專利名稱：帶點狀凸起的紙漿模塑容器蓋及其熱壓模具的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及紙漿模塑產(chǎn)品的制造領域，更具體地說，涉及紙漿模塑容器蓋表面結(jié)構(gòu)的改進，以及改進的制造方法及制造模具。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的紙漿模塑產(chǎn)品的加工方法，主要將濕紙胚在熱壓模具的凸、凹模之間實現(xiàn)熱壓定型。問題在于1、本發(fā)明涉及紙漿模塑產(chǎn)品主要是盛放食物尤其是液體的紙漿模塑容器、容器蓋?，F(xiàn)有技術(shù)的紙漿模塑容器，容器蓋的體壁均為等厚設置，不具有大于等于0.1mm的明顯凸起。由于不具有明顯凸起，因此不具有集水等功能性。當使用紙漿模塑的容器蓋時，飲料或水蒸氣在容器蓋內(nèi)表面吸附而無法聚集滴落回容器，在打開容器蓋時，蓋上吸附的水滴容易到處散落，而且容器蓋長時間被浸泡也會影響到防水效果。2、加工時，在熱壓定型過程中需要在凸、凹模的下置模具上覆蓋一層40-60目的金屬網(wǎng)，以利于水蒸氣的疏導，避免氣爆無法做出合格產(chǎn)品。此時，由于金屬網(wǎng)的存在，使得產(chǎn)品與下置模具接觸的表面帶有粗糙的網(wǎng)痕。紙漿模塑用于餐具領域，一般而言是光滑的，一面用于盛裝食物，帶網(wǎng)痕的一面由于表面粗糙，紙漿纖維毛刺外露，非常容易掉渣，如果將其作為內(nèi)表面，一是容易在食物中混有雜質(zhì)，是消費者不能接受，也是食品法所不允許的；二是表面粗糙，食物黏附其上不易脫落，極不美觀，三是紙漿模塑用于餐具上時，需要添加防水、防油劑，而粗糙表面的細小紙漿纖維，極易脫離容器表面，造成紙漿表面出現(xiàn)微小空洞，在盛裝熱湯或熱飲料時，內(nèi)表面出現(xiàn)滲水、洇濕現(xiàn)象，降低防水防油效果。當紙漿模塑作容器蓋使用時，特別是杯蓋如咖啡杯蓋，人會接觸到，所以外表面為光面較佳。而內(nèi)表面是網(wǎng)面的話，咖啡在手持移動以及喝的過程中，勢必要與杯蓋內(nèi)表面反復接觸，杯蓋的紙漿纖維就會融入咖啡中，影響咖啡品質(zhì)，不衛(wèi)生；而且在水汽熏蒸和咖啡的浸泡下，杯蓋上的大面積的洇潰也是極不美觀。所以，紙漿模塑行業(yè)所生產(chǎn)出的餐飲器具，只能是光滑表面向內(nèi)，盛裝食品、飲料；而粗糙的帶網(wǎng)痕的表面沖外，而這又會影響到紙漿容器的整體美觀，所以紙漿模塑的產(chǎn)品一直處于低檔水平，無法得到大規(guī)模的推廣使用。為做到產(chǎn)品的外觀美觀、兩面光滑，現(xiàn)有技術(shù)一種實現(xiàn)方式為先讓濕紙胚經(jīng)烘干機烘干或自然晾干，然后再在30噸甚至更高壓力下加壓整形，使其兩面平整。但是這種方法做出的產(chǎn)品厚、松，表面易于壓的皸裂，產(chǎn)品不能做到精美。另一種方法將銅球燒結(jié)工藝應用于紙漿模塑成型網(wǎng)模及定型網(wǎng)模，采用球形粉末加工熱壓下模，但是只能加工簡單平緩結(jié)構(gòu)，對于復雜異型結(jié)構(gòu)則燒制不易，而且燒制后根本不能研磨，無法作尺寸上的微調(diào)，否則研磨的細末會阻塞孔眼，影響透氣效果，而且由于銅球間孔隙的存在，只能是近似平整，仍能看到痕跡，關鍵是因銅球間孔隙太小，使用中有大量蒸汽夾雜纖維碎屑通過，極容易堵塞，因此無法在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中使用。