專利名稱：一種木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木塑復(fù)合材料(WPC)的加工成型設(shè)備，尤其是一種木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外木塑復(fù)合材料(WPC)的成型加工技術(shù)已從擠出成型領(lǐng)域伸展到注塑成型領(lǐng)域。像木塑擠出成型一樣，盡管木塑復(fù)合材料的流變性能與通常塑料材料大不相同，但木塑的注塑成型還是從普通塑料注塑成型機(jī)上開始的。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前木塑注射成型主要存在著如下四方面問題亟待解決第一、制品的相對(duì)強(qiáng)度較低這是因?yàn)槟舅軓?fù)合材料的熔體流動(dòng)性能很差，而注塑成型要求物料的熔體易于流動(dòng)，這就定位了木塑復(fù)合材料中的基體樹脂必須高流動(dòng)性，即分子量相對(duì)較低，所以從材料角度看，出現(xiàn)了制品強(qiáng)度較低這一突出問題。
第二、制品翹曲變形由于在木塑注塑成型技術(shù)中，熔融的木塑材料在較擠出成型更高的溫度和壓力下流動(dòng)，并迅速被驟冷固化，所以制品中的殘余應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致制品發(fā)生翹曲變形，制品體積愈大時(shí)，此問題愈嚴(yán)重。
第三、物料的初始性能不能很好地保持到最終制品由于注塑成型的加工溫度、注射壓力、剪切速率都很高，物料(特別是植物纖維部分)的降解和焦化現(xiàn)象隨時(shí)發(fā)生，故物料的初始性能隨加工過程的進(jìn)行，很難保持到最終制品。
第四、水份和低揮份制品表面的影響在木塑復(fù)合材料的注塑成型過程中，物料中所含的水份和低揮份及木醋酸氣體都很難脫除，熔體中的這些水份和低揮份在模腔內(nèi)成為氣浪，沖擊制品表面，輕則產(chǎn)生斑紋，重則造成缺陷。究其原因，皆是注塑成型的工藝過程中不具備閃蒸排氣的功能所致。
這些問題嚴(yán)重地影響著木塑復(fù)合材料向應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展的進(jìn)程，形勢(shì)的發(fā)展需要專業(yè)化設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)，以解決上述的缺點(diǎn)。本發(fā)明具有徹底排氣、充分混煉和在低溫、抵壓下吹塑成型的功能，是一種能顯著提高木塑復(fù)合制品質(zhì)量的木塑復(fù)合材料成型設(shè)備。
本發(fā)明的目的是通過下述方案來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)，包括擠出裝置，其特征在于所述擠出裝置是平行同向雙螺桿擠出機(jī)，并配有儲(chǔ)缸裝置和合模裝置；所述平行同向雙螺桿擠出機(jī)的出口與儲(chǔ)缸裝置相通相連；儲(chǔ)缸裝置的出口位于合模裝置的上方。
所述平行同向雙螺桿擠出機(jī)包括機(jī)筒和位于機(jī)筒中的2件螺桿；機(jī)筒為多段的，其中設(shè)有多個(gè)排氣口；在所述機(jī)筒中的螺桿上的相應(yīng)于加料口和排氣口的軸向位置處，采用寬導(dǎo)向螺紋元件；在混煉區(qū)設(shè)置有捏合塊；將中導(dǎo)程和窄導(dǎo)程的螺紋元件設(shè)置在捏合塊的上游和螺桿的末端；在最后一個(gè)排氣口的上游，設(shè)置一對(duì)反向螺紋元件或反向捏合塊。
所述平行同向雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒優(yōu)選為9至10段，其中設(shè)有3至4個(gè)排氣口；所述平行同向雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒的最優(yōu)選為9段，其中設(shè)有4個(gè)排氣口。所述儲(chǔ)缸裝置是柱塞式儲(chǔ)缸裝置，其中的儲(chǔ)缸配有柱塞，柱塞由氣缸或油缸往復(fù)推動(dòng)，儲(chǔ)缸內(nèi)設(shè)有帶吹氣組件的分流芯棒，儲(chǔ)缸的出口處裝有型坯口模。
