CN202755816U - 使用增强和填充材料的整体结构生产的高保温隔音型材 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了使用增强和填充材料的整体结构生产的高保温隔音型材。具体地，提供一种可用于窗和门系统的高保温隔音型材，使用挤出方法以整体结构制成，其外部包覆用于提高强度的聚合物共混材料，内部包覆PVC材料。制成所述型材材料为聚氯乙烯，因具有长使用寿命和耐用性。所述型材不仅具有聚氯乙烯的所有优点，而且它是在生产过程中具有机械和劳动力优势的产品，可高效地保温和隔音，尤其在接合拐角处具有提高的强度。由于具有由聚合物共混材料和由有机或无机纤维增强的聚合物复合共混物制成、高保温和隔音性的、置于型材内部的支承元件(2,7)，故型材能百分百回收利用、对环境友好的、对人体健康无害。

Description

使用增强和填充材料的整体结构生产的高保温隔音型材

技术领域

本实用新型涉及用于窗和门系统的型材。

特别地，本实用新型涉及具有高保温性且隔音的型材，不同的材料熔融在空的内部，PVC材料在上表面(或外表面)，填充材料和/或增强材料在内部，并通过在生产过程中同时引入这些材料而获得整体结构。

背景技术

目前，由于具有优异的性能，如高耐用性、易于清洁、和绝缘性，聚氯乙烯(PVC)材料常被用于门窗系统。称为支承板的辅助构件被用于PVC型材内部以增强耐用性。所述支承板与主型材分别生产，随后通过将支承板放入型材内制成门或窗系统。

放置在PVC型材内部以提高强度的支承板由金属材料制成，会导致腐蚀，引起型材重量的增加，并增加劳动力成本。另一方面，它带来许多缺点，如购买额外的机器和设备。

在另一方面，采用金属材料制成的支承板需要被切短，以便放置在型材内。因此，各支承板没有熔接在一起，在各拐角处保持各自独立。不能在拐角处实施接合工艺，并且支承板在型材内部仍为片段会导致拐角处强度显著降低。因此，型材的拐角部分易受外部冲击并损坏。

同时，放置在型材内的支承板导致热量损失，因为它们易导热。考虑到安装PVC窗型材的最重要原因是以健康的方式提供保温和隔声，由用于增强PVC窗型材的支承板所引起的热量损失阻碍了该目的实现。

另一主题是包括PVC型材的支承板的回收利用困难。从工业和世界经济的角度看，这些型材的回收被认为是高价值的。众所周知，PVC的原料是石油。在世界上，作为原材料和能源，石油的经济价值日趋递增，因此为确保采集和积累和环境效益，节约能源是重要的。此外，据调查PVC原料生产的产品需要超过1000年才能消失。考虑到这些，此类产品的回收利用成为必要。该方面的问题使我们去考察花费在回收设施上的能源和劳动力成本。在使安装在PVC型材上的支承板成为一个接一个的由劳力可拆解的形式时，可以完成支承板的回收利用。之后，PVC型材通过回收阶段，重复利用的PVC获得作为原材料的商业价值，而分离的支承板被送入废旧金属加工厂。在这个过程中，在工业上还未解决的最重要的问题是工作损失、两种不同材料在不同工厂中被回收、运输成本、以及与应用相比再生材料的低经济价值。

安装在广泛用于门窗系统的PVC型材上的金属支承板的另一个问题是金属支承板随时间发生氧化，而这种降解对人体健康构成危险。在工业中也应该被认真考虑这个问题。

至今已有很多提高用于门窗系统的型材的强度的开发成果。这些开发成果之一是公开号为EP0747205A2的发明专利。该发明涉及一种构件，其内部包括热塑性复合材料，而外部包覆加强层。所述产品涉及形成纤维层并使树脂热固化以获得加强结构构件。由于所述产品是具有改良的内含物以增加强度的产品，尽管拐角处和接合点通过焊接方式被焊接，但由于其随后与片段化结构组装，因此与型材表面相比强度仍较弱。

