CN1663774B - 仿木成形制品的制造装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种可以缩短加工时间的仿木成形制品的制造装置。用纤维素系微粒和热可塑性树脂形成微粒状固态物质的颗粒制造装置设置有混合部分，使纤维素微粒与聚氯乙烯或聚丙烯等热可塑性树脂混合熔融成为混合材料；设置有挤压部分，把这些混合材料挤压出来；设置有切断设备，把挤压出来的混合材料切断成颗粒状；使颗粒制造装置成为在一台装置上进行混合、挤压和切断的结构，从而变成在混合工序后马上进行挤压工序和切断工序，使一系列操作工序缩短，可以缩短加工时间。另外，由于容易获得废木材，装入拆除住宅等建筑时抛弃的废木材、以及其他废木材来制造纤维素系微粒，使资源再循环使用，可以实现资源的有效利用。

Description

仿木成形制品的制造装置
技术领域
本发明是关于制造含有从木材得到的纤维素系微粒和热可塑性树脂的仿木成形制品的仿木成形制品制造装置的发明。
背景技术
最近作为住宅内部部件的顶棚周边框和踢脚板、楼梯护栏、楼梯踏板、窗框、家具、桌子、柜台等都采用仿木成形制品。
这些仿木成形制品是在把天然木材和锯末等破碎后得到的纤维素微粒中混合融入树脂制成颗粒，在成形装置中把这些颗粒制成规定的形状。
其中作为制造颗粒的技术，大家都知道在制造用于汽车内饰件的合成树脂做的喷射成形件时采用的合成树脂颗粒制造技术(专利文献1)。
此专利文献1的技术是把热可塑性树脂和强化细骨料搅拌后，把混合材料提供给挤压成形机，把热可塑性树脂和强化细骨料混合后通过模具挤压出棒状树脂材，在挤压出的棒状树脂材表面附着上蛋白质粉，把它在冷却槽内冷却后制成适当颗粒直径的树脂颗粒的。
[专利文献1]
特开平8-183028号公报(权利要求范围和图1)
可是在专利文献1中，需要把热可塑性树脂和强化细骨料搅拌的装置、把混合材料挤压出制成棒状的装置、使棒状件冷却的装置、切断冷却后的棒状件的装置等多种装置。
为了制造仿木成形制品，由于需要一个个分别进行多种工序的装置，加工时间变长。因此，希望开发出比以往技术缩短加工时间的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以缩短加工时间的仿木成形制品的制造装置。
为此参照附图对本发明的仿木成形制品制造装置进行说明，其特征是，该仿木成形制品制造装置设置有装入木材装置1、装入树脂装置2、预搅拌装置3、颗粒制造装置4、以及成形装置6；其中装入木材装置1用于装入木材，制造纤维素系微粒；装入树脂装置2用于装入热可塑性树脂；预搅拌装置3用于把纤维素系微粒和热可塑性树脂预先混合；颗粒制造装置4用于将在所述预搅拌装置3中已混合的上述纤维素系微粒和上述热可塑性树脂形成微粒的固态物质；成形装置6用于将颗粒制造装置4制造的微粒固态物质制成规定的形状；其中上述颗粒制造装置4具有把上述纤维素系微粒和上述热可塑性树脂混合熔融制成混合材料的功能、把此混合材料挤压出的挤压功能、以及把挤压出来的混合材料切断成颗粒状的切断功能，并且所述颗粒制造装置设置有材料成形通路和至少2根螺杆，所述材料成形通路一端的进料口为开口，另一端的挤压出口为开口，所述螺杆在所述材料成形通路内相互平行设置，在所述挤压出口一侧，所述螺杆中的一根比其他的螺杆长；所述木材装入装置1是由废木材破碎机10、木片储存罐11、去除金属装置12、一次粉碎机13、一次木粉储存罐14、二次粉碎机15、二次木粉储存罐16、以及木粉计量罐17构成；其中用废木材破碎机10破碎的木片储存在木片储存罐11；去除金属装置12从储存在木片储存罐11中的木片中去除金属；一次粉碎机13把在此金属去除装置12中去除了金属的木片进行粗粉碎；用一次粉碎机13粉碎的木粉储存在一次木粉储存罐14中；二次粉碎机15把储存在一次木粉储存罐14的木粉进行细粉碎，制成纤维素系微粒；用二次破碎机15制成的纤维素系微粒储存在二次木粉储存罐16中；木粉计量罐17计量在二次木粉储存罐16中的纤维素系微粒流。
