專利名稱：合成木粉及方法和裝置、由這種合成木粉形成的合成木板及其擠壓成型方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以纖維素質(zhì)碎料為主要成形物的合成木粉及其制造方法和裝置，用這種合成木粉模制成的合成木板及其擠壓成形的方法和裝置。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及適合用于纖維素質(zhì)碎料與熱塑性樹(shù)脂材料(以后簡(jiǎn)稱為樹(shù)脂材料)在擠壓機(jī)中混煉以便在塑模中最終加工成預(yù)定厚度的合成木粉，制造這種木粉的方法和裝置，以及用上述擠壓裝置制成的合成木板及其擠壓成形的方法和裝置。
隨著生活方式的多樣化，上述的纖維質(zhì)碎料和樹(shù)脂材料中的一種或二者，已經(jīng)以多種形式被大量使用和廢棄，如用于建筑消費(fèi)材料、汽車、家庭電氣制品等，日常用具或類似物品。熱塑性樹(shù)脂成形產(chǎn)品的這些廢料可利用在諸如美國(guó)專利5,323,971中公開(kāi)的方法以樹(shù)脂材料的形式再生。本發(fā)明的一個(gè)方面是提供其中使用這種廢料和上述纖維素質(zhì)碎料的木粉，以便得到建筑材料或形成各種塑料成形制品的材料，例如塑料板或塑料膜，或者作為填料或著色劑使用。本發(fā)明的另一方面是提供一種將廢料再循環(huán)形成合成木板的方法，或者一種能夠自己再循環(huán)或與其它的純塑料顆粒一起再循環(huán)的合成木板。
至今已開(kāi)發(fā)了以這類木粉為基礎(chǔ)的成形樹(shù)脂產(chǎn)品，用以改進(jìn)耐水性、絕熱性等。特別是近年來(lái)因考慮全球環(huán)境保護(hù)而要求確保森林資源以及木材成本的高漲，并且為了對(duì)付對(duì)木制品感覺(jué)的根深蒂固的潛在需要，已著手研制能作為涂布材料或成膜材料用在家俱和日用品上的樹(shù)脂材料。作為建筑材料的合成木粉和用這種合成木粉模制成的合成木板，以便得到與天然木材相近的表面性質(zhì)。
但是，在這種合成木板的常規(guī)的擠壓成形方法中，當(dāng)把纖維質(zhì)碎料(例如粉碎木材后得到的木粉、谷殼、甘蔗渣、碎木屑或紙漿材料)混合進(jìn)行模制時(shí)，纖維素質(zhì)碎料的性質(zhì)(例如木粉的性質(zhì)，如木粉和樹(shù)脂材料之間的可流動(dòng)性或分散性)對(duì)擠壓成形有某些重要影響。
即，這些纖維素質(zhì)碎料(例如木粉)在流動(dòng)時(shí)摩擦阻力大，纖維素質(zhì)碎料和樹(shù)脂材料的相容性差，于是包含在成形的合成木板內(nèi)的木粉的成分不均勻，結(jié)果造成密度不均勻。另外，當(dāng)填充木粉后加熱和樹(shù)脂材料進(jìn)入擠壓機(jī)時(shí)，由混合的木粉中產(chǎn)生出大量蒸汽或木醋酸氣，從而腐蝕擠壓機(jī)的壁面并耗損成形模具，或者在成形的合成木板上形成粗糙表面、氣泡或空穴。因此，在擠壓成形過(guò)程中產(chǎn)生了各種問(wèn)題。
在纖維素質(zhì)碎料中，那些由木質(zhì)材料(例如上述的建筑廢料、鋸木或木材成型時(shí)產(chǎn)生的鋸末或其它木材)經(jīng)過(guò)采用沖擊、剪切和摩擦力的粉碎機(jī)(例如葉輪磨或球磨機(jī))粉碎得到的木粉，可能會(huì)起毛，并且常常含有細(xì)長(zhǎng)的纖維狀顆粒。另外，這種木粉在與樹(shù)脂材料、溶劑或溶液摻混時(shí)分散性能很差。木粉在貯存時(shí)容易聚結(jié)，尤其是在合成木板成形時(shí)有明顯的聚結(jié)缺點(diǎn)。因此，要利用粉碎機(jī)內(nèi)的球體摩擦力的粉碎作用，將木粉的粗糙邊緣、凸出部位和須狀纖維改變成球形或近似球形的顆粒，以改進(jìn)成形木粉的流動(dòng)性和分散性。但是，即使使用這種改進(jìn)的木粉，它的流動(dòng)性也與樹(shù)脂材料不同，木粉對(duì)成形過(guò)程的影響不能完全消除，因此，選擇成形方法成為采取措施對(duì)付木材在模制過(guò)程中的影響的重要一步。
此外，與上述的改進(jìn)木粉本身的流動(dòng)性和分散性相似，要將合成木板制成使木粉與樹(shù)脂材料相容良好，以便保持良好的混煉狀態(tài)。使用摩擦阻力比木粉低的樹(shù)脂材料來(lái)降低木粉的摩擦阻力，也是模制密度高而均勻的合成木板的一個(gè)重要因素。但是在先有技術(shù)中，木粉與樹(shù)脂材料的相容性仍是一個(gè)應(yīng)當(dāng)改進(jìn)的問(wèn)題。
模制合成木板的常規(guī)方法在常規(guī)的模制合成木板的方法中，具有代表性的有壓延法、擠壓成形法和熱壓法。
圖15合成木板的壓延法，例如日本特許公告平4—7283中所公開(kāi)的，包括以下步驟將粒徑為80—300目的木粉和熱塑性樹(shù)脂材料的粉末或顆粒直接送入擠壓機(jī)的料斗中，將二者摻混，在開(kāi)口型的擠壓機(jī)中加熱和混煉；或者是將粒徑為80—300目的木粉和樹(shù)脂材料放在摻混機(jī)內(nèi)充分混合，然后將混合好的材料在混煉裝置(捏合機(jī)或密煉機(jī))中混煉；混煉好的材料由料斗送至擠壓機(jī)，如圖15所示，由位于一對(duì)加熱輥52之前的螺桿51壓出，用熱輥52將擠壓出的材料加熱和輥壓成預(yù)定的厚度。開(kāi)口型的擠壓機(jī)包括一個(gè)沒(méi)有成形模具的簡(jiǎn)單的擠壓開(kāi)口54和一個(gè)將開(kāi)口54與加熱輥52連接起來(lái)的引導(dǎo)裝置55，它由接收底板和側(cè)板構(gòu)成，二者均有加熱裝置，例如電熱器56，在引導(dǎo)裝置55的上方還裝有紅外加熱器57。
在加熱輥之前將擠壓材料保溫并加熱，以避免變形，例如卷曲或扭變。如果擠壓材料未充分儲(chǔ)熱，則會(huì)發(fā)生變形，被擠壓的材料的邊緣會(huì)急速下降，只有中央部分被大量推出，進(jìn)入加熱輥52，結(jié)果在所形成的材料中產(chǎn)生褶皺，甚至使制品的成分不均勻，這也可能是卷曲或扭變的原因。所以必須避免。
另外，擠壓成形的材料在加熱輥52處被充分輥壓，以板狀壓出，接著由補(bǔ)正輥53輥壓，改正組成密度不均勻的現(xiàn)象，以防止制成品卷曲變形，還可以在成形加工的后段加設(shè)數(shù)個(gè)間隔適當(dāng)、互相滾壓的轉(zhuǎn)輥(未畫出)對(duì)制成品的前后表面交替輥壓，以矯正制成品的卷曲或扭變。
此外，擠壓機(jī)可以采用單螺桿或雙螺桿。
圖16常規(guī)的合成木板擠壓成形法，例如日本特許公告平3—59804中所公開(kāi)的，包括以下步驟在木粉中加入樹(shù)脂材料，用擠壓機(jī)加熱混煉，如圖16(A)所示，在擠壓機(jī)出口裝有模塑口模61，混煉好的材料經(jīng)由它被擠壓成管形；擠壓成形的坯料用切割件62沿?cái)D壓方向切割，形成如圖16(B)所示的板形的開(kāi)口型坯料63。接著，將上述開(kāi)口型坯料63送入加熱輥64之間，輥壓后再由補(bǔ)正輥65壓出，以便消除坯料中由試圖采取其原始管形的應(yīng)力產(chǎn)生的卷曲或扭變，再經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)間隔適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)輥66交替地輥壓坯料的前后表面，進(jìn)一步矯正卷曲或扭變。
如上所述，木粉和樹(shù)脂材料的相容性在先有技術(shù)中仍是應(yīng)當(dāng)改進(jìn)的問(wèn)題。
另外，當(dāng)把木粉和樹(shù)脂材料的粉末或顆粒直接送入擠壓機(jī)的料斗中、或者把木粉和樹(shù)脂材料用混煉機(jī)(例如摻混機(jī)、捏合機(jī)或密煉機(jī))混煉、以便將混煉好的材料經(jīng)由料斗送入擠壓機(jī)時(shí)，使用事先粉碎成粒徑為80—300目的木粉。木粉的摩擦阻力有某些不利影響，例如，會(huì)烤焦和粘著擠壓材料，會(huì)造成產(chǎn)品成分不均勻，或是產(chǎn)生卷曲或扭變等變形，因此不能使用大粒徑的木粉。而且，還存在其它問(wèn)題，例如木粉磨細(xì)所需的時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)木粉若是磨得過(guò)細(xì)則和樹(shù)脂材料的相容性變差。
也就是說(shuō)，如上所述，先有技術(shù)中存在以下問(wèn)題
(1)關(guān)于木粉流動(dòng)時(shí)摩擦阻力大和與樹(shù)脂材料的相容性差所造成的成形過(guò)程中的問(wèn)題，設(shè)置了連結(jié)開(kāi)口54和加熱輥52的引導(dǎo)裝置55，不設(shè)成形模具，通過(guò)在流動(dòng)過(guò)程中加熱保持?jǐn)D壓成形材料溫?zé)?，就可以減小木粉的摩擦阻力。另外，用加熱輥52—52輥壓成形材料，從而使擠壓機(jī)擠壓出的材料可以在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)加熱輥52—52之間，即，加熱輥52—52的表面與擠壓成形材料的接觸距離可以減小，結(jié)果就可以使木粉和熱輥的摩擦減至最小限度，從而防止所形成的合成木板的成分不均勻。但是，對(duì)于壓延法，合成木板不是通過(guò)在擠壓成形材料上施加壓力形成的，擠壓成形材料只是順應(yīng)加熱輥的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)流動(dòng)而拉出。因此，形成高密度合成木板的能力有限。
(2)在日本特許公告平4—7283中所示的使用引導(dǎo)裝置連接擠壓機(jī)和加熱輥的方法中，采用單螺桿擠壓機(jī)51或雙螺桿擠壓機(jī)進(jìn)行矯正，所以引導(dǎo)裝置的寬度受到限制。因此，不能形成寬的合成木板，這是問(wèn)題所在。
(3)在用加熱輥52輥壓和拉出的成形制品中，經(jīng)由補(bǔ)正輥53改正了輥壓時(shí)組成密度的不均勻，以防止成形制品發(fā)生卷曲，同時(shí)如前所述，用間隔適當(dāng)?shù)亩鄠€(gè)輥交替地輥壓成形制品的前后表面，可以矯正成形制品的卷曲或扭變。但是，實(shí)際上不可能完全矯正成形制品的卷曲或扭變，而且在成形制品內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部殘余應(yīng)力。此內(nèi)部殘余應(yīng)力是成形制品變形(例如卷曲或扭變)的原因，同時(shí)伴隨著制品成形后發(fā)生的老化收縮或隨溫度改變而發(fā)生的膨脹和收縮。尤其是，如果制成品進(jìn)行二次加工，例如熱壓法施加上壓力后，內(nèi)部殘余應(yīng)力會(huì)使成形制品發(fā)生比預(yù)計(jì)值更嚴(yán)重的扭曲。
(4)壓延法需要許多與其它成形機(jī)不同的相關(guān)設(shè)備，它可高速生產(chǎn)，所以產(chǎn)量很高，和擠壓成形的制造設(shè)備相比，設(shè)備費(fèi)用大大增加。
下面敘述在使用模塑口模的另一種常規(guī)方法中要解決的問(wèn)題(1)一般認(rèn)為很難通過(guò)裝在擠壓機(jī)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。在日本特許公告平3—59804中公開(kāi)的擠壓成形方法中，模塑口模將材料制成管形，其中成形模塑口模的出口呈圓形，該出口與擠壓機(jī)出口之間的通道較短，因此可以大大減少擠壓成形中的摩擦阻力，形成了樹(shù)脂材料能光滑和快速擠壓成形的模塑口模通道。但是，如果在擠壓合成木板時(shí)使用T形口模直接形成寬的成形制品，則木粉的摩擦阻力很高，很難使擠壓成形的材料均勻流過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的距離進(jìn)入模塑口模，該口模在開(kāi)始時(shí)很寬，但在結(jié)束時(shí)會(huì)變窄。
(2)在日本特許公告平3—59804中指出的擠壓成形法，將開(kāi)口型的坯料裝入加熱輥之間輥壓后，需要用補(bǔ)正輥除掉開(kāi)口型成形品因試圖采取原來(lái)的管形而產(chǎn)生的卷曲，和上述的壓延法的情形一樣，實(shí)際上不可能完全矯正成形品的卷曲，結(jié)果在成形品內(nèi)產(chǎn)生了內(nèi)部殘余應(yīng)力。另外，內(nèi)部殘余應(yīng)力造成扭曲，例如卷曲或扭變，同時(shí)發(fā)生老化變化，而且如果用熱壓法向成形品施壓，則成形品會(huì)產(chǎn)生無(wú)法預(yù)測(cè)的扭曲。
(3)在日本特許公告平3—59804中公開(kāi)的擠壓成形法中，需要用補(bǔ)正輥消除因試圖恢復(fù)其原來(lái)管形的應(yīng)力而產(chǎn)生的卷曲，與一般的擠壓成形生產(chǎn)設(shè)備相比，設(shè)備費(fèi)用要大幅度增加。
(4)日本特許公告平3—59804中的擠壓成形法是合成木板的成形，與通常的樹(shù)脂薄膜成形不同，它的擠壓成形材料形成管狀，這種管狀材料又被切開(kāi)成板狀，因此很難形成厚的板形制品。
(5)另外，用T形口模成形時(shí)，可以做出12mm厚的合成木板，但是，成形材料在口模內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)不好，使成形的木板的密度不均一，成形木板的表面會(huì)高低不平，其形狀也變得不固定，成形的板不能成為銷售的產(chǎn)品。
