利用共擠壓的窗框型材制造設備的制作方法
【專利摘要】公開了一種用于窗框型材的制造設備。用于制造窗框型材的設備包括：主擠壓機(10)，其熔化樹脂材料并隨后將熔化的樹脂材料加壓并輸送到模具(30)；模具(30)，其排出具有預定形狀的型材的形式的樹脂材料；校準器(70)，其保持從模具排出的型材的外觀；以及冷卻裝置(90)，其冷卻穿過校準器的型材，其特征在于：用于在型材的表面上形成壓花圖案的壓花輥(50)布置在模具(30)和校準器(70)之間，且壓花輥形成有在其上形成的第一突起(53)和在第一突起上形成的第二突起(55)。根據(jù)本發(fā)明，通過增加壓花輥的尺寸增強壓花圖案的圖案性，且還因為防止形成在型材表面上的壓花圖案被破壞，所以通過共擠壓與型材表面一體地形成的表皮層可保持自然木材紋理且因此可向產品提供奢華格調。
【專利說明】利用共擠壓的窗框型材制造設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用共擠壓技術制造具有自然的木材紋理的窗框型材的設備，且具體涉及一種設置有用于制造窗框型材的壓花輥和冷卻裝置的用于制造窗框型材的設備，含有木材纖維的樹脂合成物在其一側上被雙階擠壓(dual extrusion)且在其上形成壓花，從而提供具有自然的木材紋理的圖案。
【背景技術】
[0002]在制造常規(guī)的窗框型材的擠壓工藝中，如圖1所示，如果熱塑性樹脂的球?；驈秃闲筒牧贤ㄟ^料斗2注入擠壓機I內，則材料被布置在擠壓機I的加熱缸中的加熱器加熱以便熔化成凝膠狀態(tài)、通過擠壓螺桿的旋轉被輸送并隨后通過布置在擠壓機I前端處的模具3擠壓。而且通過模具3擠壓以便具有期望形狀的熔化樹脂穿過校準器和冷卻裝置5。
[0003]校準器4允許穿過模具3的型材P保持其外觀并具有精確的尺寸和形狀。因而，優(yōu)選的是，校準器4布置成與模具3相鄰，使得穿過模具3的型材能夠進入校準器4而其形狀沒有改變。穿過校準器4的產品被冷卻裝置5冷卻，通過牽引裝置6被預定的力拉動，并隨后由切割裝置切割成期望的尺寸。因而，窗框型材產品被初步完成。
[0004]而且為了在窗框的在構造時露在外面的上表面或側表面上提供各種紋理和圖案，由合成樹脂形成的裝飾膜(片材)被附接到其上以便提供木材紋理，從而改善窗框型材的美感。
[0005]然而，為了將分離的膜或片材附接到擠壓的窗框，必要的是，擠壓的窗框必須被輸送到設置了包裹設備的分離的板、在其中被加載并隨后通過單獨的工藝進行處理。因此，在生產效率和成本方面是不利的，而且當在輸送、處理和構造時在其上產生劃痕時，很難修復該劃痕。此外，因為在包裹工藝中使用了粘合劑，所以對使用者或工人健康不利。
[0006]為克服該問題，已經(jīng)提出了對窗框進行雙階擠壓的雙階擠壓(共擠壓)方法。在雙階擠壓中，如上面描述的，通過使用擠壓機擠壓型材以便具有期望的形狀，且隨后使用輔助共擠壓設備在型材的一側上另外擠壓諸如PVC的其它原材料。
[0007]然而，甚至在該情形中，存在施加了 PVC等的型材的外觀不自然以及其外觀由于由PVC色料形成的型材表面的褪色而劣化的某些缺點和問題。
[0008]而且為了提高型材表面的圖案性，在模具3和校準器4之間布置了壓花輥(未示出)，以便在型材表面上形成壓花輥表面的圖案。但是，如上所述，因為校準器4必須定位成與模具相鄰，所以對布置在其間的壓花輥的直徑和周向長度存在限制。因此，反復地在型材表面上形成的圖案的重復周期變短且因此其圖案性劣化。

【發(fā)明內容】

[0009]技術問題
