塑木型材的二次成型加工方法 本发明的领域
本发明涉及塑木型材的挤出加工技术领域，尤其是以热塑性塑料和植物纤维粉末为原料挤出加工型材的领域，更具体地说，涉及该塑木型材的二次成型加工工艺(即方法)。
背景技术
目前塑木复合材料这一新型的木基环保材料，无论是使用领域还是质量水平都有了飞速地发展和提高。塑木复合材料正在逐步地被大家认识并越来越广地代替原木使用于房屋装饰、园林建筑、家居用具等多方面。
中国发明专利申请00132561.2公开了塑木型材挤出成型的工艺，其特征在于：A 原料配方如下：原料配比(以重量计)(1)聚乙烯(PE)树脂30-80份，(2)植物纤维粉末20-70份，(3)硬脂酸0.1-0.5份，(4)聚乙烯蜡0.1-2.0份，(5)抗氧剂0.1-0.5份，(6)增强改性剂1-5份，B工艺过程如下：按配比计量的原料升温降湿混合，经锥形双螺杆挤出机塑化、模具挤出成型，成型后的塑木型材冷却定型、再经过牵引、定长切割，成品完成。
中国发明专利申请01123791.0公开一种新型环保塑木材料，其特征在于包括塑料、天然纤维和各种助剂，各种成分的重量配比为：塑料20-40％，天然纤维60-80％，各种助剂0.9-2％，各组分重量之和为100％；其制作方法是：在高混机中，将天然纤维加偶联剂进行表面改性，再加入塑料及各种助剂，混合均匀后放入挤出机中挤出，通过模具制成不同形状并快速冷却定型，切割成型材。
中国发明专利申请200510126181.3公开一种塑木复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将层状结构矿物粉碎至1000～3000目，在90～110℃下，以1000～3000转/分强裂搅拌，边搅拌边加入占层状结构矿物粉重量0.5～5％的偶联剂，高速搅拌10～30分钟，制得偶联层状结构矿物粉；(2)将50～200目的木粉在90～110℃下，以1000～3000转/分强烈搅拌，边搅拌边加入占木粉重量0.5～5％的偶联剂，高速搅拌10～30分钟，制得偶联木粉；(3)将上述偶联木粉和偶联超细层状结构矿物粉相互混合，偶联木粉∶偶联超细层状结构矿物粉＝100∶10～40，在转速为40～800转/分的球磨机中球磨0.5～5小时制得复合木粉；(4)将上述制得的复合木粉与塑料、助剂相混合，复合木粉与塑料、助剂的重量百分比为：复合木粉∶塑料∶助剂＝1～1.5∶1∶0.15，在挤出机中挤出即得塑木复合专用料。专用料经一定的模具挤出成型、注射或模压即可得塑木复合制品。
中国实用新型申请200820065276.8公开一种废旧塑料、木粉合成塑木生产设备。
中国实用新型申请200420078634.0公开一步法同向平行双螺杆塑木复合材料制造设备，包括喂料装置、与喂料装置衔接的挤出装置和安装在挤出装置出口的模具，所述挤出装置含有加热器、拼装式机筒、螺杆工作部件和真空抽气室，其特征在于：还设有排气装置，所述排气装置安装在所述机筒上与其内部相通；所述螺杆工作部件为平行设置的作同向旋转运动的双螺杆，所述螺杆由芯轴和安装在其上的螺纹块组合而成；在挤出装置与喂料装置的接口处，所述机筒与螺杆的间隙为5～15毫米。
但发展中的塑木复合材料因受无法按现成熟的加工工艺制做出曲线弯折、表面凹凸的丰富形体的限制，而不能在更多的使用领域中灵活应用。因此塑木型林的二次加工工艺成为了各生产厂家的重大课题。目前迫切需要解决PVC/木粉、PE/木粉、PP/木粉等复合林料型材的二次成型加工中不能确保产品物理强度及表面质感的技术难题。
发明目的
利用塑木复合材料中主要原材料为有机热塑性聚脂材料的基本特性-热塑性，将挤出成型的各种形状的线性型材或平面片材经二次加热软化后按需求模压定型，即可加工出各种各样的非线性或非平面的工艺型材，以满足各种家居用品的需要，如门、柜、盘、盆、框、桌、椅等，还有电器外壳、汽车内饰等等。所制产品不仅保留了原有的木质感，还会在经二次模压后提高表面硬度和材料强度。大大拓展了塑木复合林料的应用范围和领域。
本发明的技术方案
