CN1099830A - 纤维成型物的抄浆模、抄浆方法和装置以及所抄造的纤维成型物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纤维成型物的抄浆模、抄浆方法和抄
浆装置以及纤维成型物。通过抄浆模吸引将纤维抄
浆物抄取在成型面上,从抄浆模将所抄取的纤维抄浆
物除去,反复进行一次至多次后,使洗净水包含在成
型面层和/或支撑层上,然后由抄浆模的内部施加气
压对抄浆模进行逆向冲洗。设备包括抄浆模,洗净水
添加机构,抄浆装置。与现有的铁丝网构造的抄浆模
相比,在时间和劳力上节省和易制取,能适应包装材
料等制品形状的迅速变化。
Description
本发明涉及适用于作为工业制品、蛋类或果品等的包装缓冲材料的,用废旧纸的纸浆作原料的纤维成形物的抄浆模,以及用该抄浆模的纤维成形物的抄浆方法和装置,以及所抄造的纤维成形物。
在本国,历来主要是采用塑料包装袋和泡沫苯乙烯塑料作为工业制品等的包装及缓冲材料,在自然界中他们不分解而作为垃圾存在,在燃烧时产生有毒气体等影响环境。因此,欲研究有可能多次重新成形的废旧纸浆等作为原料的成形物。
已知的用于对这样的纤维成形物进行抄浆的抄浆模是制备开有多个通水孔的铝板等的各种框架,在这些框架的形成成形面的表面上设置铁丝网,然后用螺栓等组合成所需的形状结构。这样的抄浆模在每次抄浆时,要用喷水器对模面进行水洗,以防止一定程度的塞孔,对于形状复杂的模就需要花费很多水洗时间。另外,如果上述模的构造是十分复杂的,则模的制作需要熟练的技术和费时,而且由于构成模本体的组合接缝及铁丝网的形状被转印到成形表面上,因此不能得到平滑的成形物表面,同时由于铁丝网不能形成锐利的棱角,因此不能显现出文字等比较精细设计的棱边。而且,在发生塞孔时,要停止生产线,用高压水进行冲洗。
另,如发明公开,昭60-9704所示,文中提出用树脂粘合剂将陶瓷片的粒状物结合起来形成具有通气性型材的纤维成形物的抄浆模方案。这种抄浆模是厚度为5-60mm的单层结构。另外,也可以设置具有通水孔的支撑层结构。但是,这种构造的抄浆模,在抄浆时纤维会进入颗粒之间,因为成形层的大部分被支撑在支撑板的没有开口的区域,难以通过冲洗除去进入的纤维而造成堵塞。因此,存在着连续抄浆的可能次数少等问题,而致使没有实用性。
本发明的目的在于解决上述存在的问题,以便提供一种不容易产生堵塞的,能获得具有平滑表面的纤维成形物,可以反复使用不破损,而且能得到用短的时间进行模的制作的纤维成形物的抄浆模。本发明的目的还在于,提供一种能够连续抄浆次数有显著提高的纤维成形物抄浆模。
本发明的目的还在于,提供利用本发明的抄浆模而能够明显提高连续抄浆次数的纤维成形物的抄浆方法和装置,以及抄造的纤维成形物。
按照本发明,提供一种具备由平均粒径为0.2-1.0mm的非水溶性粒状物结合起来,并构成具有上述粒状物的平均粒径的1~20倍厚度的,具有成形面的至少一部分的成形面层,以及配置在该成形面层的成形面背面的,比形成面层的平均粒径大的,其平均粒径在1.0~10.0mm的非水溶性粒状体结合起来的支撑层为特征的纤维成形物的抄浆模。
另外,本发明还提供一种以使纤维成形物成形的成形面,和使粒状体结合而成的,作为成形面的至少一部分的第1层,以及由具有比第1层的粒状体大的平均粒径的粒状物结合而成的支撑着该第1层的第2层,以及由这样的构成而在第1层和/或第2层中,使构成该层的粒状体形成具有保水性的相互连结的孔状结构为特征的纤维成形物的抄浆模。
本发明还提供一种纤维成形物的抄浆方法,其特征为,(1)利用由粒状体结合成的具有保水性的粒径及厚度的构造体的具有成形面的抄浆模,或前述特征的抄浆模。(2)利用该抄浆模吸引成形面上的纤维抄浆物进行抄浆。(3)将被抄造的纤维抄浆物从抄浆模上除下。(4)在进行一次至多次的上述(2)及(3)工序后,使抄浆模内含洗净水,然后由抄浆模内侧面向抄浆模加压,对它进行逆向冲洗。
另外,本发明还提供由上述抄浆方法进行抄浆而抄造的纤维成形物。
此外,本发明还提供由使粒状物结合起来形成具有保水性的粒径和厚度的构造物的,具有成形面的抄浆模,以及用于使构造物包含洗净水而将洗净水加入抄浆模中的洗净水添加机构,和由抄浆模内侧向其施加气压,而将水压出的加压机构所构成的纤维成形物抄浆装置。
本发明提供了纤维成形物的抄浆模,其特征是,它是由使纤维成形物成形的成形面,由粒状物结合成的,给出成形面的至少一部分的第1层,和由具有比所说第1层的粒状物大的平均粒径的粒状物结合成的支撑着第1层的第2层构成。在第1层和/或第2层中间,构成的粒状物形成层具有存水性的相互连结的孔状构造。至少,构成第1层的粒状物的Na2O和/或K2O的含量被控制在其重量的10%以下。
另,本发明提供的纤维成形物的抄浆模,其特征是,它是由使纤维成形物成形的成形面,将粒状物结合起来给出成形面的至少一部分的第1层,以及将具有比所说第1层的粒状物大的平均粒径的粒状物结合起来,并支撑着所说第1层的第2层构成的,在第1层和/或第2层中间,构成该层的粒状物形成具有存水性的相互连结的孔状构造,同时至少第1层是将金属粒进行烧结而成的。
还有,在这些粒状物中,在颗粒的中心部分与表面部分上,若Na2O或K2O的浓度有所不同(有浓度梯度),则对这样的粒状物,最好是使用表面部分的Na2O和/或K2O的成分少的粒状物更为合适。
再有,本发明提供了一种纤维成形物的抄浆模,其特征是,它是由使纤维成形物成形的成形面,和将粒状物结合起来给出成形面的至少一部分的第1层,以及由具有比第一层的粒状物大的平均粒径的粒状物结合成的,支撑着第1层的第2层构成的,其中第1层和/或第2层中间,构成该层的粒状体具有形成存水性的相互连结的孔状构造,同时第1层及第2层是由金属粒烧结构成。
本发明还提供了纤维成形物抄浆模的制造方法,它包括将具有与所要求的抄浆模的成形面成反转形状的成形面的模,以及与具有和前述抄浆模的成形面大致相同的表面的第1层用的对合模组合起来,以使前述模的成形面与前述对合模的表面形成有一定厚度的间隔,由设在该对合模上的孔将金属粒充填到上述间隔中,接着,将模、第1层用对合模及金属粒升温至一定的温度,以使金属粒烧结,而形成具有与前述孔的对应的棒状部分的第1层的第1工序;将棒状部分从由前述第一工序所得的第1层以一定长度除去之后,在第1层的棒状部分一边,将具有比第1层的金属粒大的平均粒径的粒状物与粘合剂的混合物层结合起来,形成支撑着第1层的第2层的第二工序。
另外,本发明所提供的纤维成形物抄浆模的制造方法,包括:将具有与所要求的抄浆模的成形面成反转形状的成形面的模和具有与前述抄浆模的成形面大致相同表面的第1层用的对合模组合起来,以使前述模的成形面与前述对合模的表面形成一定厚度的间隙,并从设置在该对合模上的孔将金属粒导入,并充填到该间隙之间,然后将模、第1层用对合模以及金属粒升温到一定温度,使金属粒烧结,形成具有对应于前述孔的棒状部分的第一工序;
