CN113021837B - 一种具有共挤增强材料的实心发泡板挤出模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有共挤增强材料的实心发泡板的挤出模具，模具由包含模具进料板、流道形成板、模具出料板在内的多个模具板对接而成；所述模具设有主流道、增强材料通道和共挤流道，所述的主流道、增强材料通道和共挤流道在模具内彼此独立；主流道沿模具的轴线方向贯通设置；增强材料通道包括分布于主流道两侧的第一通道和第二通道，并在模具出料板形成位于主流道出料口两侧的两个出料口；共挤流道在模具出料板形成表层出料口，表层出料口为矩形环结构并套设在所述的主流道出料口周围，并且增强材料通道的两个出料口设置在主流道出料口与表层出料口之间。本发明通过具有三种独立流道或通道的模具进行生产，降低了生产中的故障率。

Description

一种具有共挤增强材料的实心发泡板挤出模具

技术领域

本发明属于地板制造领域，具体地，涉及一种具有共挤增强材料的实心发泡板挤出模具。

背景技术

发泡地板在实际应用中具有质地轻、成本较低的优点，但由于其内部的发泡结构，地板的物理强度会有所降低，因此人们在发泡地板中添加一层增强材料，例如玻纤布，来增强其强度。同样结构，同样尺寸的板材，共挤增强材料后的板材，弯曲破坏载荷增加100%左右，抗弯强度增加60%左右，抗弯弹性模量增加50%左右，各方面性能都能显著提高，可以很好的用到一些特殊场地。而共挤增强材料的添加对生产工艺有了新的要求。

常规的能生产具有共挤增强材料的地板的模具大致可分为三个部分：1：主流道，主流道负责提供板材中部的材料挤出；2：夹层通道，也就是增强材料的通道，该通道是位于主流道的上下面，与主流道呈一定夹角便于增强材料与模具的上下面穿入模具；3：共挤流道，既地板最外侧包裹层流道，该层流道位于模具的最前端，通过另外一台挤出机供料，通过共挤的方式包裹住芯层材料和芯层上下面的增强材料。如公开号为CN210705944U的专利提供的一种玻纤内增强木塑板挤出模具，该模具的中部有一个贯通的主流道，模具的侧边分别开设玻纤通道以及皮层通道，且玻纤通道均连通至主流道中。该模具结构虽然解决了将增强材料添加至地板中的技术问题，但是也存在着一些缺点，比如主流道中为了实现进出料，需要对芯层料施加压力，而玻纤通道以及皮层通道与主流道相通，一但玻纤通道和皮层通道的外部压力低于主流道内部压力，芯层料便会逆流至皮层通道和玻纤通道中，使通道发生堵塞，导致生产停滞，且皮层通道和玻纤通道与芯层通道的相接处口径较小，一但发生堵塞，维修难度较高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种具有共挤增强材料的实心发泡板挤出模具，该模具具有相互独立的主流道、增强材料通道和共挤流道，在模具中物料互不相融，杜绝了芯层物料因为高压问题逆流至共挤流道与增强层流道中的问题，使生产稳定性大大提升。

具体地，本发明采用了以下技术方案：

一种具有共挤增强材料的实心发泡板的挤出模具，由包含模具进料板、流道形成板、模具出料板在内的多个模具板对接而成；所述模具设有主流道、增强材料通道和共挤流道，其特征在于：所述的主流道、增强材料通道和共挤流道在模具内彼此独立；所述的主流道沿模具的轴线方向贯通设置；所述的增强材料通道包括分布于主流道两侧的第一通道和第二通道，所述的第一通道和第二通道在模具出料板形成位于主流道出料口两侧的第一出料口和第二出料口；所述的共挤流道在模具出料板形成表层出料口，所述的表层出料口为矩形环结构并套设在所述的主流道出料口周围，并且所述的第一出料口和第二出料口设置在主流道出料口与表层出料口之间。

