CN112726292A - 一种纸浆模塑制品的无转移制造工艺及其制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纸浆模塑制品的无转移制造工艺及其制造设备，属于机械技术领域。它解决了现有的纸浆模塑制造工艺效率不高的技术问题。本发明工艺包括下列步骤：a、在成型模具的丝网模上形成湿胚；b、仅对上模加热，并将上模与下模合模，通过下模的隔热层将上模的热量保持在隔热层和上模之间；c、保持成型的湿胚位置不变，由上模持续进行单独加热加压湿胚定型，将定型过程中的水份从下模的底部排水排汽。本设备包括注浆装置、上模和下模，上模采用导热固态金属制成且在上模上设有加热器，在下模上设有用于形成型腔的隔热层，隔热层的底部设有排水孔。本发明将现有的成型和定型两个步骤在一个工位完成，提高了效率，并减小了设备体积。

Description

一种纸浆模塑制品的无转移制造工艺及其制造设备

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种纸浆模塑制品的制造工艺，特别涉及一种无转移制造工艺及其制造设备。

背景技术

随着外卖的普及，一次性餐盒的使用量不断提高，为了响应政府的环保号召，目前市场上逐渐通过纸浆等可降解材料制成的餐具来替代塑料餐具。

常规纸浆模塑制品的成型工艺中，空的滤网模先放置在成型型腔的下模中，然后将稀纸浆注入到成型模具的下模，由初步过滤后，在滤网模上形成湿胚，之后上模下移与下模合模形成封闭的型腔，上模下模加热的同时也通过抽真空装置将湿胚进一步脱水，形成含水量较低的型胚，开模后将具有型胚的滤网模将转移出成型模具，并通过吸爪将型胚转移至定型机的加热膜中进行热压定型，最后将毛边裁剪后制成成品。

现有技术中，纸浆模塑制品的成型机是将纸浆模塑制品做成含水率较高的型胚，由于成型模具本身结构的限制和湿胚成型后脱模的限制，成型模具中的型胚含水率难以做到低含水率，需要转移到专门的定型机上，由定型模具进一步进行热压定型，使型胚进一步去除水份，获得较为低的含水率纸浆模塑制品。

另一种纸浆模塑制品的生产方法是采用浸浆式，既成型装置的成型水模浸入纸浆悬浮液中，同时对成型水模抽真空，成型水模的成型网上根据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，将成型水模移出所述纸浆悬浮液；继续对成型水模抽真空脱水，待一定的时间后，将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转移模上；将纸浆模塑制品坯从转移模上转移至热压下模的不锈钢滤网模上，合上所述热压上模；利用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，利用热压上模板和所述热压下模板加热热压上模和热压下模，同时通过热压上模和热压下模的脱水气孔抽真空。

上述的两种工艺的都是采用了成型模具成型湿胚，湿胚是含水率较高且易变形状态，甚至难以独立成型，因此将成型模具中的湿胚通过转移模具转移到定型模具中，需要用专用的定型模具进行热压定型，制成纸浆模塑制品。在一个模具加工完成后再通过转移装置将型胚转移至下一个工艺阶段，并在相应的模具中进行再次处理，采用这种加工方法是合理的，因为每个工艺阶段的要求不同，将整套工艺拆解是实现自动化的提前。但是这种工艺方法存在的问题是每个工艺阶段都需要对半成品或成品进行转移，整套系统将非常庞大，而且从上一工艺步骤转移到下一步骤重新定位要求就变得非常高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种纸浆模塑制品的无转移制造工艺，本发明所要解决的技术问题是：如何实现纸浆模塑制品在一个模具内完成制造。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种纸浆模塑制品的无转移制造工艺，其特征在于，包括下列步骤：

