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合成木粉及方法和装置、由这种合成木粉形成的合成木板及其挤压成型方法和装置

摘要

以20-75%重量的含水15%重量以内、平均粒径20目以下的纤维素质碎料与25-80%重量的热塑性树脂混合,经混炼胶凝和冷却粉碎至10mm以下的合成木粉或经加热混炼,用螺杆压出挤压机的挤出口模,其内壁贴有氟树脂薄片,挤压原料中的纤维素质碎料能顺利压出而不受很大阻力,从而制成密度高而均匀的预定厚度的成型制品。还可用刹车装置施加与挤压机对成型制品的挤压力相对抗的控制力,制成密度更高、更均匀的合成木板。

著录项

  • 公开/公告号CN1122272A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日1996-05-15

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 艾因工程技术股份有限公司;

    申请/专利号CN95101659.8

  • 发明设计人 西堀贞夫;

    申请日1995-02-09

  • 分类号B27N3/18;B27N7/00;B27L11/00;

  • 代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所;

  • 代理人任宗华

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-12-17 12:39:53

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2013-04-03

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):B27N3/18 授权公告日:20030730 终止日期:20120209 申请日:19950209

    专利权的终止

  • 2007-01-10

    专利申请权、专利权的转移专利权的转移 变更前: 变更后: 登记生效日:20061201 申请日:19950209

    专利申请权、专利权的转移专利权的转移

  • 2006-01-04

    专利申请权、专利权的转移专利权的转移 变更前: 变更后: 登记生效日:20051125 申请日:19950209

    专利申请权、专利权的转移专利权的转移

  • 2003-07-30

    授权

    授权

  • 1997-04-23

    实质审查请求的生效

    实质审查请求的生效

  • 1996-05-15

    公开

    公开

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说明书

本发明涉及以纤维素质碎料为主要成形物的合成木粉及其制造方法和装置,用这种合成木粉模制成的合成木板及其挤压成形的方法和装置。更具体地说,本发明涉及适合用于纤维素质碎料与热塑性树脂材料(以后简称为树脂材料)在挤压机中混炼以便在塑模中最终加工成预定厚度的合成木粉,制造这种木粉的方法和装置,以及用上述挤压装置制成的合成木板及其挤压成形的方法和装置。

随着生活方式的多样化,上述的纤维质碎料和树脂材料中的一种或二者,已经以多种形式被大量使用和废弃,如用于建筑消费材料、汽车、家庭电气制品等,日常用具或类似物品。热塑性树脂成形产品的这些废料可利用在诸如美国专利5,323,971中公开的方法以树脂材料的形式再生。本发明的一个方面是提供其中使用这种废料和上述纤维素质碎料的木粉,以便得到建筑材料或形成各种塑料成形制品的材料,例如塑料板或塑料膜,或者作为填料或着色剂使用。本发明的另一方面是提供一种将废料再循环形成合成木板的方法,或者一种能够自己再循环或与其它的纯塑料颗粒一起再循环的合成木板。

至今已开发了以这类木粉为基础的成形树脂产品,用以改进耐水性、绝热性等。特别是近年来因考虑全球环境保护而要求确保森林资源以及木材成本的高涨,并且为了对付对木制品感觉的根深蒂固的潜在需要,已着手研制能作为涂布材料或成膜材料用在家俱和日用品上的树脂材料。作为建筑材料的合成木粉和用这种合成木粉模制成的合成木板,以便得到与天然木材相近的表面性质。

但是,在这种合成木板的常规的挤压成形方法中,当把纤维质碎料(例如粉碎木材后得到的木粉、谷壳、甘蔗渣、碎木屑或纸浆材料)混合进行模制时,纤维素质碎料的性质(例如木粉的性质,如木粉和树脂材料之间的可流动性或分散性)对挤压成形有某些重要影响。

即,这些纤维素质碎料(例如木粉)在流动时摩擦阻力大,纤维素质碎料和树脂材料的相容性差,于是包含在成形的合成木板内的木粉的成分不均匀,结果造成密度不均匀。另外,当填充木粉后加热和树脂材料进入挤压机时,由混合的木粉中产生出大量蒸汽或木醋酸气,从而腐蚀挤压机的壁面并耗损成形模具,或者在成形的合成木板上形成粗糙表面、气泡或空穴。因此,在挤压成形过程中产生了各种问题。

在纤维素质碎料中,那些由木质材料(例如上述的建筑废料、锯木或木材成型时产生的锯末或其它木材)经过采用冲击、剪切和摩擦力的粉碎机(例如叶轮磨或球磨机)粉碎得到的木粉,可能会起毛,并且常常含有细长的纤维状颗粒。另外,这种木粉在与树脂材料、溶剂或溶液掺混时分散性能很差。木粉在贮存时容易聚结,尤其是在合成木板成形时有明显的聚结缺点。因此,要利用粉碎机内的球体摩擦力的粉碎作用,将木粉的粗糙边缘、凸出部位和须状纤维改变成球形或近似球形的颗粒,以改进成形木粉的流动性和分散性。但是,即使使用这种改进的木粉,它的流动性也与树脂材料不同,木粉对成形过程的影响不能完全消除,因此,选择成形方法成为采取措施对付木材在模制过程中的影响的重要一步。

此外,与上述的改进木粉本身的流动性和分散性相似,要将合成木板制成使木粉与树脂材料相容良好,以便保持良好的混炼状态。使用摩擦阻力比木粉低的树脂材料来降低木粉的摩擦阻力,也是模制密度高而均匀的合成木板的一个重要因素。但是在先有技术中,木粉与树脂材料的相容性仍是一个应当改进的问题。

模制合成木板的常规方法

在常规的模制合成木板的方法中,具有代表性的有压延法、挤压成形法和热压法。

图15

合成木板的压延法,例如日本特许公告平4—7283中所公开的,包括以下步骤:将粒径为80—300目的木粉和热塑性树脂材料的粉末或颗粒直接送入挤压机的料斗中,将二者掺混,在开口型的挤压机中加热和混炼;或者是将粒径为80—300目的木粉和树脂材料放在掺混机内充分混合,然后将混合好的材料在混炼装置(捏合机或密炼机)中混炼;混炼好的材料由料斗送至挤压机,如图15所示,由位于一对加热辊52之前的螺杆51压出,用热辊52将挤压出的材料加热和辊压成预定的厚度。开口型的挤压机包括一个没有成形模具的简单的挤压开口54和一个将开口54与加热辊52连接起来的引导装置55,它由接收底板和侧板构成,二者均有加热装置,例如电热器56,在引导装置55的上方还装有红外加热器57。

在加热辊之前将挤压材料保温并加热,以避免变形,例如卷曲或扭变。如果挤压材料未充分储热,则会发生变形,被挤压的材料的边缘会急速下降,只有中央部分被大量推出,进入加热辊52,结果在所形成的材料中产生褶皱,甚至使制品的成分不均匀,这也可能是卷曲或扭变的原因。所以必须避免。

另外,挤压成形的材料在加热辊52处被充分辊压,以板状压出,接着由补正辊53辊压,改正组成密度不均匀的现象,以防止制成品卷曲变形,还可以在成形加工的后段加设数个间隔适当、互相滚压的转辊(未画出)对制成品的前后表面交替辊压,以矫正制成品的卷曲或扭变。

此外,挤压机可以采用单螺杆或双螺杆。

图16

常规的合成木板挤压成形法,例如日本特许公告平3—59804中所公开的,包括以下步骤:在木粉中加入树脂材料,用挤压机加热混炼,如图16(A)所示,在挤压机出口装有模塑口模61,混炼好的材料经由它被挤压成管形;挤压成形的坯料用切割件62沿挤压方向切割,形成如图16(B)所示的板形的开口型坯料63。接着,将上述开口型坯料63送入加热辊64之间,辊压后再由补正辊65压出,以便消除坯料中由试图采取其原始管形的应力产生的卷曲或扭变,再经过数个间隔适当的转辊66交替地辊压坯料的前后表面,进一步矫正卷曲或扭变。

如上所述,木粉和树脂材料的相容性在先有技术中仍是应当改进的问题。

另外,当把木粉和树脂材料的粉末或颗粒直接送入挤压机的料斗中、或者把木粉和树脂材料用混炼机(例如掺混机、捏合机或密炼机)混炼、以便将混炼好的材料经由料斗送入挤压机时,使用事先粉碎成粒径为80—300目的木粉。木粉的摩擦阻力有某些不利影响,例如,会烤焦和粘着挤压材料,会造成产品成分不均匀,或是产生卷曲或扭变等变形,因此不能使用大粒径的木粉。而且,还存在其它问题,例如木粉磨细所需的时间长,同时木粉若是磨得过细则和树脂材料的相容性变差。

也就是说,如上所述,先有技术中存在以下问题:

(1)关于木粉流动时摩擦阻力大和与树脂材料的相容性差所造成的成形过程中的问题,设置了连结开口54和加热辊52的引导装置55,不设成形模具,通过在流动过程中加热保持挤压成形材料温热,就可以减小木粉的摩擦阻力。另外,用加热辊52—52辊压成形材料,从而使挤压机挤压出的材料可以在短时间内通过加热辊52—52之间,即,加热辊52—52的表面与挤压成形材料的接触距离可以减小,结果就可以使木粉和热辊的摩擦减至最小限度,从而防止所形成的合成木板的成分不均匀。但是,对于压延法,合成木板不是通过在挤压成形材料上施加压力形成的,挤压成形材料只是顺应加热辊的转动通过流动而拉出。因此,形成高密度合成木板的能力有限。

(2)在日本特许公告平4—7283中所示的使用引导装置连接挤压机和加热辊的方法中,采用单螺杆挤压机51或双螺杆挤压机进行矫正,所以引导装置的宽度受到限制。因此,不能形成宽的合成木板,这是问题所在。

