木竹質成型空心板擠壓機的擠壓頭的製作方法

2023-04-27 01:31:41 1

專利名稱：木竹質成型空心板擠壓機的擠壓頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種空心人造板成型擠壓設備；尤其是一種採用擠壓成型方式製造木竹質內外成型空心板的擠壓頭。
背景技術：
木竹質成型空心板(含人造空心刨花板)的製造與生產，可以將廢棄物資源化，進而得到性能優越的人造板材產品。該類產品具有性能穩定、密度低、保溫、隔熱、隔聲、節約原材料，經竹木單板貼面處理後具有性能穩定、強度高、耐衝擊、抗壓性能好等優點，廣泛應用於門芯板，建築內牆、地板、家具製造等領域。因此，該類產品具有可再生利用、可生物降解的特性，對構建資源節約環境友好型、循環利用的新型產業模式，促進傳統人造板工業升級換代，具有重大的經濟價值和社會效益。木竹質成型空心板是將木材和竹材在採伐、加工利用過程產生的木屑、竹刨花等廢棄物作為原料，經烘乾、施膠、擠壓成型等工序製作而成的中空的成型板材。其最為關鍵的技術在於擠壓成型工序，擠壓成型工序的核心是成型擠壓頭的形態結構設計。CN200510095335. 7公開了經樸的「人造刨花板空心壓機」發明專利技術。該技術設計了一種空心的人造刨花板空心壓機。該機有一個箱式的下料倉，下料倉下部連接有由兩組鋼板面對面封閉合成的板材成型通道，成型後的空心板材在該通道中成型後，從下部被壓出，採用的擠壓頭端面為平面。該技術擠壓成型的人造刨花板的缺陷是板材間歇擠壓形成的成型單元間膠合面是平面的結構，其縱向靜曲強度較低，搬運時產生的斷板較多，損耗大，特別是縱向吸水膨脹率很大，使用常用膠粘劑時無法達到國家林業行業標準規定的指標值，從而限制了該板材的應用領域；CN200942553公開了王衛東的「空心刨花板擠壓機波紋形端面擠壓頭」實用新型專利技術。該技術設計了一種端面為波紋面的擠壓頭，可以為一維或者二維波形曲面，可以使原料的纖維方向不再呈平行板寬方向或者板厚方向分布。該技術製造的空心刨花板原料按照波紋線擠壓而成，該擠壓頭擠壓時雖然將碎料單元間膠合面由平面改成了曲面，但對板材表面施加垂直力時，板材碎料單元間仍然會發生剪切錯動，大幅面的板材在搬運時容易沿著波紋線斷裂，縱向靜曲強度沒有得到改善。同時由於擠壓頭的二維波紋端面的截面為半圓形，在擠壓原料時，其推力方向呈0 90°的發散性角度，產生了一個很大的對模具的側向外推分力，導致模具變形受損。該截面為半圓形結構的二維擠壓頭無法應用在實際生產中。

發明內容
本發明的目的是克服上述背景技術的不足，提供一種擠壓機的擠壓頭，該擠壓頭應能製造縱向靜曲強度高、不易縱向斷裂、縱向吸水膨脹率性能好的木竹質空心板；並且有利於延長模具使用壽命。本發明提供的技術方案是木竹質成型空心板擠壓機的擠壓頭，該擠壓頭內製有若干個可與模壓間隙中的芯柱滑動配合的滑孔；其特徵在於擠壓頭的端面上分布著至少一排相互交錯排列的凹進和突出，所述凹進和突出的垂直於擠壓頭上表面的投影是梯形或弧形。所述擠壓頭端面上分布著兩排或兩排以上橫向排列的凹進和突出；同一排的凹進和突出相互交錯排列，而相鄰兩排之間上下對正的每一部位分別是凹進和突出。所述擠壓頭中的滑孔的壁部制有若干個與滑孔軸線平行的長槽。所述長槽的橫截面輪廓線是矩形或弧形。所述滑孔為圓孔或矩形孔或多邊形孔。所述擠壓頭的上表面和下表面中，至少有一個表面製成橫向連綿起伏的規則或不規則波紋面。