[0010]本發(fā)明的目的是改進用于制造具有自然的木材紋理且因此具有奢華格調的窗框的設備，該設備具有大尺寸的大型壓花輥以便提供壓花圖案的圖案性并且還防止形成在型材表面上的壓花圖案被破壞。
[0011]問題解決方案
[0012]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種用于制造窗框型材的設備，其包括:主擠壓機(10)，其熔化樹脂材料并隨后將熔化的樹脂材料加壓并輸送到模具(30);模具(30)，其以具有預定形狀的型材的形式排出樹脂材料；校準器(70)，其保持從模具排出的型材的外觀；以及冷卻裝置(90)，其冷卻穿過校準器的型材，所述設備的特征在于形成型材表面上的壓花圖案的壓花輥(50 )布置在模具(30 )和校準器(70 )之間，并且壓花輥形成有形成在其上的第一突起(53)和形成在第一突起上的第二突起(55)。
[0013]優(yōu)選地，第一突起和第二突起形成為不規(guī)則形狀，且模具(30)形成有用于容納壓花輥的凹進部分(35)。
[0014]優(yōu)選地，分別形成有用于支撐型材的中空部分的多個盤狀物(93)布置在冷卻裝置(90 )中，且與型材線接觸的輥(95 )布置在盤狀物的中空部分的上部。
[0015]優(yōu)選地，設備還包括輔助共擠壓設備，該輔助共擠壓設備將含有木材纖維的共擠壓樹脂合成物擠壓到模具(30)，以便在型材的一側形成具有自然的木材紋理的表皮層，并且共擠壓樹脂合成物含有木材纖維。
[0016]發(fā)明的有益效果
[0017]根據(jù)上述的本發(fā)明，壓花圖案的圖案性通過增加壓花輥的尺寸得到增強，且還因為防止了形成在型材表面上的壓花圖案被破壞，通過共擠壓與型材表面一體地形成的表皮層能夠保持自然的木材紋理，且因此能夠向產品提供奢華的格調。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點將從結合附圖給出的優(yōu)選實施方式的以下描述中變得明顯，在附圖中:
[0019]圖1是用于制造常規(guī)窗框型材的設備的示意圖。
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式的制造窗框型材的設備的示意圖。
[0021]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的利用擠壓機和輔助擠壓機的擠壓方法的透視圖。
[0022]圖4是由根據(jù)本發(fā)明的設備制造的型材的橫截面圖。
[0023]圖5是根據(jù)本發(fā)明的壓花輥的透視圖。
[0024]圖6是根據(jù)本發(fā)明的壓花輥的橫截面圖和壓花輥的表面的放大圖。
[0025]圖7是常規(guī)的壓花輥的橫截面圖和常規(guī)的壓花輥的表面的放大圖。
[0026]圖8是在與圖2不同的方向上看到的根據(jù)本發(fā)明的制造窗框型材的共擠壓設備的視圖。
[0027]圖9是圖8的模具和壓花輥的橫截面圖。
[0028]圖10是根據(jù)本發(fā)明的共擠壓設備中的冷卻裝置的盤狀物的透視圖。
[0029]圖11是根據(jù)本發(fā)明的共擠壓設備中的輔助共擠壓設備的連接器的橫截面圖。
[0030]圖12是常規(guī)的連接器的橫截面圖。
[0031]圖13是示出了通過共擠壓設備在型材上形成圖案的視圖。
[0032]圖14是示出了通過根據(jù)本發(fā)明的共擠壓設備在型材上形成圖案的視圖。
[0033]圖15是通過使用根據(jù)本發(fā)明的共擠壓設備制造的實際產品的視圖?！揪唧w實施方式】
[0034]下面，將詳細描述本發(fā)明的實施方式。