(6)再有，用T型口模壓出合成木板時(shí)，通常合成木板是灰顏色，但因?yàn)槌尚尾牧现械哪痉垡蚰＞邇?nèi)的熱而燃燒，故成形材料變成咖啡色，這造成了產(chǎn)品外觀的問(wèn)題，燃燒木粉還會(huì)使耐沖擊性或類似性能變差。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的之一是提供合成木粉，它在涂料液、防水液等溶劑、溶液中的分散性良好，不會(huì)在涂料液中沉淀及聚結(jié)，它能將樹(shù)脂材料固定在熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定的木粉粒中并保持木粉與樹(shù)脂的混合與分散狀態(tài)，形成流動(dòng)性良好的合成木粉；本發(fā)明還提供該合成木粉的制造方法及裝置，在擠壓成形時(shí)，能保持木粉和樹(shù)脂間良好的相容性、抑制木粉周圍產(chǎn)生氣泡和空穴、維持木粉間的密度均勻，本發(fā)明提供了高密度的薄和厚的合成木板的擠壓成形法，特別是形成10mm或更厚的合成木板的擠壓成形法及裝置。
本發(fā)明的又一目的是提供內(nèi)部殘留應(yīng)力少的寬幅合成木板的擠壓成形法及裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的合成木粉含水15％重量以內(nèi)，由20—75％重量的平均粒徑在20目以下的纖維素質(zhì)碎料和25—80％重量的樹(shù)脂材料混合，構(gòu)成第一原料，將其混煉固化成凝膠，冷卻粉碎后調(diào)節(jié)成粒度10mm以下的顆粒。
于是，上述木粉的制造方法是將上述第一原料用施加攪拌和沖擊的葉片混合，由于摩擦熱而凝膠化，隨后冷卻，粉碎后得到粒徑10mm以下的顆粒。
再者，上述的制造合成木粉的裝置包括流動(dòng)混合和混煉裝置，它裝有施加攪拌和混煉作用的葉片，用來(lái)將第一原料混合并借助摩擦熱將其混煉成凝膠，還包括裝有攪拌和粉碎葉片的冷卻?；b置，用來(lái)將混煉好的材料?；?，以及夾套內(nèi)冷水的入口和出口和用來(lái)將粉碎過(guò)的木粉調(diào)節(jié)成粒徑在10mm以下的粒度調(diào)節(jié)裝置。
本發(fā)明的另一方面是將上述的合成木粉加熱、混煉并擠壓到模塑口模中，將擠壓出的材料冷卻，同時(shí)施加與擠壓力對(duì)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種擠壓成形法中，將第一原料用施加攪拌和沖擊作用的葉片混合，再捏合混合物料以借助摩擦熱凝膠化然后冷卻并粉碎，將粉碎過(guò)的材料調(diào)節(jié)成粒徑在10mm以下，形成合成木粉，將其加熱、混煉、用螺桿擠壓到模塑口模中，將擠壓出的材料慢慢冷卻，同時(shí)向其施加對(duì)抗擠壓力的控制力以增高其密度。
本發(fā)明合成木板的第二種擠壓成形法包括以下步驟將20—75％重量、最好是30—70％重量的纖維素質(zhì)碎料(例如木粉)混入樹(shù)脂材料中，制備成第二原料，將其加熱、混煉并用螺桿擠入模塑口模(10)中，擠壓出的材料(79)被擠入模塑口模(10)的成形部分(21)，該口模(10)有一個(gè)由用樹(shù)脂片(24)(例如聚氟乙烯，本說(shuō)明書中簡(jiǎn)稱氟樹(shù)脂)襯里的或用氟樹(shù)脂涂敷的內(nèi)壁層，它有優(yōu)良的耐熱性和低的摩擦阻力，于是可以形成既定的厚度，且在擠壓成形過(guò)程中于成形部分(21)內(nèi)慢慢冷卻。
此外，上述第二原料的樹(shù)脂部分是熱塑性樹(shù)脂成形材料，例如PVC(聚氯乙烯)、PET(聚酯)或PP(聚丙烯)，它們或是全由廢品樹(shù)脂產(chǎn)品中回收的塑料構(gòu)成，或者是由回收的塑料材料與純的塑料顆粒按適當(dāng)?shù)谋壤?例如1∶1)混合。這些第二原料的樹(shù)脂材料及纖維素質(zhì)碎料的混合比例是(1)樹(shù)脂材料是PP時(shí)，如前所述，混入的纖維素質(zhì)碎料的最大比例為75％重量，纖維素質(zhì)碎料的混合比例范圍是20—75％重量，優(yōu)選30—70％重量，最好是30—65％重量。
(2)樹(shù)脂材料是PET時(shí)，纖維質(zhì)碎料的最大混合比例為75％重量，優(yōu)選20—60％重量，最好是35—50％重量。
(3)樹(shù)脂材料是PVC時(shí)，木粉的混合比例是30—60％重量，優(yōu)選5—45％重量。
除了第二種擠壓成形法之外，本發(fā)明的另一種合成木板擠壓成形法中包括，在擠壓第二原料期間用剎車裝置(30)向成形制品(29)施加對(duì)抗擠壓力的控制力，經(jīng)過(guò)制品(29)向成形室(22)內(nèi)的成形材料(79)施加對(duì)抗擠壓力的阻力，從而使擠壓成形材料(79)在成形部分(21)中具有高密度。
如前所述，將擠壓材料(79)在模塑口模(10)的導(dǎo)入部分(11)中加熱，就可以將其壓入模塑口模(10)的成形部分。
在本發(fā)明的合成木板擠壓成形裝置中，將上述第二原料加熱混煉后用螺桿在擠壓機(jī)中擠壓，擠壓裝置的擠出口模(78)與模塑口模(10)連接，模塑口模包括一個(gè)用來(lái)將擠出口模中流出的擠壓材料(79)加熱的導(dǎo)入部分(11)和裝有成形室(22)的成形部分(21)，成形室(22)用來(lái)使從導(dǎo)入部分(11)擠出的擠壓材料(79)具有預(yù)定的厚度。另外，成形部分(21)的內(nèi)表面上裝有前述氟樹(shù)脂的內(nèi)壁層，而且在模塑口模中裝有冷卻裝置，用來(lái)冷卻成形室(22)。
另外，除了上述的制造合成木粉的裝置之外，在上述的合成木板擠壓成形裝置中，將上述的合成木粉加熱，在擠壓機(jī)中用螺桿壓至擠出口模處，擠出口模與模塑口模相連，后者有一個(gè)用來(lái)將從擠出口模流出的擠壓材料加熱的導(dǎo)入部分和帶有成形室的成形部分，成形室將從導(dǎo)入部份擠出的擠出材料成形到預(yù)定厚度，成形部分的表面裝有由氟樹(shù)脂構(gòu)成的內(nèi)壁層，而且模塑口模內(nèi)裝有用來(lái)冷卻成形室的冷卻裝置。
在上述第一原料中，最好是使用60—75％重量的木粉作為纖維素質(zhì)碎料與25—40％重量的樹(shù)脂材料(例如聚丙烯或聚乙烯)混合。
同樣，作為纖維素質(zhì)碎料使用的60—65％重量的木粉最好是與35—40％重量的一種或多種樹(shù)脂材料(聚碳酸酯、尼龍和PVC)混合。
另外，前述的氟樹(shù)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。
前述成形室的內(nèi)壁表面及導(dǎo)引板表面的涂覆方法包括用薄片24襯里，該薄片由氟樹(shù)脂涂敷在編織的玻璃布上構(gòu)成，此法應(yīng)優(yōu)選使用，因?yàn)樗菀赘鼡Q和加工，因此耐用性很好。也可以用非織造的玻璃纖維布代替織造的玻璃纖維布。
前述成形室22的內(nèi)壁面上的氟樹(shù)脂內(nèi)壁層，可以只形成在面對(duì)成形制品前后表面的內(nèi)壁表面上，但是最好是在成形室(22)的上下左右的內(nèi)壁面都襯上氟樹(shù)脂薄層。
為了冷卻成形室(22)，可在模塑口模(10)中圍繞成形室(22)設(shè)置冷水循環(huán)的冷卻管(25)，為了提高成形室(22)內(nèi)對(duì)擠壓出的原料(79)的漸冷效果，最好是將冷卻管(25)安置成管間的距離沿成形部分(21)的擠出方向逐漸減小。但是，本發(fā)明不受這種結(jié)構(gòu)的限制。
另外，可以裝上一個(gè)施加控制力的剎車裝置，用來(lái)對(duì)抗從模塑口模中擠出成形制品的擠壓力。
根據(jù)本發(fā)明，擠壓材料(79)在導(dǎo)入部分(11)中加熱保溫，以保持流動(dòng)性和合適的混煉狀態(tài)，如果設(shè)置引導(dǎo)板(15)，它會(huì)防止位于導(dǎo)入部分(11)中的擠壓材料(79)因?yàn)樵诹鞒龇较蛏现醒氩糠趾湍┒瞬糠志€性膨脹系數(shù)的不同(與原料有關(guān))而造成的分子定向變化，使線性膨脹均勻，控制分子定向，擠壓材料均勻地?cái)U(kuò)散到成形部分(21)的成形室(22)中，以均勻的密度壓出。成形室(22)的內(nèi)壁表面包含著由阻力系數(shù)小的氟樹(shù)脂形成的內(nèi)層，所以擠壓材料(79)中的纖維素質(zhì)碎料可以光滑地流動(dòng)而不會(huì)受到大的阻力，從而保持高而均勻的密度擠壓出來(lái)。在經(jīng)過(guò)成形室(22)被擠壓的過(guò)程中，擠壓材料(79)被常溫或60—90℃的水或油等冷卻介質(zhì)冷卻，成形為制品(29)。因?yàn)榉鷺?shù)脂的熱導(dǎo)系數(shù)比金屬低，且有優(yōu)良的耐熱性，故擠壓材料(79)被緩慢冷卻，減小了由冷卻造成的扭曲，于是形成了變形小并且密度高而均勻的合成木板制品(29)。
除此之外，借助剎車裝置(30)對(duì)制品(29)施加控制力以對(duì)抗從擠壓裝置流出時(shí)的擠壓力，經(jīng)過(guò)制品(29)對(duì)于成形室(22)內(nèi)的擠壓材料施加對(duì)抗擠壓力的阻力。例如，使用一對(duì)輥(31a)和(31b)壓接在制品(29)的前后表面上，一個(gè)摩擦元件壓接在裝在上述對(duì)輥(31a)和(31b)一端的轉(zhuǎn)筒(33)上，于是控制了由制品(29)的擠壓力造成的輥(31a)和(31b)的轉(zhuǎn)動(dòng)，借此，轉(zhuǎn)輥(31a)和(31b)可以施加控制力對(duì)抗擠壓制品(29)的力。
上述控制力經(jīng)由制品(29)施加到成形部分(21)和導(dǎo)入部分(11)內(nèi)的擠壓材料(79)上，對(duì)抗由擠壓裝置施加在成形室(22)內(nèi)的材料(79)上的擠壓力，從而使整個(gè)材料(79)的密度更均勻和更高。因此，就形成含有大量纖維素質(zhì)碎料的、密度更高和更均勻的合成木板。
圖1是在本發(fā)明實(shí)施方案中使用的混合器(流動(dòng)混合和混煉裝置)的部分?jǐn)嗝娴恼晥D；圖2是在本發(fā)明實(shí)施方案中使用的冷卻混合機(jī)(冷卻造粒裝置)的部分?jǐn)嗝娴恼晥D；圖3是在本發(fā)明實(shí)施方案中使用的調(diào)整粒度裝置的部分?jǐn)嗝娴恼晥D；圖4是在本發(fā)明實(shí)施方案中使用的擠壓裝置部分?jǐn)嗝娴恼晥D
圖5是在本發(fā)明實(shí)施方案中使用的模塑口模和剎車裝置縱斷面的正視圖；圖6是在本發(fā)明實(shí)施方案中使用的模塑口模和剎車裝置部分?jǐn)嗝娴恼晥D；圖7是在本發(fā)明實(shí)施方案中使用的剎車裝置細(xì)節(jié)的正視圖；圖8(A)和(B)表示在本發(fā)明另一實(shí)施方案中的部分?jǐn)嗝鎴D；圖9是在圖8(A)和(B)的實(shí)施方案中使用的模塑口?？v斷面的正視圖；圖10是沿圖9J—J線的縱斷面圖；圖11是沿圖9K—K線的縱斷面圖；圖12是在本發(fā)明另一實(shí)施方案中使用的模塑口模的部分剖面圖；圖13是本發(fā)明另一實(shí)施方案中使用的剎車裝置部分剖面的平面圖；圖14是沿圖13N—N線的縱斷面圖；圖15是常規(guī)壓延成形法裝置的正視圖；圖16(A)是常規(guī)擠壓成形法裝置的正視圖；(B)是表示常規(guī)擠壓成形法管型和開(kāi)口型成形制品狀態(tài)的示意圖。
圖1在圖1中，參考數(shù)字(80)代表將原料混合與混煉成“混煉材料”的流動(dòng)混合和混煉裝置，在本實(shí)施例中為了方便而簡(jiǎn)稱為“混合器”。
(81)是混合器本體，它是上面有開(kāi)口的圓筒形物品，容量300升。上述開(kāi)口是將原料送入混合器本體(81)內(nèi)的送入口(94)，該入料口上有開(kāi)閉自如的上蓋(82)。上蓋(82)與排氣管(95)相連，用來(lái)排除從混合器本體(81)內(nèi)的木粉產(chǎn)生的大量蒸汽或木醋酸氣。在靠近混合器本體(81)底部的側(cè)面裝有一個(gè)排出口(88)，排出口(88)有一個(gè)蓋子(89)，其前端設(shè)有汽缸(91)，隨著汽缸桿(91)的運(yùn)動(dòng)，排出口(88)就能開(kāi)關(guān)自如。(93)是排出孔道，它和排出口(88)相通。
在混合器(81)的底部中心有圖上未畫出的37KW直流馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，向上支承著轉(zhuǎn)桿(83)，使它以最高820轉(zhuǎn)/分的高速轉(zhuǎn)動(dòng)。軸(83)由下往上依次裝有刮板(84)、攪拌和沖擊葉片(85)、(86)和(87)，在軸(83)的頂端用緊固螺母(92)固定。各攪拌和沖擊葉片(85)、(86)和(87)的形狀不受限制，在本實(shí)施例中是以軸(83)為中心成對(duì)存在的。如圖一所示，三對(duì)攪拌和沖擊葉片由六片葉片組成，它們?cè)谄矫嫔习吹冉?60°)排列，將360°分成六等份。此外，如果使用的多個(gè)攪拌和沖擊葉片不是3對(duì)，則最好是排列成等角分割360°，以便更有效地混煉原材料。
刮板(84)沿著混合器本體(81)的底面滑動(dòng)回轉(zhuǎn)，以便不使混合器本體(81)內(nèi)的原材料在循環(huán)攪拌時(shí)殘留在底面上。
打開(kāi)上蓋(82)，由送料口投入由作為纖維素質(zhì)碎料的木粉、樹(shù)脂材料、尿素、碳酸鈣、氧化鈦或顏料等添加劑所形成的原材料。
加入碳酸鈣使本發(fā)明的合成木板有適當(dāng)?shù)某叽绶€(wěn)定性，可顯著減小因溫度變化造成的膨脹和收縮，從而防止成形制品在擠壓成形時(shí)變形。另外，碳酸鈣的優(yōu)點(diǎn)是便宜。
加入氧化鈦會(huì)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性和在溶液中的分散性，并能顯著減小因溫度變化造成的膨脹和收縮。
