CN215289499U - 节能及快速干燥脱水的纸塑产品的生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型系为一种节能及快速干燥脱水的纸塑产品的生产装置，特指应用于纸塑产品生产中的工艺应用，其主要具有一独立且设置于吸浆成型工位和热压定型工位之间的冷挤压榨工位，该冷挤压榨工位为设有一根据产品形状尺寸可形成合模间隙的上、下模具，利用该合模间隙将初胚品先压榨排出约30%‑50%的水分后，再送至热压定型工位来持续脱水至3%以下而成纸塑产品，利用本实用新型的生产装置所生产的纸塑产品能缩短生产时间与降低干燥热能消耗。

Description

节能及快速干燥脱水的纸塑产品的生产装置

技术领域

本实用新型涉及一种纸塑产品的生产装置，特别是一种节能及快速干燥脱水的纸塑产品的生产装置。

背景技术

随着对环保概念的加深与需求，具有可降解与回收的产品生产工艺的技术精进益发显的越来越重要，尤其是利用草本植物纤维制作而成的纸塑产品的无毒性、可降解、可回收、可再制的特性更成为环保产品中的尖兵，而纸塑产品的生产工艺过程不外乎为：吸浆成型、热压定型和切边等连续生产工艺，其中如何减少热能耗损与减少热压定型的时间为该纸塑产品制作行业的技术人员长期渴望突破的技术领域；一般的吸浆工艺将纸浆利用真空吸浆技术来成型纸塑产品的初胚品，此时的初胚品含水率大约在70%-80%，再利用各种加热脱水技术来干燥初胚品，然而在利用热功率直接将初胚品的含水率降至3%以下的过程中，其热量的损耗相当巨大，并且需要消耗大量的时间才能完成，而此过程中所消耗的热能和时间显然与环保理念相违背，同时大幅提高了生产成本，而大大降低了利用该生产工艺所完成的纸塑产品的利润。

习知另有一种经过改良的纸塑生产工艺为：吸浆成型、冷压脱水、热压定型和切边，在吸浆成型后在吸浆成型工位上利用一冷压模具直接和吸浆模具合模，使吸浆模具内的初胚品受到压榨而将被挤压的水分排出，大约能让初胚品的含水率由70%-80%下降至50%-60%而成湿胚品，再将被湿胚品移至热压定型工位上脱水至含水率3%以下而成半成品，但习知冷压脱水工艺在其压榨脱水时，请参考图4至图6，吸浆模具91设有透气网93以供纸浆吸滤成型，该透气网93为复数个利用纵横交错的网线所组合而成的片状式透气网93，如图6所示，且该透气网93形成有复数个网目930，而当挤压模具92在压榨时，半干湿胚品M与吸浆模具91接触的表面陷入透气网93的网目930内而产生咬合粘网现象，如图5所示，故在目前已知的冷压工艺纸塑产品的生产工艺中仅能针对模具退拔斜度较大的半干湿胚品M脱模，若遇到退拔斜度小或接近垂直面的半干湿胚品M在脱模时其表面会被透气网93刮伤、无法顺利脱模或令纸浆纤维断裂而造成堵孔现象，同时模具的退拔斜度令生产纸塑产品时有很多造型或角度上的限制。

