专利名称：用流态化物料制取模制物件的方法及模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及由流态化物料制造模制物件。
此处流态化物料的涵义是适于制造所要求物件的纤维状湿态起始原料。湿态的起始原料例如可以是一种用于制造包装易损物品的纸盘或纸箱的纤维纸浆物料。所述易损物件如水果、花卉、鸡蛋、玻璃器皿。该纸浆物料通常是由悬浮的纤维素纤维所组成。
在所有这些生产方式中，通常是以大规模连续生产大批量系列产品。为此目的，人们已熟知的生产技术是利用沉积方法把起始物料沉积于构成物件轮廓的模具外面，而这个模具可以使携带物料的气体工作介质透过模具的材料。对于用纸浆生产物件而言，是使用带有织造网覆层的由青铜加工而成的模具，而该网是由不锈钢制成，用以限定制件的形状轮廓。基于以上各点，本发明详述如下该青铜模具上有穿透的通道，用以使模具外的整个成形轮廓上的真空抽吸达致均匀分布。借助于所述真空的作用，在模具的外部由流态化物料沉积并达到所要求的覆层厚度，例如借助于将该模具浸入到纸浆物料之中而达成。当将模具从纸浆中提升出来之后，可以继续抽真空，使得沉积在模具上的一层物料被初步干燥。然后在那些通道中改为吹压缩空气，将模具上仍然潮湿的模制件除下。
这种传统方法由于费时间，并需用昂贵材料制造模具，所以生产时间长，成本高。因此这种传统制造方法常常不适于生产廉价和小批的产品。
本发明的目的是提供一种方法和设备，在保留沉积方法本身优点的条件下，一方面使生总时间缩短(从制造该模具起计算，到目标产品制成为止)，同时能降低模具制造成本，从而可使用于小批量生产和/或特殊模制品。
为达到这个目的，本发明既涉及一种模具，也涉及由流态化物料制造模制件的方法。
按本发明，所述模具的特征在于至少该模具的形成轮廓的部分是由一种颗粒状石料所制成，由石料颗粒提供稳定的外轮廓线，同时由所述颗粒聚在一起来限定穿过该模具材料通至模具的轮廓形成部分之外，并且连接至用于除去流态化液体的抽吸源的开口通道。
这样的模具可以由便宜的无机物原料例如用砂并采用简单制造技术用短时间制成，因此与已有的上述沉积模具制法相比，时间短，成本低。
所述模具的石料可以由不同粒度的颗粒组成，可在该铸造模具的轮廓形成部分用小粒度，在这部分底下的支持层用较大粒度。采用这种方式，使空气通过情况良好，使模具外表面比较光滑，亦即可按所制制品的要求，使制件有均匀的外表面。
采用简单方式使模具具有生产过程所需的强度，即将石粒与可含有粘附促进剂的适当粘结剂混合，并采用热处理使这种混合物所制的模具硬化。还可以在石粒之间采用楔嵌方式，使模具具有强度。
所述模具的适宜结构是使模具底部有一个基础部分，其中的石粒借助一种真空熔融的物料连接到一起，而在模具其他部分是由一种硬化粘合料连接到一起。此种模具的特征是具有良好的强度，并能抵受相当大工作压力，如来自水蒸汽的压力。
本发明范围还包括制造和使用一种模具，该模具是用一种粘结剂将砾石料粘结到一起，并且其强度达到使模具能用于模制物件的后处理压力加工。
按本发明的方法是在能透过气态工作介质的模具的形成轮廓的外部沉积一层流态化物料之前，先制成一种具上述特征的模具，并且至少该模具的轮廓形成部分是由砾石物料所形成，并且其颗粒是粘结到一起以形成开通和稳定的结构，有穿透的空气通路，使空气通至模具外部，然后在如此制成的模具上进行沉积作业。用这样的方法，从制造模具开始到制成制件为止整个制造过程可大大缩短，因为这里已不再需要制造昂贵的金属模具。由于能缩短时间并使用便宜的制模具材料，就有可能把上述沉积技术经济地应用在小批量生产和/或生产特殊模制件。
如果为了粘结目的而使用某种粒度和形状的砾石物料并能使彼此间形成楔嵌状况，就可以省去至少部分粘结剂。