[0035]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式的制造窗框型材的設備的示意圖。參考圖2，如果諸如聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)和ABS樹脂的熱塑性樹脂的球?；驈秃闲筒牧贤ㄟ^料斗2注入主擠壓機10，則材料被布置在主擠壓機10中的加熱器加熱，以便熔化成凝膠狀態(tài)并通過擠壓螺桿的旋轉進行輸送。此后，具有期望形狀的型材P通過布置在主擠壓機10前側的模具30擠壓，并穿過校準器70、80和冷卻裝置90，且隨后穿過牽引裝置99和切割機，牽引裝置99和切割機與現(xiàn)有技術類似且因此其詳細描述將被省略。
[0036]優(yōu)選地，校準器70布置成與模具相鄰，使得穿過模具的型材能夠進入校準器70而其形狀沒有改變，且型材P的表面冷卻過程在型材P進入校準器70之前執(zhí)行。如果型材P在沒有進行表面冷卻的情況下立即進入校準器，可能存在形成在型材表面上的壓花圖案通過型材的模制樹脂和校準器的內部金屬之間的表面摩擦而磨損且消失的問題。因此，優(yōu)選的是，使用空氣作為冷卻介質。也就是說，在表面冷卻裝置中，空氣均勻地注入到型材上，使得型材表面迅速冷卻。
[0037]本發(fā)明的共擠壓設備還包括輔助共擠壓設備100。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的模具30和輔助共擠壓設備100。模具30包括主擠壓模具30a和共擠壓模具30b。主擠壓模具30a用于擠壓通過料斗20注入并熔化成凝膠狀態(tài)的樹脂，以便具有預定形狀。共擠壓模具30b布置在主擠壓模具30a前側，用于在穿過主擠壓模具30a的型材的一側上形成表皮層(參見圖4的S)。為此，從輔助共擠壓設備100供應的共擠壓樹脂被注入共擠壓模具30b的上部。換句話說，從輔助共擠壓設備100供應的共擠壓樹脂附著到穿過主擠壓模具30a的型材的所述一側，以便形成表皮層S并隨后穿過共擠壓模具30b。
[0038]圖4是通過根據(jù)本發(fā)明的共擠壓制造的型材的橫截面圖。表皮層S通過共擠壓與窗框型材P的表面一體地形成。圖示出了表皮層形成在型材的上表面和兩側上。然而，本發(fā)明不限制表皮層的形成。如果需要，表皮層可以形成在型材的上表面的一部分或整個表面上。
[0039]通過利用共擠壓形成表皮層，能夠利用各種材料為表皮層提供各種顏色。因為與型材不同的材料通過共擠壓被與型材一體地形成，所以不需要在型材生產之后的類似于附接片材的后處理。而且，能夠減少制造成本且也增強產品的可加工性。此外，由于不使用粘合劑，共擠壓是環(huán)保的且利于克服劃痕問題。
[0040]根據(jù)本發(fā)明，形成表皮層S的共擠壓樹脂合成物包含木材纖維，從而改進自然的木材紋理并因此改進其圖案性。
[0041]共擠壓樹脂合成物包括用于形成基色的第一原材料、用于形成中間色調顏色的第二原材料和用于形成高色調顏色的第三原材料。
[0042]在本發(fā)明中，作為基礎材料的第一原材料的特征是包含木材纖維使得型材的表皮層具有自然的木材紋理。第一原材料包括70%PVC、10-15%煤石、15-20%木材纖維、具有優(yōu)異耐氣候性的少量無機顏料、少量耐氣候添加劑等。
[0043]用于形成中間色調顏色的第二原材料包括具有比第一原材料(基礎材料)高的熔點的高度聚合的PVC、ASA、PMMA和PE樹脂、具有優(yōu)異耐氣候性的少量無機中間色調顏料、諸如潤滑劑的少量添加劑等。
