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竹制纽扣及加工方法

申请号 CN202311118524.6 申请日 2023-08-31 公开(公告)号 CN117001801A 公开(公告)日 2023-11-07
申请人 国际竹藤中心; 发明人 王戈; 赵翔; 叶翰舟;
摘要 本 发明 涉及竹制品技术领域,具体为一种竹制纽扣及加工方法,先加工成型再氮氛 热处理 ;所述加工成型包括纽扣原坯加工和纽扣成型;纽扣原坯加工的刀具转速为8000‑12000r/min,进给量为0.12‑0.18mm/r;纽扣成型的刀具转速为6000‑9000r/min,进给量为0.03‑0.07mm/r;氮氛热处理包括:在氮气保护和140℃‑220℃的条件下进行热处理。通过提高转速,减小进给量,能有效提升产品 质量 ,降低刀具磨损率。通过先加工成型再氮氛热处理,进一步提升产品良率,降低刀具磨损率,同时还能避免加工过程中 水 分的影响,最终得到 颜色 均一,尺寸 稳定性 好,抗菌,耐磨,防霉性能较优的竹制纽扣。
权利要求

1.一种竹制纽扣加工方法,其特征在于,包括:先加工成型再氮氛热处理;所述加工成型包括纽坯加工和纽扣成型;
所述纽坯加工的刀具转速为8000‑12000r/min,进给量为0.12‑0.18mm/r;所述纽扣成型的刀具转速为6000‑9000r/min,进给量为0.03‑0.07mm/r;
所述氮氛热处理包括:在氮气保护和140℃‑220℃的条件下进行热处理。
2.根据权利要求1所述的竹制纽扣加工方法,其特征在于,所述氮氛热处理包括:氮气流速为0.1‑0.5L/min,以3‑10℃/min的升温速率升温至140℃‑220℃,保温2h‑4h。
3.根据权利要求1所述的竹制纽扣加工方法,其特征在于,所述纽坯加工和所述纽扣成型的刀具为高速刀或金刚石刀;
和/或,所述纽坯加工的刀具每5‑8天进行一次更换;所述纽扣成型的刀具每10‑15天进行一次更换。
4.根据权利要求1所述的竹制纽扣加工方法,其特征在于,所述加工成型还包括:纽扣成型后,进行打磨抛光
5.根据权利要求4所述的竹制纽扣加工方法,其特征在于,所述打磨抛光包括:将纽扣粗品与稻壳在抛光机中进行打磨抛光;
所述纽扣粗品与稻壳的质量比为(15‑25):1。
6.根据权利要求1‑5中任一项所述的竹制纽扣加工方法,其特征在于,所述纽坯加工包括:采用冲坯机将竹条加工成纽坯;所述竹条为粗刨竹条或精刨竹条;所述竹条先进行去青去黄得到所述粗刨竹条或精刨竹条;
和/或,所述纽扣成型包括:将纽坯送入车纽机进行车面、车底、打孔或刻字刻花,得到纽扣粗品。
7.根据权利要求1‑5中任一项所述的竹制纽扣加工方法,其特征在于,所述加工成型还包括:在纽坯加工后进行一检,挑除形貌不符合要求的纽坯;所述形貌不符合要求包括缺、残缺、破损;
和/或,在纽扣成型后进行二检,挑除质量不达标的纽扣粗品;所述质量不达标包括孔眼残缺、破损。
8.根据权利要求1‑5中任一项所述的竹制纽扣加工方法,其特征在于,所述加工方法还包括:对氮氛热处理后纽扣表面进行上漆或打蜡。
9.根据权利要求1所述的竹制纽扣加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、选材:选取厚度在6‑8mm的中段和竹梢段竹材,经过切段、剖分获得竹条,竹条进行去青去黄得到粗刨竹条或精刨竹条;
S2、纽坯加工:采用冲坯机将竹条加工成纽坯,刀具选择高速钢刀、金刚石刀,转速控制在8000‑12000r/min,进给量控制在0.12‑0.18mm/r;