本發明的有益效果是由於對木竹質成型空心板擠壓機的關鍵部件——擠壓頭的端面形狀以及滑孔結構作了改進，不但使得擠壓形成的碎料單元成為由多個凹進和突出互為交錯的曲面，相鄰碎料單元的結合面之間以凹進和突出的方式相互嵌合再加以加熱膠合。由於兩兩相鄰碎料單元的結合面之間以凹進和突出的方式相互嵌合膠合，不僅大大增加了膠層的膠合面積，而且在長度方向增加了纖維間相互牽扯力，不僅使得連接牢度大為增加，而且明顯改善了長度方向的吸水膨脹性能，特別是對板面施加垂直的力後，兩相鄰碎料單元間無法剪切錯動，從而成倍地提高了板材的縱向靜曲強度，消除了搬運時的斷板現象，(原有板材中的碎料單元之間的粘結面是平面，兩個碎料單元之間僅靠膠粘劑的膠合力，施加垂直於板面的力後，相鄰碎料單元間易發生剪切錯動，所以縱向靜曲強度較低，板材容易斷裂)；而且還使每個碎料單元內的木竹纖維方向能夠進行縱橫交錯相互交織，並能使纖維朝著板材長度和寬度方向排列，特別是能夠擠壓材料空心板兩洞孔之間的薄壁之間，使其膠合強度大大提升；極大地改善了板材橫向與縱向強度之間的差異性，擴大了其應用範圍。因而能夠高效率地擠壓製造出上述高質量的空心板。另外，該擠壓頭對碎料進行擠壓時，其端面兩側邊緣部位對端面兩邊的模壓板不產生側向分力，有效減小了對模壓板的影響，提高了模具的使用壽命。


圖1是現有人造空心刨花板的立體結構示意圖。圖2是現有人造空心刨花板的立體結構分解示意圖。圖3是本發明所述擠壓頭端面部位的實施例之一的立體結構示意圖。圖4是本發明所述擠壓頭端面部位的實施例之二的立體結構示意圖。圖5是採用圖3所示擠壓頭加工得到的空心板端面部位的主視結構示意圖。圖6是本發明所述擠壓頭端面部位的實施例之三的立體結構示意圖。圖7是本發明所述擠壓頭端面部位的實施例之四的立體結構示意圖。圖8是圖7所示擠壓頭的主視結構示意圖(擠壓頭端面的正投影視圖)。圖9是採用本發明加工形成的木竹質成型空心板的立體結構分解示意圖。圖10是圖9所示空心板中的各碎料單元在俯視狀態時的嵌合關係示意圖。圖11是本發明所述芯柱的橫截面的放大結構示意圖。圖12是圖6所示擠壓頭加工得到的空心板的立體結構分解示意圖。
圖13是圖12所示空心板中的碎料單元的立體結構示意圖。圖14是本發明所述擠壓頭中的凹進和突出的垂直於擠壓頭上表面的投影為弧形時，所獲得的碎料單元端面的正投影視圖。圖15是圖14所述碎料單元的垂直於空心板上表面的投影示意圖。圖16是是空心板擠壓成型裝置的工作原理示意圖。圖17是採用本發明加工獲得的空心板結構之二的立體示意圖。圖18是採用本發明加工獲得的空心板結構之三的端面部位正投影示意圖。圖19是採用本發明加工獲得的空心板結構之四的端面部位正投影示意圖。圖20是採用本發明加工獲得的空心板結構之五的端面部位正投影示意圖。圖21是採用本發明加工獲得的空心板結構之六的端面部位正投影示意圖。圖22是採用本發明加工獲得的空心板結構之七的端面部位正投影示意圖。圖23是採用本發明加工獲得的空心板結構之八的端面部位正投影示意圖。圖M是採用本發明加工獲得的空心板結構之九的端面部位正投影示意圖。圖25是採用本發明加工獲得的空心板結構之九的端面部位正投影示意圖。圖沈是衝壓頭與模壓板的配合關係示意圖(即橫截面結構示意圖)。