以及,将棒状部分从由前述第一工序所得的第1层除去之后,在第1层的相反的成形面一边,将具有比第1层的金属粒大的平均粒径的金属粒层积起来,进行烧结而形成支撑所说第1层的第2层的第二工序。
在本发明的抄浆模中,由于成形面层是具有一定粒径和粒度的粒状体的厚度层,因此纤维难以进入它们内部,进入的纤维易于通过而不层积在成形面层内,即使在层积的情况下,也可通过逆向冲洗而易于除去,不易形成塞孔。而且,所得到的纤维成形物的表面具有平滑美观等优点。
在本发明的抄浆模中,使一定长度以下的纤维顺利地通过,有防止使抄浆模塞孔的优点。另外,由于在成形面层的成形面相反一侧配置了由平均粒径比成形面层的平均粒径大的粒状物构成的支撑层,因此由模内部施加压力时仍保持模的强度,可将均匀的高压力施加到成形面层上,以取得好的反向清洗效果。此外,可以从通常的模表面喷射压力水,具有良好洗净性能的优点。
在本发明的抄浆方法中,将抄浆模浸渍在分散于水中的纸浆等的稀浆中,通过对模内减压,抽吸稀浆而进行抄浆,接着将抄浆模从稀浆中取出,通过一定程度的模内减压除去成形物的水份之后,进行脱模。之后,作为洗净工序,使抄浆模的成形面层和/或支撑层处于含水状态,从抄浆模的成形面的相反一侧,用压缩空气等进行加压冲击,用水与气体进行抄浆模的逆向冲洗。由于在每一次至多次抄浆时进行这样的逆向冲洗工序,所以可防止抄浆模塞孔,以便连续进行抄浆。
此外,本发明的抄浆装置,设置了将粒状体结合成有存水性的粒径和厚度的构造体的具有成形面的抄浆模,和用于使洗净水含于抄浆模中并向抄浆模加注洗净水的水添加机构,以及从抄浆模内侧施加气压将水从抄浆模中除去的加压机构。因此,能有效地防止抄浆模塞孔,以便进行连续抄浆。
图面说明:
图1是本发明抄浆装置的一个示例断面图。
图2是本发明中成形面层与支撑层的配置状态示例说明图。
图3是本发明的成形面层与支撑层的配置状态的示例说明图。
图4是本发明的成形面层与支撑层的配置状态的示例说明图。
图5是本发明的成形面层的构造示例说明。
图6是由刚性体使成形面层与支撑层形成一体的构造示例断面图。
图7是由刚性体使成形面层与支撑层形成一体的构造示例断面图。
图8是由刚性体使成形面层与支撑层形成一体的构造示例断面图。
图9是由刚性体使成形面层与支撑层形成一体的构造示例断面图。
图10是表示扁平椭圆体的长径、短径及厚度关系的说明图。
图11是实施例1的,相对于成形面层的平均粒径的连续抄浆次数的曲线图。
图12是实施例1的,相对于成形面层厚度(相对于平均粒径倍率)的连续抄浆次数曲线图。
图13是实施例1的,相对于成形面层厚度的连续抄浆次数的曲线图。
图14是实施例1的,相对于支撑层平均粒径的连续抄浆次数曲线图。
图15是实施例1的,相对于支撑层平均粒径(相对于成形面层的平均粒径倍率)的连续抄浆次数曲线图。
图16是实施例1的,相对于支撑层厚度的连续抄浆次数曲线图。
图17是表示实施例2的结果的曲线。
图18是表示实施例3的结果的曲线。
图19是本发明其它抄浆模的一个示例斜视图。
图20是图19所示的抄浆模的断面图。
图21是说明将抄浆模安装在抄浆用容器中的状态斜视图。
图22是用断面表示的本发明的其它抄浆模制造方法的一个工序说明图。
图23是一个样模制造方法实例的断面图。
图24是一个负模制造方法实例的断面图。
图25是对合模制造方法的实例的断面图。
图26是本发明另外的抄浆模的示例断面图。
图27是本发明另外的抄浆模的示例断面图。
图28是将本发明另外的抄浆模的一个示例以部分断面状态表示的斜视图。
以下,按照附图对本发明进行详细的说明。
图1表示使用本发明抄浆模的抄浆装置的一个例子。其中,1是给出成形面的成形面层,在成形面层1的背面设置支撑层2,由成形面层1与支撑层2构成抄浆模。支撑层2通过有通水部分4的刚性体3形成一体,该刚性体3与容器5连接。容器5分别通过加压减压管道6和抄浆用的减压阀7连接到减压室16,通过抄浆物脱模用加压阀8将由压缩机压缩的空气通过反向冲洗加压阀9连接到加压室17。另外,减压室16连接到图中未示出的真空泵,加压室17则接到图中未示出的空气压缩机。而且,上述的阀7、8和9为电磁阀。
另外,在抄浆模上方设置喷淋器18,在纤维成形物(抄浆物)脱模后,它是用于对整个成形面进行均匀喷水的装置。
成形面层1是用树脂粘合剂将平均粒径为0.2-1.0mm的非水溶性粒状物结合起来,以构成层厚为粒状物的平均粒径的1-20倍的成形面层。
粒状体的材料采用玻璃、陶瓷、合成树脂、金属等非水溶性物质均可,但是从易于控制粒径来看用玻璃珠为好。
另外,粒状体的形状也可使用块状的,但是为使成形面层1具有小的,令人满意的偏差,为此,希望采用近似园球状的球状态,即为图10所示的扁平椭球体,其长、短径比(长径L/短径b)L/b<2.0,而扁平度(短径b/厚度t)b/t<2.0,较好是平滑形状,就可构成均匀的空隙(通水孔),获得所要求的特性。再者,若长短径比为2.0≤L/b<5.0,沿着成形面的通水方向配置,同样也可获得所需的特性。
构成成形面层1的粒状物的平均粒径为0.2~1.0mm,较好是0.4~0.9mm,最好是0.6~0.8mm。如果平均粒径不足0.2mm,则粒状物间的空隙小,通水性能低下,使抄浆能力下降。相反,如果平均粒径超过1.0mm,则粒状物的空隙变大,抄浆时纤维进入,使所得到的纤维成形物的表面层产生突起状的粗糙不平,还易于塞孔,脱模性能下降。这样的在纤维成形物的表面层上产生突起状粗糙不平就是已有的贴设铁丝网构造的抄浆模中所存在的严重的问题。
构成成形面层1的粒状物最好是具有比较均匀的粒径,具体地说,有80%以上的粒状物其粒度偏差是在平均粒径的±0.2mm内为好,而在±0.15mm以内则更好。粒度偏差大且超出上述范围时,粒状物间所形成的空隙大小可能不同,则被抄浆的产物各处不均,得不到良好的成品。
而且,成形面层1的厚度为构成成形面层的粒状物的平均粒径的1至20倍是必要的。为了防止成形物表面层粗糙不平,使成形面层1的厚度在粒径的平均粒径的一倍以上是必要的。
另,若构成成形面层1的厚度超过平均粒径的20倍,则不但容易产生塞孔,而且还使本发明的逆向冲洗工序时,逆向冲洗效率下降。具体地说,成形面层1的厚度为0.2-20mm,较好是0.2-10mm,最好是0.2mm-5mm。
另,如图5所示的本发明中,在构成成形面层1的粒状体10的至少凹陷部分14处,若充填有0.2mm以上的该粒状体的1/2以下的平均粒径的粒状物10′,则具有耐塞孔性能外,还使成形物的表面更加理想。
上述的粒状物通常是由环氧树脂那样的树脂粘合剂粘合而成的。作为粘合剂,不限于环氧树脂,根据粒状物的材质不同可采用聚胺脂树脂、密胺树脂、酚醛树脂、醇酸树脂等各种结合树脂,或是铜焊料、银焊料、镍焊料等各种金属焊料,尤其是各种软钎料和玻璃料,热可塑树脂等均可使用。
