[发明专利]新型材料及其生产工艺

说明书

本发明涉及一种用来生产具有可控的弯曲性质的木材的工艺。该工艺可以用来生产一种具有高弹性度和高度的弯曲能力的木材。所得到的木材可以容易地变形成想要的形状，此后还能以一种简单的方式固定此一形状，致使该木材重新获得正常的弯曲性质，同时该形状已经永久地改变了。本发明还涉及一种已经用上面提到的工艺生产的木材。

发明的背景

人类从远古时代起就已经使用由弯曲的木材制成的结构和物品。由于木材是坚硬的材料，所以在成形和弯曲之前必须使木材软化，以便木材不致开裂。传统上，此一软化曾经用加热来实现，要不然的活，用加热和潮湿(例如用水蒸气)的组合来实现。木材还曾经通过用化学品，诸如氨、聚乙二醇和吡啶之类，浸渍它来软化。

在现代，具有高度弯曲和成形柔曲性的改性木材也已经被开发出来。一种工艺基于粘合起来形成层积结构的薄木材圆盘，该结构的挠曲性大于未加工的木材的挠曲性。此一工艺的例子在JP，A，9/70804和JP，A，7/246605中描述。然而，在这些文件中描述的材料的柔曲性全都不能完全令人满意。与弯曲步骤有关需要加热。最后，在已经发生想要的变形之后该木材不能恢复其正常的刚度。因而需要改进的工艺，用以暂时地提高木材的弹性并用以在发生了想要的弯曲之后把此一弹性再次降低到正常水平。

发明概要

现在已经发现，借助于包括以下步骤的工艺，有可能大大提高散孔木材的弹性和可弯性：a)供给散孔木材的样品；以及b)用至少500bar的压力均匀地压制a)中的样品。

通过把该木材样品在一种液体中浸渍一段时间，该段时间长得足以使该液体能渗透整个该木材样品，然后干燥该样品，再次提高该刚度。发明的详细描述定义：

这里使用的“均匀压制”一词涉及用沿空间中的所有方向大小相等的压力来压制。用这种性质的压力来压制木材在WO 95/13908中描述。“散孔木材”是其中脉管均匀分布并且在整个年轮上有着几乎均一的尺寸的木材。有散孔木材的树木的例子是桤树、山杨、桦树、山毛榉、槭树、桉树、加拿大糖槭、新疆白桦、欧亚槭、红花槭、多花蓝果树、胶皮枫香树、脂杨、欧洲水青冈、Banksia prionotes和Banksiailicifolia。

“木材样品(wood specimen)”一词在这里用来简称散孔木材的样品。一个“复合木材样品”指的是这样一个样品，该样品包括若干个较小的散孔木材样品，后者已经在构成的样品中平行于纤维的方向地粘合在一起。原则上，适用于木材的大多数类型的胶在生产复合木材样品时都可以使用。可以提到的例子是冷水胶、热熔胶、溶剂基胶、乳化液基胶以及有着一种或两种组分的聚合基胶。特别是可以使用含有聚乙酸乙烯酯乳化液、PVC、聚苯乙烯、尿素、蜜胺、蜜胺甲醛、苯酚和聚氨酯的胶。根据给定的条件选择适用的胶类型对于本专业的技术人员是很简单的。

“液体”一词在这里用来简称一种能够渗透散孔木材的液体。这种液体的例子是水和按1/100～100/1的重量比率的亚麻籽油/松节油。该液体还可以包含诸如染料之类的其他物质和提高防腐性和耐火性的物质。

下面将参照附图更详细地描述本发明，在诸附图中：

图1示出如何靠根据权利要求1的工艺来改变弹性；

图2A示出一个已经直接从树干切下的圆盘。图2B示出该圆盘的水平横截面。画出了年轮。图2C(以水平横截面)示出该圆盘结合在水中的浸渍的成形，而图2D示出在干燥之后得到的碗形物的水平横截面。

图3示出可以如何通过均匀地压制锯切并粘合成特定图案的散孔木材来生产具有高弹性度的复合木材样品。在此一图中完全画出了年轮；以及

图4示出使用由已经借助于根据本发明的工艺提高了其弹性的散孔木材样品生产的复合木材样品的弯曲实验的结果。图5简要地介绍用来测定根据本发明的木材的弹性模量的设备。该测定依据欧洲标准EN 310来进行。

图6～图8是表示作为挠度的函数的力的图。图7和图8公开了针对本发明的木材的结果，而图6给出未经均匀地压制的木材的结果。

发明的详细描述

如上面已经指出的那样，本发明基于以下意外的发现，即在用至少500bar的压力均匀地压制木材之后散孔木材样品的弹性大大提高。没有把本发明依赖于任何具体的原理，假定在均匀压制之后弹性的提高是由于相当大并在散孔木材中均匀分布的脉管或管孔以有序的结构瘪塌。纤维的强度似乎未改变，因为破坏纤维所需的力与普通木材相同。因而不是在所有的方向都出现提高了的弹性。