具體實施例方式下面通過實施例，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。現有的人造空心刨花板1 (如圖1至圖2所示)，是由多個片狀的碎料單元1-2沿著空心板的長度方向疊合粘結形成的；每個碎料單元中分布著不規則排列的木竹質碎料及纖維；碎料單元的長度Sl和高度Hl分別與空心板的寬度S及厚度H相同；並且空心板內製有沿著長度方向伸展且相互平行排列的若干個洞孔2 ；顯然，兩兩碎料單元1-2之間的連接完全依靠膠粘劑產生的膠合力。由於碎料單元的兩個粘結面均為平面，縱向靜曲強度自然較低，板材容易沿著縱向的橫截面(即碎料單元1-2之間的結合面)斷裂，一般斷裂面即為粘結面。現有人造空心刨花板的該種結構是由擠壓成型工藝所決定的。所涉及的擠壓成型裝置(以下以臥式擠壓成型裝置為例；參見圖16)包括有一對水平固定安裝的模壓板，上模壓板9-1和下模壓板9-2之間的模壓間隙與要成型的板材厚度相對應，在模壓間隙中水平排布著多個圓柱形的芯柱10 ；模壓板的前方設置一個擠壓頭6，該擠壓頭上並排開制有多個水平排列且可滑動地穿套在芯柱上的滑孔6-3，擠壓頭通過滑孔與芯柱的滑動配合，同時在模壓間隙中左右運動(滑動方向如箭頭A所示)；擠壓頭前段的厚度及寬度均與模壓板之間的模壓間隙相適合。工作時，每次由下料裝置釋放一定量的摻有膠粘劑的碎料，接著擠壓頭在動力機構推動下將碎料往兩模壓板之間的模壓間隙內頂推(擠壓頭端面6-9為直接頂推施壓面)，使這些碎料與前一循環推壓成型的碎料單元粘結並形成新的碎料單元，同時又使模壓間隙內的成型坯料前移若干距離；反覆此循環，多個碎料單元疊加粘結後就形成木竹質成型空心板的半成品，並由模壓板上安裝的加熱裝置加熱定型；人造空心刨花板就連續不斷地生產出來。由於現有設備中擠壓頭端面6-9為平面，導致人造空心刨花板中的每個碎料單元的兩個粘結面均成為平面。本發明所作的改進之一，是在擠壓機(臥式擠壓機)的擠壓頭端面上分布著至少
5一排橫向相互交錯排列的凹進6-2和突出6-1 (如圖3所示)，所述凹進和突出的垂直於擠壓頭上表面6-8(或下表面)的投影(當擠壓頭如圖16所示布置時，該投影與凹進和突出在水平面上的投影相同)是梯形或弧形；這樣，通過該擠壓頭的擠壓加工，所形成的碎料單元的兩個膠合面就由原先的平面變為曲面(例如，採用圖3所示的擠壓頭，所形成的圖5所示的碎料單元3上就形成了橫向相互交錯排列的凹進1-3和突出1- 使得原先的兩兩碎料單元之間的平面膠合變成凹進與突出相互嵌合的曲面膠合；可以大幅提高膠合面積，顯著增加空心板的粘接強度。進一步，所述擠壓頭端面上規則分布著兩排或兩排以上橫向排列的凹進和突出； 同一排的凹進和突出相互交錯排列，而相鄰兩排之間上下對正的每一部位分別是凹進和突出(例如上排是凹進的話，下排對應的是突出；反之，上排是突出的話，下排對應的是凹進)。由於擠壓頭的端面形狀決定了擠壓形成的碎料單元的形狀(例如，採用圖4所示的擠壓頭，所形成的碎料單元3的端面結構就如圖M所示)；顯然，該結構能夠大幅度提高嵌合面纖維牽扯力，增加空心板的縱向靜曲強度。顯然，所述擠壓頭端面上可採用三排、四排或更多排的橫向排列的凹進和突出；這樣，不僅在橫向(水平方向)有多個排列的凹進和突出，而且在縱向(垂直方向)也有多個排列的凹進和突出，這將極大地提高空心板的縱向靜曲強度。本發明所作的改進之二，是在所述擠壓頭中的滑孔6-3的壁部制有若干個與滑孔軸線平行且與凸出6-6可滑動配合的長槽(圖中省略長槽)，使得滑孔的橫截面輪廓線與芯柱橫截面(圖11所示)的外輪廓線相吻合，長槽長度貫穿於整個滑孔的長度。相應的，所述芯柱的周向表面上也均布著若干個與芯柱軸線平行的凸出(長槽與凸出的數量可根據需要確定)；所述凸出和長槽的橫截面輪廓線推薦採用矩形或弧形。