目前国内外对该类材料的应用均局限在一次挤出成型的条件下，若对其采用现有锯、铣、饱、砂等方法进行二次型变加工，会严重破坏产品的机械强度和表面质感。更有因塑木复合材料大都采用空芯结构制成适用型材以体现其性价比的优势的，所以难以按现有方法加工。近年来有些生产厂采用现有方法对该类材料进行二次加工后，为解决其出现的问题还得对其加工表面进行复膜处理，这样即增加产品成本也无法保证产品的机械强度。再者还失去了该类材料本身就具有的表面质感和强度优势。本发明首先是解决了加工产品的表面质感和强度问题，同时又具有设备要求不高、产品加工筒单和材料利用率高等优点，可广泛使用于塑木产品的开发应用中，加快以塑代木的应用进程，可产生巨大的社会效应和经济效益。
值得指出的是，这里所述的木粉是由木本植物的纤维加工得到的粉末，植物纤维粉是由草本植物(例如木屑、刨花、废木、秸秆、麻秆等等)的纤维加工得到的粉末。
这里所述的所要二次成型加工的塑木型材可以选择市场上销售的塑木型材产品，没有特别要求。这类产品是主要由热塑性塑料与木粉和/或植物纤维粉成型加工得到的塑木型材。热塑性塑料选自聚乙烯、聚丙烯、热塑性聚酯、热塑性聚氨酯、聚乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯-丙烯共聚物、ABS、热塑性尼龙6、热塑性尼龙6，6以及它们中的任何两种或多种地共混物。
本发明提供塑木型材的二次成型加工工艺，它包括以下步骤：
第一步、选择合适厚度的塑木挤出型材；
第二步、将以上型材截切至所需长度和宽度，该长度和宽度分别独立地是二次成型加工所要获得的型材部件成品或型材产品的预期长度和宽度尺寸的105-115％(优选107-112％，优选110％)；
第三步、让具有加热腔的远红外加热炉、电热炉、油热炉或有加热腔的其它加热设备预热至120～250摄氏度(优选160-220摄氏度)的炉腔内温度或加热腔内温度，将型材放入炉腔内或加热腔内，加热保温1～10分钟(优选3～8分钟)使其软化；
第四步、取出软化后的型材，立即放置在定型模内进行模压成型，经1～5分钟冷却后出模，修整边角即成所需型材产品或部件(即前面所述的型材部件成品或型材产品)。
在第三步骤中，显然，腔的内部尺寸足以容纳所要加工的各种型材。如果炉腔内温度或加热腔内温度较高，则加热保温相应缩短，只要实现型材整体的软化或型材外部大部分体积的软化(也就是说，外层软化，内层不一定软化，该外层占型材外层和内层总体积的大部分即大于50％)就可以。“软化”是塑料领域中公知的在受热下的塑料状态；优选地，该软化状态在装卸时不会有明显的变形。
其中定型模由钢、铝或木等按产品尺寸、形貌要求来制造。这也是本领域中技术人员公知的。
这里所述的合适厚度是指该厚度等于或稍大于通过二次成型加工所要获得的型材部件成品或型材产品的预期厚度。其中“稍大于”是指合适厚度是该部件成品或型材产品的预期厚度的1.05至1.15倍(105％至115％)，优选1.07-1.12倍(107-112％)，优选1.1倍(110％)。厚度若有偏差，例如偏厚，能够通过修整不作为外露表面的那一面，使总厚度符合要求。
在一般情况下，在第三步中所预热到的炉腔内温度或加热腔内温度应该控制在该类塑木型材中的塑料的软化点与塑化点之间。
本发明的二次成型加工后的塑木型材是用于制造房屋装饰产品、园林建筑产品、家居用具产品的部件或构件。优选，用于制造室内门、橱柜、卫浴储物柜、衣柜、茶几等。
【具体实施方式】
下面通过非限制性实施例来举例说明本发明。值得指出的是，在前面的叙述中以及在实施例中为了使用所加工的部件组装门(如果有纹理要求)，关于工艺凸板的长度和宽度尺寸，应当考虑到型材成品的表面纹理的横竖变化，例如有些的下料是竖着裁切，做好后要横着装配的。例如，如果最终的制品的总纹理方向是竖向，则对于以长度方向在该制品的竖向上装配的型材部件，在选择合适厚度的原型材时该部件的纹理方向应该在长度方向上；相反，对于以长度方向在该制品的横向上装配的型材部件，在选择合适厚度的原型材时该部件的纹理方向应该在宽度方向上。另外，模压成型时的压力没有限制，足以实现所需程度的尺寸缩小变化就行。
实施例1-生产屋内用门
首先，按照已授权的中国专利ZL00132561.2的实施例1生产各种合适厚度(指适合作为门的各种部件所要求的厚度)的挤出型材，截切成各种所需长度和宽度尺寸，下面称作挤出型材原材。
然后，进行二次成型加工，该加工包括以下步骤：
