用于窗框型材的辅助共挤压设备和具有该辅助共挤压设备的型材制造设备

摘要

本发明公开了一种用于窗框型材的辅助共挤压设备(100)。在用于窗框型材的辅助共挤压设备(100)中，共挤压树脂合成物被加压并被输送到模具(30)的一侧，以便在用于形成型材(P)的树脂材料在主挤压机(10)中被熔化且随后被加压并输送到模具时在型材(P)的表面上形成表皮层(S)，所述辅助共挤压设备的特征在于包括用于竖直地改变共挤压树脂合成物的行进方向的连接器(10)，平顺地改变树脂合成物的行进方向的弯曲部分(113、114)形成在连接器的入口孔(111)和出口孔(112)之间。本发明提供辅助共挤压设备的改进通路，以便防止其中的树脂合成物被碳化且也防止在输送树脂合成物时消耗过量能量，能够增强形成在型材表皮层上的图案的图案性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用共挤压技术制造具有自然的木材纹理的窗框 型材的设备，且具体是是涉及用于双阶挤压的辅助共挤压设备的形状， 该辅助共挤压设备设置在用于制造窗框型材的设备中，含有木材纤维 的树脂合成物在其一侧上被双阶挤压且在其上形成压花，从而提供具 有自然的木材纹理的图案。

背景技术

在制造常规的窗框型材的挤压工艺中，如图1所示，如果热塑性 树脂的球粒或复合型材料通过料斗2注入挤压机1内，则材料被布置 在挤压机1的加热缸中的加热器加热以便熔化成凝胶状态、通过挤压 螺杆的旋转被输送并随后通过布置在挤压机1前端处的模具3挤压。 而且通过模具3挤压以便具有期望形状的熔化树脂穿过校准器和冷却 装置5。

校准器4允许穿过模具3的型材P保持其外观并具有精确的尺寸 和形状。因而，优选的是，校准器4布置成与模具3相邻，使得穿过 模具3的型材能够进入校准器4而其形状没有改变。穿过校准器4的 产品被冷却装置5冷却，通过牵引装置6被预定的力拉动，并随后由 切割装置切割成期望的尺寸。因而，窗框型材产品被初步完成。

而且为了在窗框的在构造时露在外面的上表面或侧表面上提供各 种纹理和图案，由合成树脂形成的装饰膜（片材）被附接到其上以便 提供木材纹理，从而改善窗框型材的美感。

然而，为了将分离的膜或片材附接到挤压的窗框，必要的是，挤 压的窗框必须被输送到设置了包裹设备的分离的板、在其中被加载并 随后通过单独的工艺进行处理。因此，在生产效率和成本方面是不利 的，而且当在输送、处理和构造时在其上产生划痕时，很难修复该划 痕。此外，因为在包裹工艺中使用了粘合剂，所以对使用者或工人健 康不利。

为克服该问题，已经提出了对窗框进行双阶挤压(dual extrusion) 的双阶挤压（共挤压）方法。在双阶挤压中，如上面描述的，通过使 用挤压机挤压型材以便具有期望的形状，且随后使用辅助共挤压设备 在型材的一侧上另外挤压诸如PVC的其它原材料。

然而，甚至在该情形中，存在施加了PVC等的型材的外观不自然 以及其外观由于由PVC色料形成的型材表面的褪色而劣化的某些缺点 和问题。

而且为了提高型材表面的图案性，在模具3和校准器4之间布置 了压花辊（未示出），以便在型材表面上形成压花辊表面的图案。但是， 如上所述，因为校准器4必须定位成与模具相邻，所以对布置在其间 的压花辊的直径和周向长度存在限制。因此，反复地在型材表面上形 成的图案的重复周期变短且因此其图案性劣化。

