CN1108593A

CN1108593A - 木材硬化并加工制成产品的方法

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Publication number: CN1108593A
Application number: CN 94101263
Authority: CN
Inventors: 李成宗
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-02-07
Filing date: 1994-02-07
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2014-02-07
Also published as: CN1045411C

Abstract

一种木材硬化并加工制成产品的方法，该法是将木材干燥后，先加工成物品雏形，再将低粘度和低分子量的合成树脂注入木材内，继而以低于树脂硬化温度采用高频加热和减压的方法进行干燥，使树脂中溶剂挥发，并在树脂未硬化前，再加工形成预定产品形状，然后再将该半成品以模具进行加热挤压，制成各种硬化表面光滑的木材产品。本发明可大幅度降低木材加工时的刀具磨耗率，有效地提高产品质量，降低成本。

Description

本发明涉及一种木材硬化并加工制成产品的方法。

由于人们生活水准提高，对木材需要不断增加，优质木材不能满足需要，往往需用中小径木材或速生木材制造，但这些材质大多组织松软，无法生产高级产品，为此，有用珈玛射线处理木材，以改进木材质量，但这种方法，设备昂贵并且有复杂的放射线问题不易推广。此外，有采用真空、加压及注入树脂加热的方法，这种方法虽可提高木材材质，提高其强度、硬度、抗缩性能，但都存在以下缺点：

1、由于合成树脂注入木材细胞内加热硬化后，木材硬度增加，使刀具损耗加快，使切削困难并须不断更换刀具，从而生产率降低并加大成本。

2、木材内树脂硬化后，再加工为成品时，必须再行表面处理，即必须将表面精细研磨后再打腊，或以涂装工程进行表面处理，流程繁琐，加大成本。

本发明的目的是要提供一种改进的木材硬化并加工制成产品的方法，该法既可提高木材品质，在加工时，又可节省刀具，减少磨损。

本发明的目的是这样实现的：该法将木材干燥后，先加工成物品雏形，再将低粘度和低分子量的合成树脂注入木材内，继而以低于树脂硬化温度采用高频加热和减压的方法进行干燥，使树脂中溶剂挥发，并在树脂未硬化前，再加工形成预定产品形状，然后再将该半成品以模具进行加热挤压，制成各种硬化表面光滑的木材产品。本发明可大幅度降低木材加工时的刀具磨耗率，有效地提高产品质量，降低成本。

本发明有以下优点：

1、加工容易：本发明因在树脂未加热硬化前即先加工成形，所以切削加工容易，试验结果表明，以相同的切削刀具，相同的试验材料，即南洋材，本发明的切削与传统式树脂硬化后再切削两者刀具相比较，本发明使用刀具寿命可达传统方法刀具使用寿命的4倍。（见表1）

2、加工效率高：因传统方法，树脂硬化后再加工时，刀具磨耗极快，必须不断更换刀具。本发明则可大幅度降低刀具的磨耗，故可极大提高工作效率。

3、节省材料：将木材干燥后先制成粗胚，然后再注入合成树脂，则可避免将树脂注入到应切削掉的木材中去，从而可以避免树脂材料的浪费。

4、降低成本并提高品质：传统的加工方法，是在树脂硬化后再加工成形，然后再行研磨、打腊或涂装工程的表面处理，其工序相当麻烦，费用大幅度提升，而本发明因木材细胞中注入树脂后，可增加其可塑性，故可在加热进行挤压成形的同时，与表面处理一次完成，达到光滑美观的效果，省却了表面处理流程，不但可降低成本，并可有效地提高产品品质。

5、方法科学合理：采用高频加热与减压并用的干燥法，一方面使注入木材中树脂溶剂在较低温度下，沸腾汽化外移，另一方面利用自体发热的高频加热法，造成内高外低的温度梯度，促使溶剂外移，达到迅速干燥又不损伤木材的目的。

