CN103388290A - 纸浆模塑制品的生产系统及利用该系统的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纸浆模塑制品生产系统，包括用于成型的成型装置、用于干燥的干燥装置、用于将成型的纸浆模塑制品坯从成型装置转移到干燥装置中的转移装置，其中，成型装置包括成型水模；成型水模的模芯的成型面为光滑的且其上钻有一定直径和孔距的脱水孔。模芯上附着有一层成型网，以成型纸浆模塑制品坯；热压模具包括彼此模芯适配的热压上模和热压下模，用以将纸浆模塑制品坯夹置其中；热压上模的模芯和热压下模的模芯均设有多个脱水气孔，用以抽真空使纸浆模塑制品坯脱水；热压模具还包括用于提供干燥热量的热压上模板和热压下模板，以及用于向热压上模和热压下模施加压力的施力装置。本发明还涉及利用上述生产系统的生产方法。

Description

纸浆模塑制品的生产系统及利用该系统的生产方法

技术领域

    本发明涉及纸浆模塑制品的生产领域，尤其涉及一种纸浆模塑制品的生产系统及利用该系统的生产方法。

背景技术

现有技术中的纸浆模塑生产系统一般包括用于成型制品的成型装置、用于干燥制品的干燥装置、用于将制品从成型装置转移到干燥装置的转移装置。其中，成型装置包括成型模和支撑、操作该成型模的成型机；但是现有的成型模是基于作为内衬包装的纸浆模塑制品而设计加工的，因而成型出来的纸浆模塑制品（比如蛋托）的外观质量不好，只能用于内衬包装，无法满足外包装要求。其中，干燥装置为设置有发热管的干燥传送带，被转移来的制品在被传送的同时被加热脱水干燥；为了充分干燥制品，这种传送带的长度通常很长，因而整个设备十分庞大，而且干燥的速度慢、效果也很差。

利用现有技术中的纸浆模塑生产系统进行纸浆模塑制品生产的方法大致包括如下几个步骤：

1、将成型模装配在成型机上；然后，启动成型机，将该成型模浸入纸浆悬浮液中；

2、成型机抽真空脱水，该成型模的网面上根据该模具的形状附着一层纸浆；当网面上的纸浆厚度达到预定的厚度要求时，该成型模被提升出纸浆悬浮液；

3、继续真空脱水，待该成型模的网面上的纸浆中水分被脱掉了70%左右时，转移模具与该成型模合模，然后将附着在成型模上的纸浆模塑制品转移至转移模具上；

4、转移模具将纸浆模塑制品送至干燥传送带上。制品在干燥传送带上，一边被传送一边被干燥。干燥之后制品经热压整形，生产就完成了。

这种方法的生产环节比较多，生产成本高，耗时长，而且水分排出较慢，干燥效果差。

为此，需要提供一种改进的纸浆模塑制品的生产系统及利用该系统的生产方法。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种纸浆模具制品的生产系统，其能使制造的纸浆模塑制品获得较好的外表面质量，使制品适应外包装的需要，并且其能使制品中的水分快速排出，提高干燥效率。

    为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

   纸浆模塑制品生产系统，包括用于成型的成型装置、用于干燥的干燥装置、用于将成型的纸浆模塑制品坯从所述成型装置转移到所述干燥装置中的转移装置，其特征在于：

所述成型装置包括成型水模，所述成型水模包括成型模芯；所述成型模芯的成型面的形状与要制造的纸浆模塑制品坯的形状相同，所述成型模芯的成型面为光滑的且其上附着有一层成型网，以附着纸浆形成成型纸浆模塑制品坯；所述成型模芯的成型面还设有贯通的脱水孔，以通过抽真空或负压而使所述纸浆模塑制品坯脱水；

所述转移装置包括转移模，所述转移模包括转移模芯；所述转移模芯的相应承接面的形状与所述成型模芯的成型面的形状互补，且所述承接面设有贯通的气孔，用以通过真空或负压将所述纸浆模塑制品坯吸附，从而转移到所述干燥装置；