这里的矩形环装结构指的是一个四周形成封闭环，中间具有空腔的矩形结构，以一种实施方式为例，设置一个长宽分别为10cm和5cm的矩形以及一个长宽分别为8cm和4cm的矩形，两个矩形同心，则两个矩形之间会存在夹层区域，夹层区域即为所述的矩形环装结构，通过该结构出料时将形成一个内部具有空腔，外部具有矩形封闭结构的表层套壳。需要说明的是，上下文中对于本发明的描述是基于模具的各个板块组装完成后的状态的，其中模具进料板指的是与挤出机对接的模具板块，例如本发明的芯层和表层物料均需要通过共挤机进料，因此模具上设有对应进料板；在流道形成板上，通过加工会形成各种通道或流道，每一块流道形成板上具有流道的其中一段结构，将多个流道形成板对接组装，使各段流道相互连通，即可形成完整流道；模具出料板用于汇聚和集合各流道的出料口，本发明具有表层出料口、主流道出料口、第一出料口和第二出料口，这四个出料口在模具出料板上汇集至一个相对较小的区域，并以形成地板结构雏形的方式出料。

本发明的主流道、增强材料通道和共挤流道在模具中互不相通，主流道位于模具的中心轴线且从左至右贯通模具，两个增强材料通道设置在主流道相对两侧，增强材料通道的出料口设置在贴近主流道出料口的地方，共挤流道的出料口将主流道和增强层通道的出料口包裹在内部，使得共挤流道出料时形成封闭的套状结构，芯层和增强材料被封闭在套中，从而使最终出料时形成初步定型的地板结构，即表层包裹芯层，芯层上下面与表层之间插入增强材料。需要说明的是，本发明为挤出模具，在模具中芯层不发生发泡或仅发生少量发泡，当三个通道的物料挤出时，三个物料之间并未形成紧密结构，需要在挤出模具的挤出端接入一个定型模具，随后芯层发生发泡，使表层、芯层和增强材料之间发生结合，定型模具根据所生产地板的规格设计即可。通过本方法，三种物料只有在共同挤出并进入定型模具中之后才会发生直接接触，不会出现现有技术中的芯层料逆流等事故，使得生产稳定性和连续性提高。

进一步地，所述的主流道出料口为矩形结构，矩形结构长边的中部较两端向内凹陷，在相应的表面分别形成两个嵌口，所述的第一出料口和第二出料口分别设置于两个嵌口处；使得第一出料口和第二出料口的外侧面与所述的主流道出料口矩形结构长边的非凹陷部分齐平。

这里的矩形结构并非数学意义上的矩形，而是指轮廓大致上为具有长边和宽边的形状。通过嵌口结构可以使增强材料嵌入芯层结构之中，从而保证地板结构正常。以常规的芯层挤出为对比，芯层为一个长方体结构，若直接在长方体结构上下表面贴上增强材料，会因为增强材料的存在导致局部厚度增大，进行表层包覆后形成凸起，导致地板外观异常，而嵌口可以容纳增强材料保证地板平整性。从另一方面，因为嵌口的设计增强材料外表面与芯层长边表面在同一平面上，因此地板大体上只分为两层，即芯层和表层， 相较于表层-增强材料-芯层这种三层结构，发生脱层的概率更低，结构稳定性更好。

进一步地，所述模具还包括设置在所述主流道内部的空心芯棒结构，所述空心芯棒结构包括芯棒本体和设置在芯棒本体内部的若干个并排设置的通料单元，所述通料单元的出口与所述模具出料板的端口齐平或者伸出所述模具出料板的端口。

通过将主流道出料口分隔为多个通料单元出料，可以使芯层料发泡更均匀，因为相邻通料单元之间会产生间隙，该间隙为发泡提供了空间，若出料口不进行分隔，通过一个大的出料口整体出料，会导致中间部分的芯层料发泡更加困难，影响发泡均匀性；此外多个小的通料单元可以使芯层物料在流道中挤出时更加均匀，不会在流道中因为挤出机进料量的波动而出现内部空腔或在物流流动时产生紊流；再者，通料单元口径较小，可以有效抑制芯层料在模具内的发泡反应，使芯层料在从出料口出料之后再进行发泡，从而为表层、芯层和加强层之间的结合提供一个内部压力。通料单元与模具出料板端口齐平或伸出是为了放止在端口处芯层物料发生回流而进入加强材料通道中。

