CN116200970B - 一种窄口类纸质容器的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种窄口类纸质容器的生产方法，以及生产窄口类纸质容器的模具组件；对于窄口类纸质容器在工业化批量生产中存在的技术难题，发明人摒弃了现有技术中本领域技术人员所公认的低固含量纸浆模塑生产工艺，而采用高固含量的纸质膏体材料，并配合专用的模具组件，通过合模热压成型工艺制得窄口类纸质容器；本发明的生产方法在简化生产工艺的同时，大幅降低了热压成型工艺中的干燥时间，实现了节约生产能耗和缩短产品生产周期的目的。

Description

一种窄口类纸质容器的生产方法

技术领域

本发明涉及一种窄口类纸质容器的生产方法，属于纸包装容器生产技术领域。

背景技术

随着全球降碳减排、禁塑令等法律法规的落地实施，国内外塑料包装替代品的创新开发像雨后春笋般不短涌现，其中功能性纸基包装具备可再生、可回收、可生物降解的环保优势，它在众多的降碳减排、减少塑料污染技术方案中脱颖而出，备受社会各界关注。

在饮料、矿泉水、调味料(液)、牛奶等液态产品的包装上，过去大多使用玻璃瓶、塑料瓶进行包装。玻璃瓶高能耗、易碎，应用场景有限；塑料瓶使用后难降解，与环保发展需求不符合。在“以纸代塑”中的诸如饮料瓶、调料瓶、牛奶、药瓶等窄口类塑料瓶的纸质化是包装界各类专家近年来一直追求技术攻克的重要目标之一。

例如，某英国公司推出了一个新的纸质葡萄酒瓶，从其报道中可以看出其生产工艺技术为纸浆模塑成型的单纸瓶外壳，内部采用可移动的塑料内胆，其本质上还只是瓶形纸质塑料复合包装，并不是将纸瓶直接用作液体容器，因此不是一个完全意义上的纸质瓶子。

公开号为CN114351511A的专利“一种纸浆瓶的制造方法”，其采用目前热门的纸浆模塑生产工艺来生产制造纸质瓶。但将该工艺条件应用于实际工业化生产时，存在一些技术问题，例如，该生产方法所采用的原料是以纸纤维为主的水溶液，其固含量约为1％左右，需要利用大功率真空泵吸浆在模具中形成固含量20～40％的湿浆膜，再通过长时间压制和高温干燥制成；在实际的工业化生产中，生产能耗很高，这与产业链内的节能降碳减排的倡议原则不相符。

此外，对于窄口类纸质容器来说，其内腔成型的工艺，例如，形成内腔的阳模如何脱模，一直是本领域的技术难题。

因此，本领域技术人员希望开发一种专用于窄口类纸质容器，且能够适用于工业化批量生产的工艺方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种窄口类纸质容器的生产方法，所述生产方法包括将阳模与阴模合模热压成型的工艺，其中，

所述阳模是通过在柔性袋体中注入合适数量的硬质小球，并对所述柔性袋体的内部抽真空处理后再封口，保持所述柔性袋体的内部的负压状态，从而形成与所述窄口类纸质容器的内腔适配的刚性阳模；

所述阴模的内部形成了与所述窄口类纸质容器的外表面适配的模制型腔；

所述生产方法包括以下步骤：

步骤1)，制作湿胚：将纸质膏体材料均匀地展铺在所述模制型腔的内壁面或均匀地包裹在所述阳模的外表面形成湿胚；所述纸质膏体材料的固含量为50％～80％；

步骤2)，合模热压成型：将所述阳模和所述阴模合模锁紧，步骤1)制作的湿胚位于所述阳模和所述阴模之间的空间，高温热压直至所述湿胚的物料干燥成型，获得所述窄口类纸质容器；

步骤3)，脱模：解除所述柔性袋体内部的负压状态，取出或倒出其中的硬质小球，再对所述柔性袋体的内部进行抽真空处理，从而取出所述柔性袋体。

优选的，所述生产方法还包括步骤4)，在所述窄口类纸质容器的内表面形成一层具有耐性的功能层；优选的，所述功能层为具有防水、防油、隔氧、耐酸碱、耐有机溶剂中任意一种或几种功能的功能层。

