专利名称：制造纸浆模制品的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造纸浆模制品的工艺。特别是，它涉及一种适合于制造中空模制品、且其开口的横截面小于其本体横截面的制造纸浆模制品的工艺。
通常，使用一对包括凸模和凹模的组合模的工艺来制造纸浆模制品，其中，纸浆被灌入一对组合模之间，并通过对纸浆脱水而形成浅的碟子、盘子等，或者也可使用一对组合模来模制两个分离的模具的工艺，通过将两个分离的模具结合在一起而形成诸如瓶子的中空模制品。
在使用凸模和凹模的工艺里，不容易制造具有复杂形状、诸如侧凹的容器的模制品。在包括复合分离的模具的工艺里，形成于表面上的接缝将破坏模制品的强度和外观，且不容易制造开口处横截面小于本体横截面的中空模制品。
此外，纸浆模制品的制造还包括对通过造纸技术形成的含水纸浆层进行脱水的步骤，以改善加工性能和减少干燥时间。已知的脱水方法包括日本专利申请公开号156600/93介绍的利用弹性件对纸浆层加压的方法，以及日本专利申请公开号223230/95介绍的利用柔性薄膜对纸浆层加压的方法。
在这些脱水方法里，当增加压力以减少湿的纸浆层的含水量时，造纸网将咬住纸浆层，并在纸浆模制品的表面留下它的痕迹，而这将损坏模制品的外观。此外，需要大型设备来增加压力。由于通过机械处理得到的脱水程度是有限的，且需要较长的时间将含水量减少到令人满意的水平，因此这是一种低效脱水方法。
将已脱水的、从而具有预定含水量的纸浆层(下面叫做粗制品)从造纸模上卸下来，再利用加热模加热进行干燥。粗制品的含水量越少，在加热模里所需的干燥时间越短。
然而，在粗制品在一加热模里干燥的同时进行成形的情况下，模具内壁的形状有时不能精确地成形在粗制品上，因为此时粗制品具有较低的含水量、从而使纸浆纤维不具有足够的移动性。特别是，它难以制造出类似浮雕的文字、图象、符号等细线或压痕。
因此，本发明的一个目的是提供一种制造具有复杂形状和无接缝的纸浆模制品的工艺。
本发明的另一个目的是提供一种易于制造中空纸浆模制品、且其开口处的横截面小于其本体横截面的工艺。
本发明的再一个目的是提供一种制造纸浆模制品的工艺，其中，利用简单的装置就能对纸浆层进行高效脱水，且模制品的表面上没有造纸网的痕迹。
本发明的还有一个目的是提供一种制造纸浆模制品的工艺，其中，含水的粗制品可在改进的效率下进行干燥，同时模具内壁的形状可以令人满意的精度进行传递。
上述目的是通过提供一种可制造具有开口的纸浆模制品的工艺完成的，该工艺包括在一模具型腔内壁上形成一纸浆层和干燥该纸浆层，其中，在纸浆层成形后，将中空的、可膨胀的、但已缩小的、从而具有比对应纸浆模制品开口的纸浆层部分小的横截面的加压件插入模具型腔，并将加压流体输入插入的加压件内侧，使加压件膨胀，从而将纸浆层压在型腔的内壁上。
图1示意地显示了按照本发明的第一实施例形成和干燥纸浆层的步骤，其中，图1A显示了形成纸浆层的步骤，图1B显示了插入加压件的步骤，图1C显示了加压和脱水的步骤，图1D显示了打开模具和从模具里取出粗制品的步骤，以及图1E显示了由此形成的纸浆模制品的剖视图；图2A是第一实施例中使用的加压件的侧视图，而图2B是图2A中的主要部分的放大的剖视图；图3(与图2A对应)示意地显示了按照本发明第二实施例的一加压件的结构；图4(与图1B对应)示意地显示了利用图3所示的加压件对纸浆层进行加压和脱水的步骤；图5(与图1B对应)显示了在本发明的第四实施例中插入一加压件的步骤；图6显示了在本发明的第五实施例中进行脱水的步骤，其中，图6A显示了插入一加压件的步骤，图6B显示了进行加压和脱水的步骤，而图6C显示了打开模具并从模具里取出粗制品的步骤；图7A是第五实施例中使用的加压件的侧视图，而图7B是沿图7A中的I-I线剖视的加压件的剖视图；图8示意地显示了在第六实施例中进行脱水的步骤，其中图8A是插入圆柱形部件的步骤，图8B是插入加压件和取出圆柱件的步骤，而图8C是进行加压和脱水的步骤；图9(与图8A对应)显示了在第六和第七实施例中插入圆柱件的另一种方式。