樹(shù)脂材料可以由PVC、PET、PP、PC(聚碳酸酯)和尼龍中的一種或幾種混合構(gòu)成，它是由上述的廢棄成形樹(shù)脂制品中回收的?；蛘呤菑纳厦嬗袠?shù)脂涂膜的樹(shù)脂制品中回收這種原料形式的樹(shù)脂，將樹(shù)脂制品粉碎成小片，粉碎好的小片進(jìn)行研磨以通過(guò)壓縮研磨效應(yīng)將樹(shù)脂膜分離，利用基于微細(xì)振動(dòng)的壓縮沖擊作用將磨細(xì)的小片加壓粉碎，隨時(shí)除去由粉碎壓力分離出的樹(shù)脂膜小片。
另外，樹(shù)脂材料可以從廢棄的熱塑性合成樹(shù)脂制品中回收再利用，或加入新的熱塑性樹(shù)脂材料，或使用回收的樹(shù)脂材料與新的熱塑性樹(shù)脂材料按適當(dāng)比例(例如1∶1)混合的摻混物。
以下表示對(duì)于第一原料的各樹(shù)脂材料，可膠凝化的木粉用量范圍。
樹(shù)脂材料為PP時(shí)；木粉為35—75％重量，PP是25—65％重量；最好是，木粉為60—75％重量，PP量為25—40％重量。
樹(shù)脂材料為PET時(shí)，木粉用量范圍與PP時(shí)相同。
樹(shù)脂材料是PC時(shí)木粉為40—70％重量，PC量為30—60％重量；優(yōu)選用量是木粉為60—65％重量，PC為35—40％重量；最好是，木粉為64％重量，PC為36％重量。
樹(shù)脂材料是PVC時(shí)木粉為30—65％重量，PVC為35—70％重量；最好是，木粉為45—55％重量，PVC為45—55％重量。
樹(shù)脂材料為尼龍時(shí)和PC相同。
圖2在圖2中，(100)是混合攪拌上述混煉材料、制造“?；痉邸钡睦鋮s造粒設(shè)備，在本實(shí)施方案中稱作“冷卻混合器”。
(101)為混合器本體，是一個(gè)形狀為倒錐形的外殼，上端有開(kāi)口。其下端有排出口(107)，裝有閥(106)使排出口(107)能夠開(kāi)關(guān)?；旌掀?101)之外圍有夾套(102)，在此夾套內(nèi)從供水管(108)往排水管(109)供入冷卻水，使冷卻混合器(100)內(nèi)的原料的溫度冷到樹(shù)脂材料的熔點(diǎn)附近。另外，一個(gè)排放孔道(未畫出)經(jīng)由冷卻混合器主體(101)的上壁面與混合器(100)的內(nèi)部相連，用來(lái)排放在冷卻混合器(100)內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽及木醋酸氣。
在冷卻混合器(101)上壁靠近中心處安置一個(gè)支臂(103)，它以基本上水平的方向支承在冷卻混合器主體(101)內(nèi)，由馬達(dá)(111)經(jīng)過(guò)減速齒輪(112)驅(qū)動(dòng)，從而以3轉(zhuǎn)/分的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。此支臂(103)的轉(zhuǎn)軸是中空的，其中安置了獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)的另一轉(zhuǎn)軸，連接到馬達(dá)105的輸出軸上。同時(shí)，攪拌和粉碎葉片(104)支承在臂(103)的末端，在本實(shí)施例中它是螺旋型，其旋轉(zhuǎn)軸基本上與內(nèi)壁側(cè)面平行地伸展到冷卻混合器本體(101)的下端。攪動(dòng)和粉碎葉片(104)連接到轉(zhuǎn)軸上，該轉(zhuǎn)軸通過(guò)一個(gè)由裝在臂(103)內(nèi)的齒輪或類似裝置構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到馬達(dá)(105)的輸出轉(zhuǎn)軸上，以90轉(zhuǎn)/分的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。
在冷卻混合器本體(101)的上壁上裝有一個(gè)進(jìn)料口(113)，它與上述的混合器(80)的排出孔道(93)相連。
將在混合器(80)內(nèi)形成的混煉材料經(jīng)過(guò)排出孔道(93)和冷卻混合器(100)的進(jìn)料口(113)進(jìn)入冷卻混合器本體(101)內(nèi)。攪拌粉碎葉片(104)由馬達(dá)(105)驅(qū)動(dòng)以90轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)動(dòng)，臂(103)則借助馬達(dá)(111)的旋轉(zhuǎn)力在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其速度經(jīng)過(guò)減速齒輪減小為3轉(zhuǎn)/分。于是，攪拌和粉碎葉片(104)沿著冷卻混合器本體(101)的內(nèi)壁表面跟蹤著錐形面旋轉(zhuǎn)，攪拌冷卻混合器內(nèi)的混煉材料?；鞜挷牧媳粖A套(102)內(nèi)的冷卻水冷卻過(guò)的混合器本體(101)內(nèi)壁面冷卻，由于造粒作用而形成直徑在25mm以下的“?；痉邸?。隨后打開(kāi)閥106將?；痉塾膳懦隹?107)排出。
經(jīng)冷卻混合器(100)冷卻過(guò)的混煉材料，最好是在包含于原料中的樹(shù)脂材料的熔點(diǎn)之下(凝固點(diǎn))冷卻，但因?yàn)槠渲袚接心痉?，所以并不一定要求在熔點(diǎn)以下，因此實(shí)際上只要冷卻到?；痉劭山?jīng)排出口(107)排出即可，也即溫度可高于原料中的樹(shù)脂材料熔點(diǎn)10℃。
例如，在樹(shù)脂材料為PP時(shí)，PP的熔點(diǎn)為165℃，在本實(shí)施例中，在混合器(80)內(nèi)經(jīng)180℃凝膠化的混煉材料自投入到冷卻混合器(100)中后，經(jīng)過(guò)10—15分鐘便冷卻到90—100℃，所以使用此冷卻攪拌機(jī)的冷卻造粒效率很高。夾套(102)內(nèi)的冷卻水，由進(jìn)入管(108)供入的水溫為30℃，由排水(109)排出時(shí)水溫為40℃。
冷卻造粒法不限于上述這種冷卻混合器裝置，可以使用其它裝置，例如在混合器內(nèi)裝有攪拌葉片用以攪拌混煉材料，在混合器外圍側(cè)面裝有上述的夾套，通過(guò)夾套內(nèi)流動(dòng)的冷卻水冷卻混合器內(nèi)的混煉材料。
混合器(80)形成的混煉材料也可以只用一般的不帶夾套(102)的混合器來(lái)攪拌冷卻，但在這種情形下，要冷卻到比混煉材料內(nèi)樹(shù)脂材料的熔點(diǎn)高10℃左右的溫度，需要耗時(shí)30分鐘，因此最好是使用本實(shí)施方案中所述的冷卻造粒法制造“粒化木粉”。
圖3將上述冷卻造粒方法所制得的?；痉?，用“整粒方法”將粒徑“調(diào)整”到10mm以下，制造“合成木粉”。
圖3中，(120)為前面提到的調(diào)整“?；痉邸绷６鹊难b置，在本實(shí)施方案中稱為“切粒機(jī)”。
切粒機(jī)本體(121)有一個(gè)制成圓筒形的外殼，其開(kāi)口用能隨意開(kāi)合的上蓋(122)蓋起來(lái)。上蓋(122)有進(jìn)料口(123)使粒化木粉得以投入切粒機(jī)(121)內(nèi)。
另外，切粒機(jī)(121)內(nèi)的底面上有沿水平方向由轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(未畫出)轉(zhuǎn)動(dòng)的切刀支承體(124)，其外表面上裝有三個(gè)旋轉(zhuǎn)刀片(125)，在切刀支承體(124)的旋轉(zhuǎn)方向上成120°等角配置，保持其邊緣都在同一轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡上。另外，在切粒機(jī)本體(121)內(nèi)裝有兩個(gè)固定的刀片(126)，它們基本上對(duì)稱于轉(zhuǎn)刀(125)的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡放置，與轉(zhuǎn)刀(125)的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡僅留一小縫隙。于是，這兩個(gè)固定刀片(126)和切刀支承體(124)與轉(zhuǎn)刀(125)一起將切粒機(jī)本體(121)分成兩個(gè)區(qū)域進(jìn)料室(127)和整粒室(128)。上蓋(122)的進(jìn)料口(123)與進(jìn)料室(127)相連。二固定刀片(126)和轉(zhuǎn)刀(125)之間的間隙可以自由調(diào)節(jié)，以便將?；哪痉壅{(diào)整到所要求的大小。另外，用一個(gè)篩網(wǎng)(129)圍住轉(zhuǎn)刀(125)的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡將整粒室(128)在兩個(gè)固定刀片(126)之間隔開(kāi)。在本實(shí)施方案中，篩網(wǎng)(129)采用能通過(guò)整粒成約8mm的合成木粉的網(wǎng)孔。再有，整粒室(128)的下端裝有將整粒后的顆粒排出的排出口(131)將上述冷卻混合器(100)制成的?；痉劢?jīng)進(jìn)料口(123)送入，用轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(未畫出)旋轉(zhuǎn)切刀支承體(124)，?；痉墼谛D(zhuǎn)切刀(125)與固定刀片(126)之間被切割成直徑約1—8mm的第一原料合成木粉，這樣就形成了具有適當(dāng)流動(dòng)性以保持樹(shù)脂材料與木粉間的混合和分散性質(zhì)處于穩(wěn)定狀態(tài)的合成木粉，能穩(wěn)定地保持樹(shù)脂材料與熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定的木粉結(jié)合，而且這與化學(xué)反應(yīng)、粘合以及凝縮和還原作用無(wú)關(guān)。然后通過(guò)篩網(wǎng)(129)的網(wǎng)孔由排出口(131)排出，送到下一加工步驟的擠壓裝置(70)中。
圖4圖4中(70)為一臺(tái)單螺桿擠壓機(jī)。一般的擠壓機(jī)裝有一個(gè)或多個(gè)螺桿，可分為兩類單螺桿型和多螺桿型，其中有各種變形或組合的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中可使用任何這種擠壓機(jī)。
(71)為螺桿，單螺桿型，經(jīng)過(guò)減速齒輪(72)由馬達(dá)(未畫出)驅(qū)動(dòng)，在機(jī)筒(74)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。從進(jìn)料斗(73)送入第二原料，即纖維素質(zhì)碎料與樹(shù)脂材料，在螺桿(71)前混煉并壓出。在機(jī)筒(74)的外表面上裝有帶形加熱器(75)，用以將纖維素質(zhì)碎料和樹(shù)脂材料加熱，使其逐漸熔融并沿著螺桿(71)的溝槽向前推進(jìn)和混煉，然后經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)(76)和接合器(77)擠出，由擠出口模(78)擠壓到模塑口模(10)，成為擠壓原料(79)。
進(jìn)入料斗(73)的原料是作為第二原料的纖維素質(zhì)碎料和樹(shù)脂材料。特別是，為了能與樹(shù)脂良好混合和降低擠壓成形過(guò)程中木粉的摩擦阻力，以便防止擠壓裝置的磨損和毀壞，要采用50—300目粒徑的木粉，使用60—150目的木粉則更好。木粉的水分含量應(yīng)保持在15％重量以內(nèi)，優(yōu)選在11％重量以內(nèi)，最好是3—5％，以便避免在成形過(guò)程中發(fā)生木醋酸氣蒸發(fā)和蒸汽及氣泡的形成，防止表面粗糙。
為進(jìn)一步改善木粉特性，將木材碎片等材料浸于或加入到尿素樹(shù)脂粘合劑中，加熱硬化后粉碎成直徑50—300目的粉末。在這樣一種制造木粉的方法中，利用在尿素樹(shù)脂粘合劑內(nèi)中和時(shí)的熱固化過(guò)程中產(chǎn)生的中和和蒸發(fā)作用，將木粉內(nèi)的木醋酸急速去除，同時(shí)在木粉表面包圍形成固化的粘合劑表面，可以有效地防止木粉水含量增加，從而改進(jìn)木粉的滑動(dòng)性，尤其是減小擠壓成形過(guò)程中的摩擦阻力。
樹(shù)脂材料可以PVC、PET、PP等中的一種或其組合，它們得自上述的回收廢棄成形樹(shù)脂產(chǎn)品。或者是，原料形式的樹(shù)脂材料是由上面含有樹(shù)脂膜的樹(shù)脂制品回收，將樹(shù)脂制品破碎成小片，將碎片磨細(xì)以便利用壓縮研磨作用將樹(shù)脂膜分離，利用基于微細(xì)振動(dòng)的壓縮沖力對(duì)磨細(xì)的小片加壓和粉碎，隨時(shí)除掉借助粉碎壓力分離出的樹(shù)脂膜小片。
樹(shù)脂原料為PP時(shí)，則前述的木粉混合比例上限為75％重量。木粉的混合比例范圍為20—75％重量，優(yōu)選30—70％重量。
木粉的混合數(shù)量由所要求的性質(zhì)(例如耐磨性等)決定。在本發(fā)明中，因?yàn)榕懦嗽诔尚芜^(guò)程中的各種有害因素，所以可以大量混入木粉。
樹(shù)脂原料為PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)時(shí)，木粉的混合比例最大可達(dá)60％重量，但以20—60％重量為宜。
樹(shù)脂為PVC時(shí)，木粉的混合比例為30—60％重量，以45％重量為佳。
另外，在擠壓成形過(guò)程中，可將熱塑性樹(shù)脂的廢品的回收樹(shù)脂再利用投入上述的擠壓裝置，或投入新的熱塑性樹(shù)脂材料，或?qū)⒒厥樟吓c新料以適當(dāng)比例(如1∶1)投入擠壓裝置內(nèi)。
