CN105881693B - 一种模压托盘及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模压托盘及其制造工艺，按质量百分比称取主料70~100%，辅料0~30%，主料为小麦秆、稻草、玉米杆、油菜杆、棉花杆、甘蔗其中任意一种，辅料为花生壳、椰子壳、豆角干任意一种或者其中几种混合；将主料与辅料分开进行粉碎形成颗粒状；将主料与辅料分别经过烘干机烘干；将主料与辅料分别倒入到搅拌机内进行配料混合形成混料，并在搅拌的过程中进行上胶，胶水选用为异氰酸脂，施胶量为混料总质量的1%~8%之间；将混料铺装均匀到模压模具中；对混料进行热压，热压温度在110℃~155℃之间，压力值在600~1600吨之间；脱模修边，成型后的托盘相比现有的在强度与稳定性上更高。

Description

一种模压托盘及其制造工艺

技术领域

本发明涉及模压制品，特别涉及一种模压托盘及其制造工艺。

背景技术

托盘广泛应用于生产、运输、仓储和流通等领域，现有市场上的托盘基本上未木质托盘或者塑料托盘，木质托盘的原料为树木，而每年在树木的砍伐数量上不计其数，对于环境生态的破坏较大；塑料托盘通过注塑机一体注塑而成，而塑料一般为非降解材料，对环境具有污染作用。

为提高环保，市场上出现了一些环保型的托盘，例如在公告号为CN 2437605Y的发明专利中就公开了一种“环保型工业托盘”，采用木粉、秸秆、稻草及废旧塑料等共混制成，而此种托盘通过挤出成型，各部分利用螺钉或者胶水连接在一起，在韧性以及强度存在不足。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种韧性及强度均较高的模压托盘。

本发明的第一个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种模压托盘，包括盘体以及多个支撑脚组，所述支撑脚组均开设有凹陷槽，支撑脚组包括设于盘体边缘处的多个第一支撑脚，处于盘体的四个角处设置有第一压块，所述第一压块从盘体上端面向下端面凸设并与第一支撑脚的外壁连接，所述第一压块于盘体的上端面形成第一倾斜槽，所述第一倾斜槽与凹陷槽连通。

通过采用上述技术方案，在托盘承重过程中，货物放置在托盘的上端面处，由于货物在放置过程中不均匀导致托盘所受到的载荷不均匀，就容易导致托盘局部载荷过大的情况出现，尤其是在托盘的边缘处会当受到一个轴向载荷时，托盘的边缘会以第一支撑脚的外壁作为固定点生产一个转矩，当这个转矩过大时就容易使得托盘边缘发生弯折而损坏；由于在托盘的转角容易应力集中受力过大时会先从转角处发生开裂，在支撑脚上开设的凹陷槽，使得增大了托盘边缘的变形能力，当托盘边缘受力时会将部分力从托盘的边缘处传递到支撑脚凹陷槽内壁以及托盘的中部，并且在托盘的四个角处设置分别设置压块，压块通过模压在托盘上端面形成的第一倾斜槽将托盘相邻两边缘应力分散，使得在托盘边缘受力过程中相邻两边缘同时受力发生弯曲，结合凹陷槽的设置使得托盘受力均匀，其次压块凸出的部分与支撑脚外壁连接，使得托盘边缘受力更好的将部分载荷传递到支撑脚处进行分担，从而整个托盘在承载重量上会相比现有的更高，且在强度以及韧性上更好。

作为优选地，所述盘体上还设置有第二压块，所述第二压块位于两相邻的第一压块之间，且第二压块同样从盘体上端面向下端面凸设并与第一支撑脚的外壁连接，第二压块与盘体上端面形成第二倾斜槽，所述第二倾斜槽与凹陷槽连通。

通过采用上述技术方案，第二压块的设置将托盘边缘的受力传递到处于托盘边缘且中间位置的支撑脚处，并且第二倾斜槽的开设使得托盘一侧边缘的应力集中消除，在韧性性上进一步提高。