再者，若只是利用挤压模具92直接在吸浆模具91压榨初胚品，只考虑压榨脱水而不计算挤压后的合模间隙（即初胚品被挤压后的厚度），容易造成半干湿胚品M的厚度过厚或过薄，不适当的厚度会令初胚品在成品后不良率较高；半干湿胚品M的厚度过厚会令纸塑产品产生黄斑现象，半干湿胚品M的厚度过薄则会使纸塑产品的耐破度、耐折度及强度过低，也会令成品表面产生凹凸不平整的明显纹路，为目前已知利用冷压脱水技术做为纸塑产品生产手段的缺陷，也令生产效率无法提高且增加生产成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种节能及快速干燥脱水的纸塑产品的生产装置，该生产装置之中包含有一上模具与一下模具组合而成可供挤压一初胚品的一冷挤压榨工位，该冷挤压榨工位设置于一吸浆成型工位和一热压定型工位之间，该冷挤压榨工位的上、下模具在合模时可形成一合模间隙，并利用该上、下模具合模后的挤压力来压榨前述初胚品；以一成品厚度为基准，即前述热压定型工位的合模间隙同样保持于该成品厚度的距离，依此成品厚度的距离的设定，该热压定型工位干燥后的半成品厚度同样保持于该成品厚度的距离，前述冷挤压榨工位的合模间隙的距离为成品厚度的1~1.3倍，即该冷挤压榨工位的合模间隙的距离为该成品厚度的1~1.3倍之间，该冷挤压榨工位压出的半干湿胚品厚度同样保持于该成品厚度的1~1.3倍，而前述吸浆成型工位的合模间隙的距离则为该成品厚度的2~2.3倍，即该吸浆成型工位成型的初胚品厚度同样保持于该成品厚度的2~2.3倍。

优选的，前述冷挤压榨工位的下模具底部形成一真空腔，而该下模具的另一面设有一供初胚品放置的容置空间，该容置空间内有配合前述初胚品相同形状以供前述初胚品定位且定型的成型模面，在前述真空腔与前述容置空间之间设有复数个气孔，所述复数个气孔系贯穿于前述真空腔与前述容置空间之间供前述吸浆成型工位、冷挤压榨工位、热压定型工位的真空负压抽取水分。

优选的，前述下模具的脱模角度大于5度以上的模面设有一透气网，而该下模具的脱模角度小于5度以下的模面则不设置该透气网。

优选的，当前述吸浆成型工位进入浆槽吸浆成形为前述初胚品后，将该初胚品移载至前述冷挤压榨工位的下模具的容置空间内，在前述上、下模具合模挤压时，前述初胚品受该上模具挤压力的压迫与真空负压的吸附力而完全贴合于该下模具的成型模面与前述透气网，而令前述初胚品的厚度由初始的吸浆成型工位所吸浆成型的厚度形成至前述冷挤压榨工位所挤压而成的厚度，该受到压迫的前述初胚品系被挤压出水分并排出表面，其被排出的水分再由真空负压经由前述气孔被吸附至前述真空腔继而排出前述下模具外，而前述初胚品也由原来的含水率68%-75%降至含水率55%-60%，从而得到较低含水率的半干湿胚品；再将该半干湿胚品移载至前述热压定型工位，利用加热***的加压与加热干燥可以将前述半干湿胚品表面的自由水及内部的结合水完全汽化蒸发，令前述半干湿胚品由含水率55%-60%下降至含水率3%以下而得到半成品。

优选的，经由前述冷挤压榨工艺的初胚品再移至前述热压定型工位加热干燥时间与未经前述冷挤压榨工艺的初胚品直接移至前述热压定型工位加热干燥时间，二者所使用的干燥时间比例为1：2，而热能量的消耗比例为2：3。

采用上述技术方案后，本实用新型以一成品厚度为基准，通过设置冷挤压榨工位的合模间隙的距离为成品厚度的1~1.3倍，利用冷挤压榨脱水至含水率最适当含水率为50%-60%的半干湿胚品B，再设置热压定型工位的合模间隙保持于该成品厚度的距离，利用热压干燥脱水将半干湿胚品B干燥至含水率3%以下的半成品C，采用本实用新型使得整个纸塑产品的工艺生产流程所使用的手段均为各工位的最大化应用，而不浪费时间与能耗做无谓的消耗。