[0044]用于形成高色調顏色的第三原材料包括具有比第一原材料(基礎材料)高的熔點的這種高度聚合的PVC、ASA、PMMA和PE樹脂、具有優(yōu)異耐氣候性的少量無機高色調顏料、諸如潤滑劑的少量添加劑等。
[0045]根據(jù)本發(fā)明，為了形成一種顏色，第一原材料、第二原材料和第三原材料不混合。但是在表皮層形成在型材上的狀態(tài)下，第二原材料和第三原材料分別在作為基礎材料的第一原材料上顯示中間色調顏色和高色調顏色，使得每種顏色可以相互區(qū)分，從而提供具有優(yōu)異圖案性的自然顏色。
[0046]為了使樹脂合成物的顏色相互區(qū)分，第一原材料具有約160°至165°的熔點，第二原材料具有約175°至185°的熔點，且第三原材料具有約175°至185°的熔點。
[0047]輔助共擠壓設備100用于加熱共擠壓樹脂合成物并隨后朝共擠壓模具30b對該共擠壓樹脂合成物加壓。如果樹脂合成物的熔點全都相同，則所有樹脂合成物都在輔助共擠壓設備100中熔化并混合在一起，且因此每種顏色不相互區(qū)分而是變成一種顏色。因而，為了防止這種現(xiàn)象，每一個熔點相互不同。換句話說，當輔助共擠壓設備100的內部被加熱到約160°至180°時，具有最低熔點的基礎材料首先熔化成凝膠狀態(tài)，且第二原材料和第三原材料部分地熔化并隨后排出到共擠壓模具。在該過程中，具有中間色調顏色的第二原材料和具有高色調顏色的第三原材料在基礎材料上形成自然圖案。
[0048]而且，共擠壓樹脂合成物還可以包括負離子粉末、空氣清新劑等以便向房間散發(fā)負離子，從而提供類似森林的環(huán)境或散發(fā)出類似植物殺菌素氣味的自然芳香。
[0049]圖5是根據(jù)本發(fā)明的壓花輥50的透視圖，且圖6a和圖6b是根據(jù)本發(fā)明的壓花輥50的橫截面圖和放大圖。
[0050]本發(fā)明的壓花輥50具有比常規(guī)的壓花輥大的直徑且圖案被形成為兩階以便提供優(yōu)異的圖案連續(xù)性，從而增強外觀圖案性和維度感。壓花輥50可旋轉地安裝在旋轉軸51處，且在其表面形成均勻圖案。也就是說，如圖6a所示，在壓花輥50的表面上形成了兩階均勻圖案。換句話說，壓花輥50包括形成為相對較大的第一突起53和在第一突起53上形成為相對較小的第二突起55。第一突起53和第二突起55不是均勻且規(guī)則的形狀而是任意形狀(圖7a和圖7b所示的常規(guī)壓花輥具有僅以均勻深度布置的簡單圖案，且因此其圖案性被劣化)。第一突起53的深度D形成為比在常規(guī)壓花輥上形成的突起的深度深，從而增加圖案的圖案性。
[0051]本發(fā)明的壓花輥50具有大的直徑RD以及大的突起。如果增加壓花輥的直徑，則壓花輥表面的周向長度也增加，且沿型材表面形成的壓花圖案的長度變長。因而，在型材上形成的圖案的重復周期變少，從而增強圖案的圖案性。
[0052]然而，布置在模具30和校準器70之間的壓花輥50的直徑由于上述的模具30和校準器70之間的空間的限制而受限制。為解決該問題，本發(fā)明提出圖8和圖9所示的新形狀。
[0053]圖8示出了在與圖2不同的方向看到的根據(jù)本發(fā)明的用于制造窗框型材的共擠壓設備的一部分，其中省略了輔助共擠壓設備，且圖9是圖8的模具30和壓花輥50的橫截面圖。
[0054]參考圖8和圖9，在模具30和校準器70之間的空間G中，下部空間Gl較小，但是上部空間G2較大以便安裝壓花輥50。而且模具30的布置有壓花輥50的表面被圓化以具有凹進部分35，且因此能夠提供可以安裝具有大直徑的壓花輥50的足夠空間。也就是說，與壓花輥50的外周對應的曲線部分35形成在模具30的表面處，型材P排出到所述表面。因此，即使壓花輥50的直徑RD變得比常規(guī)壓花輥的直徑大，仍可以在沒有過量增加模具和校準器之間的空間的情況下安裝壓花輥50。盡管在附圖中示出半圓形凹進部分，但是本發(fā)明不限于該形狀，且如果必要，可以提供各種形狀的凹進部分，比如，具有90度中心角的圓弧形狀。