(3)在用加热辊52辊压和拉出的成形制品中,经由补正辊53改正了辊压时组成密度的不均匀,以防止成形制品发生卷曲,同时如前所述,用间隔适当的多个辊交替地辊压成形制品的前后表面,可以矫正成形制品的卷曲或扭变。但是,实际上不可能完全矫正成形制品的卷曲或扭变,而且在成形制品内也会产生内部残余应力。此内部残余应力是成形制品变形(例如卷曲或扭变)的原因,同时伴随着制品成形后发生的老化收缩或随温度改变而发生的膨胀和收缩。尤其是,如果制成品进行二次加工,例如热压法施加上压力后,内部残余应力会使成形制品发生比预计值更严重的扭曲。

(4)压延法需要许多与其它成形机不同的相关设备,它可高速生产,所以产量很高,和挤压成形的制造设备相比,设备费用大大增加。

下面叙述在使用模塑口模的另一种常规方法中要解决的问题:

(1)一般认为很难通过装在挤压机中的模塑口模直接模制含有大量摩擦阻力高的木粉的制品。在日本特许公告平3—59804中公开的挤压成形方法中,模塑口模将材料制成管形,其中成形模塑口模的出口呈圆形,该出口与挤压机出口之间的通道较短,因此可以大大减少挤压成形中的摩擦阻力,形成了树脂材料能光滑和快速挤压成形的模塑口模通道。但是,如果在挤压合成木板时使用T形口模直接形成宽的成形制品,则木粉的摩擦阻力很高,很难使挤压成形的材料均匀流过相当长的距离进入模塑口模,该口模在开始时很宽,但在结束时会变窄。

(2)在日本特许公告平3—59804中指出的挤压成形法,将开口型的坯料装入加热辊之间辊压后,需要用补正辊除掉开口型成形品因试图采取原来的管形而产生的卷曲,和上述的压延法的情形一样,实际上不可能完全矫正成形品的卷曲,结果在成形品内产生了内部残余应力。另外,内部残余应力造成扭曲,例如卷曲或扭变,同时发生老化变化,而且如果用热压法向成形品施压,则成形品会产生无法预测的扭曲。

(3)在日本特许公告平3—59804中公开的挤压成形法中,需要用补正辊消除因试图恢复其原来管形的应力而产生的卷曲,与一般的挤压成形生产设备相比,设备费用要大幅度增加。

(4)日本特许公告平3—59804中的挤压成形法是合成木板的成形,与通常的树脂薄膜成形不同,它的挤压成形材料形成管状,这种管状材料又被切开成板状,因此很难形成厚的板形制品。

(5)另外,用T形口模成形时,可以做出12mm厚的合成木板,但是,成形材料在口模内的流动状态不好,使成形的木板的密度不均一,成形木板的表面会高低不平,其形状也变得不固定,成形的板不能成为销售的产品。

(6)再有,用T型口模压出合成木板时,通常合成木板是灰颜色,但因为成形材料中的木粉因模具内的热而燃烧,故成形材料变成咖啡色,这造成了产品外观的问题,燃烧木粉还会使耐冲击性或类似性能变差。

为解决上述问题,本发明的目的之一是提供合成木粉,它在涂料液、防水液等溶剂、溶液中的分散性良好,不会在涂料液中沉淀及聚结,它能将树脂材料固定在热稳定和化学稳定的木粉粒中并保持木粉与树脂的混合与分散状态,形成流动性良好的合成木粉;本发明还提供该合成木粉的制造方法及装置,在挤压成形时,能保持木粉和树脂间良好的相容性、抑制木粉周围产生气泡和空穴、维持木粉间的密度均匀,本发明提供了高密度的薄和厚的合成木板的挤压成形法,特别是形成10mm或更厚的合成木板的挤压成形法及装置。

本发明的又一目的是提供内部残留应力少的宽幅合成木板的挤压成形法及装置。

为了达到上述目的,本发明的合成木粉含水15%重量以内,由20—75%重量的平均粒径在20目以下的纤维素质碎料和25—80%重量的树脂材料混合,构成第一原料,将其混炼固化成凝胶,冷却粉碎后调节成粒度10mm以下的颗粒。

于是,上述木粉的制造方法是将上述第一原料用施加搅拌和冲击的叶片混合,由于摩擦热而凝胶化,随后冷却,粉碎后得到粒径10mm以下的颗粒。

再者,上述的制造合成木粉的装置包括流动混合和混炼装置,它装有施加搅拌和混炼作用的叶片,用来将第一原料混合并借助摩擦热将其混炼成凝胶,还包括装有搅拌和粉碎叶片的冷却粒化装置,用来将混炼好的材料粒化,以及夹套内冷水的入口和出口和用来将粉碎过的木粉调节成粒径在10mm以下的粒度调节装置。

本发明的另一方面是将上述的合成木粉加热、混炼并挤压到模塑口模中,将挤压出的材料冷却,同时施加与挤压力对抗的控制力,以得到高密度的合成木板。

在上述合成木板的第一种挤压成形法中,将第一原料用施加搅拌和冲击作用的叶片混合,再捏合混合物料以借助摩擦热凝胶化然后冷却并粉碎,将粉碎过的材料调节成粒径在10mm以下,形成合成木粉,将其加热、混炼、用螺杆挤压到模塑口模中,将挤压出的材料慢慢冷却,同时向其施加对抗挤压力的控制力以增高其密度。

本发明合成木板的第二种挤压成形法包括以下步骤:将20—75%重量、最好是30—70%重量的纤维素质碎料(例如木粉)混入树脂材料中,制备成第二原料,将其加热、混炼并用螺杆挤入模塑口模(10)中,挤压出的材料(79)被挤入模塑口模(10)的成形部分(21),该口模(10)有一个由用树脂片(24)(例如聚氟乙烯,本说明书中简称氟树脂)衬里的或用氟树脂涂敷的内壁层,它有优良的耐热性和低的摩擦阻力,于是可以形成既定的厚度,且在挤压成形过程中于成形部分(21)内慢慢冷却。

此外,上述第二原料的树脂部分是热塑性树脂成形材料,例如PVC(聚氯乙烯)、PET(聚酯)或PP(聚丙烯),它们或是全由废品树脂产品中回收的塑料构成,或者是由回收的塑料材料与纯的塑料颗粒按适当的比例(例如1∶1)混合。这些第二原料的树脂材料及纤维素质碎料的混合比例是:

(1)树脂材料是PP时,

如前所述,混入的纤维素质碎料的最大比例为75%重量,纤维素质碎料的混合比例范围是20—75%重量,优选30—70%重量,最好是30—65%重量。

(2)树脂材料是PET时,

纤维质碎料的最大混合比例为75%重量,优选20—60%重量,最好是35—50%重量。

(3)树脂材料是PVC时,

木粉的混合比例是30—60%重量,优选5—45%重量。

除了第二种挤压成形法之外,本发明的另一种合成木板挤压成形法中包括,在挤压第二原料期间用刹车装置(30)向成形制品(29)施加对抗挤压力的控制力,经过制品(29)向成形室(22)内的成形材料(79)施加对抗挤压力的阻力,从而使挤压成形材料(79)在成形部分(21)中具有高密度。

如前所述,将挤压材料(79)在模塑口模(10)的导入部分(11)中加热,就可以将其压入模塑口模(10)的成形部分。

在本发明的合成木板挤压成形装置中,将上述第二原料加热混炼后用螺杆在挤压机中挤压,挤压装置的挤出口模(78)与模塑口模(10)连接,模塑口模包括一个用来将挤出口模中流出的挤压材料(79)加热的导入部分(11)和装有成形室(22)的成形部分(21),成形室(22)用来使从导入部分(11)挤出的挤压材料(79)具有预定的厚度。另外,成形部分(21)的内表面上装有前述氟树脂的内壁层,而且在模塑口模中装有冷却装置,用来冷却成形室(22)。

另外,除了上述的制造合成木粉的装置之外,在上述的合成木板挤压成形装置中,将上述的合成木粉加热,在挤压机中用螺杆压至挤出口模处,挤出口模与模塑口模相连,后者有一个用来将从挤出口模流出的挤压材料加热的导入部分和带有成形室的成形部分,成形室将从导入部份挤出的挤出材料成形到预定厚度,成形部分的表面装有由氟树脂构成的内壁层,而且模塑口模内装有用来冷却成形室的冷却装置。

在上述第一原料中,最好是使用60—75%重量的木粉作为纤维素质碎料与25—40%重量的树脂材料(例如聚丙烯或聚乙烯)混合。

同样,作为纤维素质碎料使用的60—65%重量的木粉最好是与35—40%重量的一种或多种树脂材料(聚碳酸酯、尼龙和PVC)混合。

另外,前述的氟树脂可以使用聚四氟乙烯(Teflon TFE;TM;杜邦公司)、氟乙烯—丙烯共聚物(Teflon FEP)、聚三氟氯乙烯(Teflon CTFE)、聚二氟乙烯(Teflon VdF)等。

前述成形室的内壁表面及导引板表面的涂覆方法包括用薄片24衬里,该薄片由氟树脂涂敷在编织的玻璃布上构成,此法应优选使用,因为它容易更换和加工,因此耐用性很好。也可以用非织造的玻璃纤维布代替织造的玻璃纤维布。

前述成形室22的内壁面上的氟树脂内壁层,可以只形成在面对成形制品前后表面的内壁表面上,但是最好是在成形室(22)的上下左右的内壁面都衬上氟树脂薄层。

为了冷却成形室(22),可在模塑口模(10)中围绕成形室(22)设置冷水循环的冷却管(25),为了提高成形室(22)内对挤压出的原料(79)的渐冷效果,最好是将冷却管(25)安置成管间的距离沿成形部分(21)的挤出方向逐渐减小。但是,本发明不受这种结构的限制。

