CN104552528A - 一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法 - Google Patents

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Abstract

一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，属于木质材料深加工技术领域，包括干燥、拌料施胶、计量、冷压激振和微波热固化五个步骤，可以制造出不逊于实木品质的木纤维家具件。与现有技术相比，本发明采用冷压激振成型工艺，减掉了热压工序，缩短了生产时间，生产效率大幅上升。同时提高放宽了木纤维含水率要求，并且激振使得木纤维在成形模具中具有一定的延展性，从而达到成形制品异形部位填充饱满，成形制品内部密度均匀，成形制品表面光滑密实。最后由于冷压激振成型微波热固化工艺采用塑料模具而不是传统的铁质模具，因而模具及其制造成本大大降低。

Description

一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法
技术领域
 本发明属于木质材料深加工技术领域，尤其涉及一种木纤维异形件的制造方法。
背景技术
随着社会进步，人们生活水平的不断提高，对高档木质家具的消费需求也不断增加。传统实木家具以其优美的视觉、舒适的触感，在高端家居消费中占有绝对优势。但实木家具存在如下问题：（1）木材资源匮乏，传统实木家具需要耗费大量原木材料，我国目前正面临木材资源短缺现象；（2）原木利用率低，实木家具的原木利用率仅约35%，进一步加剧了木材资源的大量消耗与浪费；（3）生产效率低，传统实木家具生产工艺较复杂，目前的生产设备不能满足高效率生产的需求，尤其是高端的欧式家具制造，需要通过人工雕刻来完成。一方面增加了人工成本，另一方面导致制造周期延长。因此，上述传统家具行业中存在的木材资源匮乏、制造技术落后、生产效益低下、劳动成本高等问题，使传统实木家具难以进入普遍寻常百姓家。木纤维是采用小径级枝桠材、木材加工剩余物或其他非木质植物纤维原料，按照纤维分离工艺和设备的要求，通过剥皮、削片、筛选、清洗等处理，经热磨解纤制得。现有木纤维异形件热压成型工艺的缺点是采用钢制模具以承受高温高压来制造部件，其加工周期长、费用昂贵，在实际生产中，模具及加工设备占据了投资的主要部分，巨额的投入及折旧费用不仅剥削了生产利润，更限制了行业的规模化发展。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，利用木纤维原料在塑料模具内的冷压激振成型，锁模后经微波或烘箱或烘房等加热装置加热固化成型，且可根据工艺特点，大幅放宽木纤维含水率要求；降低模具及设备成本，减少木纤维成型阻尼，可大幅提高生产产能且绿色环保。本发明的优点是激振使得木纤维在成形模具中具有一定的延展性，从而达到使成形制品异形部位填充饱满、材料密度均匀、制品表面光滑密实。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决， 一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征包括以下步骤：A）：对木纤维原料进行干燥处理，使其含水率控制在10%~20%之间；B）：向木纤维原料内添加助剂，所述的助剂包括碳酸钙、滑石粉、云母粉、工业淀粉、乳化石蜡，然后对所述的木纤维原料进行搅拌处理，在搅拌的过程中，通过喷枪向木纤维原料喷射胶黏剂，搅拌完成后，使所述木纤维原料的含水率控制在10%~50%之间；C）：根据家具件成品的目标密度以及目标体积，称取定量的所述的木纤维原料；D）：把所述的木纤维原料放入塑料模具中，然后通过具有激振功能的冲头进行冷压激振，在冷压激振的过程中，冲头的振频率500-4000bpm，单次激振力5-100焦耳，振幅0.1-10mm，同时木纤维所承受的压力在10kg/cm2～60kg/cm2之间，冷压时间在2min-25min之间，冷压完成后所述的木纤维原料变成预压毛坯件；E）：将冷压激振完成的塑料模具送入微波固化箱体中，其中微波加热1 min -15 min或烘箱加热15h-25h或烘房加热25h-35h。