所述合模裝置是一種雙開式機(jī)構(gòu)，包括可移動(dòng)的成型模具。
本木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)是一種兼具徹底排氣、充分混煉，并在較低溫度、壓力下擠出型坯，吹塑成型，多功能于一體的專業(yè)木塑成型設(shè)備。擠出裝置的主要功能是在混煉塑化過程中完成閃蒸排氣，向儲(chǔ)料缸穩(wěn)定地輸送相對(duì)低溫(對(duì)注塑加工溫度而言)的木塑熔體。儲(chǔ)缸裝置的主要功能是在相對(duì)低的壓力情況下推出型坯。合模裝置設(shè)于口模下方，主要功能是開合模模具完成單壁吹塑或雙壁吹塑或模壓吹塑成型等。
設(shè)定螺桿的功能單元的做法是在相對(duì)于加料口和排氣口處的軸向位置處，采用寬導(dǎo)程正向螺紋元件來產(chǎn)生低的充滿度；在混煉區(qū)設(shè)置正向捏合塊和中性捏塊以構(gòu)成適當(dāng)混煉效果；將中導(dǎo)程和窄導(dǎo)程螺紋元件設(shè)置在捏合塊的上游和螺桿末端以壓實(shí)物料提高密度；在最后一個(gè)排氣口的上游，設(shè)一對(duì)反向螺紋元件或反向捏合塊，以增強(qiáng)混合效果和防止排氣口冒料。
上述結(jié)構(gòu)是按木塑復(fù)合材料的加工任務(wù)來調(diào)整的。此處的任務(wù)是充分混煉和徹底排氣，充分混煉是在不破壞植物纖維的情況下達(dá)到木塑兩相混合；徹底排氣是利用閃蒸原理把物料中不同含量的水份及低揮份徹底排除。
為此目的而設(shè)定的擠出操作步驟可以是喂料→熔混→混煉→排氣→混煉→排氣→混煉→排氣→混煉→排氣→熔體壓縮擠出。
按此將螺桿和機(jī)筒中設(shè)計(jì)了四段排氣功能和適當(dāng)?shù)幕鞜挆l件，將排氣和混合置于可控制之下，以達(dá)到不損害植物纖維的充分混煉和徹底排氣的要求；以此完成所規(guī)定的操作步驟，達(dá)到閃蒸排氣的基本要求。
所述儲(chǔ)缸裝置與擠出機(jī)出口相連在一起，物料被擠出機(jī)螺桿輸送入儲(chǔ)缸，當(dāng)達(dá)到一定量時(shí)，被氣缸(或油缸)控制的柱塞推壓，經(jīng)分流芯棒和口模擠出。
所述合模裝置是一種雙開式機(jī)構(gòu)，帶有頂出脫模裝置，可以裝配單壁吹塑模具，也可以裝雙壁吹塑模具，也可以裝配模壓吹塑模具或三維吹塑模具。在遠(yuǎn)比注塑成型低的溫度和壓力下，將型坯吹塑成型。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以獨(dú)具的閃蒸排氣、充分混煉和低溫、低壓吹塑成型三條件，省去烘干脫水、擠出造粒多道工序；將原有的“M”型二步法加工曲線(加熱熔融→冷卻定型→加熱熔融→冷卻定型)簡(jiǎn)化為“n”型一步法加工曲線(加熱熔融→冷卻定型)。簡(jiǎn)化了工藝，降低了加工費(fèi)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明上述的條件有利于產(chǎn)品的塑化質(zhì)量和最終產(chǎn)品性能的提高。能加工現(xiàn)有注塑成型不能加工的分子量相對(duì)高的載體樹脂，故產(chǎn)品的強(qiáng)度可以提高；可以以低溫、低壓的吹塑成型，從而避免在制品中留下殘余應(yīng)力，預(yù)防制品翹曲變形。因此，本發(fā)明能避免制品的變形，可以將物料的初始性能很好地保留到最終制品，而不會(huì)像注塑成型那樣使木纖維焦糊；并且還可將型坯的兩面壓合起來，成為更加堅(jiān)固的木塑制品；更有利于成型大型木塑制品。
綜上所述，本發(fā)明木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)具有徹底排氣、充分混合和在低溫、低壓下成型，消除制品殘余應(yīng)力的功能，是一種專業(yè)化木塑吹塑成型設(shè)備，能顯著提高木塑復(fù)合材料或制品的質(zhì)量，開拓了木塑成型的應(yīng)用領(lǐng)域。