优选的，在所述步骤2)中，所述热压成型的条件为120～200℃的温度以及800～4000kpa的压力。

优选的，所述柔性袋体的袋体部分的材质为能够耐受80～260℃温度且能够耐受800～4000kpa内外压差的多型塑胶材质。

优选的，所述柔性袋体的袋体部分的材质为PPS、PA46、LCP、PEEK或硅胶。

优选的，所述硬质小球为直径均一的小圆球，且其直径落入0.5～1.5mm的范围。

优选的，所述阳模的柔性袋体经抽真空后，其内部的负压度为-60kpa～-100kpa。

本发明另一方面提供了一种用于生产窄口类纸质容器的模具组件，其中，所述模具组件包括阳模和阴模；

所述阳模是通过在柔性袋体中注入合适数量的硬质小球，并对所述柔性袋体的内部抽真空处理后再封口，从而形成与所述窄口类纸质容器的内腔适配的刚性阳模；

所述阴模的内部形成了与所述窄口类纸质容器的外表面适配的模制型腔。

优选的，所述阴模包括对称设置的左阴模和右阴模，所述左阴模和右阴模合模后所形成的内腔为所述模制型腔。

优选的，所述模制型腔的内壁面上设有多条0.10-0.8mm宽度的透气通道。

本发明涉及一种窄口类纸质容器的生产方法，以及生产窄口类纸质容器的模具组件；对于窄口类纸质容器在工业化批量生产中存在的技术难题，发明人摒弃了现有技术中本领域技术人员所公认的低固含量纸浆模塑生产工艺，而采用高固含量的纸质膏体材料，并配合专用的模具组件，通过合模热压成型工艺制得窄口类纸质容器；本发明的生产方法在简化生产工艺的同时，大幅降低了热压成型工艺中的干燥时间，实现了节约生产能耗和缩短产品生产周期的目的。

附图说明

图1示出了本发明实施例1的阳模的制作过程，其包括图1a-1c的三个步骤；

图2示出了本发明实施例1的窄口类纸质容器生产方法的步骤1)和步骤2)，分别对应于图2a和2b；

图3示出了本发明实施例1的窄口类纸质容器生产方法的步骤3的脱模过程，图3a-3c分别对应脱模的三个状态。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步的说明，但本发明并不限于这些具体实施方式。

附注：具体实施方式中出现的份数，如无特别表示，均为重量份数。

实施例1

实施例1的窄口类纸质容器的生产方法，该生产方法包括将阳模与阴模合模热压成型的工艺。

其中，阴模20的内部形成了与窄口类纸质容器的外表面适配的模制型腔21。

在本发明的一个具体实施方案中，阳模10是通过在柔性袋体1中注入合适数量的硬质小球2，并对柔性袋体1的内部抽真空处理后再封口，保持所述柔性袋体的内部的负压状态，从而形成与窄口类纸质容器的内腔适配的刚性阳模10。

具体在本实施例中，阳模10包括柔性袋体1、刚性抽真空管4和密封盖5；柔性袋体1包括袋体部分(图中未标注)和环设于袋口外侧的止挡部3；刚性抽真空管4的下端口位于袋体部分的内部，上端口位于袋体部分的外部且与真空泵装置(图中未示出)连接；密封盖5固定设置在刚性抽真空管4的外周面，且与止挡部3可拆卸地密封配合连接。

具体在本实施例中，关于阳模10的制作过程，如图1(图1a-图1c)所示，该制作过程包括步骤a)注入硬质小球2；步骤b)抽真空阳模10定型；步骤c)开模取出阳模10。

具体来说，参见图1a，为步骤a)注入硬质小球2的状态。本实施例中采用了为制作该阳模10的整形模具30(即与该阳模10的形状适配的阴模)，整形模具30由两个对称设置在左模30x和右模30y组成，左模30x和右模30y合模后形成的型腔与最终制作成型的阳模10形状相适配。左模30x和右模30y合模，将柔性袋体1的袋体部分(未标注)放置于型腔内，环设于袋口外侧的止挡部3支撑于整形模具30的上端面，同时锁紧左模30x和右模30y，从而固定柔性袋体1；之后，向柔性袋体1内部插入刚性抽真空管4，刚性抽真空管4的上端口位于袋体部分之外、并与真空泵装置(图中未示出)连接；固定设置在刚性抽真空管4的外周面的密封盖5，能够与止挡部3可拆卸地密封配合。当处于图1a的状态时，密封盖5与止挡部3分离(开盖状态)，操作人员向柔性袋体1的袋体内部注入合适数量的硬质小球2。

