专利名称：大型异型中空塑料制品生产工艺及设备的制作方法
大型异型中空塑料制品在工农业生产中应用广泛，如中空塑料船、粮仓，用于养鱼业的大型中空浮球，用于化工行业的大型中空塑料贮存罐，各种大型玩具如风靡世界的大型玩具-塑料摇马，设计合理深受儿童欢迎。可以单人玩，多人一起玩，还可以在水中玩，可作摇马、转马、跷跷板、小滑梯、独木桥、大型积木。大型摇马对于培养儿童智力，促进儿童身心健康有着重大意义，所以欧美日发达国家托幼园所已列为必备幼教器材。
大型异型中空塑料制品生产工艺复杂，设备技术难度高，目前世界上只有少数几个国家能够生产。
塑料摇马是法国儿童教育家和心理学家首先设计，采用新材料与现代先进的塑料成型工艺制成。
国外生产大型异型中空塑料制品的生产工艺，一般采用球型轨迹热塑旋转成型原理，将定量旋转级粉末塑料加入模腔，通过热源加热模具，同时使受热模具在X轴和Y轴相交中沿球型轨迹旋转，塑料熔融塑化，贴附在模腔整个表面，使产品成型，冷却定型，开模取出产品。
国外的工艺只能使用昂贵的旋转级PE粉末塑料，这种旋转级塑料之所以价高是因为必须将加入各种助剂的PE塑料颗粒在-60℃的低温下冷冻脆化磨碎，能耗大，成本极高;国外的产品其壁厚均匀，颜色单一，不悦目，设备结构复杂，一台设备价格高达110多万美元。显然在我国目前情况下要使用旋转级粉末塑料，进口国外设备生产大型异型中空塑料制品如塑料摇马是不现实的。
本发明的目的是寻求使用价廉的非旋转级改性颗粒特定塑料，代替旋转级粉末塑料用于制造大型异型中空塑料制品，同时制造出结构简单，造价低的国产设备实现上述塑料制品的工业化生产。
其生产工艺的技术方案如下将定量改性的非旋转级颗粒状特定塑料，一次投入模腔，模具送入控温加热室，对模具进行整体控制加温，必要时对模具局部进行强化控制加温;同时用单板机或微机控制整个模具按工艺参数指令绕X轴和Y轴在零转/分-36转/分之间，进行变速、往复、万向、间歇、摇摆、温控、时控旋转，然后冷却定型脱模制出产品。
采用上述工艺可以生产出同一产品中不同部位具有多种壁厚，产品结构更加合理，突破国外只能生产壁厚均匀的产品;采用上述工艺能够生产出万紫千红色彩班澜、花纹鲜艳夺目的各种产品品种，突破国外只能生产单一色彩的产品;本工艺采用非旋转级改性颗粒状特定塑料生产出大型异型中空塑料制品，大幅度降低产品成本，非旋转级改性颗粒状塑料价格只有旋转级粉末塑料的三分之一。
大型异型中空塑料制品生产设备-回转式三臂滚塑成型机，该机由臂架，动力装置，回转装置，传动机构，模具支架，单板机或微机控制系统，控温加热室，冷却降温室，圆形导轨等组成。
在三根臂架中两相邻臂架轴线间的夹角为120°，在臂架轴线方向上安装二根套轴，中空大轴套小轴。小轴一端通过传动机构与直流电机相连，另一端通过传动机构与模具支架连接;直流电机通过传动机构与导轮相连;
控温加热室由垂直直径方向的外固定壁板，两侧可开合的活动壁板以及上顶板和下底板组成的密闭室，室内安装有远红外加热器，油加热器，汽喷加热器;
冷却降温室外壳结构与控温加热室基本相同，室内安装有冷风冷却装置，喷雾冷却装置，冷、热水淋冷却装置。
回转式三臂滚塑料成型机自动化程度高，设备结构相对复杂些，它适合大规模多规格的产品生产，生产大型异型中空产品其模具支架和传动机构的结构如C臂所示，生产大型中空球形产品其模支具架和传动机构的结构形成如A臂所示，生产大型方形的中空制品其模具支架和传动机构的结构如B臂所示，这种回转式塑料成型机生产效率高，操作方便，但投资较大。