所述干燥装置为热压模具；

所述热压模具包括能彼此合模的热压上模和热压下模，所述热压上模包括热压上模芯，所述热压下模包括热压下模芯；所述热压下模芯的表面形状与所述纸浆模塑制品坯的形状相同，所述热压上模芯的表面形状和所述热压下模芯的表面形状互补，从而能将所述纸浆模塑制品坯夹在两者之间；

所述热压上模芯和所述热压下模芯的表面均是光滑的；

所述热压上模芯和所述热压下模芯均设有多个贯通的脱水气孔，用以抽真空或负压使所述纸浆模塑制品坯脱水；所述热压下模芯上附着有一层与该模芯表面形状相同的不锈钢丝网；所述热压上模和所述热压下模均由导热性能好的材料制成； 

所述热压模具还包括分别对应于所述热压上模和所述热压下模的提供干燥热量的热压上模板和热压下模板，以及向所述热压上模和热压下模施加方向相对的压力的施力装置。

优选地，所述成型模芯的脱水孔直径为2-3mm，各个脱水孔之间间距为6-10mm。

优选地，所述成型水模上的成型网为40-50目的不锈钢丝网。

优选地，所述热压上模芯的脱水气孔直径为0.5-1mm。

优选地，所述热压下模芯的多个脱水气孔均匀分布；所述热压下模芯的脱水气孔直径为1.5-2mm，每个所述脱水气孔之间的间距为15-20mm。

优选地，所述热压上模板和所述热压下模板装有电热管，能将所述热压上模和热压下模加热至180-220度。

优选地，所述施力装置能分别向所述热压上模、所述热压下模施加2.5-3kg/cm²的压力。

 本发明的目的之二在于提供一种利用上述纸浆模塑制品的生产系统进行纸浆模塑制品生产的方法，其能减少工作环节，加快水分排出，提高干燥效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

利用上述生产系统的生产方法，其包括如下步骤：

（1）将所述成型装置的成型水模浸入纸浆悬浮液中，同时对所述成型水模抽真空，所述成型水模的成型网上根据所述成型模芯的形状附着一层纸浆，当附着的纸浆达到预定的厚度时，将所述成型水模移出所述纸浆悬浮液；

（2）继续对所述成型水模抽真空脱水，待一定的时间后，将所述转移模与所述成型水模合模，将附着在所述成型水模的成型网上的纸浆模塑制品坯转移到所述转移模上；

（3）将所述纸浆模塑制品坯从所述转移模上转移至所述热压下模的不锈钢丝网上，合上所述热压上模；利用所述施力装置对所述热压上模和所述热压下模施加方向相对的压力，利用所述热压上模板和所述热压下模板加热所述热压上模和所述热压下模，同时通过所述热压上模和所述热压下模的脱水气孔抽真空或负压脱水。

优选地，在步骤（2）中，所述转移模与所述成型水模合模时，所述成型模芯的成型面与所述转移模芯的承接面之间的间距δ、所述纸浆模塑制品坯的厚度T、成型水模的成型网t厚度的关系为δ= T+t+0.65。

优选地，在步骤（3）中，所述施力装置对所述热压上模和所述热压下模施加方向相对的压力为2.5-3kg/cm²；所述热压上模和所述热压下模的温度被加热到180-220度，所述热压上模和所述热压下模被脱水的负压设定为0.08-0.05MPa。

本发明的有益效果在于：生产系统的成型装置能成型纸浆模塑制品坯且能一定程度地脱水；转移装置能转移纸浆模塑制品坯；干燥装置为热压模具，兼用施压力挤水、加热脱水、负压排水三种途径来给纸浆模塑制品坯脱水，使得脱水效果比仅用加热方法脱水的现有加热传送带好得多，而且避免了设备体积庞大、结构复杂的弊端；此外,热压模具能将纸浆模塑制品挤压在其上、下模芯的光滑表面之间，从而使得纸浆模塑制品的内外表面均光滑，满足内、外包装的要求。对应于生产系统的生产方法,由于采用了生产系统具有优选结构的成型装置、转移装置、干燥装置，且经过反复试验获得了关于间距、压力、负压值、加热温度等优选参数，因而能获得很好的干燥脱水效果，且制成的纸浆模塑制品的内外表面均光滑，满足内、外包装的要求。