根據(jù)使用目的之需要，可以添加顏料使制品著色。
另外，如上所述，將第一原料的合成木粉送入擠壓裝置(70)的料斗(73)中時(shí)，木粉和樹(shù)脂材料的相容性更佳，可得到木粉的摩擦力降低、混煉良好的原料。
圖9圖9中(17)為接合器，其上面裝有流入口(18)供擠壓機(jī)(70)混煉過(guò)的擠壓原料(79)流入，還裝有擠出口模(19)供擠壓原料(79)向模塑口模(10a)排出。此外，接合器(17)的前端有圓形截面的突出部分。擠出口模(19)在此突出部分的前端形成長(zhǎng)的矩形，寬50mm、高12mm、厚度8mm(見(jiàn)圖10)。流入口(18)在接合器(17)的后端呈直徑50mm的圓形，由它向擠出口模(19)形成逐漸改變橫截面形狀的連接孔。流入口(18)與擠壓裝置(70)的截面圓形的排出口大小相同。另外，最好是矩形擠出口模(19)的寬度與入口(18)的直徑大小相同，而其高度則與模塑口模(10a)的成形室(22)的高度相同。
接合器(17)隨擠壓機(jī)(70)的大小而有各種不同的尺寸，例如，流入口(18)的直徑為150mm時(shí)，擠出口模(19)的矩形寬度為150mm，高度則可與成形室(22)的高度12mm相同。
另外，接合器(17)可以根據(jù)擠壓裝置(70)的大小采用各種不同尺寸，例如，如果流入口(18)的直徑是150mm，則擠出口模(19)可以是寬150mm、高12mm的矩形，此高度與成形室(22)相同。
接合器(17)的后端通過(guò)一個(gè)咬合住接合器(17)周圍的夾具(28)用緊固件(例如螺栓)固定到帶有篩網(wǎng)(76)的篩網(wǎng)部分(16)的末端表面上，以便使接合器(17)的流入口(18)與擠壓裝置(70)的篩網(wǎng)部分(16)的出口偶連。另一方面，在模塑口模(10a)的后端表面的大體上中央部位處形成一個(gè)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，從而使擠出口模(19)偶連到模塑口模(10a)的導(dǎo)入孔(12a)中。
另外，根據(jù)本實(shí)施方案，在接合器(17)的連接孔道的四周壁內(nèi)裝有加熱器(14a)。
由擠壓裝置(70)的篩網(wǎng)部分(16)的出口擠壓出的擠壓材料(79)由接合器(17)的流入口(18)流入，從擠出口模(19)穿過(guò)加熱保溫的連接孔道進(jìn)入模塑口模(10a)的導(dǎo)入孔(12a)。由流入口(18)到擠出口模(19)的連接孔道的橫截面相當(dāng)快地變窄，但是此變化只是高度變化，因此擠壓材料(79)的流動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有復(fù)雜化到不適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。另外，擠出口模(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，擠出口模(19)的形狀有利于壓縮密度，從而防止了在一般模具中發(fā)生的堵孔現(xiàn)象。
圖5圖5中模塑口模(10)做成與T形口模相似的形狀，它包括一個(gè)導(dǎo)入部分(11)和成形部分(21)，擠壓材料(79)在導(dǎo)入部分(11)中加熱保溫，并在維持其流動(dòng)性的情況下被擠壓，成形部分(21)包括一個(gè)成形室(22)，擠壓材料(79)于其中成形為預(yù)定厚度的寬幅板。
導(dǎo)入部分(11)包括導(dǎo)入孔(12)和導(dǎo)入室(13)，其截面的形狀由擠出口模(78)的直徑約65mm的圓形截面迅速改變到成形室(22)的寬910mm、高12mm的細(xì)長(zhǎng)矩形截面。擠出口模(78)和成形室(22)之間的距離(導(dǎo)入部分11在擠出方向上的距離)約為200mm。
導(dǎo)入孔(12)是在模塑口模(10)中沿其寬度方向?qū)⒖v截面橢圓形膨脹而形成的(如圖5所示)，使其基本上等于或略大于擠出口模(78)。導(dǎo)入孔(12)的橫截面朝模塑口模(10)沿寬度方向彎曲，其情形如圖6所示，此彎曲截面的兩端到達(dá)成形室(22)入口的矩形截面長(zhǎng)邊方向的兩端，形成所謂衣架型的形狀，在此導(dǎo)入孔(12)的長(zhǎng)邊方向大體上中央位置處與擠壓裝置(70)的擠出口模(78)相連。導(dǎo)入孔(12)至成形室(22)的入口之間由導(dǎo)入室(13)偶連，形成一個(gè)縱截面逐漸變小的三角形截面。
導(dǎo)入孔(12)可以做成衣架形，其中成形室(22)入口的矩形截面在長(zhǎng)邊方向上的兩端以直線方式與擠出口模(78)相連，也可以做成直歧管形，在模塑口模(10)的寬度方向上成直線。其中尤以有彎曲截面的衣架型導(dǎo)入孔為佳，因?yàn)閿D壓材料(79)在導(dǎo)入孔(12)和導(dǎo)入室(13)內(nèi)部之間的流動(dòng)性會(huì)變好。
另外，也可以不將導(dǎo)入孔(12)和導(dǎo)入室(13)膨脹為橢圓截面，而是使其縱截面形成從擠出口模(78)至成形室逐漸變窄的三角形，或者如圖8(A)所示，將導(dǎo)入孔(12)及導(dǎo)入室(13)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，根據(jù)成形室(22)的高度設(shè)計(jì)擠出口模(78)的內(nèi)徑與導(dǎo)入孔(12)及導(dǎo)入室(13)的高度，同時(shí)將導(dǎo)入孔(12)及導(dǎo)入室(13)貼上氟樹(shù)脂薄片(24)。
(14)為加熱器，例如電加熱器或類似裝置，可以將其裝在導(dǎo)入孔(12)及導(dǎo)入室(13)的周圍外壁。但在本實(shí)施方案中，加熱室裝在四周的壁內(nèi)以獲得優(yōu)良的加熱效果。在導(dǎo)入孔(12)和導(dǎo)入室(13)內(nèi)流動(dòng)的擠壓材料(79)可以被加熱保溫，以維持其流動(dòng)性。
此外，成形室(22)用未畫出的金屬墊板做成方形截面，上下兩面分別放置有加熱和冷卻裝置的金屬板，通過(guò)更換墊板可以調(diào)節(jié)得到二種以上所要的合成木板的板厚。
模塑口模(10)的縱截面為寬910mm、高12mm的細(xì)長(zhǎng)矩形，從成形室入口至出口的距離(成形部分(21)在擠壓方向上的距離)為500mm。
圖12將模塑口模(10a)制成與上述實(shí)施方案的模塑口模(10)相同的形狀，擠壓材料(79)被加熱保溫，以維持它在導(dǎo)入部分(11a)中的流動(dòng)性，成形部分(21)也與上述模塑口模(10)的相同。導(dǎo)入部分(11a)有衣架型的導(dǎo)入孔(12a)，導(dǎo)入孔(12a)的截面形狀由寬50mm、高12mm的矩形迅速變成成形室(22)入口處寬900mm、高12mm的細(xì)長(zhǎng)矩形截面。此導(dǎo)入孔(12a)與上述模塑口模(10)的導(dǎo)入孔(12)及導(dǎo)入室(13)做成與成形室(22)高度相同的情形相當(dāng)。
圖5、6及12成形室(22)所有各邊的內(nèi)表面上都襯上厚0.25mm的氟樹(shù)脂薄片。也可以在內(nèi)表面上直接涂敷氟樹(shù)脂，但以襯上薄片為佳，因其耐久性好，而且容易更換和處理。
薄片(24)最好是用在玻璃織造布的表面上涂敷一層氟樹(shù)脂的方法制成，使用Teflon TFE、Teflon FEP、Teflon CTFE、TeflonVdF等作為上述的氟樹(shù)脂。也可以用非織造的玻璃纖維布代替玻璃織造布。
雖然氟樹(shù)脂的涂敷加工可以只在上下兩個(gè)內(nèi)壁表面、即相應(yīng)于形成成形制品前后表面的兩個(gè)表面上進(jìn)行，但最好是將氟樹(shù)脂涂敷在成形室(22)的所有內(nèi)壁表面上。
另外，模塑口模(10)的導(dǎo)入部分(11)可以用冷卻管(25)冷卻，該冷卻管設(shè)置在模塑口模(10)內(nèi)的成形室(22)的上下表面，沿?cái)D壓方向適當(dāng)間隔，冷卻管(25)內(nèi)供入常溫水、70—80℃左右的水或油等作為冷卻介質(zhì)，以便將從成形室(22)擠出的擠壓材料(79)冷卻。冷卻管可以排列成管間的距離從靠近成形室(22)入口處到模具出口(23)處逐漸減小，以便使成形室(22)內(nèi)的擠壓材料(79)具有較好的緩慢冷卻效果。也可以將冷卻管(25)安置在模塑口模(10)的導(dǎo)入部分(11)的外壁。但是，冷卻管只是為了冷卻成形室(22)內(nèi)的擠壓材料(79)，其排布方式不限于本實(shí)施方案。
圖12如圖12所示，本實(shí)施例的引導(dǎo)板(15)是一個(gè)左右對(duì)稱的梯形板，厚7mm，短邊長(zhǎng)200mm，長(zhǎng)邊長(zhǎng)850mm，高100mm，全部外表面上都襯有厚0.1—0.5mm的氟樹(shù)脂薄片(例如Teflon等)以使其具有防水、耐熱的功能。上述模塑口模(10)的成形室(22)內(nèi)也同樣襯有這種薄片(24)。引導(dǎo)板(15)安裝在上述高12mm、寬900mm的導(dǎo)入孔(12a)的中央，在其寬度方向上離導(dǎo)入孔(12a)的兩端各25mm。如圖12所示，此引導(dǎo)板(15)在模塑口模(10a)內(nèi)用四個(gè)螺栓(27)固定在導(dǎo)入孔(12a)的下表面上，使引導(dǎo)板(15)的上下表面和導(dǎo)入孔(12a)的上表面之間有5mm的間隙。
此外，引導(dǎo)板(15)的厚度應(yīng)保持為導(dǎo)入孔(12a)的90％以下，寬度保持為導(dǎo)入孔(12a)的70—95％。
另外，引導(dǎo)板(15)設(shè)置在導(dǎo)入孔(12a)高度方向的大體上中央處使其上下表面處的間隙與導(dǎo)入孔(12a)的上下表面處的間隙相近。
在本實(shí)施方案中，如果引導(dǎo)板(15)設(shè)置在導(dǎo)入孔(12a)高度方向的大體上中央位置處，則會(huì)在高度方向的上下方各形成約2.5mm的間隙，引導(dǎo)板(15)在模塑口模(10a)中則用4個(gè)螺栓固定。
圖6從擠壓裝置(70)的擠出口模(78)中壓出的擠壓材料(79)，由導(dǎo)入孔(12)沿模塑口模(10)的寬度方向流動(dòng)，同時(shí)經(jīng)過(guò)導(dǎo)入室(13)沿成形室(22)的擠出方向流動(dòng)。換言之，如圖6中的雙點(diǎn)虛線所示，擠壓材料(79)是沿著形成以擠壓裝置(70)的擠出口模(78)為中心的寬環(huán)線的方向流動(dòng)的。
此時(shí)，導(dǎo)入部分(11)被加熱器(14)加熱，以便保持?jǐn)D壓材料(79)的流動(dòng)性。同時(shí)，因?yàn)閷?dǎo)入孔(12)和導(dǎo)入室(13)的高度高，而且寬度迅速增大，所以在導(dǎo)入孔(12)和導(dǎo)入室(13)中流動(dòng)的擠壓材料(79)能在保持良好的混煉狀態(tài)下被擠出。然后，擠壓材料(79)從成形室(22)中被擠壓出來(lái)，形成長(zhǎng)910mm、高12mm的細(xì)長(zhǎng)的矩形截面。在通過(guò)成形室(22)的過(guò)程中，擠壓材料(79)被冷卻管(25)內(nèi)流動(dòng)的冷卻水冷卻，并固化成形為厚度12mm的合成木板成形制品(29)。
在擠出材料(79)于成形室(22)內(nèi)流動(dòng)的過(guò)程中，擠出材料(79)是以緩慢冷卻的方式平滑地?cái)D出，這是因?yàn)槌尚问?22)內(nèi)部的四周壁面都襯有構(gòu)成內(nèi)壁層的氟樹(shù)脂(24)薄片。
上述氟樹(shù)脂有以下特性(A)能耐300℃的溫度，(B)表面光滑且摩擦系數(shù)極小，(C)導(dǎo)熱系數(shù)比金屬低，從而對(duì)擠壓材料(79)起以下作用(A)因?yàn)榉鷺?shù)脂使表面平滑而且摩擦系數(shù)變得極小，使得混有木粉的擠壓材料(79)在通過(guò)成形室時(shí)不會(huì)受大阻力的不良影響，從而使擠壓材料(79)保持良好的混煉狀態(tài)。因此，可以得到密度均勻、沒(méi)有任何空穴和表面光滑的高質(zhì)量合成木板。
通常，擠壓材料(79)的流動(dòng)性因?yàn)樗诔尚尾糠?21)中被冷卻而降低，致使擠壓材料(79)中的木粉比樹(shù)脂材料的摩擦阻力大。尤其是，在常規(guī)的T型口模中，模塑口模內(nèi)表面的摩擦阻力也很大，于是與模塑口模內(nèi)表面接觸流動(dòng)的木粉受到大的阻力，造成流動(dòng)不暢，產(chǎn)生不良作用，例如使擠壓材料(79)的混煉狀態(tài)不均勻和形成空穴。但在本發(fā)明的模具(10)中，成形室(22)的內(nèi)壁表面襯著由表面光滑、摩擦系數(shù)極小的氟樹(shù)脂薄片(24)，所以擠壓材料(79)的木粉不會(huì)受到成形室(22)內(nèi)壁表面的大的阻力而可以平滑地流動(dòng)，故此沒(méi)有上述的不良作用，擠壓材料(79)可以以均勻良好的混煉狀態(tài)從成形室(22)中擠壓出來(lái)。
另外，如前所述，擠壓材料(79)的木粉的摩擦阻力減小，而且擠壓材料(79)以均勻的密度成形，所以作為制品的合成木板的表面不會(huì)粗糙，而是均勻光滑。
再有，在先有技術(shù)中，擠壓材料(79)內(nèi)的木粉不能在成形模內(nèi)平滑地流動(dòng)，因此木粉被加熱器加熱烤至深褐色，本發(fā)明則如上所述，使擠壓材料(79)中的木粉能平滑地流動(dòng)，因此木粉不會(huì)烤焦，防止了耐沖擊性及其它性質(zhì)變差。
(B)氟樹(shù)脂的導(dǎo)熱系數(shù)比金屬低，因此有緩慢冷卻以控制擠壓材料(79)在冷卻時(shí)變形的效果。
