図13は、本実施例で使用した木質材料の全乾比重、気乾比重、含水率(%)の算出結果を示したものである。
【図14】図14は、片面のみに凹凸模様を形成した場合の評価結果を示したものである。
【符号の説明】
1…圧力容器、1a…蓋、2…架台、3…水槽、4…被成形プレス部、6…金枠、7…下型、8…上型、9…スペーサ、10…成形木材、10a…木質材料(木材,木粉末)、11…平坦部、12…凸部模様、15…突き出し治具、15a…突起部、16…クランプ、17…側板、20,46…制御装置、21,22,23…配管、22a,23a…弁、30…コンプレッサー、31…フェノール樹脂水溶液、32…ネット、33…重り、41…プレスシリンダー、42…ピストンロッド、43…可動ヒータプレス板、43a…ヒータ、44…架台、45…固定ヒータプレス板、45a…ヒータ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wood forming apparatus and a wood forming method for obtaining decorative wood having an uneven pattern on a surface used for furniture, building materials, musical instruments, and the like.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Wood materials made of plate-like wood or wood powder having a concavo-convex pattern on the surface are expected to be used in various applications from the viewpoint of decorativeness.
As a method of forming an uneven pattern on the surface of wood, a method of carving the surface of wood with a chisel has been known for a long time. However, when the uneven pattern is formed by the engraving, there are problems that it takes a long time for the engraving operation and that it is difficult to obtain a uniform uneven pattern.
On the other hand, if a hard board or MDF formed by bonding wood powder with a phenol resin is subjected to secondary processing by engraving or the like, in addition to the above-mentioned problems with wood, biodegradation is required. Since waste materials containing phenol having no properties are produced, it is not preferable from the viewpoint of environmental consideration.
[0003]
In view of the above circumstances, in recent years, a method has been developed in which a wood material is impregnated with a low-molecular-weight phenol resin, dried, softened, pressed, and fixed in shape to obtain molded wood having a desired shape.
Here, in the present specification, the low-molecular-weight phenol resin refers to a phenol monomethylol (salinigen), a dimethylol, a trimethylol, and a polymer of these methylol compounds. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method of molding a wooden material by impregnation with a phenol resin has the following problems.
[0005]
In other words, when using wood such as a plate, emphasis is placed on decorativeness, and when forming a concavo-convex pattern such that the compression ratio is greatly changed between the concave and convex portions of the pattern, the surface or inside of the molded wood, There is a problem that cracking, peeling, tearing in the fiber direction, and the like increase. Further, when the compression ratio is high, evaporation of the phenol volatile material and water is hindered, so that there is a problem that productivity is deteriorated.
On the other hand, in order to avoid the above problem by adjusting the height of the convex pattern to be formed or the depth of the concave pattern in order to reduce the defective rate at the mass production level, incomplete transfer results. Therefore, there is a problem in that it becomes impossible to form molded wood having excellent decorativeness.
[0006]
On the other hand, when wood powder is used, cracks and the like are less likely to occur than in the case of plate-like wood. In this case, there is a problem that productivity is deteriorated because evaporation of the phenol volatile material and water is prevented.
In addition, there is also a problem that physical properties such as strength, for example, of the interior after the molding are varied, and cracks are generated from a portion having a low strength, so that a product having stable quality cannot be provided.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and therefore, the present invention can significantly improve the compression depth and the limitation of the curvature of a pattern when treating a wood material using a low-molecular-weight phenol resin, and can improve the decoration. Provided is a wood forming apparatus and a wood forming method for forming formed wood which is excellent in property and can reduce cracks, peeling, tearing in the fiber direction, and the like on the material surface and inside, and can achieve stable quality at a mass production level. The purpose is to:
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the wood forming apparatus of the present invention is a pair of press dies having an uneven pattern to be impregnated with a phenol resin and transferred to a softened wood material,A metal frame having an opening through which the pair of press dies sandwiching the wood material is inserted and into which a protruding jig for releasing can be inserted, and the pair of presses between the metal frame; A pressed portion having a spacer that sandwiches a mold, and a press portion that presses the metal frame and the spacer of the pressed portion,The pair of press dies have a concavo-convex pattern in which the concave portion of one press die and the convex portion of the other press die substantially overlap each other.
[0009]
Preferably, there is further provided a heating means for heating the wood material to a predetermined temperature to harden the wood material after compression molding to fix the shape.
[0010]
Further, in order to achieve the above object, the wood molding method of the present invention is an impregnation step of impregnating a wood material with a phenol resin, and a softening step of heating and softening the wood material impregnated with the phenol resin,A pre-compression step of compressing the wood material in a heating state and compressing the wood material in a direction different from a compression direction for forming an uneven pattern of the wood material,Compressing the wood material from at least both sides, comprising a compression step of forming an uneven pattern on both sides of the wood material, and a curing step of heating and curing the wood material in the compressed state, after shape fixing The thickness of the molded wood is substantially uniform inside thereof, and the formed wood having the inverted concave pattern is formed on the other surface opposite to the surface on which the convex pattern is formed.
[0011]
According to the present invention described above, the woody material such as plate-like wood or wood powder is heated and dried in a state where the cell wall is impregnated with the phenol resin, so that the internal temperature is increased and the wood material is softened. Become.
