專利名稱：改進(jìn)的模制纖維生產(chǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于改進(jìn)模制纖維成形體生產(chǎn)的一種方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
由模制纖維制成的產(chǎn)品是環(huán)保的。生產(chǎn)模制纖維產(chǎn)品的原材料來源于通常作為廢棄物對(duì)待的農(nóng)業(yè)殘?jiān)?。與紙漿不同，來源于農(nóng)業(yè)殘?jiān)睦w維在它們被使用前不需要嚴(yán)格處理。當(dāng)模制纖維產(chǎn)品被處理掉時(shí)，它們是可生物降解的并且排放物中性。
模制纖維成形體能用作食物包裝、工業(yè)制品、消費(fèi)產(chǎn)品以及其它的許多產(chǎn)品。它具有良好的緩沖性能，并且隨時(shí)可使用不需要切割、彎曲和折疊。它也很輕并且易于堆放，這減小了存儲(chǔ)和運(yùn)輸空間。模制纖維包裝是一種花費(fèi)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的選擇用以替代現(xiàn)有的塑料和紙包裝。
采用具有水基粘合劑的低濃度纖維漿的真空熱成型方法能用于生產(chǎn)模制纖維成形體(參見專利申請(qǐng)SG20016232-2)。低濃度纖維漿，通常具有不到百分之一(重量)的纖維在水中，被傾注到真空成形模具中?，F(xiàn)有的真空成形模具由均勻間隔開的鉆孔組成，其允許液體和空氣通過。所述鉆孔與真空裝置連接。必須在真空成形模具上放置一個(gè)篩子以確保在真空成形處理開始之后在其表面上沉積均勻的纖維層。所述篩子通常由按照所述模具成形的金屬絲網(wǎng)制成。所述篩子用于兩個(gè)主要目的。首先，用作過濾器以便纖維保留在篩子上而液體被真空力抽走；其次，在其整個(gè)表面上均勻地重新分配真空力以便纖維的沉積均勻。
被沉積的纖維借助熱量和壓力受到固化以形成最終的產(chǎn)品。作用在模具上的熱量和壓力也將導(dǎo)致所述篩子快速老化。結(jié)果，金屬絲網(wǎng)篩子在有限次數(shù)的循環(huán)過程之后將在熱成形過程中磨損和破損。而且，在每一個(gè)循環(huán)過程之后纏在篩子堆積物上的纖維殘?jiān)档驼婵盏男屎头峙?。最后，篩子將會(huì)被塞住并且失去作用。
金屬絲網(wǎng)篩子的使用已經(jīng)在紙和模制紙漿產(chǎn)品的生產(chǎn)中試驗(yàn)過。然而，存在一些缺陷，例如因?yàn)槟p和破損需要篩子的頻繁更換；與所述篩子接觸的產(chǎn)品表面通常是質(zhì)地粗糙的并且對(duì)于一些用戶在美觀上不能接受；金屬絲篩子需要被固定在模具上并且這占據(jù)模具上的寶貴空間。顯然，由于需要清潔并最終更換所述金屬絲網(wǎng)篩子，生產(chǎn)率受到很大影響。
盡管模制紙漿成形體已經(jīng)在生產(chǎn)過程中將金屬絲網(wǎng)篩子用得相當(dāng)成功，然而模制纖維在許多方面是不同的。來自于農(nóng)業(yè)殘?jiān)睦w維是木質(zhì)纖維素。模制纖維使用粘合劑將纖維粘合在一起形成堅(jiān)韌的成形體，其比相當(dāng)?shù)哪Ｖ萍垵{更有機(jī)械強(qiáng)度。模制紙漿不需要外部粘合劑因?yàn)槔w維素纖維能自然地彼此粘合。結(jié)果，模制纖維生產(chǎn)導(dǎo)致金屬絲網(wǎng)比模制紙漿磨損得更快。對(duì)于模制纖維生產(chǎn)因?yàn)檎澈蟿┑氖褂妹撃┦橇硪粋€(gè)問題。必須尋求可以選擇的模具設(shè)計(jì)和材料，以便克服在模制纖維成形體生產(chǎn)中與使用金屬絲網(wǎng)篩子相關(guān)的問題。