雖然模塑口模(10)的成形室(22)是靠冷卻管(25)內(nèi)流動(dòng)的冷卻水冷卻，但由于氟樹(shù)脂的導(dǎo)熱系數(shù)比金屬低，所以成形室(22)的冷卻溫度不會(huì)直接和快速地傳導(dǎo)到其內(nèi)壁的表面上，故成形室(22)內(nèi)的擠壓材料(79)不會(huì)驟冷，而是慢慢冷卻。這樣就可以防止擠壓原料(79)在驟冷時(shí)產(chǎn)生的大的扭變，因此使作為產(chǎn)品的成形制品(29)的扭變減小，同時(shí)表面光滑。
另外，因?yàn)槟Ｋ芸谀?10)的成形部分(21)上裝有冷卻管(25)等冷卻裝置，所以沒(méi)有必要象常規(guī)的擠壓成形法或壓延法那樣在成形后用冷卻輥等手段將成形制品冷卻，或者用補(bǔ)正輥等方法矯正扭變，于是在擠壓材料(79)從模具出口(23)中擠壓出來(lái)時(shí)，最終的合成木板產(chǎn)品的內(nèi)部殘余應(yīng)力較小。因此，本發(fā)明的合成木板擠壓成形法可以避免常規(guī)的制造合成木板的擠壓成形法或壓延法中產(chǎn)生的老化卷曲或扭變。
另外，在使用T形口模的擠壓成形法中，混煉好的擠壓材料(79)流過(guò)的導(dǎo)入部分的截面形狀急速變化，從直徑較小的擠出口模(78)到長(zhǎng)度長(zhǎng)而寬度窄的矩形截面的成形部分，隨后擠壓材料(79)流過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的距離穿過(guò)成形部分內(nèi)部，因此在使用T形口模的常規(guī)擠壓成形方法中，不可能使混有大量木粉的樹(shù)脂模制成形。但如上所述，本發(fā)明充分發(fā)揮了氟樹(shù)脂的優(yōu)良性質(zhì)，使用T型模塑口模也可實(shí)現(xiàn)含大量木粉的合成木板的擠壓成形。
若是上述的從擠出口模(19)的出口擠出的擠壓材料(79)在接合器(17)的加熱器(14a)加熱保溫下經(jīng)由連通孔從擠出口模(19)向模塑口模(10a)的導(dǎo)入孔(12a)內(nèi)流動(dòng)。由于連通孔的截面僅在高度方向有變化，因此擠壓原料(79)的流動(dòng)狀態(tài)不會(huì)復(fù)雜化。另外，導(dǎo)入孔(12a)的高度與成形室(22)的高度相同，而且導(dǎo)入孔(12a)的截面僅在寬度方向變化，因此與前述實(shí)施方案中導(dǎo)入孔(12)和導(dǎo)入室(13)的橫截面在高度及寬度兩個(gè)方向上都變化的情形相比，模塑口模(10a)的導(dǎo)入孔(12a)內(nèi)的擠壓材料(79)的流動(dòng)狀態(tài)不那么復(fù)雜。因此，擠壓材料(79)在擠出口模(19)和導(dǎo)入孔(12a)中的流動(dòng)狀態(tài)變得更為合適。
其它作用與上述成形模具(10)中的那些相同。
圖12若是導(dǎo)入孔(12a)內(nèi)安裝了引導(dǎo)板(15)時(shí)，由接合器(17)的擠出口模(19)流出的擠壓材料(79)的流動(dòng)方向如圖12中的箭頭所示，先碰到引導(dǎo)板(15)的后端表面，接著經(jīng)由引導(dǎo)板(15)的后緣與導(dǎo)入孔(12a)的后壁面之間的通道流入導(dǎo)入孔(12a)寬度方向的兩側(cè)，而一部分?jǐn)D壓原料(79)則經(jīng)由引導(dǎo)板(15)和導(dǎo)入孔(12a)上壁面之間的空隙流向成形室(22)。因此，安裝在導(dǎo)入孔(12a)內(nèi)的引導(dǎo)板(15)使擠壓材料(79)的流動(dòng)變得比較簡(jiǎn)單，從而使擠壓材料(79)避免了因?yàn)檠財(cái)D壓方向的中央部分和末端部分的線性膨脹的差異而造成的分子取向不均一，以求達(dá)到線性膨脹均勻和控制分子取向，使其均勻地?cái)U(kuò)散到成形部分(21)的成形室(21)內(nèi)。也就是說(shuō)，擠壓材料(79)以均一的密度均勻地?cái)U(kuò)散到成形模具(11a)內(nèi)成形部分(21)的成形室(22)中，從而能擠壓出更均勻的密度。
尤其是在使用本發(fā)明的合成木粉進(jìn)行本發(fā)明的擠壓成形時(shí)，因?yàn)楹铣赡痉凼菍?shù)脂粘著在每粒木粉的整個(gè)表面上而形成的，所以擠壓裝置(70)內(nèi)的各木粉之間都浸透著樹(shù)脂，擠壓材料(79)處在良好的混煉狀態(tài)，此擠壓原料(79)，尤其是其中的木粉，在擠壓裝置和模具的壁面上可以不受較大阻力地平滑流動(dòng)，從而形成更均勻和高密度的合成木板。此外，借助下述實(shí)施例的剎車裝置對(duì)于從模塑口模的出口(23)擠出的成形制品(29)沿著擠壓方向的逆方向施加阻力，從而可以形成密度高而均勻的合成木板。
圖5至7如上所述，剎車裝置以與擠壓方向相反的方向?qū)哪Ｋ芸谀?10)的出口(23)擠壓出的成形制品(29)施加阻力，以控制成形制品(29)的擠壓力。以下參照


剎車裝置(30)的實(shí)施方案。
在圖5中，夾緊輥(31a)和(31b)是橡膠輥，它以托住成形制品(29)的前后表面的整個(gè)寬度的方式與成形制品(29)接觸。如圖7所示，輥(31a)和(31b)各由軸承(34)、(34)支承在軸(32)、(32)的兩端。
輥(31a)的兩端的軸承(34)固定在用來(lái)固定軸承的底座(36)上，如圖7所示，兩個(gè)豎立在底座(36)上的導(dǎo)桿(38)、(38)位于軸承(34)的兩側(cè)，導(dǎo)桿(38)中插有彈簧(43)、(43)。然后，將輥(31b)的兩端的軸承(34)固定在可以上下調(diào)整位置的框架(37)上，框架(37)的兩端設(shè)有穿孔，將導(dǎo)桿(38)穿過(guò)框架(37)的穿孔與彈簧(43)連接。
此外，輥(31a)及(31b)的軸心分別位于與導(dǎo)桿(38)平行的直線上，輥(31b)則處于和輥(31a)可接可離的位置，從而使成形制品(29)基本上處在輥(31b)和(31a)的外表面的切線方向上。
彈簧(43)是一種壓縮型彈簧，借助彈簧(43)的支承框架(37)使成形制品(29)能穿過(guò)輥(31a)和(31b)之間的間隙，然后從導(dǎo)桿(38)的上端分別套入比彈簧(43)更強(qiáng)有力的壓縮彈簧(44)，在導(dǎo)桿(38)的上端再以螺帽(49)固定以壓緊彈簧(44)，于是框架(37)朝著輥(31b)與(31a)相接觸的方向施力。這樣一來(lái)，輥(31b)處在與輥(31a)能接能離的狀態(tài)?？蚣?37)也可以直接用螺母(49)壓住而不套上彈簧(44)。
同時(shí)，輥(31a)的軸(32)的兩端裝有與皮帶(35)嵌合的帶V形槽的轉(zhuǎn)筒(33)，轉(zhuǎn)筒(33)外周的V形槽上纏繞著半圈左右的摩擦元件，例如皮帶(35)或類似物品。皮帶(35)的一端裝有固定器(39)，該固定器與固定在底座36的側(cè)壁(42)上的軸(41)偶連，皮帶的另一端則連在有凸緣的連桿(40)上。連桿(40)的前端穿過(guò)固定在側(cè)壁上的支架(46)的穿孔，以偏心方式支承一個(gè)帶手柄(48)的偏心輪。
在前述的連桿(40)的凸緣和支架(46)之間裝有彈簧(45)，用來(lái)在纏繞于轉(zhuǎn)筒(33)上的皮帶(35)松馳時(shí)起支承作用。若以圖6中反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手柄(48)使偏心輪(47)轉(zhuǎn)動(dòng)，則偏心輪(47)因?yàn)楸黄牡刂С?，一方面?duì)抗彈簧(45)的支承力，一方面將與連桿(40)連接的皮帶(35)往圖6的下方拉。
也就是說(shuō)，由于皮帶(35)被拉向轉(zhuǎn)筒(33)的V型槽內(nèi)嵌合方向，因此皮帶(35)向轉(zhuǎn)筒(33)的V型槽嵌合并控制轉(zhuǎn)筒(33)的轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，當(dāng)以圖7的順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手柄(48)使偏心輪(47)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿(40)推動(dòng)皮帶(35)向圖7的上方移動(dòng)，皮帶(35)脫離出轉(zhuǎn)筒(33)的V型槽，撤除了對(duì)轉(zhuǎn)筒(33)的轉(zhuǎn)動(dòng)控制。
另外，根據(jù)偏心輪(47)的停止轉(zhuǎn)動(dòng)停止位置，轉(zhuǎn)筒(33)的V型槽與皮帶(35)的嵌合會(huì)變松或變緊，從而調(diào)節(jié)對(duì)轉(zhuǎn)筒(33)的轉(zhuǎn)動(dòng)的控制力。
也可以在連桿(40)的前端固定一個(gè)固定螺母代替偏心輪(47)，旋轉(zhuǎn)該螺母來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)筒(33)的V型槽與皮帶(35)的嵌合狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)對(duì)轉(zhuǎn)筒(33)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制力。
在本實(shí)施方案中，如圖5和6中所示的，設(shè)有三對(duì)輥(31a)、(31b)，各對(duì)輥之間留有容許成形制品(29)擠壓出來(lái)的適當(dāng)間隙，事實(shí)上只要能達(dá)到預(yù)期的功能，輥的對(duì)數(shù)不受限制。
另外，在本實(shí)施方案中，輥(31a)的兩端均設(shè)有剎車裝置(30)，但也可以只裝在一端。但從充分控制輥(31a)的轉(zhuǎn)動(dòng)考慮，最好是兩端都裝有剎車裝置。
還有，在剎車裝置的另一實(shí)施方案中，裝有一對(duì)能與成形制品(29)前后表面接觸或分離的剎車板，其長(zhǎng)度延伸到成形制品(29)的整個(gè)寬度，通過(guò)一對(duì)剎車板與成形制品(29)前后表面的壓接，可以控制成形制品(29)的擠壓力。而且剎車板可以用板狀的橡膠或樹(shù)脂等彈性部件固定在鋼質(zhì)或木質(zhì)框架上構(gòu)成，壓下彈性部件的表面與成形制品(29)接觸。剎車裝置中的剎車板的對(duì)數(shù)無(wú)特別限制。
〔控制成形制品壓出的作用〕將螺母(49)對(duì)抗彈簧(43)的作用力旋緊，框架(37)通過(guò)彈簧(44)壓往圖7的下方，輥(31b)通過(guò)成形制品(29)與輥(31a)接觸。輥(31a)和(31b)由于成形制品(29)的擠出力而沿圖5的箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)筒(33)也與輥(31a)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
沿圖7的反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手柄(48)使偏心輪(47)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)連桿(40)將皮帶(35)對(duì)抗彈簧(45)的作用力向下拉，從而控制了轉(zhuǎn)筒(33)的轉(zhuǎn)動(dòng)力，對(duì)于從模塑口模(10)的模具出口(23)擠出并夾在輥(31a)和(31b)之間的成形制品(29)產(chǎn)生了控制其擠壓力的作用。
如圖5和6中雙點(diǎn)虛線的箭頭所示，對(duì)抗成形制品(29)擠壓力的控制力是輥(31a)和(31b)產(chǎn)生的，它們沿著擠壓方向的反方向?qū)τ谠谀Ｋ芸谀?10)的成形部分(21)及導(dǎo)入部份(11)中的擠壓材料(79)施加力。擠壓材料(79)在冷卻之前流動(dòng)性高，因此如圖6的單點(diǎn)虛線所示，從擠壓模具(78)排出的擠壓材料(79)在控制力作用下沿模塑口模(10)的寬度方向而非擠壓方向擴(kuò)散，同時(shí)木粉的密度變得極高。
如果不對(duì)用本發(fā)明方法擠壓成形的成形制品(29)施加控制力，則擠壓材料(79)在擠壓方向上的流速變得很大，如圖6中雙點(diǎn)虛線所示。因此，比較對(duì)成形制品(29)施加或不施加對(duì)抗力的情形，顯然二者的擠壓材料(79)的流動(dòng)狀態(tài)有顯著差別。
本發(fā)明的合成木質(zhì)板的成形方法中，若能對(duì)成形制品(29)施加控制力，則與不能施加控制力時(shí)相比，擠壓材料(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)的整個(gè)寬度方向上的密度都更高和更均勻。此外，在對(duì)成形制品(29)施加控制力的情形，擠壓速度是每小時(shí)4至5米。
因此，在先有技術(shù)中，從直徑較小的擠出口模(78)向有細(xì)長(zhǎng)和大寬度矩形截面的成形室(22)擠壓時(shí)，擠壓材料(79)在截面積急速變化的模塑口模內(nèi)如何保持密度高而均勻的混煉狀態(tài)是一大難題。但在本發(fā)明的合成木板擠壓成形法中，不僅在對(duì)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勻的合成木板。
圖13和圖14下面敘述剎車裝置的另一實(shí)施方案。所用符號(hào)與上述實(shí)施方案中使用的相同。
