CN103862620B - 一种天然木皮模内复合注塑构件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种天然木皮模内复合注塑构件及其制作方法，该天然木皮模内复合注塑构件从外到里依次为木皮层、粘结胶层、支撑层和塑料基底，该天然木皮模内复合注塑构件的制作方法如下：采用天然木材切片并经过先进的柔化处理和复合技术制作复合木皮，然后再根据构件的表面结构形状要求，采用合适的木皮三维预成形技术进行成形，再放入专门的注塑模具内进行注塑成型，复合木皮就与塑料基底实现了永久结合，得到具有天然木质表面的塑料构件。本发明由于具有天然木材无可比拟的独特外观和经典价值，以及容易实现的注塑结构，因此可以应用于高级汽车内饰和各类高端消费电子产品等诸多领域，提高产品整体价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然木皮模内复合注塑构件及其制作方法。
背景技术
塑料构件的表面整体装饰现有多种工艺技术，包括常见的喷涂、电镀、热转印、水转印、移印、烫印、模内装饰等，这些装饰都是对塑料构件表面进行涂层装饰，这些涂层包含塑料膜底材和油墨、涂料、连结剂等，都不是天然材料。其中，用热转印、模内装饰和水转印等工艺技术可以在塑料构件表面生成仿木图案和纹理装饰，是目前塑料构件表面仿木纹装饰常用的工艺，这些工艺都要采用相应的印刷膜，即热转印膜、模内装饰膜和水转印膜，这类装饰膜一般都是采用凹印方法，在带有底涂的PET、PC（常用厚度为25um~380um）等基膜上印刷各类木纹膜，然后利用各自的工艺将这些膜或膜上的图案和纹理复合或转移到塑料构件的表面，有的还需要继续进行后续的表面处理如喷漆等。以上这些工艺做出来的全都是印刷的木纹，而不是天然木质及其纹理。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种天然木皮模内复合注塑构件及其制作方法，将天然木材经过选料、切片、预处理、拼接及复合、冲切及成形、模内注塑等工序，实现复合木皮与塑料基底永久结合，得到具有极高附加值的塑料结构装饰件。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种天然木皮模内复合注塑构件，其从外到里依次为木皮层、粘结胶层、支撑层和塑料基底，该天然木皮模内复合注塑构件的的制作方法包括以下步骤：
（1）木皮的制备：以自然树木为原料，经选材、裁断得到预定长度的原木，原木经过脱水、脱脂、防腐处理，然后根据纹理排列要求进行切片，成为预定尺寸规格和厚度的木皮；
（2）木皮的柔化：先将切片得到的木皮进一步脱水处理，脱水后的木皮内部会留下许许多多的空穴，再通过干浸或浸涂技术将高分子树脂充填到这些空穴中，提高了木皮的柔韧性；
（3）木皮的拼接与复合：按预定的拼接排版方式，通过粘结胶将多片木皮拼接并固定于支撑层的外表面上，形成了复合木皮；
（4）复合木皮的成形：当注塑构件的外表面是二维表面时，复合木皮按照注塑模具的型腔大小下料；当注塑构件的外表面是三维表面时，若是简单的三维表面，复合木皮先剪切下料，再进行三维预成形以与型腔相吻合，若是复杂的三维表面，复合木皮先进行三维预成形以与型腔相吻合，再进行切边以去除多余边料；
（5）模内复合注塑成型：将成形好的复合木皮放入注塑模具内并固定住，合模注塑，即可实现复合木皮与塑料基底的永久贴合，得到具有天然木皮表面的塑料装饰结构件。
优选的，所述支撑层与塑料基底之间设置有接着层，具体制作时将接着剂涂覆于复合木皮的内表面上，具体是支撑层的内表面上，即支撑层朝向塑料基底的面。