作为优选地，所述盘体上还设置有条形压筋以及弧形压筋，所述条形压筋与弧形压筋均从盘体的上端面向下端面凸设，且条形压筋与弧形压筋连接两相邻的第一支撑脚。

通过采用上述技术方案，条形压筋与弧形压筋将相邻的两第一支撑脚串联在一起，首先强度上必然提高，其次关键的在托盘边缘发生变形时，部分载荷传递到支撑脚处，而条形压筋以及弧形压筋的设置使得相邻的两支撑脚受力均匀，并且条形压筋以及弧形压筋同时会承受传递过来的载荷力，扩大了整个托盘的受力面积以及变形能力，致使在韧性以及抗压强度上更为突出。

作为优选地，所述支撑脚组还包括处于盘体中部的一个第二支撑脚，所述盘体上开设有互相垂直设置的横向压筋以及竖向压筋，所述横向压筋与竖向压筋连接第二支撑脚以及与第二支撑脚相邻的第一支撑脚；所述盘体上设置有多个斜向压筋，所述斜向压筋处于横向压筋与竖向压筋所成直角的角平分线上。

通过采用上述技术方案，当托盘边缘受到轴向载荷时，部分轴向载荷会传递到第一支撑脚、条形压筋以及弧形压筋上以增大托盘的变形能力，而由托盘中部向外延伸设置的横向压筋与竖向压筋连接外围的第一支撑脚与中部的第二支撑脚，使得轴向载荷截止到第一支撑脚所在的外围区域，保证托盘中部的强度，结合在托盘中部设置的斜向压筋与横向压筋、竖向压筋互相配合，保证托盘的抗弯曲能力，并且斜向压筋的设置位置处于横向压筋、竖向压筋所成直角的角平分线上使得托盘中部受力均匀。

作为优选地，所述条形压筋内设置有加强块。

通过采用上述技术方案，加强块的设置连接托盘边缘以及由条形压筋、弧形压筋以及两个第一支撑脚所围成的凸块，利用加强块的设置将大部分轴向载荷传递到弧形压筋上，这样就更好的提高了托盘的变形能力，并且能避免轴向载荷集中在条形压筋上使得当托盘受到过大的载荷时从条形压筋处发生弯折折断现象。

作为优选地，所述支撑脚组均由盘体的下端面向外依次延伸呈阶梯状。

通过采用上述技术方案，托盘的边缘在受到单边的轴向载荷时会产生使得托盘边缘产生一个转矩，而这个转矩力大部分由支撑脚所承受，尤其是托盘外缘处的第一支撑脚，而将支撑脚组设置为阶梯状首先提高支撑脚组的结构强度，其次当处于一边缘的支撑脚组受力时，阶梯状的设置使得支撑脚组的抗变形能力更强，确保托盘边缘受到单边载荷时不容易发生折断现象。

本发明的第二个目的是提供一种环保且强度高的模压托盘的制造工艺。

本发明的第二个技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种模压托盘的制造工艺，按照以下步骤进行：

步骤1：按质量百分比称取主料70~100%，辅料0~30%，所述主料为小麦秆、稻草、玉米杆、油菜杆、棉花杆、甘蔗其中任意一种，所述辅料为花生壳、椰子壳、豆角干任意一种或者其中几种混合；