S3、一检:人工、半自动和或自动挑除缺角、残缺、破损的纽坯;
S4、纽扣成型:将纽坯送入车纽机进行车面、车底、打孔或刻字刻花操作一次成型,得到纽扣粗品,刀具选择高速钢刀、金刚石刀,转速控制在6000‑9000r/min,进给量控制在0.03‑
0.07mm/r;
S5、二检:人工、半自动和或自动挑除孔眼残缺、破损的纽扣粗品;
S6、打磨抛光:将纽扣粗品与稻壳在抛光机中,进行打磨抛光,直到纽扣表面无毛刺、刀痕,取出;
S7、氮氛热处理:将纽扣置于管式炉中,在氮气保护和140℃‑220℃的条件下处理2‑4h,冷却至室温后取出,平衡含率;
S8、上漆打蜡:采用清漆对竹制纽扣表面进行上漆或打蜡,即得到竹制纽扣。
10.一种竹制纽扣,其特征在于,采用权利要求1‑9中任一项所述的制备方法制备得到。

说明书全文

竹制纽扣及加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及竹制品技术领域,尤其涉及一种竹制纽扣及加工方法。

背景技术

[0002] 竹材具有生长周期短、产量高、强度大、环保及可再生等特点,可用于家具用品或建筑用品。以竹材为原料设计制作竹纽扣,配以服装服饰,符合现阶段服装设计融入中国传统文化的发展方向。竹纽扣不仅有利于推动竹产业的发展,拓宽竹制品应用领域;更开辟了“以竹代塑”新的道路。
[0003] 当前,竹制纽扣在加工技术和处理工艺上均不成熟。在加工技术上,主要是沿用塑料制纽扣的生产方式,导致目前成品率不足6成,且刀具消耗非常严重(1天/把)。塑料质纽扣在加工过程中先将不饱和聚酯树脂和色浆统一进行调配,属于均质材料,且在还未完全固化成板材时进行冲坯工序,硬度相对较低。而竹材由竹青‑竹肉‑竹黄组成的梯度结构,属于非均质材料,且硬度较大。采用加工塑料制纽扣的钨刀和精钢刀、转速、进给量加工竹制纽扣,极易产生毛刺、缺和吃刀的情况,需根据竹材材性来选择刀具并优化转速和进给量。此外,塑料制纽扣在打磨抛光时是采用磨抛光工艺,而竹材对水分敏感,不宜采用此方式进行打磨抛光。
[0004] 在处理工艺上,大多数加工完后打蜡或染色上漆,保留竹材自生特点的同时提供保护作用,少数会采用火烧对其表面进行部分化,赋予竹纽扣更多的花纹色彩。但以上方式未从根本上缓解竹材材性上的问题。竹材作为天然的生物质材料,含有大量糖分和营养物质,加工成竹纽扣后,在生产生活使用过程中容易产生霉变,极大的衰减了竹纽扣和服装服饰的使用寿命。同时竹材自生还含有一些发色物质,经过水洗或漂洗过后,这些物质会逐渐溶出或与皂液、漂洗液中的有效成分发生反应,导致竹制纽扣颜色产生差异,也存在对服装服饰染色的险,进而影响消费者的使用体验。若使用化学药剂对其进行处理,则又需考虑生产成本和是否对环境有害等问题。此外,竹材因生长年限、产地、部位、去青去黄程度的不同,加工出的竹纽扣会有颜色差异,不利于同一批纽扣的质检和销售。而且现有技术在制造竹制品时,通常采用先碳化再加工的方式,但此种方式会使得竹条硬化,造成成品率下降、刀具磨损,不适宜竹纽扣的规模化制备。
[0005] 因此,有必要提供一种改进的竹制纽扣及其加工处理方法,以解决上述问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种竹制纽扣及加工方法,采用先加工成型再氮氛热处理的工艺,同时对刀具转速、进给量等参数进行优化,显著提高成品率和产品质量,得到颜色均一,尺寸稳定性好,抗菌,耐磨的竹制纽扣。
