CN103331800B - 内设竖筋的植物纤维挤出制品及挤出机和生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了内设竖筋的植物纤维挤出制品及其生产设备和生产方法，所述制品包括制品本体，本体内设有竖筋、纵筋和纬筋，所述本体为农作物秸秆纤维和胶粘接挤压而成。本发明内设X轴向纬筋、Y轴向纵筋、Z轴向竖筋，三维立体加强筋，其整体挤出成型，结构强度极高、平整度极佳，且加强筋可自动化、连续化布入，可实现自动化连续生产。使得挤出制品得到广泛推广与应用，缓解了我国木材资源严重短缺的现状，而且秸秆类植物纤维成本低廉，同时为秸秆高效利用开辟新的途径，增加农民收入。

Description

内设竖筋的植物纤维挤出制品及挤出机和生产方法

技术领域

本发明涉及植物纤维挤出制品及其生产设备、生产方法领域，具体涉及内设竖筋的植物纤维挤出制品、用于生产内设竖筋的植物纤维挤出制品的挤出机和生产方法。

背景技术

我国是一个农业大国，每年的农作物秸杆有7亿吨之多，因目前没有找到转化为经济效益的合适路径，多数被农民焚烧处理，带来了极其严重的环境污染问题。同时我国的木材资源又严重短缺，近年来科研人员通过不断探索，研制出用挤出法生产如板材、木方、柱体、管材之类的植物纤维挤出制品，以期替代木材资源的消耗。此类制品具有密度小、抗冲击性较强、保温隔热、质轻吸音、平整度高等优良特性，但是植物纤维挤出制品纵向强度很低，无法与木材、混凝土材质制品相比，无法大力推广。

本发明人申请过“设置有加强筋的植物纤维托盘及其制备方法”（申请号为200810018462.0）的专利项目，该申请将竹、木片或金属材质的片或杆摆放呈平面网格状，然后固定连接后置入盘板型腔内，再向盘板型腔内加入植物纤维与胶的混合物压制、固化成托盘。网格状加强筋设置于托盘盘板上下表面中间，该托盘在不增加植物纤维托盘盘板厚度的情况下，盘板承受压力提高一倍以上，但是此方法只能运用平压法制作的植物纤维压制品，平压法只能设置X轴向纬筋和Y轴向纵筋，无法设置Z轴向竖筋，加强筋也只能使用像竹、木片或金属材质的片或杆类型的硬质加强筋，不易实现连续化生产，像板材、木方、柱体、管材之类的长度长、连续性生产的设有加强筋的植物纤维挤出制品则无法实现。因此此类制品也因其强度问题无法解决而制约其推广和应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种内设竖筋的植物纤维挤出制品，本体内部设有Z轴向竖筋，同时与X轴向纬筋、Y轴向纵筋，构成三维立体加强筋，其整体挤出成型，结构强度高、平整度佳，加强筋可自动化、连续化布入，可实现连续化生产。同时本发明还提供了用于生产内设竖筋的植物纤维挤出制品挤出机和生产方法。

本发明通过以下技术方案实现：

内设竖筋的植物纤维挤出制品，包括制品本体，所述本体内设有竖筋。

本发明进一步改进方案是，所述本体内设有纵筋和纬筋。

本发明再进一步改进方案是，所述竖筋和纬筋为纤维丝、绳、钢丝；所述纵筋为纤维丝、绳、钢丝、金属杆、竹杆或芦苇杆。

本发明再进一步更改进方案是，所述本体为农作物秸杆纤维和生物胶粘结挤压而成，所述生物质胶，包括木质素基胶或淀粉类胶。

用于生产内设竖筋的植物纤维挤出制品的挤出机，包括挤压头和由模板围成的模腔，挤压头在模腔冲程腔内作往复运动，所述挤压头后侧设有摩擦夹持件，挤压头上开设加强筋穿过孔，模腔出口端设有固定件，竖筋依次穿过摩擦夹持件、加强筋穿过孔、模腔，固定在固定件上，冲程腔的模板上方和下方均开设插孔，竖筋伸缩装置的伸缩杆分别设于插孔内。

本发明再进一步更改进方案是，所述冲程腔的模板分截成两段，通过中间的转动模板活动连接，转动模板上开设插孔，纬筋伸缩装置的伸缩杆设于插孔内，转动模板与驱动装置传动连接；纵筋和纬筋依次穿过摩擦夹持件、加强筋穿过孔、模腔，固定在固定件上。