附图说明

图1为本发明纸浆模塑制品生产系统中成型水模与转移模具合模时的剖面示意图；

图2为本发明纸浆模塑制品生产系统的热压模具的剖面示意图；

图3为通过本发明纸浆模塑制品生产系统的成型装置成型后的纸浆模塑制品坯的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图，详细介绍本发明的优选实施例。

图1、图2显示了本发明一个实施例的纸浆模塑制品生产系统中的主要部件。

总体上，该纸浆模塑制品生产系统包括用于成型的成型装置、用于干燥的干燥装置、用于将成型的纸浆模塑制品坯从成型装置转移到干燥装置中的转移装置。

（一）成型装置、转移装置

其中，成型装置包括成型模具和成型机，成型机用来支撑和控制成型模具运动。当工作时，将成型模具装在成型机上，开启成型机，成型模具就被成型机的机械手夹持着浸入纸浆悬浮液中；当纸浆在成型模具的成型网上附着到预定的厚度（亦即，完成了纸浆模塑制品坯的成型）后，成型机的机械手就将成型模具提升出纸浆悬浮液，然后转移其到转移装置。本实施例中采用成型机可以为现有技术中的任何合适机构，在此不详述。

在本发明中，通过成型模具与转移模具的合模，将纸浆模塑制品坯从成型装置转移到转移装置中；因此下面将成型模具和转移模具放在一起介绍。与成型装置类似，转移装置也包括支撑和控制转移模具的转移机，该转移机可以为现有技术中能达到功能的任何合适机构，在此也不详述。

图1显示了成型模具和转移模具。

如图1所示，成型模具10包括成型模板11和成型水模12，成型模板11连接成型水模12，成型模板11再连接于成型机，使得成型机能控制该成型水模12，从而完成浸入纸浆悬浮液、提升出纸浆悬浮液、与转移模具合模等动作。

该成型水模12具有成型模芯120，该成型模芯120的成型面121的形状与要制造的纸浆模塑制品的形状（如图3所示，为成型的纸浆模塑制品坯30）相同，且成型面121是光滑的。具体在本实施例中，成型模芯120采用合金铝或者黄铜制成，采用CNC（数控机床）加工，成型面121进行抛光处理并且喷涂特氟龙。这样就能保证成型面121光滑，从而保证成型的纸浆模塑制品的内表面光滑，满足内包装要求；同时能使成型的纸浆模塑制品坯不会黏粘在成型模芯120上，在转移时容易脱落被转移。

在成型面121上附着一层与之形状相同的成型网123，用来附着纸浆以成型模塑制品坯。在本实施例中，该成型网123为40-50目的不锈钢丝网，当然在本发明其他的实施例中，也可以采用其他材质的成型网，网格的大小、密度也可以视特殊要求而具体变化。实施例中的40-50目的规格是通过多次反复试验后获得的经验值，在该规格下，既能保证较好的附着效果，而且脱水效果较好。

此外，在成型模芯120的成型面121还设置有多个脱水孔122；如图2所示，在本实施例中这些脱水孔122均匀分布在成型面121上，且贯穿成型模芯120，从而能通过抽真空或负压（如图1中箭头A所示），而使纸浆模塑制品坯脱水。优选地，在本实施例中，脱水孔的直径为2-3mm，脱水孔距为6-10mm，该数值也是多次反复试验获得的经验值，在该规格下，脱水的效果很好。

如图1所示，在图中成型模具10的上方就是转移模具20。该转移模具20包括转移模21和转移模板22，转移模具板22连接转移模21，并连接转移机（图中未示出），从而使得转移机能控制转移模21移动。

