专利名称：一种塑料制品用复合式挤出定型装置及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种塑料挤出成型过程中所用的挤出定型装置及其应用，进一步地说，本发明涉及一种木塑材料用的挤出定型装置及其应用。
木塑材料是利用木质纤维类材料改性塑料而得，是一种新型的改性塑料。木塑材料强度和刚性好具有耐压及承重等优点，但其本身的熔融流动性差、熔体强度低，加工性能不好，尤其是在型材的挤出定型过程中带来了很大困难。目前所使用的塑料挤出定型设备是一种安置在定型台上通过轨道可移动的真空定型装置。当挤出型材时，将定型台上的定型装置移动靠近模具的模口。型材从挤出机模具挤出后，被牵引进真空定型装置进行真空定型。对木塑材料来说，木质纤维填料的加入，使得木塑材料流动性差、粘较高、表面容易毛糙。当木塑型材通过现有的真空定型装置时，阻力非常大，需要较大的牵引功率及挤出功率，且挤出速度慢。同时，因为木塑材料的熔体强度低，当其在熔体状态下直接被牵引进真空定型装置时很容易断条，使得材耗大且影响生产效率。对于木质纤维含量较高的材料在挤出定型时，现有定型装置的这些缺陷更为突出。此外，现有的真空定型装置较长，占地大，操作复杂，设备成本也较高。
本发明的目的是提供一种主要用于木塑材料挤出的复合式挤出定型装置。该装置结构简单紧凑，操作方便。利用该装置挤出定型的木塑型材表面光洁度较高，对于木粉纤维含量高的木塑材料的挤出定型效果也很好，且挤出成型过程中的材耗少、效率高。
本发明的塑料制品用复合式挤出定型装置，包括模头、间壁激冷式定型模套和喷淋直冷式定型模套。模头与间壁激冷式定型模套和喷淋直冷式定型模套顺次相连接并可拆卸。三者相连接时，各部件内腔的中心线都在一条轴线上。
模头为外部带有加热装置的模具。加热装置为加热套、加热筒或加热板，可以灵活拆装。模头的型腔被加工成所需制品的形状，并且根据制品所需型腔内表面要具有一定的光洁度。模头的轴向长度根据挤出制品的具体情况而定，不易定型的制品则模头要长一些。一般模头长度较好为50mm以上。
间壁激冷式定型模套为一筒体，筒体的内腔为通孔，其结构形状与模头的横截面上的型腔形状相一致。该模套筒体的内腔与外壳之间设为中空的夹套式冷却层，冷却层的冷却介质进出口设在模套的外壳上。冷却方式可以为一次性冷却或循环式冷却。冷却介质为水或通用的用于冷却的物质。对于小型材挤出，可以不通冷却介质。从模头挤出的热成型制品通过间壁激冷式定型模套被表面冷却和表面抹光。间壁激冷式定型模套的轴向长度根据挤出制品的具体情况而定，不易冷却和定型的制品则模套要长一些。一般间壁激冷式定型模套长度较好为50mm以上。
喷淋直冷式定型模套也为一筒体。该模套筒体的一端为敞口，另一端的侧壁上设有一型材入口。该入口与模头横截面上模具型腔的形状结构相一致，挤出的型材通过该入口进入喷淋直冷式定型模套。该模套的筒体内部靠近型材入口端装配有一个喇叭状的圆锥筒。喇叭状圆锥筒与模套筒体的筒壁之间形成一中空的冷却夹层。喇叭状圆锥筒的小口靠近型材入口端的侧壁，并与侧壁间形成一环隙。圆锥筒小口内周半径大于该模套侧壁上型材入口的中心线到该入口边缘的最长距离。喇叭状圆锥筒的大口外缘与筒状结构内壁为密封的环向固定连接。在该模套筒体的筒壁上相应于冷却夹层的位置设有一冷却介质入口，冷却介质从该入口进入模套内的冷却夹层，并从环隙喷出，直接喷到从型材入口处进入的型材的表面上，从而将型材的热量带走，使其充分冷却，达到直冷的作用，使型材表面迅速定型。其中环隙的缝隙宽窄根据制品冷却的难易程度而定，较好为1～5mm。
在喷淋直冷式定型模套的筒体内腔，低于模套侧壁型材入口下缘的位置设置一筛板，筛板的两侧与筒壁密封连接。通过筛板可将喷入模套内腔的冷却介质从筛板上的筛孔漏下，并达到缓冲冷却介质防止冷却介质飞溅的目的。筛板上的筛孔最好能均匀密布在平板上。相对应于筛板下方的筒壁上设有一冷却介质出口，从筛板漏下的冷却介质可以从该口流出。
从间壁激冷式定型模套挤出的型材经过喷淋直冷式定型模套进行型材的冷却，以进一步对型材冷却定型。喷淋直冷式定型模套的轴向长度可根据挤出制品的具体情况而定，不易冷却和定型的制品则模套要长一些。一般喷淋直冷式定型模套长度较好为100mm以上。
