阅读说明：本技术 一种纸塑整体瓶子、成型模具和生产工艺 (Paper-plastic integral bottle, forming die and production process ) 是由 徐昆 陈俊忠 费国忠 沈超 左华伟 刘福娇 薛双喜 何广德 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：一种纸塑整体瓶子、成型模具和生产工艺。本发明涉及一种纸浆模塑整体瓶子产品的开发,包括纸塑整体瓶子的模具及其制备工艺,以及制备的瓶子。所述瓶子通过预压成型模具采用弹性体袋施压制作出预压湿胚,控制预压的压力大小从而保证纸瓶湿胚的含水率及湿胚的厚度。将预压的湿胚转移到热压下模,合模后热压上模通过膨胀的弹性体袋将湿胚均匀的挤压在热压下模表面,热压下模有加热和排气功能将湿胚烘干,制作出一体化纸瓶产品。(A paper-plastic integral bottle, a forming die and a production process. The invention relates to development of a paper pulp molding integral bottle product, which comprises a mold of a paper pulp molding integral bottle, a preparation process of the mold and the prepared bottle. The bottle adopts the elastomer bag to exert pressure to produce the pre-pressed wet blank through the pre-pressing forming die, and the pre-pressed pressure is controlled so as to ensure the moisture content of the wet blank of the paper bottle and the thickness of the wet blank. And transferring the pre-pressed wet blank to a hot-pressing lower die, after die assembly, uniformly extruding the wet blank on the surface of the hot-pressing lower die by an upper hot-pressing die through an expanded elastomer bag, and drying the wet blank by the lower hot-pressing die with heating and exhausting functions to manufacture an integrated paper bottle product.)

一种纸塑整体瓶子、成型模具和生产工艺

技术领域

本发明涉及纸塑成型产品的成型技术领域，特别涉及到纸塑整体瓶子的模具、工艺以及产品的开发。

背景技术

现有的纸塑瓶子类产品的工艺都是采用两个半边的瓶子成型后采用胶水进行粘合或者采用纸筒再粘合瓶口和瓶底，其工艺为成型，涂胶，压合，切余边，如专利CN201320746431公开了一种纸塑瓶体，包括瓶身与设于瓶身上部的塑料端头，所述瓶身为向上开口的纸筒，所述塑料端头下部边缘与所述纸筒的开口紧密接合以封闭纸筒内腔；专利CN 201420833805公开了一种具有连接环的储液瓶，包括纸瓶，所述纸瓶的内部设置有用于储存液体的内胆，纸瓶包括相对设置的第一半腔体和第二半腔体，第一半腔体和第二半腔体对接形成用于容纳所述内胆的内腔，之间通过连接环固定连接。上述工艺流程较长、工艺复杂、成本高，且其中涂胶不容易分解，导致环保性差。为了降低纸塑瓶子的成本，并提高环保性，满足环保要求，本发明设计出一种整体纸塑瓶子成型工艺。本发明的整体纸塑瓶子成型工艺仅有成型、切废料两步，减少了涂胶压合等工艺，大大提高产品的环保性能，并降低纸塑瓶子的成本，便于大批量的推广。

发明内容

为了解决以上问题，本发明开发出将耐高温高压的弹性体材料应用到纸塑模具的设计中。采用创新的瓶内注浆工艺解决瓶子的吸浆工艺，纸塑的模具采用新弹性体制作的模具整体设计包含挤压模，热压上模。

本发明具体采用如下技术方案：

一种纸塑整体瓶子的模具，包括吸浆系统、挤压系统和热压成型系统。其中吸浆系统用于注浆初步形成瓶子湿胚，并通过抽真空将注浆初步形成的瓶子湿胚成型为吸浆后的湿胚；所述挤压系统用于通过弹性体袋挤压形成预成型纸瓶；所述热压成型系统用于通过弹性体袋挤压形成整体纸瓶。

