专利名称：木竹质成型空心板挤压机的挤压头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空心人造板成型挤压设备；尤其是一种采用挤压成型方式制造木竹质内外成型空心板的挤压头。
背景技术：
木竹质成型空心板(含人造空心刨花板)的制造与生产，可以将废弃物资源化，进而得到性能优越的人造板材产品。该类产品具有性能稳定、密度低、保温、隔热、隔声、节约原材料，经竹木单板贴面处理后具有性能稳定、强度高、耐冲击、抗压性能好等优点，广泛应用于门芯板，建筑内墙、地板、家具制造等领域。因此，该类产品具有可再生利用、可生物降解的特性，对构建资源节约环境友好型、循环利用的新型产业模式，促进传统人造板工业升级换代，具有重大的经济价值和社会效益。木竹质成型空心板是将木材和竹材在采伐、加工利用过程产生的木屑、竹刨花等废弃物作为原料，经烘干、施胶、挤压成型等工序制作而成的中空的成型板材。其最为关键的技术在于挤压成型工序，挤压成型工序的核心是成型挤压头的形态结构设计。CN200510095335. 7公开了经朴的“人造刨花板空心压机”发明专利技术。该技术设计了一种空心的人造刨花板空心压机。该机有一个箱式的下料仓，下料仓下部连接有由两组钢板面对面封闭合成的板材成型通道，成型后的空心板材在该通道中成型后，从下部被压出，采用的挤压头端面为平面。该技术挤压成型的人造刨花板的缺陷是板材间歇挤压形成的成型单元间胶合面是平面的结构，其纵向静曲强度较低，搬运时产生的断板较多，损耗大，特别是纵向吸水膨胀率很大，使用常用胶粘剂时无法达到国家林业行业标准规定的指标值，从而限制了该板材的应用领域；CN200942553公开了王卫东的“空心刨花板挤压机波纹形端面挤压头”实用新型专利技术。该技术设计了一种端面为波纹面的挤压头，可以为一维或者二维波形曲面，可以使原料的纤维方向不再呈平行板宽方向或者板厚方向分布。该技术制造的空心刨花板原料按照波纹线挤压而成，该挤压头挤压时虽然将碎料单元间胶合面由平面改成了曲面，但对板材表面施加垂直力时，板材碎料单元间仍然会发生剪切错动，大幅面的板材在搬运时容易沿着波纹线断裂，纵向静曲强度没有得到改善。同时由于挤压头的二维波纹端面的截面为半圆形，在挤压原料时，其推力方向呈0 90°的发散性角度，产生了一个很大的对模具的侧向外推分力，导致模具变形受损。该截面为半圆形结构的二维挤压头无法应用在实际生产中。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种挤压机的挤压头，该挤压头应能制造纵向静曲强度高、不易纵向断裂、纵向吸水膨胀率性能好的木竹质空心板；并且有利于延长模具使用寿命。本发明提供的技术方案是木竹质成型空心板挤压机的挤压头，该挤压头内制有若干个可与模压间隙中的芯柱滑动配合的滑孔；其特征在于挤压头的端面上分布着至少一排相互交错排列的凹进和突出，所述凹进和突出的垂直于挤压头上表面的投影是梯形或弧形。所述挤压头端面上分布着两排或两排以上横向排列的凹进和突出；同一排的凹进和突出相互交错排列，而相邻两排之间上下对正的每一部位分别是凹进和突出。所述挤压头中的滑孔的壁部制有若干个与滑孔轴线平行的长槽。所述长槽的横截面轮廓线是矩形或弧形。所述滑孔为圆孔或矩形孔或多边形孔。所述挤压头的上表面和下表面中，至少有一个表面制成横向连绵起伏的规则或不规则波纹面。