CN101648398B

CN101648398B - 电开关盒及/或电插座盒的面板及其制造方法

Info

Publication number: CN101648398B
Application number: CN2009103069756A
Authority: CN
Inventors: 骆宇红
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2029-09-14
Also published as: CN101648398A

Abstract

本发明涉及一种电开关盒及/或电插座盒的面板及其制造方法，该方法步骤如下：微波烘干步骤，将选用的木材切割成所需的尺寸后放入微波烘干装置进行烘干以使木材含水量降至质量百分比12％以下；浸渍步骤，将烘干后的木材置入预先配好的浸渍液中浸渍，使浸渍液充分渗入木材中；高温烘干步骤，将浸渍后的木材送入高温烘干设备进行烘干，获得可供机加工的坯料；成型步骤，按照面板所要求的尺寸规格，对坯料进行机械加工，成型出面板。本发明通过对木材进行改性处理，提高了木材强度和阻燃效果，可用于制造符合国家对于电工产品的强制性认证标准的电开关盒及/或电插座盒的面板；同时，每块木制面板还独具木材的自然纹理及颜色，更为个性化更为美观。

Description

电开关盒及/或电插座盒的面板及其制造方法

技术领域

本发明涉及电开关盒及/或电插座盒领域，尤其是指电开关盒及/或电插座盒的面板及其制造方法。

背景技术

装于墙壁上的电开关盒、电插座盒通常是采用塑料制成的。在当前环境日益恶化以及全球资源的枯竭的背景下，使得消费者及厂商更加注意环保型产品，同时因个性化家庭装修装饰的需求，塑料面板的开关凸显单调，刻板，经过一段时间还会发黄，虽然厂家做了一些革新尝试，比如面板外框镀彩色，但仍难改变这一缺点。

尤其是在资源日益匮乏的今天，开发使用可再生资源成为必选之路。其中，木材具有可再生及可降解的环保特性，而且具有自然美观的纹理及颜色，使人对木材产生的强烈亲和感受，同时因木材的优良材料学特性，如易加工性，强重比高，热绝缘性，电绝缘性等一系列优点，使得木材的应用非常广泛。相应地，电开关盒、电插座盒生产厂商也开始研究以木材来制造电开关盒、电插座盒，主要又是用木材来制造露在外部的面板，但是，木材具有易燃性以及湿胀干缩性，而且密度较小，导致强度也存在一定的不足，这都使得直接应用木材制作的电开关盒、电插座盒的面板难以达到电工产品所要求的安全性指标。因此，目前的一些电开关盒及电插座盒的面板只是在外框等远离内部电路的部位使用木材，而在面板中部的按键及插孔等部位仍使用塑料以满足安全性要求，这使得木材利用率不够，而且使面板外观的整体性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种电开关盒及/或电插座盒的面板制造方法，以使木制面板达到电工产品的安全性指标。

本发明进一步所要解决的技术问题是，提供一种电开关盒及/或电插座盒的面板，其能利用木材制得，并符合电工产品安全性指标要求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种电开关盒及/或电插座盒的面板制造方法，包括如下步骤：

微波烘干步骤，选用密度≥0.65g/cm³的硬木，将选用的木材切割成所需的尺寸，再将切割好的木材放入微波烘干装置进行微波烘干20～30min，以使木材含水量降至质量百分比12%以下；

浸渍步骤，将烘干后的木材置入预先配好的浸渍液中浸渍，使浸渍液充分渗入木材中，所述浸渍液选用如下配方中的任意一个：

配方一：0.8～1.2质量份酚醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂，其中，酚醛树脂中固体的质量百分含量33%～70%，PH值6.9～8.7、相对黏度3.5～4.7；0.8～1.2质量份丙烯酸酯乳液：固体质量百分含量38%～45%；0.8～1.5质量份硅溶胶：固体质量百分含量35%～40%；

