專利名稱：紙漿模壓板材及其制備裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及紙漿模壓板材的制備裝置以及以這種裝置所制備的帶凸起部分(即 凹凸結(jié)構(gòu))的異型紙漿模壓板材。
背景技術(shù)：
以紙漿為原料制成各種板材和異型板材，用做電氣絕緣、工業(yè)包裝、建筑裝修及家 具材料等，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，如中國專利局公開號CN101070688A所記載的 本發(fā)明人的發(fā)明專利《紙漿模壓板材的制備方法及其所用模具》和公開號CN101634124所 記載的本發(fā)明人的另一發(fā)明專利《帶凸起部分的異型紙漿模壓板材的制備方法及模具》。但 該兩項專利實施中發(fā)現(xiàn)在專利所涉及內(nèi)容的范圍內(nèi)外有如下兩方面需要改進1、在模具與壓力機的安裝關系方面，第一種應用實例中將圍框固聯(lián)于專用壓力機 的機架上，上模(公開文件中稱“蓋板”)由壓力機上缸帶動實現(xiàn)打開和封閉圍框上口，下 模(公開文件中稱“壓塊”)由壓力機下缸帶動并在圍框內(nèi)升降，存在的問題是在壓制過程 中上模除了要平衡來自下模的壓力外還要提供與圍框間密封所需壓力，因此或者需要壓力 機上缸壓力要大于下缸壓力，或者對上缸保壓要求非常高，實踐中經(jīng)常發(fā)生紙漿從上模與 圍框之間泄漏現(xiàn)象。第二種應用實例中將上模固聯(lián)于上作用式壓力機的滑塊下并始終套在 圍框內(nèi)運動、圍框在兩活塞式液壓缸帶動下升降而下模固聯(lián)于壓力機工作平臺上，該種結(jié) 構(gòu)除向模具內(nèi)注漿難以實現(xiàn)及開模時圍框和上模難以同步外，最大的不足在于上模排水排 不凈，在開模的瞬間，上模溝孔中的殘留水全部回流至工件濕坯，使?jié)衽骱试龈?，造?⑴濕坯強度降低，不利于濕坯的轉(zhuǎn)移搬運；(2)使熱壓干燥機能耗增大、工作效率降低。2、在模具的成型技術(shù)方面，帶有凸起部分的異型紙漿模壓板材在壓制過程中當壓 力增加到一定值后，凸起部分周圍的平面部分已沉積的高含水紙纖維層易被壓潰，部分紙 纖維被擠入凸起部分凹模腔內(nèi)，使得凹模腔內(nèi)紙纖維分布不均，同時凸起部分周圍易形成 斷裂等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有由上模、圍框和下模組成的三件式模具成型技術(shù)對進一步降低紙漿模壓 板材成本和提高產(chǎn)品性能指標的要求，本發(fā)明公開了一種制作紙漿模壓板材的裝置，其具 有三件式成型模具的最佳結(jié)構(gòu)，同時公開了針對非平的異型紙漿模壓板材凸起部分的成型 裝置，使得按以上方法所生產(chǎn)出的紙漿高壓成型板材(制品)成本更加低廉、技術(shù)性能指標 更高、用途更加廣泛。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的—種紙漿模壓板材的制備裝置，包括壓力機和三件式模具，所述三件式模具包括 上模、圍框和下模，三者構(gòu)成一個容積可變的模腔，所述上模的成型表面均設有排水溝并覆 有金屬絲網(wǎng)，所述下模的成型表面設有排水溝和/或孔并覆有金屬絲網(wǎng)，其特征在于所述上模和下模兩者之中有一個為動模而另一個為定模，并且所述下模始終在所述圍框內(nèi)；所述圍框由固聯(lián)于壓力機的兩個以上的柱塞缸或活塞缸支撐，并與所述上模和 下模產(chǎn)生相對運動；所述制備裝置還包括兩道密封槽和嵌于其中的密封圈，所述密封槽設置于所述圍 框口與所述上模的接觸面上，兩道密封槽之間開有一條以上的導水槽；所述上模與圍框在 壓緊狀態(tài)下，所述上模成型表面的排水溝一直延伸到所述導水槽的上方并與之形成通道。在此情況下，所述上模、圍框和下模的任意兩者之間都能相對運動，所述圍框能夠 升降。進一步的，采用上作用式壓力機時，所述上模為動模，固聯(lián)于上作用式壓力機的滑 塊下平面；所述下模為定模，固定于上作用式壓力機的工作平臺上；初始狀態(tài)下，所述圍框由固聯(lián)于壓力機工作平臺的兩個以上的柱塞缸支撐處于最 高位置；工作狀態(tài)下，所述上模在壓力機的滑塊帶動下下行與所述圍框相接觸并壓緊密 封，繼而推動圍框下行；即所述圍框的下降動作依賴上模與其接觸后向其傳遞壓力機壓力 使支撐圍框的至少兩個的柱塞缸內(nèi)液壓油受迫溢流來完成，由此還提供了圍框與上模間密 封所需壓緊力。