用此结构的发明，首先把用装入木材装置1制造的纤维素系微粒和用装入树脂装置2装入的热可塑性树脂利用预搅拌装置3混合，使供给颗粒制造装置4的材料混合成一定程度，防止在颗粒制造装置4中的混合不充分，然后装入颗粒制造装置4，制成微粒状固态物质后，用成形装置把颗粒制造装置4制造的微粒固态物质制成规定的形状。
用颗粒制造装置4进行制成固态物质时，由于是在同一个装置中进行把纤维素系微粒和热可塑性树脂混合熔融制成混合材料的混合工序、挤压此混合材料的挤压工序、把挤压出来的混合材料切断成颗粒状的切断工序，所以混合工序后马上进行挤压工序以及切断工序，能够缩短工作时间。
其中希望在本发明中设置有把提供给上述颗粒制造装置4的上述纤维素系微粒和上述热可塑性树脂预先混合的预搅拌装置3的结构。
采用此结构的发明，利用预搅拌装置3把纤维素系微粒和热可塑性树脂预先混合，把提供给颗粒制造装置4的材料混合到一定程度，能够防止在颗粒制造装置4中混合不充分的问题。
因此材料能充分混合，提高了用成形装置制造仿木成形制品的质量。
另外，本发明的特征是，木材装入装置1是由废木材破碎机10、木片储存罐11、去除金属装置12、一次粉碎机13、一次木粉储存罐14、二次粉碎机15、二次木粉储存罐16、以及木粉计量罐17构成；其中用废木材破碎机10破碎的木片储存在木片储存罐11；去除金属装置12从储存在木片储存罐11中的木片中去除金属；一次粉碎机13把在此金属去除装置12中去除了金属的木片进行粗粉碎；用一次粉碎机13粉碎的木粉储存在一次木粉储存罐14中；二次粉碎机15把储存在一次木粉储存罐14的木粉进行细粉碎，制成纤维素系微粒；用二次破碎机15制成的纤维素系微粒储存在二次木粉储存罐16中；木粉计量罐17计量在二次木粉储存罐16中的纤维素系微粒流。因此，容易获得废木材，装入拆除住宅等建筑时抛弃的废木材、以及其他废木材来制造纤维素系微粒，使资源再循环使用，可以实现资源的有效利用。
附图说明
图1为根据本发明一种实施方式制造仿木成形制品的装置的简要结构图。
图2为颗粒制造装置的简要断面图。
图3为图2中沿III-III线的箭头所视断面图。
[标号说明]
1     装入木材装置，    2          装入树脂装置
3     预搅拌装置，      4          颗粒制造装置
5     颗粒冷却器，      6          成形装置
40    主体，            40A        切断设备
41    材料成形通路，    42、43     螺杆
42A、43A    混合部分，  42B        挤压部分
具体实施方式
下面用图说明本发明的一种实施方式。
图1表示本实施方式的整体结构。
在图1中，本实施方式的仿木成形制品制造装置有装入木材装置1、装入树脂装置2、预搅拌装置3、颗粒制造装置4、颗粒冷却器5、以及成形装置6；其中装入木材装置1用于装入木材，制造纤维素系微粒；装入树脂装置2用于装入热可塑性树脂；预搅拌装置3用于把纤维素系微粒和上述热可塑性树脂预先混合；颗粒制造装置4用于将使用此预搅拌装置3预先混合的纤维素系微粒和热可塑性树脂形成微粒的固态物质；颗粒冷却器5用于冷却用此颗粒制造装置制造的微粒状固态物质；成形装置6用于把用颗粒冷却器5冷却的微粒固态物质制成规定的形状。