具体的，其中所述吸浆系统包括注浆模板、注浆腔体和吸浆模板，所述吸浆模板具有与瓶子外形一致的凹腔，所述注浆模板位于凹腔上方，与注浆腔体相连；所述注浆腔体具有延伸部，所述延伸部上设有注浆管孔，所述延伸部伸入吸浆模板的凹腔中，通过注浆管孔注浆初步形成瓶子湿胚；所述吸浆模板设有吸浆孔和吸浆腔体，所述吸浆孔设于所述凹腔的表面与吸浆腔体相连，所述吸浆腔体与真空设备连接，通过抽真空将注浆初步形成的瓶子湿胚成型为吸浆后的湿胚。

进一步，所述注浆腔体与纸浆池相连，所述纸浆可选择甘蔗浆、竹浆、木浆等。

进一步，所述延伸部上均匀设置注浆管孔。

进一步，还设置补浆装置，通过注浆管孔注浆初步形成瓶子湿胚如果存在纸浆不均匀的部位，通过补浆装置进行补浆。

具体的，所述注浆模板与所述吸浆模板形成瓶腔，所述吸浆模板由吸浆半模板组成。

进一步具体的，所述凹腔表面的所述吸浆孔分别对应于瓶腔的瓶口、瓶颈、瓶体和瓶底部位，瓶口、瓶颈、瓶体部位的吸浆孔密度大于瓶底部位的吸浆孔密度。

所述挤压系统由挤压模、加压腔体、弹性体袋、吸浆模和吸浆后的湿胚组成。所述加压腔体设于挤压模中，与弹性体袋相连，所述挤压模设于吸浆模上方，与吸浆模形成瓶腔，吸浆后的湿胚置于瓶腔中，弹性体袋延伸入置于瓶腔中的湿胚内，合模后，弹性体袋加压膨胀挤压湿胚贴在瓶腔内壁上形成预成型纸瓶。

进一步，所述弹性体袋通过充高压气体、水压或油压等增压从而给吸浆后的湿胚内腔压力起到排水和预成型的作用。

具体的，所述挤压模与所述吸浆模形成瓶腔，所述吸浆模由吸浆半模组成。

所述热压成型系统由热压上模、加压腔体、弹性体袋、热压下模和预成型的纸瓶组成。所述加压腔体设于热压上模中，与弹性体袋相连，所述热压上模设于热压下模上方，与热压下模形成瓶腔，预成型的纸瓶置于瓶腔中，弹性体袋延伸入置于瓶腔中的预成型纸瓶内，合模后，弹性体袋加压膨胀挤压预成型纸瓶贴在瓶腔内壁上形成整体纸瓶。

进一步，所述弹性体袋通过充高压气体、水压或油压等增压从而给预成型纸瓶内腔压力起到排水和成型的作用，从而保证纸胚完成成型。

具体的，所述热压上模与所述热压下模形成瓶腔，所述热压下模由瓶体部分和瓶底部分组成。

所述热压下模采用透气材料并可以抛光，快速排掉高温时水蒸气让产品快速干燥。具体的热压模采用透气钢制成，透气钢的材料的微小孔可以把水蒸气吸走，达到迅速排气的目的。

所述弹性体袋采用耐高压耐高温的材料制作成。挤压系统和热压成型系统中的所述弹性体袋可以相同或不同。

所述热压成型系统还设有热压设备对系统加热加压。

利用上述模具纸塑整体瓶子的工艺，包括如下步骤：

(1)组装吸浆系统，使其处于合模状态，通过注浆腔体和延伸部的注浆孔给瓶腔的部位进行注浆，让瓶腔内的浆料足够且均匀；

所述注浆可以为喷浆、灌浆、瓶内搅拌吸浆或滚筒甩浆。

如果浆料不均匀，通过补浆装置补浆；

(2)真空设备启动，通过吸浆腔体抽真空让纸浆均匀的吸附在吸浆模具表面形成吸浆后的湿胚；

具体的抽真空控制湿胚的含水率在70％～80％厚度2.5mm左右。

(3)将吸浆后的湿胚转移至挤压系统，吸浆后的湿胚置于瓶腔中，弹性体袋延伸入置于瓶腔中的湿胚内，合模后，弹性体袋加压膨胀挤压湿胚贴在瓶腔内壁上形成预成型纸瓶；成型结束后排出施压气体或液体取出弹性体袋。