本发明进一步改进方案是，所述摩擦夹持件与挤压头之间设有施胶盒，竖筋、纵筋和纬筋分别活动贯穿过施胶盒。

本发明再进一步更改进方案是，所述摩擦夹持件为摩擦轮。

内设竖筋的植物纤维挤出制品的生产方法，包括以下步骤：

（1）将一根或多根竖筋分别依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件、挤压头上的加强筋穿过孔、模腔后，固定于模腔出口端的固定件上，使竖筋拉紧处于紧绷状态；

（2）将植物纤维与胶按60～97：3～40重量比例混合均匀，装于挤出机的进料斗中，在挤压头每次返回行程时，植物纤维与胶的混合物借助拨料器依靠重力落入冲程腔，每隔一段，上方或下方的竖筋伸缩装置的伸缩杆向模腔内伸入，抵住竖筋向下或向上延伸，挤压头推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使竖筋定位时，伸缩杆缩回复位，堵在模板的插孔内，位于上方、下方的竖筋伸缩装置轮留作业，挤压头向前行程时，将植物纤维与胶的混合物在模腔内推向出口端方向，反复作用下形成连续胚体，固化成型，并推出模腔，由横截锯截成预定长度的制品。

本发明进一步改进方案是，将多根纵筋及一根纬筋分别依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件、挤压头上的加强筋穿过孔、模腔后，固定于模腔出口端的固定件上，使纬筋、纵筋拉紧处于紧绷状态，纬筋位于纵筋和竖筋外围；每隔一段，纬筋伸缩装置的伸缩杆向模腔内伸入，勾住纬筋沿纵筋外围环绕30至360度，挤压头推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使纬筋定位时，伸缩杆缩回复位，堵在转动模板的插孔内，待下一回程重复动作，反复作用下形成连续胚体。

本发明更进一步改进方案是，所述竖筋、纵筋和纬筋在贯穿挤压头之前其上分别涂覆有胶。

本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：

一、本发明本体内部设有Z轴向竖筋，同时与X轴向纬筋、Y轴向纵筋，构成三维立体加强筋，其整体挤出成型，结构强度高、平整度佳，且加强筋可自动化、连续化布入，可实现自动化连续生产。使得挤出制品得到广泛推广与应用，缓解了我国木材资源严重短缺的现状；而且秸秆类植物纤维成本低廉，提高包装企业经济效益；同时为秸杆高效利用开辟新的途径，增加农民收入。

二、本发明采用挤出法，生物质胶能满足连接农作物秸杆纤维挤出制品的结构要求，避免使用具有甲醛残留释放的普通“三醛胶”，本发明甲醛残留释放量近似于零。

三、本发明生产方法中，所述加强筋在贯穿挤压头之前其上涂覆有胶，使得制品本体与加强筋的粘接更好。

附图说明

图1为本发明仅设竖筋的木方立体图。

图2为图1的纵向剖视图。

图3为生产图1产品的挤出机结构图。

图4为本发明设有竖筋、纵筋和纬筋的木方立体图。

图5为生产图4产品的挤出机结构图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，本发明为本体1内设有竖筋2的挤出制品，所述竖筋2为塑料绳，所述本体1为麦杆纤维和木质素基胶粘接挤压而成。

如图3所示，生产图1、图2所示产品的挤出机，包括挤压头41和由模板围成的模腔43，挤压头41在模腔43冲程腔内作往复运动，所述挤压头41后侧设有摩擦夹持件45（本实施例中为摩擦轮），挤压头41上开设加强筋穿过孔42，模腔43出口端设有固定件44，竖筋2依次穿过摩擦夹持件45、加强筋穿过孔42、模腔43，固定在固定件44上，冲程腔的模板40上方和下方均开设插孔，竖筋伸缩装置54、54′的伸缩杆分别设于插孔内。

所述摩擦夹持件45与挤压头41之间设有施胶盒46，竖筋2活动贯穿过施胶盒46。

图1、图2所示产品的生产方法，包括以下步骤：

（1）将两根竖筋2分别依次活动贯穿过挤出机4的摩擦夹持件45、施胶盒46、挤压头41上的加强筋穿过孔42、模腔43后，固定于模腔出口端的固定件44上，使竖筋拉紧处于紧绷状态；