步骤2：将主料与辅料分开进行粉碎形成颗粒状；

步骤3：将主料与辅料分别经过烘干机烘干；

步骤4：将主料与辅料分别倒入到搅拌机内进行配料混合形成混料，并在搅拌的过程中进行上胶，胶水选用为异氰酸脂，施胶量为混料总质量的1%~8%之间；

步骤5：将混料均匀铺装到模压模具中；

步骤6：对混料进行热压，热压温度在110℃~155℃之间，压力值在600~1600吨之间；

步骤7：脱模修边。

通过采用上述技术方案，首先模压方式相比现有的寄出成型方式使得托盘能一体成型，在生产制造的效率上较高，托盘的材料均为无毒材料，属于环保可回收材料，在托盘的原料上由主料和辅料混合而成，主料与辅料分别利用粉碎机粉碎成颗粒状，粉碎成颗粒状的目的在于减少两者混合时的接触面积，主料与辅料烘干后两者进行混合拌胶，将主料与辅料倒入搅拌机中并在搅拌机中上胶，将主料与辅料胶合，采用的胶水为异氰酸脂且用量为混料总质量的1%~8%之间，由于颗粒状的主料和辅料结合异氰酸脂胶水使得混合更为充分，主料与辅料两者胶合更为牢靠，主料与辅料胶合后进行热压，通过热压机进行热压过程，在热压时将互相胶合的主料与辅料压扁，由于主料与辅料在粉碎过程中制成了颗粒状，颗粒在压扁变形过程中互相贴合并弥补填充混料中的间隙，并结合胶水的作用下使得托盘更为厚实，分子之间的间距更小，最后脱模修边即可完成托盘的制造。

作为优选地，步骤3中采用微波烘干干燥方式或者采用煤加热烘干干燥方式。

通过采用上述技术方案，主料与辅料在拌胶前需要进行烘干处理，主要为控制原料内的含水率，采用煤加热方式在烘干过程中会产生一定的烟气，小部分烟气会进入到烘干机的烘干通道中，也就是小部分烟气会与原料表面所接触，而原料被粉碎成颗粒状使得原料表面容易包覆有由煤燃烧所产生的一些元素，尤其是碳元素其附着在原料表面容易吸附空气中的杂质，而吸附过程中原料会产生放热现象，能提高原料在下一步中的拌胶处理效果，特别是主料与辅料之间的互相粘合过程；另一种烘干方式采用微波干燥，微波方式适用于对颗粒状的物质，具有良好的杀菌消毒功能，由于干燥较为均匀使得在加热温度上不需要太高，并且采用微波烘干方式使得原料内部的分子重新排列，使得内部分子更为稳定。

作为优选地，步骤4中采用喷枪方式，以雾状的形式将胶水喷洒到混料上。

通过采用上述技术方案，以喷雾形式对混料进行上胶过程，结合混料本身的颗粒状形式使得混料表面胶水能均匀涂覆。

作为优选地，在步骤6的热压过程中，采用二次热压方式，第一次热压后脱模放气2~5s，再进行第二次热压，每次热压时间在150~480s之间。

通过采用上述技术方案，混料先后通过二次热压处理，在第一次热压过程中将绝大部分的胶水凝结并将混料初步压实，脱模放气将初步压实后的混料所蒸发的水汽放出，再进行第二次热压进一步对混料压实，在这次热压过程中进一步将混料压实，而在第一次热压过程后将大部分水汽放出，这样就使得第二次热压过程中原料将内部空气和间隙填充，使得热压后的托盘更为厚实，在强度和稳定性上更高。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、托盘在边缘的四个角处设置的第一压块连接第一支撑脚所开设的凹陷槽，并结合条形压筋与弧形压筋使得整个托盘在边缘单边受轴向力的抗弯曲强度大大提高；

2、托盘中部设置的横向压筋与竖向压筋连接中间的第二支撑脚与相邻的第一支撑脚结合在横向压筋与竖向压筋之间设置的斜向压筋保证了托盘中部区域的强度；

3、托盘在制造工艺所采用特殊的烘干方式，二次热压结合最初将原料制备成颗粒状，使得原料在混合过程、热压过程中更好胶合模压成型，成型后的托盘相比现有的在强度与稳定性上更高。

附图说明

图1为实施例一中托盘上端面的结构示意图；

图2为实施例一中托盘下端面的结构示意图；

图3为实施例二中抗弯试验中负荷-挠度数据分析图。

图中：1、盘体；1a、上端面；1b、下端面；11、条形压筋；12、弧形压筋；13、第一分隔块；14、加强块；15、横向压筋；16、竖向压筋；17、斜向压筋；18、第二分隔块；2、第一支撑脚；21、凹陷槽；3、第二支撑脚；4、第一压块；41、第一倾斜槽；5、第二压块；51、第二倾斜槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参见图1与图2，一种模压托盘，由秸秆为原材料通过模压成型，其包括盘体1以及九个支撑脚，九个支撑脚形成支撑脚组，支撑脚组包括外围的八个第一支撑脚2以及设于盘体1中部的一个第二支撑脚3，支撑脚组从盘体1的上端面1a向下端面1b凸设。