下面将主要通过参考附图的实施例来介绍按照本发明的制造纸浆模制品的工艺。第一实施例表示了制造中空模制品的工艺，该模制品具有瓶子的形状，且其开口的直径小于本体的直径。在有关构成该工艺的步骤中，图1显示了对纸浆层进行成形和脱水的步骤，以准备纸浆粗制品，其中，图1A显示了形成纸浆层的步骤，图1B显示了插入加压件的步骤，图1C显示了加压和脱水的步骤，图1D显示了打开模具和从模具里取出粗制品的步骤。
在第一实施例里，使两个用来造纸的分离的模具配合以形成一一具有预定形状的型腔，并在型腔里输入纸浆，从而在型腔壁上形成一纸浆层(未脱水的粗制品)。将一加压件插入该粗制品里，并在加压件内输入预定的加压流体，使加压件膨胀，从而通过作用在型腔壁上的膨胀的加压件对湿的粗制品加压和脱水。
在图1A中，两分离的模具2和3通过对接形成一具有预定形状的型腔4的模具1。在这种情形下，一纸浆流道5形成于模具1的上部，它使型腔4与模具1外部连通，而纸浆通过它输入。组合模2和3具有许多使型腔4和外表面连通的导管6，组合模2和3的内壁覆盖着具有预定网眼尺寸的网(未画出)。
纸浆通过纸浆流道5输入型腔4里，而型腔4通过导管6从组合模2和3的外侧抽吸进行排泄，从而吸取纸浆里的水分，使网上的纸浆纤维覆盖在型腔4的内壁上。结果，由纸浆纤维形成的纸浆层7形成在网上。纸浆层7具有在模具1纸浆流道5附近的、与最终形成的纸浆模制品的开口对应的开口7a。开口7a具有圆形横截面。
在预定量的纸浆输入型腔4之后，停止输入，并通过抽吸进行完全脱水。接着，一加压装置8通过纸浆流道5插入型腔4，同时抽吸型腔4，如图1B所示。
加压装置8具有一加压件81和一插入加压件81里的支承件82。在加压装置8插入型腔4之前，加压件81被扭转环绕在支承件82上，以便使加压装置8的截面轮廓小于开口7a，并将在扭转状态下的加压装置8插入型腔4里。
图2A和2B分别显示了加压装置8的侧视图和它的放大的剖视图。加压件81是一可膨胀的中空包，并具有在开口顶部的凸缘81′，该凸缘夹在上固定板9a和下固定板9b之间，以便固定加压件81。
加压件81是用可膨胀的材料制造的。这里使用的术语“可膨胀的”意味着(1)该材料可伸缩自如地伸展，以改变它的容积，以及(2)该材料本身不是可伸展的，但是柔性的，因此在输入流体或排出流体时能改变它的容积。以前的加压件是用弹性材料、诸如天然橡胶、合成橡胶、氟橡胶、硅橡胶和弹性体制成的。而新近的加压件可是柔性材料、诸如塑料(例如聚乙烯和聚丙烯)、其中沉淀着铝或硅的塑料薄膜、其中层叠着铝箔、纸和纤维的塑料薄膜。
加压件81较佳的是具有空气渗透性和膨胀性。具有空气渗透性的加压件81可改善对纸浆层7的加压、脱水和加热干燥的效率，这将在下面详细介绍。按照JISP8117进行测量，加压件81的空气渗透性的较佳程度是5至5,000秒，特别是10至500秒。由于这种程度的空气渗透性，通过加压进行脱水和通过气道进行脱水将处于良好的平衡，以获得有效的脱水。空气渗透性的上述特定程度等于按照JISL1096对设定在100ml气流量进行测量所获得的数据。具有空气渗透性和膨胀性的加压件81包括用可伸缩自如地伸展的纤维制造的，用衬有可伸缩自如地伸展的材料的可伸缩自如地伸展的纤维制造的，用无弹性而有伸展性的纤维或纸制造的，用打孔的塑料薄膜制造的，以及用多孔塑料薄膜制造的。
在本具体实施例中使用的加压件81是用弹性的、可膨胀的、可收缩的和可透气的材料制造的。
支承件82是一圆柱形管子，如图2A和2B所示，其侧壁上具有许多小孔83。该管子支承件82具有许多环形的导向惰轮84，它们保持松弛的配合，在支承件82和环形导向惰轮84之间具有一定间隙，以便环形导向惰轮84转动。