a、在成型模具的滤网模上形成含水率50％以上的湿胚；

b、仅对成型模具的上模加热，并将上模与下模合模，通过下模的隔热层将上模的热量保持在上模和隔热层之间，使湿胚进一步排水；

c、保持成型的湿胚位置不变，由上模持续进行单独加热加压直至湿胚定型，获得含水率在35％以下的定型纸浆模塑制品，将定型过程中的水份从下模的底部排水排汽。

本制造工艺采用单模具将纸浆制品制造出来，舍弃了常规工艺成型和热压定型工艺之间的湿胚转移步骤，只在一个模具上就实现成型和定型两个工艺步骤，由于不需要进行转移步骤和将湿胚放入定型机的定型模具中进行重新进行定位，免去了直角边纸浆模塑制品的定位问题，可以适用更多形状的纸浆模塑制品。步骤c中，还可以延长加热时间，直接进行烘干步骤，将成型、定型和烘干三个工艺步骤集成在一个模具中完成，进一步将工艺集成和简化。当然根据需要，也可以是半烘干或不烘干，将定型纸浆模塑制品拿出来放入烘干机中烘干或者风干。因为含水率35％以下的定型纸浆模式制品具有较好的抗变形性，具有一定的牢固度，不会轻易变形，可以当做成品使用，比如用于包装盒的内衬，虽然表面粗糙，但不影响使用。将至少两个工艺步骤在单个模具中完成，是利用了下模的隔热层的隔热作用，既在湿胚成型工艺中，由于隔热层的隔热效果，下模保持正常温度，型腔内的水份不会被下模的热量所影响，从而能够保持下模能够正常排水排汽，在热压定型步骤中又通过隔热层保温作用，不会使上模的热量散发到下模的其余地方，使加热定型不用下模的加热也能实现加热定型。

在上述的纸浆模塑制品的无转移制造工艺中，在所述步骤a中，以注浆或浸浆方式将纸浆成型在滤网模上，形成含水率75％-90％的湿胚。此状态的湿胚非常柔软，难以由自身的结构保持其形状，由滤网模进行支撑保持形成形状。

在上述的纸浆模塑制品的无转移制造工艺中，所述的隔热层形成为下模的型腔，在所述的步骤a中，型腔内的稀纸浆通过抽真空方式从隔热层的排水孔处抽真空排水。隔热层直接作为下模型腔，排水时直接由隔热层脱出，能够是型腔保持加大的保温效果，也能避免排水通道阻塞。

在上述的纸浆模塑制品的无转移制造工艺中，所述步骤c中，所述的上模与隔热层形状相匹配，通过上模的下移与隔热层配合对成型的湿胚进行加压而排水排汽。隔热层有非金属材质制成，如陶瓷、高分子材料等，这些材料的分子间隙较大，采用上模加压能够直接将水分从分子间隙处压出，提高排水效率。相匹配是指相互配合形成型腔，可以是上模外凸与下模内凹形成的型腔，也可以是上模内凹与下模外凸形成的型腔。

在上述的纸浆模塑制品的无转移制造工艺中，所述步骤c中，加热排水排汽和加压排水同时进行，在开模时增加抽真空排水排汽。同时进行能提高排水效率，由于型腔的封闭空间和隔热层的保温效果，加热后能够在型腔后内的水份变成水汽而产生高压，使型腔后内的水汽在缝隙间隙中能够快速排出。而在开模时增加抽真空排水排汽，能够减少开模时型腔压力，降低纸浆模塑制品的吸附力。

在上述的纸浆模塑制品的无转移制造工艺中，所述步骤c中，压力为0.1～1Mpa，上模温度为120～260℃。

一种纸浆模塑制品的无转移制造设备，包括注浆装置和成型装置，其特征在于，所述成型装置包括能够用于加热加压的上模和下模，上模采用导热固态金属制成且在上模上设有加热器，在下模上设有用于形成型腔的隔热层，隔热层的底部设有排水孔，下模的底部设有与排水孔连通的排水通道。