本发明的具体操作方法，由以下实施例及其所附图、表给出：

表1是木材不同硬化处理方式刨削时刀具磨耗比较表。

图5是传统木材硬化处理及加工方法。

图6是本发明木材硬化处理及加工方法。

图1-1是按本发明实施例1向粗胚内注入树脂并加压示意图。

图1-2是将精确加工后的粗胚在模具内加温加压示意图。

图1-3是制得产品示意图。

图2-1是按本发明实施例1向刀柄粗胚内注入树脂并加压示意图。

图2-2是在精确加工后的刀柄内装入刀座后，在模具内加温加压示意图。

图2-3是制得产品示意图。

图3-1是按实施例2向粗胚内注入树脂并加压示意图。

图3-2是将精确加工后的粗胚放在模具内加温加压示意图。

图3-3是制得产品示意图。

图4-1是按实施例2向粗胚内注入树脂并加压示意图。

图4-2是将精确加工后的粗胚放在模具内加温加压示意图。

图4-3是将制得窗框组装时示意图。

以下结合所附图表详细说明：

本发明木材硬化并加工制成产品的方法，工序如下：

1）将木材干燥；

2）用干燥后木材制成物品粗胚；

3）以低粘度、低分子量的热固性合成树脂注入物品粗胚中；

4）将注有树脂的物品粗胚，在低于热聚合反应温度下使溶剂挥发；

5）在树脂硬化前，将该注有树脂的物品粗胚加工成预定产品形状；

6）将加工后产品，以加热至100℃-180℃的模具和20-100kg/cm²压力进行加热挤压，和热聚合反应，使注入树脂完全硬化；

7）完成制品。

在以上诸工序中，对于比较难于干燥的木材，在制成物品粗胚前的干燥工序，可用高频加热与减压并用的干燥法，使木材在较低温度下快速干燥，以缩短制成粗胚前的干燥时间。

为防止注入合成树脂后，加工成预定成品形状前，树脂先期硬化，在低粘度，低分子量的热固性合成树脂中，添有缓凝剂，以延长其硬化时间。

为使注入木材中的合成树脂，在低于热聚合反应温度下，使溶剂挥发，可采用高频加热和减压使其真空度在500mm.Hg柱以上两者并用的方法，使注脂材内的溶剂在低温下外移，不致损伤木材，减少干燥损失。

在将注有树脂的粗胚加工成预定产品形状时，在产品形状上视木材品种之不同要留有适当余量，作为木材于加热时其纤维组织软化，以模具加热挤压成形时的压缩余量。

此外，在注有树脂尚未硬化但经加工成形后的半成品，可视产品的需要，置于光面或雾面的模具内进行加热聚合反应，从而得到不同表面的美观产品。在模具中，使用光滑度不同的衬板，压制所得产品表面光滑度如下表。

本发明实施例1：

1、将规格为600mm×150mm×50mm的南洋材（Apitong）进行干燥，含水率达8%；

2、将该干燥后材料制成粗胚；

3、将粗胚移至加压槽，先抽吸成600mm水银柱的真空度，维持60分钟，然后将由酒精溶性的佳欣PF-700的酚树脂，经以甲醇稀释成树脂率为35%的树脂液导入压力槽内，填满后，加压至10kg/cm²，维持24小时，然后解除压力，取出粗胚；

4、将注有树脂的粗胚，进行干燥，即以40℃的温度，强风循环加热48小时后，再以60℃温度强风循环48小时，继而以70℃温度强风循环加热24小时，使其含水率约达10%；

5、将干燥后的粗胚，精确加工成预定产品形状，但在形体中，预留0.5cm作为压缩余量。

6、硬化处理：将精确加工后的半成品，放入所需模具内，160温度60kg/cm²的压力下压缩成预定形状。因加工后的注有树脂材料本身含有树脂的特性，故所得产品表面光滑美观。参见图1-1、1-2、1-3。

此外，也可将加工成形后的注脂材，浸渍于浓度约60%的可溶于酒精的酚树脂中，或将注脂材表面喷刷上一层树脂膜，等溶剂挥发后，再置于所需模具内，进行与上述相同方法加温、加压，所得产品则具有防火、防水、耐酸、耐碱的效果，同时可得到所需的表面。