控制弹性体袋施压压力为1千克力，使预成型纸瓶含水率在40％～50％，厚度在1.5mm。

弹性体袋可以按照产品不同要求施加不同压力。

(4)将预成型纸瓶转移至热压成型系统，预成型的纸瓶置于瓶腔中，弹性体袋延伸入置于瓶腔中的预成型纸瓶内，合模后，弹性体袋加压膨胀挤压预成型纸瓶贴在瓶腔内壁上，热压成型为整体纸瓶，成型结束后排出施压气体或液体取出弹性体袋。

产品厚度不同，含水率相应不同，如成品的含水率3％-5％，厚度1.0mm左右。

热压成型系统通过热压模具加热至150℃，弹性体袋的加压在5千克力左右，按照产品的要求可以进行调整。

附图说明

图1是本发明的注浆系统结构示意图；

图1a是本发明的注浆系统开模状态下的结构示意图；

图1b是本发明的注浆系统合模状态下的结构示意图；

图2是本发明的吸浆系统结构示意图；

图2a是本发明的吸浆系统开模状态下的结构示意图；

图2b是本发明的吸浆系统合模状态下的结构示意图；

图3是本发明的热压成型系统结构示意图；

图3a是本发明的热压成型系统开模状态下的结构示意图；

图3b是本发明的热压成型系统合模状态下的结构示意图。

附图标记说明：

1.注浆模板；2.注浆腔体；21.延伸部；3.注浆管孔；4.吸浆模板；5.吸浆孔；6.吸浆腔体；7.吸浆后的湿胚；8.挤压模；81.预成型纸瓶；9.加压腔体；10.弹性体袋；11.吸浆模；12.热压上模；13.热压下模；91.加压腔体；92.瓶体部分；93.瓶底部分；14.弹性体袋；15.整体纸瓶

具体实施方式

下面将结合附图1a-3b以及具体的实施例1-4对本发明做进一步地说明。

实施例1

根据附图1a和1b描述本发明的注浆系统开模和合模状态下的结构示意图，标记1-5的部位是组合成为注浆系统的模具结构设计，具体的吸浆系统包括注浆模板1、注浆腔体2和吸浆模板4，所述吸浆模板4具有与瓶子外形一致的凹腔，所述注浆模板1位于凹腔上方，所述注浆模板1与所述吸浆模板4形成瓶腔，所述吸浆模板4由吸浆半模板组成，所述注浆模板1与注浆腔体2相连；所述注浆腔体具有延伸部21，所述延伸部21上设有注浆管孔3，所述延伸部21伸入吸浆模板4的凹腔中，通过注浆管孔3注浆初步形成瓶子湿胚7；所述吸浆模板设有吸浆孔5和吸浆腔体6，所述吸浆孔5设于所述凹腔的表面与吸浆腔体6相连，所述凹腔表面的所述吸浆孔5分别对应于瓶腔的瓶口、瓶颈、瓶体和瓶底部位，瓶口、瓶颈、瓶体部位的吸浆孔密度大于瓶底部位的吸浆孔密度，所述吸浆腔体6与真空设备(未示出)连接，合模状态下，通过注浆腔体2和延伸部21的注浆孔3给瓶腔的部位进行喷浆，所述浆料为甘蔗浆，让瓶腔内的浆料足够且均匀；真空设备(未示出)启动，通过吸浆腔体6抽真空让纸浆均匀的吸附在吸浆模具表面形成吸浆后的湿胚7，通过电磁阀以及压力表来控制抽真空约0.7Mpa，控制湿胚的含水率在70％～80％厚度2.5mm左右。

根据图2a和2b显示出本发明的吸浆系统开模和合模状态下的结构示意图。所述挤压系统由挤压模8、加压腔体9、弹性体气袋10、吸浆模11和吸浆后的湿胚7组成。所述加压腔体9设于挤压模8中，与弹性体气袋10相连，所述挤压模8设于吸浆模11上方，与吸浆模11形成瓶腔，吸浆后的湿胚7置于瓶腔中，弹性体气袋10延伸入置于瓶腔中的湿胚内，合模后，弹性体袋加压膨胀挤压湿胚贴在瓶腔内壁上形成预成型纸瓶81。弹性体气袋10为可伸缩的弹性体通过充气来给模具加压成型，成型结束后排出气体取出弹性体气袋10。通过“合模”状态看弹性体被充压后对吸浆的湿胚7进行预成型，控制弹性体气袋施压压力为1千克力，使预成型纸瓶含水率在40％～50％，厚度在1.5mm。