另外,不使用粘合剂,而使用烧结等方法,只用粒状体结合起来也可以。
树脂粘合剂相对于粒状体的混合比率,按体积比在3~15%为佳,若该比率不到3%,则粒状物间的结合强度差,容易破损。反之,若该比率超过15%,则粒状物间形成空隙较少,通水性能下降,抄浆能力低。
支撑层2位于成形面层1的成形面的反面,它是由树脂粘合剂将比成形面层1的平均粒径大的,平均粒径为1.0~10.0mm的粒状物粘合起来而成的,最好是形成比构成支撑层2的粒状物的平均粒径大的厚度,有充分的通水性,通气性和机械强度。
在此,为了得到抄浆模的反向冲洗效果,采用1mm以上的平均粒径是必要的,尤其是,在适合本发明抄浆方法的情况下,较好是的成形面层1是粒状物的平均粒径的1.5~10倍,更好的是2~5倍,致使作用在模内的压力没有压力损失,而均匀地作用在成形面层1上,可获得高的逆向冲洗效果。另外,对支撑层2的粒状物的平均粒径选择是基于,因为平均粒径在不到1.5倍或2倍的情况下,不能得到充分的逆向冲洗效果。另,若超过5倍或10倍,则使得成形面层1的粒子进入支撑层2之间,容易形成塞孔,因此不理想。具体地说,支撑层2的粒状物的平均粒径为1.0~10.0mm,2.0~5.0mm为最好。
另外,若考虑到与成形面层1的结合强度及成形面层1的粒状物进入支撑层2的粒状物间隙时通水性下降,则支撑层2与成形面层1分界面的粒径取5mm以下为好,这部分的粒径超过5mm时,形成了成形面层1的粒状物进入它的粒状物间的结构,虽然不会有强度上的问题,但相反,会产生易于塞孔的问题。另外,为了支持支撑层2的目的,用具有通水孔的刚性体3形成一体的情况下,就是在确保它的结合的强度方面,使支撑层2的粒状物的平均粒径在10mm以下是必要的。另,支撑层2的树脂粘合剂的混合率与成形面层1相同,按体积比取3-15%为好。
支撑层2可以取大于构成该层的粒状物的平均粒径,最好是其2-10倍的厚度。若支撑层2的厚度小于其粒状物的平均粒径,则不能确保模面强度。另,在为了确保模面强度而用设置有通水孔的刚性体支撑的情况时,在有通水孔的部位与无通水孔部分处成形面层1受到的逆向冲洗压力不相同,而容易产生塞孔。因此,取2倍以上的厚度为好。另,若超过10倍,则逆向冲洗时,作用在成形面层1的压力下降,容易形成塞孔。若从压力损失观点出发,则希望支撑层2要薄,取3-7倍更好。另外,即使取10倍的厚度,由于提高在模内的压力,通过设置通水孔也可能获得与3-7倍的厚度相同的逆向冲洗性能。
另外,本发明中,成形面层1和支撑层2由于毛细管现象而具有存水性,因为这是气孔相互连接所形成的构造。因此,进行逆向冲洗作用的效果很好。
本发明的抄浆模如上所述,至少由成形面层1与支撑层2构成,层的配设状态以图2-4所示。即,如图2那样,以小粒径的粒状物10结合成一定厚度的成形面层1,而在该成形面的背面设置了由粒径比粒状物10更大的粒状物11按规定厚度结合成的支持层2,此外还设置有使支持层2得以保持的,由更大粒径的粒状物12结合起来的支持层13。或是,如图3所示,成形面层1较薄,在成形面层1的成形面上露出支撑层2。另外,如图4那样,构成成形面层1的粒状物10,在本发明的粒径范围内,可以在成形面侧用粒径小的10③,而越靠近支撑层2一边,逐步变成粒径大的10②、10①。对此,处在成形面层1表面方向的粒状体取粒径的偏差小的情况是理想的。
这里,上述的成形面层1或支撑层2是由树脂粘合剂将玻璃珠或陶瓷珠的粒状物结合而成的情况,粒状物被树脂粘合剂的膜所复盖,这种复盖膜的厚度实质上只有几拾微米,容易被水分子所透过。因此,在抄浆时粒状物与水接触,此时,若包含在这些粒状物中的Na2O,K2O等成分的含量较多,则他们与水接触时,该成分有少量溶出。结果,使粒状物与树脂复盖膜的结合强度下降,尤其是,由于反复抄浆,使最受应力作用的成形面层1产生膨胀或剥离,这对抄浆模的耐久性产生不良影响。而且,在抄浆时,为了缩短所得的纤维成形物的脱水干燥时间,提高尺寸精度,往往要进行加温(温水、热风干燥),而由于加温,这种影响更显著。
为此,构成成形面层1的粒状体,以及构成相应要求的支撑层2的粒状体,其Na2O和/或K2O的含量采用控制在重量百分比的10%以下,最好在3%以下的粒状物,能够使所得的抄浆模的耐久性更进一步提高,以抑制上述不良影响。
另外,在这些粒状体中,粒的中心部分与表面部分的Na2O或K2O的浓度如果有差异(有浓度梯度),则对这样的粒状体,最好能使用表面部分的Na2O和/或K2O的成分少的粒状体。
若对Na2O和/或K2O的含量进行如上所述的控制,则在抄浆时粒状物虽然与水接触,但溶出的Na2O等成分是极少量的,就不会使粒状体与树脂粘合剂的界面强度降低。
另外,使粒状体与树脂粘合剂的界面强度下降的其它成分,如存在MgO、CaO及B2O3等,他们的影响程度虽不及Na2O及K2O大,但最好采用其含量被控制在重量的10%以下的粒状体,以此构成成形面层1。
满足这种条件的粒状物,如高纯度的铝、多铝红柱石、锆系的陶瓷粒、金属粒、塑料珠及低碱玻璃珠等均可。
另外,为了提高抄浆模的耐久性,增大粒状体与树脂界面的自身粘合强度也是有效的,例如,将硅烷系助粘剂预先附着在粒状体表面,或混入树脂结合剂,这样做是有好处的。另外,使粒状物表面的粗糙程度在1μm以上,对于增大结合强度也是有效的。为此,通常认为比起将粒状物表面做成平滑的玻璃珠或塑料珠来说,在制法上,制成数微米程度的表面粗糙度的陶瓷珠或金属粒更为理想。
另外,支撑层2所用的粒状物的材料,可采用与构成成形面层的Na2O等成分少的同样的粒状物,这对提高抄浆模耐久性确有好处,但是,也可用Na2O,K2O成分多的粒状物。
另外,对于上述粒状物为金属粒的情况,就不必用树脂粘合剂将金属粒粘合,而可以通过烧结,将金属粒间结合,以形成成形面层1,及相应的支撑层2。
这样,用金属粒形成的成形面层1,其机械强度极好,烧结性也优良,例如用塑料制的珠,经熔融结合的比金属烧结的强度差。用陶瓷珠烧结所得的均质烧结体(成形面层)也比用金属粒时烧结的性能差。可见,用金属粒最合适。
对所用金属粒的种类没有特别的限定,例如可以用钢、铜、铜合金、铝及铝合金等。这里,将这种金属粒进行烧结所得的成形面层的拉伸强度,从抄浆时作用在模面的应力来判断,以100Kgf/cm2以上为好。而用树脂将陶瓷珠粘结的拉伸强度约为30~60Kgf/cm2,青铜粒烧结的约为250~500Kgf/cm2,钢粒烧结的可得到约为300Kgf/cm2以上的拉伸强度。
另外,若考虑到烧结性能,用铜合金或钢系金属粒为好,若还要考虑到对水的耐腐蚀性能,则采用不锈钢,烧结后镀镍或涂上树脂层为好。