配方二：2.2～3.2质量份FRW型阻燃剂、1～1.2质量份丙烯酸酯乳液、1～1.5质量份硅溶胶；

高温烘干步骤，将浸渍后的木材再送入高温烘干设备进行烘干，即获得可供机加工的坯料；

成型步骤，按照面板所要求的尺寸规格，对所得坯料进行机械加工，成型出面板。

另一方面，本发明还提供如下技术方案：一种电开关盒及/或电插座盒的面板制造方法，包括如下步骤：

微波烘干步骤，选用密度＜0.65g/cm³的软木，将选用的木材切割成所需的尺寸，再将切割好的木材放入微波烘干装置进行微波烘干15～23min，以使木材含水量降至质量百分比12%以下；

配方一：0.8～1.2质量份脲醛树脂或间苯二酚树脂，其中，脲醛树脂中的固体质量百分含量35%，工业级，黏度210mPa.s；0.8～1.2质量份丙烯酸酯乳液，固体质量百分含量38%～45%；1～2.2质量份硅溶胶，固体质量百分含量35%～40%；

配方二：1质量份苯乙烯+2～2.5质量份FRW型阻燃剂+1质量份硅溶胶+适量交联剂；

配方三：1质量份甲基丙烯酸甲酯+2质量份FRW型阻燃剂+1质量份硅溶胶+适量交联剂；

配方四：1质量份醋酸乙烯+2质量份FRW型阻燃剂+1质量份硅溶胶+适量交联剂；

配方五：1质量份丙烯腈+2质量份FRW型阻燃剂+1质量份硅溶胶+适量交联剂；

配方六：1质量份不饱和聚酯+2质量份FRW型阻燃剂+1质量份硅溶胶+适量交联剂；

压密步骤：将已浸渍的木材用微波加热装置加热至90～110℃，并使用热压机在160～190℃的温度下进行热压，把木材的体积压缩至压缩前的55%～75%；

进一步地，浸渍步骤中，将待处理木材浸泡在浸渍液中，还进一步使用超声波发生器，把超声波板直接压在工件上4～12min，通过超声波振动，使浸渍液最大限度地进入木材内部，并促使浸渍液在木材细胞中分布均匀，以获得更好的注入率。

进一步地，浸渍步骤之前还先对已微波烘干的木材进行如下抽提处理步骤：根据木材属种依次用酒精、丙酮和戊烷溶剂逐级过度置换并气干，以除去堵塞或半堵塞于木材的传导组织中的树胶及沉积物，提高木材的总体渗透性。

进一步地，高温烘干步骤中，烘干温度为105～150℃，烘干时间为1h～3h。

另一方面，本发明还提供一种采用上述任意一项所述的方法制得的电开关盒及/或电插座盒的面板。

进一步地，所述面板的背面设有若干用于组装相应配件的凹槽以及若干用于将所述面板固定至相应的电开关盒体及/或电插座盒体上的卡扣。

本发明的有益效果如下：本发明通过对木材进行改性处理，提高了木材的强度和阻燃效果，从而可用于制造电开关盒及/或电插座盒的面板，且制得的面板可通过国家对于电工产品的强制性认证标准；同时，木制的面板还独具木材的自然纹理及颜色，更为个性化，更为美观；本发明可更充分利用速生及小径木材，变废为宝，增加了低档木材的利用率，减少了木材的浪费。

附图说明

图1是本发明方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种电开关盒及/或电插座盒的面板及其制造方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤：