附图说明

图1是为利用本实用新型的生产工艺流程与初胚品含水率及厚度变化图；

图2是为本实用新型的冷挤压榨合模示意图；

图3是为本实用新型的冷挤压榨工位的下模具结构示意图；

图4是为习知冷压挤压模具与吸浆模具压榨示意图；

图5是为习知冷压技术湿胚品与透气网产生咬合粘网示意图；

图6是为透气网示意图。

符号说明：

1...吸浆成型工位

2...冷挤压榨工位

21...上挤压模

22...下挤压模

221...容置空间

222...成型模面

223...真空腔

224...气孔

225...合模间隙

3...热压定型工位

4...透气网

91...吸浆模具

92...挤压模具

93...透气网

A...初胚品

B...半干湿胚品

C...半成品

X...成品厚度

M...半干湿胚品。

具体实施方式

请参考图1至图3所示，本实用新型提供一种节能及快速干燥脱水的纸塑产品的生产装置，其主要具有一上模具21与一下模具22组合而成可供挤压一初胚品A的一独立冷挤压榨工位2，该冷挤压榨工位2设置于一吸浆成型工位1和一热压定型工位3之间，使整体工艺流程为吸浆成型-冷挤压榨-热压定型，该冷挤压榨工位2的前述上、下模具21、22在合模时可形成一合模间隙225，并利用所述上、下模具21、22合模后的挤压力来压榨前述初胚品A；以一成品厚度X为基准，即前述热压定型工位3的合模间隙同样保持于该成品厚度X的距离，依此成品厚度X的距离的设定，该热压定型工位3干燥后的半成品C厚度同样保持于该成品厚度X的距离，前述冷挤压榨工位2的合模间隙的距离为成品厚度X的1~1.3倍，即该冷挤压榨工位2的合模间隙的距离为该成品厚度X的1~1.3倍之间，该冷挤压榨工位2压出的半干湿胚品B厚度同样保持于该成品厚度X的1~1.3倍，而前述吸浆成型工位1的合模间隙的距离则为该成品厚度X的2~2.3倍，即该吸浆成型工位1成型的初胚品A厚度同样保持于该成品厚度X的2~2.3倍；上述冷挤压榨工位2的下模具22底部形成一真空腔223，而下模具22的另一面设有一供前述初胚品A放置的容置空间221，该容置空间221内有配合前述初胚品A相同形状以供初胚品A定位且定型的成型模面222，在前述真空腔223与前述容置空间221之间设有复数个气孔224，所述复数个气孔224系贯穿于前述真空腔223与前述容置空间221之间供前述吸浆成型工位1、冷挤压榨工位2、热压定型工位3的真空负压抽取水分；前述成型模面222为配合纸塑产品造型的不同角度的模面，在前述下模具22的脱模角度大于5度以上的模面设有一透气网4，而该下模具22的脱模角度小于5度以下的模面则不设置前述透气网4，但没有设置前述透气网4的成型模面222仍有气孔224贯穿于前述模面与前述真空腔223之间。

熟悉纸塑产品行业的技术人员都知道，若以真空吸浆脱水为基准其所脱水的成本为1，则真空吸浆脱水、冷挤压榨脱水和热压干燥脱水的成本比率为1：70：330，即在相同脱水量下，该冷挤压榨脱水的减少成本为该真空吸浆脱水的70倍，而前述热压干燥脱水的减少成本为前述冷挤压榨脱水的5倍左右；以不同的干燥方法其脱水特点分别为：前述真空吸浆脱水仅能吸取前述初胚品A表面的自由水，故其能脱水的效果非常有限，大约仅能排出前述初胚品A的10%-15%左右的自由水；前述冷挤压榨脱水为利用挤压力将前述初胚品A的厚度压榨变薄，使前述初胚品A内的水分受压榨而被排出，依据不同的纸塑产品厚度与形状所排出的水分比例不同，其能排出的水分大约是前述初胚品A的含水率的30%-50%左右，但前述冷挤压榨脱水仍只能排出自由水，无法将结合水自前述初胚品A内部排出；前述热压干燥脱水为利用热能将前述初胚品A表面的自由水与内部的结合水汽化，可以将纸塑产品的含水率干燥至3%以下，而依据纸塑产品的尺寸、形状及厚度的不同，其前述热压干燥脱水的时间有很大的差距，但前述初胚品A含水率越低则前述热压干燥脱水时间则越短，相对热能耗也减少。