另外,可以装上一个施加控制力的刹车装置,用来对抗从模塑口模中挤出成形制品的挤压力。

根据本发明,挤压材料(79)在导入部分(11)中加热保温,以保持流动性和合适的混炼状态,如果设置引导板(15),它会防止位于导入部分(11)中的挤压材料(79)因为在流出方向上中央部分和末端部分线性膨胀系数的不同(与原料有关)而造成的分子定向变化,使线性膨胀均匀,控制分子定向,挤压材料均匀地扩散到成形部分(21)的成形室(22)中,以均匀的密度压出。成形室(22)的内壁表面包含着由阻力系数小的氟树脂形成的内层,所以挤压材料(79)中的纤维素质碎料可以光滑地流动而不会受到大的阻力,从而保持高而均匀的密度挤压出来。在经过成形室(22)被挤压的过程中,挤压材料(79)被常温或60—90℃的水或油等冷却介质冷却,成形为制品(29)。因为氟树脂的热导系数比金属低,且有优良的耐热性,故挤压材料(79)被缓慢冷却,减小了由冷却造成的扭曲,于是形成了变形小并且密度高而均匀的合成木板制品(29)。

除此之外,借助刹车装置(30)对制品(29)施加控制力以对抗从挤压装置流出时的挤压力,经过制品(29)对于成形室(22)内的挤压材料施加对抗挤压力的阻力。例如,使用一对辊(31a)和(31b)压接在制品(29)的前后表面上,一个摩擦元件压接在装在上述对辊(31a)和(31b)一端的转筒(33)上,于是控制了由制品(29)的挤压力造成的辊(31a)和(31b)的转动,借此,转辊(31a)和(31b)可以施加控制力对抗挤压制品(29)的力。

上述控制力经由制品(29)施加到成形部分(21)和导入部分(11)内的挤压材料(79)上,对抗由挤压装置施加在成形室(22)内的材料(79)上的挤压力,从而使整个材料(79)的密度更均匀和更高。因此,就形成含有大量纤维素质碎料的、密度更高和更均匀的合成木板。

图1是在本发明实施方案中使用的混合器(流动混合和混炼装置)的部分断面的正视图;

图2是在本发明实施方案中使用的冷却混合机(冷却造粒装置)的部分断面的正视图;

图3是在本发明实施方案中使用的调整粒度装置的部分断面的正视图;

图4是在本发明实施方案中使用的挤压装置部分断面的正视图:

图5是在本发明实施方案中使用的模塑口模和刹车装置纵断面的正视图;

图6是在本发明实施方案中使用的模塑口模和刹车装置部分断面的正视图;

图7是在本发明实施方案中使用的刹车装置细节的正视图;

图8(A)和(B)表示在本发明另一实施方案中的部分断面图;

图9是在图8(A)和(B)的实施方案中使用的模塑口模纵断面的正视图;

图10是沿图9J—J线的纵断面图;

图11是沿图9K—K线的纵断面图;

图12是在本发明另一实施方案中使用的模塑口模的部分剖面图;

图13是本发明另一实施方案中使用的刹车装置部分剖面的平面图;    

图14是沿图13N—N线的纵断面图;

图15是常规压延成形法装置的正视图;

图16(A)是常规挤压成形法装置的正视图;

(B)是表示常规挤压成形法管型和开口型成形制品状态的示意图。

                        图1

在图1中,参考数字(80)代表将原料混合与混炼成“混炼材料”的流动混合和混炼装置,在本实施例中为了方便而简称为“混合器”。

(81)是混合器本体,它是上面有开口的圆筒形物品,容量300升。上述开口是将原料送入混合器本体(81)内的送入口(94),该入料口上有开闭自如的上盖(82)。上盖(82)与排气管(95)相连,用来排除从混合器本体(81)内的木粉产生的大量蒸汽或木醋酸气。在靠近混合器本体(81)底部的侧面装有一个排出口(88),排出口(88)有一个盖子(89),其前端设有汽缸(91),随着汽缸杆(91)的运动,排出口(88)就能开关自如。(93)是排出孔道,它和排出口(88)相通。

在混合器(81)的底部中心有图上未画出的37KW直流马达转动驱动装置,向上支承着转杆(83),使它以最高820转/分的高速转动。轴(83)由下往上依次装有刮板(84)、搅拌和冲击叶片(85)、(86)和(87),在轴(83)的顶端用紧固螺母(92)固定。各搅拌和冲击叶片(85)、(86)和(87)的形状不受限制,在本实施例中是以轴(83)为中心成对存在的。如图一所示,三对搅拌和冲击叶片由六片叶片组成,它们在平面上按等角(60°)排列,将360°分成六等份。此外,如果使用的多个搅拌和冲击叶片不是3对,则最好是排列成等角分割360°,以便更有效地混炼原材料。

刮板(84)沿着混合器本体(81)的底面滑动回转,以便不使混合器本体(81)内的原材料在循环搅拌时残留在底面上。

打开上盖(82),由送料口投入由作为纤维素质碎料的木粉、树脂材料、尿素、碳酸钙、氧化钛或颜料等添加剂所形成的原材料。

加入碳酸钙使本发明的合成木板有适当的尺寸稳定性,可显著减小因温度变化造成的膨胀和收缩,从而防止成形制品在挤压成形时变形。另外,碳酸钙的优点是便宜。

加入氧化钛会产生适当的流动性和在溶液中的分散性,并能显著减小因温度变化造成的膨胀和收缩。

树脂材料可以由PVC、PET、PP、PC(聚碳酸酯)和尼龙中的一种或几种混合构成,它是由上述的废弃成形树脂制品中回收的。或者是从上面有树脂涂膜的树脂制品中回收这种原料形式的树脂,将树脂制品粉碎成小片,粉碎好的小片进行研磨以通过压缩研磨效应将树脂膜分离,利用基于微细振动的压缩冲击作用将磨细的小片加压粉碎,随时除去由粉碎压力分离出的树脂膜小片。

另外,树脂材料可以从废弃的热塑性合成树脂制品中回收再利用,或加入新的热塑性树脂材料,或使用回收的树脂材料与新的热塑性树脂材料按适当比例(例如1∶1)混合的掺混物。

以下表示对于第一原料的各树脂材料,可胶凝化的木粉用量范围。

树脂材料为PP时;木粉为35—75%重量,PP是25—65%重量;最好是,木粉为60—75%重量,PP量为25—40%重量。

树脂材料为PET时,木粉用量范围与PP时相同。

树脂材料是PC时:木粉为40—70%重量,PC量为30—60%重量;优选用量是木粉为60—65%重量,PC为35—40%重量;最好是,木粉为64%重量,PC为36%重量。

树脂材料是PVC时:木粉为30—65%重量,PVC为35—70%重量;最好是,木粉为45—55%重量,PVC为45—55%重量。

树脂材料为尼龙时和PC相同。

                        图2

在图2中,(100)是混合搅拌上述混炼材料、制造“粒化木粉”的冷却造粒设备,在本实施方案中称作“冷却混合器”。

(101)为混合器本体,是一个形状为倒锥形的外壳,上端有开口。其下端有排出口(107),装有阀(106)使排出口(107)能够开关。混合器(101)之外围有夹套(102),在此夹套内从供水管(108)往排水管(109)供入冷却水,使冷却混合器(100)内的原料的温度冷到树脂材料的熔点附近。另外,一个排放孔道(未画出)经由冷却混合器主体(101)的上壁面与混合器(100)的内部相连,用来排放在冷却混合器(100)内产生的水蒸汽及木醋酸气。

在冷却混合器(101)上壁靠近中心处安置一个支臂(103),它以基本上水平的方向支承在冷却混合器主体(101)内,由马达(111)经过减速齿轮(112)驱动,从而以3转/分的速度转动。此支臂(103)的转轴是中空的,其中安置了独立转动的另一转轴,连接到马达105的输出轴上。同时,搅拌和粉碎叶片(104)支承在臂(103)的末端,在本实施例中它是螺旋型,其旋转轴基本上与内壁侧面平行地伸展到冷却混合器本体(101)的下端。搅动和粉碎叶片(104)连接到转轴上,该转轴通过一个由装在臂(103)内的齿轮或类似装置构成的转动力传动机构连接到马达(105)的输出转轴上,以90转/分的速度转动。

在冷却混合器本体(101)的上壁上装有一个进料口(113),它与上述的混合器(80)的排出孔道(93)相连。

将在混合器(80)内形成的混炼材料经过排出孔道(93)和冷却混合器(100)的进料口(113)进入冷却混合器本体(101)内。搅拌粉碎叶片(104)由马达(105)驱动以90转/分转动,臂(103)则借助马达(111)的旋转力在水平方向转动,其速度经过减速齿轮减小为3转/分。于是,搅拌和粉碎叶片(104)沿着冷却混合器本体(101)的内壁表面跟踪着锥形面旋转,搅拌冷却混合器内的混炼材料。混炼材料被夹套(102)内的冷却水冷却过的混合器本体(101)内壁面冷却,由于造粒作用而形成直径在25mm以下的“粒化木粉”。随后打开阀106将粒化木粉由排出口(107)排出。

经冷却混合器(100)冷却过的混炼材料,最好是在包含于原料中的树脂材料的熔点之下(凝固点)冷却,但因为其中掺有木粉,所以并不一定要求在熔点以下,因此实际上只要冷却到粒化木粉可经排出口(107)排出即可,也即温度可高于原料中的树脂材料熔点10℃。

例如,在树脂材料为PP时,PP的熔点为165℃,在本实施例中,在混合器(80)内经180℃凝胶化的混炼材料自投入到冷却混合器(100)中后,经过10—15分钟便冷却到90—100℃,所以使用此冷却搅拌机的冷却造粒效率很高。夹套(102)内的冷却水,由进入管(108)供入的水温为30℃,由排水(109)排出时水温为40℃。

冷却造粒法不限于上述这种冷却混合器装置,可以使用其它装置,例如在混合器内装有搅拌叶片用以搅拌混炼材料,在混合器外围侧面装有上述的夹套,通过夹套内流动的冷却水冷却混合器内的混炼材料。

混合器(80)形成的混炼材料也可以只用一般的不带夹套(102)的混合器来搅拌冷却,但在这种情形下,要冷却到比混炼材料内树脂材料的熔点高10℃左右的温度,需要耗时30分钟,因此最好是使用本实施方案中所述的冷却造粒法制造“粒化木粉”。