此外，現(xiàn)有技術(shù)的紙漿模塑產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程中，常規(guī)方式是把濃度在0. 5-1%左右的紙漿，在金屬網(wǎng)上真空成形后形成濕紙胚，此時的濕紙胚含有70±10%的水分，這種濕紙胚還需要在熱定型模具上熱壓烘干。熱定型模具的凹凸模具的溫度一般在150-250°C左右，含70± 10%左右水分的濕紙胚被熱定型模具上、下閉合加壓烘干的過程中，會產(chǎn)生大量的水蒸氣，所以紙漿模塑行業(yè)必須在熱壓下模上均勻地開有一些透氣孔，下模上設置金屬網(wǎng)，實現(xiàn)熱定型加工。常規(guī)方式的生產(chǎn)加工中，氣缸壓力在2-8大氣壓，氣缸增壓后可達到2-30噸的壓力。在此條件下，上、下熱模合攏，首先會擠壓排出20%左右的液態(tài)水，其余水分是以汽態(tài)形式通過網(wǎng)模由熱壓模上的排汽孔排出。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在改變現(xiàn)有技術(shù)紙漿模塑產(chǎn)品的制造方式，提供一種內(nèi)外表面均為光面，內(nèi)表面帶點狀凸起，實用、具有集水功能的紙漿模塑產(chǎn)品——容器蓋。本發(fā)明為了實現(xiàn)該紙漿模塑產(chǎn)品，還改進了生產(chǎn)產(chǎn)品所需的熱壓模具的結(jié)構(gòu)，進而改進了生產(chǎn)方法，達到了簡化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品性能質(zhì)量的要求。本發(fā)明在容器蓋的內(nèi)表面提供無數(shù)的凸起作為集水點，供水滴滴落，其原理如下(參考附圖5-7)根據(jù)界面化學的基本方程之一楊氏方程cos 0 = ( Y sv- Y sl) / Y lv其中Ylv------液體與氣體間的界面張力Ys v------固體與氣體間的界面張力Y sl------液體與固體間的界面張力0為氣、固、液三相平衡時的接觸角。一般人們認為當0 >90°時固體表面表現(xiàn)為疏水性質(zhì)，e <90°時表現(xiàn)為親水性質(zhì)。由此可見，0的角度是水滴滴落的關鍵。經(jīng)過深入的探討、反復的研究，我們終于發(fā)現(xiàn)，如果人為地改變0角，就會極大地改變其親水性能。當采用本發(fā)明在容器蓋的內(nèi)表面增加無數(shù)的凸起的集水點，就可以使得e的度數(shù)人為減小，小水滴更親水，就更容易滴落下來。小水珠與紙漿表面的界面張力，使得小水珠吸附在容器蓋的內(nèi)表面，其界面張力垂直向上，此時由于水滴自身的重力小于界面張力吸附于紙漿表面。當水滴處于內(nèi)表面上的凸起邊緣處時，由于水滴不是處在水平面上，其界面張力可以分解為垂直向上的拉力和水平方向向著凸起的集水點低點方向的拉力，此時，通過集水點的凸起，可以使表面張力的Q減小，水滴向著凸起的集水點低點方向移動。有利于各個小水滴向著低點相互匯集。當無數(shù)的小水滴匯集到凸起的集水點最低點形成大的水滴時，由于匯集而成的水滴的接觸面積的增大幅度小于重力增加的幅度，所以重力克服界面張力的作用，滴落下來。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種帶點狀凸起的紙漿模塑容器蓋，容器蓋的內(nèi)表面設有點狀凸起，容器蓋內(nèi)、外表面均為光滑平面，即內(nèi)外表面均無網(wǎng)痕。需要強調(diào)的是，本發(fā)明提及的“光滑”平面只是說明這些平面為“無網(wǎng)痕”平面。此外，所述凸起的高度大于等于0. 1mm，小于等于成型產(chǎn)品紙模的本體厚度，而且凸起也為光滑的點狀凸起；此處“光滑”是指凸起面“無網(wǎng)痕”。