现今，几乎所有包括支承板的型材都具有将支承构件留置在型材中部的特性。在将该支承构件安装在其位置需要花费时间的同时，将该支承构件放置在该位置也需要投入额外的劳动力和时间。在另一方面，这些主要由金属基材料制成的支承构件要经过第二涂覆工艺以防止被腐蚀。因为该工艺提高了生产成本，因此为消费者带来产品价格升高的缺点。

在申请人的TR200903272号申请中，已经给出了用于解决上述提及的部分问题、由聚合物共混材料制成的代替支承板的支承构件和填充材料的定义。

总之，消除现有技术中含支承板的型材的缺陷、与PVC型材同时加工、具有增强的保温性能、隔音性能和强度、呈整体结构的型材等需求的存在和目前的技术方案的不足，导致迫切需要在相关的技术领域中作出改进。

实用新型内容

基于现有技术的情况，本实用新型的目的在于消除以上存在的问题。

本实用新型的目的在于，通过将生产线上同时包含的多种不同原材料，共同引入挤出机，从而生产具有更高强度的型材，该型材包括包覆PVC的表面，并且其内部包括至少一种不同的材料。

本实用新型的另一目的在于，在型材的拐角焊接熔点处提供增强的强度，因为外部的型材和内部的填充材料和/或增强材料被加工在一起。此外，由于外部型材和填充材料和/或增强材料，增强了型材的额外耐用性。增强材料和填充材料可以在PVC外部型材内部共同或分别获得。

由于在单一的生产线上生产整体的、具有空心内部截面和支承性填充材料和/或增强材料的型材，因此花费在型材制造和型材处理上的时间和能耗被缩减。由于填充材料和/或增强材料不是通过单独的工艺或操作被放置在型材内，因而用该型材来生产门和窗的人不需要实施单独的放置工艺。

本实用新型的再一目的在于，能够在相同的包装内运送产品，因为它成为单一长度的材料，称为“型材”，并且因为在外部型材内部的填充材料和/或增强材料是以整体形式生产的。

本实用新型的再一目的在于，在机械加工场区(machinery park)实现PVC型材生产，其中无需任何额外的机器就可通过加工制成产品，并且由于填充材料和/或增强材料的性能，型材得以通过熔接方式制造。

本实用新型的再一目的在于，消除生锈和类似的缺陷，由于填充材料和/或增强材料的结构特性，因此延长了置于围绕外部型材的所有内部部分的区域处的填充材料和增强材料的使用寿命。

本实用新型的目的在于，提供与其内部的填充材料和/或增强材料层形成整体的型材。由于型材的该特性，可在拐角处通过相同的机器实施PVC和填充材料和/或增强材料的同时熔接。因此，由于填充材料和型材一起加工，实现了在熔接拐角处将窗或门系统作为单一系统进行操作，并避免了如翼子板(wings)凹陷的缺陷。此外通过使用该工艺，提供了更好的保温和隔音性。

本实用新型的再一目的在于,通过型材和填充材料的整体结构，实现它们的功能，从而提高现有装置的功能。

本实用新型的再一目的在于，完全消除对螺丝及类似材料的需求，由于填充材料和/或增强材料是与型材一起生产的，因此完全消除了组合时对螺丝和其他材料的需求。

本实用新型的再一目的在于，在PVC层下具有填充材料和/或增强材料的整体结构型材能够百分百回收利用。与现有技术的方法相反，能够在一个工厂内用一个工艺完成回收过程，不需要双重劳动力，不需要双重运输成本。这种方法在回收产业节省能源，且为产业提供高质量的再生的，对人体健康无害和生态友好的原材料。

本实用新型的再一目的在于，为了消除以下现有技术的问题，提供一种由PVC层和复合的增强材料和/或填充材料生产的整体形式的型材。现有技术的安装在PVC型材产品内部的金属支承板迟早会被氧化，该构造以消极的方式影响型材的性能，因为这种构造，型材的强度随时间变弱，细菌也在这些型材上形成威胁人类健康。增强材料和/或填充材料的益处在于天然有机和无机纤维和聚合物材料已经通过组合被制造。汇集无机和有机原料的优势，提供一种环保、对人体健康无害、耐腐蚀和化学侵蚀，具有强的机械性能的PVC型材，用于门窗系统中。