该转移模21具有转移模芯210，转移模芯210的相应承接面211的形状与成型模芯120的成型面121形状互补，从而能与成型水模12合模，以将纸浆模塑制品坯转移。具体地，在转移模芯210的承接面211设有多个贯通的气孔23，这样可以通过真空或负压气体将在成型模芯120上形成的制品坯吸附到转移模具芯上，从而进行转移。

在本实施例中，转移模21由铝合金或者塑料ABS或者POM材料制成，气孔的直径为3mm，这也是在多次试验后获得的优选值；当然在本发明其他的实施例中，气孔的直径和分布也可以视制品坯的大小而变化。

该转移模具20与成型模具10合模时，成型模芯120的成型面121与转移模芯210的承接面211之间的间隙是工艺效果好坏的关键点，否则制品坯容易起皱或者在转移时开裂。这在下面介绍生产方法时将介绍。

（二）干燥装置

与现有技术中的干燥传送带完全不同，在本发明的实施例中，干燥装置为热压模具（图2所述）。

该热压模具40包括彼此模芯适配的热压上模42和热压下模41，热压上模包括热压上模芯420，热压下模包括热压下模芯410。热压下模芯410的表面形状与纸浆模塑制品坯的形状形同，热压上模芯420的表面形状与热压下模芯410的形状互补，从而能使纸浆模塑制品坯30被夹置于两者之间。热压上模42和热压下模41均采用导热性能好的材料制成，从而能更好的导热，对纸浆模塑制品坯30加热脱水。热压上模芯420和热压下模芯410的相对表面均是光滑的。

在热压上模芯420的表面设置有贯通该模芯的少量脱水气孔421；优选地，这些脱水气孔421的直径为0.5-1mm。在热压下模芯410的表面也设置有贯通该模芯的多个脱水气孔412；优选地，热压下模芯410上的多个脱水气孔412均匀分布，脱水气孔的直径为1.5-2mm，孔距为15-20mm，这些数值是反复试验后获得的优选值，在这些条件下，脱水的效果较好。当然在本发明其他的实施例中，也可以选用其他的数值。对这些脱水气孔421、412抽真空或负压便能使纸浆模塑制品坯脱水。

    在热压下模芯410上还附着有一层形状与该膜芯410形状相同的不锈钢丝网411，被转移来的纸浆模塑制品坯便被放置在该不锈钢丝网411上进行进一步脱水；该不锈钢丝网411由于具有相当多的孔眼，其本身也能起到脱水作用。

热压模具40还包括热压上模板44和热压下模板43，其分别连接于各自对应的热压上模42和热压下模41。在热压上模板44和热压下模板43内分别设置有电热管441、431，用来加热热压上模42和热压下模41，从而对热压上模、热压下模42、41之间的纸浆模塑制品坯加热脱水。优选地，电热管441、431能将热压上模42和热压下模41加热至180-220度。

在热压上模板44上还设置有与脱水气孔421连通的排气脱水口422，用以提供抽真空（或负压气体）、脱水的通道，同时也作为上述加热脱水时水蒸气的排出通道。同样，在热压下模板43上也设置有功能相同的排气脱水口413。

此外，该热压模具40还包括用于向热压上模42和热压下模41施加方向相对的压力F1、F2 的施力装置（图中未示出）。如图2所示，在本实施例中，该相对的压力F1、F2 施加在热压上模板44和热压下模板43的表面。优选地，施力装置向热压上模41、热压下模42施加的压力为2.5-3kg/cm2。

本实施例的热压模具40，由于采用了施力装置向热压上模42和热压下模41施加方向相对的压力，从而使得纸浆模塑制品坯被挤压在两模芯420、410的光滑表面之间，使得纸浆模塑制品坯的内外表面均光滑，满足内、外包装要求；同时挤压也能起到加速脱水的作用。由于采用了热压上模板44、热压下模板43对热压上模42、热压下模41加热，从而使得纸浆模塑制品坯被加热而脱水。由于设置了脱水气孔421、412，利用抽真空或负压的方式进行脱水。也就是说，热压模具40同时采用了挤压排水、加热脱水、负压排水三种途径，从而使得其脱水效果非常好，而且避免了使用现有技术存在的结构复杂、体积庞大、脱水效率低的问题。