按本发明的另一实施方案，是在施加气态工作介质之前使用具有趋向于其最小表面积的表面张力的粘结剂使砾石料粒粘结到一起。借助于此方法，该粘结剂(例如借助于加热)凝聚在制造模具材料颗粒的周围，从而可避免颗粒间的空气通路被堵塞，因为只是在颗粒互相直接接触的部位才发生粘结。从这方面讲，按本发明使用磨圆形状的颗粒是适宜的。
由此也表明，通过对粒料的粒度和粒度分布加以选择，即可检验和控制所要求的模具孔隙率，从而既可使颗粒间粘结达到有利状况，还可使其孔隙具有适宜大小，以防止材料过于紧密而使压力降过大。
按本发明，可将砾石料粒在施加气态介质之前用一种在颗粒粘结后留下光滑外表面的粘结剂使之相互粘结。这样就可以保持合适的表面阻力，并且在轮廓形成表面上，由于所用粘结剂的上述表面张力效应，导致其外表面乍看起来似乎是粗糙的。
可将砾石料粒在施加气态介质之前用一种热硬化型粘结剂粘结到一起。这样做的优点是硬化后的模具能与准备模制模具的轮廓形成表面的模具之间有良好滑脱效果。此外，制成的模具可以达到这样的热稳定性程度，使得在用热法清理模具时有很大自由度。
按照本发明，可以使用一种含有可液化光滑剂的热硬化型粘结剂。然后，该模具例如可用蜡、油或聚四氟乙烯进行处理。这种可液化光滑剂可以抵消掉由流态化物料(例如纤维)在外表面所形成的不希望有的下沉或凹陷点。此外，可液化光滑剂应能在受热和抽吸时起到清洁模具上孔隙的作用。
按本发明，砾石料粒可在开始施加气态工作介质之前利用一种在颗粒最后粘结之前显现增进粘结性质的粘结剂将之粘结在一起。这样可使模具的轮廓形成部分易于制成应有形状。
热硬化型粘结剂的实例为酚醛树脂，并可采用例如硅烷而得到所要求的增进粘附性质。
上述的方法和模具在实用中可用于由不同起始物料来生产制件，例如用含纤维的悬浮液，并可存在采用模具上抽吸方法所制一层物料中实现粘结所需的一切辅助物料。
例如在使用含纤维的悬浮液的场合，由于按本发明方法可将模具制成必需的强度，故可以采用已知方式利用一种气态工作介质至少将模具的轮廓形成部分接至真空抽吸系统，从而在该轮廓形成部分沉积流态化的物料。
如本文开端所述，在利用气态工作介质在模具的轮廓形成部分的外部沉积流态化物料而形成制件后，除下该制件的实施方法是通过模具的气通道送入压缩空气，从而将制件与模具脱开。在实施中，这时的制件可能仍很软，而为了从铸模上除下制件，通常使用一个转移模具，该转移模具是与上述轮廓形成部分外面的制件向外的面相适配的，以便从这个外面除下该制件，然后将此制件放在传送带上，再将制件送往烘干室。此移转移模具迄今为止也是金属制成，例如用青铜制成。
在本发明范围内也包括使用上述的砾石料粒制造此种转移模具，亦即将物料粒粘结到一起而形成开通的稳定结物，使空气能有通路通至模具之外，使所制模具能与真空系统连接。
也就是说，与制造已知的转移模具所用时间和成本相比，按本发明制造这种转移模具所用生产技术简便，需用时间短，并且便宜。这种转移模具可以以在该铸造模上所制的制件为基础而直接制成，即在这个制件上先制一个与制件的远离铸造模的那面相配合的第一辅助阴模(例如用石膏)，然后利用这个第一辅助阴模在其上制造(例如也用石膏)第二辅助阳模，然后在这个第二辅助阳模上直接制造转移模具。
经验表明，适当的方式是使用砾石料粒和热硬化型粘结剂制造该模具，同时使模具的轮廓形成部分的外面保持为自由面，换言之，即不是由辅助模具部件来保持位置或形状。若使用这种辅助模具部件还会使粘结剂与该处的辅助模具接触，使粘结剂一部分流在砾石料粒之间，一部分流到砾石料粒之上，从而产生粘结剂凸出点，于是会使所要求的模具滑脱性能下降。如果是通过加入液体，即加入水或一种溶剂或粘结剂将砾石粒适当润湿，即可以使砾石料提前具有足够的粘稠度，由此而能在热处理过程中保证必需的位置或形状稳定性。已湿的砾石料粒可在热硬化之前先经干燥，以增加物料的稳定性。将砾石料粒预热也可以得到稳定效果。当砾石料粒冷却后，即可达到稳定效果。可以在粘结剂中加入促进剂来缩短硬化时间。