本实用新型的再一目的在于，完全消除在支承板存储和运输期间可能出现的缺点，而在现有技术的生产阶段中，支承板被放置在型材内部，并揭示一种不需要现有型材的额外堆放和运输过程的型材。

本实用新型提供一种型材，包含PVC材料，所述型材还包含增强材料，所述增强材料与所述型材呈整体结构并置于所述型材内部。

在另一优选例中，所述增强材料由有机或无机纤维增强的聚合物复合共混材料制成。

在另一优选例中，所述增强材料由有机或无机天然纤维诸如木粉纤维或等效的纤维增强的聚合物复合材料制成。

在另一优选例中，所述型材在所述型材内部包括至少一个被增强材料围绕的隔间。

在另一优选例中，所述型材包括至少一个增强元件，所述增强元件在构成所述隔间的内壁之间从一个壁延伸到另一个壁。

本实用新型还提供一种型材，包含PVC材料，所述PVC材料围绕在所述型材内部所含的增强材料的外部，所述型材还包含填充材料，所述填充材料置于所述型材的内部并与其呈整体结构。

在另一优选例中，所述填充材料由聚合物共混材料制成，而所述增强材料由有机或无机纤维增强的聚合物复合共混材料制成。

在另一优选例中，所述增强材料由有机或无机天然纤维诸如木粉纤维或等效的纤维增强的聚合物复合材料制成。

在另一优选例中，用于形成与所述型材整体制成的填充材料的聚合物共混材料包括聚合物添加剂与聚氯乙烯材料的共混物。

在另一优选例中，所述型材在所述型材内部包括至少一个被填充材料围绕的隔间。

在另一优选例中，所述填充材料位于所述增强材料的内部，并且所述填充材料、所述增强材料和所述PVC材料呈整体结构。

在另一优选例中，所述型材包括至少一个增强元件，所述增强元件在构成所述隔间的内壁之间从一个壁延伸到另一个壁。

本实用新型提供的另一种型材，包含PVC材料，所述型材还包含填充材料，所述填充材料与所述型材呈整体结构并置于所述型材内部。

在另一优选例中，所述填充材料由聚合物共混材料制成。

在另一优选例中，用于形成与所述型材整体制成的填充材料的聚合物共混材料包括聚合物添加剂与聚氯乙烯材料的共混物。

在另一优选例中，所述型材在所述型材内部包括至少一个被填充材料围绕的隔间。

在另一优选例中，所述型材包括至少一个增强元件，所述增强元件在构成所述隔间的内壁之间从一个壁延伸到另一个壁。

本实用新型通过将生产线上同时包含的多种不同原材料，共同引入挤出机，无需任何额外的机器，外部的型材和内部的填充材料和/或增强材料被加工在一起，完全消除了组合时对螺丝和其他材料的需求，生产具有更高强度的型材，，提供了更好的保温和隔音性，增强了型材的额外耐用性，在型材的拐角焊接熔点处提供增强的强度。并且本实用新型花费在型材制造和型材处理上的时间和能耗被缩减，本实用新型的产品能够在相同的包装内运送，节约成本。

此外，本实用新型的在PVC层下具有填充材料和/或增强材料的整体结构型材能够百分百回收利用，能够在一个工厂内用一个工艺完成回收过程，节省能源，且为产业提供高质量的再生的，对人体健康无害和生态友好的原材料。