In this softened state, the press mold is operated to compress the wood material, transferring the uneven pattern to the wood material, and heating while maintaining the compressed state, so that the phenol resin is in the cell wall. , And the shaping of the wood by compression is fixed, and the subsequent heating or water absorption forms stable shaped wood that does not return to the shaping.
In the above operation, as a press die for transferring a concavo-convex pattern to a wood material, a press die having a concavo-convex pattern in which the concave portion of one press die and the convex portion of the other press die substantially overlap each other. By using, because the thickness of the molded wood after transfer becomes substantially uniform, the compression ratio becomes substantially uniform, the reaction mechanism of softening, shape fixing is stabilized, and cracks, peeling, tearing in the fiber direction, etc. The disadvantage can be suppressed.
[0012]
Preferably, before the compression step, the method further comprises a pre-compression step of compressing the wood material in a heating direction and in a direction different from a compression direction for forming the uneven pattern of the wood material.
As a result, the pre-compressed wood becomes extremely easy to be compression-molded, and the subsequent compression-molding can be performed smoothly.
[0013]
Preferably, in the impregnation step, the wood material is impregnated with a low-molecular-weight phenol resin having an average molecular weight of 200 to 500.
This means that if the average molecular weight is less than 200, the number of methylol groups contained per unit phenol skeleton is small, so that the crosslink density is small, the effect of hardening the molded wood is small, and the molded wood having a stable shape is provided. It becomes difficult to do so.
On the other hand, when the average molecular weight is larger than 500, the amount of the phenol resin retained on the cell wall of the woody material is reduced, and the effect of softening and hardening the woody material is small, and it is difficult to provide molded wood having a stable shape. Because.
[0014]
Preferably, in the impregnation step, the wood material is immersed in an aqueous solution having a low molecular weight phenol resin concentration of 3 to 15% by weight to impregnate the phenol resin.
Further, the concentration of the low molecular weight phenol resin in the phenol resin solution is more preferably 5 to 10% by weight.
This is because, when the concentration of the phenolic resin is lower than 3% by weight, the amount of the phenolic resin retained on the cell wall of the woody material is reduced, and the shape of the molded wood is less fixed in the subsequent curing step, and has a stable shape. This is because it becomes difficult to provide molded wood.
On the other hand, if it is higher than 15% by weight, the specific gravity of the obtained molded wood becomes too large.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a wood forming apparatus and a wood forming method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
First embodiment
FIG. 1A is a perspective view showing an example of molded wood formed by the wood molding apparatus of the present invention, and FIG. 1B is a schematic enlarged cross section taken along line AA of FIG. 1A. FIG.
[0017]
As shown in FIG. 1, a molded wood 10 is formed by compressing a plate-like wood impregnated with a phenolic resin or a woody material such as wood powder to form a predetermined surface on a flat surface 11 having a substantially smooth surface. The protruding pattern 12 protruding in a protruding shape is formed clearly and beautifully in appearance.
[0018]
The molded wood 10 is compressed in a direction substantially perpendicular to the fiber direction (radial direction or tangential direction) when, for example, plate-shaped wood is used.
Here, the fiber (Textile) direction L is a direction along the grain, and the radiation direction R is orthogonal to the fiber direction L and refers to a direction from the center of the tree to the outside or from the outside to the center. Tangential direction T means the direction of the tangent to the annual ring.
[0019]
For example, a convex pattern is formed on the surface of the molded wood 10, and a concave pattern that is the reverse of the convex pattern on the surface is formed on the back surface of the molded wood 10.
That is, as shown in FIG. 1 (b), for example, a convex pattern 12a having a height a is formed on the surface of the molded wood 10, and a concave pattern 13a having a depth a is formed on the rear surface immediately below the same. ing. Accordingly, the convex pattern 12a on the front surface and the concave pattern 13a on the rear surface have inverted shapes.
[0020]
As described above, for example, the convex pattern 12a is formed on one surface of the molded wood 10 and the concave pattern 13a having an inverted shape of the convex pattern is formed on the other surface, so that the thickness in the molded wood 10 is reduced. Almost constant (tb1= Tb2= Tb3).
Here, the thickness of the woody material before compression molding is ta  The thickness of the molded wood after compression molding is tb  Then, the compression ratio c is expressed by the following equation (1).
[0021]
(Equation 1)
c (%) = ((ta  -Tb  ) / Ta  ) × 100 (1)
[0022]
Therefore, the thickness in the molded wood after compression molding is substantially constant (tb1= Tb2= Tb3), The compression ratio is substantially uniform in the molded wood.
[0023]
Next, a wood forming apparatus and a wood forming method of the present embodiment for forming the above-described formed wood will be described.
The wood molding method of the present invention is roughly divided into four steps: a phenol resin impregnation step, a drying and softening step, a compression and curing step, and a removal step. Hereinafter, each step will be described together with an apparatus to be used.
[0024]
Here, in the wood forming method of the present invention, it is preferable to use an air-dried wood material. Here, the air-dry state refers to a water-containing state when dried in the air, and is a state that contains moisture inside. The moisture content in the air-dried state varies depending on the method of drying wood and humidity, but is on average about 8 to 15%.
Air-dried wood materials are used because they are generally readily available.
The air-dried woody material is formed by an appropriate method such as natural drying and artificial drying using a dryer with controlled temperature and humidity.
[0025]
Phenolic resin impregnation process
FIG. 2A is a schematic configuration diagram of an impregnation device used in this step.
