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CN103452008B - 双面无网纹的纸浆模塑杯盖及其制造方法 - Google Patents

双面无网纹的纸浆模塑杯盖及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双面无网纹的纸浆模塑杯盖及其制作方法，通过本发明方法制造的杯盖，能够实现杯盖内外表面光滑，双面无网纹，杯盖内表面与液体接触处以及吸口与使用者唇部接触处均无纸纤维析出；同时杯盖的纤维结合紧密，且杯盖达到了0.77～0.8g/cm3的高密度，提高了杯盖的整体强度和刚度，特别是卡扣的强度，在潮湿环境中高密度的纸浆模塑杯盖不易受潮变形。

Description

双面无网纹的纸浆模塑杯盖及其制造方法
技术领域
本发明涉及纸浆模塑杯盖的生产制造领域，尤其涉及一种双面无网纹的纸浆模塑杯盖及其制造方法。
背景技术
纸浆模塑是一种立体造纸技术，它以纸浆或植物纤维为原料，在纸浆模塑成型机上由模具塑造出一定形状的纸制品。
传统纸浆模塑制品生产工艺方法之一：植物纤维稀释为纸浆水；在带有过滤网的成形模中真空吸附成型，此时成型后的湿胚含水率一般为质量百分比65～75％；经自然晒干、风干或烘干等干燥过程将含水率控制为10～15％时，在温度为160～180℃的热定型模具中模压整型。这种工艺中，由于制品在干燥阶段水分已经基本烘干，制品已基本定型，制品再经模压整形后，其表面网纹明显，制品密度基本在0.35～0.40g/cm2之间，这种制造方法多用于有缓冲要求及对制品外观要求不高的包装物。
传统纸浆模塑制品生产工艺方法之二：植物纤维稀释为纸浆水；在带有过滤网的成形模中真空吸附成型，此时成型后的湿胚含水率一般为质量百分比65～75％；将湿胚移至带有过金属滤丝网的热定型模具中直接加压干燥定型。这种方法制成的制品一面光洁一面带有网纹，制品密度基本在0.6～0.65g/cm2之间，目前市场上的纸浆模塑食品包装制品和纸浆杯盖均采用该种工艺制造。由于有网纹的一面，植物纤维没有进行有效的压光，表面容易有细微的植物纤维(纸纤维)析出。
现有技术中的纸桨模塑杯盖，通常也经过纸浆稀释、真空吸附成型、高温加压干燥定型、切边、冲吸口、封边冲压或滚出环形沟槽等工序，其制造出的纸浆模塑杯盖同样为一面光洁一面带有网纹，制品密度在0.6～0.65g/cm3之间。而出于美观的需要，通常将杯盖的外表面设置为无网纹的一面，而有网纹的一面用于杯盖内表面，析出的植物纤维会落在杯内的饮料中，这使得消费者难以接受；如果有网纹的一面设置于杯盖外表面，除产品外观不美观，不易模压出文字及图案外，用嘴吸食饮料时因与网纹面接触，细小植物纤维易入口，消费者也不易接受。
同时，现有技术中的纸桨模塑杯盖，因为带网定型，制品密度为0.6～0.65g/cm3在使用的过程中，整体强度不够，尤其是杯盖封边处的卡扣强度不够，不能与杯口紧密连接，导致无法实现良好的密封效果；装热饮料时，因杯盖和杯子易脱离，容易烫伤使用者；现有设计的杯盖吸口处强度低，吸食饮料时，由于受到液体特别是热饮料的浸渍，以及嘴唇对吸口处施加的外力作用，吸口处易发软变形。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双面无网纹的纸浆模塑杯盖及其制造方法，该杯盖同时还能满足与纸杯杯口紧密扣合的需要，达到良好的密封效果。
为解决上述问题，本发明的一种双面无网纹的纸浆模塑杯盖，包括盖体1，所述的盖体1的一端沿轴向延长有封边4，所述的封边4内侧沿周向均匀间隔设置有若干个卡扣5；所述的盖体1双面无网纹，表面均为光滑面。
所述的卡扣5为8～16个。
所述的卡扣5为向封边4内侧凸起的长条形凸筋。
所述长条形凸筋，其凸起的高度为1.5～2mm。
所述的盖体1上在吸口3的外侧设置有加强筋7。
所述的加强筋7为凹凸状间隔排列设置结构。
所述的盖体1上靠近吸口3的位置设有凹槽6。
所述的盖体1的外缘上沿周向设有凸台2，所述的凸台2上设有吸口3，所述吸口3为敞开型或带翻盖型。
一种双面无网纹的纸浆模塑杯盖的制作方法，包括以下步骤：
1)将植物纤维稀释为纸浆水；
2)在带有过滤网的成形模中真空吸附成型，成型后的纸胚含水率为质量百分比65～75％；
3)将温度为160～180℃的转移模与成形模在无压力状态下合模，持续2～5秒；然后增加合模压强至27～40N/cm2，持续8～20秒；此时纸胚总含水率为质量百分比50～55％，纸胚与过滤网接触的一面的含水率为质量百分比58～65％；