盘体1为矩形，在盘体1的四个角处设置有第一压块4，第一压块4从盘体1的上端面1a向下端面1b凸设，使得第一压块4与上端面1a形成第一倾斜槽41，第一倾斜槽41朝向凹陷槽21方向倾斜设置并与凹陷槽21连通。

第一压块4截面为三角形，并与第一支撑脚2的外壁连接。

处于盘体1的边缘处还设置有多个条形压筋11，多个条形压筋11互相首尾相连，并且条形压筋11连接相邻的两个第一支撑脚2，条形压筋11的凹陷处与第一支撑脚2的凹陷槽21连通；同时盘体1上还设置有多个弧形压筋12，弧形压筋12处于条形压筋11上方盘体1靠近中部区域，同样的弧形压筋12连接相邻两第一支撑脚2，弧形压筋12的凹陷处与第一支撑脚2的凹陷槽21连通。

相邻两第一支撑脚2的凹陷槽21与条形压筋11、弧形压筋12的凹陷处在盘体1的上端面1a围成了一块第一分隔块13，第一分隔块13能提高盘体1的边缘强度，而像这样的第一分隔块13设置有六块；在每个条形压筋11的凹陷处均设置有加强块14，加强块14连接第一分隔块13与条形压筋11的内壁，从而使第一分隔块13与盘体1边缘关联在一起。

处于盘体1中部还设置与互相垂直分布的横向压筋15与竖向压筋16，横向压筋15与盘体1的两侧边缘相垂直，即横向压筋15与处在两侧边缘的条形压筋11和弧形压筋12相垂直。

横向压筋15连接盘体1中部的第二支撑脚3与第二支撑脚3两侧的两个第一支撑脚2，同样的竖向压筋16连接盘体1中部的第二支撑脚3与第二支撑脚3两侧的两个第一支撑脚2，横向压筋15、竖向压筋16以及两根弧形压筋12将盘体1上端面1a围成了一块第二分隔块18，像这样的第二分隔块18有四块，并且在每块第二分隔块18上均设置有斜向压筋17，斜向压筋17处于横向压筋15与竖向压筋16所成直角的角平分线上。

处于盘体1的两侧边缘中部分别设置有第二压块5，同样第二压块5与第一压块4设置方式相同，从盘体1上端面1a向下端面1b凸设，与盘体1上端面1a形成第二倾斜槽51，第二倾斜槽51连通第一支撑脚2的凹陷槽21，并且与第一支撑脚2的外壁连接。

第一支撑脚2与第二支撑脚3均从盘体1的下端面1b向外延伸呈阶梯状，用于提高抗弯曲强度。

当盘体1的边缘受到轴向载荷时，盘体1的边缘上端面1a会产生一个转矩而发生弯曲，利用第一压块4、第二压块5结合条形压筋11与弧形压筋12的互相连通作用下，使得大部分轴向载荷分散开，提高盘体1边缘的抗弯曲能力，并且支撑脚组的梯形状设置，具有良好的抗弯曲能力，增大了称重能力。

实施例二

一种制造实施例一中的模压托盘的制造工艺，其步骤为：

步骤1：

按质量百分比称取主料70%，辅料30%，主料选用小麦秆，辅料选用花生壳、椰子壳、豆角干三者混合。

步骤2：

将主料与辅料分别投放进入到粉碎机中，将主料与辅料粉碎成颗粒状，颗粒直径在1-2mm之间。

步骤3：

将主料与辅料分别单独经过煤加热烘干机进行干燥处理，干燥后的主料含水率控制在1.5%~2%之间，辅料的含水率控制在2%~2.5%之间，经过煤加热干燥后，由于在烧煤过程中会产生大量浓烟，在浓烟中会掺杂着煤未完全燃烧的颗粒，使得在主料与辅料表面会附着，这些未完全燃烧的颗粒主要成分中会有碳元素，会打磨主料与辅料的颗粒表面，待主料与辅料出烘干机后收集待用。

