纸浆模塑制品成坯工艺 【技术领域】
本发明涉及一种纸浆模塑制品制造技术，尤其涉及一种纸浆模塑制品成坯工艺。
背景技术
以一年生草本植物纤维为主要原料的纸浆模塑作为一种有利于社会经济可持续发展的环保产业，其制品适应了现代社会卫生、方便、快捷、健康的生活需求，即使在国际上也作为一种新兴的事物，以其美观、实用、无毒、方便、来自自然、废弃后能完全降解，最终回归自然的特点，有着广阔的发展前景。纸浆模塑行业在我国起步于上世纪八十年代末，成长于九十年代，至今也只有十多年的发展历史，其制品的成型工艺、加工技术还有许多值得完善的地方，特别是随着社会对纸浆模塑制品认识程度的深化与接受程度的提高、新的制品需求及新的应用领域的拓展、对纸浆模塑制品的成型工艺及加工技术提出了新的要求，纸浆模塑行业面临着新的挑战。比如，目前纸浆模塑行业内，对加工型腔较深、侧斜度较大以及制品形状复杂、要求较高的都觉得难以接受，即使做了尝试，也在摸索中发现成品率较低，工艺条件不稳定而无法连续正常生产。究其原因，是因为目前的吸浆成坯工艺较简单，其吸浆成坯的真空度采用单一的低真空度或高真空度不变，因而难以成型要求较高的制品。采用单一的低真空度吸浆成坯所存在地问题是成型时间长、效率低、无法成型较厚的制品。采用单一的高真空度吸浆成坯所存在的问题是，因纤维在高速流动的浆液中取向强烈而使纤维横向牵缠不良，导致抗撕裂强度差。
【发明内容】
本发明的目的，是为了解决现有技术中存在的纸浆模塑制品厚薄不均、质量不高的问题，而提供一种新的纸浆模塑制品成坯工艺。
本发明所采取的技术方案是：一种纸浆模塑制品成坯工艺，通过真空负压吸模模具实施，该真空负压吸模模具通过一个抽吸口与真空负压抽气系统相连，所述的纸浆模塑制品成坯工艺包括以下几个步骤：
步骤1、计量供浆：
向模具中计量加入一个纸浆模塑制品成坯所需的纸浆；
步骤2、低真空度抽吸：
启动真空负压抽气系统，控制其真空度为2000-3000帕，负压抽吸0.1-2.5秒钟；
步骤3、高真空度抽吸：
控制真空度为50000-7000帕，负压抽吸0.5-5秒钟，完成湿坯成型；
步骤4、脱坯：
将成型的湿坯脱离模具转入下一道工序。
在所述的步骤2和步骤3之间，还可以增加一个或几个真空度介于3000-50000帕的抽吸过程。
本发明的纸浆模塑制品成坯工艺由于采用了多真空度抽吸技术，所形成的湿坯厚薄均匀、成型时间短、成品率高，能满足各种形状和大小的纸浆模塑制品的要求。
【附图说明】
图1是用于实施本发明纸浆模塑制品成坯工艺的真空负压吸模模具的结构示意图。
【具体实施方式】
本发明的纸浆模塑制品成坯工艺，通过图1所示的真空负压吸模模具实施，该真空负压吸模模具包括模台1、安设在模台1上的模体2、模体2上面开设有与成型制品形状适配的型腔21、在型腔21的型腔面上盖覆有利于吸模成型的丝网3、模体2与模台1之间形成一个模腔4、在模体的型腔面部位开设有多个连通型腔21和模腔4的气孔5、模台1上开设有抽吸口11与模腔4相通，该抽吸口11与真空负压抽气系统相连。在模具上方设有浆液桶6，该浆液桶罩合在模具的型腔21上用于存放纸浆7。本发明的纸浆模塑制品成坯工艺包括以下几个步骤：
首先向模具上方的浆液桶6中计量加入一个纸浆模塑制品成坯所需的纸浆7；接着启动真空负压抽气系统，控制其真空度为2000-3000帕，负压抽吸0.1-2.5秒钟；然后控制其真空度为50000-70000帕，再负压抽吸0.5-5秒钟；完成湿坯成型；最后将成型的湿坯脱离模具转入下一道工序。各步骤中的真空度和抽吸时间可根据纸浆模塑制品的形状与要求的不同选择调整。