参见图1b，抽真空阳模10定型；先向下插入刚性抽真空管4，将密封盖5与止挡部3密封配合(关闭状态)，从而将袋口处的、除“刚性抽真空管4”之外的其他部分闭合。开启真空泵装置(与刚性抽真空管4的上端口连接的真空泵装置)，对柔性袋体1的内部抽真空处理，阳模10定型后，将刚性抽真空管4的上端口进行封口，从而保持柔性袋体1的内部的负压状态，制作形成刚性阳模10。

参见图1c，开模，分离左模30x和右模30y，从而取出制作的刚性阳模10。

在本发明的一个具体实施方案中，柔性袋体1的材质为能够耐受80～260℃温度且能够耐受800～4000kpa内外压差的多型塑胶材质。

例如，柔性袋体1的袋体部分材质可以选择PPS、PA46、LCP、PEEK或硅胶等。本实施例中，柔性袋体1的袋体部分材质选择PPS。

在本发明的一个具体实施方案中，所述硬质小球为直径均一的小圆球，且其直径落入0.5～1.5mm的范围。

在本发明的一个具体实施方案中，所述阳模的柔性袋体经抽真空后，其内部的负压度为-60kpa～-80kpa。

本领域技术人员可以根据所需制作的纸质容器的形状和尺寸等具体要求来选择阳模10的结构、袋体部分材质、硬质小球的直径、负压度等参数。

此外，关于阳模10的制作方法，除了本实施例的具体方法以外，本领域技术人员还可以采用其他替代或变形方式，只要是采用在柔性袋体1中注入硬质小球2，并对柔性袋体1的内部抽真空处理以形成刚性阳模的方式，都在本发明的保护范围之内。

实施例1的窄口类纸质容器的生产方法，如图2(图2a-图2b)所示，包括以下步骤：

步骤1)，制作湿胚：如图2a所示，将纸质膏体材料均匀地展铺在阴模20的模制型腔21的内壁面形成湿胚P；其中，所采用的纸质膏体材料(即窄口类纸质容器的胚料)的固含量为50％～80％。

具体在本实施例中，如图2a所示，阴模20包括对称设置的左阴模20x和右阴模20y，所述左阴模20x和右阴模20y合模后形成的内腔，即为模制型腔21。

具体在本实施例中，如图2a所示，在左阴模20x和右阴模20y合模之前，先将纸质膏体材料分别均匀地展铺在左阴模20x和右阴模20y的内壁面上。

纸质膏体材料(胚料)，具有较高的固含量(50％～80％)，不易流动，呈泥膏状。

本领域技术人员可以根据经验，在展铺胚料时，可以在左阴模20x和右阴模20y的内壁面的边缘部分留白，留待后续的合模热压成型工艺中，胚料在热压下延展至边缘留白部分。

在本发明的另一个替代实施例中，将纸质膏体材料均匀地包裹在刚性阳模10的外表面形成湿胚。

步骤2)，合模热压成型：将阳模10和阴模20合模锁紧，步骤1)制作的湿胚P位于阳模10和阴模20之间的空间；高温热压直至湿胚P的物料干燥成型，获得窄口类纸质容器。

具体在本实施例中，将上述制作的刚性阳模10放入载入了湿胚P的模制型腔21中，合模锁紧后，高温热压直至湿胚P的物料干燥成型，获得窄口类纸质容器。

具体在本实施例中，如图2a-2b所示，将展铺了胚料的左阴模20x和右阴模20y在上述制作的刚性阳模10两侧合模，从而将刚性阳模10放入载入了湿胚P的模制型腔21中。

在本发明的一个具体实施方案中，在所述步骤2)中，所述热压成型的条件为120～200℃的温度以及800～4000kpa的压力。

具体在本实施例中，模制型腔21的内壁面(或者说，左阴模20x和右阴模20y的内壁面)上设有多条0.10-0.8mm宽度的透气通道；湿胚P在高温高压下膨胀流动结合，产生的水蒸气通过模制型腔21的内壁面的多条透汽通道散发外溢，直至湿胚P的物料完全干燥成型，获得干燥成型的窄口类纸质容器。