根据图3a和3b显示出本发明的热压成型系统开模和合模状态下的结构示意图，热压上模12通过弹性体气袋14的耐高温高压的弹性体组成，热压下模13通过2块模具瓶体部分92瓶底部分93来组成，所述热压成型系统由热压上模12、加压腔体91、弹性体气袋14、热压下模13和预成型的纸瓶81组成。所述加压腔体91设于热压上模12中，与弹性体气袋14相连，所述热压上模12设于热压下模13上方，与热压下模13形成瓶腔，预成型的纸瓶81置于瓶腔中，弹性体气袋14延伸入置于瓶腔中的预成型纸瓶内，热压上模12和热压下模13设有排气槽，合模后，模具合模的状况下在热压上模12充气压通过弹性体变形来给纸瓶整体成型出整体纸塑瓶子15，通过热压模具加热至150℃，弹性体袋的加压在5千克力左右，多余的水分通过排气槽排出，使成品整体纸塑瓶子15的含水率为3％-5％，厚度1.0mm左右，成型结束后排出气体取出弹性体气袋14。

实施例2

根据附图1a和1b描述本发明的注浆系统开模和合模状态下的结构示意图，标记1-5的部位是组合成为注浆系统的模具结构设计，具体的吸浆系统包括灌浆模板1、灌浆腔体2和吸浆模板4，所述吸浆模板4具有与瓶子外形一致的凹腔，所述灌浆模板1位于凹腔上方，所述灌浆模板1与所述吸浆模板4形成瓶腔，所述吸浆模板4由吸浆半模板组成，所述灌浆模板1与灌浆腔体2相连；所述灌浆腔体具有延伸部21，所述延伸部21上设有灌浆管孔3，所述延伸部21伸入吸浆模板4的凹腔中，通过灌浆管孔3注浆初步形成瓶子湿胚7；所述吸浆模板设有吸浆孔5和吸浆腔体6，所述吸浆孔5设于所述凹腔的表面与吸浆腔体6相连，所述凹腔表面的所述吸浆孔5分别对应于瓶腔的瓶口、瓶颈、瓶体和瓶底部位，瓶口、瓶颈、瓶体部位的吸浆孔密度大于瓶底部位的吸浆孔密度，所述吸浆腔体6与真空设备(未示出)连接，合模状态下，通过灌浆腔体2和延伸部21的灌浆孔3给瓶腔的部位进行灌浆，所述浆料为竹浆，施加压力使竹浆灌入到瓶腔的相应部位，让瓶腔内的浆料足够且均匀；真空设备(未示出)启动，通过吸浆腔体6抽真空让纸浆均匀的吸附在吸浆模具表面形成吸浆后的湿胚7，通过电磁阀以及压力表来控制抽真空约0.7Mpa，控制湿胚的含水率在70％～80％厚度2.5mm左右。

根据图2a和2b显示出本发明的吸浆系统开模和合模状态下的结构示意图。所述挤压系统由挤压模8、加压腔体9、弹性体气袋10、吸浆模11和吸浆后的湿胚7组成。所述加压腔体9设于挤压模8中，与弹性体气袋10相连，所述挤压模8设于吸浆模11上方，与吸浆模11形成瓶腔，吸浆后的湿胚7置于瓶腔中，弹性体气袋10延伸入置于瓶腔中的湿胚内，合模后，弹性体袋加压膨胀挤压湿胚贴在瓶腔内壁上形成预成型纸瓶81。弹性体气袋10为可伸缩的弹性体通过充气来给模具加压成型，成型结束后排出气体取出弹性体气袋10。通过“合模”状态看弹性体被充压后对吸浆的湿胚7进行预成型，控制弹性体气袋施压压力为1千克力，使预成型纸瓶含水率在40％～50％，厚度在1.5mm。

