專利名稱：木質(zhì)單板容器及用于制造它的方法與熱壓設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造木質(zhì)單板容器(wooden veneer container)的方法，該方法通過(guò)對(duì)模具(mold)，即陰模和陽(yáng)模之間的木質(zhì)單板熱壓而制得木質(zhì)單板容器，以及由所述方法制得的木質(zhì)單板容器和用于該木質(zhì)單板容器的熱壓設(shè)備。特別地，本發(fā)明涉及木質(zhì)單板容器的模制技術(shù)(moldingtechnique)，該技術(shù)充分利用作為可回收資源的木材，利用簡(jiǎn)單設(shè)備和步驟，避免出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象(burstphenomenon)。結(jié)果，所生產(chǎn)的容器在形狀上具有很高的自由度。
背景技術(shù)：
通常，比如，托盤形狀的容器是發(fā)泡塑料單板(foamed plastic sheet)模制而成， 一般用來(lái)包裝及出售新鮮食物等。一般而言，容器是白色的，但為了具有高級(jí)感覺(jué)而在表面層疊(laminate)有木材紋理(wood grain)圖案膜的容器也有提供。然而，因?yàn)樽鳛樵牧系乃芰贤ǔＪ鞘彤a(chǎn)品，碳氧化合物的散發(fā)在制造和布置過(guò)程中是ー個(gè)問(wèn)題。此外，由于石油資源是有限的，是時(shí)候從可回收材料比如植物材料，像木材、竹材或類似物中尋求托盤材料，從而達(dá)到節(jié)約資源的效果。因此，利用模具通過(guò)壓合 (pressing)，比如板狀(plate-like)木材來(lái)形成托盤的方法在此公開(kāi)。作為原材料的木材因其杰出的吸濕性(hygroscopic property)以及易于燃燒而不另外増加碳氧化合物的特點(diǎn)，適用于包裝新鮮食物的容器。此外，更不用說(shuō)木材是可回收的，且從木材中尋找材料資源大大影響到森林的維持和提升，這對(duì)環(huán)境保護(hù)(environment conservation)有很大的貝然而，上述利用模具壓合板狀木材以形成托盤的方法，其問(wèn)題在干，材料的變形量有限，且由于通過(guò)對(duì)組成材料的細(xì)胞的擠壓(部分拉伸)所導(dǎo)致的變形使得制造形狀受限。 換句話說(shuō)，比如對(duì)于托盤，側(cè)壁的上升角度很大，因此保持較深的底部形狀是很困難的。此外，盡管形成了有限的形狀，在很多情況下，熱壓過(guò)程中木材原材料中發(fā)生潛層爆破(phreatic explosion)，且難于獲得最終產(chǎn)品。這被稱做爆裂現(xiàn)象?？梢园l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)在以下文獻(xiàn)中公開(kāi)專利文獻(xiàn)1 日本專利公開(kāi)號(hào)No. 2003-53710專利文獻(xiàn)2 日本專利公開(kāi)號(hào)No. 2006-76055專利文獻(xiàn)3 日本專利公開(kāi)號(hào)No. 2008-16863
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明_在提供能夠有效地生產(chǎn)具有高自由度形狀的木質(zhì)單板容器的模制技木， 該技術(shù)通過(guò)利用模具對(duì)木質(zhì)單板進(jìn)行熱壓(hot pressing)，同時(shí)避免爆裂現(xiàn)象。本發(fā)明還旨在提供在成本上可與塑料容器，比如塑料托盤，相比的木質(zhì)托盤?？紤]到降低成本和重量，就需要使用木質(zhì)單板作為單層木質(zhì)托盤的材料。然而，在單板被采用為單層材料的情況下，問(wèn)題在于熱壓模制(hot press molding)過(guò)程中有可能發(fā)生有缺陷的模制。本發(fā)明旨在解決這些問(wèn)題。