第一步、选择合适厚度(即0.5cm厚度)的塑木挤出型材；
第二步、将以上型材截切至长度86cm、宽度60cm和厚度0.5cm，长度、宽度和厚度每一维度的尺寸为二次成型加工所要获得的产品或部件的相应长度、宽度和厚度尺寸的110％；
第三步、让具有加热腔的远红外加热炉预热至135摄氏度的炉腔内温度，将型材放入炉腔内，加热保温2.5分钟使其软化；
第四步、取出软化后的型材，立即放置在定型模内进行模压成型，经3分钟冷却后出模，修整边角，生产出具有长度78cm，宽度54cm和厚度0.45cm的门框内工艺凸面板中的一个单面部件。
然后制造室内门：把该两个上述单面部件正反对称相扣粘合，便生产出门框内的工艺凸面板(作为上面板或下面板)。
然后重复以上四个步骤的过程和粘合步骤，从而总共生产出两块同样尺寸的工艺凸面板(作为上面板或下面板)。
再重复以上四个步骤的过程，只是第二步中将以上型材截切至长度60cm、宽度23cm和厚度0.5cm，每一维度的尺寸为二次成型加工所要获得的产品或部件的相应尺寸的110％，从而生产出具有长度54cm cm，宽度21和厚度0.45cm的与前两块(即上面板和/或下面板)表面线面一致的门框内工艺凸面板(中面板)。
把用同一材料的型材制成的宽12.5cm，厚4cm的门外框用型材和宽9cm，厚4cm的门中框用型材及与工艺凸面板匹配的压边条按定长截切，即这些小型部件无需二次成型加工，直接使用原型材。与所生产出的上述三块工艺凸面板组装成最终产品，即为一面高200cm，宽80cm，厚4cm的屋内用门。
产品的视觉效果评价：该门表面凹凸线面丰富，完全保留了塑木型材表面的感觉及纹路，且门面各组件纵横组合纹路自然，可与实木门比美。
根据测定，挤出型材原材的表面硬度邵氏硬度(D)≥65，二次成型加工后部件的表面硬度邵氏硬度(D)≥70。
通过二次加工，使初次加工的型材的内部应力得到释放，防止变形。
实施例2-生产屋内用门
首先，按照已授权的中国专利ZL00132561.2的实施例2生产各种合适厚度(指适合作为门的各种部件所要求的厚度)的挤出型材，截切成各种所需长度和宽度尺寸，下面称作挤出型材原材。
然后，进行二次成型加工，该加工包括以下步骤：
第一步、选择合适厚度(即0.5cm厚度)的塑木挤出型材；
第二步、将以上型材截切至长度86cm、宽度60cm和厚度0.5cm，长度、宽度和厚度每一维度的尺寸为二次成型加工所要获得的产品或部件的相应长度、宽度和厚度尺寸的110％；
第三步、让具有加热腔的远红外加热炉预热至130摄氏度的炉腔内温度，将型材放入炉腔内，加热保温3分钟使其软化；
第四步、取出软化后的型材，立即放置在定型模内进行模压成型，经3分钟冷却后出模，修整边角，生产出具有长度78cm，宽度54cm和厚度0.45cm的门框内工艺凸面板中的一个单面部件。
然后制造室内门：把该两个上述单面部件正反对称相扣粘合，便生产出门框内的工艺凸面板(作为上面板或下面板)。
然后重复以上四个步骤的过程和粘合步骤，从而总共生产出两块同样尺寸的工艺凸面板(作为上面板或下面板)。
再重复以上四个步骤的过程，只是第二步中将以上型材截切至长度60cm、宽度23cm和厚度0.5cm，每一维度的尺寸为二次成型加工所要获得的产品或部件的相应尺寸的110％，从而生产出具有长度54cm，宽度21cm和厚度0.45cm的与前两块(即上面板和/或下面板)表面线面一致的门框内工艺凸面板(中面板)。
把用同一材料的型材制成的宽12.5cm，厚4cm的门外框用型材和宽9cm，厚4cm的门中框用型材及与工艺凸面板匹配的压边条按定长截切，这些小部件无需二次成型加工，直接使用原型材。与所生产出的上述三块工艺凸面板组装成最终产品，即为一面高200cm，宽80cm，厚4cm的屋内用门。
产品的视觉效果评价：该门表面凹凸线面丰富，完全保留了塑木型材表面的感觉及纹路，且门面各组件纵横组合纹路自然，可与实木门比美。
根据测定，挤出型材原材的表面硬度邵氏硬度(D)≥65，二次成型加工后部件的表面硬度邵氏硬度(D)≥70。
通过二次加工，使初次加工的型材的内部应力得到释放，防止变形。
实施例3-生产屋内用门
首先，按照已授权的中国专利ZL00132561.2的实施例1生产各种合适厚度(指适合作为门的各种部件所要求的厚度)的挤出型材，截切成各种所需长度和宽度尺寸，下面称作挤出型材原材。