优选的，所述接着层为透明接着层。
优选的，所述木皮层为半透光木皮，所述粘结胶层为透明胶层，所述支撑层为透明支撑层，所述塑料基底为透明塑料基底。
优选的，所述透明支撑层的两表面或任一表面上设置有留出预定透光区域的遮蔽层，具体制作时将预定透光区域镂空留白，余下区域全部用油墨印刷遮盖或涂料涂布遮盖。
优选的，所述原木的切片方式采用平切和纵切中的任一种或两种的组合，所述木皮的拼接排版方式采用镜像对拼、同向拼接、掉头拼接和菱花拼接中的任一种或多种的组合，所述复合木皮的三维预成形方法采用凹凸模热压成型、高压热空气成型和正负差压吸塑成型中的任一种。
优选的，所述支撑层为无纺布、塑料薄膜或金属铝薄板，其中无纺布为PP无纺布、PE无纺布或PET无纺布，塑料薄膜为PP薄膜、PET薄膜、ABS薄膜、PC薄膜或PC/ABS薄膜。
优选的，在步骤（5）中，在成形好的复合木皮外表面上通过热熔胶预先黏贴固定标牌、标志或标识，然后将成形好的复合木皮放入注塑模具内并固定住，再合模注塑，即可得到既带有嵌入标牌、标志或标识且又具有天然木皮表面的塑料装饰结构件。
优选的，该天然木皮模内复合注塑构件的具体制作工艺还包括步骤（6）产品表面喷漆：对塑料装饰结构件表面进行喷漆处理。
本发明采用天然木材切片并经过先进的柔化处理和复合技术制作复合木皮，然后再根据构件的表面结构形状要求，采用合适的木皮三维预成形技术进行成形，再放入专门的注塑模具内进行注塑成型，复合木皮就与塑料基底实现了永久结合，得到具有天然木质表面的塑料构件。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：它具有天然木材的经典价值，包括木材特有的纹理、色泽和触感，每一个构件的木质表面都是独一无二的，而利用注塑工艺得到的塑料基底，可以方便实现具有满足装配要求和一定机械强度要求的各类结构要素如固定卡扣、螺丝柱等以及复杂的三维结构，这些结构要素是全部采用原木无法实现的，本发明将天然原木的高附加值与塑料的易成型低成本合理结合起来，使用切片木皮使得天然木材的利用率达到最大。
本发明由于具有天然木材无可比拟的独特外观和经典价值，以及容易实现的注塑结构，因此可以应用于各类消费电子领域产品如笔记本电脑外壳、手机外壳、家用电器面板等，以及汽车的高级内装饰件，高档包装容器、各类精品等等，提高产品整体价值。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例一的构造示意图。
图2为原木两种切片方式的对比示意图。
图3为木皮柔化处理的原理示意图。
图4为木皮四种拼接排版方式的对比示意图。
图5为复合木皮的构造示意图。
图6为复合木皮简单三维预成形及切边的过程示意图。
图7为复合木皮复杂三维预成形及切边的过程示意图。
图8为模内复合注塑成品的构造示意图。
图9为本发明实施例二的构造示意图。
图10为本发明实施例三的剖面示意图。
图11为本发明实施例四的一种剖面示意图。
图12为本发明实施例四的另一种剖面示意图。
图13为本发明实施例五的构造示意图。
图14为本发明实施例七的剖面示意图。
图中：1-木皮层，1-3-复合木皮，2-粘结胶层，3-支撑层，4-接着层，5-塑料基底，5-1-不透明塑料，5-2-透明塑料，6-遮蔽层，7-标牌、标志或标识，8-热熔胶，11-水分子，12-空穴，13-高分子树脂，A-平切，B-纵切，C-年轮纹理，L-光源，T-透光区域，a-镜像对拼，b-同向拼接，c-掉头拼接，d-菱花拼接。
具体实施方式
实施例一：如图1所示，一种天然木皮模内复合注塑构件，其从外到里依次为木皮层1、粘结胶层2、支撑层3和塑料基底5；该天然木皮模内复合注塑构件的具体制作工艺包括以下步骤：