经验表明，按本发明所制出的模具轮廓形成部分的外表面特别容易保持清洁，因为用于生产该制件的模具在开始沉积或转移作业之前，先有空气流流过模具上的通气道。从总体来讲，将不需要附加的清洁措施，这样对于整个生产过程也起到简化和降低成本的作用。
按本发明所用的模具也可以用这样方式制造，即在使用完毕或严重磨损后可以再生，因为制模具的粒状材料是可以循环再用的。
权利要求
1.一种用于从纤维材料特别是纸浆的水中悬浮液制造模制件的模具，该模具能在抽真空时透气以便使制件物料沉积在该模具的轮廓形成部分的外表面，所述模具的特征在于至少该模具的轮廓形成部分是由一种石料颗粒所制成，并由这些石粒提供形状稳定的外部轮廓，所述的石粒聚集到一起同时还起到限定该模具中通向其轮廓形成部分外表面的气体通道的作用，并且连接到用以除掉流态化液体的真空抽吸源。
2.按权利要求1的模具，其特征在于所述石料颗粒上涂覆有一层粘结剂。
3.按权利要求2的模具，其特征在于所述粘结剂是热硬化型的。
4.按权利要求2的模具，其特征在于所述粘结剂中含有一种粘附促进剂。
5.按权利要求1-4中任一项的模具，其特征在于所述石料颗粒具有磨圆的外形。
6.按权利要求1-5中任一项的模具，其特征在于所述石料颗粒相互之间是楔嵌相连的。
7.按权利要求1-6中任一项的模具，其特征在于所述砾石料颗粒在粘结到一起后所具备的强度能承受其后的制件压力加工。
8.一种模具的制造方法，所述模具用于从一种流态化物料，特别是纤维物料通过沉积过程而在该模具的轮廓形成部分的外表面形成一个物料层，并且该模具是透气的，以便气态工作介质能透过模具的材料而向此纤维物料起作用，该方法的特征在于，先按权利要求1-7中任一项制成一种模具，并且该模具至少在轮廓形成部分是由一种砾石料粒粘结到一起，从而成为开通和轮廓稳定的结构，并且有通向模具外表面的贯通式空气通道，该等通道连接至抽吸除去悬浮液体的真空源，然后在如此构成的模具上进行沉积作业。
9.按权利要求8的方法，其特征在于所述砾石料粒在开始受气态工作介质作用之前用一种粘结剂粘结到一起，该粘结剂具有趋向于成为最小表面积的表面张力。
10.按权利要求8或9的方法，其特征在于所述砾石料粒在开始受到气态工作介质作用之前用一种粘结剂粘结到一起，该粘结剂在使颗粒粘结之后留下光滑的自由外表面。
11.按权利要求10的方法，其特征在于使用一种含有可液化光滑剂的热硬化型粘结剂。
12.按权利要求8-11中任一项的方法，其特征在于，在开始由气态工作介质作用之前借助于一种粘结剂粘结到一起，该粘结剂在使料粒最后粘结之前即显示粘附促进性质。
13.按权利要求8-12中任一项从一种流态化物料制造模制物件的方法，当按权利要求8-12中任一项的方法按权利要求1-7中任一项所述在该模具的轮廓形成部分的外面沉积一层物料而形成该模制物件后，利用一个转移模具将之从模具上除下，该转移模具的设计是与该模制物件的远离所述轮廓形成部分的外表面的那一面相配合，用于从这个外表面上除下该模制物件，其特征在于，该转移模具是在除下该模制物件之前，按权利要求1-12中任一项所述而制成，并且连接到一个真空抽吸源。
14.按权利要求11-13中任一项的方法，其特征在于利用一种热硬化粘结剂由砾石料粒制成模具后，在其开始受到气态工作介质作用之前将之加热硬化，同时保持模具的轮廓形成部分的外表面处于自由表面状况。
全文摘要
应用纤维物料特别是纤维纸浆的水中悬浮液制造模制物件的方法，是将该物料在模具的轮廓形成部分的外表面沉积一层而形成；该模具是透气的，以便透过模具而抽真空；在上述操作之前先制造模具，模具中至少其轮廓形成部分是由石料粒粘结而制成，粘结后具有形状稳定的外部轮廓，并能使空气通至模具外面；制成模具后即可进行沉积作业。
文档编号B29C67/24GK1040409SQ8910607
公开日1990年3月14日 申请日期1989年7月21日 优先权日1988年7月21日
发明者托本·拉斯慕森 申请人:布罗德因哈特曼有限公司