用于生產(chǎn)模制紙漿的能量消耗是相當(dāng)高的。大量的能量消耗在通過加熱烘干模制成形體中。模制紙漿熱烘干的兩種主要技術(shù)有烘道(drying tunnel)和在模具中干燥。烘道技術(shù)占據(jù)巨大空間并引起模制成形體變形。在模具中干燥的技術(shù)在模制成形體仍處于模具中時(shí)將熱量施加給它，并且因此以更好的精度和性能生產(chǎn)產(chǎn)品。它也需要更小的空間。大部分現(xiàn)有文獻(xiàn)中將在模具中干燥稱為在模具中固化。這在技術(shù)上存在誤導(dǎo)，因?yàn)槟Ｖ萍垵{不需要固化，它僅僅需要干燥。另一方面，模制纖維需要熱固化以化學(xué)激活粘合劑并由此將木質(zhì)纖維素粘合在一起。干燥是物理現(xiàn)象而固化是化學(xué)現(xiàn)象。
可以理解解決上述問題將引起模制纖維產(chǎn)品生產(chǎn)中巨大的生產(chǎn)率提高和由此它們的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。
題為“纖維漿液的真空成形”的美國(guó)專利US6083447公開了使用多孔模具生產(chǎn)模制紙漿品的一種方法和設(shè)備，所述模具浸入纖維漿液中。該發(fā)明未解決其中施加熱量和壓力的熱成形方法的問題。未討論脫模劑問題并且其只限于模制紙漿而不是模制植物纖維。
題為“具有熱氣體供給和再循環(huán)的可熱成形墊模具”的美國(guó)專利US5529479公開了使用多孔模具用于在塑料部件被加熱時(shí)從模具空腔釋放氣體。
題為“用于輥?zhàn)又魏烷g距結(jié)構(gòu)的多孔模具”的美國(guó)專利US6302671描述了一種方法，多孔模具用于制作一個(gè)成形模制紙漿結(jié)構(gòu)以積極地支撐網(wǎng)狀材料的至少一個(gè)輥?zhàn)印?br>
發(fā)明內(nèi)容
制造模制纖維成形體的本發(fā)明公開了采用低濃度纖維漿液真空成形和熱固化的改進(jìn)的制造方法和設(shè)備。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提高制造模制纖維成形體的生產(chǎn)率。制成所需形狀的多孔材料用作真空成形模具和熱固化模具中的模具插入件以省去篩子的使用。結(jié)果，生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間被降低，因?yàn)椴辉傩枰谡婵粘尚魏蜔峁袒＞呱媳３趾透鼡Q篩子。以多孔材料用作真空成形方法中的模具插入件，在施加真空從漿液中抽出液體之后，濕纖維的均勻?qū)映练e在多孔模具插入件上。所述多孔模具插入件將真空力均勻地重新分配在其整個(gè)表面上。多孔模具插入件具有開口和互連的孔以允許液體和空氣從一個(gè)表面穿過到另一個(gè)表面。根據(jù)纖維材料的尺寸分布，多孔模具插入件的孔的尺寸在5微米到200微米的范圍之間。優(yōu)選所述孔的尺寸小于最小纖維尺寸，以便不引起孔通道的阻塞。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是使成品的模制成形體在熱固化過程后能從熱固化模具脫模。熱固化過程使用一對(duì)匹配模具，其中施加熱量和壓力。所施加的熱量和壓力產(chǎn)生蒸汽并且蒸汽必須從合攏的匹配模具釋放。至少一個(gè)匹配模具的插入件由多孔材料制成，由此借助真空裝置蒸汽能被抽走。