发明内容

技术问题

本发明的目的是改进用于形成表皮层的辅助共挤压设备的通路， 其设置在用于制造窗框型材的设备中，该窗框型材能够提供自然的木 材纹理且因此提供奢华的格调。

问题解决方案

为实现本发明的目的，本发明提供了一种用于窗框型材的辅助共 挤压设备(100)，在该辅助共挤压设备中，共挤压树脂合成物被加压并 被输送到模具(30)的一侧，以便在用于形成型材(P)的树脂材料在主挤压 机(10)中熔化且随后被加压并输送到模具时在型材(P)表面上形成表皮 层(S)，该辅助共挤压设备的特征在于包括用于竖直改变共挤压树脂合 成物的行进方向的连接器(10)，平顺地改变树脂合成物的行进方向的弯 曲部分(113、114)形成在连接器的入口孔(111)和出口孔(112)之间。

而且，本发明提供一种用于制造窗框型材的设备，该设备包括： 主挤压机(10)，其加压并输送熔化的树脂材料；模具(30)，模具(30)排 出具有预定形状的型材的形式的树脂材料；以及辅助共挤压设备(100)， 其将共挤压树脂合成物加压并输送到模具的一侧，以便在型材表面上 形成表皮层(S)，该设备的特征在于，模具(30)形成有加压空间(38)，该 加压空间(38)容纳从辅助共挤压设备引入的共挤压树脂合成物并将该 共挤压树脂合成物加压并施加到型材表面，且该加压空间(38)设置有通 路引导件(39)，该通路引导件对共挤压树脂合成物进行分流。

优选地，该加压空间(38)的通路引导件沿共挤压树脂合成物的行进 方向布置，且辅助共挤压设备包括用于竖直地改变共挤压树脂合成物 的行进方向的连接器，且平顺地改变树脂合成物的行进方向的弯曲部 分(113、114)形成在连接器的入口孔(111)和出口孔(112)之间。

优选地，所述设备还包括保持从模具排出的型材的外观的校准器 (70)和冷却穿过校准器的型材的冷却装置(90)。而且，共挤压树脂合成 物包含木材纤维。

发明的有益效果

根据上述的本发明，表皮层通过共挤压与型材的一侧一体地形成， 且因此能够提供自然的木材纹理并因此提供奢华格调。而且，因为本 发明提供辅助共挤压设备的改进通路以便防止其中的树脂合成物被碳 化，且也防止在输送树脂合成物时消耗过量能量，所以能够增强形成 在型材表皮层上的图案的图案性。

附图说明

本发明的上述及其它目的、特征和优点将从结合附图给出的优选 实施方式的以下描述中变得明显，在附图中：

图1是用于制造常规窗框型材的设备的示意图。

图2是根据本发明实施方式的制造窗框型材的设备的示意图。

图3是通过根据本发明的共挤压制造的型材的横截面图。

图4是由根据本发明的设备制造的型材的横截面图。

图5是根据本发明的压花辊的透视图。

图6是根据本发明的压花辊的横截面图和压花辊的表面的放大 图。

图7是常规的压花辊的横截面图和常规的压花辊的表面的放大 图。

图8是在与图2不同的方向上看到的根据本发明的制造窗框型材 的共挤压设备的视图。

图9是图8的模具和压花辊的横截面图。

图10是根据本发明的共挤压设备中的冷却装置的盘状物的透视 图。

图11是根据本发明的共挤压设备中的辅助共挤压设备的连接器的 横截面图。

图12是常规的连接器的横截面图。

图13是示出了通过共挤压设备在型材上形成图案的视图。

图14是示出了通过根据本发明的共挤压设备在型材上形成图案 的视图。

图15是通过使用根据本发明的共挤压设备制造的实际产品的视 图。

具体实施方式

下面，将详细描述本发明的实施方式。

图2是根据本发明实施方式的制造窗框型材的设备的示意图。参 考图2，如果诸如聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PS）、聚氯 乙烯（PVC）和ABS树脂的热塑性树脂的球粒或复合型材料通过料斗 2注入主挤压机10，则材料被布置在主挤压机10中的加热器加热，以 便熔化成凝胶状态并通过挤压螺杆的旋转进行输送。此后，具有期望 形状的型材P通过布置在主挤压机10前侧的模具30挤压，并穿过校 准器70、80和冷却装置90，且随后穿过牵引装置99和切割机，牵引 装置99和切割机与现有技术类似且因此其详细描述将被省略。