下面，将对应上述生产系统介绍利用这种生产系统生产纸浆模塑制品的生产方法。通过下述方法，生产系统也能得到更好的理解。

该生产方法包括如下步骤：

（1）将成型装置的成型水模10浸入纸浆悬浮液中，同时对成型水模10抽真空，成型水模的成型网123上根据成型水模模芯的形状附着一层纸浆，当附着的纸浆达到预定的厚度时，将成型水模10移出纸浆悬浮液。

（2）继续对成型水模10抽真空脱水（如图1中箭头A所示，主要对脱水孔122抽真空脱水）。待一定的时间后（一般待纸浆模塑制品坯的水分被脱掉70%以后），将转移模具20与成型水模10合模（如图1所示），通过抽真空或者负压气体经气孔23，从而将纸浆模塑制品坯吸附到转移模具20的承接面211上，从而将附着在成型水模10的成型网123上的纸浆模塑制品坯转移到转移模具20上。

在该转移的过程中，成型模芯12的成型面121与转移模具芯21的承接面211之间的间距是关键，如果间距过大或过小，纸浆模塑制品都有可能开裂或者表面起皱。为了得到最佳的间隙值，本申请人进行了大量的试验，最终测得：当上述成型面121与承接面211之间的间距δ、纸浆模塑制品坯的厚度T、成型水模的成型网t厚度之间的关系为δ= T+t+0.65时，转移过程能顺利进行且不会出现制品开裂、起皱的现象。

（3）将纸浆模塑制品坯从转移模具20上转移至热压下模41的不锈钢丝网411上，合上热压上模42。利用施力装置对热压上模42和热压下模41施加方向相对的压力F1、F2，使得纸浆模塑制品坯被挤压在两个模芯420、410的光滑表面之间，使得纸浆模塑制品坯的内外表面均光滑，满足内、外包装要求；同时压力F1、F2也能起到挤压排水的作用。利用热压上模板44和热压下模板43的加热管441、431对热压上模42和热压下模41加热。同时对热压上模42和热压下模41的气孔421、412抽真空或负压气体脱水。

这样，就同时采用压力挤水、加热脱水、负压排水三种排水方法，大大地加强了脱水效果，且使得纸浆模塑制品的内外表面均光滑。

申请人经过大量反复实现，得到如下优选数值，在下列条件下，热压模具的脱水效果相对更好：施力装置对热压上模和热压下模施加方向相对的压力为2.5-3kg/cm2；热压上模和热压下模的温度为180-220度，热压上模和热压下模被真空脱水的负压设定为0.08-0.05MPa。当然，在本发明其他的实施例中，也可以不选用上述数值，只是效果强弱有所差异而已。

上述生产方法,由于采用了生产系统具有优选结构的成型装置、转移装置、干燥装置，且经过反复试验获得了关于间距、压力、负压值、加热温度等优选参数，因而能获得很好的干燥脱水效果，且制成的纸浆模塑制品的内外表面均光滑，满足内、外包装的要求。

以上描述的仅仅是本发明的优选实施例而已，当然不能以此限定本发明的范围。任何对于本发明技术方案的等同变换和改变，都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.纸浆模塑制品生产系统，包括用于成型的成型装置、用于干燥的干燥装置、用于将成型的纸浆模塑制品坯从所述成型装置转移到所述干燥装置中的转移装置，其特征在于：

所述成型装置包括成型水模，所述成型水模包括成型模芯；所述成型模芯的成型面的形状与要制造的纸浆模塑制品坯的形状相同，所述成型模芯的成型面为光滑的且其上附着有一层成型网，以附着纸浆形成成型纸浆模塑制品坯；所述成型模芯的成型面还设有贯通的脱水孔，以通过抽真空或负压而使所述纸浆模塑制品坯脱水；