在圖13和14中，支撐3只輥(31b)的軸兩端的軸承(34a)分別固定在底座(36)上，輥(31a)由裝在各軸上的齒輪(116)及與(116)咬合的齒輪(117)帶動(dòng)，三只輥(31a)中有一只的軸與電力剎車器(115)的輸入軸相連。電力剎車器(115)是一種能電動(dòng)微調(diào)摩擦力矩的電磁剎車裝置。在底座(36)上裝有框架(114)，其壁面上分別有兩只帶有導(dǎo)引槽的塊形導(dǎo)引裝置(119)，其中心軸在上下方向上基本上彼此平行，支承三只輥(31b)兩端的軸承(34b)安裝成能沿著導(dǎo)引裝置(119)的導(dǎo)引槽上下運(yùn)動(dòng)，并且分別連接到裝在框架(114)上表面上的三個(gè)汽缸(118)的連桿前端。然后，借助導(dǎo)引裝置(119)，三只輥(31b)分別通過(guò)成型制品(29)對(duì)輥(31a)施壓，三只輥(31a)中的一只的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)受電剎車裝置(115)的控制，裝在此輥(31a)的軸上的齒輪(116)又經(jīng)過(guò)齒輪(117)與裝在另二只輥(31a)的軸上的齒輪(116)咬合，因此電剎車裝置(115)的摩擦力矩對(duì)三只輥(31a)施加相同的控制轉(zhuǎn)動(dòng)的力。
根據(jù)所要求的成形制品(29)的厚度來(lái)調(diào)節(jié)汽缸(118)施加在各個(gè)輥(31a)上的壓力。同樣，電剎車裝置(115)用來(lái)控制輥(31a)轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦力矩也根據(jù)所要求的成形制品(29)的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
例如，在本實(shí)施方案中(例1)成形制品(29)的板厚為12mm時(shí)，汽缸(118)的氣壓為3.5—4kg/cm2，每只輥(31b)通過(guò)成形制品(29)施加在(31a)上的負(fù)荷約為1000kg。因此，三只輥在成形制品(29)上共施加3000kg的負(fù)荷。
另外，電剎車裝置(115)的摩擦力矩為10kg/m。
(例2)成形制品(29)的板厚為30mm時(shí)，汽缸(118)的氣壓為8—10kg/cm2，每只輥(31b)在輥(31a)上的施荷重約為2000kg。因此，三只輥(31a)在成形制品(29)上共施荷重6000kg。
另外，電剎車裝置(115)的摩擦力矩為20kg/m。
因此，電剎車裝置(115)的摩擦力矩對(duì)成形制品(29)的擠壓力產(chǎn)生控制力，使模塑口模(10)及(10a)的導(dǎo)入部分內(nèi)的擠壓材料(79)成為更均勻和致密的狀態(tài)。這種均勻而致密的擠壓材料(79)在擠壓裝置(70)產(chǎn)生的擠壓力作用下對(duì)抗上述剎車裝置(30a)的控制力而前進(jìn)，在成形室(22)內(nèi)冷卻成為成形制品(29)。此成形制品(29)一面對(duì)抗電剎車裝置(115)的控制力前進(jìn)，一面使輥(31a)和(31b)轉(zhuǎn)動(dòng)。
如上所述，本實(shí)施方案的剎車裝置(30a)可根據(jù)所要求的成形制品的厚度很容易地調(diào)節(jié)汽缸(118)經(jīng)由輥(31b)所施加的壓力，又可簡(jiǎn)單地以電動(dòng)剎車裝置(115)調(diào)節(jié)輥(31a)的控制力，因此比前述實(shí)施方案的剎車裝置(30)更好。
隨后，可以用切刀、剪床、鋸等切割機(jī)械將合成木板成形制品(29)切成所要的長(zhǎng)度。若成形制品(29)較薄，則用切刀等切割機(jī)械。如果成形制品(29)厚至12mm，則使用剪床或鋸等切割機(jī)械。
圖8(B)為本發(fā)明為改進(jìn)產(chǎn)量的另一實(shí)施方案，其中一臺(tái)擠壓機(jī)(70)的擠出口模(78)與兩個(gè)結(jié)構(gòu)與圖8(A)中大體相同的模塑口模(10)相連。
合成木粉的制造實(shí)施例1
在本例中，原料重量的55％為平均粒度20目以下、堆密度為0.2的30kg木粉此時(shí)木粉中含約8％重量的水)、0.3kg作為木醋酸氣中和劑的含氨、苯酚、三聚氰胺的濃度40％的尿素水溶液(尿素溶液與木粉的相對(duì)比例為1％重量)和碳酸鈣3kg，其余的45％重量為27kg的PP(聚丙烯樹(shù)脂材料)。
另外，上述木粉的平均粒徑是指在木粉累積重量百分分布中50％處的粒徑。
下面說(shuō)明使用上述混合器(80)的混煉方法；(1)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，使攪拌沖擊葉片85、86和刮板(84)高速旋轉(zhuǎn)，打開(kāi)上蓋(82)，由進(jìn)料口(94)投入30kg木粉，分次少量地加入上述的0.3kg尿素。
(2)約1分鐘后，加入相當(dāng)于5—10％重量的3kg碳酸鈣，混煉10—20分鐘左右。加入碳酸鈣和二氧化鈦后，原料的比重增大，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌沖擊葉片產(chǎn)生的剪切力升高，從而發(fā)生的摩擦熱也增加?；旌掀?80)內(nèi)的溫度達(dá)180—190℃，原料的水分含量減小到1％重量或更低，以減少到0.3％或更低為宜。即在本例中將木粉投入后17分9秒，混合器本體(81)內(nèi)溫度為190℃，原料的水分含量為1％(重量)。再有，木粉被攪拌沖擊葉片(85)、(86)、(87)的高速旋轉(zhuǎn)打碎，從木粉中產(chǎn)生的大量的水蒸汽和木醋酸氣由上蓋(82)安裝的排氣管(95)排出。
(3)其次，取25kg PP樹(shù)脂材料投入混合器本體(81)內(nèi)，混煉約5—8分鐘(本實(shí)施方案混煉8分鐘)。本實(shí)施例中使用的樹(shù)脂顆粒的粒度為3mm左右。
樹(shù)脂材料PP的熔點(diǎn)為165℃，而此過(guò)程中混合器本體(81)內(nèi)的溫度為186℃。
在加工過(guò)程中，原材料的木粉使得PP不會(huì)結(jié)成大塊，混合分散時(shí)也不會(huì)聚結(jié)，而是固化成粘土狀的凝膠，形成為塊狀的“混煉材料”，其直徑約為10至100mm。也就是說(shuō)，這種塊狀物是由熱塑性樹(shù)脂材料粘在木粉顆粒的整個(gè)表面而形成的，上述木粉顆粒只由木粉構(gòu)成，許多木粉粒子聚集成團(tuán)，它們之間沒(méi)有粘結(jié)力，塊狀物相當(dāng)脆。因此，在此加工過(guò)程中形成的混煉材料是在后面提到的后加工的擠壓裝置(70)中可以進(jìn)一步有效混煉的合適材料，在擠壓成形時(shí)，它特別能降低木粉的摩擦阻力。
另外，在使用PP作為樹(shù)脂材料的本例中，如果木粉含量占全部原料重量的35％以下時(shí)，樹(shù)脂材料在混合器(80)中易結(jié)成大塊，因此木粉數(shù)量應(yīng)多于35％重量。木粉占75％重量以下時(shí)，原料可以膠凝，但若木粉太多則易引起燃燒，所以是不合適的。
(4)上述馬達(dá)以低速轉(zhuǎn)動(dòng)，操縱汽缸(91)打開(kāi)側(cè)蓋(89)(參看圖1)，經(jīng)過(guò)排放管(93)排入下一工序。排出時(shí)的溫度為186℃，從原材料投入到排放出為止的全部加工過(guò)程為26分54秒。
如果上述馬達(dá)以低速轉(zhuǎn)動(dòng)，溫度下降至比原料內(nèi)樹(shù)脂熔點(diǎn)低10℃時(shí)，混合器(80)內(nèi)的混煉材料冷卻，形成直徑約25mm以下的塊狀物(?；痉?。這種情形下可以省掉下一步的冷卻造粒程序，同時(shí)用后加工中的整粒裝置將上述粒子化木粉的粒徑調(diào)整到10mm以下，形成合成木粉。
合成木粉的制造實(shí)施例2此實(shí)施例中原料的64％重量由平均粒徑20目以下、堆密度0.2的木粉26kg，40％濃度的尿素水溶液0.3kg，5—20％重量的二氧化鈦3kg組成，其余36％重量為16kg PC(聚碳酸酯)樹(shù)脂材料。這些原料在上述的混合器(80)中混煉時(shí)，采用與前一實(shí)施例相同的加工過(guò)程，將木粉投入混合器本體(81)內(nèi)約17分種30秒后，溫度為159℃，PC投入26分14秒后，凝膠化的混煉材料在223℃的溫度下排出。
(5)冷卻造粒在混合器(80)內(nèi)形成的混煉材料經(jīng)排放管(93)由冷卻混合器(100)的進(jìn)料口(113)送入混合器主體(101)中。攪拌與粉碎葉片(104)借馬達(dá)(105)以90轉(zhuǎn)/分的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，而臂(103)則以3轉(zhuǎn)/分的速度在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
混煉材料在冷卻混合器本體(101)的內(nèi)壁表面上被夾套(102)內(nèi)流動(dòng)的冷卻水冷卻，形成直徑約25mm以下的“粒化木粉”，然后打開(kāi)閥門(106)經(jīng)由排出口(107)排出?；痉?。
PP樹(shù)脂的熔點(diǎn)為165℃。在本實(shí)施例中，在前述混合器(80)內(nèi)于180℃膠凝的混煉材料在投入冷卻混合器(100)后10—15分鐘左右被冷卻到90—100℃，因此本實(shí)施例的冷卻混合器的冷卻造粒效率十分良好。此時(shí)夾套(102)內(nèi)的冷卻水是由供水管(108)供應(yīng)的溫度30℃的冷卻水，而從排水管(109)排放出去時(shí)的水溫為40℃。
(6)整粒加工經(jīng)過(guò)前述造粒方法形成的粒化木粉，可進(jìn)一步用切碎機(jī)將粒度調(diào)節(jié)到10mm以下，形成“合成木粉”。?；痉墼谇辛C(jī)支承體(124)的旋轉(zhuǎn)刀片(125)與固定刀片(126)之間被切碎成直徑0.1—8mm的“合成木粉”，然后通過(guò)裝在整粒室(128)中的篩網(wǎng)(129)，從排出口(131)排放出來(lái)。
使用合成木粉的合成木板對(duì)照實(shí)施例用以下木板進(jìn)行各種物理性質(zhì)試驗(yàn)用50％木粉和50％PP樹(shù)脂按著前述制造實(shí)施例2的方法制出合成木粉、再用圖4及圖11至圖14中所示的制造設(shè)備制得的合成木板(板厚12.0mm)(以下簡(jiǎn)稱“實(shí)施例A”)；三層木板貼合而成的多合板A(板厚11.2mm)；五層木板貼合而成的多合板B(板厚11.6mm)；及七層木板貼合而成的多合板C(板厚15.3mm)。
(1)彎曲模量及抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)條件支點(diǎn)間隔100mm，試驗(yàn)速度5mm/min表1實(shí)施例A和各多合板的彎曲模量及抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)，()內(nèi)表示單位縱方向 橫方向彎曲模量 抗彎強(qiáng)度 彎曲模量 抗彎強(qiáng)度樣品(GPa) (MPa) (GPa) (MPa)實(shí)施例A2.73 27.5 2.51 28.2多合板A5.04 68.9 3.73 59.8多合板B4.79 50.6 4.67 48.5多合板C1.98 29.1 1.64 27.5由上面的比較可見(jiàn)，在縱和橫兩個(gè)方向上，本實(shí)施例A的彎曲模量和抗彎強(qiáng)度均較多合板A、B低。
但與多合板C比較，本實(shí)施例的縱向抗彎強(qiáng)度與多合板C比較接近。而在縱橫兩個(gè)方向上的彎曲模量及橫向的抗彎強(qiáng)度均是本實(shí)施例A高于多合板C。
因此，可以說(shuō)得到了良好的結(jié)果，因?yàn)楸緦?shí)施例A的合成木板的彎曲模量和抗彎強(qiáng)度與某些多合板的相當(dāng)。
(2)表面沖擊試驗(yàn)試驗(yàn)條件10m/sec表2表面沖擊試驗(yàn)樣品 沖擊值(J)實(shí)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可見(jiàn)，本實(shí)施例A的表面沖擊值比多合板A、B、C都高。
(3)硬度試驗(yàn)試驗(yàn)條件施壓元件直徑12.700mm的鋼球試驗(yàn)負(fù)荷60kgf表3洛氏硬度試驗(yàn)樣品 洛氏硬度(HRR)本實(shí)施例A 137多合板A98多合板B71多合板C41
從表3可見(jiàn)，本實(shí)施例A的洛氏硬度值比多合板A、B、C三者都高。本發(fā)明的合成木板的硬度相當(dāng)于多合板A的約1.4倍，多合板B的約1.93倍，多合板C的約3.34倍。
(4)含水率試驗(yàn)試驗(yàn)條件將各測(cè)試片浸入純水中，在25℃下放置24小時(shí)后測(cè)定其質(zhì)量變化(含水率)。
表4本實(shí)施例A及各多合板的含水率試樣 試驗(yàn)前(g) 試驗(yàn)后(g) 含水率(％)本實(shí)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從表4看出，實(shí)施例A的含水率比多合板A、B、C中任何一個(gè)都低得多。水分含量的變化越大，木板的膨脹和收縮變化率也將越大，即，木板尺寸隨濕度等環(huán)境因素的變化加大，從而容易發(fā)生開(kāi)裂或尺寸不穩(wěn)定。
本發(fā)明的合成木板的含水率極低，僅為上述三種多合板中含水率最低的多合板A的1/153，因而受濕度等環(huán)境變化影響極小，也即尺寸穩(wěn)定性極高。