採用該種結構的模板， 擠壓成型的木竹質成型空心板，其內部洞孔的壁部就形成了相應數量的與洞孔軸線平行的凹槽2-1(如圖18所示)；這樣可以大幅提高消聲效果，降低熱傳導能力。並且，所述滑孔也可根據需要選用圓孔或矩形孔或多邊形孔；芯柱也應選用與滑孔相配合的圓柱形或直稜柱形(如四稜柱形，正四稜柱形，正六稜柱形、正八稜柱形等)。本發明所作的改進之三，是在擠壓頭6的上表面6-8和下表面中，至少有一個表面製成橫向連綿起伏的規則或不規則的波紋面；相應的，所述兩模壓板內側固定著與空心板外表面的波紋相楔合的模具(模具橫截面的內腔輪廓線與擠壓頭6端部的橫截面的外輪廓線相適合)；以使加工獲得的空心板的上表面和下表面中，至少一個表面形成波紋面5。例如，採用圖沈所示的擠壓頭和模壓板(其中模具11橫截面的內腔輪廓線為波浪形)可獲得圖17所示的成型空心板。波紋面的弧度以及分布形態可根據需要確定；可以是有規則的波紋面，還可以是不規則的波浪面；還可根據需要加工獨特的模具，使得其表面具有特殊的紋理。如此可提高其表面立體感和裝飾效果，還可以使得空心板較薄弱部位的厚度增加，進一步提高其強度。圖17至圖23所示的空心板結構圖中，圖19、圖20、圖22和圖23僅在空心板的上端表面製成波紋面，圖17、圖18和圖21則是上下兩端的表面全部製成波紋面。還應指出的是該擠壓頭端面的上下兩側邊緣部位與端面上下兩邊的模壓板呈 90度的直角；所以工作時只有縱向推力，不產生側向分力，有效減小了對上下兩邊模壓板的影響，提高了模具的使用壽命。本發明所述木竹質成型空心板的製造工藝是
1)備料通過加工獲得原料，原料厚度在l_3mm ；2)乾燥將上述原料乾燥至含水率3 8% ；3)篩選對原料進行篩選，達到厚度1 3mm，長度5 30mm，寬度1 IOmm的合格原料送入空心板成型線；4)施膠對合格的原料進行均勻施膠，膠粘劑為固含量大於52%的液體膠，施膠量為原料重量的6 12% ；5)擠壓成型採用立式或臥式擠壓機和本發明的擠壓頭，擠壓加熱溫度為140 180°C，以0. 4 0. 7m/min的速率生產成型空心板；6)後期加工生產出的成型空心板由齊邊機鋸截成規定幅面要求的成品。製造工藝實施例實施例1 ①備料將大尺寸的木質原料加工成厚度在1 3mm的刨花碎料；②乾燥將刨花碎料乾燥至含水率3 8 %。③篩選對刨花碎料進行篩選，達到厚度1 3mm，長度5 30mm，寬度1 IOmm 的合格原料送入空心板成型線；④施膠對木質碎料進行均勻施膠，膠粘劑為固含量大於52%的液體膠，施膠量為木質碎料重量的6 10%。⑤擠壓成型採用立式擠壓機，擠壓加熱溫度為140 180°C，以0. 4 0. 7m/min 的速率生產厚度為^mm的成型空心板。空心板橫截面選用圖5所示的結構，採用圖3所示擠壓頭擠壓成型。⑥後期加工生產出的空心板由齊邊機鋸截成規定幅面的成品。實施例2 ①備料採用竹材刨花，厚度在l_3mm ；②乾燥將竹材刨花乾燥至含水率3 5 %。③篩選對竹材刨花碎料進行篩選，合格的被送入空心板成型線。④施膠對竹材刨花進行均勻施膠，膠粘劑為固含量大於52%的液體膠，施膠量為竹刨花重量的8 12%。⑤擠壓成型採用臥式擠壓機，擠壓加熱溫度為140 180°C，以0. 4 0. 6m/mi η 的速率生產厚度為35mm的成型空心板。空心板橫截面選用圖M所示的結構，採用圖4所示擠壓頭擠壓成型。⑥後期加工生產出的空心板由齊邊機鋸截成規定幅面的成品。實施例3:①備料採用麥秸稈碎料，長度應< 30mm ；②乾燥將麥秸稈碎料乾燥至含水率3 8%。