根据图3a和3b显示出本发明的热压成型系统开模和合模状态下的结构示意图，热压上模12通过弹性体气袋14的耐高温高压的弹性体组成，热压下模13通过2块模具瓶体部分92瓶底部分93来组成，所述热压成型系统由热压上模12、加压腔体91、弹性体气袋14、热压下模13和预成型的纸瓶81组成。所述加压腔体91设于热压上模12中，与弹性体气袋14相连，所述热压上模12设于热压下模13上方，与热压下模13形成瓶腔，预成型的纸瓶81置于瓶腔中，弹性体气袋14延伸入置于瓶腔中的预成型纸瓶内，热压上模12和热压下模13采用透气钢制成，其上具有0.1-0.01mm的微孔，合模后，模具合模的状况下在热压上模12充气压通过弹性体变形来给纸瓶整体成型出整体纸塑瓶子15，通过热压模具加热至150℃，弹性体袋的加压在5千克力左右，多余的水分通过透气钢的微孔排出，使成品整体纸塑瓶子15的含水率为3％-5％，厚度1.0mm左右，成型结束后排出气体取出弹性体气袋14。

实施例3

根据附图1a和1b描述本发明的注浆系统开模和合模状态下的结构示意图，标记1-5的部位是组合成为注浆系统的模具结构设计，具体的吸浆系统包括注浆模板1、注浆腔体2和吸浆模板4，所述吸浆模板4具有与瓶子外形一致的凹腔，所述注浆模板1位于凹腔上方，注浆模板1与瓶内搅拌吸浆装置相连(未示出)，所述注浆模板1与所述吸浆模板4形成瓶腔，所述吸浆模板4由吸浆半模板组成，所述注浆模板1与注浆腔体2相连；所述注浆腔体具有延伸部21，所述延伸部21上设有注浆管孔3，所述延伸部21伸入吸浆模板4的凹腔中，通过注浆管孔3注浆初步形成瓶子湿胚7；所述吸浆模板设有吸浆孔5和吸浆腔体6，所述吸浆孔5设于所述凹腔的表面与吸浆腔体6相连，所述凹腔表面的所述吸浆孔5分别对应于瓶腔的瓶口、瓶颈、瓶体和瓶底部位，瓶口、瓶颈、瓶体部位的吸浆孔密度大于瓶底部位的吸浆孔密度，所述吸浆腔体6与真空设备(未示出)连接，合模状态下，通过注浆腔体2和延伸部21的注浆孔3给瓶腔的部位进行喷浆，所述浆料为木浆，通过瓶内搅拌吸浆装置让木浆均匀分散，使喷到瓶腔内的浆料足够且均匀；真空设备(未示出)启动，通过吸浆腔体6抽真空让纸浆均匀的吸附在吸浆模具表面形成吸浆后的湿胚7，通过电磁阀以及压力表来控制抽真空约0.7Mpa，控制湿胚的含水率在70％～80％厚度2.5mm左右。

根据图2a和2b显示出本发明的吸浆系统开模和合模状态下的结构示意图。所述挤压系统由挤压模8、加压腔体9、弹性体水袋10、吸浆模11和吸浆后的湿胚7组成。所述加压腔体9设于挤压模8中，与弹性体水袋10相连，所述挤压模8设于吸浆模11上方，与吸浆模11形成瓶腔，吸浆后的湿胚7置于瓶腔中，弹性体水袋10延伸入置于瓶腔中的湿胚内，合模后，弹性体水袋加压膨胀挤压湿胚贴在瓶腔内壁上形成预成型纸瓶81。弹性体水袋10为可伸缩的弹性体通过充水来给模具加压成型，成型结束后排出水取出弹性体水袋10。通过“合模”状态看弹性体被充压后对吸浆的湿胚7进行预成型，控制弹性体水袋施压压力为1千克力，使预成型纸瓶含水率在40％～50％，厚度在1.5mm。