微波烘干步骤，将选用的木材切割成所需的尺寸，再将切割好的木材放入微波烘干装置进行烘干以使木材含水量降至质量百分比12%以下；

浸渍步骤，将烘干后的木材置入预先配好的浸渍液中浸渍，使浸渍液充分渗入木材中；

高温烘干步骤，将浸渍后的木材再送入高温烘干设备进行烘干，即获得可供机加工的坯料，一般地，其烘干温度为105～150℃，烘干时间为1h～3h；

其中，上述微波烘干步骤中，首先就涉及到选材，一般可采用如下两种木材：

硬木（主要为阔叶材），含水率：25%～40%，其制件尺寸：600×100×17（单位：mm）；

软木（主要为针叶材），含水率：25%～40%，其制件尺寸：650×180×25（单位：mm）。

木材材质上的差异会导致后续处理步骤上的一些不同，后续将详细说明。

微波烘干原理是采用微波辐射（频率很高，波长范围1～1000mm的电磁波）使木材细胞及细胞壁内的水分子极化，产生热量，使其自行蒸发溢出，达到烘干的目的。微波干燥有干燥速度快，干燥后木材含水率均匀，木材干缩变形小，并具有防蛀，防霉的作用。虽然微波烘干设备投入较大，但对于本发明采用的小规格材料而言，这无疑是较好的选择。

本发明的实施例中，采用的微波烘干设备是3KW微波烘箱，烘箱尺寸（内腔）：600×800×900（单位：mm）

至于微波烘干的时间，视木材的不同而稍有不同，当选用密度≥0.65g/cm³的硬木时，其微波烘干的时间为20～30min；而若选用密度＜0.65g/cm³的软木，其微波烘干的时间为15～23min。

在浸渍步骤中，因木材细胞内部结构差异较大，所以浸渍液的配方须因材而异，当选用的木材是硬木时，可根据情况采用如下浸渍液配方之一：

配方一

0.8～1.2质量份酚醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂，其中，酚醛树脂中固体的质量百分含量33%～70%，PH值6.9～8.7、相对黏度3.5～4.7，这两种树脂效果上的区别在于经三聚氰胺甲醛树脂处理后的材料光洁度较酚醛树脂处理材要高，具体根据生产要求来调整；

0.8～1.2质量份丙烯酸酯乳液：其固体质量百分含量38%～45%；

0.8～1.5质量份硅溶胶：其固体质量百分含量35%～40%。

上述三种组分的优选质量份用量比为1：1：1。

配方二

2.2～3.2质量份FRW型阻燃剂；

1～1.2质量份丙烯酸酯乳液；

1～1.5质量份硅溶胶。

上述三种组分的优选质量份用量比为3（FRW型阻燃剂）：1（丙烯酸酯乳液）：1（硅溶胶）。

对于密度≥0.85g/cm³的木材，采用上述配方二可更着重于提高材料的阻燃效果。

而当选用的木材是密度＜0.65g/cm³的软木时，则可根据情况选择使用如下浸渍液配方：

配方一

0.8～1.2质量份脲醛树脂或间苯二酚树脂，其中，脲醛树脂中的固体质量百分含量35%，工业级，黏度210mPa.s；

0.8～1.2质量份丙烯酸酯乳液，固体质量百分含量38%～45%；

1～2.2质量份硅溶胶，固体质量百分含量35%～40%。

上述三种组分的优选质量份用量比为1（脲醛树脂或间苯二酚树脂）：1（丙烯酸酯乳液）：2（硅溶胶）。

配方二

1质量份苯乙烯+2～2.5质量份FRW型阻燃剂+1质量份硅溶胶+适量交联剂；

配方三

1质量份甲基丙烯酸甲酯+2质量份FRW型阻燃剂+1质量份硅溶胶+适量交联剂；

配方四

1质量份醋酸乙烯+2质量份FRW型阻燃剂+1质量份硅溶胶+适量交联剂；

配方五

1质量份丙烯腈+2质量份FRW型阻燃剂+1质量份硅溶胶+适量交联剂；

配方六

1质量份不饱和聚酯+2质量份FRW型阻燃剂+1质量份硅溶胶+适量交联剂。

上述针对软木的配方二～六具有塑化效果，可根据生产要求选择，其中的交联剂使用量极小，一般无须专门确定其配比比例。

上述各配方中的主要组分在浸渍时作用如下：

酚醛树脂、脲醛树脂：木材中的化学成分与浸渍液中的树脂发生了化学作用，改变了木素，纤维素化学键间原有的结合方式，以树脂为桥交联起来即以树脂中的-NHCH₂OH与木材基团反应后，由于侧基-NH取代了纤维素间的氢基，获得稳定的结构，增强木材的抗热解性能和力学性能。