木材装入装置1是由废木材破碎机10、木片储存罐11、去除金属装置12、一次粉碎机13、一次木粉储存罐14、二次粉碎机15、二次木粉储存罐16、以及木粉计量罐17构成。用废木材破碎机10破碎的木片储存在木片储存罐11；去除金属装置12从储存在木片储存罐11中的木片中去除金属；一次粉碎机13把在此金属去除装置12中去除了金属的木片进行粗粉碎；用一次粉碎机13粉碎的木粉储存在一次木粉储存罐14中；二次粉碎机15把储存在一次木粉储存罐14的木粉进行细粉碎，制成纤维素系微粒；用二次破碎机15制成的纤维素系微粒储存在二次木粉储存罐16中；木粉计量罐17计量在二次木粉储存罐16中的纤维素系微粒流。
用木材装入装置1装入的木材例如可以是拆除住宅等建筑物时拆掉的废木料、拆除家具时的废木料、建设建筑物时扔掉的木材头、锯末等废木材。
废木材破碎机10是在混有金属等杂物情况下进行破碎的，破碎后的废木材暂时放置在木片储存罐11中，然后送到去除金属装置12。
去除金属装置12设置有把从木片储存罐11来的木片进行输送的木片输送装置120、从用此木片输送装置120送来的木片中去除铁的除铁机121、以及从去除铁的废木料中挑选不锈钢的不锈钢挑选机122和挑选有色金属的有色金属挑选机123。
在二次木粉储存罐16和木粉计量罐17之间设置有筛分机18，此筛分机18的结构是用二次粉碎机15粉碎后，在二次木粉储存罐16中储存的木粉在达到规定粗细的情况下，输送到木粉计量罐17，达不到规定粗细的情况下，输送到一次木粉储存罐14。
树脂装入装置2是装入适宜的热可塑性树脂的装置，例如装入聚氯乙烯(PVC)和聚丙烯(PP)，设置有计量聚氯乙烯的PVC计量罐20和计量聚丙烯的PP计量罐21。
这些罐20、21分别设置有用于从原材料投放装置投放树脂的料斗22，原材料投放装置在图中没有表示。
在本实施方式中适宜的热可塑性树脂除了聚氯乙烯和聚丙烯外，还可以举出聚乙烯、发泡氯乙烯、聚苯乙烯、ABS等。此外这些热可塑性树脂可以使用新制造的树脂，也可以使用废树脂，例如从食物饮料等食品的容器和包装、托盘等得到的废树脂。这些废树脂也可以使用从中间处理行业的人得到的工业废弃物的聚丙烯(PP)托盘、汽车的缓冲器、农业用的乙烯树脂等，把这些废料做成薄片状，作为原料使用。
预搅拌装置3的结构设置有木粉树脂料斗30、辅料装入罐32～35、辅料料斗36、37、预搅拌机38。木粉树脂料斗30存放用木粉计量罐17计量的纤维素系微粒、分别用PVC计量罐20和PP计量罐21计量的聚氯乙烯和聚丙烯；辅料装入罐32～35用于装入与聚氯乙烯和聚丙烯混合的辅料；辅料料斗36、37存放装入这些辅料装入罐32～35的辅料；预搅拌机38把装入木粉树脂料斗30和辅料料斗36、37的纤维素系微粒、聚氯乙烯、聚丙烯和辅料混合。
辅料装入罐32～35中装入的辅料例如有聚氯乙烯的强化剂和聚丙烯的强化剂、无机颜料以及其他的添加剂。纤维素系微粒上涂满强化剂和无机颜料。
预搅拌机38是使纤维素系微粒、聚氯乙烯、聚丙烯和添加剂成为充分混合的状态，是具有螺杆等适当的搅拌设备的结构。
在本实施方式中例如可以规定废树脂、废木材、其他材料的比例为废树脂25～30％、废木材51～55％、其他材料为20％以下。
颗粒制造装置4具体结构示于图2和图3。
图2为简略表示颗粒制造装置4的断面图，图3为图2中沿III-III线箭头方向的断面图。