[0055]參考圖8,校準器70、80可包括干式校準器70和濕式校準器(water calibrator)80，或者其中之一。而且，在冷卻裝置90中，在水罐中在型材的行進方向上布置了多個中空盤狀物93，使得穿過盤狀物的型材可被冷卻而型材形狀沒有改變。
[0056]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置90的盤狀物之一。盤狀物93形成為在其中心部分處是中空的使得型材P可穿過其中，且輥95布置在盤狀物93的中空部分的上部。輥95的旋轉軸固定到盤狀物93的上部，且輥95在與穿過其中的型材接觸的同時旋轉。表皮層S通過共擠壓形成在型材P的上表面，且壓花圖案通過壓花輥50形成在其上。
[0057]在常規(guī)冷卻裝置中，因為沒有本發(fā)明的輥95，所以盤狀物的中空部的上表面與穿過其中的型材接觸，且結果是，形成在型材的上表面上的壓花圖案可能被破壞。
[0058]根據(jù)本發(fā)明，因為在盤狀物的合適位置設置了與型材上表面接觸的可旋轉的輥，與型材的常規(guī)表面接觸改變?yōu)榕c其的線接觸，且因此防止了形成在型材上表面上的壓花圖案被破壞。
[0059]在本發(fā)明中，如圖3所示，利用輔助共擠壓設備100將表皮層共擠壓在型材上表面上。而且，具有改進的通路的輔助共擠壓設備100可通過改進常規(guī)輔助共擠壓設備來提供，該常規(guī)輔助共擠壓設備在常規(guī)制造設備中用于共擠壓PVC或其它材料。
[0060]在本發(fā)明的輔助共擠壓設備100中，共擠壓樹脂合成物利用預定的且恒定的壓力加壓并被供應到共擠壓模具30b的上部，使得在型材P的表面上形成表皮層S。如附圖所示，共擠壓樹脂合成物被水平輸送，轉動約90度，被隨后再次豎直輸送以便引入共擠壓模具30b的上部。連接器110用于將共擠壓樹脂合成物的運動方向改變?yōu)樨Q直方向。圖11是根據(jù)本發(fā)明的連接器110的橫截面圖。連接器110形成有引入共擠壓樹脂合成物的入口孔111、相對于入口孔111豎直地轉向的出口孔112和改變行進方向的彎曲部分113、114。連接器110的內徑從入口孔111朝出口孔112變窄，使得樹脂合成物的輸送速度和壓力增力口。彎曲部分113、114允許行進方向從水平方向平滑地改變?yōu)樨Q直方向。
[0061]圖12是常規(guī)連接器的橫截面圖。其中，輸送材料的行進方向從水平方向急劇地改變?yōu)榇怪狈较?。因此，在水平方向上輸送的材料與豎直壁碰撞且因此返回或積聚在豎直壁附近，據(jù)此存在輸送壓力增加的問題。然而，因為本發(fā)明提供彎曲部分，所以材料行進方向能夠平滑地改變。
[0062]圖13示出通過共擠壓設備在型材上形成圖案的對比實例，且圖14示出通過根據(jù)本發(fā)明的共擠壓設備在型材上形成圖案。
[0063]共擠壓樹脂合成物從輔助共擠壓設備100引入到模具30的上部，且隨后引入形成在模具中的共擠壓加壓空間38。然后，共擠壓樹脂合成物被施加到穿過模具并被水平輸送的型材P的上表面或者上表面和側表面，從而形成型材的表皮層S。其中,樹脂合成物的第二原材料和第三原材料形成自然圖案。