本实用新型具体实施方法为：在前述吸浆成型工位1与前述热压定型工位3之间设置有本实用新型的冷挤压榨工位2，当前述吸浆成型工位1进入浆槽吸浆成形为前述初胚品A后，将该初胚品A移载至前述冷挤压榨工位2的下模具22的容置空间221内，在前述上、下模具21、22合模挤压时，前述初胚品A受该上模具21挤压力的压迫与真空负压的吸附力而完全贴合于该下模具22的成型模面222与前述透气网4，而令前述初胚品A的厚度由初始的吸浆成型工位1所吸浆成型的厚度2X-2.3X形成至前述冷挤压榨工位2所挤压而成的厚度1X-1.3X，该受到压迫的前述初胚品A系被挤压出水分并排出表面，其被排出的水分再由真空负压经由前述气孔224被吸附至前述真空腔223继而排出前述下模具22外，而前述初胚品A也由原来的含水率68%-75%降至含水率50%-60%，从而得到较低含水率的半干湿胚品B；再将该半干湿胚品B移载至前述热压定型工位3，利用加热***的加压与加热干燥可以将前述半干湿胚品B表面的自由水及内部的结合水完全汽化蒸发，令前述半干湿胚品B由含水率50%-60%下降至含水率3%以下而得到半成品C；另外关于挤压力、真空负压吸力在其他习知专利文献中已有揭露，故在此不再赘述。

上述实施方法经由以下的实际测试过程：含水率72.8%的初胚品A，若没有经过前述冷挤压榨工位2而直接到前述热压定型工位3干燥至含水率1.4%的半成品C，则需要干燥的时间为29秒；若相同含水率72.8%的初胚品先经由本实用新型的冷挤压榨工位2先行挤压10秒后可得到去除33.3%水分的半干湿胚品B，再将压榨后的前述半干湿胚品B移至前述热压定型工位3热压干燥15秒可得到含水率1.4%的半成品C；由上述实验数据得知，经由二种不同的干燥脱水工艺将含水率72.8%的初胚品A干燥至1.4%的半成品，没有经过前述冷挤压榨工艺的初胚品A需要使用29秒的干燥时间；而先经由前述冷挤压榨工艺的初胚品A仅需使用15秒的干燥时间即可完成，二者所使用的干燥时间比例为2：1；上述冷挤压榨工位2所去除的33.3%水分即为可节省的热压定型工位3所消耗的热能量，即节省了33.3%的热能耗，二者热能量消耗比例为3：2；但在不同的模具设计、产品造型、尺寸厚度等因素下，干燥时间的比例会有所不同，但无论如何经本实用新型冷挤压榨工位2先行压榨水分的初胚品A干燥至半成品C的时间肯定比较短，所需消耗的热能量也较少。

根据测试结果可以得知，经过前述冷挤压榨工位2的半干湿胚品B含水率与未经压榨的初胚品A含水率之间相差33.3%的水分，其干燥至含水率1.4%的时间分别为15秒与29秒，二者的测试结果共相差14秒，即增加前述冷挤压榨工位2而所压榨的水分具备节省14秒的能耗与干燥时间；此20秒的差距是由于初胚品A所含的水分较多，使前述热压定型工位3在热压干燥时，前述下模具22被水分降温与被蒸发时带走的热较多，故没有经过前述冷挤压榨工艺的热压定型模具必须补回默认的加热温度，而再加上所需干燥蒸发的水分较多，所以需要使用较多的时间；相对于经前述冷挤压榨工艺的半干湿胚品B含水率较低，对热压定型模具的冷却效果较小，故热压定型模具补温与蒸发速度较快。