                        图3

将上述冷却造粒方法所制得的粒化木粉,用“整粒方法”将粒径“调整”到10mm以下,制造“合成木粉”。

图3中,(120)为前面提到的调整“粒化木粉”粒度的装置,在本实施方案中称为“切粒机”。

切粒机本体(121)有一个制成圆筒形的外壳,其开口用能随意开合的上盖(122)盖起来。上盖(122)有进料口(123)使粒化木粉得以投入切粒机(121)内。

另外,切粒机(121)内的底面上有沿水平方向由转动驱动装置(未画出)转动的切刀支承体(124),其外表面上装有三个旋转刀片(125),在切刀支承体(124)的旋转方向上成120°等角配置,保持其边缘都在同一转动轨迹上。另外,在切粒机本体(121)内装有两个固定的刀片(126),它们基本上对称于转刀(125)的转动轨迹放置,与转刀(125)的转动轨迹仅留一小缝隙。于是,这两个固定刀片(126)和切刀支承体(124)与转刀(125)一起将切粒机本体(121)分成两个区域:进料室(127)和整粒室(128)。上盖(122)的进料口(123)与进料室(127)相连。二固定刀片(126)和转刀(125)之间的间隙可以自由调节,以便将粒化的木粉调整到所要求的大小。另外,用一个筛网(129)围住转刀(125)的转动轨迹将整粒室(128)在两个固定刀片(126)之间隔开。在本实施方案中,筛网(129)采用能通过整粒成约8mm的合成木粉的网孔。再有,整粒室(128)的下端装有将整粒后的颗粒排出的排出口(131)

将上述冷却混合器(100)制成的粒化木粉经进料口(123)送入,用转动驱动装置(未画出)旋转切刀支承体(124),粒化木粉在旋转切刀(125)与固定刀片(126)之间被切割成直径约1—8mm的第一原料合成木粉,这样就形成了具有适当流动性以保持树脂材料与木粉间的混合和分散性质处于稳定状态的合成木粉,能稳定地保持树脂材料与热稳定和化学稳定的木粉结合,而且这与化学反应、粘合以及凝缩和还原作用无关。然后通过筛网(129)的网孔由排出口(131)排出,送到下一加工步骤的挤压装置(70)中。

                        图4

图4中(70)为一台单螺杆挤压机。一般的挤压机装有一个或多个螺杆,可分为两类:单螺杆型和多螺杆型,其中有各种变形或组合的结构。本发明中可使用任何这种挤压机。

(71)为螺杆,单螺杆型,经过减速齿轮(72)由马达(未画出)驱动,在机筒(74)内转动。从进料斗(73)送入第二原料,即纤维素质碎料与树脂材料,在螺杆(71)前混炼并压出。在机筒(74)的外表面上装有带形加热器(75),用以将纤维素质碎料和树脂材料加热,使其逐渐熔融并沿着螺杆(71)的沟槽向前推进和混炼,然后经过筛网(76)和接合器(77)挤出,由挤出口模(78)挤压到模塑口模(10),成为挤压原料(79)。

进入料斗(73)的原料是作为第二原料的纤维素质碎料和树脂材料。特别是,为了能与树脂良好混合和降低挤压成形过程中木粉的摩擦阻力,以便防止挤压装置的磨损和毁坏,要采用50—300目粒径的木粉,使用60—150目的木粉则更好。木粉的水分含量应保持在15%重量以内,优选在11%重量以内,最好是3—5%,以便避免在成形过程中发生木醋酸气蒸发和蒸汽及气泡的形成,防止表面粗糙。

为进一步改善木粉特性,将木材碎片等材料浸于或加入到尿素树脂粘合剂中,加热硬化后粉碎成直径50—300目的粉末。在这样一种制造木粉的方法中,利用在尿素树脂粘合剂内中和时的热固化过程中产生的中和和蒸发作用,将木粉内的木醋酸急速去除,同时在木粉表面包围形成固化的粘合剂表面,可以有效地防止木粉水含量增加,从而改进木粉的滑动性,尤其是减小挤压成形过程中的摩擦阻力。

树脂材料可以PVC、PET、PP等中的一种或其组合,它们得自上述的回收废弃成形树脂产品。或者是,原料形式的树脂材料是由上面含有树脂膜的树脂制品回收,将树脂制品破碎成小片,将碎片磨细以便利用压缩研磨作用将树脂膜分离,利用基于微细振动的压缩冲力对磨细的小片加压和粉碎,随时除掉借助粉碎压力分离出的树脂膜小片。

树脂原料为PP时,则前述的木粉混合比例上限为75%重量。木粉的混合比例范围为20—75%重量,优选30—70%重量。

木粉的混合数量由所要求的性质(例如耐磨性等)决定。在本发明中,因为排除了在成形过程中的各种有害因素,所以可以大量混入木粉。

树脂原料为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)时,木粉的混合比例最大可达60%重量,但以20—60%重量为宜。

树脂为PVC时,木粉的混合比例为30—60%重量,以45%重量为佳。

另外,在挤压成形过程中,可将热塑性树脂的废品的回收树脂再利用投入上述的挤压装置,或投入新的热塑性树脂材料,或将回收料与新料以适当比例(如1∶1)投入挤压装置内。

根据使用目的之需要,可以添加颜料使制品着色。

另外,如上所述,将第一原料的合成木粉送入挤压装置(70)的料斗(73)中时,木粉和树脂材料的相容性更佳,可得到木粉的摩擦力降低、混炼良好的原料。

                        图9

图9中(17)为接合器,其上面装有流入口(18)供挤压机(70)混炼过的挤压原料(79)流入,还装有挤出口模(19)供挤压原料(79)向模塑口模(10a)排出。此外,接合器(17)的前端有圆形截面的突出部分。挤出口模(19)在此突出部分的前端形成长的矩形,宽50mm、高12mm、厚度8mm(见图10)。流入口(18)在接合器(17)的后端呈直径50mm的圆形,由它向挤出口模(19)形成逐渐改变横截面形状的连接孔。流入口(18)与挤压装置(70)的截面圆形的排出口大小相同。另外,最好是矩形挤出口模(19)的宽度与入口(18)的直径大小相同,而其高度则与模塑口模(10a)的成形室(22)的高度相同。

接合器(17)随挤压机(70)的大小而有各种不同的尺寸,例如,流入口(18)的直径为150mm时,挤出口模(19)的矩形宽度为150mm,高度则可与成形室(22)的高度12mm相同。

另外,接合器(17)可以根据挤压装置(70)的大小采用各种不同尺寸,例如,如果流入口(18)的直径是150mm,则挤出口模(19)可以是宽150mm、高12mm的矩形,此高度与成形室(22)相同。

接合器(17)的后端通过一个咬合住接合器(17)周围的夹具(28)用紧固件(例如螺栓)固定到带有筛网(76)的筛网部分(16)的末端表面上,以便使接合器(17)的流入口(18)与挤压装置(70)的筛网部分(16)的出口偶连。另一方面,在模塑口模(10a)的后端表面的大体上中央部位处形成一个截面矩形的凹入部分,接合器(17)末端部的截面矩形的突出部分插入其中,从而使挤出口模(19)偶连到模塑口模(10a)的导入孔(12a)中。

另外,根据本实施方案,在接合器(17)的连接孔道的四周壁内装有加热器(14a)。

由挤压装置(70)的筛网部分(16)的出口挤压出的挤压材料(79)由接合器(17)的流入口(18)流入,从挤出口模(19)穿过加热保温的连接孔道进入模塑口模(10a)的导入孔(12a)。由流入口(18)到挤出口模(19)的连接孔道的横截面相当快地变窄,但是此变化只是高度变化,因此挤压材料(79)的流动状态没有复杂化到不适当的状态。另外,挤出口模(19)的注射孔比通常的模大,所以可以排出大量熔化的合成木粉。再者,挤出口模(19)的形状有利于压缩密度,从而防止了在一般模具中发生的堵孔现象。

                        图5

图5中模塑口模(10)做成与T形口模相似的形状,它包括一个导入部分(11)和成形部分(21),挤压材料(79)在导入部分(11)中加热保温,并在维持其流动性的情况下被挤压,成形部分(21)包括一个成形室(22),挤压材料(79)于其中成形为预定厚度的宽幅板。

导入部分(11)包括导入孔(12)和导入室(13),其截面的形状由挤出口模(78)的直径约65mm的圆形截面迅速改变到成形室(22)的宽910mm、高12mm的细长矩形截面。挤出口模(78)和成形室(22)之间的距离(导入部分11在挤出方向上的距离)约为200mm。

导入孔(12)是在模塑口模(10)中沿其宽度方向将纵截面椭圆形膨胀而形成的(如图5所示),使其基本上等于或略大于挤出口模(78)。导入孔(12)的横截面朝模塑口模(10)沿宽度方向弯曲,其情形如图6所示,此弯曲截面的两端到达成形室(22)入口的矩形截面长边方向的两端,形成所谓衣架型的形状,在此导入孔(12)的长边方向大体上中央位置处与挤压装置(70)的挤出口模(78)相连。导入孔(12)至成形室(22)的入口之间由导入室(13)偶连,形成一个纵截面逐渐变小的三角形截面。

导入孔(12)可以做成衣架形,其中成形室(22)入口的矩形截面在长边方向上的两端以直线方式与挤出口模(78)相连,也可以做成直歧管形,在模塑口模(10)的宽度方向上成直线。其中尤以有弯曲截面的衣架型导入孔为佳,因为挤压材料(79)在导入孔(12)和导入室(13)内部之间的流动性会变好。

另外,也可以不将导入孔(12)和导入室(13)膨胀为椭圆截面,而是使其纵截面形成从挤出口模(78)至成形室逐渐变窄的三角形,或者如图8(A)所示,将导入孔(12)及导入室(13)的结构简化,根据成形室(22)的高度设计挤出口模(78)的内径与导入孔(12)及导入室(13)的高度,同时将导入孔(12)及导入室(13)贴上氟树脂薄片(24)。

(14)为加热器,例如电加热器或类似装置,可以将其装在导入孔(12)及导入室(13)的周围外壁。但在本实施方案中,加热室装在四周的壁内以获得优良的加热效果。在导入孔(12)和导入室(13)内流动的挤压材料(79)可以被加热保温,以维持其流动性。