在僅一個(gè)模具由多孔材料制成的模具插入件的情況下，則另一個(gè)模具表面被充分弄粗糙以防止熱固化的模制纖維成形體粘住模具。所述多孔模具表面和弄粗糙的模具表面具有范圍在8微米至40微米的粗糙度。大于40微米的粗糙度是允許的，但是將影響成品成形體的美觀。不同于光滑表面模具，所設(shè)計(jì)的粗糙度使大量微觀氣穴能構(gòu)建在模具表面和模制纖維成形體之間。所述氣穴減小模制纖維成形體與熱固化模具之間的粘結(jié)。注意多孔模具插入件的表面本身是粗糙的。所述多孔材料，優(yōu)選多孔金屬，具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以經(jīng)受在熱固化過程中施加熱量和壓力的總量。加熱溫度范圍從100攝氏度到200攝氏度。所示加的壓力在0.5MPa到5MPa的范圍內(nèi)。
另外本發(fā)明的另一個(gè)目的是在生產(chǎn)模制纖維成形體中減少能量消耗。大部分能量消耗在熱固化過程中，其中大量熱能用于干燥濕纖維成形體中過多的水分。可以理解減少濕纖維成形體中水分的量將減少熱能。本發(fā)明最優(yōu)化機(jī)械脫水裝置的使用以減少包含在通過真空成形過程制成的濕纖維成形體中的水含量。真空成形方法采用一對(duì)匹配的模具即頂部模具和底部模具。頂部模具和底部模具打開以允許纖維漿液加入。纖維漿液中的水穿過所述多孔模具插入件被真空裝置抽走以便在底部模具上形成濕纖維成形體的均勻?qū)?。為了從濕纖維成形體抽出更多的水分，頂部模具和底部模具合攏并密封以防止空氣在濕纖維成形體的真空脫水期間滲透。同時(shí)，頂部模具和底部模具向濕纖維成形體施加輕微的壓力。在濕纖維成形體中包含的水分達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，通常在20％至50％(重量)的范圍內(nèi)，機(jī)械脫水過程停止。注意如果在合攏時(shí)頂部模具和底部模具沒有密封，真空脫水將無效，因?yàn)閷⒊槌鲋車目諝舛皇菨窭w維成形體中的水。
另外本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過為多孔模具插入件結(jié)合設(shè)置在內(nèi)部的自潔裝置來減少維護(hù)。自潔裝置包括超聲波換能器和反沖的使用。真空成形多孔模具插入件容易受到因纖維夾在孔中產(chǎn)生的阻塞影響。被阻塞的真空成形模具插入件將影響模制纖維成形體的均勻性和增加能量消耗。最終，被阻塞的真空成形模具插入件將失去作用。根據(jù)本發(fā)明，真空成形模具插入件用超聲波方法和反沖進(jìn)行清潔。


圖1是改進(jìn)的模制纖維成形體生產(chǎn)方法的方框圖。
圖2示出在打開位置的真空成形站橫截面視圖，在纖維漿液容器中具有纖維漿液。
圖3示出真空成形站的橫截面視圖，其具有合攏的頂部模具和底部模具。
圖4示出在打開位置的熱固化站的橫截面視圖，并且濕纖維成形體放置在底部模具插入件上。
圖5示出在合攏位置的熱固化站。
圖6示出一個(gè)示例性系統(tǒng)，其具有并排的真空成形和熱固化站以便于濕纖維成形體的傳送。
圖7示出真空成形底部模具的分解視圖，所述真空成形底部模具具有多孔模具插入件、有開口的模具平臺(tái)和有漿液容器的真空室。
具體實(shí)施例方式
所述改進(jìn)的模制纖維成形體生產(chǎn)方法包括四個(gè)主要步驟。它們是(1)纖維漿液前處理；(2)真空成形以及(3)熱固化以及(4)后處理。