硅溶胶：经浸渍木材的细胞腔及细胞间隙中浸有大量的二氧化硅及高分子树脂，耐高温的二氧化硅可有效地延缓热量传递，隔绝木材与氧气的接触，阻止了可燃气体的产生和溢出，纤维素只能脱水炭化，从而起到了阻燃的目的，实验结果浸渍材料氧指数OI≧32%属于难燃材料；同时，硅溶胶的羟基与纤维素作用，物理填充，化学键合形成了新的化学键和氢键，因而增强了木材纤维素骨架的硬度，韧性和抗压能力，经对杨木浸渍处理的结果与未处理杨木相比，顺纹、弦向、径向抗压强度分别提高了78%、82.1%、108.46%。

浸渍步骤中，为提高浸渍效果，还可在将待处理木材浸泡在浸渍液时，进一步使用超声波发生器，把超声波板直接压在工件上4～12min，通过超声波振动，使浸渍液最大限度地进入木材内部，并促使浸渍液在木材细胞中分布均匀，以获得更好的注入率。

进一步地，在浸渍步骤将待处理木材浸泡在浸渍液之前还先对已微波烘干的木材进行如下抽提处理步骤：根据木材属种依次用酒精、丙酮和戊烷溶剂逐级过度置换并气干，以除去堵塞或半堵塞于木材的导管和纹孔等传导组织中的树胶及沉积物，提高木材的总体渗透性，例如对于杉木、马尾松等木材进行抽提处理后，渗透率可比未处理材大10%～20%。

当选用软木来制造面板时，在浸渍步骤与高温烘干步骤之间还需增加进行如下压密步骤：将已浸渍的木材用微波加热装置加热至90～110℃，并使用热压机进行热压，把木材的体积压缩至压缩前的55%～75%。

软木经过浸渍处理后密度虽可达0.65～0.8g/cm³，但仍然不能满足制作电开关盒、电插座盒的面板的强度要求，因此，需再进行软木压密处理，目前对于软木也有热压压密处理技术，其是在浸渍容器中用橡皮包裹木材通过真空压力将木材压密，而本发明是将已浸渍未烘干的软木用微波加热至90～110℃，再经热压机热板在160～190℃下热压，把木材中木素的体积压缩，在木材体积压缩至55%～75%时，木材获得最大的物理密度及力学性能。与现有的软木压密技术相比，优点是可较快获得较大的压缩度及更好的硬度和物理性能。下表即反应了加拿大枫木经压缩后密度及力学性能变化：

成型步骤即是利用经上述各步骤处理过的木材来机械加工形成最终的面板，主要的加工包括：

1、根据面板的尺寸规格来切割木材，一般地，电开关盒、电插座盒的面板的外型尺寸为：（96～100）×(96～100)×(10～12)mm±0.1mm；为凸显木材自然美观的纹理，面板尺寸较现在的塑料面板尺寸（86×86×8mm）加大且加厚。另外，因木材在加热及潮湿的环境中会收缩或膨胀，经烘干定型后木材的弦切，径切方向在自然环境中会有10%～20%的变形度。虽然经过浸渍处理后木材的抗胀缩率（ASE）会提高70%左右，但仍然还会有一定的变形。因此，木材尺寸不能过大，经过以上配方处理过的木材在极热自然环境（55℃）和极湿（空气湿度﹥90%）的胀缩率小于1%。因此外型尺寸小于100mm时的弦、径向变形小于1mm，不会影响安全使用。