其中，凸起高度大于等于0.1mm時，才能形成明顯凸起，且具有一定的功能性。從而本發(fā)明改變了現(xiàn)有技術(shù)紙漿模塑產(chǎn)品體壁等厚的形式，為進一步的功能設置，美觀設置打下基礎。優(yōu)選方式下，為了制造無網(wǎng)痕的紙漿模塑產(chǎn)品，即兩面均為光滑表面的紙漿模塑產(chǎn)品。所述凸起高度為0. 1-lmm，直徑為0. 55-4mm ;相鄰所述點狀凸起的間距為l_20mm。為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，使得加工更容易，最優(yōu)方式下，點狀凸起的直徑為l-3mm;相鄰所述點狀的間距為5-10mm。本發(fā)明容器蓋內(nèi)表面的點狀凸起，用作集水點，通常直徑大于0.55mm不超過3mm ;高度大于0.1mm,不超過Imnin本發(fā)明還提供了上述帶點狀凸起的紙漿模塑容器蓋的加工方法，具體方法是將濕紙胚直接在熱壓模具的凸凹模之間熱壓定型；其中，凸凹模上均無金屬網(wǎng)模。所述凸模上間隔方式設置排汽孔；其中，用于形成凸起的所述排汽孔直徑為0. 55-4mm ;用于形成凸起的相鄰的所述排汽孔的間距為l_20mm。優(yōu)選方式下，用于形成凸起的所述排汽孔直徑為l_3mm ;相鄰用于形成凸起的所述排汽孔的間距為5-10mm。針對上述加工方法，本發(fā)明還提供了一種熱壓模具，包括直接夾持濕紙胚實現(xiàn)熱壓定型的凸模和凹模，所述凸模上間隔方式設置排汽孔。與現(xiàn)有技術(shù)區(qū)別之處在于，凸凹模上均無金屬網(wǎng)模。其中，用于形成凸起的所述排汽孔直徑為0. 55-4mm ;用于形成凸起的相鄰的所述排汽孔的間距為l_20mm。優(yōu)選方式下，用于形成凸起的所述排汽孔直徑為l-3mm;相鄰用于形成凸起的所述排汽孔的間距為5-10mm。根據(jù)上文所述，本發(fā)明提及的排汽孔主要用于排除水蒸汽的排汽孔。其中，本發(fā)明為了在產(chǎn)品特定位置上形成點狀凸起，限定了凸模中特定區(qū)域排汽孔的尺寸。具體說，用于形成凸起的所述排汽孔直徑為0. 55-4mm ;用于形成凸起的相鄰的所述排汽孔的間距為l-20mmo本發(fā)明帶平滑凸起結(jié)構(gòu)的紙漿模塑產(chǎn)品及其加工方法，摒棄了熱壓模具所需的金屬網(wǎng)，代以直接在凸凹模之間直接熱塑成型，從而達到紙漿模塑產(chǎn)品兩面均為光滑表面。因為，現(xiàn)有技術(shù)下的所有熱壓模具，凸凹模的成型表面必定較設置金屬網(wǎng)的網(wǎng)面光滑，因此本發(fā)明的成型產(chǎn)品較現(xiàn)有技術(shù)具有兩面光滑的優(yōu)點。本發(fā)明在模具上直接開有通汽孔，無需額外再增加網(wǎng)模。而且凸模上開設孔，達到排水、排汽的作用。為了使產(chǎn)品對應孔的位置形成光滑的凸起，本發(fā)明限定了孔的結(jié)構(gòu)，從而最終使得產(chǎn)品上的凸起具有集水作用。特別是本發(fā)明限定了孔的間隙尺寸，在不改變現(xiàn)有技術(shù)工藝參數(shù)的前提下，不但能夠?qū)崿F(xiàn)凸起，而且能夠保證凸起的光滑。而選擇與本發(fā)明不同的孔的間隙尺寸，是無法達到所需加工效果的。具體說，當開0. 3-0. 5mm的孔徑，是無法形成明顯凸起的；而開設大于4_孔隙時，則容易發(fā)生凸起破裂，產(chǎn)品出現(xiàn)毛刺的問題，特別是隨著孔隙尺寸的增加，破裂或毛刺問題也會增加，進而產(chǎn)品質(zhì)量逐漸降低。