进一步地，所述的模具内还设有若干个排气通道，所述的排气通道一端连通至主流道出料口并形成若干个入气口，所述的入气口设置于相邻两个通料单元之间，排气通道另一端连通至流道形成板侧边形成出气口。由于本方法区别于现有技术，在模具内形成三个独立的通道，因此在模具的出料口处，三个通道的物料之间具有一定的间隙，间隙中将会填充有空气，若直接进行后续成型，层与层之间将会形成气泡和气孔，影响产品的质量，导致残次率上升，而排气通道的设置可以解决此问题。

进一步地，所述的增强材料通道包括输入段和输出段，所述的输入段的增强材料进料口设置在流道形成板上，并且输入段与所述的主流道的夹角沿着物料进给方向逐渐变小直至为零，所述的输入段向内延伸时与主流道的夹角逐渐减小，并形成与所述的主流道平行的输出段。上文中所述的第一通道和第二通道指的是增强材料通道分为两个结构相同的通道，从两个通道中分别入料，而此处所述的输入段和输出段指的是对单个通道的结构描述。增强材料通道整体上呈曲线，与主流道的夹角并非某个固定数值，在输入段上任取若干个点，如n1、n2、n3、n4和n5，n1至n5逐渐靠近模具的出料端，将其中任意两个点相连，形成一条直线，该直线将会与主流道的轴线形成夹角，所取的两点越靠近模具的出料端，该夹角将会越小，例如，将n4与n5连线，该连线主流道形成夹角，该夹角记为a45，按照同样的规则，分别得到a12、a23和a34，则有数学关系：a45>a34>a23>a12。

进一步地，所述的输入段的通道口径由增强材料进料口沿着增强材料的输送方向逐渐减小，所述的输出段通道口径保持不变。输入段口径较大可以方便进料，输出段口径较小可以对增强材料进行定型定位，保障挤出时的稳定性。增强材料通道区别于主流道和共挤流道的地方在于，增强材料，如玻纤增强材料，通常为层状固体，并不需要通过挤出机进行挤出成型，因此进料时需要设置口径较大的输入端保证材料便于填装，而后续的输出段则用于定型，若没有口径限制，增强材料的布状结构将会出现折叠或拱起等现象，影响后续加工。

进一步地，所述的主流道包括依次连通的加压段、稳流段和出料段，所述的加压段口径先逐渐缩小后逐渐扩大，所述的稳流段口径先保持不变随后逐渐缩小至与出料段相同，所述的出料段口径保持不变；所述的空心芯棒结构设置于出料段。上述的加压段口径先由大到小再由小到大，呈喇叭状，该结构被称为拉瓦尔喷管，根据拉瓦尔喷管的原理，物料在口径逐渐减小的部分，即收敛部分，流动时，物料流速会逐渐增大，而在口径逐渐增大的部分，即扩张部分，流动时物料的流速减缓，但是压力会逐渐上升，从而一方面为物料挤出提供推动力，另一方面限制芯层料在模具内的发泡。后续的稳流段前半部为一段直管，在该部分物料的流速、压力等会趋于稳定，随后再将物料导入至狭小的出料段中，使物料挤出较为稳定。

进一步地，所述的共挤流道包括相互连通的入料段、流延段和成型段，所述的入料段的主体部分开设在模具的第一流道形成板上，流延段主体开设在模具的第二流道形成板上，成型段开设在模具的出料板上；所述的入料段形成两个分支通道，所述的流延段分为相互连通的两个形成在分支通道出口到模具出料板内端面之间的斜面状通道。常规的共挤流道入料方式是通过一个通道入料，并通过该管道将表层物料注入至矩形环装结构中，该方法的缺陷在于，由于物料流动速度的原因，形成矩形环时靠近入料通道的部位与远离入料通道的部位的表层物料获得量不同，从而导致矩形各部位厚度不均匀，本发明通过两个斜面状通道，使表层物料呈瀑流状进入至矩形环装结构中，从而实现表层物料的均匀进料。