所述生產(chǎn)方法開始于纖維漿液的前處理。充分精制的植物纖維例如從棕櫚油、椰子殼、大麻、洋麻和其他含纖維的植物獲得的纖維被加入一個(gè)混合槽。所述混合槽能用水預(yù)裝滿或者水能與所述纖維同時(shí)加入。纖維的量是百分之0.1至5(重量)相對(duì)于于百分之99.9至95(重量)的水。纖維被例如葉輪的攪拌器攪拌以將它們分散在水中。所述低濃度纖維混合物被充分?jǐn)嚢柚钡将@得均勻的漿液。然后水基粘合劑加入到混合槽中并且整個(gè)混合物被連續(xù)攪拌。攪拌作用引起粘合劑附著到纖維上。起作用的粘合劑例如膠粘劑、濕強(qiáng)粘合劑和少量的脫模劑例如固體石蠟被加入所述漿液。整個(gè)混合物被攪拌直至獲得均勻的混合物。纖維混合漿液將被喂向真空成形過程。所述纖維混合漿液通常儲(chǔ)存在緩沖罐中，所述緩沖罐具有足夠的向若干真空成形熱固化機(jī)械喂給的能力。所述緩沖罐被連續(xù)攪拌以確保纖維漿液保持均勻狀態(tài)。
真空成形過程101的目的是由纖維漿液12產(chǎn)生濕纖維成形體10。所述濕纖維成形體10具有預(yù)期的形狀、厚度和均勻度。包含在濕纖維成形體10中的水分受到控制由此它應(yīng)當(dāng)不是太濕而在熱固化階段消耗太多的熱能；并且它應(yīng)當(dāng)不是太干以至熱固化過程102不能完全激活粘合劑粘合纖維。
真空成形站101由頂部模具30和底部模具20組成。所述頂部模具30是一個(gè)陽模并且底部模具20是一個(gè)具有預(yù)期外形輪廓的相匹配陰模。頂部模具30和底部模具20被精確制造并且在合攏時(shí)彼此匹配。引導(dǎo)裝置例如引導(dǎo)銷能夠用于在合攏期間幫助頂部模具30和底部模具20的對(duì)齊。底部模具20由三個(gè)主要部分構(gòu)成，它們是纖維漿液容器28、模具平臺(tái)21和多孔模具插入件22。纖維漿液容器28是與模具機(jī)械脫水過程停止平臺(tái)21連接的不透水容器。所述模具平臺(tái)由無孔材料制成并位于真空室23上，所述真空室23與例如真空泵的真空裝置15連接。當(dāng)真空裝置15不使用時(shí)，真空室23也能允許壓縮空氣穿過。合適的密封裝置被用于確保模具平臺(tái)21和真空室23以不漏氣或氣密的方式連接在一起。模具平臺(tái)21具有許多開口24以容納模具插入件22。模具插入件22被制成預(yù)期的外形輪廓并且能被緊密地插入模具平臺(tái)21上的開口24中。剛性連接裝置(positive attachment means)例如螺釘能用于將模具插入件22固定在模具平臺(tái)21上。多孔模具插入件22具有開放的孔，其允許空氣和液體從一側(cè)向另一側(cè)穿過。在此情況中，多孔模具插入件22的外形輪廓表面通過所述孔與真空室23連接。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，真空成形站101的頂部模具30以與底部模具20類似的方式構(gòu)建。頂部模具也由兩部分構(gòu)成，它們是多孔陽模具插入件31和模具平臺(tái)32。真空室33構(gòu)建在模具平臺(tái)32中。真空裝置15與真空室33連接。模具平臺(tái)32具有許多開口36。多孔陽模具插入件31固定在模具平臺(tái)32的開口36上。多孔模具插入件31通過真空室33與真空裝置15連接。真空室33也允許壓縮空氣穿過多孔模具插入件31。模具平臺(tái)32由無孔材料制成。
真空成形站101的頂部模具30能垂直移動(dòng)39由此頂部模具30能下降并與底部模具20精確配合。適合的引導(dǎo)裝置被構(gòu)建在頂部模具30和底部模具20中用以幫助兩個(gè)模具合攏時(shí)的精確配合。當(dāng)真空成形頂部模具30和底部模具20完全合攏時(shí)，在兩個(gè)模具20和30之間的空間45基本是氣密的。當(dāng)施加同時(shí)的真空抽吸作用時(shí)，能在合攏的模具20和30上維持輕微的壓力以幫助從濕纖維成形體10擠水。氣密空間45增加真空脫水的效果，因?yàn)闆]有周圍空氣滲透的發(fā)生。應(yīng)注意真空脫水與熱脫水相比是非常有效利用能量的。在頂部模具30和底部模具30之間沒有適當(dāng)?shù)目諝饷芊?，真空能將被浪費(fèi)，因?yàn)橹車諝鈱⒈怀樽叨皇菨窭w維成形體10中的水。