在图2中颗粒制造装置4设置有主体40、材料成形通路41、螺杆42、43、脱气设备44、流量调整阀45、以及切断设备40A。在此主体40上大体沿直线制成材料成形通路41；2根螺杆42、43在此材料成形通路41内相互平行设置；脱气设备44排放材料成形通路41内的空气；流量调整阀45设置在主体40上；切断设备40A设置在材料成形通路41下游一侧。
材料成形通路41一端的进料口41A为开口，另一端的挤压出口41B为开口，在进料口41A上方设置有料斗46。此料斗46是用于存放预搅拌机38混合了的材料。
2根螺杆42、43都设有把纤维素系微粒和热可塑性树脂混合熔融成混合材料的混合部位42A、43A，这些混合部位42A、43A是规定螺距的螺旋部位47A和异形形状的高速回转混合部位47B交替设置的，是相反转动的结构。适当设定这些螺杆42、43的转数(例如300rpm)。在本实施方式中混合部位42A、42B起到混合功能的作用。
高速回转混合部位47B的螺距比螺旋部位47A的螺距大，其断面呈椭园形(参照图3)。
如图2所示，在挤压出口一侧螺杆42比另一个螺杆43长。
螺杆42相对于螺杆43长的部分是挤出部分42B，此挤出部分42B具有在单轴上把在混合部分42A、43A混合的材料向挤压出口41B挤压的挤压功能。
流量调整阀45是调整搅拌部分42B附近流量的部件。
脱气设备44是把材料成形通路41内的空气排出的设备，设置有在混合部分42A、43A对面的开放式通气孔44A、在搅拌部分42B对面的真空脱气通气孔44B。
切断设备40A是起到把在挤压部分42B挤压出来的材料切断成规定尺寸颗粒状的切断功能的设备，其结构具有设在挤压出口41B的网孔和沿此网孔平面移动的切断器。其中网孔是把挤压出来的筒状混合材料沿轴向切断的，切断器是把混合材料切断成规定的长度。
在图1中颗粒冷却器5与颗粒制造装置4的挤压出口41B连接，是把用颗粒制造装置4制造的规定温度(例如150℃)粉状固态物质冷却到低温(例如50℃～60℃)。
颗粒冷却器5可以采用在存放高温状态粉状固态物质的料斗四周，设置有可以流动冷却水的冷却管等适当的结构。
颗粒冷却器5与旋流型存放装置51连通。
此旋流型存放装置51利用离心分离的作用，可以有效地存放粉状固态物质，用颗粒冷却器5冷却的固态物质用旋流型存放装置51临时存放后，存放在复合输送载物台52中。
成形装置6设置有挤压机60、模具装置61、取出机构62、切断装置63。挤压机60把存放在复合输送载物台52中的固态物质变成熔融状态进行挤压；模具装置61是用于使用此挤压机60挤压的熔融物质成形为规定形状，制作成仿木成形制品；取出机构62把用此模具装置61成形的仿木成形制品取出；切断装置63是把用此取出机构62取出的仿木成形制品切断成规定的尺寸。
挤压机60在把从料斗60A装入的固态物质用加热筒熔融，加热筒在图中没有表示，同时用螺杆把熔融物质挤压出来，螺杆在图中没有表示。挤压机60中成形温度为180～220℃。成形温度超过220℃的话，因高温会引起熔融物质发生炭化等变化。成形温度低于180℃的话，因固态物质软化不充分，使混合不均匀。
模具装置61要把它的前端预先加热，底端一侧是冷却的。在模具装置61挤压出来的熔融材料冷却固化，变成仿木成形制品。
切断装置63的结构是用切断器等把仿木成形制品切成规定的尺寸，切断器在图中没有表示。
靠近切断装置63设置有表面加工装置，表面加工装置在图中没有表示。此表面加工装置设置有在仿木成形制品表面进行轧纹加工的轧纹加工机、在经过轧纹加工的仿木成形制品表面用砂纸等形成划伤的发线加工机。
轧纹加工机具有转动轴和可绕此转动轴转动的园筒形轧纹转动部件，在仿木成形制品表面形成很多的槽。
