本發明屬于紙模塑技術領域，涉及一種紙模塑二次成型工藝及成型模具。

背景技術：

建設資源節約型社會和環境友好型社會，是人類社會進步文明的一大標志，也是經濟社會可持續發展的最重要手段；以一年生草本植物纖維為主要原料制作而成的紙模塑制品，適應了現代社會的衛生、方便、快捷、健康的生活需求，并以其實用、無毒、廢棄后能完全降解、回歸自然的特點，有著廣闊的發展前景。我國的紙漿模塑制品以來源廣泛的蘆葦、蔗渣、麥秸等草本植物纖維漿板或廢棄紙品回收物為主要原料，本質自然純凈，一旦廢棄可自然降解，因而紙漿模塑行業是一種有利于社會經濟可持續發展的環保產業，在國內、國際上都有著巨大的消費需求與廣闊的增長空間。我國的紙模塑行業起步于上世紀八十年代，目前應還是一個新興的成長中的行業，在工藝、結構、模具、材料等方面還有很多很大的成長發展空間。近年來工業紙模包裝行業發展迅速，正向我們打開了新的發展空間。紙漿模塑制品除了在替代一次性餐具方面有積極作用外，也廣泛用于工業產品尤其是電子產品的包裝。紙漿模塑制品正逐步進入商品包裝的主流，它是目前泡沫塑料制品的最佳替代產品，紙漿模塑制品行業正蓬勃發展。

一個不可否認的事實是：紙漿模塑工業包裝生產進入門檻較低，紙漿模塑包裝項目所需要的資金投入較少，設備技術含量較低，但對于整體操作工藝的要求較高，且用作工業包裝的材料的紙漿模塑品種繁多，而且一般每一款式的產品連續生產的時間都不會太長，故不易出現同一產品互相壓價競爭的局面。再者工業包裝紙漿模塑制品幾何形狀復雜，同一款式堆疊打包后體積較大，長途運輸費用高，不易出現跨地區的競爭。然而，紙漿模塑工業包裝制品的每一款式都是一個專用的新產品，都得經過設計、制模、打樣、測試、修正等程序才能正式批量生產，加上利潤的多少與生產工藝和管理水平有很大關系，因此要求經營者除了資金問題還要考慮制品結構設計、模具制造、專業培訓、工藝配方以及市場開拓等問題，其整體技術要求較高。

目前如高檔的白酒、葡萄酒類的各種精美包裝盒，該包裝盒的內襯是具有防震緩沖、分隔盒內瓶杯等物體的美觀大氣的內襯墊，此包裝內襯墊需求不小，價格亦不菲，但此內襯墊需嵌入外包裝盒，從而要求內襯墊的四周邊的側斜度在2°左右，其目的是使其與外包裝盒的縫隙小、美觀、防震緩沖性能好，同時因包裝商品的外形關系,要求內襯墊深度較深。此類包裝物在結構簡單、生產效率低下的老式的單機上生產，由于單機成型工藝的特殊性，成型過程中抄坯與熱壓定型工位間是人力帶網轉移，先后分開成型，可能其操作困難并不太大，但不適于自動化大量生產；而一般適合于大批量生產需求的紙模塑自動成型機只能生產外形并不太復雜、型深較淺的餐飲具類的制品生產，市場需求與較單一的紙模塑產能現狀形成了一個較大反差。此前在自動成型機上制作側斜度較小近似于2°度左右的也曾有企業嘗試，但效果很差，成品率不高。特別是2°左右側斜度的斜面深度僅只是10mm不到、型深較淺；因抄造成型的濕坯在真空吸濾過程中與抄坯模上的絲網粗糙的網面磨擦力較大，甚至濕坯的纖維與絲網網絲因在真空吸濾抄坯過程中會有一定程度的交纏，如果自動成型機的抄坯上模根據成型工藝要求吸持濕坯，在抄坯模上模與下模合模擠壓下吹氣上抽吸、將濕坯由抄坯下模向上模轉移過程中，松軟的濕坯會因合模擠壓后在濕坯下面與絲網的接觸面留下較深網紋，濕坯的下面纖維組織會一定程度陷入絲網的網孔內，此后吸持濕坯的上模向上提升時、濕坯下面陷入側斜度很小的絲網孔內的纖維組織是較難與絲網分離，此時十分容易拉裂濕坯造成廢品；特別是在吸模下模上剛抄造成型的濕坯十分松厚，側斜度十分小的吸模上下模在合模過程中、上模會對下模上松厚的濕坯組織形成頂推，使濕坯外側面造成非擠壓減薄，最終制品會在此部位十分疏松，難以支撐被包裝制品而形成廢品。現如需在自動成型機上制作大型深、極小側斜度的紙模塑特殊商品包裝物是難以成功的。正因為如此，紙模塑行業內一般有一個共識，即制品如較大型深、側斜度一般小于8°是難于制作成型的，并應盡可能避免承攬。