本发明的有益效果是由于对木竹质成型空心板挤压机的关键部件——挤压头的端面形状以及滑孔结构作了改进，不但使得挤压形成的碎料单元成为由多个凹进和突出互为交错的曲面，相邻碎料单元的结合面之间以凹进和突出的方式相互嵌合再加以加热胶合。由于两两相邻碎料单元的结合面之间以凹进和突出的方式相互嵌合胶合，不仅大大增加了胶层的胶合面积，而且在长度方向增加了纤维间相互牵扯力，不仅使得连接牢度大为增加，而且明显改善了长度方向的吸水膨胀性能，特别是对板面施加垂直的力后，两相邻碎料单元间无法剪切错动，从而成倍地提高了板材的纵向静曲强度，消除了搬运时的断板现象，(原有板材中的碎料单元之间的粘结面是平面，两个碎料单元之间仅靠胶粘剂的胶合力，施加垂直于板面的力后，相邻碎料单元间易发生剪切错动，所以纵向静曲强度较低，板材容易断裂)；而且还使每个碎料单元内的木竹纤维方向能够进行纵横交错相互交织，并能使纤维朝着板材长度和宽度方向排列，特别是能够挤压材料空心板两洞孔之间的薄壁之间，使其胶合强度大大提升；极大地改善了板材横向与纵向强度之间的差异性，扩大了其应用范围。因而能够高效率地挤压制造出上述高质量的空心板。另外，该挤压头对碎料进行挤压时，其端面两侧边缘部位对端面两边的模压板不产生侧向分力，有效减小了对模压板的影响，提高了模具的使用寿命。
图1是现有人造空心刨花板的立体结构示意图。图2是现有人造空心刨花板的立体结构分解示意图。图3是本发明所述挤压头端面部位的实施例之一的立体结构示意图。图4是本发明所述挤压头端面部位的实施例之二的立体结构示意图。图5是采用图3所示挤压头加工得到的空心板端面部位的主视结构示意图。图6是本发明所述挤压头端面部位的实施例之三的立体结构示意图。图7是本发明所述挤压头端面部位的实施例之四的立体结构示意图。图8是图7所示挤压头的主视结构示意图(挤压头端面的正投影视图)。图9是采用本发明加工形成的木竹质成型空心板的立体结构分解示意图。图10是图9所示空心板中的各碎料单元在俯视状态时的嵌合关系示意图。图11是本发明所述芯柱的横截面的放大结构示意图。图12是图6所示挤压头加工得到的空心板的立体结构分解示意图。
图13是图12所示空心板中的碎料单元的立体结构示意图。图14是本发明所述挤压头中的凹进和突出的垂直于挤压头上表面的投影为弧形时，所获得的碎料单元端面的正投影视图。图15是图14所述碎料单元的垂直于空心板上表面的投影示意图。图16是是空心板挤压成型装置的工作原理示意图。图17是采用本发明加工获得的空心板结构之二的立体示意图。图18是采用本发明加工获得的空心板结构之三的端面部位正投影示意图。图19是采用本发明加工获得的空心板结构之四的端面部位正投影示意图。图20是采用本发明加工获得的空心板结构之五的端面部位正投影示意图。图21是采用本发明加工获得的空心板结构之六的端面部位正投影示意图。图22是采用本发明加工获得的空心板结构之七的端面部位正投影示意图。图23是采用本发明加工获得的空心板结构之八的端面部位正投影示意图。图M是采用本发明加工获得的空心板结构之九的端面部位正投影示意图。图25是采用本发明加工获得的空心板结构之九的端面部位正投影示意图。图沈是冲压头与模压板的配合关系示意图(即横截面结构示意图)。