另外,对于支撑层2,如上所述可使用陶瓷粒,玻璃珠等,但与成形面层1的情况相同,也可用金属粒烧结构成。金属粒的种类可与成形面层1的相同或不相同,但如果用相同金属系的金属粒烧结,可使成形面层1与支撑层2的结合强度进一步提高。另,为了防止已形成的成形面层1因熔融等原因而变形,也可以采用比构成成形面层1的金属粒低的温度进行烧结得到的金属料。
另外,支撑层2与成形面层1两者,用金属粒进行烧结构成时,所得的抄浆模的耐热性比由树脂粘合的有显著提高,机械强度与刚性也极好,可获得具有显著良好抄浆耐久性的抄浆模。
另外,由于具有良好的机械强度等性能,可以减薄支撑层2的厚度。结果能提高抄浆工序的反向冲洗效果,也可以更好地避免因纤维造成的抄浆模的塞孔。此外,由于整个抄浆模的耐热性及热传导的提高,可进行200℃以上的高温干燥,可明显缩短所得纤维成形物的干燥时间。
以下就上述至少成形面1是由金属粒烧结形成的抄浆模的制造方法进行说明。该方法由下述两个工序构成。
首先,制造出具有与抄浆模的成形面成倒置形状的成形面的模(阴模),将之与具有和该抄浆模的成形面大致相同的表面的第1层(成形面层)用的对合模组合起来。此时,阴模的成形面与该对合模表面就形成了与所需的第1层(成形面层)的厚度相对应的一定厚度间隔。
这个间隔,在抄浆模的成形面比较平坦的情况下(在成形面上存在的锥形面的倾斜度较小时),可将上述阴模颠倒反转过来制取上述的对合模,由此使两模保持一定的间隔距离组合起来而成。另外,在成形面凹凸大的情况,则可相应于上述的阴模的成形面均匀地减去一定厚度分量,反转过来而制成对合模,然后使两模组合起来形成一定的间隔。
接着,通过预先设置在上述对合模的孔将上述的金属粒充填到上述间隔中之后,将金属粒加热到一定温度,使金属粒烧结,形成第一层,此时,在第一层上形成有与上述的孔相应的棒状部分。以上为第一工序。
这里,作为上述对合模的材料没有特殊的限制,可用通常铸造用的铸模材料,例如石膏铸模,以及由作为填料的包括灰砂,多铝红柱石或矿砂等,作为粘合剂的酚醛树脂或糠醛树脂等有机粘合剂结合成的有机铸模,或用水玻璃和乙基硅酸酯等无机粘合剂结合并焙烧而成的陶瓷铸模等。
但是,因为陶瓷铸模在高温时的强度高,在复杂形状模的情况,由于烧结时金属粒收缩,这是造成对合模产生龟裂的原因。因此,在使用这样的无机粘合剂时,最好同时使用在焙烧完成时在高温会消失的碳(C)系的粒子。
另外,使用有机铸模的情况,在烧成时,有机成分会变质,而附着在金属粒表面上,结果烧结后所得的第1层的强度往往会下降。因此,最好降低粘合剂的成分,具体地说,采用相对于填料的重量在3%以下为好。
另外,在模的形状简单情况,将陶瓷材料或石墨直接加工成一定形状作为对合模也可以。
为了提高金属粒的充填效率,上述对合模的表面粗糙度最好是在100S以下。在比100S粗时,充填的金属粒附着在相应部分上,造成难以使金属粒均匀地充填到上述的整个间隔中,因此不够理想。另外,为使金属粒顺利均匀地充填,最好采用边振动边充填方法。
另外,设在该对合模上的孔的大小最好约为1~10mmφ。在1mmφ以下时,金属粒充填困难,而超过10mmφ时,则烧结后所形成的棒状部分难以切断,而且相应部分的耐塞孔性能会下降,因此不理想。
另外,在阴模为平面状的情况,设置5cm以下的间隔就能很好地在其上进行均匀充填。
接着,将由上述第一工序所得的第1层的棒状部分除去一定长度,通过这个操作,能够形成上述的凸出部分,但将棒状部分全部除去,不形成凸出部分也可以。
然后,将比构成第1层的金属粒的平均粒径大的粒状物与粘合剂(耐水性树脂)的混合物层积在第1层上形成第2层(支撑层),为第二工序。
此处,作为构成第2层(支撑层)的粒状体,也可采用比第1层的金属粒的平均粒径大的金属粒。这时,在除去棒状部分后,用减去了与上述对合模同样厚度部分的第2层作对合模,可以将金属粒层积,烧结在第1层上。
另外,不用对合模,而将金属粒与高温时消失的粘合剂的混合物进行层积并烧结也可以。
在这些情况下,也可以由烧结体本身形成加强肋结构,这在第2层形成后,或在第2层形成的同时,将该加强肋形成在第2层的背面,则可使抄浆模作为整体,使机械强度提高。
可是,为上所述,支撑层2最好是与刚性体3形成一体,这里,刚性体3可以使用能够将支撑层2夹持住,以将得到的模保持在规定的强度以上的各种材料,例如可使用金属制的,或塑料制的。另外,将比支撑层2的粒状物的粒径大的玻璃珠那样的粒状物结合成支撑层以充当刚性体3也是可以的。另外,使用金属,例如用铝合金作刚性体3的情况,其设置厚度最好不小于5mm,而10~20mm更好,它设置有多个通水部分4。若厚度不足5mm,则刚性低,反复抄浆时,由于载荷重量会使支撑层2受挠曲而破损。另外,铝的杨氏模量约为7000Kgf/mm2,相对于原先的树脂粘合体的杨氏模量约为1000Kgf/mm2来说,刚性大大超过。因此,刚性体用金属制的较好。另外在通水部分4也充填支撑层2的粒状物,将进一步有助于提高结合强度。另外,为了使之重量轻和强度大,可在背面有加强肋。
此外,对于成形面积小而在抽吸抄浆时受大气压力小的情况,或是成形数量少的情况下,可以通过增加支撑层2的厚度,以确保模的强度,只需在易于受力的模的周边部分和与室5的接合部分做成箱状就可以了。
于是,在将金属制的刚性体3作成箱状的情况下,可以使用成形面的形状也改变的同一种框体,而只改变支撑层2与成形面层1的形状。因此,在制作简单的抄浆模时,可以进行形状的修正,从而能制作造价低的模。另外,这样的抄浆模即使产生塞孔,也可以与原先抄浆模同样地使管道位于模面上用高压水进行冲洗,可容易地消除塞孔。
图6~9表示用刚性体3使成形面层1与支撑层2形成一体的结构,其中图6是刚性体3从下部接触支撑层,以支持支撑层2的结构。图7是将刚性体3作成平面与支撑层2的中央部分不接触的结构。图8是在图7的模中,在支撑层2与刚性体3之间插入支垫层13形成的结构。图9是在图7的模中除去刚性体3中央部分的结构。另外,图中15是空洞。
以下,就本发明的抄浆方法进行说明。
本发明的抄浆方法,其中在抄浆工序之后,在抄浆模的成形面层1和支撑层2上,最好是使成形面层1与支撑层2处于含水状态,以便由抄浆模内部,即,由抄浆模的成形面背面用压缩空气等施加压力进行逆向冲洗工序。由此,使水与空气通过成形面层1与支撑层2,以使抄浆时附着在成形面层1表面的纤维吹到模的外面,以获得逆向冲洗作用。这里,成形面层1和/或支撑层2由粒状体形成相互连结的,具有适当大小的空隙结构,以利于存水。通常可获得高的逆向冲洗作用。若构成成形面层1的粒状体的粒径比所要求的小,则将水冲到成形面上时,水难以进入成形面内,反之,若比所要求的大时,则贮水不均匀,不能获得充分逆向冲洗效果。
