CN101804766A - 采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其主要内容包括：制品以废纸制品或植物纤维或废纸制品与植物纤维的混合料及添加的防水剂为主体原料，并依据制品幅面的大小、造形的凸凹量及外观的仿制效果，采用纤维浆模压成形法或纤维素模压成形法制造的——仿雕塑造型、或联底衬、边框整体成形的、内表面随装饰外表面凸凹起伏的、壁厚均匀、密度相等的仿浮雕等类似制品。本发明不仅制造成本低，生产效率高，仿真效果好，而且可收旧利废，节省资源，保护环境，美化人们生活。本发明还可推广应用于立体地图、室内装修形材及带有凸凹造型的各种装饰材料的工业化生产。

Description

采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法

技术领域：本发明涉及工艺美术品中的浮雕或仿浮雕类制品及其制造方法，特别涉及一种用废纸纤维或植物纤维模压成形的仿浮雕类制品及其制造方法。

背景技术：现有技术中，各种浮雕制品主要以骨、木、玉、石及金属、玻璃为原料，经设计、选料、大量的人工雕塑和底衬、边框的加工、装配及表面处理后形成最终制品。由于这种传统的浮雕制品及制造方法，多以天然原料和手工雕塑而成，因原料稀少，工艺复杂，至使此类制品造价昂贵，难以形成规模生产和大众消费。为此，近年来出现了以塑料、树脂、玻璃钢、低熔点合金和锯末、中密度板及农作物秸秆为原料，采用各种方法生产的仿浮雕制品。这些仿制品虽在降低原料成本，提高生产效率，丰富浮雕品种等方面取得了一定成效，但就本发明内容所涉及的-以锯末、中密度板及农作物秸秆为原料制造的仿浮雕制品及其制造方法，还存在一定的质量和工艺缺欠，现引证说明如下：

一、中国专利CN1058175A公开的《一种锯末浮雕制品及其制造方法》，是将锯末与多种粘合剂的混合物堆积在薄板上，晾干后，经人工雕塑、打磨和表面装饰后制成。这种制品和方法的缺欠是：1、锯末颗粒较大，用粘合剂粘合、晾干后雕塑加工，表面过于粗糙，外观效果较差；2、制品仅靠粘合锯末和自然堆积而成，材料密度较低且不均匀；雕塑后外表面凸凹起伏，背面平贴于薄板，造成制品主体壁厚不均。不仅增加了材料消耗和制品重量，而且在环境温度、湿度变化时，由于制品各部位壁厚不均，缩、胀率不一致，造成局部开裂或整体变形；3、沿用手工雕塑的传统方式，效率低，成本高，难以实现工业化生产。

二、中国专利CN1037902C公开的《一种仿古仿欧装饰浮雕产品及制造方法》，是将锯末、农作物秸秆及多种粘合、固化剂的混合物，浇注于仅能成形制品外表面的一侧模具中，且在内外表面附着一层玻璃纤维，经模具振动和背面抹平后成形，再经烘干固化和表面装饰后制成。这种制品和方法的缺欠是：1、虽用模具成形取代了人工雕塑；通过模具振动提高了材料密度；但用粘合锯末、农作物秸秆和玻璃纤维混合物形成的制品表面更加粗糙，缺乏仿真效果；2、采用外表面的一侧模具成形、背面抹平的方法，制品的主体壁厚仍不均匀；3、需添加多种粘合剂、固化剂和玻璃纤维等多种化工原料，提高了材料成本，增加了有害物质的排放。三、中国专利CN00130729公开的《一种用中密度纤维板作为基材制造纤维模压制品的方法》，是将经过活化、软化处理的中密度板，放入具有制品内、外表面的模具中热压成形，再经固化和表面处理制成。这种制品和方法的缺欠是：1、中密度板材质坚硬，韧性较差，虽经活化和软化处理，但材料组织仍受原结构和原形态限制，成形中的流动量和延伸率极为有限，一般仅限于凸凹量小于5cm且过渡圆滑的制品生产，无法制造凸、凹量较大的浮雕类制品；2、由于中密度板可塑性小、流动性差，模压成形中极易造成板材脱层或断裂，在凸凹处产生较大应力甚至开裂、变形；3、以中密度板为原料，需经过中密度板成形、再用中密度板模压制品的两次成形，工序复杂，成本较高等等。