以上所述的挤出定型装置的模头和间壁激冷式定型模套及喷淋直冷式定型模套之间为可拆卸式紧密连接。模头的外形不定，可方可圆。两个定型模套的外形与模头外形保持一致。
本发明的塑料制品用复合式挤出定型装置主要应用于木塑材料的挤出成型。木塑材料在挤出过程中通过挤出机机头进入本发明所述的模头，通过模头的型腔形成所需形状的型材。紧接着型材再进入间壁激冷式定型模套进行激冷，使型材表面冷却定型和表面抹光。然后型材再通过喷淋直冷式定型模套，对型材进行迅速直冷，使型材进一步冷却定型。从而得到所需的木塑型材成品。
此外，当木质纤维含量较低的型材挤出或型材制品表面要求很高时，还可以将本发明的复合式挤出定型装置结合现有技术的真空定型装置一起使用，以达到更好的定型效果。当型材经过本发明的定型装置冷却定型后已具有一定的强度和较好的表面光洁度，在牵引进真空定型装置时不再容易断裂，有助于提高挤出速率，而且还利于进一步提高型材的表面质量。
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案。
图1为模头与间壁激冷式定型模套和喷淋直冷式定型模套的连接配合示意图。
图2为模头结构示意图。
图3为间壁激冷式定型模套结构示意图。
图4为喷淋直冷式定型模套结构示意图。
如图1所示，本发明的塑料制品用复合式挤出定型装置，包括模头1、间壁激冷式定型模套2和喷淋直冷式定型模套3。模头1与间壁激冷式定型模套2和喷淋直冷式定型模套3顺次相连接并可拆卸。三者相连接时，各部件内腔的中心线都在一条轴线上。
如图2所示模头1为外部带有加热装置5的模具。加热装置5为加热套、加热筒或加热板，可以灵活拆装。模头1的型腔6被加工成所需制品的形状，并且根据制品所需型腔内表面要具有一定的光洁度。模头1的轴向长度根据制品所需而定，较好为50mm以上。模头1与定型模套相连接并可拆卸。
如图3所示间壁激冷式定型模套2为一筒体，筒体的内腔9为通孔，其结构形状与模头的横截面上的型腔6形状相一致。该模套筒体的内腔与外壳之间设为中空的夹套式冷却层7，冷却层的冷却介质进出口10、8设在模套的外壳上。冷却方式可以为一次性冷却或循环式冷却。冷却介质为水或通用的用于冷却的物质。对于小型材挤出，可以不通冷却介质。从模头1挤出的热成型制品通过间壁激冷式定型模套2被表面冷却和表面抹光。间壁激冷式定型模套2的轴向长度根据制品所需而定，较好为50mm以上。
如图4所示喷淋直冷式定型模套3也为一筒体。该模套筒体的一端为敞口，另一端的侧壁上设有一型材入口15。该入口15与模头横截面上模具型腔6的形状结构相一致，挤出的型材通过该入口进入喷淋直冷式定型模套。该模套的筒体内部靠近型材入口端装配有一个喇叭状的圆锥筒13。喇叭状圆锥筒13与模套筒体的筒壁之间形成一中空的冷却夹层17。喇叭状圆锥筒13的小口靠近型材入口端的侧壁，并与侧壁间形成一环隙16。圆锥筒13小口内周半径大于该模套侧壁上型材入口15的中心线到该入口边缘的最长距离。喇叭状圆锥筒的大口外缘与筒状结构内壁为密封的环向固定连接。在该模套筒体的筒壁上相应于冷却夹层的位置设有一冷却介质入口14，冷却介质从该入口进入模套内的冷却夹层17，并从环隙16喷出，直接喷到从型材入口15处进入的型材的表面上，从而将型材的热量带走，使其充分冷却，达到直冷的作用，使型材迅速定型。其中环隙16的缝隙宽窄根据制品冷却的难易程度而定，较好为1～5mm。
在喷淋直冷式定型模套3的筒体内腔，低于模套侧壁型材入口15下缘的位置设置一筛板11，筛板的两侧与筒壁密封连接。通过筛板11可将喷入模套内腔的冷却介质从筛板上的筛孔12漏下，并达到缓冲冷却介质防止冷却介质飞溅的目的。筛板上的筛孔12最好能均匀密布在平板上。相对应于筛板11下方的筒壁上设有一冷却介质出口18，从筛板11漏下的冷却介质可以从该口流出。
从间壁激冷式定型模套2挤出的型材经过喷淋直冷式定型模套3进行型材的冷却，以进一步对型材冷却定型。喷淋直冷式定型模套3的轴向长度可根据挤出制品的具体情况而定，不易冷却和定型的制品则模套要长一些。一般喷淋直冷式定型模套长度较好为100mm以上。
以上所述的挤出定型装置的模头1和间壁激冷式定型模套2及喷淋直冷式定型模套3之间为可拆卸式紧密连接。模头1的外形不定，可方可圆。两个定型模套的外形与模头外形保持一致。