具体地说,在成形面层1或支撑层2,或在成形面层1与支撑层2两层上均匀含水后,使用压缩空气从模内吹出的方法,至少造成水与空气通过成形面层1的状态,而获得高的逆向冲洗效果。这时,形成高于大气压的压力冲击着抄浆模内部,以达到理想的逆向冲洗效果。这时,在成形面上形成高于1.0gf/cm2的喷出压力为好,在3.0gf/cm2以上更好,若考虑逆向冲洗性能,则在成形面上的最大表面喷出压力越大越好,但这样必然使装置大型化,从造价方面考虑,在500gf/cm2以下是实用的。
另外,逆向冲洗压力,以脉动式地加上可更好地提高冲洗效果,具体地说,使空气压力在0.5秒内就在抄浆模的成形面上形成高于1.0gf/cm2的压力脉动式地加以冲洗是理想的。
而且,对抄浆模内部施加多次脉冲加压,可获得更明显的逆向冲洗效果。这样的操作可以通过瞬时打开保持有数个大气压以上的加压室17的逆向冲洗加压阀9来进行。另外,为了脉冲地加压,加压阀9最好是大容量的电磁阀。另外,最好既要使加压室17的容量具有比室5的容量大得多的容量,又要尽可能地限制管道6的口径大小。又,这种逆向冲洗效果不单是由空气获得的,还有从模内施加水压,在成形面层1及支撑层2的面压力过高时,导致模破损的危险性也增加。另外,若在使用的水中添加界面活性剂,则可获得更好的逆向冲洗效果。
本发明的逆向冲洗方法,与将水以喷淋状地喷射在原先的用金属网的抄浆模的方法一样,可在一次抄浆之后到下次进行抄浆的短时间(数秒钟)之内进行,因此并不减少抄浆的操作周期时间,而能获得比原先的高的冲洗效果。这种逆向冲洗工序,在每次抄浆后进行最有效果,但对形状简单的模或成形数少的情形,在每5-10次的抄浆后进行冲洗也可以。
如果采用上述的具有逆向冲洗工序的抄浆方法,则能够做到不降低生产率,而防止抄浆模的塞孔。特别是与本发明的抄浆模结合起来可获得明显的逆向冲洗效果,防止塞孔和可能进行数千次以上的投料连续成形。
另外在产生塞孔时,也可以容易地象原先那样施加高压水进行冲洗。
以下用实施例对本发明进行更为详细的说明,但本发明不限于这些实施例。
实施例1与比较例1
图1表示抄浆装置,表1(实施例No.1~26)与表2(比较例,No.27~35)表示条件。表3表示基本上用20秒的抄浆周期进行连续抄浆的工序,由抄浆模上产生塞孔到在成形物表面产生抄浆不均匀的抄浆次数来进行抄浆性能的评价。
具体地说,对成形物的厚度为2mm,抄浆次数至100次的每10次,在100次以上的每50次对成形物的厚度进行检测,以直至开始产生0.5mm以下的部分进行抄浆性能的评价。另外,在这些抄浆模的成形面上设置具有雕刻文字的部分,同时对成形物中文字的清晰度等复制性能作评价。
使用的纤维质生料是将新闻纸与碎的马粪纸按重量以1∶1配合成纤维质浆料,并加水调配成重量为1%的浓度,将这种纤维质浆料分散在水中。
以下参照图1对抄浆模的基本构造予以说明。
首先,刚性体3是用10mm厚的铝合金制作,并设置有一部分20×20mm的方形通水部分4具有加强肋的结构,与室5用图中未示的螺栓紧密连在一起。用真空泵使减压室16内减压至60mmHg以下,加压室17内由压缩机保持气压为一个大气压。另外,进行调节,以便在每一次抄浆时从喷淋器18将喷淋水喷射到模表面上。
成形面层1与支撑层2是用耐水性的环氧树脂相对于粒状物的玻璃珠按体积比为4%混合粘接而成,由成形面层1与支撑层2构成的抄浆模,其形状是200mm×200mm的方形,如图1所示,升高部分a具有50mm的凸起形状。粒状物的平均粒径,对于成形面层1来说(除No.24,25外)被调整成在平均粒径的±0.15mm以内的占80%以上的粒度分布。成形面层的厚度规定为,使成形面层1的粒状物进入支撑层2的粒状物间的部分为最小的厚度。
另外,支撑层2是使用调整在平均粒径的±30%以内的粒状体,No.20、23、31的10mm及12.5mm的粒状体是由氧化铝制的。支撑层2的厚度以25mm为标准,但是对于No.17可增大至50mm,而对于No.14、15,考虑到它沿着成形面形成的为增强目的具有多个通水孔的厚度为10mm的合成树脂制成的平板状刚性体,因此用于进行评价的支撑层2的厚度为2.5mm和5mm。另外,对于No.34,只将成形面层1与和No.15相同的平板状刚性体结合起来。No.26、32的成形面层1为两种粒径,为双重结构。
另外,为上述抄浆模准备具有一定成形面形状的阴模(凹状树脂模),在阴模上将成形面层1的粒状物与环氧树脂的混合物层积成一定厚度后,将支撑层2的粒状物与环氧树脂的混合物层积成一定厚度,接着在其上设置刚性体3。这时,成形面层1、支撑层2及刚性体3各自之间通过环氧树脂形成粘合状态。
之后,使抄浆模从阴模脱模,而得到所要求的抄浆模。
这里,对于No.26、32,在抄浆模从阴模脱模之后,在成形面上充填已混合了环氧树脂的平均粒径为0.3mm,0.15mm的粒状物,使之粘合。
作为原先例子,是按No.35使用在具有成形面的形状部分的铝合金上,以10~20mm间隔在整个成形面上设置直径约为5mm的贯穿孔,而在整个面上贴置40号铁丝网的原先抄浆模。
对以上的各个抄浆模,就No.1~13及No.27、28、29、34、35的模,首先按原先的抄浆方法进行,直至发生塞孔,以此评价反复抄浆的抄浆次数后,用高压水冲洗模表面,以除去塞孔(用原先的冲洗方法),然后按本发明的抄浆方法评价抄浆次数后,再由阀门脉冲开关进行本发明的抄浆方法。
以上的结果用表1、表2及图11-16来说明。
在这些结果中,用本发明抄浆模的,成形物的文字部分的复制性能全部完好。
表3
实施例的抄浆的工序(原先的方法不进行7、8的工序) | |
1 将抄浆模投入浆料混合水中2 打开减压阀3 从浆料混合水中将抄浆模取出,减少仍然汲引着的成形物水分4 关减压阀5 成型物脱模(通过打开脱模用加压阀从模内施加压力而脱模)6 将水喷射到成形面上7 打开逆向冲洗用加压阀[开关1次][3次/2秒(实施例3)]8 关闭逆向冲洗用加压阀9 返回到1 | 1秒在水中1秒13秒2秒本发明1秒原先3秒2秒 |
由以上结果明显看出,在本发明抄浆模使用原来抄浆方法的情形,其耐塞孔性能与原先的使用铁丝网的抄浆模有相同水平,但获得具有不存在接缝的平滑表面的纤维成形物。而且,由于适合使用本发明的抄浆方法,从而获得高于原先模的防止塞孔的效果,有可能进行数百次循环以上,特别是通过使成形面层与支撑层的适当组合,有可能进行近1000次循环的连续成形。相反,本发明范围以外的抄浆次数少,成形物表面粗劣,而且还存在破损等问题。
实施例2
使用平均粒径为0.75mm的玻璃珠构成厚度3.75mm的成形面层1,以平均粒径2.5mm的玻璃珠构成厚度为10.0mm的支撑层2,其它方法与实施例1相同构成抄浆模A,并测定模表面喷射压力。这时,通过控制加压室内的压力变化,调节最大表面喷射压力,以进行连续抄浆次数的评价,其结果示于图17。
实施例3
用与实施例2相同的抄浆模A,和与实施例1的No.10相同构造的抄浆模B,评价A与B的模的构造对连续抄浆次数的影响,以及每次抄浆的逆向冲洗次数的效果。这里,在相同的逆向冲洗条件中,最大表面喷射压力相对于A模为30gf/cm2,B模为15gf/cm2。结果见图18。