在上述的纸浆模塑制品的无转移制造设备中，所述的下模底部还设有抽真空装置。

在上述的纸浆模塑制品的无转移制造工艺中，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明将至少两个工艺步骤合成在一个模具内完成，是利用了下模的隔热层的隔热作用，既在湿胚成型工艺中，由于隔热层的隔热效果，下模保持正常的温度，型腔内的水份不会被下模的热量所影响，从而能够保持下模能够正常排水，在烘干定型步骤又通过隔热层保温作用，不会使上模的热量散发到下模的其余地方，使加热定型不用下模的加热也能实现加热定型，提高了效率。

2、本发明采用单工位实现注浆、成型和定型，以及根据需要而可以附加烘干步骤，不需要进行转移步骤和重新进行定位，使得直角边纸浆模塑制品的定位变得容易实现，纸浆模塑制品的形状会得到极大的丰富，简化了和降低了工艺难度。

3、本发明无转移制造设备体积结构变小，运输和安装变得简化。

附图说明

图1是本发明的成型模具湿胚成型前的状态示意图；

图2是湿胚成型后的状态示意图。

图3是热压烘干的状态示意图。

图4是成品取出后的状态示意图。

图5是浸浆方式的状态示意图。

图中，1、注浆装置；2、成型装置；21、上模；211、凸模面；22、下模；221、基座；222、排水通道；23、隔热层；231、排水孔；232、型腔；3、抽真空装置；24、滤网模；4、湿胚；5、稀纸浆。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1所示，纸浆模塑制品的无转移制造设备，包括注浆装置1和成型装置2，成型装置2包括能够用于加热加压的成型模具，成型模具包括上模21和下模22，上模21采用导热固态金属制成且在上模21上设有加热器，导热固态金属可以是铝合金、铁等材料制成，便于加热导热，下模22的基座采用铝合金材料制成，在下模22的基座221上设有用于形成型腔232的隔热层23，隔热层23的材料可以是陶瓷、高分子材料等隔热材料，在隔热层23上设有形状与型腔232相匹配的滤网模24，上模21的凸模面211与隔热层23形状相匹配，在隔热层23底部设置排水孔231，基座221底部也设有排水通道222，在基座221底部连接有普通的抽真空装置3。本制造设备采用单工位的模具就将纸浆制品制造出来，舍弃了常规工艺成型、热压定型和烘干三个工艺之间的纸浆模塑制品的转移步骤，只在一个模具上就实现三个工艺步骤，不需要进行转移步骤和重新进行定位。

因此，本纸浆模塑制品的无转移制造工艺，包括下列步骤：a、在成型模具的滤网模24上形成含水率75％-90％的湿胚4；如图1所示，稀纸浆5已经浇注在隔热层23形成的型腔232中。稀纸浆5是将甘蔗渣等可降解的植物原料经过充分浸泡碎解并加入适量助剂后形成纤维纸浆，或者将浆板经打浆机水力粉碎后,加入一定比例的助剂,搅拌形成稀纸浆5。稀纸浆5通过管道输送到成型模具处，通过浇注装置1以浇注的方式将稀纸浆5注入到成型模具的型腔232中。通过抽真空装置3将稀纸浆5的水从下模22的底部抽走，形成湿胚4，本例中，湿胚4含水率为80％，如图2所示。

b、仅对上模21加热，使上模21温度保持在120～260℃，如图3所示，将上模21与下模22合模，通过上模21的下移与隔热层23配合进行加压排水排汽，通过下模22的隔热层23将上模21的热量隔绝，使隔热层23和上模之间的温度，也即将型腔232内的温度保持。并且由于隔热层23的作用，下模22保持正常温度，即保持下模的温度不受上模的影响；

c、保持成型的湿胚4位置不变，通过抽真空装置3从下模22的底部排水排汽，型腔232内的稀纸浆5从隔热层23的孔隙处抽真空排水。同时由上模21持续进行单独加热加压直至湿胚4定型，获得含水率在35％以下的定型纸浆模塑制品，型腔232内的压力为0.1～1Mpa，上模21温度为120～260℃。加热排水排汽和加压排水排汽同时进行，提供效率。