此外,成形室(22)用未画出的金属垫板做成方形截面,上下两面分别放置有加热和冷却装置的金属板,通过更换垫板可以调节得到二种以上所要的合成木板的板厚。

模塑口模(10)的纵截面为宽910mm、高12mm的细长矩形,从成形室入口至出口的距离(成形部分(21)在挤压方向上的距离)为500mm。

                        图12

将模塑口模(10a)制成与上述实施方案的模塑口模(10)相同的形状,挤压材料(79)被加热保温,以维持它在导入部分(11a)中的流动性,成形部分(21)也与上述模塑口模(10)的相同。导入部分(11a)有衣架型的导入孔(12a),导入孔(12a)的截面形状由宽50mm、高12mm的矩形迅速变成成形室(22)入口处宽900mm、高12mm的细长矩形截面。此导入孔(12a)与上述模塑口模(10)的导入孔(12)及导入室(13)做成与成形室(22)高度相同的情形相当。

                    图5、6及12

成形室(22)所有各边的内表面上都衬上厚0.25mm的氟树脂薄片。也可以在内表面上直接涂敷氟树脂,但以衬上薄片为佳,因其耐久性好,而且容易更换和处理。

薄片(24)最好是用在玻璃织造布的表面上涂敷一层氟树脂的方法制成,使用Teflon TFE、Teflon FEP、Teflon CTFE、TeflonVdF等作为上述的氟树脂。也可以用非织造的玻璃纤维布代替玻璃织造布。

虽然氟树脂的涂敷加工可以只在上下两个内壁表面、即相应于形成成形制品前后表面的两个表面上进行,但最好是将氟树脂涂敷在成形室(22)的所有内壁表面上。

另外,模塑口模(10)的导入部分(11)可以用冷却管(25)冷却,该冷却管设置在模塑口模(10)内的成形室(22)的上下表面,沿挤压方向适当间隔,冷却管(25)内供入常温水、70—80℃左右的水或油等作为冷却介质,以便将从成形室(22)挤出的挤压材料(79)冷却。冷却管可以排列成管间的距离从靠近成形室(22)入口处到模具出口(23)处逐渐减小,以便使成形室(22)内的挤压材料(79)具有较好的缓慢冷却效果。也可以将冷却管(25)安置在模塑口模(10)的导入部分(11)的外壁。但是,冷却管只是为了冷却成形室(22)内的挤压材料(79),其排布方式不限于本实施方案。

                        图12

如图12所示,本实施例的引导板(15)是一个左右对称的梯形板,厚7mm,短边长200mm,长边长850mm,高100mm,全部外表面上都衬有厚0.1—0.5mm的氟树脂薄片(例如Teflon等)以使其具有防水、耐热的功能。上述模塑口模(10)的成形室(22)内也同样衬有这种薄片(24)。引导板(15)安装在上述高12mm、宽900mm的导入孔(12a)的中央,在其宽度方向上离导入孔(12a)的两端各25mm。如图12所示,此引导板(15)在模塑口模(10a)内用四个螺栓(27)固定在导入孔(12a)的下表面上,使引导板(15)的上下表面和导入孔(12a)的上表面之间有5mm的间隙。

此外,引导板(15)的厚度应保持为导入孔(12a)的90%以下,宽度保持为导入孔(12a)的70—95%。

另外,引导板(15)设置在导入孔(12a)高度方向的大体上中央处使其上下表面处的间隙与导入孔(12a)的上下表面处的间隙相近。

在本实施方案中,如果引导板(15)设置在导入孔(12a)高度方向的大体上中央位置处,则会在高度方向的上下方各形成约2.5mm的间隙,引导板(15)在模塑口模(10a)中则用4个螺栓固定。

                        图6

从挤压装置(70)的挤出口模(78)中压出的挤压材料(79),由导入孔(12)沿模塑口模(10)的宽度方向流动,同时经过导入室(13)沿成形室(22)的挤出方向流动。换言之,如图6中的双点虚线所示,挤压材料(79)是沿着形成以挤压装置(70)的挤出口模(78)为中心的宽环线的方向流动的。

此时,导入部分(11)被加热器(14)加热,以便保持挤压材料(79)的流动性。同时,因为导入孔(12)和导入室(13)的高度高,而且宽度迅速增大,所以在导入孔(12)和导入室(13)中流动的挤压材料(79)能在保持良好的混炼状态下被挤出。然后,挤压材料(79)从成形室(22)中被挤压出来,形成长910mm、高12mm的细长的矩形截面。在通过成形室(22)的过程中,挤压材料(79)被冷却管(25)内流动的冷却水冷却,并固化成形为厚度12mm的合成木板成形制品(29)。

在挤出材料(79)于成形室(22)内流动的过程中,挤出材料(79)是以缓慢冷却的方式平滑地挤出,这是因为成形室(22)内部的四周壁面都衬有构成内壁层的氟树脂(24)薄片。

上述氟树脂有以下特性:(A)能耐300℃的温度,(B)表面光滑且摩擦系数极小,(C)导热系数比金属低,从而对挤压材料(79)起以下作用:

(A)因为氟树脂使表面平滑而且摩擦系数变得极小,使得混有木粉的挤压材料(79)在通过成形室时不会受大阻力的不良影响,从而使挤压材料(79)保持良好的混炼状态。因此,可以得到密度均匀、没有任何空穴和表面光滑的高质量合成木板。

通常,挤压材料(79)的流动性因为它在成形部分(21)中被冷却而降低,致使挤压材料(79)中的木粉比树脂材料的摩擦阻力大。尤其是,在常规的T型口模中,模塑口模内表面的摩擦阻力也很大,于是与模塑口模内表面接触流动的木粉受到大的阻力,造成流动不畅,产生不良作用,例如使挤压材料(79)的混炼状态不均匀和形成空穴。但在本发明的模具(10)中,成形室(22)的内壁表面衬着由表面光滑、摩擦系数极小的氟树脂薄片(24),所以挤压材料(79)的木粉不会受到成形室(22)内壁表面的大的阻力而可以平滑地流动,故此没有上述的不良作用,挤压材料(79)可以以均匀良好的混炼状态从成形室(22)中挤压出来。

另外,如前所述,挤压材料(79)的木粉的摩擦阻力减小,而且挤压材料(79)以均匀的密度成形,所以作为制品的合成木板的表面不会粗糙,而是均匀光滑。

再有,在先有技术中,挤压材料(79)内的木粉不能在成形模内平滑地流动,因此木粉被加热器加热烤至深褐色,本发明则如上所述,使挤压材料(79)中的木粉能平滑地流动,因此木粉不会烤焦,防止了耐冲击性及其它性质变差。

(B)氟树脂的导热系数比金属低,因此有缓慢冷却以控制挤压材料(79)在冷却时变形的效果。

虽然模塑口模(10)的成形室(22)是靠冷却管(25)内流动的冷却水冷却,但由于氟树脂的导热系数比金属低,所以成形室(22)的冷却温度不会直接和快速地传导到其内壁的表面上,故成形室(22)内的挤压材料(79)不会骤冷,而是慢慢冷却。这样就可以防止挤压原料(79)在骤冷时产生的大的扭变,因此使作为产品的成形制品(29)的扭变减小,同时表面光滑。

另外,因为模塑口模(10)的成形部分(21)上装有冷却管(25)等冷却装置,所以没有必要象常规的挤压成形法或压延法那样在成形后用冷却辊等手段将成形制品冷却,或者用补正辊等方法矫正扭变,于是在挤压材料(79)从模具出口(23)中挤压出来时,最终的合成木板产品的内部残余应力较小。因此,本发明的合成木板挤压成形法可以避免常规的制造合成木板的挤压成形法或压延法中产生的老化卷曲或扭变。

另外,在使用T形口模的挤压成形法中,混炼好的挤压材料(79)流过的导入部分的截面形状急速变化,从直径较小的挤出口模(78)到长度长而宽度窄的矩形截面的成形部分,随后挤压材料(79)流过相当长的距离穿过成形部分内部,因此在使用T形口模的常规挤压成形方法中,不可能使混有大量木粉的树脂模制成形。但如上所述,本发明充分发挥了氟树脂的优良性质,使用T型模塑口模也可实现含大量木粉的合成木板的挤压成形。

若是上述的从挤出口模(19)的出口挤出的挤压材料(79)在接合器(17)的加热器(14a)加热保温下经由连通孔从挤出口模(19)向模塑口模(10a)的导入孔(12a)内流动。由于连通孔的截面仅在高度方向有变化,因此挤压原料(79)的流动状态不会复杂化。另外,导入孔(12a)的高度与成形室(22)的高度相同,而且导入孔(12a)的截面仅在宽度方向变化,因此与前述实施方案中导入孔(12)和导入室(13)的横截面在高度及宽度两个方向上都变化的情形相比,模塑口模(10a)的导入孔(12a)内的挤压材料(79)的流动状态不那么复杂。因此,挤压材料(79)在挤出口模(19)和导入孔(12a)中的流动状态变得更为合适。

其它作用与上述成形模具(10)中的那些相同。

                        图12

若是导入孔(12a)内安装了引导板(15)时,由接合器(17)的挤出口模(19)流出的挤压材料(79)的流动方向如图12中的箭头所示,先碰到引导板(15)的后端表面,接着经由引导板(15)的后缘与导入孔(12a)的后壁面之间的通道流入导入孔(12a)宽度方向的两侧,而一部分挤压原料(79)则经由引导板(15)和导入孔(12a)上壁面之间的空隙流向成形室(22)。因此,安装在导入孔(12a)内的引导板(15)使挤压材料(79)的流动变得比较简单,从而使挤压材料(79)避免了因为沿挤压方向的中央部分和末端部分的线性膨胀的差异而造成的分子取向不均一,以求达到线性膨胀均匀和控制分子取向,使其均匀地扩散到成形部分(21)的成形室(21)内。也就是说,挤压材料(79)以均一的密度均匀地扩散到成形模具(11a)内成形部分(21)的成形室(22)中,从而能挤压出更均匀的密度。