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

通过以下附图及通过参见这些附图撰写的详细说明，本实用新型的结构和特性以及所有优点将被更清楚地理解。因此，也应考虑这些附图和详细的说明而作出评价。

附图说明

为以最佳方式连同其他因素理解本实用新型的实施方式和优势，应结合以下的附图描述一同评价本实用新型。

图1为现有技术的窗户系统的正面截面图，其中金属支承板12安装在具有辅助型材的PVC型材上。

图2、图3、图4和图5为一般用于获得窗户系统的型材的正面截面图，型材与由天然纤维增强的聚合物复合共混物制成的增强材料成整体结构。

图6为窗户系统的正面截面图，具有所需的辅助型材，以及与在其内部的、由天然纤维增强的聚合物复合共混物制成的增强材料成整体结构的型材。

图7为窗户系统的正面立体图，重点在于在具有所需的辅助型材的型材内部具有由天然纤维增强的聚合物复合共混物制成的增强材料以获得系统。

图8为窗户系统的立体图，具有所需的辅助型材，以及与其内部的由天然纤维增强的聚合物复合共混物制成的增强材料成整体结构的型材。

图9为窗户系统的正面立体图，重点在于，型材在拐角焊接点10被焊接在一起，且与其内部的由天然纤维增强的聚合物复合共混物制成的增强材料成整体结构。

图10为具有不同的几何形状和设计的型材制成的窗户系统的正面截面图，型材与填充材料和增强材料以整体结构制成。

图11为由型材制成的窗户系统的立体图，具有所需辅助型材，且型材与填充材料和增强材料是以整体结构制成的。

图12、图13、和图14为具有不同几何形状和设计的型材的正面截面图，该型材与填充材料和增强材料以整体结构制成。示出了使用增强元件制成的型材。

图15、图16、图17和图18为具有不同几何形状和设计的型材的正面截面图，该型材与增强材料和填充材料以整体结构制成。示出了未使用增强元件制成的型材。

图19，图20，图21为具有不同几何形状和设计的型材的正面截面图，该型材仅与填充材料以整体结构制成，而无增强材料。示出了未使用增强元件制成的型材。

图22为本实用新型用于生产图1到图21所示的在本实用新型范围内的型材与填充材料成整体结构、型材与增强材料成整体结构、型材与填充材料和增强材料成整体结构、型材与填充材料和增强材料和增强元件成整体结构的型材所需的机器和设备的俯视图。本实用新型范围内提到的所有具有不同的几何形状和设计且由不同的内部支承物的混合物制成的型材能够通过图示的生产线使用不同的模具制成。

附图不需要绝对按比例，且对理解本实用新型不必要的细节可以被省略。此外，至少相同的或至少实质上具有相同功能的构件(部件)采用相同的附图标记表示。

附图标记

1.型材

2.增强材料

3.玻璃

4.垫圈

5.隔间（cubicle）

6.PVC材料

7.填充材料

8.增强元件

9.内壁

10.拐角焊接点

11.玻璃窗压条

12.金属支承板

13.共挤出

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

在详细说明中，描述了本实用新型具有增强的强度的型材1的优选的实施方式，其中所述型材与提供保温和隔音性能的增强材料2和/或填充材料7以整体结构一起生产。这些实施方式仅用于更好地理解主题，而不具有任何限制作用。

本实用新型提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以被任何提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。

通过挤出，将生产线上具有不同性能的原材料同时引入，从而以整体生产方式制得本实用新型的型材1。用于提高型材1的强度、同时提供隔音和保温性能的增强材料2被应用于型材1的空心的内部。另一方面，在所述填充材料7的内部是增强材料2，该增强材料2通过提高内在的内部抵抗力，使得型材1可行的高度和宽度得以扩大。另一方面，型材1的外表面包覆PVC材料6（PVC材料是另一种原材料）。最内部的增强材料2优选为有机或无机天然纤维(如木粉或等效的纤维)增强的聚氯乙烯共混材料。另一方面，构成第三层的另一填充材料7优选为聚合物共混材料，包含聚合物添加剂和聚氯乙烯材料。

图2,3,4,5,6,7，8,9所示的型材1中，由增强材料2和PVC(聚氯乙烯)材料6，通过使用挤出方法以整体结构制成。挤出基本上涉及以下原理：在压力下将塑料颗粒转变成熔融形式，接着沿着模具冷却熔融塑料从而形成某一形状。PVC材料6围绕在型材1内部所含的增强材料2的外表面。另一方面，所述增强材料2可包括位于型材1的内部的、与型材一起以整体结构形成的填充材料7。