解決現有問題的新方案與新工藝有待于對現有問題的全面正確的認識與分析，現將前面述及的絲網牽拉型坯等相關問題再作進一步分析：敷復在抄坯模上的絲網是真空抄坯吸濾成型所必需的，在真空抽吸力的作用下，處于成漿液中的纖維經絲網吸濾被逐層沉積堆疊在成型網面上，這絲網的作用無可替代。目前紙模塑行業大部份企業是采用42目的不銹鋼絲網作為抄坯成型模上的成型絲網，一般其不銹鋼絲的網絲直徑為0.15mm左右，即在一吋距離內42個網孔、再減去0.15mm的網絲的線徑后，實際孔間距約為0.45mm左右，而一般纖維的長度僅是1mm左右(尚未將網絲本身的園弧面計及)。前面述及的抄造的濕坯在抄坯上下模間的合模擠壓、濕坯上下轉移過程中濕坯下面的纖維組織陷入絲網的網孔內的深度一般與合模擠壓力的大小、特別與絲網的實際孔間距密切相關。這一客觀事實，使側斜度較小的濕坯在自動成型過程中向下一工位的轉移造成困難，即使在本抄坯工位型坯上下轉移可以完成，但吸模上模吸持型坯向帶網的熱壓下模轉移過程中，大型深、小側斜的結構形式同樣會擦裂型坯，所以業內才會有上面提及的“制品的側斜度一般小于8°是難于制作成型的、并應盡可能避免承攬”的一說。

業內也有企業采用在抄坯上模上設置大功率的加熱裝置以解決大型深、小側斜制品轉移難的問題。具體的，抄造的濕坯在上下模合模時對濕坯進行加熱干燥，使濕坯有一定強度后再轉移，即將后道熱壓定型工位的功能提前在抄坯工位實施進行。這樣雖可解決型坯轉移中的強度不足的問題，但因為增加了抄坯工位上模的大功率加熱裝置，此成型工藝的裝機功率是高的，熱能消耗是十分巨大的，同時此工況環境的危險性也較大，實際效果來看是使前后工位的功能失衡。如果濕坯在抄坯上模只經初步干燥再留待后續的熱壓定型工位進一步定型干燥，則會使型坯與抄坯上模分離困難而難以向后道工序轉移；如果濕坯在抄坯上模間進行較全面的脫水干燥，則會使后道的熱壓定型工位的功能失衡，如同濕郵票貼在玻璃上后不干是不會自行下落的一樣，型坯未達到一定的干燥程度是仍會與抄坯上模有粘模現象，使型坯實際轉移到熱壓定型工位后的干燥定型形同擺設了。

因此，為了提供一種將上述大型深、小側斜的特殊需求的商品包裝能在原有的生產一般餐飲具類制品的自動成型機上生產制作，有必要提供一種紙模塑成型二次成型工藝及成型模具以解決現有的技術問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，提供一種紙模塑二次成型工藝及成型模具，以滿足一些紙模塑大型深、四周外側小側斜度包裝制品的特殊功能需求，使一般紙模塑一次性食品餐飲具自動生產設備也可生產制作一些紙模塑較特殊功能要求的制品。

本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種紙模塑二次成型模具，包括局部結構外形不同的抄坯模和熱壓模，所述抄坯模包括抄坯上模體15和抄坯下模體13，所述熱壓模包括熱壓上模體24和熱壓下模體21，其特征在于，所述抄坯上模體15的抄坯上模型腔面151和抄坯下模體13的抄坯下模型腔面132的側斜度相同且均在8°～12°之間，所述熱壓上模體24的熱壓上模型腔面241與所述熱壓下模體21的熱壓下模型腔面212四周外側面的側斜度相同且均在1°～3°之間。

進一步的，所述抄坯下模體13設置于抄坯模下模臺11上，所述抄坯下模體13與抄坯模下模臺11之間形成抄坯模底腔112，所述抄坯模模體13上敷復有絲網14且開設有若干抄坯模氣孔131，所述抄坯模下模臺11上開設有下模臺吹吸孔111。

進一步的，所述熱壓下模型腔面212的型腔表面敷復有熱壓下模絲網23且開設有若干的排氣孔道211所述熱壓上模體24的熱壓上模型腔面241與抄坯模的抄坯上模腔面151是光滑的。