如图2A所示，支承件82具有敞开的下端82′。加压件81在其底部内侧具有预定形状的突起81″，而该突起81″与下端82′的开口配合，从而使加压件81的底部固定在支承件82的下端82′上。突起81″较佳的是具有椭圆形或多边形的横截面，而不是圆形的横截面，以便在转动时增加扭矩。支承件82的上端也是开口的。该开口的上端与环形接头9c的一端连接，而该环形接头9c通过一滚珠轴承(未画出)固定在上固定板9a上。接头9c与一驱动装置、诸如一电动机(未画出)连接，使接头9c可沿本身轴线转动。接头9c的另一端通过滚珠轴承(未画出)与一连接件9d连接，该连接件9d用来输入下面介绍的加压流体。这样，形成一从连接件9d通过接头9c和支承件82的内侧至小孔83的输入加压流体的通道。
在环绕着支承件82扭转的加压件81里，接头9c通过上述驱动装置转动。直接连接在接头9c上的支承件82也随接头9c转动，但通过滚珠轴承与接头9c连接的连接件9d不转动。另一方面，由于加压件81具有夹在上固定板9a和下固定板9b之间的凸缘81′，以及其底部的内侧固定在支承件82的下端82′上，因此它随支承件82转动而扭转。由于环形导向惰轮84与支承件82之间存在着配合间隙，因此加压件81由环形导向惰轮84引导而扭转。当加压件81被扭转时，可自由转动的环形导向惰轮84不随支承件82的转动而转动。结果，加压件81非常平稳地从其固定在支承件82上、作为开始点的底部扭转。大约2至2.5转的支承件82足以给加压件提供环绕着支承件82的扭转，而转动的次数取决于加压件81和支承件82的形状和尺寸。
由于加压件81环绕着支承件82扭转，加压装置8的截面轮廓可小于开口7a的截面轮廓。较佳的是，通过抽吸抽空加压件81，以便使加压装置8更小。具有这样减少的截面尺寸的加压装置8可插入型腔4里而不与在开口7a处的纸浆层7接触，由此可防止在开口7a处形成的纸浆脱落。为了改善加压装置8的使用寿命，最好在加压件81松开和膨胀时与型腔4一样大或略微大于型腔4，从而加压件81可以减少的伸展比率对纸浆层7施加压力。
回到图1，将加压装置8插入型腔4，从而使纸浆流道5被下固定板9b封闭，如图1C所示。在这种情况下，使接头9c倒转，以便松开加压件81。与此同时，将预定的加压流体从其储存源通过连接件9d输入支承件82内侧。加压流体通过形成在支承件82侧壁上的小孔83，在支承件82和环形导向惰轮(未画出)的间隙，以及在相邻的环形导向惰轮之间的空隙进入加压件81的内侧。在输入加压流体的同时，自外侧进行的抽吸使组合模2和3的内侧排空，从而使加压件81膨胀。膨胀的加压件81将纸浆层8压向型腔4的内壁。在支承件82上形成的大量小孔83有效地使加压件81全方位同时膨胀，从而均匀地将纸浆层7压向型腔壁。膨胀的加压件81变成类似于型腔4的样子。可用来使加压件81膨胀的加压流体包括压缩空气(加热的空气)、油(加热的油)、以及其它各种液体。从操作方便的观点看，较佳的是使用空气、热空气、蒸汽或过热的蒸汽。加压流体较佳的是在0.01至5MPa、特别是在0.1至3MPa的压力下输入。
当膨胀的加压件81对纸浆层7加压时，纸浆层7将成为型腔4的形状，且对纸浆层7进行脱水。由于纸浆层7是从内侧压向型腔4的内壁，型腔4的形状(即使可能非常复杂)也将非常逼真地传递给纸浆层7。由于膨胀的加压件81的形状如上所述非常类似于型腔4的形状，因此纸浆层7实际上是在每个部位上受到同一压力，从而具有具有均匀的壁厚。与传统的制造中空纸浆模制品的工艺不同，它不需要将两个分离的部件结合。由此形成的纸浆模制品既没有接缝，也没有不均匀的壁厚。这样，由此形成的纸浆模制品具有增加的强度和改善的外观。
由于加压件81是透气的，因此即使与不具有透气性的加压件相比在一个较低压力下，纸浆层7也可以足够高的效率被脱水。结果，装置的尺寸可缩小，而造纸网几乎不在纸浆层7的表面留下痕迹。由于利用加热的流体作加压流体输入加压件81，因此可同时进行机械脱水和通过热交换通风脱水，从而显著地改善脱水效率。