靠近表面加工装置设置有在仿木成形制品表面涂敷涂料进行着色的着色装置(图中没有表示)，靠近此着色装置设置有使涂料干燥的干燥装置(图中没有表示)。
因此采用本实施方式可以具有以下的作用和效果。
(1)用纤维素系微粒和热可塑性树脂形成微粒状固态物质的颗粒制造装置4设置有混合部分42A、45A，使纤维素微粒与聚氯乙烯或聚丙烯等热可塑性树脂混合熔融成为混合材料；设置有挤压部分42B，把这些混合材料挤压出来；设置有切断设备40A，把挤压出来的混合材料切断成颗粒状，使颗粒制造装置4成为在一台装置上进行混合、挤压和切断，所以变成在混合工序后马上进行挤压工序和切断工序，使一系列操作工序缩短，可以缩短加工时间。
(2)由于设置了把向颗粒制造装置4提供的纤维素系微粒和热可塑性树脂预先混合的预搅拌装置3，使向颗粒制造装置4提供的材料混合成一定状态，能防止在颗粒制造装置4中混合操作不充分的问题，因此提高了用成形装置6成形的仿木成形制品的质量。
(3)颗粒制造装置4设置有一端的进料口为开口，另一端的挤压出口为开口的材料成形通路41，以及在材料成形通路41相互平行设置的2根螺杆42、43。在挤压出口一侧，由于这些螺杆42、43中的1根比另一根螺杆长，螺杆42、43相互对置的长度相同的部分主要具有混合材料的混合功能，而且螺杆42的一根比螺杆43的一根长的部分主要具有把材料挤压出去的挤压功能，用这个长的部分42B进行挤压的工序能抑制材料的过热。因此能抑制挤压工序中产生热，所以能够防止伴随用颗粒制造装置4制造材料的过热造成的质量不好的问题。
(4)颗粒制造装置4由于设置了把材料成形通路41内的空气排出的脱气设备44，能够防止材料成形通路41内过热，从这一点也可以防止混合材料过热，可以提高材料的质量。
(5)作为脱气设备44是具有设在挤压部分42B对面的真空脱气通气孔44B的结构，能抑制材料成形通路41内的过热，可以在挤压工序中适宜的温度下进行挤压。
(6)由于设置有冷却用颗粒制造装置4制造的微粒状固态物质的颗粒冷却器5，所以采用颗粒冷却器5与自然冷却相比，可以在短时间冷却用颗粒制造装置4制造的微粒状固态物质，所以可以在短时间内转换到下一个工序的用成形装置6进行成形的工序，因此可以进一步缩短成形的时间。
(7)混合部位42A、43A具有异形形状的高速回转混合部位47B，此高速回转混合部位47B的螺距比螺旋部位47A的螺距大，其断面呈椭园形，可以在高速下进行材料混合。因此能缩短颗粒制造装置4中材料混合工序的作业时间，从这一点上可以使仿木成形制品加工时间变短。
(8)由于装入木材装置1做成可以装入废木材的结构，由于能装入拆除住宅等建筑时抛弃的废木材和其他废木材，来制造纤维素系微粒，使资源再循环使用，可以实现资源的有效利用。
(9)装入树脂装置2由于做成可以装入废树脂的结构，从这一点也可以使资源再循环利用，可以实现资源的有效利用。
本发明并不限定于上述的实施方式，在能达到本发明目的的范围内的变化和改良等都是包括在本发明中的内容。
例如上述实施方式中做成设置有预先把纤维素系微粒和热可塑性树脂进行混合的预搅拌装置3的结构，在本发明中也可以采用省略预搅拌装置3的结构。在省略预搅拌装置3的时候，也可以用手搅拌纤维素系微粒和热可塑性树脂。
采用了在旋流型存放装置51临时存放用颗粒冷却器5冷却的固态物质的结构，在本发明中也可以采用普通的罐代替旋流型存放装置51。
此外在本发明中螺杆的根数并不限定是2根，3根、4根或更多的根数也可以。
采用了从废木材得到纤维素系微粒，但不限于此，也可以利用把木材、甘蔗渣、稻草等天然材料经粉碎得到的材料。
在本发明中根据需要也可以冷却搅拌部分42B附近的主体40。例如也可以在主体40的搅拌部分42B附近设置通冷却水的冷却管。