实施例1
纸浆模塑制品规格：高度100mm，侧斜度7度，口径85mm。
成坯工艺步骤：首先向模具上方的浆液桶6中计量加入一个纸浆模塑制品成坯所需的纸浆；接着启动真空负压抽气系统，控制其真空度为2000帕，负压抽吸2秒钟；然后将真空度从2000帕逐步提高到5000帕，负压抽吸1秒钟；在真空度提高到50000帕后，再负压抽吸1.5秒钟；完成湿坯成型；最后将成型的湿坯脱离模具转入下一道工序。
实施例2
纸浆模塑制品规格：高度105mm，侧斜度10度，口径100mm。
成坯工艺步骤：首先向模具上方的浆液桶6中计量加入一个纸浆模塑制品成坯所需的纸浆；接着启动真空负压抽气系统，控制其真空度为3000帕，负压抽吸2秒钟；然后将真空度从3000帕逐步提高到6000帕，负压抽吸1.2秒钟；在真空度提高到55000帕后，再负压抽吸1.5秒钟；完成湿坯成型；最后将成型的湿坯脱离模具转入下一道工序。
实施例3
纸浆模塑制品规格：高度120mm，侧斜度10度，口径110mm。
成坯工艺步骤：首先向模具上方的浆液桶6中计量加入一个纸浆模塑制品成坯所需的纸浆；接着启动真空负压抽气系统，控制其真空度为3000帕，负压抽吸2秒钟；然后将真空度从3000帕逐步提高到5500帕，负压抽吸1.3秒钟；在真空度提高到60000帕后，再负压抽吸2.2秒钟；完成湿坯成型；最后将成型的湿坯脱离模具转入下一道工序。
本发明的纸浆模塑制品成坯工艺的机理可说明如下：在纸浆模塑真空负压抽气成坯的过程中，浆液中的水在真空负压抽气作用下通过气孔离开型腔，而浆液中的纤维则会被型腔面上所盖覆的网丝阻隔，并逐步在成型的网面堆积交缠，形成湿坯。如果所采用的真空度大，则因抽吸力大而最终形成的湿坯较厚；如果所采用的真空度小，则成型时间会延长，得到的制品的厚度也较小。成坯过程大致可以分为三个阶段：第一阶段，由于刚开始抽吸，网面上无纤维堆积，气孔前方通畅，此时在真空负压作用下，在孔口前方有一个孔口效应范围与效应距离，真空度越大，孔口效应范围越小，并且孔口效应距离越远，在这孔口效应范围内的浆液向孔口移动，浆液中的纤维在效应范围内堆积，真空度越大，浆液沿流动方向产生取向的作用越大，堆积的纤维因为多是同向，横向交缠困难而使最终成坯的质量较差，故此时真空度低些为好，以使气孔的孔口效应范围大一点，纤维取向弱一点。随着时间的推移，在气孔口附近的纤维堆积增加后，会影响气流原来的效应范围与效应距离，此时会使纤维的堆积逐步远离气孔口，堆积的纤维由点转块状，之后转变成面状，这一阶段为第二阶段。此后进入第三阶段，在型腔面的丝网表面覆盖了一定厚度的纤维层后，此纤维层本身形成了滤水层，此时，真空负压所产生的孔口效应已十分微弱，而是在整个型腔面范围内产生作用，此作用力是垂直于型腔面的几何表面，故此时的浆液内的水透过堆积层，穿过丝网孔，经网丝流过气孔，而浆液内的纤维在堆积层表面均匀地、慢慢地沉降，堆积交缠；这时的堆积层质量是最好的。此时如果我们能提高真空度，则可获得质量较高的、较厚的湿坯。基于上述理由，本发明的纸浆模塑制品成坯工艺，在纸浆模塑制品的成坯过程中，采取在开始真空负压吸浆时，使用较低的真空度，然后再逐步提高真空度，使纸纤维在模体的型腔表面形成一层由局部到整体、由点状逐步形成面状的堆积层，最后再使用较高的真空度，使堆积层在纤维相互牵缠良好的前提下增厚，从而获得质量优良的湿坯。
本发明的纸浆模塑制品成坯工艺中的真空度高低及时间长短，应根据制品具体要求不同而异，且是可以任意设定的。
本发明的纸浆模塑制品成坯工艺可适用于单机、半自动、全自动机的生产方式。