在将型腔4的形状完全传递给纸浆层7和将纸浆层7的含水量减少到预定程度后，从加压件81里抽出加压流体，如图1D所示。与此同时，转动接头9c，从而转动支承件82，使加压件81卷绕在支承件82上。由此使加压件81回复到其原先的扭转状态。将带有扭转的加压件81的加压装置8从型腔里取出。由于加压装置8的尺寸与插入型腔4前相同，因此它可以取出而不与开口7a接触，从而可防止开口7a处的纸浆脱落。在卸下加压装置8的同时，模具1打开，以便取出具有预定含水量的湿的纸浆粗制品7′。
然后，粗制品7′进入加热和干燥步骤。加热和干燥步骤是通过与图1所示的准备粗制品相同的步骤进行的，除了形成纸浆层和对纸浆层进行脱水的步骤不进行和使用加热的组合模之外。即，将通过对接形成与所需的纸浆模制品相同的型腔的两个分离的模具加热到预定的温度，以提供一个加热的模具。将湿的粗制品放入加热模具的型腔里，将类似于上述加压装置8的加压件在相同的扭转状态下插入，使加压件膨胀，从而将粗制品压在加热模具的内壁上，对粗制品进行加热和干燥，并将由此产生的纸浆模制品从模具里取出。
当在加热和干燥步骤里使用的加压件81具有如上面在加压和脱水步骤里所述的透气性时，可实现气流干燥，从而有效地改善干燥效率。特别是，当将诸如热空气之类的加热流体输入加压件时，可实现通过热交换进行的气流干燥，从而更有效地改善干燥效率。
如图1E所示，由此获得的纸浆模制品20是一瓶子形状的圆柱形中空制品，它包括瓶口21、本体22和底部23，而瓶口21的横截面小于本体22的横截面。这种纸浆瓶子可用作各种容量的容器。纸浆模制品20在底部23和本体22之间几乎是一直角，并可具有50mm、较佳的是100mm以上的高度。尽管该容器是如此深，且瓶口21的横截面是如此小，按照本发明工艺制造的纸浆模制品20不会在瓶口21处受到擦刮，且在其本体22上也没有接缝。此外，纸浆模制品20的内外表面都是光滑的。例如，根据JISB0601进行测量，其内外表面可具有50μm以下的中心线平均表面光洁度(Ra)，以及500μm以下的最高表面光洁度(Ry)。
在加压件81是透气的情况下，可降低压力，由此形成的纸浆模制品具有格外漂亮的外观，没有或(即使有的话，也是)觉察不到的造纸网痕迹。
下面将参考图3至9描述本发明的第二至第七实施例。第一实施例中适合于第二至第七实施例的内容这里不再重复。且图3至9中与图1和2中相同的零件将用相同的标号。
在第二和第三实施例中，对通过造纸方法形成的湿的纸浆层是用如下方式进行加压和脱水的，即由此产生的粗制品的一预定部分可具有比其它部分更高的含水量。
在第二实施例中，使用如图3所示的加压装置8。所示的加压装置8包括加压件81、插入加压件81内的支承件82、以及一环绕着加压件81上部的刚性保护件85。
保护件85是圆柱形的，它具有凸缘85a，而凸缘85a通过一固定件86与上固定板9a的下表面配合。保护件85的内径大于扭转的加压件81的外径，但小于形成在模具1内壁上的纸浆层7的开口7a的内径。保护件85的高度是这样的，它可以在插入纸浆层7的内侧后面向纸浆层7的开口7a。保护件85是用金属、树脂等制成的。具体地说，它是用几乎不可伸展的、具有高的抗拉强度和高的弹性模数的材料、诸如氨基甲酸乙酯、橡胶和硅胶制成。
将图3所示的加压装置8插入通过造纸形成的纸浆层7的内侧，如图4所示。由于保护件85环绕着加压件81的上部周边，加压件81可在不与开口7a的内壁接触和不擦刮纸浆的情况下插入。
随着加压装置8插入纸浆层7的内侧，模具1的纸浆流道5被固定件86封闭。在这种情况下，保护件85位于面向纸浆层8的开口7a的位置上，且保护件85和开口7a之间形成一定的间隙。然后，将预定的加压流体从其储存源输入加压件81内侧。在输入加压流体的同时，自外侧通过抽吸将组合模2和3的内侧抽空，从而使加压件81膨胀，将纸浆层7压向型腔4的内壁。其间，保护件85防止开口7a受到来自加压件81的压力。