进一步地，所述的流延段的斜面状通道由第二流道形成板的外端面与模具出料板的内端面对接拼合而成。

进一步地，所述的成型段横截面的矩形环状结构沿出料方向大小逐渐收缩，并在模具出料板上形成所述的表层出料口。成型段的收缩一方面是为了在模具的收尾端更好地包裹住芯层和增强材料，防止结构过于松散提高后续定型难度，另一方面收缩使得成型段的横截面流道口径逐渐变小，从而对表层材料产生逐渐增强的压力，提高表层材料在收尾端挤出时的物理强度，防止因为其物理强度太低导致表层破损。

本发明除使用的模具与现有技术具有区别以外，生产流程与现有技术也存在差异。现有技术直接在主流道中发泡，并且发泡料在主流道中流动时，便会被贴合加强材料与表层材料，当芯层料从模具出料端挤出时，已经得到基本成型的三层结构地板，只需进行后续冷却固化等操作即可得到地板成品。而本发明的物料在模具中互不干涉，并在模具的出料端分别独立出料，因此在模具的出料端需要外接一个定型模，该定型模内部腔被设计成地板单元最终成品所需的大小，使出料后的芯层发泡后恰好能得到所需的地板单元的形状，此外，定型模还可设置压力及温度调节装置，以便地板更好地成型。

综上所述，应用本发明技术方案可以取得以下有益效果：

1、本发明通过将主流道、增强材料通道和共挤流道独立设置，三种物料在模具的收尾端挤出后才发生汇聚，相较传统的直接将三者通道连通，本发明生产稳定性和安全性更高，不会因为芯层受高压反流至增强材料通道或共挤流道中导致增强材料通道或共挤流道发生堵塞。

2、本发明的芯层通过空心芯棒结构进行出料，由于空心芯棒结构内部空间较为狭小，可以对芯层材料进行增压而阻碍芯层材料在模具内的发泡，从而使发泡反应过程发生在挤出后的定型模中，通过发泡产生的膨胀效果使芯层、增强材料和表层发生贴合，实现定型效果。

3、本发明芯层出料时通过空心芯棒结构进行出料，芯棒内部形成多个通料单元，使出料后的芯层材料也分隔为多个芯层料单元，相邻两个芯层料单元之间会留有间隙，从而使每个芯层料单元均具有空间进行发泡，得到发泡更加均匀的芯层，而常规挤出方法包裹于中间部分的芯层材料因为受到其他部分芯层材料的限制，会产生不均匀发泡，影响芯层质量。

4、本发明的通过两个分支通道和斜面状通道进行表层进料，使表层进料更加均匀，挤出后的表层各部分厚度更加一致；表层物料挤出之前通过一个口径逐渐收缩的出料段对其进行加压，使表层挤出后物理强度更高，不易发生破损，能更好的包覆芯层和增强材料。

附图说明

图1为本发明实施例的轴截面正视图其一；

图2为本发明实施例的轴截面正视图其二；

图3为本发明实施例的收尾端侧视图及主流道出料口侧视图；

图4为本发明实施例的共挤流道的分支通道径截面侧视图；

图中，1-主流道，2-增强材料通道，3-共挤流道，01-端口，02-第一流道形成板，03-第二流道形成板，11-主流道出料口，12-空心芯棒结构，13-排气通道，21-第一通道，22-第二通道，31-表层出料口，101-加压段，102-稳流段，103-出料段，111-嵌口，121-通料单元，201-输入段，202-输出段，211-第一出料口，221-第二出料口，301-入料段，302-流延段，303-成型段，3011-分支通道，3021-斜面状通道。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行进一步说明。