当成品须与附属工件套合使用时，则可在精确加工后的注有树脂半成品上，先将附属工件套合，再置入模具内，进行热压成形及热聚合反应，以餐具刀为例，则可将注脂材的握柄先与钢制刀座套合，再以铆钉插置于刀柄内，最后再将刀柄部分放入模具内以热压机进行挤压成形和热聚合反应制出成品，而不需作复杂的表面处理。参见图2-1、2-2、2-3。

实施例2：

实施例2中所用树种为美国铁杉，其尺寸规格为长61cm、宽12cm、厚2.5cm。

所用树脂是低分子量的含浸胶，其制法为将美耐命40g、尿素80g、福尔马林320g，在70℃温度下搅拌，至完全溶解，然后以氢氧化铵水溶液调节其PH值至7.0-7.5；在常温放置15-20分钟后，加入甲醇60g，在90℃下搅拌20分钟所得透明溶液。其加工顺序如下。

1、将该木材干燥使其含水率为8%；

2、用干燥后木材制成地板的粗胚；

3、将粗胚移至加压槽，先抽吸成600mm水银柱的真空，维持60分钟，然后导入上述树脂于加压槽内，注满后，加压至10kg/cm²。维持12小时后解除压力，取出粗胚；

4、将注有树脂的粗胚，进行干燥，使溶剂挥发，即将该粗胚放入可接高频电源的真空桶内抽真空达550mm水银柱状态下，以高频加热法将该粗胚加温达40℃时，再使其降温达30℃，然后再加温达40℃、降温至30℃，如此反复进行维持48小时，取出粗胚，含水率约达10%。

5、将干燥后的上述粗胚，精度加工成地板，尺寸为60cm×10.5cm×2.0cm；

6、将加工后的上述半成品，置于模具内，以130℃温度进行加热加压硬化处理，压制后成60℃×10.5×1.8cm硬度增强的地板部件，表面光滑美观，不必再进行复杂的表面处理，使用时，将其组合安装即可。如图3-1、3-2、3-3所示。

同样，按上述程序，生产出组合式窗框，如图4-1、4-2、4-3所示。

表1、木材不同硬化处理方式刨削的刀具磨耗比较

注1、试验时单刀刨削深度为0.3mm。

2、试验时所用刀具为SKH-4，试验材料为醇溶性酚树脂注入的云杉，压缩率为50mm压成36mm，树脂含量为30%。

3、本资料是以刀具的刀口至刀具背部减少的实际长度作比较。

Claims

1、一种木材硬化并加工制成产品的方法，是向木材中注入树脂后加工制造产品的方法，其特征在于工序如下：

1)将木材干燥；

2)用干燥后木材制成物品粗胚；

3)以低粘度、低分子量的热固性合成树脂注入物品粗胚中；

4)将注有树脂的物品粗胚，在低于热聚合反应温度下使溶剂挥发；

5)在树脂硬化前，将该注有树脂的物品粗胚加工成预定产品形状；

6)将加工后产品，以加热至100℃-180℃的模具和20-100kg/cm²压力进行加热挤压，进行热聚合反应，使注入树脂完全硬化；

7)完成制品。

2、按权利要求1所述的木材硬化并加工制成产品的方法，其特征在于所述的木材干燥工序可采用高频加热和减压并用的干燥木材方法。

3、按权利要求1所述的木材硬化并加工制成产品的方法，其特征在于所述的低粘度、低分子量的热固性合成树脂中，为延长其硬化时间，防止先期硬化，添有缓凝剂。

4、按权利要求1所述的木材硬化并加工制成产品的方法，其特征在于在低于热聚合反应温度下使溶剂挥发，可采用高频加热和减压使其真空度在500mm.Hg柱以上两者并用的方法。

5、按权利要求1所述的木材硬化并加工制成产品的方法，其特征在于将注有树脂的物品粗胚加工成预定产品形状时，在产品形状上，视木材树种的不同，要留有适当余量。

6、按权利要求1所述的木材硬化并加工制成产品的方法，其特征在于注有树脂尚未硬化但经加工成形后的半成品，可视产品之需要置于光亮或雾面的模具内，进行加压、加热聚合反应。