综上所述，本发明所涉及的相关制品及其制造方法，还存在着一定的质量和工艺缺欠，难以形成大规模生产和低价格销售，还需进一步的改进和完善。

发明目的：本发明所述的采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法的目的，旨在克服现有技术中存在的缺欠，从而提供一种采用植物纤维模压成形的、壁厚均匀、密度相等、物美价廉、坚固轻盈的仿浮雕类制品及一种以废纸制品、废木质纤维为原料，可实现低成本、高效率、大批量生产的制造方法。

附图说明：1、采用纤维浆模压成形法制造的仿浮雕类制品端面结构示意图；

2、采用纤维素模压成形法制造的仿浮雕类制品端面结构示意图；

附图中：1-制品主体；2-雕塑造形；3-底衬；4-边框；

5-内表面；6-外表面；7-壁厚；8-背板；9-支撑物。

技术方案：本发明所述的采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法的技术方案，分别由仿浮雕类制品和制造方法两个部分组成，其主要内容包括：

一、采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其制品特征在于：以废纸制品或植物纤维或废纸制品与植物纤维的混合料(每种均可)及添加的防水剂为制品主体1的原辅材料，采用模压工艺成形的——仿雕塑造形2、或联同仿雕塑造形和底衬3、或联同仿雕塑造形、底衬及边框4整体成形的、主体内表面5随装饰外表面6凸凹起伏的、壁厚7均匀、密度相等的仿浮雕等类似制品。

采用植物纤维成形的仿浮雕类制品的背面，可装配覆盖内表面的背板8；背板与内表面间，可设置一侧为平面、另一侧带有制品内表面形状的支撑物9。

采用植物纤维成形的仿浮雕类制品，可利用凸凹模形成的内、外表面不同的粗糙度，仿制不同材质的外观效果，内、外表面均可选作为制品的外表面。

二、本发明所述的采用植物纤维成形的仿浮雕类制品，其制造方法须依据制品的壁厚和幅面的大小、造形的凸凹量及外观的仿制效果而定，由此还涉及了——纤维浆模压成形法和纤维素模压成形法两种制造方法，其技术方案是：

I)用于中、小型的仿浮雕类制品生产的纤维浆模压成形法，其特征在于：将废纸制品或植物纤维或废纸制品与植物纤维的混用料(每种均可)送入打浆机，添加适量的水和防水剂，经过机械搅拌调制成粥状纤维浆；然后，将成形模具中用于吸附纤维浆且带有制品外成形面的凹模(仅以凹模成形制品外表面，凸模成形制品内表面举例说明，反之亦然)浸于浆池；设于凹模中的气室在真空泵的作用下，通过由若干个自气室通往凹模成形面的气孔和覆盖成形面的过滤网组成的输气系统，将纤维浆吸附于凹模成形面后回程，与带有制品内成形面的凸模合拢，挤出水分并压制成形；凸凹模分离后，空压机再通过输气系统对成形纤维进行气动脱模，获得制品毛坯；经烘干或晾干后，用带有制品内外成形面的整形模具热压定形；再经过表面修饰涂装及配件安装后形成最终制品。

II)用于大型或特大型仿浮雕类制品生产的纤维素模压成形法其特征在于：采用现有技术中——干法、湿法或其它生产各种密度板、纤维板、刨花板等复合板材的主要原辅材料和工艺制造。所用原辅料经前道工序加工后，在压制成形中，采用带有制品内、外成形面的凸、凹模或采用一侧带有制品外成形面的凸模或凹模、另一侧为平面状的模具，将添加防水剂的植物纤维素及填充料热压成制品毛坯：失效定形后，再经表面修饰、涂装及配件安装形成最终制品。

采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其原辅材料特征在于：

采用纤维浆模压成形法制造的仿浮雕类制品，其产成品的主体原料组成和百分含量为：废纸纤维或植物纤维或废纸纤维与植物纤维的混合料(每种均可)为-90～96％；防水剂为-4～9％，其中：松香1.6～1.9％；石蜡0.15～0.18％；碳酸钠0.013～0.018％；羧甲纤维素0.0006～0.0008％；并含有适量的防腐剂等。