优选地，校准器70布置成与模具相邻，使得穿过模具的型材能够 进入校准器70而其形状没有改变，且型材P的表面冷却过程在型材P 进入校准器70之前执行。如果型材P在没有进行表面冷却的情况下立 即进入校准器，可能存在形成在型材表面上的压花图案通过型材的模 制树脂和校准器的内部金属之间的表面摩擦而磨损且消失的问题。因 此，优选的是，使用空气作为冷却介质。也就是说，在表面冷却装置 中，空气均匀地注入到型材上，使得型材表面迅速冷却。

本发明的共挤压设备还包括辅助共挤压设备100。图3示出了根 据本发明的模具30和辅助共挤压设备100。模具30包括主挤压模具 30a和共挤压模具30b。主挤压模具30a用于挤压通过料斗20注入并熔 化成凝胶状态的树脂，以便具有预定形状。共挤压模具30b布置在主 挤压模具30a前侧，用于在穿过主挤压模具30a的型材的一侧上形成表 皮层（参见图4的S）。为此，从辅助共挤压设备100供应的共挤压树 脂被注入共挤压模具30b的上部。换句话说，从辅助共挤压设备100 供应的共挤压树脂附着到穿过主挤压模具30a的型材的所述一侧，以 便形成表皮层S并随后穿过共挤压模具30b。

图4是通过根据本发明的共挤压制造的型材的横截面图。表皮层 S通过共挤压与窗框型材P的表面一体地形成。图示出了表皮层形成在 型材的上表面和两侧上。然而，本发明不限制表皮层的形成。如果需 要，表皮层可以形成在型材的上表面的一部分或整个表面上。

通过利用共挤压形成表皮层，能够利用各种材料为表皮层提供各 种颜色。因为与型材不同的材料通过共挤压被与型材一体地形成，所 以不需要在型材生产之后的类似于附接片材的后处理。而且，能够减 少制造成本且也增强产品的可加工性。此外，由于不使用粘合剂，共 挤压是环保的且利于克服划痕问题。

根据本发明，形成表皮层S的共挤压树脂合成物包含木材纤维， 从而改进自然的木材纹理并因此改进其图案性。

共挤压树脂合成物包括用于形成基色的第一原材料、用于形成中 间色调颜色的第二原材料和用于形成高色调颜色的第三原材料。

在本发明中，作为基础材料的第一原材料的特征是包含木材纤维 使得型材的表皮层具有自然的木材纹理。第一原材料包括70%PVC、 10-15%煤石、15-20%木材纤维、具有优异耐气候性的少量无机颜料、 少量耐气候添加剂等。

用于形成中间色调颜色的第二原材料包括具有比第一原材料（基 础材料）高的熔点的高度聚合的PVC、ASA、PMMA和PE树脂、具 有优异耐气候性的少量无机中间色调颜料、诸如润滑剂的少量添加剂 等。

用于形成高色调颜色的第三原材料包括具有比第一原材料（基础 材料）高的熔点的这种高度聚合的PVC、ASA、PMMA和PE树脂、 具有优异耐气候性的少量无机高色调颜料、诸如润滑剂的少量添加剂 等。

根据本发明，为了形成一种颜色，第一原材料、第二原材料和第 三原材料不混合。但是在表皮层形成在型材上的状态下，第二原材料 和第三原材料分别在作为基础材料的第一原材料上显示中间色调颜色 和高色调颜色，使得每种颜色可以相互区分，从而提供具有优异图案 性的自然颜色。

为了使树脂合成物的颜色相互区分，第一原材料具有约160°至 165°的熔点，第二原材料具有约175°至185°的熔点，且第三原材料具 有约175°至185°的熔点。