[0007] 为实现上述目的,本发明提供一种竹制纽扣加工方法,包括:先加工成型再氮氛热处理;所述加工成型包括纽坯(纽扣原坯)加工和纽扣成型;
[0008] 所述纽坯加工的刀具转速为8000‑12000r/min,进给量为0.12‑0.18mm/r;所述纽扣成型的刀具转速为6000‑9000r/min,进给量为0.03‑0.07mm/r;
[0009] 所述氮氛热处理包括:在氮气保护和140℃‑220℃的条件下进行热处理。
[0010] 本发明通过提高转速,减小进给量,能有效提升产品质量,降低刀具磨损率。采用先加工成型,再氮氛热处理处理,其一在于碳化后的竹条表面会变硬、变脆,这会造成成品率下降、刀具磨损更加严重;其二在于节省能耗,不受竹条长度的限制;其三在于避免加工过程中水分的影响。通过氮氛热处理能去除竹材含有的大部分糖分和抽提物,并杀灭虫菌,从根本上消除虫菌的生存空间,缓解了竹制纽扣易发生霉变,清洗过程中溶出物等问题。
[0011] 进一步的,所述氮氛热处理包括:氮气流速为0.1‑0.5L/min,以3‑10℃/min的升温速率升温至140℃‑220℃,保温2h‑4h。在氮氛高温下竹材被碳化,竹制纽扣表面颜色更均一,同批纽扣之间的色差更小,利于与服装服饰搭配,还提供了更多颜色选择的可能性。除此,竹制纽扣较未处理的竹制纽扣使用性能上也更加优异,极大的延长了竹制纽扣的使用寿命。氮氛热处理处理后的竹纽扣,虽损失了部分学性能,但其使使用性能有明显改善。
[0012] 进一步的,所述纽坯加工和所述纽扣成型的刀具为高速钢刀或金刚石刀;在刀具选择上,依据竹材材性,采用硬度更大、耐磨性好、耐高温性能佳的高速钢刀、金刚石刀。
[0013] 和/或,所述纽坯加工的刀具每5‑8天进行一次更换;所述纽扣成型的刀具每10‑15天进行一次更换。相比现有技术的一天一换,本发明能够显著提高刀具的使用寿命,同时还能提高产品良率。纽坯加工的破损率小于15%,优选小于12%。纽扣成型的破损率小于10%,优选在5‑8%,总体成品率可提升至85%以上。
[0014] 进一步的,所述加工成型还包括:纽扣成型后,进行打磨抛光。采用稻壳打磨抛光,能够避免加工过程中水分的影响。
[0015] 进一步的,所述打磨抛光包括:将纽扣粗品与稻壳在抛光机中进行打磨抛光;
[0016] 所述纽扣粗品与稻壳的质量比优选为(15‑25):1,优选为20:1。
[0017] 进一步的,所述纽坯加工包括:采用冲坯机将竹条加工成纽坯;所述竹条为粗刨竹条或精刨竹条;所述竹条优选先进行去青去黄得到所述粗刨竹条或精刨竹条;采用微去青减少部分硬度大的竹青侧,保留竹材原有的弧面,加工面包扣等与竹材弧面一致的纽扣。精刨竹条适合加工表面较为平整、倒边等类型的纽扣。
[0018] 和/或,所述纽扣成型包括:将纽坯送入车纽机进行车面、车底、打孔或刻字刻花,得到纽扣粗品。
[0019] 进一步的,所述加工成型还包括:在纽坯加工后进行一检,挑除形貌不符合要求的纽坯;所述形貌不符合要求包括缺角、残缺、破损;
[0020] 和/或,在纽扣成型后进行二检,挑除质量不达标的纽扣粗品;所述质量不达标包括孔眼残缺、破损。
[0021] 进一步的,所述加工方法还包括:对氮氛热处理后纽扣表面进行上漆或打蜡。
[0022] 进一步的,包括以下步骤:
[0023] S1、选材:选取厚度在6‑8mm的中段和竹梢段竹材,经过切段、剖分获得竹条,竹条进行去青去黄得到粗刨竹条或精刨竹条;
[0024] S2、纽坯加工:采用冲坯机将竹条加工成纽坯,刀具选择高速钢刀、金刚石刀,转速控制在8000‑12000r/min,进给量控制在0.12‑0.18mm/r;