如图4所示，通过步骤c无转移直接定型后，可以延长加热时间，进行烘干步骤，形成含水率在10％左右的纸浆模塑制品，为保证纸浆制品从模具中拿出，在开模前，可以在增加抽真空排水，将型腔232内的高压水汽抽走。开模后，取出纸浆模塑制品成品，进行仓储，无需切边。

实施例二：

实施例二与实施例一基本相同，不同点在于，步骤a中，采用浸浆的方式，如图5所示，下模22浸入到稀纸浆5池中，稀纸浆5池内的稀纸浆5流入到隔热层23构成的型腔232中，然后抽真空装置3抽真空，在滤网模24上形成一层预定厚度的湿胚4，保持抽真空装置3继续抽真空，并将稀纸浆5的液位降低，露出下模22，之后的步骤与实施例一相同。

实施例三：

实施例三与实施例一基本相同，不同点在于，步骤b中，再热压定型前，先进行预压，使湿胚4预定型，然后再进行热压定型。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明范围作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的范围或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种纸浆模塑制品的无转移制造工艺，其特征在于，包括下列步骤：

a、在成型模具的滤网模(24)上形成含水率50％以上的湿胚(4)；

b、仅对成型模具的上模(21)加热，并将上模(21)与下模(22)合模，通过下模(22)的隔热层(23)将上模(21)的热量保持在隔热层和上模之间，使湿胚(4)进一步排水；

c、保持成型的湿胚(4)位置不变，由上模(21)持续进行单独加热加压直至湿胚(4)定型，获得含水率在35％以下的定型纸浆模塑制品，将定型过程中的水份从下模(22)的底部排水排汽。

2.根据权利要求1所述的纸浆模塑制品的无转移制造工艺，其特征在于，在所述步骤a中，以注浆或浸浆方式将纸浆成型在滤网模(24)上，形成含水率75％-90％的湿胚(4)。

3.根据权利要求2所述的纸浆模塑制品的无转移制造工艺，其特征在于，在所述的步骤a中，所述的隔热层(23)形成为下模(22)的型腔(232)，型腔(232)内的稀纸浆(5)通过抽真空方式从隔热层(23)的排水孔(231)处抽真空排水而形成湿胚(4)。

4.根据权利要求3所述的纸浆模塑制品的无转移制造工艺，其特征在于，所述步骤c中，所述的上模(21)与隔热层(23)形状相匹配，通过上模(21)的下移与隔热层(23)配合对成型的湿胚进行加压而排水排汽。

5.根据权利要求4所述的纸浆模塑制品的无转移制造工艺，其特征在于，所述步骤c中，加热排水排汽和加压排水排汽同时进行，在开模时增加抽真空排水排汽。

6.根据权利要求5所述的纸浆模塑制品的无转移制造工艺，其特征在于，所述步骤c中，压力为0.1～1Mpa，上模(21)温度为120～260℃。

7.一种纸浆模塑制品的无转移制造设备，包括注浆装置(1)和成型装置(2)，其特征在于，所述成型装置(2)包括能够用于加热加压的上模(21)和下模(22)，上模(21)采用导热固态金属制成且在上模(21)上设有加热器，在下模(22)上设有用于形成型腔(232)的隔热层(23)，隔热层(23)的底部开有排水孔(231)，下模(22)的底部设有与排水孔(231)相同的排水通道(222)。

8.根据权利要求7所述的纸浆模塑制品的无转移制造设备，其特征在于，所述的隔热层(23)采用高分子材料或者陶瓷材料制成。

9.根据权利要求7所述的纸浆模塑制品的无转移制造设备，其特征在于，所述的下模(22)底部还设有抽真空装置(3)。

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