具体实施例方式下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。现有的人造空心刨花板1 (如图1至图2所示)，是由多个片状的碎料单元1-2沿着空心板的长度方向叠合粘结形成的；每个碎料单元中分布着不规则排列的木竹质碎料及纤维；碎料单元的长度Sl和高度Hl分别与空心板的宽度S及厚度H相同；并且空心板内制有沿着长度方向伸展且相互平行排列的若干个洞孔2 ；显然，两两碎料单元1-2之间的连接完全依靠胶粘剂产生的胶合力。由于碎料单元的两个粘结面均为平面，纵向静曲强度自然较低，板材容易沿着纵向的横截面(即碎料单元1-2之间的结合面)断裂，一般断裂面即为粘结面。现有人造空心刨花板的该种结构是由挤压成型工艺所决定的。所涉及的挤压成型装置(以下以卧式挤压成型装置为例；参见图16)包括有一对水平固定安装的模压板，上模压板9-1和下模压板9-2之间的模压间隙与要成型的板材厚度相对应，在模压间隙中水平排布着多个圆柱形的芯柱10 ；模压板的前方设置一个挤压头6，该挤压头上并排开制有多个水平排列且可滑动地穿套在芯柱上的滑孔6-3，挤压头通过滑孔与芯柱的滑动配合，同时在模压间隙中左右运动(滑动方向如箭头A所示)；挤压头前段的厚度及宽度均与模压板之间的模压间隙相适合。工作时，每次由下料装置释放一定量的掺有胶粘剂的碎料，接着挤压头在动力机构推动下将碎料往两模压板之间的模压间隙内顶推(挤压头端面6-9为直接顶推施压面)，使这些碎料与前一循环推压成型的碎料单元粘结并形成新的碎料单元，同时又使模压间隙内的成型坯料前移若干距离；反复此循环，多个碎料单元叠加粘结后就形成木竹质成型空心板的半成品，并由模压板上安装的加热装置加热定型；人造空心刨花板就连续不断地生产出来。由于现有设备中挤压头端面6-9为平面，导致人造空心刨花板中的每个碎料单元的两个粘结面均成为平面。本发明所作的改进之一，是在挤压机(卧式挤压机)的挤压头端面上分布着至少
5一排横向相互交错排列的凹进6-2和突出6-1 (如图3所示)，所述凹进和突出的垂直于挤压头上表面6-8(或下表面)的投影(当挤压头如图16所示布置时，该投影与凹进和突出在水平面上的投影相同)是梯形或弧形；这样，通过该挤压头的挤压加工，所形成的碎料单元的两个胶合面就由原先的平面变为曲面(例如，采用图3所示的挤压头，所形成的图5所示的碎料单元3上就形成了横向相互交错排列的凹进1-3和突出1- 使得原先的两两碎料单元之间的平面胶合变成凹进与突出相互嵌合的曲面胶合；可以大幅提高胶合面积，显著增加空心板的粘接强度。进一步，所述挤压头端面上规则分布着两排或两排以上横向排列的凹进和突出； 同一排的凹进和突出相互交错排列，而相邻两排之间上下对正的每一部位分别是凹进和突出(例如上排是凹进的话，下排对应的是突出；反之，上排是突出的话，下排对应的是凹进)。由于挤压头的端面形状决定了挤压形成的碎料单元的形状(例如，采用图4所示的挤压头，所形成的碎料单元3的端面结构就如图M所示)；显然，该结构能够大幅度提高嵌合面纤维牵扯力，增加空心板的纵向静曲强度。显然，所述挤压头端面上可采用三排、四排或更多排的横向排列的凹进和突出；这样，不仅在横向(水平方向)有多个排列的凹进和突出，而且在纵向(垂直方向)也有多个排列的凹进和突出，这将极大地提高空心板的纵向静曲强度。本发明所作的改进之二，是在所述挤压头中的滑孔6-3的壁部制有若干个与滑孔轴线平行且与凸出6-6可滑动配合的长槽(图中省略长槽)，使得滑孔的横截面轮廓线与芯柱横截面(图11所示)的外轮廓线相吻合，长槽长度贯穿于整个滑孔的长度。相应的，所述芯柱的周向表面上也均布着若干个与芯柱轴线平行的凸出(长槽与凸出的数量可根据需要确定)；所述凸出和长槽的横截面轮廓线推荐采用矩形或弧形。