2、内部加工：加工形成面板卡扣以便将面板组装至相应的盒体上，此外，在面板内侧面还加工出若干凹槽以组装一些相应配件，其内部内凹最薄处应保证至少有3mm，凹槽采用工字型内凹，边框最窄为7～9mm，工字型内凹可以最大限度的减少木材薄处的面积。保证了面板的使用强度，而且工字型内凹从顺纹方向破坏了木材纤维的连接，使木材不会因厚薄差异过大而产生开裂或变形；经过以上浸渍液处理过的木材，弦径向的胀缩率趋于一致，因此不会产生整体瓦变变形。对于电开关盒来说，面板上对于需安装于按键处需挖空，一般可使用小于0.5mm锯条厚度的吊线锯锯切，不仅保证了表面木纹的美观连贯性，并且利用锯切取出的木块来加工出按键的外盖板，一般地，单按键尺寸为51.5×67.5×9mm，双按键的每个键尺寸为51.5×33.2×9mm，三按键的每个键尺寸51.5×22.2×9mm；而对于电插座盒来说，对于各插孔需开设通孔，有些电插座盒也在面板上设按键，相应的加工可参照制造电开关盒面板时针对按键的加工。

3、组装配件，将卡扣胶结于面板背面的小凹槽内，将塑料内壳呈工字型与面板工字型内凹相对应装配，整体厚度7mm。

Claims

1.一种电开关盒及/或电插座盒的面板制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的电开关盒及/或电插座盒的面板制造方法，其特征在于：浸渍步骤中，将待处理木材浸泡在浸渍液中，还进一步使用超声波发生器，把超声波板直接压在工件上4～12min，通过超声波振动，使浸渍液最大限度地进入木材内部，并促使浸渍液在木材细胞中分布均匀，以获得更好的注入率。

3.如权利要求2所述的电开关盒及/或电插座盒的面板制造方法，其特征在于：浸渍步骤之前还先对已微波烘干的木材进行如下抽提处理步骤：根据木材属种依次用酒精、丙酮和戊烷溶剂逐级过度置换并气干，以除去堵塞或半堵塞于木材的传导组织中的树胶及沉积物，提高木材的总体渗透性。

4.如权利要求1所述的电开关盒及/或电插座盒的面板制造方法，其特征在于：高温烘干步骤中，烘干温度为105～150℃，烘干时间为1h～3h。

5.一种电开关盒及/或电插座盒的面板制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

配方一：0.8～1.2质量份脲醛树脂或间苯二酚树脂，其中，脲醛树脂中的固体质量百分含量35%，工业级，黏度210mPa·s；0.8～1.2质量份丙烯酸酯乳液，固体质量百分含量38%～45%；1～2.2质量份硅溶胶，固体质量百分含量35%～40%；

6.如权利要求5所述的电开关盒及/或电插座盒的面板制造方法，其特征在于：浸渍步骤中，将待处理木材浸泡在浸渍液中，还进一步使用超声波发生器，把超声波板直接压在工件上4～12min，通过超声波振动，使浸渍液最大限度地进入木材内部，并促使浸渍液在木材细胞中分布均匀，以获得更好的注入率。

7.如权利要求5所述的电开关盒及/或电插座盒的面板制造方法，其特征在于：浸渍步骤之前还先对已微波烘干的木材进行如下抽提处理步骤：根据木材属种依次用酒精、丙酮和戊烷溶剂逐级过度置换并气干，以除去堵塞或半堵塞于木材的传导组织中的树胶及沉积物，提高木材的总体渗透性。

8.如权利要求5所述的电开关盒及/或电插座盒的面板制造方法，其特征在于：高温烘干步骤中，烘干温度为105～150℃，烘干时间为1h～3h。

9.一种采用权利要求1～8中任意一项所述的方法制得的电开关盒及/或电插座盒的面板。

10.如权利要求9所述的电开关盒及/或电插座盒的面板，其特征在于：所述面板的背面设有若干用于组装相应配件的凹槽以及若干用于将所述面板固定至相应的电开关盒体及/或电插座盒体上的卡扣。