（1）木皮的制备：以各种自然树木为原料，经选材、裁断得到预定长度的原木，原木经过脱水、脱脂、防腐等各类处理，然后根据纹理排列要求进行切片，成为预定尺寸规格和厚度的木皮；
（2）木皮的柔化：先将切片得到的木皮进一步脱水处理，脱水后的木皮内部会留下许许多多的空穴12，再通过干浸或浸涂技术将高分子树脂13充填到这些空穴12中，提高了木皮的柔韧性；
（3）木皮的拼接与复合：按预定的拼接排版方式，通过粘结胶将多片木皮拼接并固定于支撑层3的外表面上，形成了如图5所示的复合木皮；
（4）复合木皮1-3的成形：当注塑构件的外表面是二维表面时，复合木皮1-3按照注塑模具的型腔大小下料；当注塑构件的外表面是三维表面时，如图6所示，若是简单的三维表面，复合木皮先剪切下料，再进行三维预成形以与型腔相吻合，如图7所示，若是复杂的三维表面，复合木皮先进行三维预成形以与型腔相吻合，再进行切边以去除多余边料；
（5）模内复合注塑成型：如图8所示，将成形好的复合木皮1-3放入注塑模具内并固定住，合模注塑，即可实现复合木皮1-3与塑料基底5的永久贴合，得到具有天然木皮表面的塑料装饰结构件。
在步骤（1）中，对于易感染细菌的原木还包括抗菌处理。如图2所示，所述原木的切片方式采用平切A和纵切B中的任一种或两种的组合，其中平切A是刀具沿原木径向切片，因此采用平切A方法得到的木皮，其年轮纹理C呈较规则的接近平行的排列，纵切B则是沿原木圆周弦向切削，因此得到的大多是不规则的年轮纹理C，同种木材用两种不同的切片方法切片得到的木皮，其外观及视觉效果会有极大的不同。本发明采用的木皮厚度为0.2~0.6mm。
在步骤（2）中，虽然天然木皮具有独一无二的表面纹理和色泽，但是其机械强度及韧性差，极易折伤、断裂或开裂，无法满足大多数塑料装饰构件的三维表面的覆盖工艺要求和最终产品的使用要求，因此本发明采用的木皮是经过特殊柔化处理的木皮。如图3所示，其主要方法是先将切片得到的木皮进一步脱水处理，这样在脱水后的木皮内部会留下许许多多的空穴12，通过干浸或浸涂技术将高分子树脂13充填到这些空穴12中，使原木皮的柔韧性得以大大提高，这样就能满足本发明后续成形工序的需求。
在步骤（3）中，由于天然木材有一定的大小，因此切片得到的木皮大小也是有限的，本发明采用拼接的木皮以满足不同大小的实际要求，拼接的排版有多种方式，甚至可以按照特定的花样拼接，也可以不同种的木皮互相拼接，得到特殊效果的木皮。如图4所示，本发明的木皮拼接排版方式采用镜像对拼a、同向拼接b、掉头拼接c和菱花拼接d中的任一种或多种的组合。
在步骤（3）中，如图5所示，本发明利用支撑层3通过粘结胶层2来固定和拼接木皮，支撑层3是有一定厚度的薄片，可以是无纺布、塑料薄膜和金属铝薄板，其中无纺布为PP无纺布、PE无纺布或PET无纺布等，塑料薄膜为PP薄膜、PET薄膜、ABS薄膜、PC薄膜或PC/ABS薄膜等，本发明的支撑层3厚度为0.1~0.6mm。
在步骤（4）中，大多数的塑料装饰构件的外表面都是具有三维结构的表面，只有少数是简单的二维或简单弧形的表面，对于简单表面，复合木皮可以不用预先进行三维成形，只要按照注塑模具的型腔大小下料，然后直接放入型腔即可进行模内复合注塑成型；但对于具有三维形状的表面，复合木皮就需要预先进行三维成形以达到与型腔的吻合，这样才能得到完美的模内木皮复合的塑料构件。