[发明的效果]
如上所述，采用本发明有如下效果。
本发明的一种实施方式设置有装入木材装置、装入树脂装置、颗粒制造装置、以及成形装置；其中装入木材装置用于装入木材后制造纤维素系微粒；装入树脂装置用于装入热可塑性树脂；颗粒制造装置用于将上述纤维素系微粒和上述热可塑性树脂制成粉状固态物质；成形装置用于将颗粒制造装置制造的粉状固态物质制成规定的形状；上述颗粒制造装置具有把上述纤维素系微粒和上述热可塑性树脂混合熔融后制成混合材料的混合功能、挤压此混合材料的挤压功能、以及把挤压出来的混合材料切断成颗粒状的切断功能；所述木材装入装置是由废木材破碎机、木片储存罐、去除金属装置、一次粉碎机、一次木粉储存罐、二次粉碎机、二次木粉储存罐、以及木粉计量罐构成；其中用废木材破碎机破碎的木片储存在木片储存罐；去除金属装置从储存在木片储存罐中的木片中去除金属；一次粉碎机把在此金属去除装置中去除了金属的木片进行粗粉碎；用一次粉碎机粉碎的木粉储存在一次木粉储存罐中；二次粉碎机把储存在一次木粉储存罐的木粉进行细粉碎，制成纤维素系微粒；用二次破碎机制成的纤维素系微粒储存在二次木粉储存罐中；木粉计量罐计量在二次木粉储存罐中的纤维素系微粒流；用颗粒制造装置进行形成固态物质时，由于把纤维素系微粒和热可塑性树脂混合熔融后制成混合材料的混合工序、挤压此混合材料的挤压工序、把挤压出来的混合材料切断成颗粒状的切断工序在同一装置中进行，混合工序后马上进行挤压工序、切断工序，能缩短加工时间；而且，容易获得废木材，装入拆除住宅等建筑时抛弃的废木材、以及其他废木材来制造纤维素系微粒，使资源再循环使用，可以实现资源的有效利用。

Claims (3)

1.一种仿木成形制品制造装置，其特征是，设置有装入木材装置、装入树脂装置、预搅拌装置、颗粒制造装置、以及成形装置；其中装入木材装置用于装入木材，制造纤维素系微粒；装入树脂装置用于装入热可塑性树脂；预搅拌装置用于把纤维素系微粒和热可塑性树脂预先混合；颗粒制造装置用于将在预搅拌装置中已混合的上述纤维素系微粒和上述热可塑性树脂形成微粒的固态物质；成形装置用于将颗粒制造装置制造的微粒固态物质制成规定的形状；其中上述颗粒制造装置具有把上述纤维素系微粒和上述热可塑性树脂混合熔融制成混合材料的功能、把此混合材料挤压出的挤压功能、以及把挤压出来的混合材料切断成颗粒状的切断功能，并且所述颗粒制造装置设置有材料成形通路和至少2根螺杆，所述材料成形通路一端的进料口为开口，另一端的挤压出口为开口，所述螺杆在所述材料成形通路内相互平行设置，在所述挤压出口一侧，所述螺杆中的一根比其他的螺杆长；所述木材装入装置是由废木材破碎机、木片储存罐、去除金属装置、一次粉碎机、一次木粉储存罐、二次粉碎机、二次木粉储存罐、以及木粉计量罐构成；其中用废木材破碎机破碎的木片储存在木片储存罐；去除金属装置从储存在木片储存罐中的木片中去除金属；一次粉碎机把在此金属去除装置中去除了金属的木片进行粗粉碎；用一次粉碎机粉碎的木粉储存在一次木粉储存罐中；二次粉碎机把储存在一次木粉储存罐的木粉进行细粉碎，制成纤维素系微粒；用二次破碎机制成的纤维素系微粒储存在二次木粉储存罐中；木粉计量罐计量在二次木粉储存罐中的纤维素系微粒流。
2.如权利要求1所述的仿木成形制品制造装置，其特征为：上述颗粒制造装置设置有排出上述材料成形通路内空气的脱气设备。
3.如权利要求1或2所述的仿木成形制品制造装置，其特征为：设置有用于冷却上述颗粒制造装置制造的粉状固态物质的颗粒冷却器。
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