根据图3a和3b显示出本发明的热压成型系统开模和合模状态下的结构示意图，热压上模12通过弹性体水袋14的耐高温高压的弹性体组成，热压下模13通过2块模具瓶体部分92瓶底部分93来组成，所述热压成型系统由热压上模12、加压腔体91、弹性体水袋14、热压下模13和预成型的纸瓶81组成。所述加压腔体91设于热压上模12中，与弹性体水袋14相连，所述热压上模12设于热压下模13上方，与热压下模13形成瓶腔，预成型的纸瓶81置于瓶腔中，弹性体水袋14延伸入置于瓶腔中的预成型纸瓶内，热压上模12和热压下模13设有排气槽，合模后，模具合模的状况下在热压上模12充气压通过弹性体变形来给纸瓶整体成型出整体纸塑瓶子15，通过热压模具加热至150℃，弹性体袋的加压在5千克力左右，使成品整体纸塑瓶子15的含水率为3％-5％，厚度1.0mm左右，成型结束后排出水取出弹性体水袋14。

实施例4

吸浆系统包括注浆模板1、注浆腔体2和吸浆模板4，所述吸浆模板4具有与瓶子外形一致的凹腔，所述注浆模板1位于凹腔上方，所述注浆模板1与所述吸浆模板4形成瓶腔，所述吸浆模板4由吸浆半模板组成，所述注浆模板1与注浆腔体2相连；所述注浆腔体采用滚筒甩浆的方式初步形成瓶子湿胚7；所述吸浆模板设有吸浆孔5和吸浆腔体6，所述吸浆孔5设于所述凹腔的表面与吸浆腔体6相连，所述凹腔表面的所述吸浆孔5分别对应于瓶腔的瓶口、瓶颈、瓶体和瓶底部位，瓶口、瓶颈、瓶体部位的吸浆孔密度大于瓶底部位的吸浆孔密度，所述吸浆腔体6与真空设备(未示出)连接，合模状态下，通过注浆腔体2进行甩浆给瓶腔的部位进行喷浆，所述浆料为甘蔗浆，让瓶腔内的浆料足够且均匀；真空设备(未示出)启动，通过吸浆腔体6抽真空让纸浆均匀的吸附在吸浆模具表面形成吸浆后的湿胚7，通过电磁阀以及压力表来控制抽真空约0.7Mpa，控制湿胚的含水率在70％～80％厚度2.5mm左右。

根据图2a和2b显示出本发明的吸浆系统开模和合模状态下的结构示意图。所述挤压系统由挤压模8、加压腔体9、弹性体油袋10、吸浆模11和吸浆后的湿胚7组成。所述加压腔体9设于挤压模8中，与弹性体油袋10相连，所述挤压模8设于吸浆模11上方，与吸浆模11形成瓶腔，吸浆后的湿胚7置于瓶腔中，弹性体油袋10延伸入置于瓶腔中的湿胚内，合模后，弹性体袋加压膨胀挤压湿胚贴在瓶腔内壁上形成预成型纸瓶81。弹性体油袋10为可伸缩的弹性体通过充油来给模具加压成型，成型结束后排出油取出弹性体油袋10。通过“合模”状态看弹性体被充压后对吸浆的湿胚7进行预成型，控制弹性体油袋施压压力为1千克力，使预成型纸瓶含水率在40％～50％，厚度在1.5mm。

根据图3a和3b显示出本发明的热压成型系统开模和合模状态下的结构示意图，热压上模12通过弹性体油袋14的耐高温高压的弹性体组成，热压下模13通过2块模具瓶体部分92瓶底部分93来组成，所述热压成型系统由热压上模12、加压腔体91、弹性体油袋14、热压下模13和预成型的纸瓶81组成。所述加压腔体91设于热压上模12中，与弹性体油袋14相连，所述热压上模12设于热压下模13上方，与热压下模13形成瓶腔，预成型的纸瓶81置于瓶腔中，弹性体油袋14延伸入置于瓶腔中的预成型纸瓶内，合模后，模具合模的状况下在热压上模12充油压通过弹性体变形来给纸瓶整体成型出整体纸塑瓶子15，通过热压模具加热至150℃，弹性体油袋的加压在5千克力左右，多余的水分排出，使成品整体纸塑瓶子15的含水率为3％-5％，厚度1.0mm左右，成型结束后排出油取出弹性体油袋14。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。