濕紙胚是由紙漿纖維自由沉降形成，整體而言表面并不平整光滑，所以需要熱壓模具的熱壓燙平，當孔徑小于3mm時，凸起的點相對于熱壓表面雖不平整光滑，但是由于表面積還小，并不明顯，可以接受。但是當大于3_時，一是表面積增大，過于粗糙明顯，讓人無法接受；二是孔徑越大，產(chǎn)生的凸起越高，則纖維間結(jié)合力有限，勢必斷裂，凸起的表面形成紙漿的斷裂痕跡。綜上，本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)不但內(nèi)外為光面，美觀、實用，而且具有特定功能，適宜用作集水功能的杯蓋。本發(fā)明為了實現(xiàn)紙漿模塑產(chǎn)品，還改進了生產(chǎn)產(chǎn)品所需的熱壓模具的結(jié)構(gòu)，進而改進了生產(chǎn)方法，達到了簡化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品性能質(zhì)量的要求。

圖1是本發(fā)明紙漿模塑制成的容器蓋蓋內(nèi)的正投影結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示容器蓋的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1所示容器蓋的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是制造圖1所示容器蓋的熱壓模具工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖；圖5是平面集水的原理說明不意圖；圖6是本發(fā)明容器蓋上集水點的原理說明示意圖；圖7是圖6所示集水點水滴在最低點滴落前狀態(tài)的原理說明示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明通過直接在熱壓模上取消金屬網(wǎng)，并開設一定數(shù)量的孔型，通過密集的透孔做到熱壓定型時及時排汽，既不產(chǎn)生網(wǎng)痕，又能利用排汽孔產(chǎn)生光滑的點結(jié)構(gòu)，起到無網(wǎng)痕的集水點功能。具體說，本發(fā)明帶平滑凸起結(jié)構(gòu)的紙漿模塑產(chǎn)品主要用作具有集水功能的容器蓋。本發(fā)明在容器蓋上采用的點狀凸起，既能達到排水排汽的目的，花紋組合漂亮，無紙屑掉渣現(xiàn)象，同時又可以形成集水點。如圖1和2所示,蓋內(nèi)形成了點狀凸起3,凸起的點高度大于0.1mm,不超過Imm時，可以用于容器蓋如咖啡杯蓋的集水點，也就是說，杯蓋內(nèi)部形成的點狀凸起，可以起到集水作用，即水汽在杯蓋上凝結(jié)成小水滴后，可以向凸起的圓點這一低點匯集，形成大的水滴回落到杯中，并可避免杯蓋表面長時間浸泡在水中，可以延長防水時間，增強防水效果。容器蓋的內(nèi)表面設有點狀凸起，其中，點狀凸起的直徑為0. 55-4mm ;相鄰點狀凸起的間距為1-20臟。優(yōu)選方式下，點直徑l_3mm，點間距為5-10 mm。本發(fā)明的加工方法為在紙漿模塑熱壓模具中的一個模具上，去掉普通的網(wǎng)模，適當加大開孔率，增加排汽孔，使得排水效果符合工藝生產(chǎn)需要，能夠做到迅速排出水汽，不影響產(chǎn)品質(zhì)量。模具上的透孔直徑在0. 55-4mm,開孔間隔不超過20mm。如圖4所不,標號4為凹模，標號5為凸模，標號6為形成點狀凸起的排汽孔。濕紙胚被轉(zhuǎn)移到熱壓模具上時，水分應保持在70± 10%左右，水分超過80%，含水量過大，凸凹熱模合模時，會產(chǎn)生大量的水蒸氣，不利于瞬間排汽，易產(chǎn)生氣爆，另外大量的水汽也會帶走大量的熱量，不利于節(jié)能。