上述技术方案中，优选的，所述的步骤A中，所述木纤维原料的含水率为15%。
上述技术方案中，优选的，所述的步骤B中，以所述木纤维原料重量百分比计，所述助剂包括0%-5%所述的碳酸钙，0%-3.5%所述的滑石粉 0%-2.5%所述的云母粉，0.5%-10%所述的工业淀粉，0.5%-8%所述的乳化石蜡。
上述技术方案中，优选的，所述的步骤B中，所述的胶黏剂为改性淀粉胶、异氰酸酯胶、聚醋酸乙烯胶黏剂的一种或多种。
上述技术方案中，优选的，所述的步骤B中，以重量百分比计，所述的胶黏剂包括5%-50%改性淀粉胶，2%-20%异氰酸酯胶，5%-50%聚醋酸乙烯胶。
上述技术方案中，优选的，所述的步骤D中，所述冲头的振频率2000bpm，单次激振力50焦耳，振幅5mm。
上述技术方案中，优选的，所述的步骤D中，所述冲头进行冷压激振时，木纤维所承受的压力为30kg/cm2，加压时间为15min。
上述技术方案中，优选的，所述的步骤E中，所述的步骤E中，微波加热10 min或烘箱加热20h或烘房加热30h。
上述技术方案中，优选的，所述的步骤D中，所述的塑料模具由聚丙烯或玻纤增强聚丙烯或超高分子量聚乙烯制成。
上述技术方案中，优选的，所述的步骤B中，所述木纤维原料的含水率为25%。
本发明方法是一种利用木纤维制造异形家具件的方法，并且让木纤维家具件具有可以比拟实木家具件的硬度与花纹表现力。目前，木纤维异形模压，基本都是通过铁质模具成形，其主流工艺包括干燥-施胶-铺装-预压-热压，该工艺通过铁质模具的异形设计，可以获得复杂花纹或图案的异形件，但是由于铁质模具加工周期长，材料成本高，导致模具费用消耗大部分生产利润；传统工艺木纤维异形模压过程中，预压料坯内部无法在单位尺度上实现木纤维的铺装均匀性，同时木纤维不具有流动性和延展性，导致热压后制品内部密度不均匀，影响使用过程中的产品尺寸稳定性；传统工艺木纤维异形模压一般采用“三醛胶”，制品存在游离甲醛释放，影响人体健康，同时制品在热压过程中表面极容易形成松软的预固化层，影响后续的涂装喷漆等处理工艺。而本发明在木纤维压制前，先往木纤维内加入部分碳酸钙，滑石粉，云母粉，工业淀粉，乳化石蜡等助剂，同时由于放宽了纤维含水率的要求，增加了木纤维之间的流动性。再加入绿色环保无醛胶作为粘合剂，其中绿色环保无醛胶可以是改性淀粉胶、异氰酸酯胶、聚醋酸乙烯胶黏剂中的一种或多种。然后把木纤维放入到塑料模具内进行冷压激振，在对木纤维压制的同时产生激振，在振动、高含水率及胶黏剂的作用下木纤维在成形模具中具有一定的延展性和流动性，从而达到成形制品异形部位填充饱满，内部密度均匀，表面光滑密实。同时在冷压激振后，不再进行热压，而是直接把塑料模具放到微波加热箱或烘箱或烘房内加热固化，避免了制品表面预固化层的产生，以及热压必须使用铁质模具的限制。本发明采用批量集中加热，减少了热压的制作过程，大幅度缩短了生产时间，提高生产效率。还放宽了木纤维的含水率，使得初期木纤维的干燥时间大幅度减少，节约了能源。同时不需要进行热压制作，使得模具可以采用塑料制品，大大降低了模具及其加工设备的成本。最后采用绿色环保的无醛胶，避免了对环境的污染及对人体健康的影响。
与现有技术相比，本发明采用冷压激振成型工艺，减掉了热压工序，缩短了生产时间，生产效率大幅上升。同时提高放宽了木纤维含水率要求，并且激振使得木纤维在成形模具中具有一定的延展性，从而达到成形制品异形部位填充饱满，成形制品内部密度均匀，成形制品表面光滑密实。最后由于冷压激振成型微波热固化工艺采用塑料模具而不是传统的铁质模具，因而模具及其制造成本大大降低。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，包括以下步骤：A）：对木纤维原料进行干燥处理，使其含水率为10%；B）：向木纤维原料内添加助剂，以所述木纤维原料重量百分比计，所述助剂包括0.5%工业淀粉，0.5%乳化石蜡，然后对所述的木纤维原料进行搅拌处理，在搅拌的过程中，通过喷枪向木纤维原料喷射胶黏剂，胶黏剂为改性淀粉胶，搅拌完成后，使所述木纤维原料的含水率为10%；C）：根据家具件成品的目标密度以及目标体积，称取定量的所述的木纤维原料；D）：把所述的木纤维原料放入塑料模具中，塑料模具由聚丙烯制成，然后通过具有激振功能的冲头进行冷压激振，在冷压激振的过程中，冲头的振频率500bpm，单次激振力5焦耳，振幅0.1mm，同时木纤维所承受的压力10kg/cm2，冷压时间2min，冷压完成后所述的木纤维原料变成预压毛坯件；E）：将冷压激振完成的塑料模具送入微波固化箱体中，微波加热1 min。