4)将纸胚转移至上、下模温度均为160℃～180℃的热定型干燥模具中，并在无压力状态下合模，持续2～8秒；然后增加合模压强至80～120N/cm2，持续30～45秒。
所述步骤2中成型后的纸胚含水率为70％；所述步骤3中转移膜温度为170℃，无压力状态下合模时间为3秒，然后合模压强增加至33N/cm2，持续15秒，纸胚总含水率为质量百分比52％，纸胚与过滤网接触的一面的含水率为质量百分比59％；所述步骤4中，上、下模的温度为170℃，无压力状态下合模时间为3秒，然后合模压强增加至97N/cm2，持续38秒。
通过本发明方法制造的杯盖，能够实现杯盖内外表面光滑，双面无网纹，杯盖内表面与液体接触处以及吸口与使用者唇部接触处均无纸纤维析出；同时杯盖的纸同时杯盖的纸纤维结合紧密，厚度为0.50～0.60mm，且杯盖达到了0.77～0.8g/cm2的高密度，提高了杯盖的整体强度和刚度，特别是卡扣的强度，在潮湿环境中高密度的纸浆模塑杯盖不易受潮变形。
附图说明
图1为本发明中杯盖的立体图；
图2为本发明中杯盖的仰视图；
图3为本发明中杯盖的剖视图；
图4为本发明杯盖制造方法中使用到的模具示意图；
图5为本发明中吸口为翻盖型的杯盖立体图；
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1、2、3所示，本发明的一种双面无网纹的纸浆模塑纸浆杯盖，包括内外表面均为光滑面的盖体1，所述的盖体1的一端沿轴向延长有封边4，所述的封边4内侧沿周向均匀间隔布置有若干个卡扣5；该卡扣5为向杯盖内侧凸起的长条形凸筋，其凸起的高度为1.5～2mm；通过卡扣5与杯子的杯口边缘卡接，不但方便安装，同时也容易拆卸，所述的卡扣5设置为8～16个便能够起到良好的使用效果。
由于纸浆模塑制品在压制成型后，纤维之间紧密结合且已定型，如果在杯盖封边周向上压制连续的环形沟槽，以便于通过环形沟槽来实现卡扣的功能，则连续的变形使得该圆周同一平面纤维之间整体的紧密结合被破坏，降低杯盖封边的整体强度，不能达到紧扣纸杯以及提起盛装饮料纸杯的强度。而本发明中使用间隔布置的长条状凸筋作为卡扣5的结构，能够较好地保持和增强封边4的整体强度和刚度。
所述盖体1外缘上沿周向设有凸台2，所述的凸台2上设有吸口3；所述吸口3为敞开型或带翻盖型；所述的盖体1上靠近吸口3的位置设有凹槽6，通过该凹槽6的设置，能够将吸口3完全暴露出来，方便使用者之间通过该吸口3吸食，减少对吸管的依赖；如图5所示，改变该吸口3的形状与尺寸，增加吸口处翻盖8，也可便于使用吸管或直接在吸口处吸食；该翻盖8为凸起状，在翻盖8的后侧设置有能够容纳该翻盖8的凹槽9；。
所述的盖体1上在吸口3的外侧设置有加强筋7。
该加强筋结构能够提高杯盖的整体强度，其布置在吸口3的外侧，保持吸口处的坚挺，不会因为受到饮料的浸渍以及在吸食饮料时嘴唇对吸口处施加的外力而变形。
所述的加强筋7可以为凹凸状间隔排列设置结构，也可以是波纹状、褶皱状等结构，同样也能够达到提高杯盖强度的效果。
本发明附图中所示盖体1为圆形的，但盖体1的形状不限于附图所示形状，所述盖体1的形状可以是圆形、方形、矩形等规则的几何形状，还可以是其他不规则几何形状。
本发明还涉及一种双面无网纹的纸浆模塑杯盖制造方法，包括以下步骤：
1)将植物纤维稀释为纸浆水，纸浆水的浓度可以为4～6‰，当然也可以为其他浓度；
2)在带有过滤网106的成形模中真空吸附成型，此时成型后的纸胚含水率为65～75％；
3)如图4所示，将温度为160～180℃的转移模101与成形模102在无压力状态下合模，持续2～5秒，对纸胚105进行烘烤，使纸胚靠近转移模的一面表层受热发生微量收缩，增加其表面纤维组织强度，以防止突然增大合模压强造成纸胚断裂。
然后增加合模压强至27～40N/cm2(以纸胚水平投影面面积计算)，持续8～20秒，挤出纸胚中的水分，并通过转移膜101对纸胚未接触过滤网的一面进行预干燥。
由于是对纸胚进行单面加热，这就使得纸胚内各层面的含水率有所不同。而纸胚与过滤网接触的一面含水率如果过低，则过滤网的网纹压不光洁，就会印在纸胚上；如果含水率过高，则在后续无过滤网的高温压制过程中因纸胚与模具间产生大量水蒸气及压力，则出现杯盖制品分层和在模具中炸胚现象，从而成为废品。
通过该步骤加压和预干燥后的纸胚总含水率为50～55％，此时纸胚与过滤网接触的一面的含水率为58～65％；