The impregnating device shown in FIG. 2A includes a pressure vessel 1, a water tank 3, a control device 20, a compressor 30, and the like.
[0026]
The pressure vessel 1 is made of a bottomed cylindrical body made of, for example, high-strength steel or stainless steel so as to withstand low pressure and high pressure, and a lid 1a is attached to the opening thereof so as to be openable and closable. In the pressure vessel 1, the pressure in the pressure vessel 1 is controlled through a pipe 21, the inside of the pressure vessel 1 is exhausted through a pipe 22, and an aqueous solution or the like remaining in the pressure vessel 1 is discharged outside through a pipe 23. Is done.
[0027]
The control device 20 performs various controls, and controls each valve (22a, 23a) by air pressure from a compressor (compressor) 30. Specifically, while monitoring the pressure through a pressure gauge (not shown) provided in the pressure vessel 1, the pressure in the pressure vessel 1 is reduced through a pipe 21 through a vacuum pump (not shown) while monitoring the pressure. , And pressurized through a compressor 30.
Further, the pressure in the pressure vessel 1 that has been reduced or increased is returned to the normal pressure by adjusting the exhaust valve 22a of the pipe 22 that communicates with the external atmosphere.
Further, the discharge control of the aqueous solution in the pressure vessel 1 generated by the decompression or pressurization is performed by adjusting the drain valve 23a.
Also, it is electrically connected to the lid 1a, and controls opening and closing of the door.
The time in each step can be monitored via a clock (not shown).
[0028]
FIG. 2B is a schematic enlarged sectional view of the water tank 3.
As shown in FIG. 2 (b), for example, a plate-like wood 10a sinks in a water tank 3 having an aqueous phenol resin solution 31, and is coated with wood to prevent the wood 10a from floating, and a net 32 is formed. And a weight 33 are provided.
[0029]
The low molecular weight phenol resin used in the present invention preferably contains as many methylol groups as possible per unit phenol skeleton in order to increase the crosslink density contributing to curing.
That is, the average molecular weight of the phenol resin impregnated in the phenol resin impregnation step is preferably 200 to 500.
This means that if the average molecular weight is less than 200, the number of methylol groups contained per unit phenol skeleton is small, so that the crosslink density is small, the effect of hardening the molded wood is small, and the molded wood having a stable shape is provided. It becomes difficult to do so.
On the other hand, when the average molecular weight is larger than 500, the amount of the phenol resin retained on the cell wall of the woody material is reduced, and the effect of softening and hardening the woody material is small, and it is difficult to provide molded wood having a stable shape. Because.
[0030]
The concentration of the low-molecular-weight phenol resin in the aqueous phenol resin solution 31 is preferably 3 to 15% by weight, and more preferably 5 to 10% by weight. This is because, when the concentration of the phenolic resin is lower than 3% by weight, the amount of the phenolic resin retained on the cell wall of the woody material is reduced, and the shape of the molded wood is less fixed in the subsequent curing step, and has a stable shape. This is because it becomes difficult to form molded wood.
On the other hand, if it is higher than 15% by weight, the specific gravity of the obtained molded wood becomes too large.
[0031]
A method of impregnating wood material of phenol resin using the above impregnating apparatus will be described.
First, the lid 1a at the opening of the pressure vessel 1 is opened, the pressure vessel 1 is opened, and the water tank 3 is carried into the pressure vessel 1 and placed on the gantry 2.
Next, after closing the lid of the pressure vessel 1 and sealing the pressure vessel 1, the inside of the pressure vessel 1 is evacuated through the pipe 21 to reduce the pressure to, for example, about -740 mmHg on the basis of the atmospheric pressure. The depressurized state is maintained for 60 minutes, after which the exhaust valve 22a is adjusted to return to normal pressure by the pipe 22, and then the pressure inside the pressure vessel 1 is set to, for example, +8 kg / cm based on the atmospheric pressure.2  The phenolic resin is impregnated into the cell wall of the wood 10a by maintaining the pressurized state for about 10 minutes.
[0032]
In the case where wood powder is used, the phenol resin can be impregnated by omitting the steps of reducing pressure and increasing pressure in the above steps.
[0033]
Drying / softening process
FIG. 3 is a cross-sectional view of a blow dryer used in the drying and softening process.
The wood 10a after the phenol resin impregnation step is carried into a blow dryer so that the woods 10a do not contact each other, and blow drying is performed.
[0034]
In the present embodiment, drying is performed in the following three steps.
First, blast drying is performed at 30 ° C. The time for performing the blast drying is appropriately determined according to the size of the wood, and is about 24 hours. In addition, it is preferable that this blast drying step be as long as possible in order to prevent deformation or depression of wood due to rapid drying in the subsequent blast drying.
Next, blast drying is performed at 60 ° C. The time for performing the blast drying is also appropriately determined according to the size of the wood, but is about 48 hours.
Next, blast drying is performed at 80 ° C. The time for performing the blast drying is also appropriately determined according to the size of the wood, but is about 72 hours.
In addition, it is also possible to perform natural drying instead of the air drying at 30 ° C.
Further, if the drying is performed too rapidly at an excessively high temperature, the drying speed becomes too fast, and deformation such as warping or twisting of the wood or depression occurs, which is not preferable.
[0035]
Compression and curing process
FIG. 4A is a front view of the wood forming apparatus according to the present embodiment, and FIG. 4B is a side view of the wood forming apparatus.