本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種利用上述的紙模塑二次成型模具進行紙模塑二次成型工藝的方法，包括如下步驟：首先，將抄坯下模體13浸入配制完成的漿液中進行抽吸形成濕坯，抄坯上模體15下移進行合模對濕坯進行擠壓脫水，脫水后的濕坯由抄坯下模體13向抄坯上模體15轉移；其次，抄坯上模體15將濕坯向熱壓下模體21轉移，最后，熱壓上模體24下移進行合模完成干燥定型，制成制品，其特征在于：所述在抄坯下模體13中形成的濕坯四周外側面的傾斜角為8°～12°，所述濕坯通過抄坯上模體15轉移至熱壓下模體21，熱壓上模體24的熱壓上模型腔面241與熱壓下模體21的熱壓下模型腔面212四周外側面的側斜度相同且均在1°～3°之間，濕坯在熱壓上模體24下移進行合模的過程中，濕坯的型坯四周收縮變形，干燥定型。

進一步的，所述熱壓上模體24的熱壓上模型腔面241與抄坯上模體15的抄坯上模腔面151是光滑的，在熱壓上模體241下行合模過程中，光滑的熱壓上模型腔面241接觸濕坯型坯時，逐步下行的上模使下模上的濕坯型坯受擠收縮變形，并在熱壓上模體24與蒸氣排流暢通的熱壓下模體21的熱擠壓下，濕坯型坯中尚未干燥定型的纖維組織發生滑移，形成表面平整的制品。

本發明對比現有技術有如下的有益效果：本發明提供的紙模塑成型模具及二次成型工藝，滿足一些紙模塑大型深小側斜度包裝制品的特殊功能需求，使一般紙模塑一次性食品餐飲具自動生產設備也可生產制作一些紙模塑較特殊功能要求的制品。

附圖說明

圖1為本發明優選實施例中抄坯模模具的結構示意圖；

圖2為本發明優選實施例中熱壓模模具的結構示意圖。

圖中：

11：抄坯模下模臺 111：下模臺吹吸孔 112：抄坯模底腔 12：絲網壓邊圈

13：抄坯下模體 131：抄坯模氣孔 132：抄坯下模型腔面 14：絲網

15：抄坯上模體 151：抄坯上模型腔面 21：熱壓下模體 211：排氣孔道

22：熱壓模絲網壓邊圈 212：熱壓下模型腔面 23：熱壓下模絲網

24：熱壓上模體 241：熱壓上模型腔面

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。

在紙模塑行業的實際生產中，紙模塑一直以來的成型工藝：其抄坯模與熱壓定型模如不考慮熱脹冷縮等因素外，型腔尺寸與結構外形是差不多的，沒有明顯區別的，原因在于作為紙模塑制品生產的主要原材料的植物纖維長度很短，真空吸濾抄造的濕坯未經最終熱壓定型交聯固化，其濕強度是很差的，如果抄坯模與熱壓定型模型腔尺寸不一，會對型坯造成破壞，不能產出合格產品。經分析，我們認為，濕坯的拉裂強度是十分差、甚至是幾乎沒有的，但濕坯利用其纖維組織之間尚未最終定型，可以在一定程度下受擠壓縮后產生滑移變形，從而使濕坯二次成型。

根據上述分析，本發明提供的二次成型模具包括局部結構外形不同的抄坯模和熱壓模，抄坯模包括抄坯上模體15和抄坯下模體13，所述熱壓模包括熱壓上模體24和熱壓下模體21，具體而言，抄坯下模體13固定在抄坯模下模臺11上，抄坯模下模臺11中間開設有下模臺吹吸孔111，抄坯下模體13下部與抄坯模下模臺11之間為抄坯模底腔112，抄坯下模體13上敷復有絲網14，絲網14被絲網壓邊圈12壓持固定，抄坯下模體13上開設有若干抄坯模氣孔131，抄坯下模體13四周的抄坯下模型腔面132的側斜度經工藝性處理為易于吸濾抄坯成型的8°～12°，在真空吸濾抄坯時整個抄坯下模體13浸沒在成漿液中，抄模上模體15型腔內表面光滑，內腔的四周抄坯上模型腔面151側斜度與抄坯下模體13的傾斜度相同且均在8°～12°之間；

熱壓模包括熱壓上模體24和熱壓下模體21，具體為熱壓下模體21的型腔表面敷復有熱壓下模絲網23，熱壓模絲網壓邊圈22將熱壓下模絲網23固定在熱壓下模體21上，熱壓下模體21上開設有若干的排氣孔道21，熱壓下模型腔面212四周的側斜度應與最終制成品要求相同，但與抄坯下模型腔面132相應區域的側斜度是不同的；熱壓上模體24型腔內表面光滑，熱壓上模24內腔四周的熱壓上模型腔面241側斜度與熱壓下模體21側斜度相同，但與抄坯模模體13的相應區域的側斜度不同，熱壓模的熱壓上模型腔面241與熱壓下模型腔面212的側斜度相同且在1°～3°之間。