適量的纖維漿液12被配送29到真空成形站101上的漿液容器28中。纖維漿液12填滿漿液容器28并覆蓋底部模具20。一旦達(dá)到適合的容量，真空裝置15被致動(dòng)將水抽出。在真空抽吸之下，纖維漿液12中的水穿過多孔模具插入件22中的孔進(jìn)入真空室23并排出真空成形站101。然后一層濕纖維沉積在模具插入件22的表面形成濕纖維成形體10。因?yàn)槎嗫啄＞叩目灼骄叽缧∮诶w維尺寸，纖維被阻止從所述孔穿過。均勻分布的孔有助于在整個(gè)多孔模具插入件22的表面上均勻地分配真空吸力。這致使在模具插入件22的表面上生成均勻的一層濕纖維成形體10。在此階段，濕纖維成形體10通常包含多于50％的水。所述濕纖維成形體10在此階段不固化。
然后頂部模具30被降低并且將濕纖維成形體10壓在底部模具20上。真空裝置15被致動(dòng)用以通過頂部和底部多孔模具插入件31和22從濕纖維成形體10中抽出更大量的水。施加幾個(gè)大氣壓的壓力用以方便通過真空抽吸裝置15將水從濕纖維成形體10中抽出，而頂部和底部模具30和20緊密地合攏和空氣密封35以防止空氣滲透。真空脫水是最有效的，沒有外部空氣滲透，因?yàn)檎婵粘槲康氖侨コ凉窭w維成形體10中的水分子。這個(gè)過程有助于減少在后續(xù)熱固化階段102中用于干燥所述產(chǎn)品所需的熱能量。這還引起整個(gè)生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間的減少，由于需要更少時(shí)間固化模制纖維成形體80。
在真空成形過程101之后，濕纖維成形體10將熱固化以激活濕纖維成形體10中的粘合劑。所述熱固化過程還將模制纖維成形體80壓至預(yù)期的厚度。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，濕纖維成形體10由真空成形頂部模具30提起。在合攏的頂部和底部模具30和20開始分開時(shí)，真空15施加在頂部模具30上，而真空15從底部模具20停止。為了進(jìn)一步便于濕纖維成形體10從底部模具20的分離，壓縮空氣經(jīng)過真空室23和經(jīng)過底部模具插入件22的孔被泵送。從底部模具表面出來的所述壓縮空氣有助于將濕纖維成形體10推開。頂部模具30的拉動(dòng)作用和底部模具20的推動(dòng)作用確保濕纖維成形體10向頂部模具30的平穩(wěn)轉(zhuǎn)移。然后頂部模具30移入必要的通路以將濕纖維成形體10移入熱固化站102。
熱固化站102的目的是施加熱量和壓力以固化粘合劑并由此將纖維粘合在一起形成最終的形狀和尺寸。熱固化站102也由一對(duì)匹配的模具50和60組成，與真空成形站101類似。根本的區(qū)別是熱固化模在經(jīng)受比真空成形模具更高壓力和溫度方面的能力。在100至200攝氏度范圍內(nèi)的溫度被施加到熱固化模具。所施加的壓力在0.5MPa至5MPa的范圍內(nèi)。所述一對(duì)匹配的模具是熱固化頂部模具60和熱固化底部模具50。熱固化底部模具50由三個(gè)主要部分組成。它們是熱固化模具基體，模具插入件52和加熱裝置58。熱固化基體51包括許多容納模具插入件52的空腔組成。足夠量的用作空氣通道的通孔53構(gòu)建在模具基體51中將所述空腔連接到真空裝置15。