The wood forming apparatus shown in FIG. 4 includes a press cylinder 41 attached and fixed to the upper outside of the forming chamber 40 by appropriate means, a piston rod 42 penetrating the peripheral wall of the forming chamber 40, and a tip end of the piston rod 42. A movable heater press plate 43 having a built-in heater 43a is provided.
In addition, a fixed heater press plate 45 having a built-in heater 45 a fixed to the gantry 44 is provided at a lower portion in the molding chamber 40.
[0036]
The control device 46 is connected to the press cylinder 41, the heater 43a built in the movable heater press plate 43, and the heater 45a built in the fixed heater press plate 45, and controls the press of the movable heater press plate 43 (for example, force). , Speed) and the temperature of the movable and fixed heater press plates (43, 45) via the heaters (43a, 45a).
[0037]
The compression molding is performed by sandwiching the dried and softened woody material 10a with a mold to form a pressed portion to be molded, and carrying the pressed portion to be molded into the above-described wood forming apparatus.
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a pressed portion to be formed.
As shown in FIG. 5A, the lower mold 7, the wood material 10a, the upper mold 8, and the spacer 9 are set in a metal frame 6 having a U-shaped groove, as shown in FIG. 5B. The pressed part 4 to be formed as described above is constituted.
On the opposing surface of the press die composed of the upper die 8 and the lower die 7, an uneven pattern (not shown) for transfer to a wood material is formed. The concavo-convex pattern of the upper mold 8 and the lower mold 7 has a concavo-convex pattern of an inverted shape. Therefore, when the opposing surfaces of the upper mold 8 and the lower mold 7 are combined, for example, the convex pattern of the upper mold 8 becomes lower. For example, it is formed so as to be fitted in a concave pattern.
The spacer 9 is for determining the thickness of the molded wood 10, and can be appropriately replaced according to the desired thickness of the molded wood 10.
[0038]
Next, a method of performing compression molding using the wood molding apparatus according to the present embodiment and curing the phenol resin to fix the shape of the molded wood will be described.
FIG. 6 is an enlarged view of a portion F in FIG.
First, as shown in FIG. 6A, a mold in which the wood 10a is not set is placed on the fixed heater press plate 45, and the movable heater press plate 43 is brought into contact with the mold. The mold is heated to, for example, about 160 ° C.
[0039]
Next, the mold is taken out of the wood forming apparatus, and the wood 10a of about 80 ° C. after heating and drying is set to form a pressed part 4 to be formed. As shown in FIG. The press-formed portion 4 is placed on the fixed heater press plate 45 thus set, and the wood 10a is heated.
[0040]
Next, as shown in FIG. 6 (c), the movable heater press plate 43 is lowered to press the spacer 9 of the press-formed part 4, and the movable and fixed heater press plates (43) are kept in the pressed state. , 45) is maintained at, for example, 160 ° C., and the wood 10a is heated, for example, for about 30 minutes.
[0041]
Through the above steps, the phenol resin impregnated in the cell walls of the wood 10a is cured, and the shape of the compression-molded wood 10a is fixed.
[0042]
Removal process
Next, the molded wood is taken out to reach the molded wood shown in FIG.
[0043]
The wood forming apparatus and the wood forming method according to the above-described embodiment have the following effects when using plate-like wood and wood powder as wood materials.
[0044]
When using plank wood
In this case, since the compression ratio is relatively uniform, it is possible to minimize the disadvantages such as surface or internal cracking, peeling, and tearing in the fiber direction of the formed wood while minimizing the disadvantages. The transferability of a pattern to wood can be improved, and stable quality can be achieved at a mass production level.
In addition, since the compression ratio to the wood is relatively uniform, the surface accuracy of the surface of the molded wood 10 is determined by the surface accuracy of the finish of the upper die 8 and the lower die 7, so that the quality can be stabilized without polishing later. Can be achieved.
Further, even if a crack occurs during compression molding, it can be fixed in the shape of the upper mold 8 and the lower mold 7 because it is restrained by the upper mold 8 and the lower mold 7.
In addition, the compression depth, the curvature, and the limitation of the compression ratio of the pattern to be transferred to the wood can be greatly improved, and the degree of freedom in design can be increased.
[0045]
When using wood powder
In this case, since the compression ratio is relatively uniform, the physical properties such as the strength of the molded wood are uniform, and the molded wood having stable quality can be formed.
Since the compression ratio is relatively uniform, there is little color unevenness in the portion darkened by the compression, and the subsequent colored coating becomes easy.
In addition, cracks and the like are less likely to occur as compared with wood, so that a large uneven pattern can be formed without difficulty.
[0046]
Second embodiment
In this embodiment, it is substantially the same as the first embodiment, but when plate-like wood is used as the wood material, the upper die 8 and the lower die 8 of the molded wood 10 are expanded in the horizontal direction at the time of pressing. Since there are cases where it is difficult to release the mold from the metal frame 7 and the metal frame 6, the pressed portion to be formed has the following structure.
FIG. 7A is a front view of the press-formed part 4 after compression as viewed from the direction A in FIG. 5B, and FIG. 7B is a view illustrating the pressed part 4 as viewed from the direction B in FIG. It is a side view after compression.
As shown in FIG. 7A, taking into account the difficulty in releasing the molded wood 10 after compression from the mold (including the mold frame 6 in addition to the upper mold 8 and the lower mold 7), In the groove 6, a taper having an angle x (for example, 2 degrees) is provided.