本发明采用的复合木皮的三维预成形方法采用凹凸模热压成型、高压热空气成型和正负差压吸塑成型中的任一种，通过专门的模具设计和成形条件设定对复合木皮进行三维成形。三维外形边缘的切边有两种方案：如图6所示，第一种方案是对复合木皮预先切边，可采用激光、刀模或冲压模具等进行，然后进行三维成形得到需要的三维复合木皮，这种方案可以实现简单三维外形的成形，比如没有侧壁深度拉延等；如图7所示，第二种方案是先对一张足够大小的复合木皮进行三维成形，然后去除多余边料，同样可以采用激光、刀模或冲压模来完成，这种方案可以得到具有精确内、外边缘的较复杂的三维复合木皮。
在步骤（5）中，如图8所示，将成形好的复合木皮1-3放入注塑模具内，这一操作可以通过人工或机械手完成，利用外形或设计的定位要素如挂耳等，将复合木皮1-3固定于模具的型腔或模具内其它专门设计的固定机构上，合模注塑，即可实现复合木皮1-3与塑料基底5的永久贴合，得到具有天然木皮表面的塑料装饰结构件。
实施例二：如图9所示，该天然木皮模内复合注塑构件的复合木皮与塑料基底5更为牢靠地结合，其与实施例一的区别在于：所述支撑层3与塑料基底5之间设置有接着层4；具体制作时：在步骤（3）、步骤（4）或步骤（5）中，将接着剂涂覆于复合木皮的内表面上，具体是支撑层3的内表面上（即支撑层3朝向塑料基底5的面）。
实施例三：如图10所示，该天然木皮模内复合注塑构件具有整体表面透光的功能，其与实施例二的区别在于：所述木皮层1为半透光木皮，所述粘结胶层2为透明胶层，所述支撑层3为透明支撑层，所述接着层4为透明接着层，所述塑料基底5为透明塑料基底。当然，所述接着层4也可以去掉。
由于本发明采用的木皮可以做到最薄0.2mm的厚度，许多皮木在这样的厚度时具有半透光的特征，因此采用透明胶层和透明支撑层进行复合的木皮就可以得到半透明效果的复合木皮，如果在注塑构件内侧放置有发光装置（光源L），那么注塑构件就可以产生整个表面透光的效果。
实施例四：如图11~12所示，该天然木皮模内复合注塑构件具有局部表面透光的功能，其与实施例三的区别在于：所述透明支撑层的两表面或任一表面上设置有留出预定透光区域T的遮蔽层6，具体制作时：可以在木皮与支撑层3复合前，将预定透光区域T镂空留白，如标牌、标志、标识或其它特定显示区域等，余下区域全部用油墨印刷遮盖或涂料涂布遮盖；也可以在复合后的支撑层3内表面上进行以上处理，并在遮蔽层6（墨层或涂层）的内表面上增加接着层4。当然，所述接着层4也可以去掉。
由于本发明采用的木皮可以做到最薄0.2mm的厚度，许多皮木在这样的厚度时具有半透光的特征，因此采用透明胶层、透明支撑层和遮蔽层6进行复合的木皮就可以得到局部半透明效果的复合木皮，如果在注塑构件内侧放置有发光装置，那么注塑构件就可以产生局部表面半透光的效果。局部半透可以实现注塑构件表面上的标牌、标志、标识或其它特定显示区域在背光时呈现亮光的效果，提升附加值和品牌。
实施例五：该天然木皮模内复合注塑构件也具有局部表面透光的功能，其与实施例四的区别在于：所述支撑层3与塑料基底5之间不设有接着层4。
实施例六：如图13所示，该天然木皮模内复合注塑构件也具有半透光效果，其与实施例五的区别在于：在步骤（5）中，所述合模注塑的注塑成型方法采用双色注塑成型方法，即塑料基底5采用两种颜色的物料进行注塑，如透明塑料5-2（ABS、PC、PMMA等）和这些相容类的不透明塑料5-1。当然，所述遮蔽层6也可以去掉。
实施例七：如图14所示，该天然木皮模内复合注塑构件与其他实施例的区别在于：在步骤（5）中，在成形好的复合木皮1-3外表面上按照设计的位置通过热熔胶8预先黏贴固定各类标牌、标志或标识7，如电铸商标、铝标牌、薄膜印刷标牌等，然后将成形好的复合木皮1-3放入注塑模具内并固定住，再合模注塑，即可得到既带有嵌入标牌、标志或标识且又具有天然木皮表面的塑料装饰结构件，提升产品形象和附加值。