這些通孔53也使壓縮空氣能通過。當(dāng)多孔模具插入件52與熱固化模具基體51配合時(shí)，它們也連接到真空裝置15。模具插入件52優(yōu)選由多孔金屬例如銅合金(青銅)或鋁合金制成。模具基體51由加熱裝置58加熱。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，加熱裝置58是與模具基體51的基部固定的電加熱構(gòu)件。加熱裝置58也能是包含在模具基體51中循環(huán)的熱傳遞液體的加熱管。在加熱裝置58和模具基體51之間接觸的最大表面必須確保獲得高的熱傳遞效率。因?yàn)轭愃频脑?，同樣重要的是保證在模具基體51和多孔模具插入件52之間的最大接觸表面。在真空成形模具和熱固化模具之間設(shè)計(jì)方面的主要不同變得顯而易見。真空成形模具20和30具有大的真空室23和33和通道以最優(yōu)化真空的傳送和水的抽出；而熱固化模具50和60具有較小的真空通道53和63并具有在加熱裝置58和67以及模具插入件52和62之間接觸的大表面以最優(yōu)化熱傳遞。
熱固化頂部模具60也由三個(gè)主要部分組成，它們是模具基體61、模具插入件62和加熱裝置67。頂部模具插入件62與相應(yīng)的底部模具插入件52精確配合。當(dāng)頂部模具60和底部模具50完全合攏時(shí)，留下一個(gè)縫隙，該間隙與干的模制纖維成形體80的厚度相同。引導(dǎo)裝置例如引導(dǎo)銷能用于在合攏期間幫助頂部和底部模具60和50對(duì)齊。氣密空間形成在頂部和底部模具60和50的兩個(gè)相對(duì)表面之間。真空被產(chǎn)生在該空間中并由此使包含在濕的模制纖維成形體10中的水分蒸發(fā)所需的溫度能降低。這與真空爐的原理相似。所施加的熱量和壓力使模制纖維成形體中的粘合劑固化并使之成型為最終預(yù)期的形狀和厚度。由于含在模制纖維成形體80中水分的蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽穿過真空通道53和63排出并離開所述站102。在熱固化循環(huán)完成時(shí)，接著頂部和底部模具60和50打開以釋放模制纖維成形體80。穿過真空室54的壓縮空氣氣流有助于模制纖維成形體80從模具插入件52分離。熱固化頂部模具60或附加的提起和放置裝置能用于將模制纖維成形體80移動(dòng)到適當(dāng)?shù)氖占瘏^(qū)。相似地，壓縮空氣氣流也有助于使模制纖維成形體從頂部模具插入件62分離。
脫模是模制纖維成形體生產(chǎn)中的主要問題。本發(fā)明使用多孔模具插入件和弄粗糙過的表面以降低模制纖維成形體對(duì)模具表面的粘結(jié)。注意多孔模具表面是足夠粗糙的。在頂部模具插入件不用多孔材料制成時(shí)的情況中，則底部模具插入件的表面將被充分弄粗糙。用于使模具表面粗糙的一種常規(guī)技術(shù)是通過噴沙，通常在8至40微米粗糙度的范圍內(nèi)。多孔模具和粗糙處理過的模具表面在模制纖維成形體和模具表面之間形成隨機(jī)分布的微觀氣穴，其徹底減少它們對(duì)彼此的粘結(jié)。由于多孔模具插入件產(chǎn)生的空氣凈化的進(jìn)一步輔助，模制纖維成形體80能方便地從模具脫離。
真空成形站101上的多孔模具插入件22容易被陷入所述孔中的細(xì)小纖維阻塞。具有粘合劑的所述陷入的纖維必須被清除以保持多孔模具插入件22的功能。根據(jù)使用的纖維的種類和尺寸、以及孔的尺寸、模具插入件的厚度和孔隙率，多孔模具插入件22在一定操作循環(huán)之后將失去它們的效用。