实施例

如图1~图4所示，一种具有共挤增强材料的实心发泡板挤出模具，由六个模具板块组装而成，从右至左六个模具板块分别命名为板块一~板块六，其中板块四为模具的第一流道形成板02，板块五为模具的第二流道形成板03。

模具在水平方向上具有一个轴线，主流道1从右至左沿着轴线贯通六个模具板块。主流道1具有加压段101、稳流段102和出料段103三段结构；加压段101位于板块一上，一端与模具外相通，用于连接芯层料挤出机，加压段的管径沿出料方向先由大到小呈收敛状，收敛到一定大小后，管径开始逐渐增大呈扩张状，形成喇叭结构，随后连通至稳流段102；稳流段102位于板块二上，其半段结构为管径不变的一个口径大于稳流段102的直管，后半段口径逐渐收缩，直至口径与稳流段102相同；出料段103从板块三一直贯通至板块六，为一个管径不变但较狭小的直管，出料段103的尾端在板块六上形成主流道出料口11。上述的出料段103内置有一个空心芯棒结构12，所述的芯棒横截面为哑铃状结构，两端较厚中间较薄，中间部位的上下表面对应位置形成两个嵌口111，芯棒的内部开有多个沿出料方向的通孔，每一个通孔构成一个通料单元121，通过上述空心芯棒结构12，出料段103在板块六上形成如图3所示的主流道出料口11，主流道出料口11的上下面各留有一个嵌口111，主流道出料口内部被分隔为一排通料单元121，每个出料单元121均可进行独立出料，在通料单元121之间还分散设置有四个通道13形成的入气口。

模具在板块三侧边设有开口，由开口向模具内部斜向延伸形成了增强材料通道2，增强材料通道2又分为对称设置在主流道1上下方的结构相同的第一通道21和的第二通道22。第一通道21和第二通道22的结构包括输入段201和输出段202两部分，输入段201位于板块三和板块四，该段口径较大，与水平方向的主流道1呈一定夹角斜向设置，随着输入段201逐渐靠近中间的主流道1，输入段201的口径开始逐渐变小，且输入段201与主流道1的夹角逐渐减小，直至与主流道1平行。当输入段201与主流道1达到平行时，输入段201即与输出段202接，输出段202为与主流道1保持平行狭长的平直管道，输出段202贴近主流道1的上下两侧，并嵌入至上述出料端103所设置的芯棒12的嵌口111中，从而在板块六形成如图3所示的第一出料口211和第二出料口221，从图中可以看到，第一出料口211和第二出料口221分别位于主流道出料口11上下的两个嵌口111之中，且第一出料口211和第二出料口221高度与嵌口111的深度相同，从而与主流道出料口11组合成为一个完整矩形。