然后，进行二次成型加工，该加工包括以下步骤：
第一步、选择合适厚度(即0.5cm厚度)的塑木挤出型材；
第二步、将以上型材截切至长度86cm、宽度60cm和厚度0.5cm，长度、宽度和厚度每一维度的尺寸为二次成型加工所要获得的产品或部件的相应长度、宽度和厚度尺寸的110％；
第三步、让具有加热腔的远红外加热炉预热至135摄氏度的炉腔内温度，将型材放入炉腔内，加热保温2.5分钟使其软化；
第四步、取出软化后的型材，立即放置在定型模内进行模压成型，经3分钟冷却后出模，修整边角，生产出具有长度78cm，宽度54cm和厚度0.45cm的门框内工艺凸面板中的一个单面部件。
接下来制造室内门。把该两个上述单面部件正反对称相扣粘合，便生产出门框内的工艺凸面板(作为上面板或下面板)。
然后重复以上四个步骤的过程和粘合步骤，从而总共生产出两块同样尺寸的工艺凸面板(作为上面板或下面板)。
再重复以上四个步骤的过程，只是第二步中将以上型材截切至长度60cm、宽度23cm和厚度0.5cm，每一维度的尺寸为二次成型加工所要获得的产品或部件的相应尺寸的110％，从而生产出具有长度54cm，宽度21cm和厚度0.45cm的与前两块(即上面板和/或下面板)表面线面一致的门框内工艺凸面板(中面板)。
把用同一材料的型材制成的宽12.5cm，厚4cm的门外框用型材和宽9cm，厚4cm的门中框用型材及与工艺凸面板匹配的压边条按定长截切，这些小型型材部件也已经过了上述的二次成型加工。与所生产出的上述三块工艺凸面板组装成最终产品，即为一面高200cm，宽80cm，厚4cm的屋内用门。
产品的视觉效果评价：该门表面凹凸线面丰富，完全保留了塑木型材表面的感觉及纹路，且门面各组件纵横组合纹路自然，可与实木门比美。
根据测定，挤出型材原材的表面硬度邵氏硬度(D)≥65，二次成型加工后部件的表面硬度邵氏硬度(D)≥70。
实施例4-生产屋内用门(模压成型时在厚度方向施加较少的力，因此厚度有轻微的变化)
首先，按照已授权的中国专利ZL00132561.2的实施例1生产各种合适厚度(指适合作为门的各种部件所要求的厚度)的挤出型材，截切成各种所需长度和宽度尺寸，下面称作挤出型材原材。
然后，进行二次成型加工，该加工包括以下步骤：
第一步、选择合适厚度(即0.46cm厚度)的塑木挤出型材；
第二步、将以上型材截切至长度86cm、宽度60cm和厚度0.46cm，长度和宽度每一维度的尺寸为二次成型加工所要获得的产品或部件的相应长度和宽度尺寸的110％；
第三步、让具有加热腔的远红外加热炉预热至125摄氏度的炉腔内温度，将型材放入炉腔内，加热保温3.5分钟使其软化；
第四步、取出软化后的型材，立即放置在定型模内进行模压成型且在厚度方向施加足以实现厚度轻微变化的压力，经3分钟冷却后出模，修整边角，生产出具有长度78cm，宽度54cm和厚度0.45cm的门框内工艺凸面板中的一个单面部件。把该两个单面部件正反对称相扣粘合，便生产出门框内的工艺凸面板(作为上面板或下面板)。
然后重复以上四个步骤，从而总共生产出两块同样尺寸的工艺凸面板(作为上面板或下面板)。
再重复以上四个步骤，只是第二步中将以上型材截切至长度60cm、宽度23cm和厚度0.46cm，长度和宽度每一维度的尺寸为二次成型加工所要获得的产品或部件的相应尺寸的110％，从而生产出具有长度54cm，宽度21cm和厚度0.45cm的与前两块(即上面板和/或下面板)表面线面一致的门框内工艺凸面板(中面板)。
把用同一材料的型材制成的宽12.5cm，厚4cm的门外框用型材和宽9cm，厚4cm的门中框用型材及与工艺凸面板匹配的压边条按定长截切，这些小部件无需二次成型加工，直接使用原型材。与所生产出的上述三块工艺凸面板组装成最终产品，即为一面高200cm，宽80cm，厚4cm的屋内用门。
产品的视觉效果评价：该门表面凹凸线面丰富，完全保留了塑木型材表面的感觉及纹路，且门面各组件纵横组合纹路自然，可与实木门比美。
根据测定，挤出型材原材的表面硬度邵氏硬度(D)≥65，二次成型加工后部件的表面硬度邵氏硬度(D)≥70。
本实施例的型材在厚度上变化较小，感觉定型曲线不太分明，效果稍差，是次优选的实施方案。