本發(fā)明公開了使用超聲波清洗技術(shù)和反沖用于完成多孔模具插入件的自潔。如果沒有結(jié)合自潔功能，因?yàn)槔w維和雜質(zhì)的堵塞多孔性喪失，多孔模具的可用性將受到限制。超聲波換能器安裝在真空成形模具20的纖維漿液容器28上。水被注入底部模具漿液容器28中，并且充分覆蓋所有的多孔模具插入件22。然后超聲波換能器被打開。所述超聲波換能器產(chǎn)生超聲波，其產(chǎn)生滲透入所述孔的微小氣泡。這些微小氣泡連續(xù)地產(chǎn)生和破裂。微小氣泡的破裂有助于使所述孔中陷入的纖維和其它雜質(zhì)脫離。為了更有利于多孔模具插入件的清潔，使用反沖。反沖是由泵送到真空室中的壓縮空氣完成，其迫使水、纖維和雜質(zhì)移出多孔模具插入件。超聲波清洗和反沖的結(jié)合恢復(fù)真空成形模具的效用。在此描述的建造在內(nèi)部的自潔功能通?；ㄙM(fèi)幾秒鐘完成并且在數(shù)百個(gè)循環(huán)中只需要執(zhí)行一次。
熱固化模制纖維成形體能進(jìn)一步被后處理站103處理，后處理站103處理例如涂覆、印花、修邊、殺菌和包裝。這些后處理方法和設(shè)備在所述領(lǐng)域中是公知的，并且在此不進(jìn)行討論。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案公開了獨(dú)立真空成形站、熱固化站的使用，每個(gè)站使用多孔模具插入件以允許脫模并且使模制纖維成形體的均勻性提高。它還公開了機(jī)械脫水裝置的使用，尤其是真空脫水，以獲得水從濕纖維成形體中去除的高速率，其引起能量消耗的減少。它還進(jìn)一步允許所述多孔模具插入件通過結(jié)合超聲波換能器和引入使用壓縮空氣的反沖的自潔。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案提高了模制纖維成形體生產(chǎn)的生產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)模制纖維成形體的改進(jìn)方法，其包括使用低濃度植物纖維漿液經(jīng)受真空成形以形成濕纖維成形體和熱固化所述濕纖維成形體以生成最終的模制纖維成形體；其特征在于，多孔材料被用作真空成形和熱固化的模具插入件。
2.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)模制纖維成形體的改進(jìn)方法，其特征在于，真空成形方法由一對(duì)具有多孔模具插入件的匹配模具組成，以借助真空裝置產(chǎn)生均勻厚度的濕纖維成形體。
3.如權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)模制纖維成形體的改進(jìn)方法，其特征在于，當(dāng)被合攏以獲得高效的濕纖維成形體真空脫水時(shí)，真空成形模具被有效的密封。
4.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)模制纖維成形體的改進(jìn)方法，其特征在于，熱固化方法由一對(duì)具有多孔模具插入件的匹配模具組成，所述多孔模具插入件被加熱裝置加熱。
5.如權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)模制纖維成形體的改進(jìn)方法，其特征在于，當(dāng)被合攏時(shí)所述熱固化模具被有效密封，以減少固化所述模制纖維成形體所需的熱能。
6.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)模制纖維成形體的改進(jìn)方法，其特征在于，真空成形模具中的多孔模具插入件借助超聲波和反沖裝置清潔。