4)将纸胚转移至上模103和下模104的温度均为160℃～180℃的热定型干燥模具中，并在无压力状态下将上、下模进行合模，持续2～8秒；然后增加合模压强至80～120N/cm2，持续30～45秒。
由于通过步骤3对纸胚进行预干燥，纸胚中的植物纤维已经有足够的强度吸附在纸胚上并且经过挤压和预干燥纸胚去除了大量水分，因此该步骤4中对纸胚进行热定型干燥，不再使用过滤网对植物纤维进行阻挡和过滤水分，也就不会在最终的成型杯盖表面形成网纹，实现双面无网纹的纸浆模塑杯盖的制造。
同时，该步骤4中的合模压强为80～120N/cm2，而现有技术中的合模压强通常最大不超过50N/cm2，原因是现有的纸浆模塑食品包装制品因考虑使用成本，制品厚度一般在0.55～0.65mm间，现有技术中由于金属过滤网的存在，如果过大地增大合模压强，则不仅与过滤网接触的一面会产生网纹，未与过滤网接触的一面也会由于加热加压而产生黑色网纹印记，同时过滤网还会陷入纸胚内部过深，导致纸胚强度的下降，甚至在盛放液体时发生渗漏。因此，由于在步骤4中不再使用过滤网，可以增大合模压强至80～120N/cm2，使纸胚压制的密度更大，从而提高杯盖的整体强度和刚度，进而杯盖吸口处凹凸加强筋和翻盖的制作也比较容易实现。
原有工艺在高压定型时使用过滤网，因为过滤网(常用为不锈钢丝网)的使用特性，则在重复承受高压力下，在制品较小夹角和小过渡圆角处过滤网易断裂破损，从而对杯盖的外形设计有很多限制。采用本发明工艺制作，由于在高压定型时，不再使用过滤网，使得杯盖的外形设计更符合使用功能及美观和商业需要设计的要求。
实施例一：所述步骤2中成型后的纸胚含水率为70％；所述步骤3中转移膜温度为170℃，无压力状态下合模时间为3秒，然后合模压强增加至33N/cm2，持续15秒，纸胚总含水率为质量百分比52％，纸胚与过滤网接触的一面的含水率为质量百分比59％；所述步骤4中，上、下模的温度为170℃，无压力状态下合模时间为3秒，然后合模压强增加至97N/cm2，持续38秒。制得杯盖厚度0.55mm，密度0.78g/cm2。
实施例二：所述步骤2中成型后的纸胚含水率为68％；所述步骤3中转移膜温度为168℃，无压力状态下合模时间为2秒，然后合模压强增加至40N/cm2，持续10秒，纸胚总含水率为质量百分比50％，纸胚与过滤网接触的一面的含水率为质量百分比58％；所述步骤4中，上、下模的温度为168℃，无压力状态下合模时间为2秒，然后合模压强增加至92N/cm2，持续30秒。制得杯盖厚度0.52mm，密度0.79g/cm2。
实施例三：所述步骤2中成型后的纸胚含水率为72％；所述步骤3中转移膜温度为172℃，无压力状态下合模时间为4秒，然后合模压强增加至27N/cm2，持续18秒，纸胚总含水率为质量百分比53％，纸胚与过滤网接触的一面的含水率为质量百分比63％；所述步骤4中，上、下模的温度为180℃，无压力状态下合模时间为4秒，然后合模压强增加至90N/cm2，持续45秒。制得杯盖厚度0.60mm，密度0.775g/cm2。
实施例四：所述步骤2中成型后的纸胚含水率为75％；所述步骤3中转移膜温度为180℃，无压力状态下合模时间为5秒，然后合模压强增加至35N/cm2，持续20秒，纸胚总含水率为质量百分比55％，纸胚与过滤网接触的一面的含水率为质量百分比65％；所述步骤4中，上、下模的温度为175℃，无压力状态下合模时间为8秒，然后合模压强增加至88N/cm2，持续42秒。制得杯盖厚度0.58mm，密度0.785g/cm2。
实施例五：所述步骤2中成型后的纸胚含水率为65％；所述步骤3中转移膜温度为160℃，无压力状态下合模时间为3秒，然后合模压强增加至33N/cm2，持续8秒，纸胚总含水率为质量百分比50％，纸胚与过滤网接触的一面的含水率为质量百分比60％；所述步骤4中，上、下模的温度为164℃，无压力状态下合模时间为2秒，然后合模压强增加至120N/cm2，持续35秒。制得杯盖厚度0.56mm，密度0.8g/cm2。
本发明的制造方法，实现了杯盖双面无网纹，杯盖内外表面光滑，杯盖内表面与液体接触处以及吸口与使用者唇部接触处均无纸纤维析出；因为采用合理的生产工艺和设备、模具配合，保证纸模杯盖纸胚在高温压力上下模合模干燥定型时纸胚各层面保持合理不等的含水率，采用高于一般纸浆模塑工艺的压力，使得定型后的纸模杯盖双面无网纹、杯盖纸胚纤维结合紧密、且纸模杯盖达到了0.77～0.8g/cm2的高密度，提高了杯盖的整体强度和刚度，特别是卡扣的强度，在潮湿环境中高密度的纸模杯盖不易受潮变形。