（2）将植物纤维与胶按60～97：3～40重量比例混合均匀，装于挤出机的进料斗51中，在挤压头41每次返回行程时，植物纤维与胶的混合物借助拨料器52依靠重力落入冲程腔，每隔一段，上方或下方的竖筋伸缩装置54、54′的伸缩杆向模腔43内伸入，抵住竖筋2向下或向上延伸，挤压头41推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使竖筋2定位时，伸缩杆缩回复位，堵在模板40的插孔内，位于上方、下方的伸缩装置54、54′轮留作业，挤压头41向前行程时，将植物纤维与胶的混合物在模腔43内推向出口端方向，反复作用下形成连续胚体，固化成型，并推出模腔，由横截锯截成预定长度的制品。

实施例2

如图4所示，本发明为本体1内设有竖筋2、纵筋3、纬筋4的挤出制品，所述竖筋2、纬筋4为纤维绳，纵筋3为钢丝，所述本体1为稻草纤维和淀粉类胶粘接挤压而成。

如图5所示，生产图4所示产品的挤出机，包括挤压头41和由模板围成的模腔43，挤压头41在模腔43冲程腔内作往复运动，所述挤压头41后侧设有摩擦夹持件45（本实施例中为摩擦轮），挤压头41上开设加强筋穿过孔42，模腔43出口端设有固定件44，竖筋2、纵筋3和纬筋4依次穿过摩擦夹持件45、加强筋穿过孔42、模腔43，固定在固定件44上，冲程腔的模板40上方和下方均开设插孔，竖筋伸缩装置54、54′的伸缩杆分别设于插孔内；所述冲程腔的模板40分截成两段，通过中间的转动模板48活动连接，转动模板48上开设插孔，纬筋伸缩装置49的伸缩杆设于插孔内，转动模板48与驱动装置5传动连接。

所述摩擦夹持件45与挤压头41之间设有施胶盒46，竖筋2活动贯穿过施胶盒46。

图4所示产品的生产方法，包括以下步骤：

（1）将一根竖筋2、四根纵筋3和一根纬筋4分别依次活动贯穿过挤出机4的摩擦夹持件45、施胶盒46、挤压头41上的加强筋穿过孔42、模腔43后，固定于模腔出口端的固定件44上，使竖筋、纵筋和纬筋拉紧均处于紧绷状态；

（2）将植物纤维与胶按60～97：3～40重量比例混合均匀，装于挤出机的进料斗51中，在挤压头41每次返回行程时，植物纤维与胶的混合物借助拨料器52依靠重力落入冲程腔，每隔一段，上方或下方的竖筋伸缩装置54、54′的伸缩杆向模腔43内伸入，抵住竖筋2向下或向上延伸，挤压头41推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使竖筋2定位时，伸缩杆缩回复位，堵在模板40的插孔内，位于上方、下方的竖筋伸缩装置54、54′轮留作业，挤压头41向前行程时，将植物纤维与胶的混合物在模腔43内推向出口端方向，同时每隔一段，纬筋伸缩装置49的伸缩杆向模腔43内伸入，勾住纬筋4沿纵筋3外围环绕360度，挤压头41推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使纬筋4定位时，伸缩杆缩回复位，堵在转动模板48的插孔内，待下一回程重复动作，反复作用下形成连续胚体，固化成型，并推出模腔，由横截锯截成预定长度的制品。

Claims (7)

1.内设竖筋的植物纤维挤出制品，包括制品本体（1），其特征在于：所述本体（1）内设有竖筋（2），所述本体（1）为农作物秸杆纤维和生物胶粘结挤压而成，所述生物胶，包括木质素基胶或淀粉类胶；

所述本体（1）内还设有纵筋（3）和纬筋（4），所述竖筋（2）和纬筋（4）为纤维丝、绳、钢丝；所述纵筋（3）为纤维丝、绳、钢丝、金属杆、竹杆或芦苇杆；

所述植物纤维挤出制品是通过以下步骤生产的：

（1）将一根或多根竖筋分别依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件、挤压头上的加强筋穿过孔、模腔后，固定于模腔出口端的固定件上，使竖筋拉紧处于紧绷状态，且将多根纵筋及一根纬筋分别依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件、挤压头上的加强筋穿过孔、模腔后，固定于模腔出口端的固定件上，使纬筋、纵筋拉紧处于紧绷状态；