另一種方案，即當采用下作用式壓力機時，所述下模為動模，固聯(lián)于下作用式壓力 機的滑塊上，或直接固聯(lián)于下作用式壓力機主缸活塞桿端或柱塞端；上模作為定模，固聯(lián)于 下作用式壓力機的上橫梁下平面；所述圍框由固聯(lián)于壓力機的兩個以上的活塞缸完成升降 動作并提供與上模間密封所需壓緊力。采用上述裝置制備紙漿模壓板材的工藝，包括將紙漿板或廢紙浸泡后打碎制成濃 度不大于6%的紙漿的步驟、用三件式模具模壓擠出水分及成型的步驟、脫模及干燥定型的 步驟；三件式模具的上模與圍框可相對運動，從而打開或封閉圍框上口，下模在圍框內(nèi)可向 上模方向作相對運動以擠壓紙漿中水分使之成型。當所制作的紙漿模壓板材為帶有凸起部分的異型紙漿模壓制品時，其凸起部分的 擠水成型采用柔性凸模方法，即當凸起部分的剛性凹模表面已層積了足夠量的紙纖維時， 令被送入剛性凹模中心處的形狀可變、初始徑向尺寸最小的柔性凸模徑向膨脹，向周圍已 層積的含水較高的紙纖維層施壓，來完成凸起部分的擠水成型步驟，其特征在于所述制備裝置還包括剛性凹模和與之對應的柔性凸模，二者共軸地分別安裝于所 述上模和下模上；所述剛性凹模的高度與其最小口徑之比大于0. 6 ；所述柔性凸模與其所在的下?；蛏夏Ｖg通過與所述柔性凸模嵌套連接的一個 可伸縮模柱相連接；所述模柱另端安有支撐彈簧，所述模柱插入所述柔性凸模所在下?；?上模所對應的孔內(nèi)形成動配合和動密封，其橫截面與所述柔性凸模膨脹后水平投影形狀吻 合；初始狀態(tài)下，所述模柱在支撐彈簧的作用下處于伸出的極限位，一定長度的模柱 露出其所在的下?；蛏夏５目淄?；工作狀態(tài)下，即所述上下模相向運動過程中，所述柔性 凸模端頭抵達剛性凹模底部并擠壓此處已沉積的紙纖維層，當作用于柔性凸模和模柱上的 所有壓力之和大于支撐彈簧的預緊力和密封摩擦阻力之和時，支撐彈簧開始被壓縮、隨著 作用在柔性凸模和模柱上的壓力的加大，模柱露出部分逐漸減少直至完全進入所在模的孔中；在此過程中所述柔性凸模、支撐彈簧及模柱與所在模的孔之間的封閉空間被擠壓，所述 柔性凸模由初始徑向尺寸膨脹至最大。進一步的，所述柔性凸模由用彈性體材料做成的囊形套套在用剛性材料制成的模 芯構(gòu)成；所述模芯設有貫通的液體孔道；所述模柱中空，與其所插入的下?；蛏夏５目仔纬梢粋€容積可變的唧筒；所述唧 筒與所述模芯的液體孔道相貫通，內(nèi)充液體。初始狀態(tài)下，所述模柱在支撐彈簧作用下處于使唧筒空腔容積最大的位置，液體 全部被抽至唧筒空腔內(nèi)；工作狀態(tài)下，當模柱與其所在的下?；蛏夏Ｖg產(chǎn)生相對運動使 唧筒空腔容積變小，唧筒空腔中的液體即被壓入囊形套中，使囊形套膨脹；回程時模柱與所 在模之間產(chǎn)生反方向的相對運動，囊形套中的液體即被抽回至唧筒空腔中，囊形套又恢復 到原來的形狀。另一種方案為，所述柔性凸模為彈性體材料做成的實體。初始狀態(tài)下，其徑向尺寸最小高度尺寸最大；工作狀態(tài)下，壓制過程中當模柱與所 在模之間產(chǎn)生相對運動時，模柱支撐彈簧的反力使彈性體材料做成的柔性凸模發(fā)生形變: 高度減少徑向尺寸加大(體積近似不變)。采用上述裝置制備紙漿模壓板材及非平的異形紙漿模壓板材，其具體工藝及所涉 及的裝備如下表所示
權(quán)利要求
一種紙漿模壓板材的制備裝置，包括壓力機和三件式模具，所述三件式模具包括上模、圍框和下模，三者構(gòu)成一個容積可變的模腔，所述上模的成型表面均設有排水溝并覆有金屬絲網(wǎng)，所述下模的成型表面設有排水溝和/或孔并覆有金屬絲網(wǎng)，其特征在于所述上模和下模兩者之中有一個為動模而另一個為定模，并且所述下模始終在所述圍框內(nèi)；所述圍框由固聯(lián)于壓力機的兩個以上的柱塞缸或活塞缸支撐，并與所述上模和下模產(chǎn)生相對運動；所述制備裝置還包括兩道密封槽和嵌于其中的密封圈，所述密封槽設置于所述圍框口與所述上模的接觸面上，兩道密封槽之間開有一條以上的導水槽；所述上模與圍框在壓緊狀態(tài)下，所述上模成型表面的排水溝一直延伸到所述導水槽的上方并與之形成通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿模壓板材的制備裝置，其特征在于所述上模為動模，固聯(lián)于上作用式壓力機的滑塊下平面；所述下模為定模，固定于上作 