(5)拔釘強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)條件 試驗(yàn)速度5mm/min表5本實(shí)施例A及各多合板的拔釘強(qiáng)度試驗(yàn)試樣 拔釘強(qiáng)度(千牛頓)實(shí)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，本實(shí)施例A的拔釘強(qiáng)度比多合板A、B、C都低。一般來(lái)說(shuō)，拔釘強(qiáng)度較低是所有合成木板共有的弱點(diǎn)。拔釘強(qiáng)度是拔出釘子時(shí)釘子周圍的木組織的摩擦力。因?yàn)楹铣赡景逯泻械湍Σ亮Φ臉?shù)脂，從而降低了拔釘強(qiáng)度，因而當(dāng)然比由摩擦阻力較大的木板制成的多合板的拔釘強(qiáng)度低。不過(guò)，本實(shí)施例A的拔釘強(qiáng)度約為多合板C的72％，可以認(rèn)為是達(dá)到了良好的結(jié)果。
合成木板的拔釘強(qiáng)度可以通過(guò)提高各木粉顆粒間的密度來(lái)提高。本實(shí)施例A的合成木板具有高密度，因此得到了上述的良好結(jié)果。
(6)木螺釘試驗(yàn)試驗(yàn)條件 試驗(yàn)速度5mm/min
表6本實(shí)施例A及各多合板的木螺釘試驗(yàn)拔釘強(qiáng)度(千牛頓) 抗劃強(qiáng)度(千牛頓)樣品 縱向橫向?qū)嵤├鼳2.482.532.04多合板A1.261.581.61多合板B1.471.781.77多合板C1.291.411.46由表6可知，本實(shí)施例A的木螺釘拔釘強(qiáng)度比多合板A、B、C都高，而且抗劃強(qiáng)度無(wú)論縱向或橫向也都比多合板A、B、C高。
木螺釘?shù)陌吾攺?qiáng)度與釘子的拔釘強(qiáng)度是釘子周圍木組織的摩擦力不同，它與木螺釘周圍木組織的剪切力有關(guān)。也就是說(shuō)，在合成木板的情形，吃進(jìn)木螺釘?shù)哪窘M織和其它組織之間的粘結(jié)力反映了木螺釘?shù)陌吾攺?qiáng)度。
本發(fā)明的合成木板，其木粉的密度高而均勻，各個(gè)木粉之間的粘結(jié)性強(qiáng)，因此得到表6所示的最高的木螺釘拔釘強(qiáng)度和抗劃強(qiáng)度。
由以上各試驗(yàn)結(jié)果顯然可見(jiàn)，本發(fā)明的合成木板在彎曲模量、抗彎強(qiáng)度和拔釘強(qiáng)度方面顯示出與某些多合板相近的良好特性，而在表面沖擊值、含水率和木螺釘拔釘強(qiáng)度及抗劃強(qiáng)度方面比各種多合板均優(yōu)。涂料的制造實(shí)施例二甲基甲酰胺與甲乙酮以1∶1的重量比配成60重量份的溶劑，加上20重量份的聚氨酯樹(shù)脂。將合成木粉與溶液中的聚氨酯樹(shù)脂固體成份按1∶1混合，在球磨機(jī)中混煉約10分鐘，得到涂布材料。此涂料具有合成木粉的良好流動(dòng)性和分散性，作為涂料和涂覆材料對(duì)溶劑和溶液有良好的分散性，在涂料中則不分散。其它的合成木板制造實(shí)施例如圖4—7所示的裝置，將以下的原料投入擠出機(jī)加熱混煉?；鞜挼牟牧显谀Ｋ芸谀５膶?dǎo)入部分加熱，并用螺桿擠入模塑口模的成形部分，該部分的內(nèi)壁表面上貼著氟樹(shù)脂薄片。隨后材料在成形部份內(nèi)慢慢冷卻，被壓出成為成形板。此成形板的前后表面受一對(duì)上下輥的挾持和壓接，在輥的軸端裝有轉(zhuǎn)筒，通過(guò)它施加一個(gè)與擠壓力對(duì)抗的控制力，這樣就兩力并存以調(diào)節(jié)制造時(shí)的壓出速度。
表7其它合成木板的制造實(shí)施例1擠壓機(jī) 直徑65mm單螺桿擠壓機(jī)間隙0.2mm(螺桿(71)與機(jī)筒之間)模塑口模(10)寬910mm、高12mm(橫向的縱截面)口模長(zhǎng) 500mm(成形室入口與模具出口之間)壓出量 80kg/小時(shí)樹(shù)脂材料PET纖維素質(zhì)碎料混合比51％重量(木粉) 粒徑80目含水率5％重量穩(wěn)定劑碳酸鈣生產(chǎn)能力約5m/小時(shí)表7的成形制品(29)是寬910mm、高12mm的合成木板，用鋸每1820mm截下一段，成為重18kg的米黃色實(shí)心板。這種板厚約10—12mm的合成木板可用于書桌、餐桌、碗柜等家俱材料，其它用途也很多。
另外，如果將模塑口模(10)的高度調(diào)節(jié)到20—30mm，則制得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實(shí)施例的限制。
表8其它合成木板的制造實(shí)施例2(制造工藝和設(shè)備與制造實(shí)施例1相同)擠壓機(jī) 直徑65mm單螺桿擠壓機(jī)間隙0.2mm(圖4螺桿71與機(jī)筒74之間)模塑口模(10)寬910mm、高3mm(橫向的縱截面)口模長(zhǎng)度500mm(成形室入口與模具出口之間)壓出量 45kg/小時(shí)樹(shù)脂材料PVC纖維素質(zhì)碎料混合比45％重量(木粉) 粒徑150目含水率4％重量穩(wěn)定劑尿素樹(shù)脂10％重量生產(chǎn)能力約20m/小時(shí)表8的成形制品(29)是寬910mm、高3mm的合成木板，用剪切機(jī)每1820mm截下一段，成為重4.5kg的合成木板。
這種薄板可用于各種建筑材料、家俱材料、或設(shè)備部件等多種用途。例如，這種薄的合成木板可用于室內(nèi)裝飾層壓板等建筑材料，或是切成300mm見(jiàn)方的地板磚等地板材料。它也可以用來(lái)作為汽車的車內(nèi)裝飾材料，例如儀表盤及變速器周圍的裝飾層壓板，或安裝在汽車的內(nèi)壁上造成豪華感。作為設(shè)備部件，此板可用于電子設(shè)備箱板或其它設(shè)備的裝飾層壓板。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的擠壓成形法，可以制得從薄板到厚板的很寬厚度范圍的各種合成木板，以適應(yīng)各種用途。
用本發(fā)明的擠壓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?yàn)槟痉鄣膬r(jià)格比熱塑性樹(shù)脂便宜一半以上，故可制成成本低廉的合成木板。另外，這種摻入大量木粉的合成木板有與天然木板相近的優(yōu)良性質(zhì)。
本發(fā)明的合成木板也可以用熱壓法經(jīng)過(guò)加熱再壓和冷卻脫模等步驟成形。但是，本發(fā)明的擠壓成形法制得的合成木板，與用常規(guī)的壓延或常規(guī)的擠壓成形法制得的相比，內(nèi)部殘余應(yīng)力較小，因此扭曲變形的可能較小。
本發(fā)明的合成木粉，其所含的纖維素質(zhì)碎料為平均粒徑為20目以下的粉末，與樹(shù)脂材料的相容良好，在膠凝混煉和混合分散過(guò)程中能使樹(shù)脂材料粘附在纖維素質(zhì)碎料的整個(gè)表面上而不會(huì)聚結(jié)成塊。這種合成木粉具有良好的流動(dòng)性，它能使樹(shù)脂材料穩(wěn)定地固定在熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定的木粉上，長(zhǎng)期保持木粉和樹(shù)脂材料之間的混合與分散狀態(tài)，而且這與冷卻凝縮作用和還原作用等化學(xué)反應(yīng)或粘附無(wú)關(guān)。使用這種合成木粉，在擠壓裝置中形成了混煉良好的擠壓材料，減小了擠壓過(guò)程中纖維素質(zhì)碎料的摩擦阻力，從而防止了擠壓裝置的磨耗和毀損，可以制得密度高而均勻的合成木板。此外，先有技術(shù)中使用粒徑80—300目的纖維素質(zhì)碎料，而本發(fā)明可以使用平均粒徑在20目以下的粒度范圍很寬的纖維素質(zhì)碎料。
再有，本發(fā)明的合成木粉，其纖維素質(zhì)碎料的含水量在15％重量以內(nèi)，所以在膠凝混煉時(shí)木醋酸氣的蒸發(fā)、水蒸汽或氣泡的產(chǎn)生等現(xiàn)象會(huì)減少，從而防止成形制品的表面因干燥引起龜裂情形。
另外，本發(fā)明的合成木粉經(jīng)整粒調(diào)節(jié)到粒徑在10mm以下，從而防止了成形擠壓時(shí)的烤焦現(xiàn)象，而且因?yàn)槟痉鄣哪Σ磷枇p小，所以可以防止擠壓裝置的損耗和毀壞。本發(fā)明合成木粉的制造方法在混煉過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生大的結(jié)塊，樹(shù)脂材料粘附在纖維素質(zhì)碎料的所有表面上，以小顆粒的狀態(tài)膠凝，從而形成上述的合成木粉。
使用這種合成木粉按著本發(fā)明的方法制得的合成木板，其中經(jīng)過(guò)加熱混煉的擠壓材料以良好的混煉狀態(tài)擠壓到模塑口模中，樹(shù)脂材料均勻地滲透在纖維素質(zhì)碎料之間，使纖維素質(zhì)碎料的摩擦阻力減小，同時(shí)施加與擠壓材料的擠壓力相對(duì)抗的控制力，從而制得密度高而均勻的合成木板。
此外，本發(fā)明在樹(shù)脂材料中摻入20—75％重量的纖維素質(zhì)碎料，經(jīng)過(guò)加熱混煉，以螺桿進(jìn)料器擠壓到模塑口模中。擠壓材料在模塑口模的成形部分中緩慢冷卻，成形部分帶有由氟樹(shù)脂薄片襯在內(nèi)壁表面上或直接涂敷氟樹(shù)脂形成的內(nèi)壁層。因?yàn)榉鷺?shù)脂的導(dǎo)熱系數(shù)低，有緩慢冷卻的效果，擠壓材料在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的成形制品扭曲的現(xiàn)象可以減少。因此，無(wú)需使用補(bǔ)正輥或類似裝置改變成形制品的扭曲，就可以形成內(nèi)部殘余應(yīng)力減小的高質(zhì)量合成木板。
因?yàn)榉鷺?shù)脂的摩擦系數(shù)小，故對(duì)擠壓材料的纖維素質(zhì)碎料的阻力小，擠壓材料能夠以纖維素質(zhì)碎料和樹(shù)脂材料的良好混煉狀態(tài)流動(dòng)。因此，擠壓材料以良好的混煉狀態(tài)從模塑口模中擠出，可直接制成寬而均勻的、高質(zhì)量的合成木板。因此可以從模塑口模直接壓出厚的合成木板。
還有，因?yàn)槔w維素質(zhì)碎料的流動(dòng)性良好，沒(méi)有常規(guī)的纖維素質(zhì)碎料因流動(dòng)緩慢而發(fā)生的被加熱器烤焦的現(xiàn)象。所以成形的合成木板不會(huì)變成深褐色，而且避免了常規(guī)的合成木板耐沖擊性變差的現(xiàn)象。
由于氟樹(shù)脂的摩擦阻力較低，纖維素質(zhì)碎料和樹(shù)脂材料以良好的混煉狀態(tài)流動(dòng)，因而成形制品的合成木板的表面光滑，不會(huì)發(fā)生粗糙龜裂。
因?yàn)閺哪Ｋ芸谀Ｖ袛D壓出的成形制品受到與擠壓材料的擠壓力相對(duì)抗的控制力作用，所以增高了模塑口模的成形部分內(nèi)擠壓材料的密度，因此可以擠壓出密度更高、更均勻的合成木板。
擠壓材料在模塑口模的導(dǎo)入部分受熱，被平滑地?cái)D壓到模塑口模的成形部分中，從而保持良好的混煉狀態(tài)和流動(dòng)性。本發(fā)明提供了一種擠壓裝置，能夠制造密度高而均勻、表面光滑的寬幅高質(zhì)量合成木板。
在上述模塑口模的導(dǎo)入部分，裝有一個(gè)長(zhǎng)度為導(dǎo)入部分寬度方向全長(zhǎng)的70—95％、高度為導(dǎo)入部分高度70％以下的導(dǎo)引板。擠壓材料經(jīng)由導(dǎo)引板由導(dǎo)入部分均勻地?cái)U(kuò)散到成形部分的成形室內(nèi)，于是擠壓材料(79)防止了由于原料在擠壓方向上的中心部分和末端部分的線性膨脹不同而產(chǎn)生的不均勻分子取向，力求使線性膨脹變均勻并控制分子取向，以便使擠壓材料(79)以均一的密度均勻地?cái)U(kuò)散到成形部分(21)的成形室(22)中。另外，由于引導(dǎo)板的表面貼有氟樹(shù)脂薄片或用氟樹(shù)脂直接涂覆，通過(guò)導(dǎo)引板表面的擠壓原料的纖維素質(zhì)碎料可以平滑地流動(dòng)而不受很大的阻力，從而制得均一且高密度的合成木板。
利用上述的合成木板擠壓成形法，本發(fā)明提供了可用于各種用途的多種材料或制品，例如能摻到油漆或涂料中的樹(shù)脂材料，實(shí)心板或地板材料(地板磚)，室內(nèi)用的裝飾性層壓板等各種建筑材料，家具材料，電子設(shè)備箱板等各種設(shè)備部件，或是各種汽車的內(nèi)部或外部材料，如裝飾性層壓板等。
利用本發(fā)明的擠壓成形法，能制成高密度的合成木板，每單位重量?jī)?nèi)能摻入大量的木粉，從而能以低廉的成本制得高質(zhì)量的合成木板。
前述擠壓裝置的擠出口模形成一個(gè)高度與模塑口模成形部分中的成形室相同或更小的方形注入口，其橫截面朝著此注入口逐漸變窄，于是可以排放出大量熔化的合成木粉，從而提高了擠壓密度和防止?？锥氯?br> 權(quán)利要求
1.一種合成木粉，包括20—75％重量的含水率15％重量以內(nèi)、平均粒徑20目以下的纖維素質(zhì)碎料與25—80％重量的熱塑性樹(shù)脂材料混合，經(jīng)混煉膠凝和冷卻粉碎，并將粒度調(diào)整到粒徑10mm以下制成。
2.一種合成木粉的制造方法，其中至少包括混合、利用摩擦熱混煉膠凝以及冷卻、粉碎及整粒過(guò)程，其特征在于，由20—75％重量含水率15％重量以內(nèi)、平均粒徑20目以下的纖維素質(zhì)碎料與25—80％重量的熱塑性樹(shù)脂材料一起用攪拌和沖擊葉片混合，借助摩擦熱混煉膠凝，然后冷卻、粉碎和整粒到粒徑10mm以下。
3.一種制造合成木粉的裝置，其中包括一種可將20—75％重量含水率15％重量以下、平均粒徑20目以下的纖維素質(zhì)碎料與25—80％重量的熱塑性樹(shù)脂材料一齊混合、借助摩擦熱混煉膠凝的帶有攪拌和沖擊葉片的流動(dòng)混合及混煉裝置；一種可將上述膠凝的混煉材料借助內(nèi)部安裝的攪拌和破碎葉片及帶有冷卻水進(jìn)出口的夾套冷卻造粒的冷卻造粒裝置；以及一種可將上述冷卻造粒過(guò)的?；痉壅３?0mm以下粒徑的整粒裝置。