采用纤维素模压成形法制造的仿浮雕类制品，其产成品的主体原料组成和百分含量为：现有技术中——干法、湿法或其它生产各种密度板、纤维板、刨花板等复合板材的原辅料为-90～96％；防水剂-4～9％；并含有适量防腐剂等。

采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其成形模具特征在于：

纤维浆模压成形法所用的成形模具中，一般用于吸附纤维浆的凹模带有制品的外表成形面；凸模带有与凹模保持均匀间隙的成形面(现仅以凹模成形外表面、凸模成形内表面举例说明，反之亦然)，以获得壁厚均匀的制品。其中，吸附纤维浆的凹模成形面上，覆盖有随成形面凸凹起伏、目数为20#～80#的过滤网；凹模成形面设有若干个通往凹模气室的气孔，凹模气室分别与真空泵、空压机连通，形成凹模吸附、脱模的输气系统。整形模具的凹模亦带有与凸模保持均匀间隙的成形面，但不设输气系统，整形模具或压力机下方需设加热装置。

纤维素模压成形法成形模具的最佳制造方案是：凸、凹模成形面由多个模块拼接而成，通过不同方式的拼装组合，可用少量模块生产多种造型的制品。

采用植物纤维成形的仿浮雕类制品所采用的制造方法，还可推广应用于立体地形图、室内装修形材、装饰图案及各种带有凸凹造型的装饰产品的生产。

有益效果：采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法的有益效果如下：

1、以废纸制品、废木料、树木枝杈和农作物秸秆为原料，使废弃物得到充分利用。材料来源广泛，价廉易得，可节省资源，保护环境，美化人们生活。

2、材料的结合是通过纤维的聚合效应和机械压合而成，减少了粘合剂等各种化工原料的使用，降低了有害物质的排放，有助于提高人们的健康水平。

3、采用了的凸凹模等壁厚成形，使制品的密度相等，壁厚均匀，避免了因制品壁厚、密度不一致引起的开裂和变形，并减少了材料消耗和制品重量。

4、简化了制品的结构和制造工艺，降低了加工成本，提高了生产效率。

5、通过对原料、模具及工艺的调整，可仿制不同材质的外观效果。

6、可有效地解决和适应复杂造型、高档外观效果装饰品的工业化生产。

7、纸浆模塑厂或人造板厂不增加任何设备即可投产，投资小，见效快。

8、制品自动降解，不污染环境，可多次回收利用作为再生产的原料等。

实施例1：用于中小型仿浮雕类制品生产的纤维浆模压成形法。所用设备为：打浆机、纸浆成形机、压力机、真空泵和空压机及烘干、涂装等设备。生产每种造形的制品，需要配备成形模具、整形模具各一套，每套模具均由凸、凹模两部分组成。现以附图1为例，说明纤维浆模压成形法的生产过程及制品特点：

I)以废弃的旧纸张、纸板、纸箱、纸浆等-即废纸制品为原料；或以废弃料、碎木块、树皮枝杈、刨花、锯末及农作物秸秆等制备的原浆板-即植物纤维为原料；或以废纸制品与植物纤维的混用料为原料，上述的每种原料均可；

II)将原料送入打浆机，加入适量的水，通过打浆机的机械搅动作用，把原料打碎、分解后，按比例添加适量的防水剂，并根据制品外观效果所需的材料密度、表层硬度和表面光泽度，将其调制成相应浓度和酸硷度的粥状纤维浆；

III)纸浆成形机将成形模具中，用于吸附纤维浆且带有制品外成形面的凹模(仅以凹模成形制品外表面、凸模成形制品内表面举例说明，反之亦然)浸没于浆池。凹模成形面中的气室在真空泵负压得作用下，通过由若干个自气室通往凹模成形面的气孔及覆盖于凹模成形面的过滤网组成的输气系统，将纤维浆均匀的吸附在成形面后，纸浆成形机带动凹模浮出浆池，与带有制品内成形面的凸模合拢，挤出水分并压制成形后分离。空压机再通过输气系统，对压制成形的植物纤维进行气动脱模，形成制品毛坯，放在带有通风孔的托板上搬运周转；