本发明的塑料制品用复合式挤出定型装置主要应用于木塑材料的挤出成型。木塑材料在挤出过程中通过挤出机机头进入本发明所述的模头1，通过模头的型腔6形成所需形状的型材。紧接着型材再进入间壁激冷式定型模套2进行激冷，使型材表面冷却定型和表面抹光。然后型材再通过喷淋直冷式定型模套3，对型材进行迅速直冷，使型材进一步冷却定型。从而得到所需的木塑型材成品。
此外，当木质纤维含量较低的型材挤出或型材制品表面要求很高时，还可以将本发明的复合式挤出定型装置结合现有技术的真空定型装置一起使用，以达到更好的定型效果。当型材经过本发明的定型装置冷却定型后已具有一定的强度和较好的表面光洁度，在牵引进真空定型装置时不再容易断裂，有助于提高挤出速率，而且还利于进一步提高型材的表面质量。
综上所述，本发明所提供的塑料制品用复合式挤出定型装置克服了现有装置的材耗多、效率低、制品表面质量低、设备成本高等缺陷。利用该装置挤出定型的木塑型材表面光洁度高，对于木塑比高的材料的挤出定型效果也很好。挤出成型过程中的材耗少、效率高，且还具有装置结构简单紧凑，操作方便，便于拆装清理等优点。
权利要求
1.一种塑料制品用复合式挤出定型装置，包括模头[1]、间壁激冷式定型模套[2]和喷淋直冷式定型模套[3]，其特征在于所述的模头[1]为外部带有可拆装的加热装置[5]的模具[4]，模头[1]与间壁激冷式定型模套[2]和喷淋直冷式定型模套[3]顺次相连接并可拆卸，其中a.间壁激冷式定型模套[2]该模套为一筒体，筒体内腔[9]为通孔，形状结构与模头横截面上的型腔[6]形状相一致，筒体内腔[9]与外壳之间为中空的夹套式冷却层[7]，冷却层的冷却介质进出口[10]、[8]设在该模套筒体的外壳上；b.喷淋直冷式定型模套[3]该模套为一筒体，筒体一端为敞口，另一端的侧壁上设有一型材入口[15]，该入口的形状结构与模头横截面上的型腔[6]形状相一致；该模套的筒体内部靠近型材入口端装配有一个喇叭状的圆锥筒[13]，喇叭状圆锥筒[13]与模套筒体的筒壁之间形成一中空的冷却夹层[17]；喇叭状圆锥筒的小口靠近型材入口端的侧壁，并与侧壁间形成一环隙[16]，圆锥筒小口内周半径大于该模套侧壁上型材入口[15]的中心线到该入口边缘的最长距离；喇叭状圆锥筒[13]的大口外缘与筒状结构内壁为密封的环向固定连接；在该模套筒体的筒壁上相应于冷却夹层的位置设有一冷却介质入口[14]，在筒体内腔，低于模套侧壁型材入口下缘的位置设置一筛板[11]，筛板[11]的两侧与筒壁密封连接，相对应于筛板下方的筒壁上设有一冷却介质出口[18]。
2.根据权利要求1所述的复合式挤出定型装置，其特征在于所述模头[1]外部可拆卸的加热装置[5]为加热套、加热筒或加热板。
3.根据权利要求1所述的复合式挤出定型装置，其特征在于所述模头[1]的轴向长度为50mm以上。
4.根据权利要求1所述的挤出定型装置，其特征在于所述间壁激冷式定型模套[2]的轴向长度为50mm以上。
5.根据权利要求1所述的挤出定型装置，其特征在于所述喷淋直冷式定型模套[3]的轴向长度为100mm以上。
6.根据权利要求1所述的挤出定型装置，其特征在于所述喷淋直冷式定型模套[3]内部喇叭状圆锥筒小口外缘与侧壁间形成的环隙[16]的缝隙宽度为1～5mm。
7.根据权利要求1～6之任一项所述的塑料制品用复合式挤出定型装置在木塑材料挤出成型方面的应用。
全文摘要
本发明提供一种塑料制品用复合式挤出定型装置,包括模头1、间壁激冷式定型模套2和喷淋直冷式定型模套3。所述的模头1为外部带有可拆装的加热装置5的模具4,模头1与间壁激冷式定型模套2和喷淋直冷式定型模套3顺次相连接并可拆卸。利用该装置挤出定型的木塑型材表面光洁度高,对于木塑比高的材料的挤出定型效果也很好。挤出成型过程中的材耗少、效率高,且还具有装置结构简单紧凑,操作方便,便于拆装清理等优点。
文档编号B29C47/88GK1376573SQ0110991
公开日2002年10月30日 申请日期2001年3月23日 优先权日2001年3月23日
发明者苑志伟, 张国立, 陈志达, 刘玉春 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院