尤其是在使用本发明的合成木粉进行本发明的挤压成形时,因为合成木粉是将树脂粘着在每粒木粉的整个表面上而形成的,所以挤压装置(70)内的各木粉之间都浸透着树脂,挤压材料(79)处在良好的混炼状态,此挤压原料(79),尤其是其中的木粉,在挤压装置和模具的壁面上可以不受较大阻力地平滑流动,从而形成更均匀和高密度的合成木板。此外,借助下述实施例的刹车装置对于从模塑口模的出口(23)挤出的成形制品(29)沿着挤压方向的逆方向施加阻力,从而可以形成密度高而均匀的合成木板。

                        图5至7

如上所述,刹车装置以与挤压方向相反的方向对从模塑口模(10)的出口(23)挤压出的成形制品(29)施加阻力,以控制成形制品(29)的挤压力。以下参照附图说明刹车装置(30)的实施方案。

在图5中,夹紧辊(31a)和(31b)是橡胶辊,它以托住成形制品(29)的前后表面的整个宽度的方式与成形制品(29)接触。如图7所示,辊(31a)和(31b)各由轴承(34)、(34)支承在轴(32)、(32)的两端。

辊(31a)的两端的轴承(34)固定在用来固定轴承的底座(36)上,如图7所示,两个竖立在底座(36)上的导杆(38)、(38)位于轴承(34)的两侧,导杆(38)中插有弹簧(43)、(43)。然后,将辊(31b)的两端的轴承(34)固定在可以上下调整位置的框架(37)上,框架(37)的两端设有穿孔,将导杆(38)穿过框架(37)的穿孔与弹簧(43)连接。

此外,辊(31a)及(31b)的轴心分别位于与导杆(38)平行的直线上,辊(31b)则处于和辊(31a)可接可离的位置,从而使成形制品(29)基本上处在辊(31b)和(31a)的外表面的切线方向上。

弹簧(43)是一种压缩型弹簧,借助弹簧(43)的支承框架(37)使成形制品(29)能穿过辊(31a)和(31b)之间的间隙,然后从导杆(38)的上端分别套入比弹簧(43)更强有力的压缩弹簧(44),在导杆(38)的上端再以螺帽(49)固定以压紧弹簧(44),于是框架(37)朝着辊(31b)与(31a)相接触的方向施力。这样一来,辊(31b)处在与辊(31a)能接能离的状态。框架(37)也可以直接用螺母(49)压住而不套上弹簧(44)。

同时,辊(31a)的轴(32)的两端装有与皮带(35)嵌合的带V形槽的转筒(33),转筒(33)外周的V形槽上缠绕着半圈左右的摩擦元件,例如皮带(35)或类似物品。皮带(35)的一端装有固定器(39),该固定器与固定在底座36的侧壁(42)上的轴(41)偶连,皮带的另一端则连在有凸缘的连杆(40)上。连杆(40)的前端穿过固定在侧壁上的支架(46)的穿孔,以偏心方式支承一个带手柄(48)的偏心轮。

在前述的连杆(40)的凸缘和支架(46)之间装有弹簧(45),用来在缠绕于转筒(33)上的皮带(35)松驰时起支承作用。若以图6中反时针方向转动手柄(48)使偏心轮(47)转动,则偏心轮(47)因为被偏心地支承,一方面对抗弹簧(45)的支承力,一方面将与连杆(40)连接的皮带(35)往图6的下方拉。

也就是说,由于皮带(35)被拉向转筒(33)的V型槽内嵌合方向,因此皮带(35)向转筒(33)的V型槽嵌合并控制转筒(33)的转动。另外,当以图7的顺时针方向转动手柄(48)使偏心轮(47)转动时,连杆(40)推动皮带(35)向图7的上方移动,皮带(35)脱离出转筒(33)的V型槽,撤除了对转筒(33)的转动控制。

另外,根据偏心轮(47)的停止转动停止位置,转筒(33)的V型槽与皮带(35)的嵌合会变松或变紧,从而调节对转筒(33)的转动的控制力。

也可以在连杆(40)的前端固定一个固定螺母代替偏心轮(47),旋转该螺母来调节转筒(33)的V型槽与皮带(35)的嵌合状态,从而调节对转筒(33)转动的控制力。

在本实施方案中,如图5和6中所示的,设有三对辊(31a)、(31b),各对辊之间留有容许成形制品(29)挤压出来的适当间隙,事实上只要能达到预期的功能,辊的对数不受限制。

另外,在本实施方案中,辊(31a)的两端均设有刹车装置(30),但也可以只装在一端。但从充分控制辊(31a)的转动考虑,最好是两端都装有刹车装置。

还有,在刹车装置的另一实施方案中,装有一对能与成形制品(29)前后表面接触或分离的刹车板,其长度延伸到成形制品(29)的整个宽度,通过一对刹车板与成形制品(29)前后表面的压接,可以控制成形制品(29)的挤压力。而且刹车板可以用板状的橡胶或树脂等弹性部件固定在钢质或木质框架上构成,压下弹性部件的表面与成形制品(29)接触。刹车装置中的刹车板的对数无特别限制。

〔控制成形制品压出的作用〕

将螺母(49)对抗弹簧(43)的作用力旋紧,框架(37)通过弹簧(44)压往图7的下方,辊(31b)通过成形制品(29)与辊(31a)接触。辊(31a)和(31b)由于成形制品(29)的挤出力而沿图5的箭头方向转动,转筒(33)也与辊(31a)一起转动。

沿图7的反时针方向转动手柄(48)使偏心轮(47)转动,通过连杆(40)将皮带(35)对抗弹簧(45)的作用力向下拉,从而控制了转筒(33)的转动力,对于从模塑口模(10)的模具出口(23)挤出并夹在辊(31a)和(31b)之间的成形制品(29)产生了控制其挤压力的作用。

如图5和6中双点虚线的箭头所示,对抗成形制品(29)挤压力的控制力是辊(31a)和(31b)产生的,它们沿着挤压方向的反方向对于在模塑口模(10)的成形部分(21)及导入部份(11)中的挤压材料(79)施加力。挤压材料(79)在冷却之前流动性高,因此如图6的单点虚线所示,从挤压模具(78)排出的挤压材料(79)在控制力作用下沿模塑口模(10)的宽度方向而非挤压方向扩散,同时木粉的密度变得极高。

如果不对用本发明方法挤压成形的成形制品(29)施加控制力,则挤压材料(79)在挤压方向上的流速变得很大,如图6中双点虚线所示。因此,比较对成形制品(29)施加或不施加对抗力的情形,显然二者的挤压材料(79)的流动状态有显著差别。

本发明的合成木质板的成形方法中,若能对成形制品(29)施加控制力,则与不能施加控制力时相比,挤压材料(79)中的木粉密度高,成形的合成木板制品(即成形制品(29))在模塑口模(10)的整个宽度方向上的密度都更高和更均匀。此外,在对成形制品(29)施加控制力的情形,挤压速度是每小时4至5米。

因此,在先有技术中,从直径较小的挤出口模(78)向有细长和大宽度矩形截面的成形室(22)挤压时,挤压材料(79)在截面积急速变化的模塑口模内如何保持密度高而均匀的混炼状态是一大难题。但在本发明的合成木板挤压成形法中,不仅在对成形制品(29)施加控制力的情形,而且在不施加控制力的情形,都可以制成密度高而均匀的合成木板。

                        图13和图14

下面叙述刹车装置的另一实施方案。所用符号与上述实施方案中使用的相同。

在图13和14中,支撑3只辊(31b)的轴两端的轴承(34a)分别固定在底座(36)上,辊(31a)由装在各轴上的齿轮(116)及与(116)咬合的齿轮(117)带动,三只辊(31a)中有一只的轴与电力刹车器(115)的输入轴相连。电力刹车器(115)是一种能电动微调摩擦力矩的电磁刹车装置。在底座(36)上装有框架(114),其壁面上分别有两只带有导引槽的块形导引装置(119),其中心轴在上下方向上基本上彼此平行,支承三只辊(31b)两端的轴承(34b)安装成能沿着导引装置(119)的导引槽上下运动,并且分别连接到装在框架(114)上表面上的三个汽缸(118)的连杆前端。然后,借助导引装置(119),三只辊(31b)分别通过成型制品(29)对辊(31a)施压,三只辊(31a)中的一只的轴的转动受电刹车装置(115)的控制,装在此辊(31a)的轴上的齿轮(116)又经过齿轮(117)与装在另二只辊(31a)的轴上的齿轮(116)咬合,因此电刹车装置(115)的摩擦力矩对三只辊(31a)施加相同的控制转动的力。

根据所要求的成形制品(29)的厚度来调节汽缸(118)施加在各个辊(31a)上的压力。同样,电刹车装置(115)用来控制辊(31a)转动的摩擦力矩也根据所要求的成形制品(29)的厚度进行调节。

例如,在本实施方案中:

(例1)成形制品(29)的板厚为12mm时,

汽缸(118)的气压为3.5—4kg/cm2,每只辊(31b)通过成形制品(29)施加在(31a)上的负荷约为1000kg。因此,三只辊在成形制品(29)上共施加3000kg的负荷。

另外,电刹车装置(115)的摩擦力矩为10kg/m。

(例2)成形制品(29)的板厚为30mm时,

汽缸(118)的气压为8—10kg/cm2,每只辊(31b)在辊(31a)上的施荷重约为2000kg。因此,三只辊(31a)在成形制品(29)上共施荷重6000kg。

另外,电刹车装置(115)的摩擦力矩为20kg/m。

因此,电刹车装置(115)的摩擦力矩对成形制品(29)的挤压力产生控制力,使模塑口模(10)及(10a)的导入部分内的挤压材料(79)成为更均匀和致密的状态。这种均匀而致密的挤压材料(79)在挤压装置(70)产生的挤压力作用下对抗上述刹车装置(30a)的控制力而前进,在成形室(22)内冷却成为成形制品(29)。此成形制品(29)一面对抗电刹车装置(115)的控制力前进,一面使辊(31a)和(31b)转动。