这样，除了开口7a，纸浆层7在所有的部位上都受到相同的压力。施加在开口7a上的压力小于施加在纸浆层7的其它部位上的压力。由此形成的粗制品的开口7a具有比其它部位高的含水量。除了开口7a，该粗制品具有均匀的壁厚。在该实施例里，考虑到在接着进行的加热和干燥步骤里开口7a的形状保持力和该部分的可塑性之间的平衡，粗制品的开口7a较佳的是具有重量在65至80％、最好在70至75％的含水量。至于粗制品除了开口7a以外的其它部分，较佳的含水量按重量计算是40至70％，最好是55至65％，以便在接着进行的加热和干燥步骤中保证在粗制品的表面上没有造纸网的痕迹这种改进的外观和改进的效率。
然后，使经过加压和脱水的粗制品通过加热进行干燥。第二实施例中的加热和干燥步骤使用与加压和脱水步骤中相同的加压件，除了该步骤中使用的加压件没有保护件之外。换句话说，与加压和脱水步骤不同，粗制品7的每个部分都受到压力。由于开口7a具有比其它部分高的含水量，在该部分中的纸浆纤维是可移(流)动的，这样，在加压件将纸浆层7压向型腔壁的同时，加热模具上的相应开口部的表面形状、例如螺纹可精确地传递给该部分。另一方面，除了开口7a的其它部分迅速地干燥，因为它们的含水量已在加压和脱水步骤中被预先降低到一预定程度。这样，第二实施例在改善湿的粗制品的干燥效率方面、以及改善模具内表面的复杂形状的再现方面是有益的。
第三实施例使用了没有保护件的加压件，从而不同于第二实施例。在不使用保护件后，第三实施例使用的加压件81在与开口7a对应的地方是用比其它地方厚的材料制成。这样，当加压流体输入加压件81时，将对纸浆层7的开口7a加压，但由于开口处较厚，因此对应于开口7a的部位的膨胀小于其它部位的膨胀。结果，对应于开口7a的部位将比加压件81其它部位低的压力传递给开口7a，从而使由此形成的粗制品的开口7a处的含水量比其它部位高。参考第二实施例介绍的粗制品的开口7a和其它部位的含水量的较佳值也适用于第三实施例。
虽然在第二和第三实施例中通过使加压件81扭转在支承件82上而使加压件81的横截面小于开口7a的横截面，但也可以通过其它方式使加压件81的横截面小于开口7a的横截面，例如，在后面介绍的第四和第五实施例中采用的方式。
在第四实施例中，是通过抽吸抽空加压件而使加压件的横截面小于与最终形成的纸浆模制品的开口对应的纸浆层的开口的横截面的。如图5所示，该实施例较佳的是通过插入支承件82实现的，该支承件82包括在加压件81里的圆柱形管子，加压件81的预定部分固定在支承件82的预定部分上，从而由支承件82支承加压件81，然后通过对加压件抽吸而使它变小。这样，加压件81可以稳定地插入型腔4里。
如图5所示，加压件82的壁上具有许多小孔83。当加压装置8对纸浆层7加压时，加压流体输入支承件82内侧并通过小孔83释放进入加压件81的内侧。加压件81与支承件82之间的固定是通过与第一实施例相同的方式实现的。
在第五实施例中，是通过预定的方式使加压件折叠或打褶而使加压件的横截面小于纸浆层开口的横截面的。在形成纸浆层7后，将已折叠的、从而具有比开口7a小的横截面的加压件81在折叠状态下插入型腔4，同时通过抽吸抽空型腔4，如图6A所示。在被插入时，较佳的是通过抽吸抽空加压件81，以便使它的横截面更小。在该具体实施例里，加压件81被打褶，从而在它插入型腔4时有许多沿着插入方向的折叠。
图7A和7B分别显示了第五实施例使用的加压件81的侧视图和沿I-I线的剖视图。加压件81是一中空的可膨胀的包，它包括一体形成的管状部分8a和打褶部分8b，且管状部分8a的末端与外界连通。管状部分8a的末端的周边上具有凸缘8c，它被夹在上固定板9a和下固定板9b之间，以便固定加压件81。上固定板9a具有连接件9d，它是用来输入加压流体的。加压流体通过连接件9d输入加压件81。
如图7B所示，打褶部分8b的横截面上具有8个径向褶，其中的折叠8e都在用点划线画的圆圈C里。圆圈C的直径比开口7a横截面的直径小。这样，加压件81可插入型腔4而不与开口7a接触，从而可防止开口7a处的纸浆层脱落。
将折叠状态的加压件81插入型腔4后，下固定板9b将封闭纸浆流道5，如图6B所示。将预定的加压流体从其储存源通过连接件9d输入加压件81的内侧，同时，通过抽吸抽空型腔4，从而打开折叠的加压件81。加压流体的输入继续使可膨胀的加压件81膨胀，将纸浆层7压向型腔4的内壁。膨胀的加压件81加压与型腔4相同的形状。