（2）将植物纤维与胶按60～97：3～40重量比例混合均匀，装于挤出机的进料斗中，在挤压头每次返回行程时，植物纤维与胶的混合物借助拨料器依靠重力落入冲程腔，每隔一段，上方或下方的竖筋伸缩装置的伸缩杆向模腔内伸入，抵住竖筋向下或向上延伸，挤压头推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使竖筋定位时，伸缩杆缩回复位，堵在模板的插孔内，位于上方、下方的竖筋伸缩装置轮留作业，挤压头向前行程时，将植物纤维与胶的混合物在模腔内推向出口端方向，反复作用下形成连续胚体，固化成型，并推出模腔，由横截锯截成预定长度的制品；

且将纬筋位于纵筋和竖筋外围，每隔一段，纬筋伸缩装置的伸缩杆向模腔内伸入，勾住纬筋沿纵筋外围环绕30至360度，挤压头推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使纬筋定位时，伸缩杆缩回复位，堵在转动模板的插孔内，待下一回程重复动作，反复作用下形成连续胚体；

所述竖筋、纵筋和纬筋在贯穿挤压头之前其上分别涂覆有胶。

2.用于生产内设竖筋的植物纤维挤出制品的挤出机，包括挤压头（41）和由模板围成的模腔（43），挤压头（41）在模腔（43）冲程腔内作往复运动，其特征在于：所述挤压头（41）后侧设有摩擦夹持件（45），挤压头（41）上开设加强筋穿过孔（42），模腔（43）出口端设有固定件（44），竖筋（2）依次穿过摩擦夹持件（45）、加强筋穿过孔（42）、模腔（43），固定在固定件（44）上，冲程腔的模板（40）上方和下方均开设插孔，竖筋伸缩装置（54、54′）的伸缩杆分别设于插孔内。

3.根据权利要求2所述的用于生产内设竖筋的植物纤维挤出制品的挤出机，其特征在于：所述冲程腔的模板（40）分截成两段，通过中间的转动模板（48）活动连接，转动模板（48）上开设插孔，纬筋伸缩装置（49）的伸缩杆设于插孔内，转动模板（48）与驱动装置（5）传动连接；纵筋（3）和纬筋（4）依次穿过摩擦夹持件（45）、加强筋穿过孔（42）、模腔（43），固定在固定件（44）上。

4.根据权利要求3所述的用于生产内设竖筋的植物纤维挤出制品的挤出机，其特征在于：所述摩擦夹持件（45）与挤压头（41）之间设有施胶盒（46），竖筋（2）、纵筋（3）和纬筋（4）分别活动贯穿过施胶盒（46）。

5.内设竖筋的植物纤维挤出制品的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将一根或多根竖筋分别依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件、挤压头上的加强筋穿过孔、模腔后，固定于模腔出口端的固定件上，使竖筋拉紧处于紧绷状态；

（2）将植物纤维与胶按60～97：3～40重量比例混合均匀，装于挤出机的进料斗中，在挤压头每次返回行程时，植物纤维与胶的混合物借助拨料器依靠重力落入冲程腔，每隔一段，上方或下方的竖筋伸缩装置的伸缩杆向模腔内伸入，抵住竖筋向下或向上延伸，挤压头推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使竖筋定位时，伸缩杆缩回复位，堵在模板的插孔内，位于上方、下方的竖筋伸缩装置轮留作业，挤压头向前行程时，将植物纤维与胶的混合物在模腔内推向出口端方向，反复作用下形成连续胚体，固化成型，并推出模腔，由横截锯截成预定长度的制品。

6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：将多根纵筋及一根纬筋分别依次活动贯穿过挤出机的摩擦夹持件、挤压头上的加强筋穿过孔、模腔后，固定于模腔出口端的固定件上，使纬筋、纵筋拉紧处于紧绷状态，纬筋位于纵筋和竖筋外围，每隔一段，纬筋伸缩装置的伸缩杆向模腔内伸入，勾住纬筋沿纵筋外围环绕30至360度，挤压头推动物料前行，待植物纤维与胶的混合物挤压到一定强度，足以使纬筋定位时，伸缩杆缩回复位，堵在转动模板的插孔内，待下一回程重复动作，反复作用下形成连续胚体。

7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于：所述竖筋、纵筋和纬筋在贯穿挤压头之前其上分别涂覆有胶。