具体在本实施例中，胚料采用高固含量(50％～80％)的纸质膏体材料，因此，在常规的热压成型条件下，只需要10～80秒即可完成，获得干燥成型的窄口类纸质容器。

与现有技术中采用低固含量纸浆模塑的生产工艺相比，本发明的方案可以大幅降低干燥时间(缩短生产周期)，节约生产能耗，并且大大简化了生产工艺流程，更适合工业化批量生产。

步骤3)，脱模：解除柔性袋体1内部的负压状态，取出或倒出其中的硬质小球2，再对柔性袋体1的内部进行抽真空处理，从而取出柔性袋体1。

具体在本实施例中，如图3a所示，将刚性抽真空管4的上端口打开，解除柔性袋体1内部的负压状态；再打开密封盖5，使其与止挡部3分离。然后控制阴模20倒转，从而倒出柔性袋体1内的硬质小球2。

具体在本实施例中，如图3b所示，再开启真空泵装置(与刚性抽真空管4的上端口连接的真空泵装置)，对柔性袋体1的内部抽真空处理，使得柔性袋体1的袋体部分缩合；如图3c所示，从干燥成型的窄口类纸质容器的窄口处取出(拉出、拔出)柔性袋体1。

在本发明的一个具体实施方案中，本发明的生产方法还包括步骤4)，在窄口类纸质容器的内表面形成一层具有耐性的功能层。优选的，所述功能层为具有防水、防油、隔氧、耐酸碱、耐有机溶剂中任意一种或几种功能的功能层。

关于在窄口类纸质容器的内表面形成耐性的功能层的方法，有多种制作方法，例如，可以通过深入容器内部的喷嘴，在容器内表面喷涂功能性涂料，在一定温度下干燥，获得功能涂层；例如，也可以在容器的内表面均粘上胶水，再将具有耐性的薄膜(PE、PP或其他环保可降解薄膜)抽真空合拢后送入容器内部，再向薄膜内部充入气体，将撑开的薄膜通过胶水与容器内壁面粘合，从而获得耐性功能层；还可以采用本领域已公开的其他方式。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种窄口类纸质容器的生产方法，所述生产方法包括将阳模与阴模合模热压成型的工艺，其特征在于：

所述阳模是通过在柔性袋体中注入合适数量的硬质小球，并对所述柔性袋体的内部抽真空处理后再封口，保持所述柔性袋体的内部的负压状态，从而形成与所述窄口类纸质容器的内腔适配的刚性阳模；

所述硬质小球为直径均一的小圆球，且其直径落入0.5~1.5mm的范围；

所述阳模的柔性袋体经抽真空后，其内部的负压度为-60kPa ~ -80kPa；

所述阴模的内部形成了与所述窄口类纸质容器的外表面适配的模制型腔；

所述生产方法包括以下步骤：

步骤1），制作湿胚：将纸质膏体材料均匀地展铺在所述模制型腔的内壁面或均匀地包裹在所述阳模的外表面形成湿胚；所述纸质膏体材料的固含量为50%~80%；

步骤2），合模热压成型：将所述阳模和所述阴模合模锁紧，步骤1）制作的湿胚位于所述阳模和所述阴模之间的空间，高温热压直至所述湿胚的物料干燥成型，获得所述窄口类纸质容器；在所述步骤2）中，所述热压成型的条件为120~200℃的温度以及800~4000 kpa的压力；

步骤3），脱模：解除所述柔性袋体内部的负压状态，取出或倒出其中的硬质小球，再对所述柔性袋体的内部进行抽真空处理，从而取出所述柔性袋体。

2.如权利要求1所述的窄口类纸质容器的生产方法，其特征在于：

所述生产方法还包括步骤4），在所述窄口类纸质容器的内表面形成一层具有耐性的功能层。

3.如权利要求2所述的窄口类纸质容器的生产方法，其特征在于：所述功能层为具有防水、防油、隔氧、耐酸碱、耐有机溶剂中任意一种或几种功能的功能层。

4.如权利要求1所述的窄口类纸质容器的生产方法，其特征在于：所述柔性袋体的袋体部分的材质为能够耐受80~260℃温度且能够耐受800~4000kPa内外压差的多型塑胶材质。

5.如权利要求4所述的窄口类纸质容器的生产方法，其特征在于：所述柔性袋体的袋体部分的材质为PPS、PA46、LCP、PEEK或硅胶。