在将型腔4的形状充分传递给纸浆层7和将纸浆层7的含水量降低到一个预定水平后，抽出加压流体，并通过抽吸进一步抽空加压件81，如图6C所示。结果，加压件81收缩并回复到它原先的折叠状态。然后，将被折叠的加压件81从型腔4里取出。由于被折叠的加压件81具有与插入型腔4前相同的尺寸，因此它可以被取出而不与开口7a接触，从而可防止其上的纸浆脱落。
在第六实施例里，将一预定长度的、在其内侧具有最小尺寸的加压件的圆柱件插入造纸模具的纸浆流道，然后让圆柱件里的加压件进入模具的型腔里。
具体地说，在纸浆层形成后，如图8A所示，将一预定长度的、包含一加压件81的圆柱件19插入纸浆流道5，同时通过导管6抽空造纸模具1。圆柱件19被作为保护件或注施器，这样，当加压件81插入型腔时不会使湿的纸浆层7变形或损坏。
圆柱件19具有圆形横截面，它的外径使它插入纸浆流道5时不会与纸浆层7接触。而圆柱件19的上端19a具有向末端逐渐增大的直径，从而可使加压件81方便地通过。
当将圆柱件19插入纸浆流道5后，圆柱件19的下端19b位于连接开口7a和本体7b的纸浆层7的肩部7c附近。由于最可能与加压件81接触的开口7a受到圆柱件19的保护，因此，加压件81可高效插入而不使纸浆层7变形或损坏。
在与第四实施例类似的一种方式里，加压件81的内侧具有一包括圆柱形管的支承件82，加压件82可由该支承件82支承。如此支承的加压件81可放置在圆柱件19里。通过抽吸抽空加压件81，从而使它具有比开口7a和圆柱件19小的横截面。与第四实施例相同，支承件82的侧壁上具有许多小孔。
较佳的是在圆柱件19和加压件81之间施加润滑物，以便使加压件81光滑地插入纸浆层7里。最方便和经济的是使用形成纸浆层7的水作润滑物。其它的润滑物也可使用，例如诸如动物或植物油和合成油之类的润滑油；诸如液体乙二醇和液体丙三醇之类的多元醇；诸如淀粉、凝胶、琼脂之类的天然聚合物的水溶液或凝胶；诸如聚乙烯醇、聚丙烯聚合物、氨基甲酸乙酯聚合物之类的合成聚合物；以及诸如硅石和聚四氟乙烯之类的特殊润滑剂。
对于加压件81光滑地插入纸浆层7也有效的是，圆柱件19与加压件81接触的表面用一种相对加压件81具有较小摩擦系数的材料、诸如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、硅化合物、含氟化合物等制造，或用这种材料对该表面进行处理，或是包括该材料的合成物。
在将圆柱件19插入纸浆流道后，可提起并从模具1上卸下圆柱件19和将加压件81插入纸浆层7，如图8B所示。插入加压件81和提起圆柱件19可同时进行，或可在插入加压件81后提起圆柱件19。
在受到支承件82支承的同时将加压件81插入纸浆层7。当插入完成时，加压件81的下端位于纸浆层7的底部附近，如图8B所示。
如图8C所示，将加压流体输入支承件82的内侧。输入的流体通过在支承件82侧壁上形成的小孔83提供给加压件81的内侧。在加压流体输入的同时，通过从外侧抽吸抽空组合模2和3的内侧，由此使加压件81膨胀并对纸浆层7加压和脱水。
第七实施例的大部分类似于第六实施例。差别在于在第六实施例里，变得较小的加压件81放置在圆柱件19里，然后插入纸浆层7，而在第七实施例里，仅有圆柱件19插入纸浆流道5里，然后将变得较小的加压件81通过圆柱件19插入纸浆层7里，接着通过输入加压流体使加压件81膨胀。与第六实施例相同的是，加压件81可高效地插入纸浆层7里而不会使该实施例里的纸浆层7变形或损坏。
第七实施例的另一个例子是，在预定长度的圆柱件19插入纸浆流道5的同时，将已变得较小的加压件81通过圆柱件19插入型腔4里。
本发明不限于上述实施例，还可以有许多变化和改进。例如，按照第五实施例的加压件81的折叠形状可改变，以适合型腔4的形状。