4.一種合成木板，其制造過(guò)程包括將20—75％重量的含水率15％重量以內(nèi)、平均粒徑20目以下的纖維素質(zhì)碎料與25—80％重量的熱塑性樹(shù)脂材料混合，經(jīng)混煉膠凝、冷卻粉碎而整粒成粒徑10mm以下的合成木粉，再經(jīng)加熱、混煉，用螺桿進(jìn)料器壓入模塑口模中，將擠出的材料緩慢冷卻，同時(shí)施加與擠壓材料的擠壓力相對(duì)抗的控制力以便使擠出材料的密度提高。
5.一種合成木板的擠壓成形法，其中至少包含以下步驟將20—75％重量的含水率15％重量以內(nèi)、平均粒徑20目以下的纖維素質(zhì)碎料與25—80％重量的熱塑性樹(shù)脂材料一起用攪拌和沖擊葉片混合，借助摩擦熱混煉膠凝，接著再經(jīng)冷卻、粉碎，整粒成粒徑10mm以下的合成木粉，再加熱混煉，用螺桿進(jìn)料器壓入模塑口模中，將壓出的材料緩慢冷卻，同時(shí)施加與擠壓材料的擠壓力相對(duì)抗的控制力，使擠壓出的材料的密度提高。
6.一種合成木板的擠壓成形法，其中包括將20—75％(重量)的纖維素質(zhì)碎料與熱塑性樹(shù)脂材料混合，經(jīng)加熱、混煉，用螺桿進(jìn)料器壓入模塑口模的成形部分中，該成形部分的內(nèi)壁表面上有由耐熱良好、摩擦阻力小的樹(shù)脂構(gòu)成的內(nèi)壁層，以便按預(yù)定厚度擠壓成形，同時(shí)在該成形部分中緩慢冷卻。
7.一種合成木板的擠壓成形法，其中包括將20—75％重量的纖維素質(zhì)碎料與熱塑性樹(shù)脂材料混合，經(jīng)加熱混煉，用螺桿進(jìn)料器壓入模塑口模的成形部分中，該成形部分的內(nèi)壁表面有由耐熱良好、摩擦阻力小的樹(shù)脂構(gòu)成的內(nèi)壁層，以便按預(yù)定厚度擠壓成形，在該擠壓材料于成形部分中慢慢冷卻的同時(shí)，施加與擠壓力相對(duì)抗的控制力，以提高擠壓材料的密度。
8.權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的合成木板擠壓成形法，其中將擠壓材料在模塑口模的導(dǎo)入部分加熱，并擠壓到模塑口模的成形部分中。
9.權(quán)利要求6或7中的合成木板擠壓成形法，其中模塑口模的內(nèi)壁面上襯有氟樹(shù)脂薄片或直接涂敷著氟樹(shù)脂。
10.權(quán)利要求8中的合成木板擠壓成形法，其中在模塑口模的內(nèi)壁表面上有由氟樹(shù)脂薄片襯層或氟樹(shù)脂涂層構(gòu)成的內(nèi)壁層。
11.一種合成木板的擠壓成形裝置，其中包括包含在擠壓裝置內(nèi)的擠出口模，纖維素質(zhì)碎料以20—75％重量的比例與熱塑性樹(shù)脂材料在擠壓機(jī)內(nèi)混合，經(jīng)加熱混煉，用螺桿進(jìn)料器擠壓；與上述擠出口模連結(jié)在一起的模塑口模，它包括一個(gè)用來(lái)將從擠出口模中壓出的擠壓材料加熱的導(dǎo)入部分和一個(gè)帶有成形室的成形部分，成形室用來(lái)使從導(dǎo)入部分?jǐn)D出的擠壓材料成形到預(yù)定厚度；上述模塑口模包括一個(gè)在內(nèi)壁面上由耐熱性良好、摩擦阻力小的樹(shù)脂構(gòu)成的內(nèi)壁層，和一個(gè)冷卻成形室用的冷卻裝置。
12.一種合成木板的擠壓成形裝置，其中包括一個(gè)可將20—75％重量的含水率15％重量以內(nèi)、平均粒度20目以下的纖維素質(zhì)碎料與25—80％重量的熱塑性樹(shù)脂材料一起混合，借助摩擦熱混煉，并具有攪拌和沖擊葉片的流動(dòng)混合裝置；一個(gè)裝有攪拌及破碎葉片及夾套內(nèi)冷卻水進(jìn)出口的、用來(lái)將上述混煉膠凝材料冷卻造粒的冷卻造粒裝置；一個(gè)可將上述冷卻造粒過(guò)的木粉調(diào)節(jié)到粒徑在10mm以下以得到合成木粉的整粒裝置；其中，將上述合成木粉經(jīng)加熱混煉，用螺桿進(jìn)料器壓到擠壓機(jī)的擠出口模，該擠出口模與模塑口模相連結(jié)，模塑口模包括一個(gè)用來(lái)將從擠出口模壓出的擠壓原粒加熱的導(dǎo)入部分和一個(gè)帶有成形室的成形部分，成形室用來(lái)將從導(dǎo)入部分?jǐn)D入的擠壓材料成形到預(yù)定厚度，模塑口模的內(nèi)壁面上有由耐熱良好、摩擦阻力小的樹(shù)脂構(gòu)成的內(nèi)壁層，內(nèi)壁層為氟樹(shù)脂薄片或直接涂敷的氟樹(shù)脂，同時(shí)模塑口模裝有用來(lái)冷卻成形室的冷卻裝置。
13.權(quán)利要求11或12中的合成木板擠壓成形裝置，其中在模塑口模的內(nèi)壁面上襯有氟樹(shù)脂薄片或直接涂覆著氟樹(shù)脂。
14.權(quán)利要求2中的合成木粉制造方法，其中還包括用攪拌和沖擊葉片將纖維素質(zhì)碎料攪拌和混合，并利用摩擦熱將其干燥，接著又用攪拌和沖擊葉片將此纖維素質(zhì)碎料與熱塑性樹(shù)脂混合，利用摩擦熱混煉膠凝，隨后冷卻、粉碎并整粒到粒徑10mm以下。
15.權(quán)利要求5中的合成木板擠壓成形法，其中還包括借助攪拌和沖擊葉片將上述的纖維素質(zhì)碎料攪拌、混合，利用摩擦熱將其干燥，接著又用攪拌和沖擊葉片將此纖維素碎料與熱塑性樹(shù)脂混合，利用摩擦熱混煉膠凝，隨后冷卻、粉碎并整粒到粒徑10mm以下。
16.權(quán)利要求3中的合成木粉制造裝置，其中還包括利用攪拌和沖擊葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)與纖維素質(zhì)碎料之間產(chǎn)生的摩擦熱，將其干燥到含水率僅為0.1—0.3％重量的干燥裝置。
17.權(quán)利要求12中的合成木板擠壓成形裝置，其中還包括利用攪拌和沖擊葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)與纖維素質(zhì)碎料之間產(chǎn)生的摩擦熱，將其干燥到含水率僅為0.1—0.3％重量的干燥裝置。
18.權(quán)利要求11或12中的合成木板擠壓成形裝置，其中在模塑口模的導(dǎo)入部分裝有長(zhǎng)度為導(dǎo)入部分橫向全長(zhǎng)的70—95％、高度為導(dǎo)入部分高度70％以下的導(dǎo)引板。
19.權(quán)利要求18中的合成木板擠壓成形裝置，其中導(dǎo)引板的表面襯有氟樹(shù)脂薄片或直接涂敷著氟樹(shù)脂。
20.權(quán)利要求11或12中的合成木板擠壓成形裝置，其中還包括一個(gè)剎車裝置，它可對(duì)從模塑口模壓出成形制品的擠壓力施加相對(duì)抗的控制力。
21.權(quán)利要求20中的合成木板擠壓成形裝置，其中在剎車裝置中裝有用來(lái)支承和壓接成形制品前后表面的一對(duì)輥，輥的軸端裝有轉(zhuǎn)筒，有一個(gè)與轉(zhuǎn)筒壓接的摩擦裝置用來(lái)控制轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)。
22.權(quán)利要求20中的合成木板擠壓成形裝置，其中剎車裝置中裝有用來(lái)支承和壓接成形制品前后表面的許多對(duì)輥，上部輥的兩軸端與汽缸連桿的前端以可隨意轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接，以便能通過(guò)制品對(duì)下部輥施加可調(diào)節(jié)的壓力。
23.權(quán)利要求20中的合成木板擠壓成形裝置，其中剎車裝置裝有用來(lái)支承和壓接成形制品前后表面的許多對(duì)輥，其中的一個(gè)輥的軸端與電剎車裝置的輸入軸相連，同時(shí)各輥的軸端裝有互相咬合的齒輪。
24.權(quán)利要求6或7中的合成木板擠壓成形法，其中纖維素質(zhì)碎料為粒徑50—300目、最好為60—150目的木粉，其含水率在15％重量以內(nèi)，最好是3—5％重量。
25.權(quán)利要求11中的合成木板擠壓成形裝置，其中纖維素質(zhì)碎料為粒徑50—300目、最好是60—150目的木粉，其含水率在15％重量以內(nèi)，最好是3—5％重量。
26.權(quán)利要求1中的合成木粉，其中纖維素質(zhì)碎料由60—75％重量的木粉與25—40％重量的聚丙烯或聚乙烯的一種或多種熱塑性樹(shù)脂混合而成。
27.權(quán)利要求2中的合成木粉制造方法，其中纖維素質(zhì)碎料由60—75％重量的木粉與25—40％重量的聚丙烯或聚乙烯中的一種或多種熱塑性樹(shù)脂混合而成。
28.權(quán)利要求3中的合成木粉制造裝置，其中，纖維素質(zhì)碎料由60—75％重量的木粉與25—40％重量的聚丙烯或聚乙烯中的一種或多種熱塑性樹(shù)脂混合而成。
29.權(quán)利要求4中的合成木板，其中纖維素質(zhì)碎料由60—75％重量的木粉與25—40％重量的聚丙烯或聚乙烯中的一種或多種熱塑性樹(shù)脂混合而成。
30.權(quán)利要求5中的合成木板擠壓成形法，其中，纖維素質(zhì)碎料由60—75％重量的木粉與25—40％重量的聚丙烯或聚乙烯中的一種或多種熱塑性樹(shù)脂混合而成。
31.權(quán)利要求1 2中的合成木板擠壓成形裝置，其中，纖維素質(zhì)碎料由60—75％重量的木粉與25—40％重量的聚丙烯或聚乙烯中的一種或多種熱塑性樹(shù)脂混合而成。
32.權(quán)利要求1中的合成木粉，其中，纖維素質(zhì)碎料由60—65％重量的木粉與35—40％重量的聚碳酸酯、尼龍或聚氯乙烯中的一種熱塑性樹(shù)脂材料混合而成。
33.權(quán)利要求2中的合成木粉制造方法，其中，纖維素質(zhì)碎料由60—65％重量的木粉與35—40％重量的聚碳酸酯、尼龍或聚氯乙烯中的一種熱塑性樹(shù)脂材料混合而成。
34.權(quán)利要求3中的合成木粉制造裝置，其中，纖維素質(zhì)碎料由60—65％重量的木粉與35—40％重量的聚碳酸酯、尼龍或聚氯乙烯中的一種熱塑性樹(shù)脂材料混合而成。
35.權(quán)利要求4中的合成木板，其中纖維素質(zhì)碎料由60—65％重量的木粉與35—40％重量的聚碳酸酯、尼龍或聚氯乙烯中的一種熱塑性樹(shù)脂材料混合而成。
36.權(quán)利要求5中的合成木板擠壓成形法，其中，纖維素質(zhì)碎料由60—65％重量的木粉與35—40％重量的聚碳酸酯、尼龍或聚氯乙烯中的一種熱塑性樹(shù)脂材料混合而成。
37.權(quán)利要求12中的合成木板擠壓成形裝置，其中，纖維素質(zhì)碎料由60—65％重量的木粉與35—40％重量的聚碳酸酯、尼龍或聚氯乙烯中的一種熱塑性樹(shù)脂材料混合而成。
38.權(quán)利要求2中的合成木粉制造方法，其中，在纖維素質(zhì)碎料中加入1％重量的濃度40％的尿素水溶液。
39.權(quán)利要求3中的合成木粉制造裝置，其中，在纖維素質(zhì)碎料中加入1％重量的濃度40％的尿素水溶液。
40.權(quán)利要求5中的合成木板擠壓成形法，其中，在纖維素質(zhì)碎料中加入1％重量的濃度40％的尿素水溶液。
41.權(quán)利要求12中的合成木板擠壓成形裝置，其中，在纖維素質(zhì)碎料中加入1％重量的濃度40％的尿素水溶液。
42.權(quán)利要求2中的合成木粉制造方法，其中，在纖維素質(zhì)碎料及熱塑性樹(shù)脂材料中加入5—20％1％重量的碳酸鈣或二氧化鈦。
43.權(quán)利要求3中的合成木粉制造方法，其中，在纖維素質(zhì)碎料及熱塑性樹(shù)脂材料中加入5—20％重量的碳酸鈣或二氧化鈦。
44.權(quán)利要求5中的合成木板擠壓成形法，其中，在纖維素質(zhì)碎料和熱塑性樹(shù)脂材料中加入5—20％重量的碳酸鈣或二氧化鈦。
45.權(quán)利要求12中的合成木板擠壓成形裝置，其中，在纖維素質(zhì)碎料及熱塑性樹(shù)脂材料中加入5—20％重量的碳酸鈣或二氧化鈦。
46.權(quán)利要求6或7中的合成木板擠壓成形法，其中，纖維素質(zhì)碎料以30—70％重量的比例與熱塑性樹(shù)脂材料混合。
47.權(quán)利要求11中的合成木板擠壓成形裝置，其中，纖維素質(zhì)碎料以30—70％重量的比例與熱塑性樹(shù)脂材料混合。
48.權(quán)利要求11或12中的合成木板擠壓成形裝置，其中，在模塑口模中沿橫向形成一個(gè)導(dǎo)入部分，包括一個(gè)縱截面擴(kuò)張成橢圓形的導(dǎo)入孔。
49.權(quán)利要求11或12中的合成木板擠壓裝置，其中導(dǎo)入部分沿模塑口模的橫向彎曲成衣架型，其兩端伸向成形室入口長(zhǎng)邊方向的兩端，該導(dǎo)入部分還包括一個(gè)截面為三角形的導(dǎo)入室，它處在導(dǎo)入孔與成形室入口之間，其縱截面朝向成形室逐漸變窄。
50.權(quán)利要求11或12中的合成木板擠壓成形裝置，其中，在擠壓機(jī)的擠出口模后面連接兩個(gè)模塑口模。
51.權(quán)利要求11或12中的合成木板擠壓成形裝置，其中，擠壓機(jī)的擠出口模有一個(gè)方形注入口，其高度等于或小于模塑口模的成形部分中成形室的高度，該部分的截面向注入口方向慢慢變窄。
全文摘要
以20-75％重量的含水15％重量以內(nèi)、平均粒徑20目以下的纖維素質(zhì)碎料與25-80％重量的熱塑性樹(shù)脂混合，經(jīng)混煉膠凝和冷卻粉碎至10mm以下的合成木粉或經(jīng)加熱混煉，用螺桿壓出擠壓機(jī)的擠出口模，其內(nèi)壁貼有氟樹(shù)脂薄片，擠壓原料中的纖維素質(zhì)碎料能順利壓出而不受很大阻力，從而制成密度高而均勻的預(yù)定厚度的成型制品。還可用剎車裝置施加與擠壓機(jī)對(duì)成型制品的擠壓力相對(duì)抗的控制力，制成密度更高、更均勻的合成木板。
文檔編號(hào)C08L67/00GK1122272SQ95101659
公開(kāi)日1996年5月15日 申請(qǐng)日期1995年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月10日
發(fā)明者西堀貞夫 申請(qǐng)人:艾因工程技術(shù)股份有限公司