用式壓力機的工作平臺上；初始狀態(tài)下，所述圍框由固聯(lián)于壓力機工作平臺的兩個以上的柱塞缸支撐處于最高位置；工作狀態(tài)下，所述上模在壓力機的滑塊帶動下下行與所述圍框相接觸并壓緊密封，繼 而推動圍框下行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙漿模壓板材的制備裝置，其特征在于所述下模為動模，固聯(lián)于下作用式壓力機的滑塊上，或直接固聯(lián)于下作用式壓力機主 缸活塞桿端或柱塞端；上模作為定模，固聯(lián)于下作用式壓力機的上橫梁下平面；所述圍框 由固聯(lián)于壓力機的兩個以上的活塞缸完成升降動作并提供與上模間密封所需壓緊力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述紙漿模壓板材的制備裝置，其特征在于還包括剛性凹模和與之對應的柔性凸模，二者共軸地分別安裝于所述上模和下模上；所述剛性凹模的高度與其最小口徑之比大于0. 6 ；所述柔性凸模與其所在的下?；蛏夏Ｖg通過與所述柔性凸模嵌套連接的一個可伸 縮模柱相連接；所述模柱另端安有支撐彈簧，所述模柱插入所述柔性凸模所在下?；蛏夏?所對應的孔內(nèi)形成動配合和動密封，其橫截面與所述柔性凸模膨脹后水平投影形狀吻合；初始狀態(tài)下，所述模柱在支撐彈簧的作用下處于伸出的極限位，一定長度的模柱露出 其所在的下?；蛏夏５目淄?；工作狀態(tài)下，即所述上下模相向運動過程中，所述柔性凸模端 頭抵達剛性凹模底部并擠壓此處已沉積的紙纖維層，所述柔性凸模、支撐彈簧及模柱與所 在模的孔之間的封閉空間被擠壓，所述柔性凸模由初始徑向尺寸膨脹至最大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4任一所述紙漿模壓板材的制備裝置，其特征在于所述柔性凸模由用彈性體材料做成的囊形套套在用剛性材料制成的模芯構(gòu)成；所述模 芯設有貫通的液體孔道；所述模柱中空，與其所插入的下?；蛏夏５目仔纬梢粋€容積可變的唧筒；所述唧筒與 所述模芯的液體孔道相貫通，內(nèi)充液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4任一所述紙漿模壓板材的制備裝置，其特征在于所述柔性凸模為彈性體材料做成的實體。
7.一種采用權(quán)利要求4所述裝置制備的紙漿模壓板材，為非平的異型，具有至少一處 凸起部分，其特征在于所述的紙漿模壓板材凸起部分的高度與凸起部分的最小口徑之比大于0. 6 ；凸起部分上最大密度P max與最小密度P min之間滿足(P max- P min) / P max < 0. 2 ；且所述的紙漿模壓板材密度大于0. 6克/立方厘米、厚度為2-20毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶有凸起部分的異型紙漿模壓板材，其特征在于 所述板材是鋪板與支腿一體成型的托盤形狀，采用高壓擠水成型，密度為0. 6-1. 3g/ cm3，鋪板處厚度為5-15mm，支腿的高度與口徑比大于0. 8。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紙漿模壓板材及其制備裝置，所述制備裝置采用動式圍框方案，即圍框可動，上模和下模一為動模一為定模，并且下模在圍框之內(nèi)，是三件式成型模具的最佳結(jié)構(gòu)；同時公開了針對非平的異型紙漿模壓板材凸起部分的帶有伸縮模柱的柔性凸模成型裝置，使得按以上方法所生產(chǎn)出的紙漿高壓成型板材具有高密度、高強度及理論上可無限次地循環(huán)“回收-成型-使用-再回收”這一過程等特點，為循環(huán)經(jīng)濟的典型產(chǎn)品，同時其生產(chǎn)過程也具有環(huán)保低碳和成本低廉的特點。
文檔編號D21J1/00GK101985820SQ20101054200
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者郎旗 申請人:郎旗