An opening 6a is provided on the bottom surface of the metal frame 6, and a height at which the molded wood 10 sandwiched between the upper die 8 and the lower die 7 can be inserted into the opening 6a and the lower die 7 can be pressed. The mold is released by using the protruding jig 15 having the projection 15a.
With the above structure, as shown in FIG. 8A, the metal frame 6 is set on the protruding jig 15 so that the protrusion 15a is inserted into the opening 6a. By lowering the metal frame 6, the lower mold 7 is pushed by the projection 15a, and the molded wood 10 sandwiched between the upper mold 8 and the lower mold 7 is pushed out of the metal frame 6. Thereafter, as shown in FIG. 8B, the molded wood 10 is released from the mold by separating the upper mold 8 and the lower mold 7 from each other.
[0047]
Third embodiment
This embodiment is also substantially the same as the first embodiment, but when plate-like wood is used as the wood material, the upper die 8 and the lower die 8 of the formed wood 10 are expanded in the horizontal direction at the time of pressing. Since it may be difficult to release the mold from the mold 7 and the metal frame 6, the pressed portion to be formed has a structure as shown below.
9 (a) is a plan view of the molded wood 10 sandwiched between the upper mold 8 and the lower mold 7, FIG. 9 (b) is a plan view of the wood of FIG. 9 (a), and FIG. 9 (c) is FIG. FIG. 3A is a side view as viewed from the direction D in FIG.
As shown in FIG. 9A, clamps 16 are installed in advance at, for example, four corners of the lower mold 7, and the lower mold 7 is fixed to the metal frame 6, and the wood 10a to be molded is also shown in FIG. 9B. As described above, a compression mold is formed by setting the clamp 16 on the lower die 7 using a die that has been formed so as to conform to the shape of the lower die 7 on which the clamp 16 has been formed and protrude from the dies (7, 8).
After the compression molding, a force is applied to a portion of the molded wood 10 that protrudes from the molds (7, 8), and is lifted upward to be released from the lower mold 7 fixed to the mold frame 6. Thereafter, the molded wood 10 is released from the mold by releasing the upper die 8.
[0048]
Fourth embodiment
This embodiment is also substantially the same as the first embodiment, but when plate-like wood is used as the wood material, the upper die 8 and the lower die 8 of the formed wood 10 are expanded in the horizontal direction at the time of pressing. Since it may be difficult to release the mold from the mold 7 and the metal frame 6, the pressed portion to be formed has a structure as shown below.
FIG. 10 shows a schematic configuration diagram of the molded wood 10 sandwiched between the upper die 8 and the lower die 7. The upper die 8 and the lower die 7 shown in FIG. 10 have openings (8a, 7a), respectively.
Then, after taking out the molded wood 10 sandwiched between the upper mold 8 and the lower mold 7 from the metal frame 6 in the same manner as in the second embodiment, it is inserted into the openings (8a, 7a) and the molded wood 10 is pressed. A protruding jig 15 having a protruding portion 15a having a height that can be used is used.
That is, the molded wood 10 sandwiched between the upper mold 8 and the lower mold 7 is set on the protruding jig 15 so that the protruding portion 15a is inserted into the opening (8a, 7a). By lowering the lower mold 7, the molded wood 10 is pushed by the projection 15 a, and the molded wood sandwiched between the upper mold 8 and the lower mold 7 is released from the lower mold 7. Similarly, by releasing the molded wood 10 from the upper mold, the molded wood 10 is released from the mold.
[0049]
Fifth embodiment
In the present embodiment, the structure is substantially the same as that of the first embodiment, but when wood powder is used as the wood material, the structure of the pressed portion to be formed has the following structure. FIG. 11A is a top view of the metal frame 6 used for wood powder, and FIG. 11B is a side view of FIG. 11A viewed from the direction E.
In the metal frame 6 shown in FIG. 11, a side plate 17 is attached to an open side surface of the metal frame 6 by a bolt or the like.
As shown in FIG. 11B, an opening 6 a is provided on the bottom surface of the metal frame 6, and similarly to the second embodiment, the molded wood 10 sandwiched between the upper mold 8 and the lower mold 7 is moved to the metal frame. 6 was taken out.
The structure described above is such that when wood powder is used, if the side surface of the metal frame 6 is open, the wood powder overflows from the open side surface. This is to prevent a change in the compression ratio due to unevenness of the compression ratio.
[0050]
Embodiments of the wood forming apparatus and the forming method of the present invention are not limited to the above description.
For example, the manufacturing conditions such as temperature and time in each step of the present invention include the type of tree that is the source of the wood material 10a, the size of the wood material 10a, the physical properties (specific gravity, moisture content, etc.) of the wood material 10a, and the like. Various conditions can be adopted.
Further, the compression molding direction is not limited to the direction described in the present embodiment, and compression molding can be performed in various directions.
The shape of the concavo-convex pattern to be transferred to the wooden material 10a is not particularly limited. For example, in addition to a pattern combining linear, curved, and lattice shapes, a symbol, a numeral, a character, and the like, and a combination thereof are used. There may be.
In the removal step, a mold release agent may be applied to a mold in advance in order to facilitate release of the molded wood. The release agent may be a mixture of soybean lecithin and toluene at a weight ratio of 1: 9.
[0051]
It is also effective to pre-compress before the compression and curing steps.