Claims (10)

1.一种双面无网纹的纸浆模塑杯盖的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将植物纤维稀释为纸浆水；
2)在带有过滤网的成形模中真空吸附成型，成型后的纸胚含水率为质量百分比65～75％；
3)将温度为160～180℃的转移模与成形模在无压力状态下合模，持续2～5秒；然后增加合模压强至27～40N/cm2，持续8～20秒；此时纸胚总含水率为质量百分比50～55％，纸胚与过滤网接触的一面的含水率为质量百分比58～65％；
4)将纸胚转移至上、下模温度均为160℃～180℃的热定型干燥模具中，并在无压力状态下合模，持续2～8秒；然后增加合模压强至80～120N/cm2，持续30～45秒。
2.如权利要求1所述的双面无网纹的纸浆模塑杯盖的制作方法，其特征在于，所述步骤2)中成型后的纸胚含水率为70％；所述步骤3)中转移膜温度为170℃，无压力状态下合模时间为3秒，然后合模压强增加至33N/cm2，持续15秒，纸胚总含水率为质量百分比52％，纸胚与过滤网接触的一面的含水率为质量百分比59％；所述步骤4)中，上、下模的温度为170℃，无压力状态下合模时间为3秒，然后合模压强增加至97N/cm2，持续38秒。
3.如权利要求1所述的双面无网纹的纸浆模塑杯盖的制作方法制作的纸浆模塑杯盖，其特征在于：包括盖体(1)，所述的盖体(1)的一端沿轴向延长有封边(4)，所述的封边(4)内侧沿周向均匀间隔设置有若干个卡扣(5)；所述的盖体(1)双面无网纹，内外表面均为光滑面。
4.如权利要求3所述的双面无网纹的纸浆模塑杯盖的制作方法制作的纸浆模塑杯盖，其特征在于：所述的卡扣(5)为8～16个。
5.如权利要求4所述的双面无网纹的纸浆模塑杯盖的制作方法制作的纸浆模塑杯盖，其特征在于：所述的卡扣(5)为向封边(4)内侧凸起的长条形凸筋。
6.如权利要求5所述的双面无网纹的纸浆模塑杯盖的制作方法制作的纸浆模塑杯盖，其特征在于：所述长条形凸筋，其凸起的高度为1.5～2mm。
7.如权利要求3所述的双面无网纹的纸浆模塑杯盖的制作方法制作的纸浆模塑杯盖，其特征在于：所述的盖体(1)的外缘上沿周向设有凸台(2)，所述的凸台(2)上设有吸口(3)，所述吸口(3)为敞开型或带翻盖型。
8.如权利要求7所述的双面无网纹的纸浆模塑杯盖的制作方法制作的纸浆模塑杯盖，其特征在于：所述的盖体(1)上在吸口(3)的外侧设置有加强筋(7)。
9.如权利要求8所述的双面无网纹的纸浆模塑杯盖的制作方法制作的纸浆模塑杯盖，其特征在于：所述的加强筋(7)为凹凸状间隔排列设置结构。
10.如权利要求7所述的双面无网纹的纸浆模塑杯盖的制作方法制作的纸浆模塑杯盖，其特征在于：所述的盖体(1)上靠近吸口(3)的位置设有凹槽(6)。
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Assignee: HANGZHOU XIHONGSHI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: Wang Gaoyuan

Contract record no.: X2020330000042

Denomination of invention: Molded pulp cup lid without overlapping curves on both surfaces and manufacturing method thereof

Granted publication date: 20160706

License type: Common License

Record date: 20200604

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Granted publication date: 20160706