[0025] S3、一检:人工、半自动和或自动挑除缺角、残缺、破损的纽坯;
[0026] S4、纽扣成型:将纽坯送入车纽机进行车面、车底、打孔或刻字刻花操作一次成型,得到纽扣粗品,刀具选择高速钢刀、金刚石刀,转速控制在6000‑9000r/min,进给量控制在0.03‑0.07mm/r;
[0027] S5、二检:人工、半自动和或自动挑除孔眼残缺、破损的纽扣粗品;
[0028] S6、打磨抛光:将纽扣粗品与稻壳在抛光机中,进行打磨抛光,直到纽扣表面无毛刺、刀痕,取出;
[0029] S7、氮氛热处理:将纽扣置于管式炉中,在氮气保护和140℃‑220℃的条件下处理2‑4h,冷却至室温后取出,平衡含水率;
[0030] S8、上漆打蜡:采用清漆对竹制纽扣表面进行上漆或打蜡,即得到竹制纽扣。
[0031] 为实现上述目的,本发明还提供一种竹制纽扣,采用以上任一项所述的制备方法制备得到。
[0032] 本发明的有益效果如下:
[0033] 本发明提供的竹制纽扣加工方法,先加工成型再氮氛热处理,能够防止竹条硬度过大对刀具以及成品率的影响。同时对刀具转速、进给量等参数进行优化,能够明显提高成品率和产品质量,使竹制纽扣成品率提升至85%。同时氮氛热处理减少了竹材含有的糖分、营养物质、提取物等,杀灭了竹材所携带的虫卵、真菌等,从根本上缓解了实竹纽扣易产生霉变、清洗易褪色或变色的缺点;还能使竹纽扣颜色更统一,丰富了竹纽扣的颜色种类,并保持了竹材原有的独特的纹理。附图说明
[0034] 图1为竹制纽扣加工方法流程图

具体实施方式

[0035] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0036] 本发明纽坯加工和纽扣成型的刀具参数及对应的总和破损率如表1所示。
[0037] 表1纽坯加工和纽扣成型的刀具参数
[0038]
[0039]
[0040] 本发明色差和防霉抗菌测试方法如下:
[0041] ①色差采用便携式色差仪评定。
[0042] ②评定等级:0级不长,即肉眼观察无生长;
[0043] 1级痕迹生长,即肉眼可见生长,但生长覆盖面积小于试验样品总面积的10%;
[0044] 2级轻微生长,霉菌的菌落断续蔓延或松散分布于基质表面,霉菌生长占总面积30%以下;
[0045] 3级中量生长,霉菌较大量生长和繁殖,占总面积70%以下;
[0046] 4级严重生长,霉菌大量生长繁殖,占总面积70%以上。
[0047] 试验菌种:土曲霉、宛氏拟青霉、绳状青霉、球毛壳霉、黑曲霉、出芽短梗霉。
[0048] 实验菌种:大肠杆菌、金黄色葡萄球菌。
[0049] 表2本发明制备的竹制碳化纽扣与实竹纽扣综合性能对比
[0050]
[0051] 实施例1
[0052] 一种竹制纽扣加工方法,如图1所示,包括以下步骤:
[0053] 1)竹材加工:竹材优选中段和竹梢段,厚度在6‑8mm利用率最佳。经过切段、剖分获得竹条,竹条宽度依据纽扣大小而定。竹条依据去青去黄的程度不同得到粗刨竹条和精刨竹条。
[0054] 2)纽坯加工:采用冲坯机将竹条加工成纽坯,刀具选择高速钢刀,转速控制在8000r/min,进给量控制在0.12mm/r;纽坯破损率约为20%,刀具消耗约5‑8天/把。
[0055] 3)一检:人工挑除缺角、残缺、破损等形貌不符合要求的纽坯;
[0056] 4)纽扣成型:纽坯送入车纽机进行车面、车底、打孔或刻字刻花等操作一次成型,得到纽扣粗品,刀具选择高速钢刀,转速控制在6000r/min,进给量控制在0.03mm/r;纽扣表面毛刺减少,破损率约为8%,刀具消耗约10‑15天/把。