本發(fā)明_在通過(guò)提供一種對(duì)夾在兩個(gè)模具之間的木質(zhì)單板進(jìn)行熱壓以形成預(yù)定形狀而制得木質(zhì)單板容器的制造方法來(lái)解決上述問(wèn)題，該方法包括步驟在熱壓之前或者熱壓過(guò)程中塑化(plasticizing)木質(zhì)單板，熱壓過(guò)程中利用除水裝置除去木質(zhì)單板中的水分，除水后，通過(guò)對(duì)木質(zhì)單板連續(xù)熱壓預(yù)定的時(shí)間段將木質(zhì)單板固定為預(yù)定形狀。優(yōu)選地，塑化可以指在對(duì)木質(zhì)單板熱壓前進(jìn)行蒸汽處理(vapor treatment)。優(yōu)選地，塑化可以指在對(duì)木質(zhì)單板熱壓前進(jìn)行水或有機(jī)液體添加處理(addition treatment) 0優(yōu)選地，塑化可以指在對(duì)木質(zhì)單板熱壓前通過(guò)微波輻射處理(microrave irradiation treatment)進(jìn)行カロ熱。優(yōu)選地，上述的木質(zhì)單板容器的制造方法可進(jìn)ー步包括塑化預(yù)處理步驟，其中預(yù)處理步驟可包括將單板浸入溫水或有機(jī)液體中，或?qū)⑺蛴袡C(jī)液體噴灑到單板上。優(yōu)選地，塑化還可以指在熱壓過(guò)程中對(duì)木質(zhì)單板進(jìn)行水或有機(jī)液體添加處理。優(yōu)選地，水液體添加或有機(jī)液體添加處理可以指通過(guò)將水和/或有機(jī)液體滴在模具上來(lái)實(shí)施這一處理。優(yōu)選地，蒸汽處理可以指通過(guò)將蒸汽注入放置在蒸汽密封空間中的模具上的木質(zhì)單板來(lái)實(shí)施這ー處理，該木容器在熱壓和蒸汽被密封住的條件下進(jìn)行模制，然后將蒸汽排出。優(yōu)選地，熱壓過(guò)程中的除水裝置可以指通過(guò)模具進(jìn)行重復(fù)的加壓(compression) 和解壓(decompression) 操作。優(yōu)選地，木質(zhì)單板可以指單層單板。優(yōu)選地，模具可由聚四氟乙烯(Teflon )制得，以減少對(duì)木質(zhì)單板模制時(shí)每個(gè)模具與木質(zhì)單板之間的摩擦阻力，并且利于木質(zhì)單板變形為模具的形狀。優(yōu)選地，放入模具之間的木質(zhì)單板可以指具有比所關(guān)注的(interest)木質(zhì)單板容器的展開(kāi)(deployment)尺寸稍大的相似形狀的木質(zhì)單板，從而減少由模制過(guò)程中的變形應(yīng)カ而導(dǎo)致木質(zhì)單板容器的開(kāi)裂(cracking)。優(yōu)選地，木質(zhì)單板可以以將木質(zhì)單板的背面裂隙面(lathe check surface)作為容器內(nèi)表面的方式設(shè)置在模具上，以減少木質(zhì)單板的開(kāi)裂。本發(fā)明還提供根據(jù)上述的木質(zhì)單板容器的制造方法所制造的木質(zhì)單板容器。本發(fā)明進(jìn)一歩_在通過(guò)提供對(duì)木質(zhì)單板進(jìn)行塑化以及熱壓而形成所需木質(zhì)單板容器的熱壓設(shè)備來(lái)解決傳統(tǒng)的問(wèn)題，該設(shè)備包括將木質(zhì)單板夾住并將木質(zhì)單板壓制成預(yù)定形狀的一對(duì)模具；一對(duì)分別與每一模具連接并對(duì)模具進(jìn)行加熱的加熱板(heating platen)；為模具和加熱板提供的密封腔；經(jīng)由加熱板向模具施壓從而使模具壓向木質(zhì)單板的加壓機(jī)構(gòu)(press mechanism)；將加熱板加熱到預(yù)定溫度的加熱裝置；向密封腔輸入或排出蒸汽的輸入和排出機(jī)構(gòu)(intake and exhaust mechanism)，其中木質(zhì)單板在所提供的蒸汽被密封住的情況下進(jìn)行熱壓，蒸汽在這ー熱壓條件下從密封腔內(nèi)排出，且木質(zhì)單板通過(guò)模具進(jìn)行重復(fù)多次的加壓和解壓操作后被模制成具有預(yù)定形狀的木質(zhì)單板容器。而且，優(yōu)選地，所述的木質(zhì)單板容器熱壓設(shè)備中，密封腔包括底部打開(kāi)的殼體，且該殼體通過(guò)將加熱板抵靠(abutting)開(kāi)ロ或?qū)⒓訜岚鍙拈_(kāi)ロ分開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)密封和打開(kāi)。