综上所述，本实用新型系为将真空吸浆脱水、冷挤压榨脱水、热压干燥脱水三种工艺发挥到其脱水干燥的最大化极限，即利用真空吸浆脱水先行让初胚品A的含水率降至极限68%-75%，再利用冷挤压榨脱水至含水率最适当含水率为50%-60%的半干湿胚品B，再利用热压干燥脱水将半干湿胚品B干燥至含水率3%以下的半成品C，整个工艺所使用的手段均为该工位的最大化应用，而不浪费时间与能耗做无谓的消耗。

Claims (6)

1.一种节能及快速干燥脱水的纸塑产品的生产装置，其特征在于：该生产装置之中包含有一上模具与一下模具组合而成可供挤压一初胚品的一冷挤压榨工位，该冷挤压榨工位设置于一吸浆成型工位和一热压定型工位之间，该冷挤压榨工位的上、下模具在合模时可形成一合模间隙，以一成品厚度为基准，即前述热压定型工位的合模间隙同样保持于该成品厚度的距离，依此成品厚度的距离的设定，该热压定型工位干燥后的半成品厚度同样保持于该成品厚度的距离，前述冷挤压榨工位的合模间隙的距离为成品厚度的1~1.3倍，即该冷挤压榨工位的合模间隙的距离为该成品厚度的1~1.3倍之间，该冷挤压榨工位压出的半干湿胚品厚度同样保持于该成品厚度的1~1.3倍。

2.如权利要求1所述的节能及快速干燥脱水的纸塑产品的生产装置，其特征在于：前述吸浆成型工位的合模间隙的距离则为该成品厚度的2~2.3倍，即该吸浆成型工位成型的初胚品厚度同样保持于该成品厚度的2~2.3倍。

3.如权利要求2所述的节能及快速干燥脱水的纸塑产品的生产装置，其特征在于：前述冷挤压榨工位的下模具底部形成一真空腔，而该下模具的另一面设有一供初胚品放置的容置空间，该容置空间内有配合前述初胚品相同形状以供前述初胚品定位且定型的成型模面，在前述真空腔与前述容置空间之间设有复数个气孔，所述复数个气孔系贯穿于前述真空腔与前述容置空间之间供前述吸浆成型工位、冷挤压榨工位、热压定型工位的真空负压抽取水分。

4.如权利要求3所述的节能及快速干燥脱水的纸塑产品的生产装置，其特征在于：前述下模具的脱模角度大于5度以上的模面设有一透气网，而该下模具的脱模角度小于5度以下的模面则不设置该透气网。

5.如权利要求4所述的节能及快速干燥脱水的纸塑产品的生产装置，其特征在于：当前述吸浆成型工位进入浆槽吸浆成形为前述初胚品后，将该初胚品移载至前述冷挤压榨工位的下模具的容置空间内，在前述上、下模具合模挤压时，前述初胚品受该上模具挤压力的压迫与真空负压的吸附力而完全贴合于该下模具的成型模面与前述透气网，而令前述初胚品的厚度由初始的吸浆成型工位所吸浆成型的厚度形成至前述冷挤压榨工位所挤压而成的厚度，该受到压迫的前述初胚品系被挤压出水分并排出表面，其被排出的水分再由真空负压经由前述气孔被吸附至前述真空腔继而排出前述下模具外，而前述初胚品也由原来的含水率68%-75%降至含水率55%-60%，从而得到较低含水率的半干湿胚品；再将该半干湿胚品移载至前述热压定型工位，利用加热***的加压与加热干燥可以将前述半干湿胚品表面的自由水及内部的结合水完全汽化蒸发，令前述半干湿胚品由含水率55%-60%下降至含水率3%以下而得到半成品。

6.如权利要求1所述的一种节能及快速干燥脱水的纸塑产品的生产装置，其特征在于：经由前述冷挤压榨工艺的初胚品再移至前述热压定型工位加热干燥时间与未经前述冷挤压榨工艺的初胚品直接移至前述热压定型工位加热干燥时间，二者所使用的干燥时间比例为1：2，而热能量的消耗比例为2：3。

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