7.用于生產(chǎn)模制纖維成形體的設(shè)備，其包括三個(gè)站，即纖維漿液前處理站、真空成形站和熱固化站。
8.如權(quán)利要求7所述的用于生產(chǎn)模制纖維成形體的設(shè)備，其特征在于，真空成形站包括設(shè)置在頂部和底部裝置中的一對(duì)匹配模具。
9.如權(quán)利要求8所述的用于生產(chǎn)模制纖維成形體的設(shè)備，所述真空成形底部模具由一個(gè)模具平臺(tái)、一個(gè)纖維漿液容器以及用于連接真空裝置和壓縮空氣裝置的真空室組成，所述模具平臺(tái)具有用于安裝多孔模具插入件的開口。
10.如權(quán)利要求7所述的用于生產(chǎn)模制纖維成形體的設(shè)備，其特征在于，所述真空成形頂部模具由具有用于模具插入件的開口的模具平臺(tái)組成，所述模具插入件與成形的底部模具插入件相匹配。
11.如權(quán)利要求10所述的用于生產(chǎn)模制纖維成形體的設(shè)備，其特征在于，真空成形頂部模具平臺(tái)包括連接真空裝置和壓縮空氣裝置的真空室。
12.如權(quán)利要求11所述的用于生產(chǎn)模制纖維成形體的設(shè)備，其特征在于，真空頂部和底部模具能夠垂直移動(dòng)并氣密地合攏，以防止真空脫水過程期間周圍空氣滲透向濕纖維成形體。
13.如權(quán)利要求12所述的用于生產(chǎn)模制纖維成形體的設(shè)備，其特征在于，超聲波換能器安裝在纖維漿液容器上。
14.如權(quán)利要求7所述的用于生產(chǎn)模制纖維成形體的設(shè)備，其特征在于，熱固化模具包括設(shè)置在頂部和底部模具裝置中的一對(duì)匹配模具。
15.如權(quán)利要求14所述的用于生產(chǎn)模制纖維成形體的設(shè)備，其特征在于，熱固化頂部模具由具有最優(yōu)化空氣通道和熱接觸表面的無孔模具基體組成。
16.如權(quán)利要求15所述的用于生產(chǎn)模制纖維成形體的設(shè)備，其特征在于，熱固化底部模具由具有最優(yōu)化空氣通道和熱接觸表面的無孔模具基體組成。
17.如權(quán)利要求16所述的用于生產(chǎn)模制纖維成形體的設(shè)備，其持征在于，熱固化頂部模具和熱固化底部模具能夠垂直移動(dòng)并且合攏以施加熱量和壓力使?jié)窭w維成形體固化從而生成模制纖維成形體。
18.如權(quán)利要求7所述的用于生產(chǎn)模制纖維成形體的設(shè)備，其特征在于，用于熱固化站的多孔模具插入件優(yōu)選由多孔金屬制成。
全文摘要
使用農(nóng)業(yè)殘?jiān)哪Ｖ评w維產(chǎn)品是經(jīng)濟(jì)和對(duì)環(huán)保有利的。模制纖維生產(chǎn)不同于模制紙漿。本發(fā)明公開了一種用于模制纖維成形體(10)生產(chǎn)的方法和設(shè)備，其使用低濃度纖維漿(12)經(jīng)過真空成形和熱固化。多孔材料用作真空成形(101)和熱固化(102)站的模具插入件提供了提高的生產(chǎn)率并使簡(jiǎn)易脫模成為可能。自潔技術(shù)的結(jié)合進(jìn)一步確保生產(chǎn)系統(tǒng)的持久性能。
文檔編號(hào)D21J3/00GK1623022SQ02828681
公開日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2002年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月26日
發(fā)明者卓秉勝, 徐雁, 蕭明利 申請(qǐng)人:綠谷科技有限公司