圖1為本木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為擠出機(jī)中的組合機(jī)筒1-6和組合螺桿1-8的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為模壓吹塑成型示意圖。
圖1、3中代號(hào)說明1、擠出機(jī)1-1驅(qū)動(dòng)電機(jī)；1-2變速箱；1-3料斗；1-4計(jì)量喂料裝置；1-5進(jìn)料口；1-6機(jī)筒；1-7排氣口；1-8平行同向雙螺桿。
2、儲(chǔ)缸裝置2-1氣缸(或油缸)；2-2柱塞；2-3儲(chǔ)缸；2-4分流型芯；2-5吹氣組件；2-6型坯口模；2-7型坯。
3、合模裝置3-1、成型模具；3-2、合模組件。
圖2中主要代號(hào)說明I-螺紋元件I-1寬導(dǎo)程正向螺紋元件；I-2次導(dǎo)程正向螺紋元件；I-3中導(dǎo)程正向螺紋元件；I-4窄導(dǎo)程正向螺紋元件；I-5窄導(dǎo)程反向螺紋元件。
II-混合、分配元件II-1、五層厚疊片45°交錯(cuò)角正向捏合塊；II-2、五層薄疊片45°交錯(cuò)角正向捏合塊；II-3、五層薄疊片90°交錯(cuò)角中性捏合塊；II-4、四層薄疊片60°交錯(cuò)角正向捏合塊；II-5、五層薄疊片45°交錯(cuò)角反向捏合塊。
具體實(shí)施例方式
圖1為木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)的示意圖，包括一臺(tái)擠出裝置、即平行同向雙螺桿擠出機(jī)1，并配有儲(chǔ)缸裝置2和合模裝置3；所述平行同向雙螺桿擠出機(jī)1的出口與儲(chǔ)缸裝置2相通相連；儲(chǔ)缸裝置2的出口位于合模裝置3的上方。
在所述儲(chǔ)缸裝置2是柱塞式儲(chǔ)缸裝置，其中的儲(chǔ)缸2-3配有柱塞2-2，柱塞2-2由氣缸或油缸2-1往復(fù)推動(dòng)，儲(chǔ)缸2-3內(nèi)設(shè)有帶吹氣組件2-5的分流芯棒2-4，儲(chǔ)缸2-3的出口處裝有型坯口模2-6。
在型坯口模2-6下面?zhèn)溆泻夏Ｑb置3中的合模組件3-2，合模組件3-2上裝有成型模具3-1。
圖2為平行同向雙螺桿擠出機(jī)1中的組合機(jī)筒1-6和組合機(jī)筒1-8的結(jié)構(gòu)示意圖。
所述平行同向雙螺桿擠出機(jī)1包括機(jī)筒1-6和位于機(jī)筒1-6中的2件螺桿；本實(shí)施例中的機(jī)筒1-6分為9段，其中第一段具有進(jìn)料口1-5(參照?qǐng)D1)，第3、4、6、8段具有排氣孔1-7；與之對(duì)應(yīng)的組合雙螺桿1-8包括螺紋元件I和混合、分配元件II。螺紋元件I選擇嚙合同向自掃型常規(guī)二頭螺紋元件，取其有較強(qiáng)的輸送作用，物料在其中停留時(shí)間短，自潔性好，可以在短的軸向距離內(nèi)建立高壓克服由于反向元件、剪切元件等混合元件所產(chǎn)生的阻力。螺紋元件I的螺紋導(dǎo)程分為寬、次、中、窄不同單元，用以控制物料在不同的軸向位置螺槽中的充滿度。螺紋元件I也設(shè)置少量反向螺紋元件，作為隔離屏障，用以促進(jìn)熔融，增強(qiáng)混合效果和防止排氣冒料?；旌虾头峙湓蘒I，選擇兩頭捏合塊元件，其錯(cuò)列角分為45°、60°、90°三種，流向分正向、反向、中性三種，取其與機(jī)筒內(nèi)壁形成的月牙型空間大，輸送力大，產(chǎn)生的剪切不十分強(qiáng)烈等特點(diǎn)，以適應(yīng)植物纖維與聚合物的混和，以使木塑復(fù)合材料的初始性能很好的保留到最終制品。如圖2所示，在相應(yīng)于加料口1-5和排氣口1-7的軸向位置處，用寬導(dǎo)程螺紋元件I-1來產(chǎn)生低的充滿度，在混煉區(qū)設(shè)置混合、分配元件捏合塊II；將中導(dǎo)程螺紋元件I-3和窄導(dǎo)程螺紋元件設(shè)置在捏合塊的上游和螺桿末端，以壓實(shí)物料，提高密度，在最后排氣口1-7的上游，設(shè)置一對(duì)反向螺紋元件I-5或反向捏合塊II-5，以增強(qiáng)混合效果和防止排氣冒料。以此結(jié)構(gòu)完成喂料→熔混→混煉→排氣→混煉→排氣→混煉→排氣→混煉→排氣→熔體壓縮擠出的操作步驟。