[0057] 5)二检:人工挑除孔眼残缺,破损等质量不达标的纽扣粗品;
[0058] 6)打磨抛光:将纽扣粗品与稻壳按质量比20:1抛光机中,进行打磨抛光,直到纽扣表面无毛刺、刀痕等,取出;
[0059] 7)氮氛热处理:将竹制纽扣置于管式炉中,氮气流速0.2L/min,以升温速率5℃/min升温至140℃,保温2h。在氮氛热处理过程中,糖分及营养物质明显减少,干缩湿胀性下降,尺寸稳定性更好。平衡含水率后,同批纽扣色差ΔE极值为6.91,霉菌面积62%,孔眼拉力268.15N,抗菌性能>99%,纽扣的外观品质及使用性能提升。
[0060] 8)上漆打蜡:采用清漆对竹制纽扣表面进行上漆或打蜡;
[0061] 质检包装:检查纽扣是否残缺、破裂、色彩不均、虫洞等,合格产品进行打包销售。
[0062] 实施例2
[0063] 与实施例1的不同之处在于,纽坯加工采用高速钢刀,转速8000r/min,进给量0.15mm/r进行冲坯工序。纽坯破损率约为17%,刀具消耗约5‑8天/把。
[0064] 纽扣成型采用高速钢刀,转速6000r/min,进给量0.05mm/r进行车纽工序。纽扣表面毛刺减少,破损率约为9%,刀具消耗约12‑15天/把。
[0065] 氮氛热处理:将竹制纽扣置于管式炉中,氮气流速0.2L/min,以升温速率5℃/min升温至160℃,保温2h。在氮氛热处理过程中,糖分及营养物质明显减少,干缩湿胀性下降,尺寸稳定性更好。平衡含水率后,同批纽扣色差ΔE极值为6.43,霉菌面积56%,孔眼拉力262.72N,抗菌性能>99%,纽扣的外观品质及使用性能明显提升。
[0066] 实施例3
[0067] 与实施例1的不同之处在于,采用高速钢刀,转速8000r/min,进给量0.18mm/r进行冲坯工序。纽坯破损率约为15%,刀具消耗约5‑8天/把。
[0068] 采用高速钢刀,转速6000r/min,进给量0.07mm/r进行车纽工序。纽扣表面毛刺减少,破损率约为9%,刀具消耗约12‑15天/把。
[0069] 将竹制纽扣置于管式炉中,氮气流速0.2L/min,以升温速率5℃/min升温至180℃,保温2h。在氮氛热处理过程中,糖分及营养物质明显减少,干缩湿胀性下降,尺寸稳定性更好。平衡含水率后,同批纽扣色差ΔE极值为5.88,霉菌面积42%,孔眼拉力235.15N,抗菌性能>99%,纽扣的外观品质及使用性能明显提升。
[0070] 实施例4
[0071] 与实施例1的不同之处在于,采用高速钢刀,转速10000r/min,进给量0.12mm/r‑0.18mm/r进行冲坯工序。
[0072] 采用高速钢刀,转速7500r/min,进给量0.03mm/r‑0.07mm/r进行车纽工序。
[0073] 将竹制纽扣置于管式炉中,氮气流速0.2L/min,以升温速率5℃/min升温至200℃,保温2h。在氮氛热处理过程中,糖分及营养物质明显减少,干缩湿胀性下降,尺寸稳定性更好。平衡含水率后,同批纽扣色差ΔE极值为4.71,霉菌面积36%,孔眼拉力216.23N,抗菌性能>99%,纽扣的外观品质及使用性能明显提升。
[0074] 实施例5
[0075] 与实施例1的不同之处在于,采用高速钢刀,转速12000r/min,进给量0.12mm/r‑0.18mm/r进行冲坯工序。
[0076] 采用高速钢刀,转速9000r/min,进给量0.03mm/r‑0.07mm/r进行车纽工序。