为了降低投资费用，又设计出单臂移动式三工位滚塑成型机。该机由臂架、动力装置、传动机构、模具支架，单板机或微机控制系统，控温加热室，冷却降温室，直线型导轨以及滑车等所组成。
臂架固定于滑车上，滑车滚轮安装在直线道轨上。在臂架轴线方向上安装二根套轴，中空大轴套小轴，小轴一端通过传动机构与直流电机相连，另一端通过传动机构与模具支架相连;中空大套轴一端通过传动机构与直流电机相连，另一端通过传动机构与模具支架连接。
冷却降温室，由两侧板及顶板为固定壁板，前后为活动开合壁板组成的密闭室，室内安装有冷风冷却装置，喷雾冷却装置，冷、热水淋冷却装置，直线导轨穿过冷却降温室。
控温加热室，在靠近冷却降温室一边为活动壁板，其余上、下、左、右后壁板为相对固定壁板，室内安装有远红外加热器，油加热器，汽喷加热器。
实施例一图一为回转式三臂滚塑成型机的结构示意图。其中(1)控温加热室，(2)Y轴传动齿条，(3)Y轴球形模具支架，(4)球形模具，(5)Y轴传动伞形齿轮，(6)加热室门，(7)X轴传动杆即中空套轴，(8)驱动中空大轴直流电机，(9)支架，(10)驱动臂架回转直流电机，(11)A臂架，(12)圆形导轨，(13)Y轴驱动杆即小轴，(14)驱动小轴转动的直流电机，(15)微机工作台，(16)B臂架，(17)喷雾冷水喷头，(18)冷却风扇，(19)方形模具，(20)U型模具支架，(21)冷却室门，(22)冷却降温室，(23)热水喷头。
图2、图3、图4为C臂架三面投影结构示意图，其中图2为正视图，图3为俯视图，图4为C-C视图。(24)C臂架，(25)传动链条，(26)导轮，(27)支架，(28)Y轴传动轴，(29)异型模具架，(30)模具支架，(31)伞形齿轮组。
图5、图6、图7为控温加温室结构示意图，其中图5为正视图，图6为俯视图，图7为侧视图。(32)远外加热器，(33)油加热器，(34)汽喷加热器。
实施例二图8、图9为单臂移动式三工位滚塑成型机结构示意图，其中图8为正视图，图9为俯视图，(1)控制加热温室，室内有远红外加热器，油加热器，汽喷加热器，(6)控温加温室活动门，(11)臂架，(12)直线型导轨，(7、13)大套轴(X轴)、小轴(Y轴)，(8)驱动大轴直流电机，(14)驱动小轴直流电机，(21)冷却降温室活动门，(22)冷却降温室，室内有风冷、雾冷、冷水、热水冷却装置，(26)滑轮，(27)支架，(29)模具，(35)滑车。
实施例三以制造大型玩具塑料摇马为例来说明大型异型中空塑料制品的生产工艺。该塑料摇马重量为一万克，外圆1200mm，内圆R300mm，宽300mm，呈半环状，为中空塑料制品。上述设备单臂一次能生产4个产品用料4万克，如C臂安装状态，原料采用改性的非旋转级聚乙烯粒料(li50A或CL-100)其生产过程如下分别在四个模腔内各投入改性(li50A或CL-100)物粒料各1万克，然后将模具送入控温加热室内，同时起动加热器和直流电机，让模具按工艺参数指令(加热周期25-35分钟)，控温(150-175℃)，局部强化加温为(180-205℃)，绕X轴和Y轴在零转/分-36转/分之间，进行变速、往复、万向、间歇，摇摆旋转;然后进入冷却降温室降温，用风冷，水冷7-10分钟，温度降至35-40℃，脱模取出产品。
大型异型中空塑料玩具具有四种壁厚3-4mm，5-5.5mm，6-7mm，8-9mm色泽万紫千红，鲜艳夺目，很受儿童欢迎。
本发明突破国外用旋转级粉末塑料制造大型异型中空塑料制品的工艺，用改性的非旋转级PE粒料进行滚塑成型，大幅度降低成本，同时研制出新型脱模剂，创造了万紫千红着色法，解决了变速旋转与壁厚控制等一系列的技术难题，为我国大型异型中空塑料制品的生产开辟了新途径，该发明具有极大的经济社会效益。