从实施例2、3的结果可见,通过本发明抄浆模的构造与逆向冲洗条件的组合,达到数千次循环的连续抄浆是可能的。
以下,对本发明的其它抄浆模,参照附图用实施例予以说明。
图19是本发明一个实施例的其它抄浆模的斜视图。图中,该抄浆模C有成形面21,该成形面21与和刚性体台座30形成一体的外周部分32的内表面结合。
图20表示图19的抄浆模C的断面图。抄浆模C从其断面形状中看出,具有成形面层20和支撑层22。成形面层20与支撑层22和台座30(及其周围部分)以粘接形式连成一体。为了增加结合强度,外周框33与格子框31在台座30上下使台座30得到固定(未图示)。
支撑层22是由Na2O和/或K2O的含量为重量的10%以下的粒状物粘合成的,在其背面层积形成支撑层24,以使整个抄浆模C机械强度提高。
实施例4-6,比较例2
将含有硅烷系的粘结剂的环氧树脂与表4所示形状的粒状物混合起来,将所得的混合物与台座30形成一体而得到各种抄浆模(见图20)。
表4
成形面层20 | 粒状体的平均粒径:0.4mm0.4mm±0.1mm佔90%的粒度分布厚2mm为最终积层 |
支撑层22 | 粒状体的平均粒径:1.2mm1.2mm±0.2mm佔80%的粒度分布厚度20mm为最终积层 |
支垫层24 | 粒径3~5mm的玻璃珠(成分与表2的比较例1相同)厚20~50mm的积层 |
对上述各例所得的抄浆模的性能进行如下评价。
即,将由各例所得的共4个抄浆模,如图21所示,安装在一个抄浆盒80中(图21中,为简便只示出一个抄浆模),按以下条件进行反复抄浆,并观察抄浆模成形面的破损状况。
这时,由抽吸干燥方法进行2万次抄浆,然后再用热风抽吸干燥方法进行抄浆至5万次。所得结果示于表5,表5还记述用于各例的粒状物种类、构成成分等。
(1)将装有4个抄浆模的抄浆盒80投入到分散有重量百分数为1%的浆料纤维的水中。
(2)通过使抄浆盒80内部减压,让浆料纤维吸附在成形面上(抄取)。
(3)使抄浆盒80从水中取出,对盒内部进行减压抽吸,以减少抄取的纤维成形物的水分(抽吸干燥)。
或者一边对纤维成形面吹送约200℃的热风,一边不断地进行减压抽吸,使水分减少(热风减压抽吸)。
(4)使纤维成形物脱模。
(5)用加压水呈喷淋状地喷射到抄浆模的成形面上。
(6)由保持初压为5Kgf/cm2压力的加压室通过电磁阀对抄浆盒内施加瞬时的压力,进行逆向冲洗。
表5
*…成形面层与支撑层成分相同。
表6
* 关于在中途中止抄浆的抄浆模,即时从抄浆盒取出,安装[盲盖]代替该抄浆模,继续进行抄浆。
由表5看出,使用基本不含Na2O,K2O的高纯度氧化铝系珠状物的实施例4,无论在抽吸干燥或是热风抽吸干燥中,都未发生成形面层的异常,并获得耐久性特别优良的抄浆模。
另外,使用Na2O+K2O重量占3%的氧化铝系列的珠状物的实施例5,在热风抽吸干燥中产生一些剥离,但没有达到产生实质性问题的程度,也不影响所得纤维成形物的品质。
在用Na2O+K2O重量占1%的玻璃珠的实施例6中,获得了与实施例5的情况相同的结果,但发生剥离的数量有增加的倾向,这起因于使用的粒状体的表面(粗糙度)不足1μm,而比氧化铝系列的珠状体的5μm的程度平滑,以及B2O3,MgO及CaO的成分多之故。
与之相反,在使用Na2O+K2O重量占13%的玻璃系列珠状物的比较例2中,不用热风抽吸干燥,而只用通常的抽吸干燥,就发生剥离现象。而且,在热风抽吸干燥中剥离的大小及个数也明显地增加,剥离还涉及到支撑层。
其次,下面对本发明的其它抄浆模参照附图用实施例加以说明。
图19表示了这样的抄浆模的一个实施例。图中,除了构成成形面21的成形面层是由金属粒烧结成形以外,其它方面与上述抄浆模C相同,说明从略。
以下,就上述抄浆模及其制造方法举例说明。
实施例7
图22以断面状态表示本发明制造方法的模组合的一个例子。图中,制造时将具有与抄浆模的成形面成反转形状的复制面42的阴模40,与具有和该抄浆模的成形面基本相同的下表面的对合模50通过一定间隔g(g=2.5mm)组合起来。而且,在对合模50上具有铸造流道孔52,通过该流道孔52,将形成抄浆模成形面层(第1层)用的金属粒充填到间隔g中。
所充填的金属粒是平均粒径为0.5mm的青铜粒,该青铜粒的基本成分是,Cu占重量的90%,Sn占重量10%,对粒径进行调整,以使粒径0.5±0.1mm范围内的占全部的80%。而且,使模边振动边进行充填,以使金属粒被均匀地充填间隔g中。
另外,上述流道孔52的内径为6mm,按5cm间隔设置在与存在于阴模40的复制面42上的凸起部位的位置上(本实施例中是凸起部位上方)。
如图23所示,上述的阴模40,可以用使抄浆模的成形面反转的主阴模40N,由树脂、橡胶、石膏等浇铸成形获得样板模40M,再由样板模40M制成(参见图24)。在本实施例中,按照精密铸造铸模的陶瓷造型法,使用在莫来石质砂中混入1%的碳粒所得的混合物为填料,用乙基硅酸酯作粘合剂,浇注在样板模40M上,硬化后脱模,接着在900℃中焙烧而获得阴模40。
但是,也可以由树脂或木模直接加工来获得样板模40M。
另外,如图25所示,上述对合模50使用将反转的抄浆模的成形面的上面51M形成上述间隔g部分的厚度而成的样板模50M,在对应于朝上的51M的凸起部分,按一定间隔(5cm)设置直径d的棒状体60的形状物。按照精密铸造铸模的石膏注模法,使铸造用石膏注模、硬化、脱模、干燥后除去棒状物60而得到。由该棒状物60形成流道孔52。另外,也可以不使用棒状物60而通过直接穿孔面形成流道孔52。
另外,样板模50M还可用树脂或木模直接加工得到,也可在如图23所示的主阴模40N上面复盖薄的石蜡片等,只增加间隔g部分的厚度来作为样板模。
接着,如上所述,将阴模40与对合模50组合成如图22所示的模后,将金属粒充填到流道孔52的上部后,保持模组状态不变,而在N2气氛中用850℃烧结。这时,通过控制以使金属粒本身保持在830℃以上一小时。
接着,冷却至室温,除去对合模50,因为对合模50是用石膏铸造的,可以容易脱模。将由道流孔52形成的凸起部分20P切断,使其长度(高度)为5mm(图26)。
而且,在通过烧结所得的成形面层20的成形面相反侧(背面)上进行喷砂处理,使其清净。
之后,如图26所示,将平均粒径为1.3mm(具有1.3±0.2mm的占80%的粒度分布)的氧化铝珠与含有硅烷系列助粘剂的环氧树脂混合,将所得混合物在成形面层20的背面层堆成20mm厚的层,而形成支撑层。
再将粒径为4~6mm的氧化铝珠与上述环氧树脂的混合物层积在支撑层22上,以形成支垫层24,之后,将支垫层24与具有格子部分的铝合金底座30成一体地硬化,最后得到如图所示构造的抄浆模。