实施例2：一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征包括以下步骤：A）：对木纤维原料进行干燥处理，使其含水率为20%；B）：向木纤维原料内添加助剂，以所述木纤维原料重量百分比计，所述助剂包括5%碳酸钙， 3.5%滑石粉 2.5%云母粉， 10%工业淀粉， 8%乳化石蜡然后对所述的木纤维原料进行搅拌处理，在搅拌的过程中，通过喷枪向木纤维原料喷射胶黏剂，胶黏剂为异氰酸酯胶，搅拌完成后，使所述木纤维原料的含水率为50%；C）：根据家具件成品的目标密度以及目标体积，称取定量的所述的木纤维原料；D）：把所述的木纤维原料放入塑料模具中，塑料模具由玻纤增强聚丙烯制成，然后通过具有激振功能的冲头进行冷压激振，在冷压激振的过程中，冲头的振频率4000bpm，单次激振力100焦耳，振幅10mm，同时木纤维所承受的压力60kg/cm2，冷压时间25min，冷压完成后所述的木纤维原料变成预压毛坯件；E）：将冷压激振完成的塑料模具送入微波固化箱体中，微波加热15 min。
实施例3：一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征包括以下步骤：A）：对木纤维原料进行干燥处理，使其含水率为15%；B）：向木纤维原料内添加助剂，以所述木纤维原料重量百分比计，所述助剂包括2.5%碳酸钙， 1.5%滑石粉 1.5%云母粉， 5%工业淀粉， 4%乳化石蜡然后对所述的木纤维原料进行搅拌处理，在搅拌的过程中，通过喷枪向木纤维原料喷射胶黏剂，胶黏剂为聚醋酸乙烯胶，搅拌完成后，使所述木纤维原料的含水率为25%；C）：根据家具件成品的目标密度以及目标体积，称取定量的所述的木纤维原料；D）：把所述的木纤维原料放入塑料模具中，塑料模具由超高分子量聚乙烯制成，然后通过具有激振功能的冲头进行冷压激振，在冷压激振的过程中，冲头的振频率2000bpm，单次激振力50焦耳，振幅5mm，同时木纤维所承受的压力30kg/cm2，冷压时间15min，冷压完成后所述的木纤维原料变成预压毛坯件；E）：将冷压激振完成的塑料模具送入微波固化箱体中，烘箱加热20h。
实施例4：一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征包括以下步骤：A）：对木纤维原料进行干燥处理，使其含水率为15%；B）：向木纤维原料内添加助剂，以所述木纤维原料重量百分比计，所述助剂包括2%碳酸钙， 2%滑石粉 2%云母粉， 8%工业淀粉， 6%乳化石蜡然后对所述的木纤维原料进行搅拌处理，在搅拌的过程中，通过喷枪向木纤维原料喷射胶黏剂，以重量百分比计，胶黏剂包括50%改性淀粉胶， 20%异氰酸酯胶，30%聚醋酸乙烯胶，搅拌完成后，使所述木纤维原料的含水率为25%；C）：根据家具件成品的目标密度以及目标体积，称取定量的所述的木纤维原料；D）：把所述的木纤维原料放入塑料模具中，塑料模具由超高分子量聚乙烯制成，然后通过具有激振功能的冲头进行冷压激振，在冷压激振的过程中，冲头的振频率2000bpm，单次激振力50焦耳，振幅5mm，同时木纤维所承受的压力30kg/cm2，冷压时间15min，冷压完成后所述的木纤维原料变成预压毛坯件；E）：将冷压激振完成的塑料模具送入微波固化箱体中，烘房加热30h。
