浆料模具及浆料模具的使用制造技术

本发明专利技术涉及一种包括烧结颗粒和多个排水槽的多孔浆料模具。本发明专利技术的浆料模具可以快速并低成本的制造。本发明专利技术的模制表面包括小孔开口，以排出液体并防止纤维进入浆料模具。此外，本发明专利技术的浆料模具包括排水槽来改善浆料模具的排放能力。由于浆料模具高的导热性和经受高温的能力，模制表面可以加热到至少２００℃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于模制可以在多种应用中使用的三维浆料物体的浆 料模具。更特别地，所述物体利用包括主要为纤维和液体的混合物的纤维浆 料成型。纤维浆料布置在模具中而部分液体排出，生产出所形成的纤维物体。
技术介绍
浆料模制的包装使用在多个领域中并提供一种可生物降解的对环境无 害的包装方案。来自于模制浆料的产品经常用作例如移动电话、电脑设备、DVD播放器以及其它电子消费品和其它需要包装保护的产品的保护性包装。 此外，模制浆料物体可以在食品工业中使用，例如汉堡包盒、盛液体的杯子、 餐盘等等。而且，模制浆料物体可以用于构成轻型夹心板或者其它轻型承载 结构的结构芯。这些产品的形状通常很复杂并在许多情况下，它们的上市时 间比预期的短。此外，产品序列可以具有相对小的尺寸，浆料模具的低生产 成本是一个优势，如同快速且低成本的制造模具的方法。另一个方面是产品 的内部结构强度。传统浆料模制物体总是被包装材料所限制，因为它们与例 如塑料制成品相比竟争条件不利。而且，为浆料模制物体提供光滑的表面结 构是有利的。在传统的浆剩^莫具生产线中，例如参见US 6210531，纤维包含例如通过 真空提供到模具的浆料。纤维容纳在施加于模具的模制表面上的金属丝网 中，而部分水分通常通过在模具底部添加真空源而通过模具被吸走。然后， 模具轻轻地压向互补的阴模部分，并在加压末期，模具中的真空可以被轻轻 吹来的空气代替而同时真空施加在互补的反转模型上，从而迫使模制浆料物 体转移到互补的阴模部分。在下一步骤中，模制浆料物体被转移到一个传送 带，该传送带传送模制浆料物体进入干燥炉。在模制浆料物体的最终干燥之 前，根据这个传统方法的固体含量(ISO 287所定义)大约为15-20%,而此 后固体含量增加到90-95%。因为固体含量在进入炉前相当低，由于收缩力 和另外的结构张力保留在产品中，产品有改变其形状和尺寸的倾向。并且因为形状和尺寸在干燥过程中改变，经常需要"后续加压"产品从而强迫获得优 选的形状和尺寸。然而，这在所得到的产品中产生了扭曲和变形缺陷。另外， 干燥过程消耗大量能量。在上述过程中使用的传统浆料模具通常利用被用于模制表面的金属丝 网覆盖的主体构成。金属丝网防止纤维通过模具吸出，但允许水排出。所述 主体传统上通过4妻合铝块构成并由此获得优选的形状，该铝块包含若干用于 使水通过的钻孔。金属丝网通常利用焊接加到主体上。然而，这很复杂，费 时间并且费用高。此外，金属丝网的网格和焊接点通常在所得到的产品的表 面结构上很明显，在最终产品中产生不希望的粗糙度。而且，应用金属丝网 的方法对模具形状的复杂度设定了限制，使得在形状上不可能成型某些结 构。在EP0559490和EP055949I中，提出了 一种优选包括玻璃珠的浆料模 具以成型多孔结构，该专利也提到了可以使用烧结颗粒。具有平均尺寸在1 -10mm之间的颗粒的支撑层由具有平均尺寸在0.2- l.Omm之间的颗粒的 模制层覆盖。这种已知技术背后的原理是提供一种这样的层，其中水可以利 用毛细吸力保持并利用所保持的水冲洗模具，以防止纤维堵塞模具。然而这 个过程是复杂的。US 6451235提出了 一种用两个步骤成型浆料模制物体的装置和方法。第 一步湿成型预制纤维物体，该物体在第二步中被加热并在大压力下挤压。浆 料模具由具有钻过孔的排水槽的固体金属成型以排出液体。US 5603808提出了一种浆料模具，其中一个实施例展示了 一种由包括 0.1 mm到2.0mm的矩形开口的金属镀层覆盖的多孔基底结构。US 6582562披露了 一种能够经受高温的浆料模具。所有现有技术中有关浆料模具生产的方法，包括上面披露的方法，都存 在一些缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种消除或至少减少上述一些缺点的浆料模具。