实施例8
重复与上述实施例同样的操作,形成成形面层20(但凸起部分20P几乎全部切去)。
接着,用铸造用石膏制品在成形面层20的整个成形面的反面形成约15mm的间隔,而且具有宽10mm×深10mm的沟74,组合成有上述同样的流道孔72的对合模70(第二层用对合模),将有1.2±0.2mm范围的占80%粒度分布的青铜粒通过道流孔72充填到成形面层20与对合模70之间,再进行上述那样的烧结(图27)。
这里,第2层用对合模70是供所需要形状反转的专用样板模,它是用铸造用的石膏注入成形、硬化、脱模并干燥而得到的,但也可通过将对合模进行适当的修削得到。
经冷却、脱模后除去因流道孔72引起的凸起部分,得到如图28所示的,具有成形面层20,支撑层22′及加强肋26的抄浆模。另外,加强肋26是由上述对合模70的沟74形成的,它是缓和抄浆时加在抄浆模上的应力,增强抄浆模用的。
对所得到的抄浆模镀Ni之后,用螺栓固定到与上述实施例一样的台座上,完成抄浆模的制造(图未示)。
实施例9
在实施例7的成形面层20的制造工序中,将对合模50,由30-120号粒度的布来石系列的砂和有机粘合剂构成的有机铸模,金属料材质为钢,在H2的气氛中,用1300℃进行烧结,得到由钢粒的烧结体形成的成形面层(有凸起形状部分20P)。
接着,将平均粒径为1.3mm的钢粒与甲基纤维素的混合物在成形面层20的成形面的背面层积10mm的层,再次以上述条件进行烧结。
将所得的抄浆模进行镀Ni之后,用螺栓固定到与实施例7同样的台座上,而完成抄浆模的制造(未图示)。
比较例3
将平均粒径为0.5mm(具有0.5±0.1mm范围的占80%的粒度分布)的氧化铝珠与含有硅烷系助粘剂的环氧树脂混合起来,将所得混合物在上述的主阴模40N上面层积成2.5mm厚度的层,而形成了成形面层。
接着,进行实施例7所述相同的操作,在成形面层20的成形面背面上形成支撑层22,并进一步形成支垫层24。之后,使之与底座30成一体硬化,从主阴模40N脱模,而获得抄浆模(未图示)。
下面对上述各实例所得的抄浆模进行评价。
即,将各例所得的共有4个抄浆模,以如图21所示装配到一个抄浆用盒80中(为简述,图21中只示出一个抄浆模),按下述条件进行反复抄浆,然后观察抄浆模成形面的破损状态,所得结果示于表6。
(1)将装着4个抄浆模的抄浆盒80放入按重量1%分散着浆料纤维的水中。
(2)通过使抄浆盒80内减压,使浆料纤维吸附在成形面上(抄取)。
(3)使抄浆盒80从水中浮出,将约300℃的热风吹到纤维成形物上,同时持续进行盒内的减压抽吸,使水分减少(热风减压抽吸)。
(4)将纤维成形物脱模。
(5)将加压水呈喷淋状喷射到抄浆模的成形面上。
(6)从初压为5Kgf/cm2的加压室,通过电磁阀对抄浆盒内施加瞬间压力,进行逆向冲洗。
从表6可见,在比较例3的抄浆模中,因制造条件偏差(成形面层与支撑面层的接合状态),而造成二处剥离,其后再继续进行到5万次抄浆时,因受热而引起树脂变形,产生剥离10处。
另外,对本发明的实施例7、8和9所述的抄浆模进行10万次抄浆,不发生类似问题。
但是,用实施例7的抄浆模,通过10万次的抄浆,在成形面层中产生轻微膨胀,但所得纤维成形物(抄浆物)的质量没有问题。这样的膨胀是因支撑层(第2层)使用氧化铝珠与环氧树脂的混合物,而在成形面层与支撑层之间发生局部分离引起的。另,青铜粒的成形面层也产生一些变色,但这不对纤维成形物造成问题。
相反,在实施例8及9的抄浆模中,不发生上述的异常,它是具有极佳耐久性和机械强度的优良抄浆模。
另外,在实施例7及比较例3的抄浆模中,每进行约1000次的抄浆就用高压水(50Kg/cm2)冲洗模面,这对防止产生成形面部分塞孔是必需的。但是,实施例8及9的抄浆模因为支撑层薄,且不存在支垫层,因而能得到极为良好的逆向冲洗效果。对实施例8的模进行约3000次的抄浆,实施例9的模进行5000次抄浆,对此进行一次冲洗就足够。
如上所述,本发明的抄浆模有不易产生塞孔,能得到具有平滑表面的纤维成形物,反复使用也没有破损,以及模的制作时间短而简便等优点。另外,本发明的抄浆方法,在每次进行抄浆时,用水与空气从抄浆模内部进行逆向加压冲洗,没有塞孔的危险,并可以进行连续成形。
另外,本发明的抄浆模比起原先的在模本体的表面上敷贴铁丝网构成的抄浆模(铁丝网眼的抄浆模),从时间和劳力来看,可极容易制取。因此,能适应于包装材料等的制品形状经常而迅速的变更需要。而且,用本发明制造的包装材料等的整体成本,相比于原先的铁丝网眼的抄浆模有明显的减少。
采用本发明,可以用废旧纸的浆料的再成形生产出纤维成形物。从而,本发明的纤维成形物的抄浆模和抄浆方法解决了原先存在的问题,对工业发展作出了贡献。
另外,按本发明还由于使用了Na2O等含有量低于一定值的粒状物,从而提供对反复抄浆耐久性高的纤维成形物的抄浆模。
再者,按本发明所述,至少由具有一定粒径和粒度的金属粒经过烧结形成成形面层(第1层),用一定的对合模形成成形面层,所以可提供机械强度和耐久性极为优良的纤维成形物的抄浆模及其制造方法。
在本发明所述的制造方法中,由于使用了一定的对合模,所以能够简易和再现性良好的获得成形面层(第1层)和支撑层(第2层),并使抄浆模的制造效率也得到提高。
Claims (36)
1、一种纤维成形物的抄浆模,其特征在于,具有由平均粒径为0.2-1.0mm的非水溶性粒状物结合起来的,形成该粒状物平均粒径的1~20倍厚度的,至少一部分为成形面的成形面层,以及配置在该成形面层的成形面背面的,由比成形面层的平均粒径大的,平均粒径为1.0-10.0mm的非水溶性粒状物结合起来的支撑层。
2、按权利要求1的纤维成形物的抄浆模,其特征在于支撑层的厚度大于构成该层粒状物的平均粒径。
3、按权利要求1的纤维成形物的抄浆模,其特征在于支撑层在成形面层的相反一侧表面的至少一部分,被支撑在具有通水部分的刚性体上。
4、按权利要求1的纤维成形物的抄浆模,其特征在于构成成形面层和/或支撑层的粒状物是球状体。
5、按权利要求1的纤维成形物的抄浆模,其特征在于构成成形面层的粒状物实质上有均匀的粒径。
6、按权利要求1的纤维成形物的抄浆模,其特征在于成形面层的厚度是0.2-5mm范围。
7、按权利要求1的纤维成形物的抄浆模,其特征在于支撑层的粒状物的平均粒径是成形面层的粒状物的平均粒径的1.5-10倍。
8、按权利要求1的纤维成形物的抄浆模,其特征在于成形面层的厚度是构成该面层的粒状物的平均粒径的2-10倍。
9、按权利要求1的纤维成形物的抄浆模,其特征在于支撑层的厚度是它的粒状物的平均粒径的2-10倍。
10、按权利要求1的纤维成形物的抄浆模,其特征在于成形面层的粒状物的粒度偏差是构成该面层的粒状物的80%以上在平均粒径的±0.2mm以内。