如上所述,本实施方案的刹车装置(30a)可根据所要求的成形制品的厚度很容易地调节汽缸(118)经由辊(31b)所施加的压力,又可简单地以电动刹车装置(115)调节辊(31a)的控制力,因此比前述实施方案的刹车装置(30)更好。

随后,可以用切刀、剪床、锯等切割机械将合成木板成形制品(29)切成所要的长度。若成形制品(29)较薄,则用切刀等切割机械。如果成形制品(29)厚至12mm,则使用剪床或锯等切割机械。

图8(B)为本发明为改进产量的另一实施方案,其中一台挤压机(70)的挤出口模(78)与两个结构与图8(A)中大体相同的模塑口模(10)相连。

合成木粉的制造实施例1

在本例中,原料重量的55%为平均粒度20目以下、堆密度为0.2的30kg木粉此时木粉中含约8%重量的水)、0.3kg作为木醋酸气中和剂的含氨、苯酚、三聚氰胺的浓度40%的尿素水溶液(尿素溶液与木粉的相对比例为1%重量)和碳酸钙3kg,其余的45%重量为27kg的PP(聚丙烯树脂材料)。

另外,上述木粉的平均粒径是指在木粉累积重量百分分布中50%处的粒径。

下面说明使用上述混合器(80)的混炼方法;

(1)转动马达,使搅拌冲击叶片85、86和刮板(84)高速旋转,打开上盖(82),由进料口(94)投入30kg木粉,分次少量地加入上述的0.3kg尿素。

(2)约1分钟后,加入相当于5—10%重量的3kg碳酸钙,混炼10—20分钟左右。加入碳酸钙和二氧化钛后,原料的比重增大,高速转动的搅拌冲击叶片产生的剪切力升高,从而发生的摩擦热也增加。混合器(80)内的温度达180—190℃,原料的水分含量减小到1%重量或更低,以减少到0.3%或更低为宜。即在本例中将木粉投入后17分9秒,混合器本体(81)内温度为190℃,原料的水分含量为1%(重量)。再有,木粉被搅拌冲击叶片(85)、(86)、(87)的高速旋转打碎,从木粉中产生的大量的水蒸汽和木醋酸气由上盖(82)安装的排气管(95)排出。

(3)其次,取25kg PP树脂材料投入混合器本体(81)内,混炼约5—8分钟(本实施方案混炼8分钟)。本实施例中使用的树脂颗粒的粒度为3mm左右。

树脂材料PP的熔点为165℃,而此过程中混合器本体(81)内的温度为186℃。

在加工过程中,原材料的木粉使得PP不会结成大块,混合分散时也不会聚结,而是固化成粘土状的凝胶,形成为块状的“混炼材料”,其直径约为10至100mm。也就是说,这种块状物是由热塑性树脂材料粘在木粉颗粒的整个表面而形成的,上述木粉颗粒只由木粉构成,许多木粉粒子聚集成团,它们之间没有粘结力,块状物相当脆。因此,在此加工过程中形成的混炼材料是在后面提到的后加工的挤压装置(70)中可以进一步有效混炼的合适材料,在挤压成形时,它特别能降低木粉的摩擦阻力。

另外,在使用PP作为树脂材料的本例中,如果木粉含量占全部原料重量的35%以下时,树脂材料在混合器(80)中易结成大块,因此木粉数量应多于35%重量。木粉占75%重量以下时,原料可以胶凝,但若木粉太多则易引起燃烧,所以是不合适的。

(4)上述马达以低速转动,操纵汽缸(91)打开侧盖(89)(参看图1),经过排放管(93)排入下一工序。排出时的温度为186℃,从原材料投入到排放出为止的全部加工过程为26分54秒。

如果上述马达以低速转动,温度下降至比原料内树脂熔点低10℃时,混合器(80)内的混炼材料冷却,形成直径约25mm以下的块状物(粒化木粉)。这种情形下可以省掉下一步的冷却造粒程序,同时用后加工中的整粒装置将上述粒子化木粉的粒径调整到10mm以下,形成合成木粉。

合成木粉的制造实施例2

此实施例中原料的64%重量由平均粒径20目以下、堆密度0.2的木粉26kg,40%浓度的尿素水溶液0.3kg,5—20%重量的二氧化钛3kg组成,其余36%重量为16kg PC(聚碳酸酯)树脂材料。这些原料在上述的混合器(80)中混炼时,采用与前一实施例相同的加工过程,将木粉投入混合器本体(81)内约17分种30秒后,温度为159℃,PC投入26分14秒后,凝胶化的混炼材料在223℃的温度下排出。

(5)冷却造粒

在混合器(80)内形成的混炼材料经排放管(93)由冷却混合器(100)的进料口(113)送入混合器主体(101)中。搅拌与粉碎叶片(104)借马达(105)以90转/分的速度转动,而臂(103)则以3转/分的速度在水平方向上转动。

混炼材料在冷却混合器本体(101)的内壁表面上被夹套(102)内流动的冷却水冷却,形成直径约25mm以下的“粒化木粉”,然后打开阀门(106)经由排出口(107)排出粒化木粉。

PP树脂的熔点为165℃。在本实施例中,在前述混合器(80)内于180℃胶凝的混炼材料在投入冷却混合器(100)后10—15分钟左右被冷却到90—100℃,因此本实施例的冷却混合器的冷却造粒效率十分良好。此时夹套(102)内的冷却水是由供水管(108)供应的温度30℃的冷却水,而从排水管(109)排放出去时的水温为40℃。

(6)整粒加工

经过前述造粒方法形成的粒化木粉,可进一步用切碎机将粒度调节到10mm以下,形成“合成木粉”。粒化木粉在切粒机支承体(124)的旋转刀片(125)与固定刀片(126)之间被切碎成直径0.1—8mm的“合成木粉”,然后通过装在整粒室(128)中的筛网(129),从排出口(131)排放出来。

使用合成木粉的合成木板对照实施例

用以下木板进行各种物理性质试验:

用50%木粉和50%PP树脂按着前述制造实施例2的方法制出合成木粉、再用图4及图11至图14中所示的制造设备制得的合成木板(板厚12.0mm)(以下简称“实施例A”);

三层木板贴合而成的多合板A(板厚11.2mm);

五层木板贴合而成的多合板B(板厚11.6mm);及

七层木板贴合而成的多合板C(板厚15.3mm)。

(1)弯曲模量及抗弯强度试验

试验条件:支点间隔100mm,试验速度5mm/min

                    表1

实施例A和各多合板的弯曲模量及抗弯强度试验,()内表示单位

               纵方向              横方向

         弯曲模量  抗弯强度  弯曲模量  抗弯强度

  样品    

          (GPa)     (MPa)     (GPa)     (MPa)

实施例A    2.73      27.5      2.51      28.2 

多合板A    5.04      68.9      3.73      59.8

多合板B    4.79      50.6      4.67      48.5

多合板C    1.98      29.1      1.64      27.5

由上面的比较可见,在纵和横两个方向上,本实施例A的弯曲模量和抗弯强度均较多合板A、B低。

但与多合板C比较,本实施例的纵向抗弯强度与多合板C比较接近。而在纵横两个方向上的弯曲模量及横向的抗弯强度均是本实施例A高于多合板C。

因此,可以说得到了良好的结果,因为本实施例A的合成木板的弯曲模量和抗弯强度与某些多合板的相当。

(2)表面冲击试验

试验条件:10m/sec

                        表2

                    表面冲击试验

 样品       冲击值(J)

实施例A      62.2

多合板A      22.1

多合板B      42.5

多合板C      54.9

由表2可见,本实施例A的表面冲击值比多合板A、B、C都高。

(3)硬度试验

试验条件

施压元件:直径12.700mm的钢球

试验负荷:60kgf

                        表3

                    洛氏硬度试验

  样品      洛氏硬度(HRR)

本实施例A      137

多合板A        98

多合板B        71

多合板C        41

从表3可见,本实施例A的洛氏硬度值比多合板A、B、C三者都高。本发明的合成木板的硬度相当于多合板A的约1.4倍,多合板B的约1.93倍,多合板C的约3.34倍。

(4)含水率试验

试验条件:将各测试片浸入纯水中,在25℃下放置24小时后测定其质量变化(含水率)。

                        表4

            本实施例A及各多合板的含水率

  试样      试验前(g)  试验后(g)  含水率(%)

本实施例A   27.154     27.186       0.1

多合板A     16.117     18.575       15.3

多合板B     17.419     20.828       19.6

多合板C     15.468     20.925       35.3

从表4看出,实施例A的含水率比多合板A、B、C中任何一个都低得多。水分含量的变化越大,木板的膨胀和收缩变化率也将越大,即,木板尺寸随湿度等环境因素的变化加大,从而容易发生开裂或尺寸不稳定。

本发明的合成木板的含水率极低,仅为上述三种多合板中含水率最低的多合板A的1/153,因而受湿度等环境变化影响极小,也即尺寸稳定性极高。

(5)拔钉强度试验

试验条件  试验速度:5mm/min

                        表5

        本实施例A及各多合板的拔钉强度试验

  试样      拔钉强度(千牛顿)

实施例A          0.18

多合板A          0.33

多合板B          0.41

多合板C          0.25

由表5可知,本实施例A的拔钉强度比多合板A、B、C都低。一般来说,拔钉强度较低是所有合成木板共有的弱点。拔钉强度是拔出钉子时钉子周围的木组织的摩擦力。因为合成木板中含有低摩擦力的树脂,从而降低了拔钉强度,因而当然比由摩擦阻力较大的木板制成的多合板的拔钉强度低。不过,本实施例A的拔钉强度约为多合板C的72%,可以认为是达到了良好的结果。

合成木板的拔钉强度可以通过提高各木粉颗粒间的密度来提高。本实施例A的合成木板具有高密度,因此得到了上述的良好结果。

(6)木螺钉试验

试验条件  试验速度5mm/min

                 表6

     本实施例A及各多合板的木螺钉试验

           拔钉强度(千牛顿)   抗划强度(千牛顿)