权利要求
1.一种大型异型中空塑料制品生产工艺，该工艺采用球型轨迹热塑旋转成型原理，将定量旋转级粉末塑料加入模腔，通过热源加热模具，同时使受热模具在X轴和Y轴相交中沿球型轨迹旋转，塑料熔融塑化，贴附在模腔整个表面，使产品成型，冷却定型，开模取出产品；本发明的特征是将定量改性非旋转级颗粒状特定塑料，一次投入模腔，模具送入控温加热室，对模具进行整体控制加温，必要时对模具局部进行强化控制加温，同时用单板机或微机控制整个模具按工艺参数指令绕X轴和Y轴在零转/分-36转/分之间，进行变速、往复、万向、间歇、摇摆、温控、时控旋转，然后冷却定型脱模制出产品；
2.一种大型异型中空塑料制品生产设备-回转式三臂滚塑成型机，本发明的特征是该成型机由臂架、动力装置、回转装置、传动机构，模具支架，单板机或微机控制系统，控温加热室、冷却降温室，圆形导轨等组成;
3.根据权利要求2所述的回转式三臂滚塑成型机，其特征是该机两相邻臂架轴线间的夹角为120°，在臂架轴线方向上安装二根套轴，中空大轴套小轴;小轴一端通过传动机构与直流电动机相连，另一端通过传动机构与模具支架相接;中空大套轴一端通过传动机构与直流电动机相连，另一端通过传动机构与模具支架连接;直流电机通过传动机构与导轮相连;
4.根据权利要求2或3所述的回转式三臂滚塑成型机，其特征是控温加热室由垂直径向的外固定壁板，两侧可开合的活动壁板，垂直径向内活动壁板，以及上顶板和下底板组成的密闭室;室内安装有远红外加热器油，油加热器，汽喷加热器;
5.根据权利要求2或3所述回转式三臂滚塑成型机，其特征是冷却降温室外壳结构与控温加热室基本相同，室内安装有冷风冷却装置，喷雾冷却装置，冷、热水淋冷却装置;
6.一种大型异型中空塑料制品生产设备-单臂移动式滚塑成型机，本发明的特征是该机由臂架，动力装置。传动机构，模具架，单板机或微机控制系统，控温加热室，冷却降温室，直线型导轨以及滑车等所组成;
7.根据权利要求6所述的单臂移动式三工位滚塑成型机，其特征是臂架固定于滑车上，滑车滚轮放于直线导轨上，在臂架轴线方向上安装二根套轴，中空大轴套小轴;小轴一端通过传动机构与直流电机相连，另一端通过传动机构与模具支架相接;中空大套轴一端通过传动机构与直流电机相连，另一端经过传动机构与模具支架连接;
8.根据权利要求6或7所述的单臂移动式三工位滚塑成型机，其特征是冷却降温室，两侧及顶板为固定壁板，前后为活动开合壁板，组成密闭室，室内安装有冷风冷却装置，喷雾冷却装置，冷、热水淋冷却装置，直线导轨穿过冷却降温室;
9.根据权利要求6或7所述的单臂移动式三位塑成型机，其特征是控制温加热室，在靠近冷却降温室一边为活动壁板，其余的上、下、左、右、后壁板为相对固定壁板，室内安装有远红外加热器，油加热器，汽喷加热器。
全文摘要
一种大型异型中空塑料制品生产工艺，该工艺用定量改性非旋转级PE粒料一次投入模腔，微机按工艺参数指令控制模具，绕X轴和Y轴进行变速、万向、间歇、往复等旋转，同时控制时间、温度，冷却定型脱模制出产品。其生产设备为回转式三臂滚塑成型机，该机由臂架、动力装置、回转装置、传动机构，单板机或微机控制系统，控温加热室、冷却降温室，圆形导轨等组成。本发明突破国外传统工艺，为大型异型中空塑料制品的工业化生产开辟一条新途径，具有巨大的经济社会效益。
文档编号B29C39/08GK1063838SQ91100588
公开日1992年8月26日 申请日期1991年1月29日 优先权日1991年1月29日
发明者张基, 曹仲挥, 张祖重 申请人:张基, 曹仲挥, 张祖重