包覆所述型材1的PVC材料6为名称为聚氯乙烯的物质，它是因为具有长使用寿命和耐久性而被优选的。尽管本实用新型型材1具有聚氯乙烯材料所具有的所有优点，但型材1的强度(特别是在接合拐角处的强度)，已经因为放置于内部的、提供高保温性、隔音性和支承的、来自天然纤维增强的聚合物复合共混材料的增强材料2而得以提高。然而，在型材1的最内层，特别是型材1内部抵抗力的增强已经通过填充材料7实现，该填充材料7可由玻璃纤维材料制成，从而提供可行的型材1宽度和长度。

增强材料和/或填充材料汇集无机和有机原料的优势，环保、对人体健康无害、耐腐蚀和化学侵蚀。

所述增强材料2和填充材料7以形成整体的方式被熔合于所述型材1的内部，而无需粘结元件和熔接元件(图10,11,12,13和14)。

另一方面，根据使用场合，在所述型材1的上部可以是玻璃3。为了使该玻璃3固定牢固并保持熔接点处的隔绝性，可使用垫圈4，此外，使用玻璃窗压条11使该玻璃3固定于型材1上。

图12,13和14所示的型材1，由于具有隔间5结构，因此防止在门和窗系统中可能出现的热量损失。所述隔间1被制成各种体积和结构。当在型材1内的隔间5的尺寸增大时，可使用用于保护型材1的内部抵抗力的增强元件8。这些增强元件8被置于隔间5的两互交的内表面之间。它增加了各处的强度，同时也提高了型材1的内部抵抗力。特别是，由于所述隔间5结构，在窗系统中，源于与外部环境接触的型材1的热量损失在很大程度上被避免。除了隔间5结构，位于这些型材1内部的增强材料2也在提高强度之外，还提高了保温和隔音性能。制造所述增强材料2的聚合物共混材料，为复合结构，由聚合物和天然纤维的共混物所获得的材料制成。

在另一优选实施方式中，型材1包括至少一个增强元件8，所述增强元件8在构成所述隔间5的内壁9之间从一个壁9延伸到另一个壁9。

在另一优选实施方式中，如图15，图16，图17和图18所示，型材1与增强材料2和填充材料7以整体结构制成，具有隔间5结构，但未使用增强元件。

在另一优选实施方式中，如图19，图20，图21所示，型材1的PVC(聚氯乙烯)材料6仅与填充材料6以整体结构制成，而无增强材料，且未使用增强元件。

在本实用新型的另一实施方式中，所述工程材料2,7可以是不同于详细说明中所提及的原料的其他原料。于是，型材1可以采用包括不同结构特性的原料制成。

本实用新型的型材1可以通过采用工程材料2和提高强度的其他工程材料7制得，该工程材料2表面上通常包覆PVC材料6，从而以两层方式给型材1提供支承。

在本实用新型的再一实施方式中，本实用新型的型材1可以通过如下方式制成：在型材1内部仅使用由无机纤维或有机纤维增强的玻璃纤维或与其等效的纤维复合共混物制成的工程材料2，其中型材的表面包覆PVC材料6。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本实用新型方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种型材(1)，包含PVC材料，其特征在于，所述型材(1)还包含增强材料(2)，所述增强材料(2)与所述型材(1)呈整体结构并置于所述型材(1)内部。 

2.一种型材(1)，包含PVC材料，所述PVC材料围绕在所述型材(1)内部所含的增强材料(2)的外部，其特征在于，所述型材(1)还包含填充材料(7)，所述填充材料(7)置于所述型材(1)的内部并与其呈整体结构。 

3.如权利要求2所述的型材(1)，其特征在于，所述型材(1)在所述型材(1)内部包括至少一个被填充材料(7)围绕的隔间(5)。 

4.如权利要求2所述的型材(1)，其特征在于，所述填充材料(7)位于所述增强材料的内部，并且所述填充材料、所述增强材料和所述PVC材料呈整体结构。 

5.如权利要求1所述的型材(1)，其特征在于，所述型材(1)在所述型材(1)内部包括至少一个被增强材料(2)围绕的隔间(5)。 

6.如权利要求3或5所述的型材(1)，其特征在于，所述型材(1)包括至少一个增强元件(8)，所述增强元件(8)在构成所述隔间(5)的内壁(9)之间从一个壁(9)延伸到另一个壁(9)。 

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