11、按权利要求1的纤维成形物的抄浆模,其特征在于将具有平均粒径在0.2mm以上的,成形面层的一半以下的粒状物充填在成形面层的成形面的凹下部分处,并形成平滑面。
12、一种纤维成形物的抄浆模,其特征在于,它是由使纤维成形物成形的成形面,和将粒状物结合而成的,至少给出成形面的一部分的第1层,以及将具有比该第1层的粒状物大的平均粒径的粒状物结合而成的支撑着该第1层的第2层构成的。
在第1层和/或第2层中,构成该层的粒状物形成具有存水性能的相互连结的孔状结构。
13、按权利要求12的纤维成形物的抄浆模,其特征在于,至少构成第1层的粒状物形成相互连结的孔状结构。
14、按权利要求12的纤维成形物的抄浆模,其特征在于,构成第1层的粒状物的平均粒径为0.2-1.0mm,而构成第2层的粒状物的平均粒径为1.0-10mm。
15、纤维成形物的抄浆方法,其特征在于,
(1)使用将粒状物结合成具有存水性的粒径及厚度的构造体,并具有成形面的抄浆模;
(2)利用该抄浆模进行抽吸,将纤维抄浆物抄取在成形面上;
(3)使所抄取的纤维抄浆物从抄浆模脱模;
(4)进行一次至多次的上述(2)至(3)工序后,使抄浆模含洗净水,然后由抄浆模内部施加空气压,对抄浆模进行逆向冲洗。
16、按权利要求15的纤维成形物的抄浆方法,其特征在于,每次工序(3)结束就进行工序(4)。
17、按权利要求15的纤维成形物的抄浆方法,其特征在于,在0.5秒内,在抄浆模成形面上的最大空气压力至少达到1.0gf/cm2,以冲击方式施加在成形面上。
18、按权利要求17的纤维成形物的抄浆方法,其特征在于,通过将抄浆模内部与压缩空气容器连接起来,冲击性地施加气压。
19、按权利要求15的纤维成形物的抄浆方法,其特征在于,施加在抄浆模成形面上的最大空气压力至少达到1.0gf/cm2。
20、一种纤维成形物,其特征在于,它是由权利要求15所述的抄浆方法形成的。
21、纤维成形物的抄浆方法,其特征在于,
(1)使用具有由平均粒径为0.2-10mm的非水溶性粒状物结合的,构成该粒状物平均粒径的1-20倍厚度的至少给出成形面一部分的成形面层,和设置在该成形面层的成形面背面上的,由比成形面层的平均粒径大的平均粒径为1.0-10mm的非水溶性粒状物结合成的支撑层的抄浆模;
(2)由该抄浆模进行抽吸而将纤维抄浆物抄取在成形面上;
(3)将所抄取的纤维抄浆物从抄浆模脱模;
(4)在进行一次至多次的上述(2)和(3)的工序后,使成形面层和/或支撑层含洗净水,然后向抄浆模内部施加空气压对抄浆模进行逆向冲洗。
22、按权利要求21的纤维成形物的抄浆方法,其特征在于,至少使洗净水含在成形面层中。
23、按权利要求21的纤维成形物的抄浆方法,其特征在于,在0.5秒内,在抄浆模的成形面上的最大空气压力至少达到1.0gf/cm2,以进行冲击式的加压在成形面上。
24、按权利要求23的纤维成形物的抄浆方法,其特征在于,通过将抄浆模内部与压缩空气容器连接,冲击式地施加空气压力。
25、按权利要求21的纤维成形物的抄浆方法,其特征在于,加在抄浆模成形面上的最大空气压力至少为1.0gf/cm2。
26、一种纤维成形物,其特征在于,它是由权利要求21所述的方法抄浆形成的。
27、一种纤维成形物的抄浆装置,其特征在于,它是由将粒状物结合成具有存水性的粒径及厚度的构造体的具有成形面的抄浆模,以及
为了使构造体含有洗净水,而将洗净水加到抄浆模中的洗净水添加机构,以及
从抄浆模内部施加空气压将水从抄浆模中赶出的加压机构构成的。
28、按权利要求27的抄浆装置,其特征在于,洗净水添加机构具有将洗净水散布到抄浆模成形面上的散布设备。
29、按权利要求27的抄浆装置,其特征在于,加压机构是由压缩空气的容器,将该容器与抄浆模内面连接起来的管道,以及与该管道相连接的阀构成的。
30、一种纤维成形物的抄浆模,其特征在于,它是由形成纤维成形物的成形面,和由粒状物结合成至少提供成形面的一部分的第1层,以及,由比该第1层的粒状物大的平均粒径的粒状物结合成的,支撑着该第1层的第2层构成的。
在第1层和/或第2层中,构成该层的粒状体形成具有存水性能的相互连结的孔状结构,其中,至少构成第1层的粒状物的Na2O和/或K2O的含量被控制在重量的10%以下。
31、按权利要求30抄浆模,其特征在于,从由至少构成第1层的粒状物MgO、CaO及B2O3形成的组分中选择1种或2种以上的氧化物,其含量被控制在重量的10%以下。
32、一种纤维成形物的抄浆模,其特征在于,它是由形成纤维成形物的成形面,由粒状物结合成的至少给出成形面一部分的第1层,以及,
有比该第1层的粒状物大的平均粒径的粒状物结合成的,支撑着该第1层的第2层构成的,其中,在第1层和/或第2层中,构成该层的粒状物形成具有存水性的相互连结的孔状结构,而至少第1层是由金属粒烧结构成的。
33、按权利要求32的纤维成形物的抄浆模,其特征在于,在第1层的成形面侧背面形成有凸起部分。
34、一种纤维成形物的抄浆模,其特征在于,由使纤维成形物成形的成形面,和由粒状物结合成的至少给出成形面一部分的第1层,以及
具有比该第1层粒状物大的平均粒径的粒状物结合成的,支撑着该第1层的第2层构成,其中,在第1层和/或第2层中,构成该层的粒状物形成具有存水性的相互连结的孔状结构,同时第1层和第2层是由金属粒烧结而成的。
35、一种纤维成形物抄浆模的制造方法,其特征在于,它是由将具有所要求的抄浆模的成形面反转的形状的成形面模,与具有和前述抄浆模的成形面基本相同的表面的第1层,用对合模组合起来,在前述的模的成形面与前述对合模的表面形成一定厚度的间隙,通过设在该对合模上的孔,将金属粒导入,并充填到该间隙中,接着,将模和第1层用的对合模以及金属粒升温至一定的温度,使金属粒烧结,而形成具有与前述的孔对应的棒状部分的第1层的第一工序;以及,
将由前述第一工序所得的第1层的棒状部分除去一定长度后,在第1层的棒状部分一边,由具有比该第1层的金属粒大的平均粒径的粒状物与粘合剂的混合物层积地结合起来,形成支撑该第1层的第2层的第二工序构成的。
36、一种纤维成形物抄浆模的制造方法,其特征在于,
将具有所需的抄浆模成形面反转形状的成形面的模与具有和前述的抄浆模成形面大体上相同的表面的第1层用对合模组合起来,使前述模的成形面与前述对合模的成形面形成具有一定厚度的间隙,由设在该对合模上的孔将金属粒导入,并充填该间隙,然后将模,第1层用对合模以及金属粒升温到一定温度,以使金属粒烧结,而形成具有对应于该前述孔的棒状部分的第1层的第一工序,以及,
从由前述第一工序所得的第1层上除去棒状部分后,在第1层的成形面的背面上,将具有比该第1层的金属粒大的平均粒径的金属粒层积成层,并进行烧结,而形成支撑着该第1层的第2层的第二工序。
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