步骤4：

将主料与辅料分别倒入到搅拌机内进行配料混合形成混料，搅拌机选用为高速搅拌机，在上胶前先搅拌2~3分钟，使得主料与辅料表面原先附着的颗粒物质互相摩擦脱落，并将这些颗粒杂质经过筛选过滤再进行搅拌过程，而在这次搅拌过程中进行上胶，胶水为异氰酸脂利用喷雾系统将胶水从喷枪中以雾状形式喷出使得主料与辅料互相胶合，由于主料与辅料经过碳颗粒的打磨，使得表面较为光滑与平整，使得主料与辅料互相胶合时效果更佳。

步骤5：

将拌胶后的混料均匀铺装到模压模具中。

步骤6：

对混料进行热压，热压温度在120℃之间，压机的压力值为700吨，第一次热压过程为450s,其中保压过程持续400s，再完成第一次热压后脱模，使得混料进行放气过程，放气过程持续3s,待3后进行第二次热压过程，同样第二热压过程为450s,其中保压过程持续400s。

步骤7：

在完成热压后脱模，将模压成型的托盘进行修边，除去边缘多余的飞边。

抗弯曲性能试验：

采用三点弯曲试验,如图3所示，托盘最初阶段负荷与挠度呈正比，在第一次断裂后，负荷立刻下降，并保持挠度几乎不变，托盘的最大负荷在22.12kN，挠度为27.22mm。

下面同尺寸（1200mm x800mm）前提下的承载能力与挠度列表

	负荷（kN）	挠度（mm）
			塑料托盘	17.65	22.31
木质托盘	20.13	18.41

上述所测的负荷属于静载情况下的测试，可以看出塑料托盘相比木质托盘来讲在承载力相对较差，但在挠度上会高于木质托盘。并可以看出本实施例中的托盘相比塑料托盘与木质托盘在承载力与挠度均要优越。

实施例三

一种制造实施例一中的模压托盘的制造工艺，其步骤为：

步骤1：

按质量百分比称取主料100%，无辅料，主料选用小麦秆。

步骤2：

将主料投放进入到粉碎机中，将主料粉碎成颗粒状，颗粒直径在1-2mm之间。

步骤3：

将主料经过煤加热烘干机进行干燥处理，干燥后的主料含水率控制在2%~3%之间，经过煤加热干燥后，由于在烧煤过程中会产生大量浓烟，在浓烟中会掺杂着煤未完全燃烧的颗粒，使得在主料表面会附着，这些未完全燃烧的颗粒主要成分中会有碳元素，会打磨主料的颗粒表面，待主料出烘干机后收集待用。

步骤4：

将主料倒入到搅拌机内进行配料混合形成混料，搅拌机选用为高速搅拌机，在上胶前先搅拌2~3分钟，将主料原先附着的颗粒物质互相摩擦脱落，并将这些颗粒杂质经过筛选过滤再进行搅拌过程，而在这次搅拌过程中进行上胶，胶水为异氰酸脂利用喷雾系统将胶水从喷枪中以雾状形式喷出使得主料与辅料互相胶合，由于主料经过碳颗粒的打磨，使得表面较为光滑与平整，使得主料互相胶合时效果更佳。

步骤5：

将拌胶后的主料均匀铺装到模压模具中。

步骤6：

对主料进行热压，热压温度在120℃之间，压机的压力值为1500吨，第一次热压过程为150s,其中保压过程持续130s，再完成第一次热压后脱模，使得主料进行放气过程，放气过程持续3s,待3后进行第二次热压过程，同样第二热压过程为150s,其中保压过程持续130s。