VI)制品毛坯烘干、晾干后，再用整形模具热压定形，以提高制品的材料密度、表层硬度和表面光泽度，并消除毛坯干燥后形成的收缩痕迹和翘曲变形；

V)最后经表面修整、喷涂、和装饰处理及配件的安装后，形成最终制品。

纤维浆模压成形法及制品的主要特点：1、纤维浆在吸附成形中几乎无流动障碍，造形凸凹量可达38cm；2、吸附到一定厚度时模具过滤网便自然堵塞，故材料分布均匀且无应力；3、纤维浆经等间隙模压成形后壁厚均匀、密度相等；4、调整原料配比、纤维浆浓度及成形压力等，可仿制不同材质的外观效果。缺点是：吸附厚度较薄，一般为1～8mm，且密度较低。受其限制，制品幅面不能做的过大，一般不超过100x180cm。否则吸附不成形率、毛坯破损率及使用损坏率明显上升。因此大型或特大型制品应采用纤维素模压成形法制做。

实施例2用于大型或特大型仿浮雕类制品生产的纤维素模压成形法。所用设备为：现有技术中，干法、湿法或其它生产各种密度板、纤维板，刨花板及复合板材的设备。另外，生产每种造形的制品需要配备成形模具一套，每套模具由凸、凹模组成或一侧带有外成形面、另一侧为平面模板组成。一般凹模带有制品的外成形面；凸模带有与凹模保持均匀间隙的内成形面(现仅以凹模成形外表面、凸模成形内表面举例说明，反之亦然)，以获得均匀的制品壁厚。考虑到成形面积大，模具造价高，凸凹模的最佳制造方案是采用多个模块拼接而成。不仅便于装卸和储存，降低模具造价和加工难度；还可综合多种制品的造形进行标准化统筹设计，从相近、相似、相同的造形元素分中分解出可参与多种造形的通用模块，再通过模块不同方式的拼装组合，以达到用少量模块生产多种制品的目的。现以附图2为例，说明纤维素模压成形法的生产过程及制品特点：

用于大型或特大型仿浮雕类制品生产的纤维素模压成形法，可采用现有技术中——干法、湿法或其它生产各种密度板、纤维板、刨花板等复合板材的主要原辅材料和工艺制做。其特征在于：所用原辅材料经前期工序加工后，在压制成形中，采用带有制品内、外成形面的凸、凹模或一侧带有制品外成形面的凸模或凹模、另一侧为平模板的模具，将添加防水剂的植物纤维和填充料，热压成制品毛坯；失效定形后，经表面修饰、涂装及配件安装后形成最终制品。

纤维素模压成形法及制品的主要特点是：1、制品的面积可以做的较大，密度也较高；2、制品表面具有较高的硬度和光泽度；3、通过对原辅料的配比及压力、温度及模具表面粗糙度的调整，可仿制多种材料的外观效果。4、可制造较大的壁厚和较高的整体强度，可省略背板和支撑垫，同样具有较高的整体强度。但缺点是：投资规模较大；制品造形的凸凹量较小，一般仅为2cm-8cm。

Claims (8)

1.本发明内容所述的采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其主要内容包括：

I)采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其制品特征在于：以废纸制品或植物纤维或废纸制品与植物纤维的混合料(每种均可)及添加的防水剂为制品主体的原、辅材料，采用模压工艺成形的——仿雕塑造形、或联同仿雕塑造形和底衬、或联同仿雕塑造形、底衬及边框整体成形的、主体内表面随装饰外表面凸凹起伏的、壁厚均匀、密度相等的仿浮雕等类似制品。