For example, after preliminarily compressing the plate-shaped wood in a direction different from the direction in which the compression molding is performed in the heated state, the compression and hardening steps in the present embodiment are performed.
Wood pre-compressed in the heated state is in a state where it is extremely easy to compression-mold.
Thereby, subsequent compression molding can be performed smoothly, that is, cracks, tears, and peeling can be reduced, and stable quality can be ensured. In addition, since pre-compression is performed before the forming press, the process is very efficient.
In addition, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0052]
【Example】
Hereinafter, an embodiment in which molded wood is formed using the wood molding apparatus according to the present invention will be described.
[0053]
First embodiment
First, using a cypress having a length in the R direction of 10 mm, a length in the L direction of 4.33 mm, and a length in the T direction of 1.3 mm, dynamics of wood at each temperature when impregnated with a phenol resin. The elastic modulus was measured.
[0054]
FIG. 12 is a graph of wood temperature and dynamic elastic modulus when impregnated with a phenol resin. The elastic modulus indicates a tensile elastic modulus in the R direction (radiation direction) of wood.
As shown in FIG. 12, the wood impregnated with phenol has a high elastic modulus up to about 50 ° C., but gradually decreases at a temperature of 50 ° C. or higher.
When the temperature reaches a temperature of about 130 ° C. or higher, the elastic modulus of the wood gradually increases, and when the temperature is about 160 ° C., the wood has a sufficient elastic modulus.
Thereby, in the drying and softening process of the present embodiment, the wood was blown and dried at 30 to 80 ° C., but it was confirmed that the wood was softened at the above temperature.
Further, in the curing step of the present embodiment, the wood impregnated with the phenol resin is heated at around 160 ° C., but it was confirmed that the wood impregnated with the phenol resin was cured at the temperature.
[0055]
Second embodiment
In the present embodiment, first, as a plate-like wood, perpok, Ramin, Meranti, Agathis, Poplar, Alder, Ayous, Unsugi, Radiata pine, Yonematsu, Rubber, Sen, Beech, Oak, Cedar, Hinoki, Japanese larch, Katsura And 19 types of natto were used, and a mixture of cedar and cypress having a size of 355 μm as wood powder was used, and compression molding was performed to form a concavo-convex pattern only on one side of the related art.
[0056]
Here, as the physical properties of the woody material used in this example, the total dry specific gravity, the air dry specific gravity, and the water content (%) were calculated.
[0057]
As a method of calculating the above physical property values, first, the length in the T direction (mm), the length in the R direction (mm), the length in the L direction (mm), and the total dry weight (g) of each wood in a completely dry state. Was measured, and the total dry specific gravity was calculated.
Next, for each wood, the length in the T direction (mm), the length in the R direction (mm), the length in the L direction (mm), and the dry weight (g) in the air-dried state were measured, and the air-dry specific gravity was calculated. .
Here, the L direction refers to a wood fiber (Textile) direction, the R direction refers to a radial direction, and the T direction refers to a tangential direction.
The completely dry state refers to a state in which the wood is dried at 100 to 110 ° C. until there is no change in weight, and the wood has almost no moisture absorbed.
The air-dried state refers to a state in which the air is dried in the air and contains moisture therein.
The above-mentioned total dry specific gravity and air dry specific gravity mean a value obtained by dividing a weight in a completely dry state or an air dry state by a volume.
[0058]
The moisture content u (%) is calculated by dividing the total dry weight by W0  , Air dry weight Wu  Then, it is calculated by the following equation (2).
[0059]
(Equation 2)
u (%) = ((Wu  -W0  ) / W0  ) × 100 (2)
[0060]
FIG. 13 shows the calculation results of the total dry specific gravity, the air dry specific gravity, and the moisture content in the air dry state.
FIG. 13 shows the weights of three samples of each wood in the air-dried state and the fully-dried state, dimensions in the T direction, the R direction, and the L direction, and measured the total dry specific gravity, the air dry specific gravity, and the water content. The calculated average is shown.
For wood powder, only the water content is shown.
[0061]
In the wood forming apparatus according to the present embodiment, only the concave and convex pattern of the upper mold 8 is transferred to one surface of the wood material using the wood material of the air-dried state shown in FIG. 13, as shown in FIG. Molded wood having an uneven pattern on one side was formed.
Here, the wood used in the compression molding has a length in the T direction of 49.0 (mm), a length in the R direction of 12 (mm), and a length in the L direction of 280 (mm). It was compression molded in the R direction (see FIG. 1A).
The length of the molded wood after compression molding is 49.0 (mm) in the length in the T direction, 6 (mm) in the flat portion in the R direction, and 280 (mm) in the L direction. Met.
The upper die 8 and the lower die 7 have a width (corresponding to the T direction) of 50 (mm), a thickness (corresponding to the R direction) of 12 (mm), and a length (corresponding to the L direction) of 300 (mm). The material used was made of aluminum.
The upper mold 8 used had an uneven pattern to be transferred to a wooden material, and the lower mold 7 used was a flat article having no uneven pattern.
[0062]
Next, the manufacturing conditions will be described.
Phenolic resin impregnation process
First, a water tank 3 in which wood is immersed in an aqueous phenol resin solution having a phenol resin concentration of 10% by weight is placed on the gantry 2 of the pressure vessel 1, and the pressure is reduced under a reduced pressure of about -740 mmHg with respect to the atmospheric pressure. 60 minutes, then +8 kg / cm based on atmospheric pressure2  The wood 10a was impregnated with the phenol resin for 10 minutes under moderate pressure.