步骤7：

在完成热压后脱模，将模压成型的托盘进行修边，除去边缘多余的飞边。

实施例四

与实施例一的区别在于，步骤3中采用微波加热，主料与辅料分别经过微波烘干机进行干燥。

实施例五

与实施例一的区别在于，步骤1中选取主料90%，主料选为稻草，辅料10%，辅料选用花生壳和椰子壳两者混合；步骤6中第一与第二热压过程均为300s，其中保压过程270s，放气过程持续5s。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种模压托盘，包括盘体（1）以及多个支撑脚组，其特征在于，所述支撑脚组均开设有凹陷槽（21），支撑脚组包括设于盘体（1）边缘处的多个第一支撑脚（2），处于盘体（1）的四个角处设置有第一压块（4），所述第一压块（4）从盘体（1）上端面（1a）向下端面（1b）凸设并与第一支撑脚（2）的外壁连接，所述第一压块（4）于盘体（1）的上端面（1a）形成第一倾斜槽（41），所述第一倾斜槽（41）与凹陷槽（21）连通；

所述盘体（1）上还设置有第二压块（5），所述第二压块（5）位于两相邻的第一压块（4）之间，且第二压块（5）同样从盘体（1）上端面（1a）向下端面（1b）凸设并与第一支撑脚（2）的外壁连接，第二压块（5）与盘体（1）上端面（1a）形成第二倾斜槽（51），所述第二倾斜槽（51）与凹陷槽（21）连通；所述盘体（1）上还设置有条形压筋（11）以及弧形压筋（12），所述条形压筋（11）与弧形压筋（12）均从盘体（1）的上端面（1a）向下端面（1b）凸设，且条形压筋（11）与弧形压筋（12）连接两相邻的第一支撑脚（2）；

所述支撑脚组还包括处于盘体（1）中部的一个第二支撑脚（3），所述盘体（1）上开设有互相垂直设置的横向压筋（15）以及竖向压筋（16），所述横向压筋（15）与竖向压筋（16）连接第二支撑脚（3）以及与第二支撑脚（3）相邻的第一支撑脚（2）；所述盘体（1）上设置有多个斜向压筋（17），所述斜向压筋（17）处于横向压筋（15）与竖向压筋（16）所成直角的角平分线上。

2.根据权利要求1所述的一种模压托盘，其特征在于，所述条形压筋（11）内设置有加强块（14）。

3.根据权利要求1所述的一种模压托盘，其特征在于，所述支撑脚组均由盘体（1）的下端面（1b）向外依次延伸呈阶梯状。

4.一种生产如权利要求1-3任一项所述模压托盘的制造工艺，按照以下步骤进行：

步骤1：按质量百分比称取主料70~100%，辅料0~30%，所述主料为小麦秆、稻草、玉米杆、油菜杆、棉花杆、甘蔗其中任意一种，所述辅料为花生壳、椰子壳、豆角干任意一种或者其中几种混合；

步骤2：将主料与辅料分开进行粉碎形成颗粒状；

步骤3：将主料与辅料分别经过烘干机烘干；

步骤4：将主料与辅料分别倒入到搅拌机内进行配料混合形成混料，并在搅拌的过程中进行上胶，胶水选用为异氰酸脂，施胶量为混料总质量的1%~8%之间；

步骤5：将混料均匀铺装到模压模具中；

步骤6：对混料进行热压，热压温度在110℃~155℃之间，压力值在600~1600吨之间；

步骤7：脱模修边。

5.根据权利要求4所述模压托盘的制造工艺，其特征在于，步骤3中采用微波烘干干燥方式或者采用煤加热烘干干燥方式。

6.根据权利要求4所述模压托盘的制造工艺，其特征在于，步骤4中采用喷枪方式，以雾状的形式将胶水喷洒到混料上。

7.根据权利要求4所述模压托盘的制造工艺，其特征在于，在步骤6的热压过程中，采用二次热压方式，第一次热压后脱模放气2~5s，再进行第二次热压，每次热压时间在150~480s之间。