采用该种结构的模板， 挤压成型的木竹质成型空心板，其内部洞孔的壁部就形成了相应数量的与洞孔轴线平行的凹槽2-1(如图18所示)；这样可以大幅提高消声效果，降低热传导能力。并且，所述滑孔也可根据需要选用圆孔或矩形孔或多边形孔；芯柱也应选用与滑孔相配合的圆柱形或直棱柱形(如四棱柱形，正四棱柱形，正六棱柱形、正八棱柱形等)。本发明所作的改进之三，是在挤压头6的上表面6-8和下表面中，至少有一个表面制成横向连绵起伏的规则或不规则的波纹面；相应的，所述两模压板内侧固定着与空心板外表面的波纹相楔合的模具(模具横截面的内腔轮廓线与挤压头6端部的横截面的外轮廓线相适合)；以使加工获得的空心板的上表面和下表面中，至少一个表面形成波纹面5。例如，采用图沈所示的挤压头和模压板(其中模具11横截面的内腔轮廓线为波浪形)可获得图17所示的成型空心板。波纹面的弧度以及分布形态可根据需要确定；可以是有规则的波纹面，还可以是不规则的波浪面；还可根据需要加工独特的模具，使得其表面具有特殊的纹理。如此可提高其表面立体感和装饰效果，还可以使得空心板较薄弱部位的厚度增加，进一步提高其强度。图17至图23所示的空心板结构图中，图19、图20、图22和图23仅在空心板的上端表面制成波纹面，图17、图18和图21则是上下两端的表面全部制成波纹面。还应指出的是该挤压头端面的上下两侧边缘部位与端面上下两边的模压板呈 90度的直角；所以工作时只有纵向推力，不产生侧向分力，有效减小了对上下两边模压板的影响，提高了模具的使用寿命。本发明所述木竹质成型空心板的制造工艺是
1)备料通过加工获得原料，原料厚度在l_3mm ；2)干燥将上述原料干燥至含水率3 8% ；3)筛选对原料进行筛选，达到厚度1 3mm，长度5 30mm，宽度1 IOmm的合格原料送入空心板成型线；4)施胶对合格的原料进行均勻施胶，胶粘剂为固含量大于52%的液体胶，施胶量为原料重量的6 12% ；5)挤压成型采用立式或卧式挤压机和本发明的挤压头，挤压加热温度为140 180°C，以0. 4 0. 7m/min的速率生产成型空心板；6)后期加工生产出的成型空心板由齐边机锯截成规定幅面要求的成品。制造工艺实施例实施例1 ①备料将大尺寸的木质原料加工成厚度在1 3mm的刨花碎料；②干燥将刨花碎料干燥至含水率3 8 %。③筛选对刨花碎料进行筛选，达到厚度1 3mm，长度5 30mm，宽度1 IOmm 的合格原料送入空心板成型线；④施胶对木质碎料进行均勻施胶，胶粘剂为固含量大于52%的液体胶，施胶量为木质碎料重量的6 10%。⑤挤压成型采用立式挤压机，挤压加热温度为140 180°C，以0. 4 0. 7m/min 的速率生产厚度为^mm的成型空心板。空心板横截面选用图5所示的结构，采用图3所示挤压头挤压成型。⑥后期加工生产出的空心板由齐边机锯截成规定幅面的成品。实施例2 ①备料采用竹材刨花，厚度在l_3mm ；②干燥将竹材刨花干燥至含水率3 5 %。③筛选对竹材刨花碎料进行筛选，合格的被送入空心板成型线。④施胶对竹材刨花进行均勻施胶，胶粘剂为固含量大于52%的液体胶，施胶量为竹刨花重量的8 12%。⑤挤压成型采用卧式挤压机，挤压加热温度为140 180°C，以0. 4 0. 6m/mi η 的速率生产厚度为35mm的成型空心板。空心板横截面选用图M所示的结构，采用图4所示挤压头挤压成型。⑥后期加工生产出的空心板由齐边机锯截成规定幅面的成品。