虽然在第六和第七实施例里通过抽吸进行抽空，以使加压件81变小，但这种方法也可通过使加压件81环绕着支承件82扭转或将加压件81折叠成预定形状等方法代替。虽然在第六和第七实施例里将圆柱件19插入纸浆流道5，且直至它的下端19b位于瓶子状的纸浆层7的肩部，但也可使圆柱件19的插入在其下端19b到达纸浆流道5的中部时停止，如图9所示，这取决于模制品所需的形状。还可想象的是，在将圆柱件19插入时，使它的下端19b下降到纸浆层7底部的附近。圆柱件19不限于上述实施例使用的形状，只要它既不会使纸浆层7变形、也不会损坏纸浆层7、且不使加压件81插入发生困难就可以了。
虽然本发明的工艺适合于制造瓶子状的、且开口的横截面小于本体的横截面的模制品，但它也能用来制造其它形状的模制品，诸如具有较大开口的纸板盒。
由于本发明的工艺可用来制造具有较大开口的、且不需要加压件81具备很高膨胀性就可具有如此形状的模制品，加压件只需要具有能被折叠和松开、或被扭转和松开的膨胀性就可以了，即只需要无弹性的伸展性。在这种情况下，加压件81可用聚乙烯、聚丙烯等材料制造。
在造纸步骤和加热与干燥步骤中使用的工具、诸如加压件可具有不同的形状和/或用不同的材料制造。
如果需要，可在模制品20的外表面和/或内表面上提供树脂层或涂层等，以提高模制品20的强度或防止里面的东西泄漏或出于装饰的目的。
还可以在使用时在模制品20承受负载的的部位上、诸如瓶口21和底部23提供用树脂等材料制造的加强件，以提高使用寿命。此外，这些部位也可部分地用树脂制造。模制品20的瓶口21可具有多边形的截面。
本发明的工艺不仅可用来制造作为容器使用的中空制品，还可用来制造工艺品。
由于可在上述实施例中使用不透气的加压件81，因此可在将纸浆层7压向型腔4的内壁后通过抽吸抽空将加压流体从加压件81内侧抽出来，以防止加压流体部分留存在加压件81里。
虽然在上述实施例里成形和脱水的步骤以及加热和干燥的步骤是在不同的模具里进行的，但这些步骤也可在同一个模具里进行。即，湿的纸浆层可在通过加热模具进行脱水的同时进行加热干燥，而不需要从模具里取出该纸浆层。
虽然上述实施例使用的造纸组合模是由两个分离的模具组合而成，但该组合模也可由三个或更多的模块构成。这也适用于加热模。
造纸模具的型腔不具体地限于上述实施例，只要加热模的型腔形状与纸浆模制品所需的外形相同就可以了。
在第二和第三实施例中，虽然粗制品7的开口7a在脱水后具有较高的含水量，但脱水步骤也可这样设计，即型腔壁上的复杂表面形状将传送的粗制品的其它部位都可以具有较高的含水量。例如，在要将文字、图形或符号以浮雕方式制作在纸浆模制品的本体上的情况下，脱水可以这种方式进行，即粗制品本体的含水量可高于粗制品的其它部位。
上述实施例是可互换的。
按照本发明的工艺，可在它们的表面上获得没有接缝的复杂形状的纸浆模制品。本发明在制造开口横截面小于本体横截面的中空模制品方面特别有效。
特别是，在使用可透气的加压件时，可用简单的设备高效地对模制品进行脱水，而不在模制品的表面上留下造纸网痕迹。
由于用造纸方法形成的纸浆层被一加压件加压，且纸浆层一预定部位受到比其它部位低的压力，因此改进了纸浆层的干燥效率，而模具型腔壁上的形状也可以改进的精度传送给纸浆层的预定部位。
由于圆柱件与加压件一起使用，因此在加压和脱水步骤中可进一步确保纸浆层不被变形和损坏。
下面将参考具体例子更详细地介绍本发明。
例子1按照图1介绍的工艺、用图2所示的加压件使一瓶子状粗制品成形、加压和脱水。用来加压和脱水的可膨胀的加压件的材料和透气性如下面的表1所示。通过对加压件输入空气(初始压力为300kPa)进行的加压和脱水持续15秒。在加压和脱水前的模制品的含水量是77％。经过加压和脱水后的粗制品的含水量如表1所示。
表1
例子2按照图1介绍的工艺、用与例子1相同的加压件使一瓶子状粗制品成形、加压和脱水。加压和脱水的条件与例子1相同。经过加压和脱水后的粗制品的含水量使60％。