水分小于60%，需要加大真空機的功率，增加真空機的工作時間，水分降低的效果卻并不明顯，這也是一種浪費。紙漿模塑的實際生產(chǎn)加工中，濕紙胚的含水率在70± 10%左右，熱壓凸凹模溫度在150-250度之間，氣缸壓力在2-8大氣壓，氣缸增壓后可達到2-30噸的壓力。在此條件下，凸凹熱模合攏，首先會擠壓排出20%左右的液態(tài)水，其余水分是以汽態(tài)形式通過網(wǎng)模由熱壓模上的排汽孔排出?？酌芏冗x擇實現(xiàn)去掉網(wǎng)模而紙漿表面光滑，需要選擇合適的孔密度，做到順利排出水汽。現(xiàn)有技術(shù)，帶網(wǎng)模加工4克左右紙模杯蓋產(chǎn)品，當上模溫度180° C，下模溫度200 ° C，氣缸壓力4大氣壓，熱壓時間為45秒左右，即可將產(chǎn)品烘干，制成合格產(chǎn)品，而此時網(wǎng)模下的孔徑2. Omm,孔間距20_。在只去掉網(wǎng)模而其它溫度壓力等條件不變的情況下，以下為本發(fā)明不帶網(wǎng)模的孔密度與熱壓時間關系。
權(quán)利要求1.一種帶點狀凸起的紙漿模塑容器蓋，其特征在于，所述容器蓋的內(nèi)表面設有點狀光滑凸起，所述容器蓋內(nèi)外表面為光滑平面。
所述凸起的高度大于等于O. 1_，小于等于成型產(chǎn)品紙模的本體厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶點狀凸起的紙漿模塑容器蓋，其特征在于，所述凸起高度為0.1-lmm，直徑為O. 55_4mm ;相鄰所述點狀凸起的間距為l_20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶點狀凸起的紙漿模塑容器蓋，其特征在于，所述點狀凸起的直徑為l_3mm ;相鄰所述點狀的間距為5-10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶點狀凸起的紙漿模塑容器蓋，其特征在于，所述容器蓋下表面的點狀凸起，用作集水點，直徑大于O. 55mm,不超過3mm ;高度大于O.1mm,不超過1mm。
5.一種帶點狀凸起的紙漿模塑容器蓋的加工用熱壓模具，包括直接夾持濕紙胚實現(xiàn)熱壓定型的凸模和凹模，其特征在于， 所述凸模上間隔方式設置排汽孔； 其中，用于形成凸起的所述排汽孔直徑為O. 55-4_;用于形成凸起的相鄰的所述排汽孔的間距為1-20mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述帶點狀凸起的紙漿模塑容器蓋的加工用熱壓模具，其特征在于，用于形成凸起的所述排汽孔直徑為l-3mm;相鄰用于形成凸起的所述排汽孔的間距為5-10mmo
專利摘要本實用新型公開了一種帶點狀凸起的紙漿模塑容器蓋，將濕紙胚直接在熱壓模具的凸、凹模之間熱壓定型。本實用新型特別改進了熱壓模具，具體說，凸模上間隔方式設置排汽孔；其中，用于形成凸起的排汽孔直徑為0.55-4mm；相鄰用于形成凸起的排汽孔的間距為1-20mm。利用本實用新型方法可制成帶點狀凸起的紙漿模塑容器蓋，容器蓋的內(nèi)表面設有光滑點狀凸起，內(nèi)外表面為光滑平面。產(chǎn)品不但內(nèi)外為光面，美觀、實用，而且適宜用作集水功能的容器蓋。本實用新型簡化了生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品性能。
文檔編號A47G19/22GK202858653SQ20122028948
公開日2013年4月10日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者江峰 申請人:江峰