Drying / softening process
Next, air drying was performed at 30 ° C. for 24 hours, at 60 ° C. for 48 hours, and at 80 ° C. for 72 hours using a blow dryer.
Compression and curing process
Next, the mold in a state where the wood material 10a is not set on the fixed heater press plate 45 is heated to, for example, about 160 ° C., and then the wood material 10a is set and the fixed material heated to 160 ° C. The wood material 10a was heated on the heater press plate 45.
Thereafter, the wooden material 10a is pressed by the movable heater press plate 43, and the wooden material 10a is heated for 30 minutes while maintaining the movable and fixed heater press plates (43, 45) at, for example, 160 ° C. in the pressed state. Fixation was performed.
Removal process
Next, the above-mentioned wood was taken out to form a shaped wood having an uneven pattern on one side as shown in FIG.
[0063]
Thereby, the result about each wood shown in FIG. 14 was obtained.
In FIG. 14, cracking is an evaluation of the surface and internal state of the molded wood after compression molding in the case where an uneven pattern is formed on only one side, including peeling, tearing in the fiber direction, and the like.
The color unevenness is an evaluation of the color unevenness in the surface state of the dark-colored molded wood after compression molding.
In addition, the transferability is an evaluation of how beautifully the concavo-convex pattern of the upper die 8 is transferred to the molded wood.
The evaluation of the phenol resin impregnating property is an evaluation of whether or not the phenol resin is easily impregnated.
As shown in FIG. 14, when only the uneven pattern formed on the upper mold 8 is transferred and the uneven pattern is formed only on one side, there are few woods having no cracks and good transferability, and also impregnated with a phenol resin. There were some cases where the application of compression molding was suitable and others which were not.
[0064]
For example, poplars, alders, wigs, and the like were evaluated as being suitable when mainly evaluated for cracking and transferability.
Others were unsuitable and cracked on the surface to varying degrees.
[0065]
Next, the wood forming apparatus and the forming method of the present invention were applied to the perpock and the mixed wood powder of cedar and hinoki among the above plate-like wood.
The manufacturing conditions are such that, instead of the flat lower mold, a lower mold 7 in which an inverted concavo-convex pattern is formed with respect to the concavo-convex pattern formed in the upper mold 8 is used. went.
As a result, after compression molding, a molded wood made of a good perpoc having no cracks on the surface and excellent in transferability was formed.
Also, with respect to the wood powder, good molded wood having excellent transferability without cracking or uneven color on the surface was formed.
According to the above embodiment, in compression molding by the conventional phenolic resin impregnation treatment, even in a difficult-to-apply wood material, the disadvantage such as cracking is suppressed to a minimum by the wood molding apparatus and the molding method according to the present invention, It can be seen that high quality molded wood can be formed.
[0066]
【The invention's effect】
According to the wood molding apparatus of the present invention, since the compression ratio by press molding to a wood material is relatively uniform, there are disadvantages such as surface or internal cracking, peeling, and fiber direction tearing of the molded wood after compression molding. Can be minimized, and the transferability of the pattern to the wood material can be improved.
Therefore, it is possible to greatly improve the compression depth, the curvature, and the like of the pattern to be transferred to the wood material, and to increase the degree of freedom in design.
Further, since the compression ratio by press-molding the wood material is relatively uniform, the physical properties such as the strength of the molded wood are uniform, and the molded wood having stable quality can be formed.
[0067]
According to the wood molding method of the present invention, since the compression ratio by press molding to a wood material is relatively uniform, there are disadvantages such as surface or internal cracking, peeling, and fiber direction tearing of the molded wood after compression molding. Can be minimized, and stable quality can be achieved at the mass production level.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a perspective view showing an example of molded wood according to the present invention, and FIG. 1 (b) is a schematic enlarged sectional view taken along line AA of FIG. 1 (a). .
FIG. 2 (a) is a schematic configuration diagram of an impregnation device of the present embodiment, and FIG. 2 (b) is a schematic enlarged sectional view of the water tank of FIG. 2 (a).
FIG. 3 is a sectional view of a blow dryer used in a drying / softening step.
FIG. 4 (a) is a front view of a wood forming apparatus according to the present embodiment, and FIG. 4 (b) is a side view of the wood forming apparatus.
FIG. 5A is a perspective view illustrating a configuration of a pressed section before setting, and FIG. 5B is a perspective view illustrating a configuration of a pressed section after setting.
FIG. 6 is an enlarged view of a portion F in FIG. 4 (a).
7A and 7B show a second embodiment, and FIG. 7A is a front view of a pressed portion to be formed as viewed from a direction A in FIG. 5B, and FIG. FIG. 5B is a side view after the compression of the pressed portion to be formed as viewed in the direction B in FIG.
FIG. 8 shows an example of a method for releasing molded wood.
FIG. 9 shows a third embodiment, FIG. 9 (a) is a plan view of molded wood sandwiched between an upper mold and a lower mold, and FIG. 9 (b) is a view of wood used. FIG. 9C is a plan view, and FIG. 9C is a side view as viewed from the direction D in FIG.
FIG. 10 shows the fourth embodiment, and shows one configuration example of a pressed portion to be formed when plate-like wood is used.
FIG. 11 shows the fifth embodiment, and shows one configuration example of a metal frame when using wood powder.