将粗制品从造纸模具里取出并放入一加热模里加热到200℃。将图2所示的加压件插入该粗制品里，并将在220℃的过热蒸汽输入加压件里，以加热和干燥粗制品。所使用的加压件的材料和透气性如表1所示。而将粗制品的含水量降低至20％所需的时间如表2所示表权利要求
1.一种制造具有开口的纸浆模制品的工艺，它包括在一模具型腔内壁上形成一纸浆层和干燥该纸浆层，其中，在纸浆层成形后，将中空的、可膨胀的、但已缩小的、从而具有比对应所述纸浆模制品开口的纸浆层部分小的横截面的加压件插入型腔，并将加压流体输入插入的加压件内侧，使所述加压件膨胀，从而将纸浆层压在型腔的内壁上。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述加压件通过扭转在一插入所述加压件里的支承件而缩小。
3.如权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述支承件是一圆柱形管，它具有许多环绕着它形成的、并具有间隙以便转动的环形导向惰轮，所述支承件的下端固定在所述加压件上，且所述支承件转动使所述加压件环绕着它扭转。
4.如权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述加压件的内侧底部具有一预定形状的突起，而所述突起与所述支承件的下端配合固定。
5.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，用所述加压件对纸浆层进行的所述加压是这样进行的，即所述纸浆层的一预定部分在比其它部分低的压力下被加压。
6.如权利要求5所述的工艺，其特征在于，在所述纸浆层的所述预定部分设置一保护件，以避免所述加压件对所述预定部分施加的压力。
7.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述加压件具有透气性。
8.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，将所述加压件插入所述型腔，同时将侧壁上具有大量小孔的支承件插入所述加压件里，并将所述加压流体输入所述支承件内侧，并通过所述小孔提供给所述加压件内侧。
9.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述加压件通过折叠被缩小。
10.如权利要求9所述的工艺，其特征在于，所述加压件被打褶，并沿着它插入所述型腔的方向有许多折叠。
11.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述加压件通过抽吸被缩小。
12.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述模具具有一连接所述型腔和外界、并通过它注入纸浆的纸浆流道，将具有预定长度、且其中已放入所述加压件的一圆柱件插入所述纸浆流道，然后将在所述圆柱件里的所述加压件插入所述型腔。
13.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述模具具有一连接所述型腔和外界、并通过它注入纸浆的纸浆流道，将具有预定长度的一圆柱件插入所述纸浆流道，然后将已缩小的所述加压件通过所述圆柱件插入所述型腔，或在所述具有预定长度的圆柱件插入所述纸浆流道的同时，将已被缩小的所述加压件通过所述圆柱件插入所述型腔。
全文摘要
一种制造纸浆模制品的工艺,它包括将一中空的、可膨胀的、但已缩小的、从而具有较小横截面的加压件(81)插入模具(1)的型腔(4)里,其中已形成有纸浆层(7),并将加压流体输入插入的加压件内,使加压件(81)膨胀,从而将纸浆层(7)压在型腔(4)的内壁上。
文档编号D21J3/10GK1263968SQ00102330
公开日2000年8月23日 申请日期2000年2月16日 优先权日1999年2月18日
发明者野野村著, 佐藤笃, 津浦德雄, 山田泰司, 小林洋昭, 小田嶋信吾, 惣野时人 申请人:花王株式会社