③篩選對麥秸稈碎料進行篩選，剔除長度大於30mm的長料，合格的被送入空心板成型線。④施膠對麥秸稈碎料進行均勻施膠，膠粘劑為固含量大於52%的液體膠，施膠量為麥秸稈碎料重量的8 12%。⑤擠壓成型採用立式擠壓機，擠壓加熱溫度為140 180°C，以0. 4 0. 5m/min的速率生產厚度為38mm的成型空心板。空心板橫截面選用圖8所示的結構，採用圖7所示擠壓頭擠壓成型。⑥後期加工生產出的空心板由齊邊機鋸截成規定幅面的成品。實施例4 ①備料採用木屑碎料加工剩餘物；②乾燥將木竹屑乾燥至5 8 %，送入空心板成型線。③篩選對木竹屑進行篩選，剔除長度大於30_的大料，合格的被送入空心板成型線。④施膠對木竹屑進行均勻施膠，膠粘劑為固含量大於52%的液體膠，施膠量為木竹屑重量的8 12%。⑤擠壓成型採用立式擠壓機，擠壓加熱溫度為130 170°C，以0. 4 0. 6m/min 的速率生產厚度為40mm的成型空心板。採用圖6所示擠壓頭，擠壓成型的空心板橫截面與圖25所示結構相同。⑥後期加工生產出的空心板由齊邊機鋸截成規定幅面的成品。實施例1 4生產的空心板經過檢測，獲得的檢測數據見表1 (擠壓頭擠壓成型空心板的物理力學性能一覽表)表1擠壓成型空心板的物理力學性能一覽表
權利要求
1.木竹質成型空心板擠壓機的擠壓頭，該擠壓頭(6)內製有若干個可與模壓間隙中的芯柱(10)滑動配合的滑孔(6-3)；其特徵在於擠壓頭的端面上分布著至少一排相互交錯排列的凹進(6-2)和突出(6-1)，所述凹進和突出的垂直於擠壓頭上表面(6-8)的投影是梯形或弧形。
2.根據權利要求1所述的木竹質成型空心板擠壓機的擠壓頭，其特徵在於所述擠壓頭端面上分布著兩排或兩排以上橫向排列的凹進和突出；同一排的凹進和突出相互交錯排列，而相鄰兩排之間上下對正的每一部位分別是凹進和突出。
3.根據權利要求1或2所述的木竹質成型空心板擠壓機的擠壓頭，其特徵在於所述擠壓頭中的滑孔的壁部制有若干個與滑孔軸線平行的長槽。
4.根據權利要求3所述的木竹質成型空心板擠壓機的擠壓頭，其特徵在於所述長槽的橫截面輪廓線是矩形或弧形。
5.根據權利要求4所述的木竹質成型空心板擠壓機的擠壓頭，其特徵在於所述滑孔為圓孔或矩形孔或多邊形孔。
6.根據權利要求5所述的木竹質成型空心板擠壓機的擠壓頭，其特徵在於所述擠壓頭的上表面(6-8)和下表面中，至少有一個表面製成橫向連綿起伏的規則或不規則波紋
全文摘要
本發明涉及一種採用擠壓成型方式製造木竹質內外成型空心板的擠壓頭。目的是提供的擠壓頭應能製造縱向靜曲強度高、不易縱向斷裂、縱向吸水膨脹率性能好的木竹質空心板；並且有利於延長模具使用壽命。技術方案是木竹質成型空心板擠壓機的擠壓頭，該擠壓頭內製有若干個可與模壓間隙中的芯柱滑動配合的滑孔；其特徵在於擠壓頭的端面上分布著至少一排相互交錯排列的凹進和突出，所述凹進和突出的垂直於擠壓頭上表面的投影是梯形或弧形。所述擠壓頭端面上分布著兩排或兩排以上橫向排列的凹進和突出；同一排的凹進和突出相互交錯排列，而相鄰兩排之間上下對正的每一部位分別是凹進和突出。所述擠壓頭中的滑孔的壁部制有若干個與滑孔軸線平行的長槽。
文檔編號B27N3/28GK102275203SQ20111019329
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月10日 優先權日2011年7月10日
發明者劉樂群 申請人:浙江省林業科學研究院