辅助共挤压设备100用于加热共挤压树脂合成物并随后朝共挤压 模具30b对该共挤压树脂合成物加压。如果树脂合成物的熔点全都相 同，则所有树脂合成物都在辅助共挤压设备100中熔化并混合在一起， 且因此每种颜色不相互区分而是变成一种颜色。因而，为了防止这种 现象，每一个熔点相互不同。换句话说，当辅助共挤压设备100的内 部被加热到约160°至180°时，具有最低熔点的基础材料首先熔化成凝 胶状态，且第二原材料和第三原材料部分地熔化并随后排出到共挤压 模具。在该过程中，具有中间色调颜色的第二原材料和具有高色调颜 色的第三原材料在基础材料上形成自然图案。

而且，共挤压树脂合成物还可以包括负离子粉末、空气清新剂等 以便向房间散发负离子，从而提供类似森林的环境或散发出类似植物 杀菌素气味的自然芳香。

图5是根据本发明的压花辊50的透视图，且图6a和图6b是根据 本发明的压花辊50的横截面图和放大图。

本发明的压花辊50具有比常规的压花辊大的直径且图案被形成 为两阶以便提供优异的图案连续性，从而增强外观图案性和维度感。 压花辊50可旋转地安装在旋转轴51处，且在其表面形成均匀图案。 也就是说，如图6a所示，在压花辊50的表面上形成了两阶均匀图案。 换句话说，压花辊50包括形成为相对较大的第一突起53和在第一突 起53上形成为相对较小的第二突起55。第一突起53和第二突起55不 是均匀且规则的形状而是任意形状（图7a和图7b所示的常规压花辊 具有仅以均匀深度布置的简单图案，且因此其图案性被劣化）。第一突 起53的深度D形成为比在常规压花辊上形成的突起的深度深，从而增 加图案的图案性。

本发明的压花辊50具有大的直径RD以及大的突起。如果增加压 花辊的直径，则压花辊表面的周向长度也增加，且沿型材表面形成的 压花图案的长度变长。因而，在型材上形成的图案的重复周期变短， 从而增强图案的图案性。

然而，布置在模具30和校准器70之间的压花辊50的直径由于上 述的模具30和校准器70之间的空间的限制而受限制。为解决该问题， 本发明提出图8和图9所示的新形状。

图8示出了在与图2不同的方向看到的根据本发明的用于制造窗 框型材的共挤压设备的一部分，其中省略了辅助共挤压设备，且图9 是图8的模具30和压花辊50的横截面图。

参考图8和图9，在模具30和校准器70之间的空间G中，下部 空间G1较小但是上部空间G2较大，以便安装压花辊50。而且模具30 的布置压花辊50的表面被圆化以具有凹进部分35，且因此能够提供可 以安装具有大直径的压花辊50的足够空间。也就是说，与压花辊50 的外周对应的曲线部分35形成在模具30的表面处，型材P排出到所 述表面。因此，即使压花辊50的直径RD变得比常规压花辊的直径大， 仍可以在没有过量增加模具和校准器之间的空间的情况下安装压花辊 50。尽管在附图中示出半圆形凹进部分，但是本发明不限于该形状， 且如果必要，可以提供各种形状的凹进部分，比如，具有90度中心角 的圆弧形状。

参考图8，校准器70、80可包括干式校准器70和湿式校准器（water  calibrator）80，或者其中之一。而且，在冷却装置90中，在水罐中在 型材的行进方向上布置了多个中空盘状物93，使得穿过盘状物的型材 可被冷却而型材形状没有改变。

图10示出根据本发明的冷却装置90的盘状物之一。盘状物93形 成为在其中心部分处是中空的使得型材P可穿过其中，且辊95布置在 盘状物93的中空部分的上部。辊95的旋转轴固定到盘状物93的上部， 且辊95在与穿过其中的型材接触的同时旋转。表皮层S通过共挤压形 成在型材P的上表面，且压花图案通过压花辊50形成在其上。