圖3為模壓吹塑成型的一種形式，所述合模裝置3是一種雙開式機(jī)構(gòu)，包括可移動(dòng)的成型模具3-1可以裝配單壁木塑吹塑成型模具，也可以裝配雙壁木塑吹塑成型模具或模壓木塑吹塑模具。圖示的合模裝置3中采用的是近乎平面的(淺拉伸)成型模具3-1，包括凸模和凹模。工作時(shí)，左側(cè)的凸模將從型坯口模2-6中出來的型坯2-7(圖3a所示)推向右側(cè)，使其進(jìn)入右側(cè)的凹模中(圖3b所示)，形成雙壁的制品(圖3c所示)。由于模具上加工有配合的凸凹部分，就形成了吹脹和壓縮的指定部位，以成型板狀和箱、殼類制品。由此可見，木塑吹塑技術(shù)不僅可吹脹型坯，還可以將型坯的兩面壓合成更堅(jiān)固的制品，也可以將金屬或注塑成型的嵌件安置在模具當(dāng)中，靈活地成型各種木塑制品。
權(quán)利要求
1.木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)，包括擠出裝置，其特征在于所述擠出裝置是平行同向雙螺桿擠出機(jī)(1)，并配有儲(chǔ)缸裝置(2)和合模裝置(3)；所述平行同向雙螺桿擠出機(jī)(1)的出口與儲(chǔ)缸裝置(2)相通相連；儲(chǔ)缸裝置(2)的出口位于合模裝置(3)的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)，其特征在于所述平行同向雙螺桿擠出機(jī)(1)包括機(jī)筒(1-6)和位于機(jī)筒(1-6)中的2件螺桿(1-8)；機(jī)筒(1-6)為多段的，其中設(shè)有多個(gè)排氣口(1-7)；在所述機(jī)筒(1-6)中的螺桿(1-8)上的相應(yīng)于加料口(1-5)和排氣口(1-7)的軸向位置處，采用寬導(dǎo)向螺紋元件；在混煉區(qū)設(shè)置有捏合塊；將中導(dǎo)程和窄導(dǎo)程的螺紋元件設(shè)置在捏合塊的上游和螺桿的末端；在最后一個(gè)排氣口的上游，設(shè)置一對(duì)反向螺紋元件或反向捏合塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)，其特征在于所述平行同向雙螺桿擠出機(jī)(1)的機(jī)筒(1-6)為9至10段，其中設(shè)有3至4個(gè)排氣口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)，其特征在于所述平行同向雙螺桿擠出機(jī)(1)的機(jī)筒(1-6)為9段，其中設(shè)有4個(gè)排氣口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)，其特征在于在所述儲(chǔ)缸裝置(2)是柱塞式儲(chǔ)缸裝置，其中的儲(chǔ)缸(2-3)配有柱塞(2-2)，柱塞(2-2)由氣缸或油缸(2-1)往復(fù)推動(dòng)，儲(chǔ)缸(2-3)內(nèi)設(shè)有帶吹氣組件(2-5)的分流芯棒(2-4)，儲(chǔ)缸(2-3)的出口處裝有型坯口模(2-6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)，其特征在于所述合模裝置(3)是一種雙開式機(jī)構(gòu)，包括可移動(dòng)的成型模具(3-1)。
全文摘要
本發(fā)明為木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)，包括擠出裝置，其特征在于所述擠出裝置是平行同向雙螺桿擠出機(jī)(1)，并配有儲(chǔ)缸裝置(2)和合模裝置(3)；所述平行同向雙螺桿擠出機(jī)(1)的出口與儲(chǔ)缸裝置(2)相通相連；儲(chǔ)缸裝置(2)的出口位于合模裝置(3)的上方。本發(fā)明木塑復(fù)合材料吹塑成型機(jī)具有徹底排氣、充分混合和在低溫、低壓下成型，消除制品殘余應(yīng)力的功能，是一種專業(yè)化木塑吹塑成型設(shè)備，能顯著提高木塑復(fù)合材料或制品的質(zhì)量，開拓了木塑成型的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B29C47/64GK1846973SQ20061007897
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者徐凌秀 申請(qǐng)人:徐凌秀