  样品             纵向            横向

实施例A    2.48    2.53            2.04

多合板A    1.26    1.58            1.61

多合板B    1.47    1.78            1.77

多合板C    1.29    1.41            1.46

由表6可知,本实施例A的木螺钉拔钉强度比多合板A、B、C都高,而且抗划强度无论纵向或横向也都比多合板A、B、C高。

木螺钉的拔钉强度与钉子的拔钉强度是钉子周围木组织的摩擦力不同,它与木螺钉周围木组织的剪切力有关。也就是说,在合成木板的情形,吃进木螺钉的木组织和其它组织之间的粘结力反映了木螺钉的拔钉强度。

本发明的合成木板,其木粉的密度高而均匀,各个木粉之间的粘结性强,因此得到表6所示的最高的木螺钉拔钉强度和抗划强度。

由以上各试验结果显然可见,本发明的合成木板在弯曲模量、抗弯强度和拔钉强度方面显示出与某些多合板相近的良好特性,而在表面冲击值、含水率和木螺钉拔钉强度及抗划强度方面比各种多合板均优。涂料的制造实施例:

二甲基甲酰胺与甲乙酮以1∶1的重量比配成60重量份的溶剂,加上20重量份的聚氨酯树脂。将合成木粉与溶液中的聚氨酯树脂固体成份按1∶1混合,在球磨机中混炼约10分钟,得到涂布材料。此涂料具有合成木粉的良好流动性和分散性,作为涂料和涂覆材料对溶剂和溶液有良好的分散性,在涂料中则不分散。其它的合成木板制造实施例:

如图4—7所示的装置,将以下的原料投入挤出机加热混炼。混炼的材料在模塑口模的导入部分加热,并用螺杆挤入模塑口模的成形部分,该部分的内壁表面上贴着氟树脂薄片。随后材料在成形部份内慢慢冷却,被压出成为成形板。此成形板的前后表面受一对上下辊的挟持和压接,在辊的轴端装有转筒,通过它施加一个与挤压力对抗的控制力,这样就两力并存以调节制造时的压出速度。

                  表7

       其它合成木板的制造实施例1挤压机          直径65mm单螺杆挤压机间隙            0.2mm(螺杆(71)与机筒之间)模塑口模(10)    宽910mm、高12mm(横向的纵截面)口模长          500mm(成形室入口与模具出口之间)压出量          80kg/小时树脂材料        PET纤维素质碎料    混合比:51%重量(木粉)          粒径:80目

            含水率:5%重量

            稳定剂:碳酸钙生产能力        约5m/小时

表7的成形制品(29)是宽910mm、高12mm的合成木板,用锯每1820mm截下一段,成为重18kg的米黄色实心板。这种板厚约10—12mm的合成木板可用于书桌、餐桌、碗柜等家俱材料,其它用途也很多。

另外,如果将模塑口模(10)的高度调节到20—30mm,则制得20—30mm厚的合成木板,它可用于切菜板或其它用途。因此,成形的合成木板的板厚不受前述各实施例的限制。

                      表8

          其它合成木板的制造实施例2

      (制造工艺和设备与制造实施例1相同)挤压机          直径65mm单螺杆挤压机间隙            0.2mm(图4螺杆71与机筒74之间)模塑口模(10)    宽910mm、高3mm(横向的纵截面)口模长度        500mm(成形室入口与模具出口之间)压出量          45kg/小时树脂材料        PVC纤维素质碎料    混合比:45%重量(木粉)          粒径:150目

            含水率:4%重量

            稳定剂:尿素树脂10%重量生产能力        约20m/小时

表8的成形制品(29)是宽910mm、高3mm的合成木板,用剪切机每1820mm截下一段,成为重4.5kg的合成木板。

这种薄板可用于各种建筑材料、家俱材料、或设备部件等多种用途。例如,这种薄的合成木板可用于室内装饰层压板等建筑材料,或是切成300mm见方的地板砖等地板材料。它也可以用来作为汽车的车内装饰材料,例如仪表盘及变速器周围的装饰层压板,或安装在汽车的内壁上造成豪华感。作为设备部件,此板可用于电子设备箱板或其它设备的装饰层压板。

如上所述,根据本发明的挤压成形法,可以制得从薄板到厚板的很宽厚度范围的各种合成木板,以适应各种用途。

用本发明的挤压成形法制得的合成木板具有高密度,其中混有大量的木粉。因为木粉的价格比热塑性树脂便宜一半以上,故可制成成本低廉的合成木板。另外,这种掺入大量木粉的合成木板有与天然木板相近的优良性质。

本发明的合成木板也可以用热压法经过加热再压和冷却脱模等步骤成形。但是,本发明的挤压成形法制得的合成木板,与用常规的压延或常规的挤压成形法制得的相比,内部残余应力较小,因此扭曲变形的可能较小。

本发明的合成木粉,其所含的纤维素质碎料为平均粒径为20目以下的粉末,与树脂材料的相容良好,在胶凝混炼和混合分散过程中能使树脂材料粘附在纤维素质碎料的整个表面上而不会聚结成块。这种合成木粉具有良好的流动性,它能使树脂材料稳定地固定在热稳定和化学稳定的木粉上,长期保持木粉和树脂材料之间的混合与分散状态,而且这与冷却凝缩作用和还原作用等化学反应或粘附无关。使用这种合成木粉,在挤压装置中形成了混炼良好的挤压材料,减小了挤压过程中纤维素质碎料的摩擦阻力,从而防止了挤压装置的磨耗和毁损,可以制得密度高而均匀的合成木板。此外,先有技术中使用粒径80—300目的纤维素质碎料,而本发明可以使用平均粒径在20目以下的粒度范围很宽的纤维素质碎料。

再有,本发明的合成木粉,其纤维素质碎料的含水量在15%重量以内,所以在胶凝混炼时木醋酸气的蒸发、水蒸汽或气泡的产生等现象会减少,从而防止成形制品的表面因干燥引起龟裂情形。

另外,本发明的合成木粉经整粒调节到粒径在10mm以下,从而防止了成形挤压时的烤焦现象,而且因为木粉的摩擦阻力减小,所以可以防止挤压装置的损耗和毁坏。本发明合成木粉的制造方法在混炼过程中不会产生大的结块,树脂材料粘附在纤维素质碎料的所有表面上,以小颗粒的状态胶凝,从而形成上述的合成木粉。

使用这种合成木粉按着本发明的方法制得的合成木板,其中经过加热混炼的挤压材料以良好的混炼状态挤压到模塑口模中,树脂材料均匀地渗透在纤维素质碎料之间,使纤维素质碎料的摩擦阻力减小,同时施加与挤压材料的挤压力相对抗的控制力,从而制得密度高而均匀的合成木板。

此外,本发明在树脂材料中掺入20—75%重量的纤维素质碎料,经过加热混炼,以螺杆进料器挤压到模塑口模中。挤压材料在模塑口模的成形部分中缓慢冷却,成形部分带有由氟树脂薄片衬在内壁表面上或直接涂敷氟树脂形成的内壁层。因为氟树脂的导热系数低,有缓慢冷却的效果,挤压材料在冷却过程中产生的成形制品扭曲的现象可以减少。因此,无需使用补正辊或类似装置改变成形制品的扭曲,就可以形成内部残余应力减小的高质量合成木板。    

因为氟树脂的摩擦系数小,故对挤压材料的纤维素质碎料的阻力小,挤压材料能够以纤维素质碎料和树脂材料的良好混炼状态流动。因此,挤压材料以良好的混炼状态从模塑口模中挤出,可直接制成宽而均匀的、高质量的合成木板。因此可以从模塑口模直接压出厚的合成木板。

还有,因为纤维素质碎料的流动性良好,没有常规的纤维素质碎料因流动缓慢而发生的被加热器烤焦的现象。所以成形的合成木板不会变成深褐色,而且避免了常规的合成木板耐冲击性变差的现象。

由于氟树脂的摩擦阻力较低,纤维素质碎料和树脂材料以良好的混炼状态流动,因而成形制品的合成木板的表面光滑,不会发生粗糙龟裂。

因为从模塑口模中挤压出的成形制品受到与挤压材料的挤压力相对抗的控制力作用,所以增高了模塑口模的成形部分内挤压材料的密度,因此可以挤压出密度更高、更均匀的合成木板。

挤压材料在模塑口模的导入部分受热,被平滑地挤压到模塑口模的成形部分中,从而保持良好的混炼状态和流动性。本发明提供了一种挤压装置,能够制造密度高而均匀、表面光滑的宽幅高质量合成木板。

在上述模塑口模的导入部分,装有一个长度为导入部分宽度方向全长的70—95%、高度为导入部分高度70%以下的导引板。挤压材料经由导引板由导入部分均匀地扩散到成形部分的成形室内,于是挤压材料(79)防止了由于原料在挤压方向上的中心部分和末端部分的线性膨胀不同而产生的不均匀分子取向,力求使线性膨胀变均匀并控制分子取向,以便使挤压材料(79)以均一的密度均匀地扩散到成形部分(21)的成形室(22)中。另外,由于引导板的表面贴有氟树脂薄片或用氟树脂直接涂覆,通过导引板表面的挤压原料的纤维素质碎料可以平滑地流动而不受很大的阻力,从而制得均一且高密度的合成木板。

利用上述的合成木板挤压成形法,本发明提供了可用于各种用途的多种材料或制品,例如能掺到油漆或涂料中的树脂材料,实心板或地板材料(地板砖),室内用的装饰性层压板等各种建筑材料,家具材料,电子设备箱板等各种设备部件,或是各种汽车的内部或外部材料,如装饰性层压板等。

利用本发明的挤压成形法,能制成高密度的合成木板,每单位重量内能掺入大量的木粉,从而能以低廉的成本制得高质量的合成木板。

前述挤压装置的挤出口模形成一个高度与模塑口模成形部分中的成形室相同或更小的方形注入口,其横截面朝着此注入口逐渐变窄,于是可以排放出大量熔化的合成木粉,从而提高了挤压密度和防止模孔堵塞。

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