模具在第四板块上设有一个表层入料接口，表层入料接口于模具内的共挤流道3相通，挤出机可通过表层入料接口向其中进料。共挤流道3分为入料段301、流延和成型段303三部分，入料端301从表层入料接口出发，随后在第四板块的轴截面上分为两个分支通道3011，两个分支通道分别拐至主流道1的上下两侧，随后进入第五板块，并与流延段303相通。如图4所述，在第五板块的径截面上，两个分支通道从上下两侧向流延段中进料，而流延段具有上下对称设置的两个斜面状通道3021，每一个斜面状通道以分支通道为起点逐渐增大，最终连通至出料段303。出料段303从第六板块的内端面起始，逐渐连通至第六板块的外端面，在起始位置，成型段302的矩形环状结构横截面大小较大，随着物料进给方向，横截面大小逐渐减小，当成型段的横截面大小恰好与表层出料口31的横截面一致时，成型段不再收缩，而是与主流道平行并在端口01出形成表层出料口31。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有共挤增强材料的实心发泡板的挤出模具，由包含模具进料板、流道形成板、模具出料板在内的多个模具板对接而成；所述模具设有主流道（1）、增强材料通道（2）和共挤流道（3），其特征在于：所述的主流道（1）、增强材料通道（2）和共挤流道（3）在模具内彼此独立；所述的主流道（1）沿模具的轴线方向贯通设置；所述的增强材料通道（2）包括分布于主流道（1）两侧的第一通道（21）和第二通道（22），所述的第一通道（21）和第二通道（22）在模具出料板形成位于主流道出料口（11）两侧的第一出料口（211）和第二出料口（221）；所述的共挤流道（3）在模具出料板形成表层出料口（31），所述的表层出料口（31）为矩形环结构并套设在所述的主流道出料口（11）周围，并且所述的第一出料口（211）和第二出料口（221）设置在主流道出料口（11）与表层出料口（31）之间；所述的主流道出料口（11）为矩形结构，矩形结构长边的中部较两端向内凹陷，在相应的表面分别形成两个嵌口（111），所述的第一出料口（211）和第二出料口（221）分别设置于两个嵌口（111）处；使得第一出料口（211）和第二出料口（221）的外侧面与所述的主流道出料口（11）矩形结构长边的非凹陷部分齐平；所述模具还包括设置在所述主流道内部的空心芯棒结构（12），所述空心芯棒结构（12）包括芯棒本体和设置在芯棒本体内部的若干个并排设置的通料单元（121），所述通料单元（121）的出口与所述模具出料板的端口（01）齐平或者伸出所述模具出料板的端口（01）。

2.根据权利要求1所述的一种具有共挤增强材料的实心发泡板挤出模具，其特征在于：所述的模具内还设有若干个排气通道（13），所述的排气通道（13）一端连通至主流道出料口（11）并形成若干个入气口，所述的入气口设置于相邻两个通料单元（121）之间，排气通道（13）另一端连通至流道形成板侧边形成出气口。

3.根据权利要求1所述的一种具有共挤增强材料的实心发泡板挤出模具，其特征在于：所述的增强材料通道（2）包括输入段（201）和输出段（202），所述的输入段（201）的增强材料进料口设置在流道形成板上，并且输入段（201）与所述的主流道（1）的夹角沿着物料进给方向逐渐变小直至为零，所述的输入段（201）向内延伸时与主流道（1）的夹角逐渐减小，并形成与所述的主流道（1）平行的输出段（202）。

4.根据权利要求3所述的一种具有共挤增强材料的实心发泡板挤出模具，其特征在于：所述的输入段（201）的通道口径由增强材料进料口沿着增强材料的输送方向逐渐减小，所述的输出段（202）通道口径保持不变。

5.根据权利要求1所述的一种具有共挤增强材料的实心发泡板挤出模具，其特征在于：所述的主流道（1）包括依次连通的加压段（101）、稳流段（102）和出料段（103），所述的加压段（101）口径先逐渐缩小后逐渐扩大，所述的稳流段（102）口径先保持不变随后逐渐缩小至与出料段（103）相同，所述的出料段（103）口径保持不变；所述的空心芯棒结构（12）设置于出料段（103）内。

6.根据权利要求1所述的一种具有共挤增强材料的实心发泡板挤出模具，其特征在于：所述的共挤流道（3）包括相互连通的入料段（301）、流延段（302）和成型段（303），所述的入料段（301）的主体部分开设在模具的第一流道形成板（02）上，流延段（302）主体开设在模具的第二流道形成板（03）上，成型段（303）开设在模具的出料板上；所述的入料段（301）形成两个分支通道（3011），所述的流延段（302）分为相互连通的两个形成在分支通道（3011）出口到模具出料板内端面之间的斜面状通道（3021）。

7.根据权利要求6所述的一种具有共挤增强材料的实心发泡板挤出模具，其特征在于：所述的流延段（302）的斜面状通道（3021）由第二流道形成板（03）的外端面与模具出料板的内端面对接拼合而成。

8.根据权利要求6所述的一种具有共挤增强材料的实心发泡板挤出模具，其特征在于：所述的成型段（303）横截面的矩形环状结构沿出料方向大小逐渐收缩，并在模具出料板上形成所述的表层出料口（31）。

Images