[0064]然而，如圖13所示，如果共擠壓加壓空間38形成為單一空間，則壓力被集中地施加到涂覆在型材P上的樹脂合成物的中心部分，且因此在型材上表面的中心部分集中地形成旋風圖案Si，從而提供人造感覺。
[0065]在本發(fā)明中，為解決該問題，共擠壓加壓空間38形成為多個隔間。為此，本發(fā)明提供形成在共擠壓加壓空間38中的通路引導件39，以便將樹脂合成物引導到分別的空間。然后，在輔助共擠壓設備100中加壓并被引入模具的共擠壓加壓空間38中的樹脂合成物被引導到分別的空間，且因此防止了樹脂合成物被集中地施加到型材上表面的中心部分。因而，形成在型材的表皮層S上的圖案S2均勻地形成在型材的上表面，從而均勻地形成了形成為條形形狀的自然圖案。
[0066]如圖14所示，因為通過經(jīng)由通路引導件39適當?shù)胤峙涞诙牧虾偷谌牧蟻硇纬稍谟诒景l(fā)明的共擠壓設備中制造的型材P的表皮層S上形成的圖案S2，所以其具有自然的且不規(guī)則的圖案且因此具有高的圖案性。
[0067]工業(yè)實用性
[0068]根據(jù)本發(fā)明，通過增加壓花輥的尺寸增強了壓花圖案的圖案性，而且還因為防止了形成在型材表面的壓花圖案被破壞，所以通過共擠壓與型材表面一體地形成的表皮層可保持自然的木材紋理，且因此可以向產品提供奢華的格調。
[0069]盡管關于【具體實施方式】描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員將明白在不偏離所附權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可進行各種改變和變型。
【權利要求】
1.一種用于制造窗框型材的設備，包括:主擠壓機(10)，所述主擠壓機將樹脂材料熔化并且隨后將熔化的樹脂材料加壓并輸送到模具(30);所述模具(30)，所述模具以具有預定形狀的型材的形式排出所述樹脂材料；校準器(70)，所述校準器保持從所述模具排出的所述型材的外觀；以及冷卻裝置(90)，所述冷卻裝置冷卻穿過所述校準器的所述型材，所述設備的特征在于:在所述模具(30)和所述校準器(70)之間布置有用于在所述型材的表面上形成壓花圖案的壓花輥(50)，并且所述壓花輥形成有在所述壓花輥上形成的第一突起(53)和在所述第一突起上形成的第二突起(55)。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述第一突起和所述第二突起形成為不規(guī)則形狀。
3.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述模具(30)形成有用于容納所述壓花輥的凹進部分(35)。
4.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，在所述冷卻裝置(90)中布置有多個盤狀物(93)，所述多個盤狀物分別形成有用于支撐所述型材的中空部分，并且在所述盤狀物的所述中空部分的上部布置有與所述型材線接觸的輥(95 )。
5.根據(jù)權利要求1所述的設備，還包括輔助共擠壓設備，所述輔助共擠壓設備將包含木材纖維的共擠壓樹脂合成物擠壓到所述模具(30)，以便在所述型材的一側上形成具有自然的木材紋理的表皮層。
6.根據(jù)權利要求5所述的設備，其中，所述共擠壓樹脂合成物包含木材纖維。
【文檔編號】B29C47/12GK103608162SQ201280029794
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年3月14日 優(yōu)先權日:2011年6月17日
【發(fā)明者】金成中 申請人:樂金華奧斯株式會社