实施例5：一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征包括以下步骤：A）：对木纤维原料进行干燥处理，使其含水率为15%；B）：向木纤维原料内添加助剂，以所述木纤维原料重量百分比计，所述助剂包括1%碳酸钙， 2%滑石粉 1%云母粉， 6%工业淀粉， 3%乳化石蜡然后对所述的木纤维原料进行搅拌处理，在搅拌的过程中，通过喷枪向木纤维原料喷射胶黏剂，以重量百分比计，胶黏剂包括40%改性淀粉胶， 10%异氰酸酯胶，50%聚醋酸乙烯胶，搅拌完成后，使所述木纤维原料的含水率为25%；C）：根据家具件成品的目标密度以及目标体积，称取定量的所述的木纤维原料；D）：把所述的木纤维原料放入塑料模具中，塑料模具由超高分子量聚乙烯制成，然后通过具有激振功能的冲头进行冷压激振，在冷压激振的过程中，冲头的振频率2000bpm，单次激振力50焦耳，振幅5mm，同时木纤维所承受的压力30kg/cm2，冷压时间15min，冷压完成后所述的木纤维原料变成预压毛坯件；E）：将冷压激振完成的塑料模具送入微波固化箱体中，烘房加热25h。

Claims (10)

1.一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征包括以下步骤：
A）：对木纤维原料进行干燥处理，使其含水率控制在10%~20%之间；
B）：向木纤维原料内添加助剂，所述的助剂包括碳酸钙、滑石粉、云母粉、工业淀粉、乳化石蜡，然后对所述的木纤维原料进行搅拌处理，在搅拌的过程中，通过喷枪向木纤维原料喷射胶黏剂，搅拌完成后，使所述木纤维原料的含水率控制在10%~50%之间；
C）：根据家具件成品的目标密度以及目标体积，称取定量的所述的木纤维原料；
D）：把所述的木纤维原料放入塑料模具中，然后通过具有激振功能的冲头进行冷压激振，在冷压激振的过程中，冲头的振频率500-4000bpm，单次激振力5-100焦耳，振幅0.1-10mm，同时木纤维所承受的压力在10kg/cm2～60kg/cm2之间，冷压时间在2min-25min之间，冷压完成后所述的木纤维原料变成预压毛坯件；
E）：将冷压激振完成的塑料模具送入加热装置内中，其中微波加热1 min -15 min或烘箱加热15h-25h或烘房加热25h-35h。
2.根据权利要求1所述的一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征为，所述的步骤A中，所述木纤维原料的含水率为15%。
3.根据权利要求1所述的一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征为，所述的步骤B中，以所述木纤维原料重量百分比计，所述助剂包括0%-5%所述的碳酸钙，0%-3.5%所述的滑石粉 0%-2.5%所述的云母粉，0.5%-10%所述的工业淀粉，0.5%-8%所述的乳化石蜡。
4.根据权利要求1所述的一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征为，所述的步骤B中，所述的胶黏剂为改性淀粉胶、异氰酸酯胶、聚醋酸乙烯胶黏剂的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征为，所述的步骤B中，以重量百分比计，所述的胶黏剂包括5%-50%改性淀粉胶，2%-20%异氰酸酯胶，5%-50%聚醋酸乙烯胶。
6.根据权利要求1所述的一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征为，所述的步骤D中，所述冲头的振频率2000bpm，单次激振力50焦耳，振幅5mm。
7.根据权利要求1所述的一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征为，所述的步骤D中，所述冲头进行冷压激振时，木纤维所承受的压力为30kg/cm2，加压时间为15min。
8.根据权利要求1所述的一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征为，所述的步骤E中，微波加热10 min或烘箱加热20h或烘房加热30h。
9.根据权利要求1所述的一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征为，所述的步骤D中，所述的塑料模具由聚丙烯或玻纤增强聚丙烯或超高分子量聚乙烯制成。
10.根据权利要求1所述的一种木纤维异形件冷压激振成型热固化方法，其特征为，所述的步骤B中，所述木纤维原料的含水率为25%。
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