在常规冷却装置中，因为没有本发明的辊95，所以盘状物的中空 部的上表面与穿过其中的型材接触，且结果是，形成在型材的上表面 上的压花图案可能被破坏。

根据本发明，因为在盘状物的合适位置设置了与型材上表面接触 的可旋转的辊，与型材的常规表面接触改变为与其的线接触，且因此 防止了形成在型材上表面上的压花图案被破坏。

在本发明中，如图3所示，利用辅助共挤压设备100将表皮层共 挤压在型材上表面上。而且，具有改进的通路的辅助共挤压设备100 可通过改进常规辅助共挤压设备来提供，该常规辅助共挤压设备在常 规制造设备中用于共挤压PVC或其它材料。

在本发明的辅助共挤压设备100中，共挤压树脂合成物利用预定 的且恒定的压力加压并被供应到共挤压模具30b的上部，使得在型材P 的表面上形成表皮层S。如附图所示，共挤压树脂合成物被水平输送， 转动约90度，被随后再次竖直输送以便引入共挤压模具30b的上部。 连接器110用于将共挤压树脂合成物的运动方向改变为竖直方向。图 11是根据本发明的连接器110的横截面图。连接器110形成有引入共 挤压树脂合成物的入口孔111、相对于入口孔111竖直地转向的出口孔 112和改变行进方向的弯曲部分113、114。连接器110的内径从入口孔 111朝出口孔112变窄，使得树脂合成物的输送速度和压力增加。弯曲 部分113、114允许行进方向从水平方向平滑地改变为竖直方向。

图12是常规连接器的横截面图。其中，输送材料的行进方向从水 平方向急剧地改变为垂直方向。因此，在水平方向上输送的材料与竖 直壁碰撞且因此返回或积聚在竖直壁附近，据此存在输送压力增加的 问题。然而，因为本发明提供弯曲部分，所以材料行进方向能够平滑 地改变。

图13示出通过共挤压设备在型材上形成图案的对比实例，且图 14示出通过根据本发明的共挤压设备在型材上形成图案。

共挤压树脂合成物从辅助共挤压设备100引入到模具30的上部， 且随后引入形成在模具中的共挤压加压空间38。然后，共挤压树脂合 成物被施加到穿过模具并被水平输送的型材P的上表面或者上表面和 侧表面，从而形成型材的表皮层S。其中，树脂合成物的第二原材料和 第三原材料形成自然图案。

然而，如图13所示，如果共挤压加压空间38形成为单一空间， 则压力被集中地施加到涂覆在型材P上的树脂合成物的中心部分，且 因此在型材上表面的中心部分集中地形成旋风图案S1，从而提供人造 感觉。

在本发明中，为解决该问题，共挤压加压空间38形成为多个隔间。 为此，本发明提供形成在共挤压加压空间38中的通路引导件39，以便 将树脂合成物引导到分别的空间。然后，在辅助共挤压设备100中加 压并被引入模具的共挤压加压空间38中的树脂合成物被引导到分别的 空间，且因此防止了树脂合成物被集中地施加到型材上表面的中心部 分。因而，形成在型材的表皮层S上的图案S2均匀地形成在型材的上 表面，从而均匀地形成了形成为条形形状的自然图案。

如图14所示，因为通过经由通路引导件39适当地分配第二原材 料和第三原材料来形成在于本发明的共挤压设备中制造的型材P的表 皮层S上形成的图案S2，所以其具有自然的且不规则的图案且因此具 有高度图案性。

工业实用性

根据上述的本发明，表皮层通过共挤压与型材的一侧一体地形成， 且因此能够提供自然的木材纹理并因此提供奢华格调。而且，因为本 发明提供辅助共挤压设备的改进通路以便防止其中的树脂合成物被碳 化，且也防止在输送树脂合成物时消耗过量能量，所以能够增强形成 在型材表皮层上的图案的图案性。

尽管关于具体实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将明 白在不偏离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可进行 各种改变和变型。