II)采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其制造方法一是：用于中、小型仿浮雕类制品生产的纤维浆模压成形法，其特征在于：将废纸制品或植物纤维或废纸制品与植物纤维的混合料送入打浆机，添加适量的水和防水剂，经过机械搅拌，调制成粥状纤维浆；然后，将成形模具中用于吸附纤维浆且带有制品外成形面的凹模(现仅以凹模成形制品外表面、凸模成形制品内表面举例说明，反之亦然。)浸于浆池；设于凹模中的气室在真空泵的作用下，通过由若干个自气室通往凹模成形面的气孔和覆盖成形面的过滤网组成的输气系统，将纤维浆吸附于凹模成形面后回程，与带有制品内成形面的凸模合拢，挤出水分并压制成形；凸、凹模分离后，空压机再通过输气系统对成形纤维进行气动脱模，获得制品毛坯；经烘干或晾干后，用带有制品内、外成形面的整形模具热压定形；再经过表面修饰、涂装及配件安装后便形成最终制品。

III)采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其制造方法二是：用于大型或特大型仿浮雕类制品生产的纤维素模压成形法。基本采用现有技术中——干法、湿法或其它生产各种密度板、纤维板、刨花板等复合板材的主要原料和工艺制造。其特征在于：所用原辅料经前期各道工序加工后，在压制成形中，采用带有制品内、外成形面的凸、凹模或采用一侧带有制品外成形面的凸模或凹模、另一侧为平面状的模具，将添加防水剂的植物纤维及填充料热压成制品毛坯：失效定形后，再经表面修饰、涂装及配件安装形成最终制品。

2.按权力要求1所述的采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其中，采用纤维浆模压成形法制造的仿浮雕类制品，其制品原辅材料的特征在于，产成品的主体原料组成和百分含量为：废纸纤维或植物纤维或废纸纤维与植物纤维混合料(每种均可)为-90～96％；防水剂为-4～9％，其中：松香1.6～1.9％；石蜡0.15～0.18％；碳酸钠0.013～0.018％；羧甲纤维0.0006～0.0008％；并含有适量的防腐剂等。

3.按权力要求1所述的采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其中，采用纤维素模压成形法制造的仿浮雕类制品，其制品原辅材的料特征在于，产成品的主体原料组成和百分含量为：现有技术中——干法、湿法或其它生产各种密度板、纤维板、刨花板等复合板材的原材料为-90～96％；防水剂为-4～9％；并含有适量防腐剂等。

4.按权力要求1所述的采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其特征在于：采用植物纤维成形的仿浮雕类制品背面可装配覆盖内表面的背板；背板与内表面间可设置一侧为平面、另一侧带有制品内表面形状的支撑物。

5.按权力要求1所述的采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其特征在于：采用植物纤维成形的仿浮雕类制品，可利用凸、凹模所形成的不同粗糙度的内、外表面，仿制各种不同材质的外观效果，内、外表面均可选作制品的外表面。

6.按权力要求1所述的采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其用于纤维浆模压成形法的模具特征在于：生产每种造形的制品，需要配备成形模具、整形模具各一套，每套模具由凸、凹模两部分组成。其中，成形模具中，一般用于吸附纤维浆的凹模带有制品的外表成形面；凸模带有与凹模保持均匀间隙的成形面(仅以凹模成形外表面、凸模成形内表面举例说明，反之亦然)，以获得壁厚均匀的制品。另外，吸附纤维浆的凹模成形面上，覆盖有随成形面凸凹起伏、目数为20#～80#的过滤网；凹模成形面设有若干个通往凹模气室的气孔，凹模气室分别与真空泵、空压机连通，形成凹模吸附、脱模的输气系统。整形模具中的凹模，带有与凸模保持均匀间隙的成形面，但不设输气系统，整形模具或压力机下方需设加热装置。

7.按权力要求1所述的采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其用于纤维素模压成形法的模具特征在于：成形模具采用带有制品内、外成形面的凸、凹模或采用一侧带有制品外成形面的凸模或凹模、另一侧为平面状的模具。成形模具的最佳制造方案是：凸、凹模的成形面应采用多个模块拼接而成，通过模块不同方式的拼装、组合，可用少量模块生产出多种造型的制品。

8.按权力要求1所述的采用植物纤维成形的仿浮雕类制品及其制造方法，其特征在于：制造植物纤维成形的仿浮雕类制品所采用的纤维浆模压成形法或纤维素模压成形法，还可推广应用于立体地形图、室内装修形材、装饰图案及各种带有凸凹造型的多种装饰产品的生产。

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