[0077] 将竹制纽扣置于管式炉中,氮气流速0.2L/min,以升温速率5℃/min升温至220℃,保温2h。在氮氛热处理过程中,糖分及营养物质明显减少,干缩湿胀性下降,尺寸稳定性更好。平衡含水率后,同批纽扣色差ΔE极值为3.78,霉菌面积23%,孔眼拉力170.36N,抗菌性能>99%,纽扣的外观品质及使用性能明显提升。
[0078] 实施例6
[0079] 与实施例1的不同之处在于,采用金刚石刀,转速8000r/min,进给量0.12mm/r‑0.18mm/r进行冲坯工序。
[0080] 采用金刚石刀,转速6000r/min,进给量0.03mm/r‑0.07mm/r进行车纽工序。
[0081] 将竹制纽扣置于管式炉中,氮气流速0.2L/min,以升温速率10℃/min升温至140℃‑220℃,保温2h。
[0082] 实施例7
[0083] 与实施例1的不同之处在于,采用金刚石刀,转速10000r/min,进给量0.12mm/r‑0.18mm/r进行冲坯工序。
[0084] 采用金刚石刀,转速7500r/min,进给量0.03mm/r‑0.07mm/r进行车纽工序。
[0085] 将竹制纽扣置于管式炉中,氮气流速0.2L/min,以升温速率5℃/min升温至140℃‑220℃,保温3h。
[0086] 实施例8
[0087] 与实施例1的不同之处在于,采用金刚石刀,转速12000r/min,进给量0.12mm/r‑0.18mm/r进行冲坯工序。
[0088] 采用金刚石刀,转速9000r/min,进给量0.03mm/r‑0.07mm/r进行车纽工序。
[0089] 将竹制纽扣置于管式炉中,氮气流速0.2L/min,以升温速率10℃/min升温至140℃‑220℃,保温3h。
[0090] 实施例9
[0091] 与实施例1的不同之处在于,将竹制纽扣置于管式炉中,氮气流速0.2L/min,以升温速率5℃/min升温至140℃‑220℃,保温4h。
[0092] 实施例10
[0093] 与实施例1的不同之处在于,将竹制纽扣置于管式炉中,氮气流速0.2L/min,以升温速率10℃/min升温至140℃‑220℃,保温4h。
[0094] 对比例1
[0095] 与实施例1的不同之处在于,纽坯加工采用高速钢刀,转速7000r/min,进给量0.15mm/r进行冲坯工序。纽坯破损率约为22%,刀具消耗约5‑8天/把。
[0096] 纽扣成型采用高速钢刀,转速5000r/min,进给量0.05mm/r进行车纽工序。纽扣表面毛刺减少,破损率约为10%,刀具消耗约10‑15天/把。
[0097] 对比例2
[0098] 与实施例1的不同之处在于,先进行氮氛热处理再加工成型。将竹条置于管式炉中,氮气流速0.2L/min,以升温速率5℃/min升温至180℃,保温2h。
[0099] 然后采用高速钢刀,转速8000r/min,进给量0.18mm/r进行冲坯工序。纽坯破损率约为35%,刀具消耗约4‑5天/把。
[0100] 采用高速钢刀,转速6000r/min,进给量0.07mm/r进行车纽工序。纽扣表面毛刺减少,破损率约为17%,刀具消耗约4‑5天/把。
[0101] 可见,本发明通过先加工成型再氮氛热处理,能够防止竹条硬度过大对刀具以及成品率的影响。同时对刀具转速、进给量等参数进行优化,能够明显提高成品率和产品质量,使竹制纽扣成品率提升至85%。
[0102] 最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。