实施例3:①备料采用麦秸秆碎料，长度应< 30mm ；②干燥将麦秸秆碎料干燥至含水率3 8%。③筛选对麦秸秆碎料进行筛选，剔除长度大于30mm的长料，合格的被送入空心板成型线。④施胶对麦秸秆碎料进行均勻施胶，胶粘剂为固含量大于52%的液体胶，施胶量为麦秸秆碎料重量的8 12%。⑤挤压成型采用立式挤压机，挤压加热温度为140 180°C，以0. 4 0. 5m/min的速率生产厚度为38mm的成型空心板。空心板横截面选用图8所示的结构，采用图7所示挤压头挤压成型。⑥后期加工生产出的空心板由齐边机锯截成规定幅面的成品。实施例4 ①备料采用木屑碎料加工剩余物；②干燥将木竹屑干燥至5 8 %，送入空心板成型线。③筛选对木竹屑进行筛选，剔除长度大于30_的大料，合格的被送入空心板成型线。④施胶对木竹屑进行均勻施胶，胶粘剂为固含量大于52%的液体胶，施胶量为木竹屑重量的8 12%。⑤挤压成型采用立式挤压机，挤压加热温度为130 170°C，以0. 4 0. 6m/min 的速率生产厚度为40mm的成型空心板。采用图6所示挤压头，挤压成型的空心板横截面与图25所示结构相同。⑥后期加工生产出的空心板由齐边机锯截成规定幅面的成品。实施例1 4生产的空心板经过检测，获得的检测数据见表1 (挤压头挤压成型空心板的物理力学性能一览表)表1挤压成型空心板的物理力学性能一览表
权利要求
1.木竹质成型空心板挤压机的挤压头，该挤压头(6)内制有若干个可与模压间隙中的芯柱(10)滑动配合的滑孔(6-3)；其特征在于挤压头的端面上分布着至少一排相互交错排列的凹进(6-2)和突出(6-1)，所述凹进和突出的垂直于挤压头上表面(6-8)的投影是梯形或弧形。
2.根据权利要求1所述的木竹质成型空心板挤压机的挤压头，其特征在于所述挤压头端面上分布着两排或两排以上横向排列的凹进和突出；同一排的凹进和突出相互交错排列，而相邻两排之间上下对正的每一部位分别是凹进和突出。
3.根据权利要求1或2所述的木竹质成型空心板挤压机的挤压头，其特征在于所述挤压头中的滑孔的壁部制有若干个与滑孔轴线平行的长槽。
4.根据权利要求3所述的木竹质成型空心板挤压机的挤压头，其特征在于所述长槽的横截面轮廓线是矩形或弧形。
5.根据权利要求4所述的木竹质成型空心板挤压机的挤压头，其特征在于所述滑孔为圆孔或矩形孔或多边形孔。
6.根据权利要求5所述的木竹质成型空心板挤压机的挤压头，其特征在于所述挤压头的上表面(6-8)和下表面中，至少有一个表面制成横向连绵起伏的规则或不规则波纹
全文摘要
本发明涉及一种采用挤压成型方式制造木竹质内外成型空心板的挤压头。目的是提供的挤压头应能制造纵向静曲强度高、不易纵向断裂、纵向吸水膨胀率性能好的木竹质空心板；并且有利于延长模具使用寿命。技术方案是木竹质成型空心板挤压机的挤压头，该挤压头内制有若干个可与模压间隙中的芯柱滑动配合的滑孔；其特征在于挤压头的端面上分布着至少一排相互交错排列的凹进和突出，所述凹进和突出的垂直于挤压头上表面的投影是梯形或弧形。所述挤压头端面上分布着两排或两排以上横向排列的凹进和突出；同一排的凹进和突出相互交错排列，而相邻两排之间上下对正的每一部位分别是凹进和突出。所述挤压头中的滑孔的壁部制有若干个与滑孔轴线平行的长槽。
文档编号B27N3/28GK102275203SQ20111019329
公开日2011年12月14日 申请日期2011年7月10日 优先权日2011年7月10日
发明者刘乐群 申请人:浙江省林业科学研究院