熱壓上模體24與熱壓下模體21均設置有熱源、或與其他熱源接觸、接受熱壓模熱壓定型干燥制品所需的熱能量。所述的熱源可以是電熱、也可以是導熱油熱、或是蒸氣熱等供熱方式。

紙模塑制品成型過程中，濕坯的型坯設計可以與最終成品在型坯四周的型深側斜面和傾斜度有較大不同，如果最終成品根據包裝功能所需而將此側斜度定為1°～3°，按一般紙模塑餐飲具自動生產設備與生產工藝、是無法生產制作的。本發明還提供一種紙模塑二次成型工藝，

包括如下步驟：首先，將抄坯下模體浸入配制完成的漿液中進行抽吸形成濕坯，濕坯四周斜面的傾斜角為8°～12°，而后抄坯上模體下移進行合模、對濕坯進行上下模擠壓脫水及而后的濕坯由抄坯下模向上模的轉移；其次，濕坯通過抄坯上模體向熱壓下模體進行轉移，熱壓上模體的熱壓上模型腔面與熱壓下模體的熱壓下模型腔面的側斜度相同且均在1°～3°之間最后，濕坯在熱壓上模體下移進行合模的過程中，濕坯的型坯四周收縮變形，干燥定型，制成制品。

其中，將抄坯模的傾斜度定為8°～12°，為了使濕坯能較容易成型為質量較好的型坯，同時此型坯在包覆絲網的抄坯下模體向光滑的抄坯上模體交接轉移時，以及光滑的抄坯上模體向包覆網的四周外側內收的熱壓下模體交接轉移過程中都能較順暢實施進行，最后在光滑的熱壓上模下行合模過程中、光滑的熱壓上模體四周型腔面接觸濕坯型坯、將型坯推向熱壓下模網面時濕坯型坯四周部位會產生收縮，型坯未干燥定型的纖維組織之間會如同“包湯團”般地受擠滑移收縮變形。由于熱壓上下模體的側斜度均為1°～3°，型坯四周部位纖維組織受擠收縮變形也是一個逐步的、漸變的過程，上下模間的擠壓也應是慢速的施壓，即使個別區域收縮程度較大會形成皺折、也會在光滑的熱壓上模與蒸氣排流通暢的下模熱擠壓下，尚未干燥定型的纖維組織會發生滑移，如同電熨斗熨燙衣服般地壓光燙平整。

現列舉另一具體實施例：抄坯上模型腔面151與抄坯下模型腔面132的側斜度相同且為8°；所述熱壓模的熱壓上模型腔面241與熱壓下模型腔面212的側斜度相同且為1.5°。使用上述紙模塑二次成型工藝進行實際生產四周邊的側斜度在1.5°左右內襯墊，結果成型結構穩定，制品在各工位間轉移方便，轉移中無拉拆現象，制成品外觀也均平整完好。

為了更好的說明本發明的改進效果，列舉一具體實施例：抄坯上模型腔面151與抄坯下模型腔面132的側斜度相同且為10°；所述熱壓模的熱壓上模型腔面241與熱壓下模型腔面212的側斜度相同且為2°。使用上述紙模塑二次成型工藝進行實際生產四周邊的側斜度在2°左右內襯墊，結果成型結構穩定，轉移方便，無拉拆，制品外觀平整。

現列舉另一具體實施例：抄坯上模型腔面151與抄坯下模型腔面132的側斜度相同且為12°；所述熱壓模的熱壓上模型腔面241與熱壓下模型腔面212的側斜度相同且為3°。使用上述紙模塑二次成型工藝進行實際生產四周邊的側斜度在3°左右內襯墊，結果成型結構穩定，制品在各工位間轉移方便，轉移中無拉拆現象，制成品外觀也均平整完好。

抄坯模與熱壓模可以如說明書附圖所述的成型制品為光面在上、毛面(絲網壓痕形成)在下的成型方式，也可是與說明書附圖形式相反的上下模倒置后的成型制品光面在下、毛面(絲網壓痕形成)在上的成型方式。

本紙模塑二次成型工藝與一般紙模塑制品的成型要求中的真空吸濾抄坯過程中及熱壓定型干燥過程中的如抽吸真空度、吹氣壓力、合模擠壓力、上下模溫等各工藝參數根據實際操作進行確定，故不在此作特別表示。

還需在此說明的是，按照此紙模塑二次成型工藝制作特殊功能要求的制品時、無論是專用的全自動工包機，還是一般的全自動餐具成型機，其工作模臺的運行均應平穩、工作模臺重復定位精度高，特別是抄坯上下模及熱壓上下模在合模時型腔面一定需慢速接觸型坯、并應使上下模的擠壓過程為一個較緩慢的、逐步深入的過程，并且生產設備應具備充足的合模力與開模力。

雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善，因此本發明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。