这 是通过提供一种用于由纤维浆料模制物体的浆料模具实现的，该浆料模具包 括烧结模制表面和可渗透的基底结构，其中，该模制表面包括至少一层平均 直径在0.01 - 0.19mm范围内的烧结颗粒，优选直径在0.05 - 0.18mm范围内。200580047284.9说明书第3/16页其提供的优势是模制表面的最外层具有带小孔的微细结构，以便生产具有 光滑表面的浆料模制物体，并在阴模和阳模之间容纳纤维，以防止这些纤维 进入相同的模具并同时允许液体或者蒸发的液体放出。根据本专利技术的另外一些方面-浆料模具的导热率在l-1000W/(m。C)的范围内，优选至少10W/(m°C), 更优选至少40W/(m°C),其提供的优势是在挤压步骤中，热量可以传递到 模制表面，以便在增加的温度下实现挤压，这导致浆料材料中所希望的液体 的蒸发。这个蒸发有利于液体通过模具吸出，并使得压力在模制表面上平均 分配并因此模制浆料平均加压。-可渗透的基底结构包括平均直径大于模制表面中颗粒的烧结颗粒，优 选至少0.25mm，优选至少0.35mm，更优选至少0.45mm并且平均直径小于 10mm,优选小于5mm,更优选小于2mm，其提供的优势是基底结构具有 高的液体渗透性，使得液体和蒸汽能够从模制的浆料中排出，而且基底结构 具有高的内部强度，从而可以承受在挤压步骤中作用在基底结构上的压力。-包括烧结颗粒的可渗透支撑层设置在基底结构和模制表面之间，在该 处，支撑层的颗粒的平均直径小于基底结构中的烧结颗粒的平均直径，而大 于模制表面中的烧结颗粒的平均直径，其提供的优势是支撑层可以使模具 中的孔隙最小，保证如果基底结构的烧结颗粒和模制表面的烧结颗粒之间的 尺寸差距很大时模制表面也不塌陷到孔隙中，加入支撑层以产生从模制层的 小颗粒到基底结构的大颗粒的光滑过度，因而通过利用在这两个极端尺寸之 间的颗粒尺寸，使得不同尺寸的层之间产生的孔隙最小。-浆料模具的总孔隙率为至少8%，优选至少12%,更优选至少15%， 而浆料模具的总孔隙率小于40%，优选小于35%,更优选小于30%，其提 供的优势是液体和蒸发的液体可以从浆料模具排出。-设置热源给浆料模具提供热量，其提供的优势是模制表面可以在模 制过程中加热。-浆料模具的底部基本上是平面的而没有较大的孔隙，该底部设置为传 递所施加的压力，其提供了适合于热传递的表面并提供了成型稳定的浆料模 具的优势。较大的孔隙意味着孔隙大于排水槽的孔隙，在下边描述，例如凹 凸不平形状的浆料模具具有大的孔隙。-加热板设置在模具底部并且加热板包括吸入口，其提供的优势是热7量可以传递到浆料模具，因此加热模制表面而且吸力源可以在模制表面上提 供吸力。-浆料模具具有至少一个设置在其底部的致动器，其提供的优势是使 浆料阴模和阳模可以被挤压到 一起。-浆料模具能够经受至少400。C的温度，其提供的优势是模具在运行 过程中可以被加热到至少400 °C 。-浆料模具包括至少一个、优选多个排水槽，其提供的优势是在浆料 模具中液体和蒸发液体的排放可以增大。-排水槽在浆料模具的底部具有第 一直径而在基底结构和支撑层之间 的交界处具有第三直径，该第三直径基本上小于第一直径。-第一直径大于或者等于中间第二直径而该第二直径大于第三直径。-第二直径至少lmm,优选至少2mm,而第三直径小于500pm，优选 小于50pm，更优选小于25pm,最优选小于15^n。-本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于由纤维浆料模制物体的浆料模具（１００、２００），包括烧结模制表面（１３０、２３０）和可渗透的基底结构（１１０、２１０），其特征在于，模制表面（１３０、２３０）包括至少一层平均直径（１３１ｄ、２３１ｄ）在０．０１－０．１９ｍｍ范围内、优选在０．０５－０．１８ｍｍ范围内的烧结颗粒（１３１、２３１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：比约恩尼尔森，拉斯格拉夫顿，利夫巴斯克曼，
申请(专利权)人：PAKIT国际贸易股份有限公司，
类型：发明
国别省市：BB[巴巴多斯]