所述转移装置包括转移模，所述转移模包括转移模芯；所述转移模芯的相应承接面的形状与所述成型模芯的成型面的形状互补，且所述承接面设有贯通的气孔，用以通过真空或负压将所述纸浆模塑制品坯吸附，从而转移到所述干燥装置；

所述干燥装置为热压模具；

所述热压模具包括能彼此合模的热压上模和热压下模，所述热压上模包括热压上模芯，所述热压下模包括热压下模芯；所述热压下模芯的表面形状与所述纸浆模塑制品坯的形状相同，所述热压上模芯的表面形状和所述热压下模芯的表面形状互补，从而能将所述纸浆模塑制品坯夹在两者之间；

所述热压上模芯和所述热压下模芯的表面均是光滑的；

所述热压上模芯和所述热压下模芯均设有多个贯通的脱水气孔，用以抽真空或负压使所述纸浆模塑制品坯脱水；所述热压下模芯上附着有一层与该模芯表面形状相同的不锈钢丝网；所述热压上模和所述热压下模均由导热性能好的材料制成； 

所述热压模具还包括分别对应于所述热压上模和所述热压下模的提供干燥热量的热压上模板和热压下模板，以及向所述热压上模和热压下模施加方向相对的压力的施力装置。

2.如权利要求1所述的纸浆模塑制品生产系统，其特征在于：所述成型模芯的脱水孔直径为2-3mm，各个脱水孔之间间距为6-10mm。

3.如权利要求1所述的纸浆模塑制品生产系统，其特征在于：所述成型水模上的成型网为40-50目的不锈钢丝网。

4.如权利要求1-3中任一项所述的纸浆模塑制品生产系统，其特征在于：所述热压上模芯的脱水气孔直径为0.5-1mm。

5.如权利要求4所述的纸浆模塑制品生产系统，其特征在于：所述热压下模芯的多个脱水气孔均匀分布；所述热压下模芯的脱水气孔直径为1.5-2mm，每个所述脱水气孔之间的间距为15-20mm。

6.如权利要求1-3中任一项所述的纸浆模塑制品生产系统，其特征在于：所述热压上模板和所述热压下模板装有电热管，能将所述热压上模和热压下模加热至180-220度。

7.如权利要求1-3中任一项所述的纸浆模塑制品生产系统，其特征在于：所述施力装置能分别向所述热压上模、所述热压下模施加2.5-3kg/cm²的压力。

8.利用权利要求1的生产系统的生产方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将所述成型装置的成型水模浸入纸浆悬浮液中，同时对所述成型水模抽真空，所述成型水模的成型网上根据所述成型模芯的形状附着一层纸浆，当附着的纸浆达到预定的厚度时，将所述成型水模移出所述纸浆悬浮液；

（2）继续对所述成型水模抽真空脱水，待一定的时间后，将所述转移模与所述成型水模合模，将附着在所述成型水模的成型网上的纸浆模塑制品坯转移到所述转移模上；

（3）将所述纸浆模塑制品坯从所述转移模上转移至所述热压下模的不锈钢丝网上，合上所述热压上模；利用所述施力装置对所述热压上模和所述热压下模施加方向相对的压力，利用所述热压上模板和所述热压下模板加热所述热压上模和所述热压下模，同时通过所述热压上模和所述热压下模的脱水气孔抽真空或负压脱水。

9.如权利要求8所述的生产方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述转移模与所述成型水模合模时，所述成型模芯的成型面与所述转移模芯的承接面之间的间距δ、所述纸浆模塑制品坯的厚度T、成型水模的成型网厚度t的关系为：δ= T+t+0.65。

10.如权利要求9所述的生产方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述施力装置对所述热压上模和所述热压下模施加方向相对的压力为2.5-3kg/cm²；所述热压上模和所述热压下模的温度被加热到180-220度，所述热压上模和所述热压下模被脱水的负压设定为0.08-0.05MPa。

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