实施例八：该天然木皮模内复合注塑构件与其他实施例的区别在于：还进行步骤（6）产品表面喷漆：对塑料装饰结构件表面进行喷漆处理，包括高光或哑光聚氨酯透明或调色漆，提高产品表面物性和增加附加值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种天然木皮模内复合注塑构件的制作方法，其特征在于，该天然木皮模内复合注塑构件从外到里依次为木皮层、粘结胶层、支撑层和塑料基底，所述支撑层通过粘结胶层来固定和拼接木皮层，所述支撑层为无纺布、塑料薄膜或金属铝薄板，其中无纺布为PP无纺布、PE无纺布或PET无纺布，塑料薄膜为PP薄膜、PET薄膜、ABS薄膜、PC薄膜或PC/ABS薄膜；该天然木皮模内复合注塑构件的具体制作工艺包括以下步骤：
（1）木皮的制备：以自然树木为原料，经选材、裁断得到预定长度的原木，原木经过脱水、脱脂、防腐处理，然后根据纹理排列要求进行切片，成为预定尺寸规格和厚度的木皮；所述原木的切片方式采用平切和纵切中的任一种或两种的组合；
（2）木皮的柔化：先将切片得到的木皮进一步脱水处理，脱水后的木皮内部会留下许许多多的空穴，再通过干浸或浸涂技术将高分子树脂充填到这些空穴中，提高了木皮的柔韧性；
（3）木皮的拼接与复合：按预定的拼接排版方式，通过粘结胶将多片木皮拼接并固定于支撑层的外表面上，形成了复合木皮；所述木皮的拼接排版方式采用镜像对拼、同向拼接、掉头拼接和菱花拼接中的任一种或多种的组合；
（4）复合木皮的成形：当注塑构件的外表面是二维表面时，复合木皮按照注塑模具的型腔大小下料；当注塑构件的外表面是三维表面时，若是简单的三维表面，复合木皮先剪切下料，再进行三维预成形以与型腔相吻合，若是复杂的三维表面，复合木皮先进行三维预成形以与型腔相吻合，再进行切边以去除多余边料；所述复合木皮的三维预成形方法采用凹凸模热压成型、高压热空气成型和正负差压吸塑成型中的任一种；
（5）模内复合注塑成型：将成形好的复合木皮放入注塑模具内并固定住，合模注塑，即可实现复合木皮与塑料基底的永久贴合，得到具有天然木皮表面的塑料装饰结构件。
2.根据权利要求1所述的天然木皮模内复合注塑构件的制作方法，其特征在于：所述支撑层与塑料基底之间设置有接着层，具体制作时将接着剂涂覆于复合木皮的内表面上。
3.根据权利要求2所述的天然木皮模内复合注塑构件的制作方法，其特征在于：所述接着层为透明接着层。
4.根据权利要求1或3所述的天然木皮模内复合注塑构件的制作方法，其特征在于：所述木皮层为半透光木皮，所述粘结胶层为透明胶层，所述支撑层为透明支撑层，所述塑料基底为透明塑料基底。
5.根据权利要求4所述的天然木皮模内复合注塑构件的制作方法，其特征在于：所述透明支撑层的两表面或任一表面上设置有留出预定透光区域的遮蔽层，具体制作时将预定透光区域镂空留白，余下区域全部用油墨印刷遮盖或涂料涂布遮盖。
6.根据权利要求1所述的天然木皮模内复合注塑构件的制作方法，其特征在于：在步骤（5）中，在成形好的复合木皮外表面上通过热熔胶预先黏贴固定标志，然后将成形好的复合木皮放入注塑模具内并固定住，再合模注塑，即可得到既带有嵌入标志且又具有天然木皮表面的塑料装饰结构件。
7.根据权利要求1所述的天然木皮模内复合注塑构件的制作方法，其特征在于：还包括步骤（6）产品表面喷漆：对塑料装饰结构件表面进行喷漆处理。
8.一种根据权利要求1至7中任一项所述的天然木皮模内复合注塑构件的制作方法制作而成的天然木皮模内复合注塑构件。
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