FIG. 12 is a graph showing the temperature and dynamic elastic modulus of wood impregnated with a phenolic resin.
FIG. 13 shows the calculation results of the total dry specific gravity, the air dry specific gravity, and the water content (%) of the woody material used in this example.
FIG. 14 shows an evaluation result when an uneven pattern is formed only on one surface.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pressure vessel, 1a ... Lid, 2 ... Stand, 3 ... Water tank, 4 ... Molding press part, 6 ... Metal frame, 7 ... Lower mold, 8 ... Upper mold, 9 ... Spacer, 10 ... Molded wood, 10a ... Woody material (wood, wood powder), 11 flat part, 12 convex pattern, 15 projecting jig, 15a projecting part, 16 clamp, 17 side plate, 20, 46 control device, 21, 22, 23 ... piping, 22a, 23a ... valve, 30 ... compressor, 31 ... phenolic resin aqueous solution, 32 ... net, 33 ... weight, 41 ... press cylinder, 42 ... piston rod, 43 ... movable heater press plate, 43a ... heater, 44 ... Stand, 45 fixed heater press plate, 45a heater.

Claims (5)

フェノール樹脂を含浸し、軟化した木質材料へ転写する凹凸模様を有する一対のプレス金型と、
前記木質材料を挟んだ前記一対のプレス金型を収容し、かつ、離型のための突き出し治具を挿入し得る開口部を備えた金枠と、
前記金枠との間に前記一対のプレス金型を挟むスペーサと
を有する被プレス部と、
前記被プレス部の前記金枠および前記スペーサをプレスするプレス部とを有し、
前記一対のプレス金型は、一方のプレス金型の凹部と、他方のプレス金型の凸部とが略重なり合う互いに反転形状の凹凸模様を有している
木材成形装置。
A pair of press dies having an uneven pattern to be impregnated with phenolic resin and transferred to softened wood material,
A metal frame having an opening in which the pair of press dies sandwiching the wood material is accommodated, and in which a projecting jig for release can be inserted;
A spacer for sandwiching the pair of press dies between the metal frame and
A pressed portion having
A press unit for pressing the metal frame and the spacer of the pressed portion,
A wood forming apparatus, wherein the pair of press dies has a concavo-convex pattern in which a concave portion of one press die and a convex portion of the other press die substantially overlap each other.
前記木質材料を所定の温度に加熱して、圧縮成形後の木質材料を硬化させて形状固定を行う加熱手段をさらに有する
請求項1記載の木材成形装置。
The wood forming apparatus according to claim 1, further comprising a heating unit configured to heat the wood material to a predetermined temperature to harden the wood material after compression molding to fix a shape.
フェノール樹脂を木質材料に含浸させる含浸工程と、
前記フェノール樹脂を含浸した木質材料を加熱して軟化させる軟化工程と、
前記木質材料を加熱状態として当該木質材料の凹凸模様を形成するための圧縮方向とは異なる方向に圧縮する予備圧縮工程と、
前記木質材料を少なくとも両面から圧縮して、木質材料の両面に凹凸模様を形成する圧縮工程と、
前記木質材料を圧縮状態のままで加熱して硬化させる硬化工程とを有し、
形状固定後の成形木材の厚さがその内部において略均一であり、凸部模様が形成される面と対向する他方の面に、反転形状の凹部模様を有する成形木材を形成する
木材成形方法。
An impregnation step of impregnating the wood material with the phenolic resin,
A softening step of heating and softening the wood material impregnated with the phenolic resin,
A pre-compression step of compressing the wood material in a heating state and compressing the wood material in a direction different from a compression direction for forming an uneven pattern of the wood material,
A compression step of compressing the wood material from at least both sides to form an uneven pattern on both surfaces of the wood material;
A curing step of heating and curing the wood material in a compressed state,
A method of forming wood, wherein the thickness of the formed wood after fixing the shape is substantially uniform inside the wood, and the formed wood has an inverted concave pattern on the other surface opposite to the surface on which the convex pattern is formed.
前記含浸工程において、
平均分子量が200〜500の低分子量フェノール樹脂を木質材料に含浸させる
請求項3記載の木材成形方法。
In the impregnation step,
The wood molding method according to claim 3, wherein the wood material is impregnated with a low molecular weight phenol resin having an average molecular weight of 200 to 500.
前記含浸工程において、
低分子量フェノール樹脂の濃度が3〜15重量%の水溶液に木質材料を浸漬させて、フェノール樹脂を含浸させる
請求項記載の木材成形方法。
In the impregnation step,
The wood molding method according to claim 4 , wherein the wood material is immersed in an aqueous solution having a low molecular weight phenol resin concentration of 3 to 15% by weight to impregnate the phenol resin .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5403384B2 (en) * 2007-10-02 2014-01-29 株式会社 孔官堂 Incense burning composition and method for producing the same
CN103395108A (en) * 2013-07-30 2013-11-20 苏州香山工坊营造工程有限公司 Embossing preparation process of wood for solid-wood doors and windows
WO2017130957A1 (en) * 2016-01-27 2017-08-03 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Method for molding plant-based material, and molded body
CN109500974B (en) * 2018-11-16 2021-03-02 福建农林大学 A kind of processing method of big-eyed wooden slippers

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010155394A (en) * 2008-12-26 2010-07-15 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Method for producing molding of vegetable material and molding obtained by the method

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