因?yàn)楸景l(fā)明包括上述部件，所以能夠有效地生產(chǎn)具有高自由度形狀的木質(zhì)單板容器，特別地，在防止通過(guò)對(duì)木質(zhì)單板模制而產(chǎn)生的爆裂現(xiàn)象的同時(shí)，仍可生產(chǎn)具有大曲率的底部較深的容器。特別地，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，如果使用單層木質(zhì)單板，能夠抑制發(fā)生有缺陷的模制。


圖1為指示根據(jù)實(shí)施例1的彎曲(hunching)操作內(nèi)容的表，圖2為指示根據(jù)實(shí)施例2的彎曲操作內(nèi)容的表，圖3為指示根據(jù)實(shí)施例3的彎曲操作內(nèi)容的表，圖4為指示根據(jù)實(shí)施例4的彎曲操作內(nèi)容的表，圖5為實(shí)施例5中塑化處理步驟之一中的部分截面圖，圖6為指示根據(jù)實(shí)施例5的彎曲操作內(nèi)容的表，圖7為示出根據(jù)本發(fā)明的木質(zhì)單板容器熱壓設(shè)備A的示意性構(gòu)造的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖8是示出木質(zhì)單板容器熱壓設(shè)備A的主要部分的解釋視圖，圖9是示出用于木質(zhì)單板的壓合步驟的部分截面視圖，圖10是示出已在模制的木質(zhì)單板的部分截面視圖，圖11是由木質(zhì)單板制得的木質(zhì)托盤表面上的木纖維的圖像。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中，盡管木質(zhì)單板容器通過(guò)在模具之間夾住木質(zhì)單板進(jìn)行熱壓制得，但切片的木材材料被用作原材料。木材材料可以是針葉材或者闊葉材。當(dāng)木材材料的直徑比較小吋，加工木材材料，然后相互粘合起來(lái)使用。同樣，本發(fā)明使得可以使用切割木材接近根部的部分，該部分通常不用來(lái)制造產(chǎn)品。為了使用，切片木材根據(jù)容器尺寸比如托盤，不然就是兩個(gè)或更多的加工切片木材相互粘合形成木方(block)，進(jìn)行加工。優(yōu)選地，在切片(slicing)之前對(duì)木材進(jìn)行塑化 (軟化)處理。塑化(軟化)處理可提供高質(zhì)量的單板并增強(qiáng)了切削中的可操作性，同時(shí)減少了所需能源。塑化(軟化)裝置通過(guò)加水、或者加水加熱，優(yōu)選地將木材浸入水或溫水中，煮沸， 進(jìn)行蒸汽(汽蒸(steaming))或類似處理。根據(jù)木材的條件可以適當(dāng)?shù)剡x擇對(duì)木材進(jìn)行塑化(軟化)處理的裝置。盡管通過(guò)對(duì)木材進(jìn)行切片而得到的單板的厚度可根據(jù)目標(biāo)容器的初始表面(original surface)來(lái)設(shè)定，通過(guò)使用切片機(jī)(sheer)得到背面裂隙較小、厚度約 0. 5-3. Omm的單板，并且所得到的單板可根據(jù)需要進(jìn)行干燥。所需要的是，木質(zhì)單板要被切成比所關(guān)注的木質(zhì)單板容器的展開(kāi)形狀稍大的相同形狀，以減少由于模制過(guò)程中的變形應(yīng)力導(dǎo)致的木質(zhì)單板的開(kāi)裂。換句話說(shuō)，將待熱壓部分的表面區(qū)域最小化，限制了由于不需要的部分導(dǎo)致的容器部件開(kāi)裂的誘發(fā)。通過(guò)熱壓使單板被模制成容器可以用公知的帶有模具的熱壓設(shè)備來(lái)執(zhí)行。在熱壓中，塑化處理通過(guò)對(duì)單板加熱并加水、有機(jī)液體或類似物而執(zhí)行。對(duì)單板進(jìn)行塑化以后， 將單板設(shè)置在熱壓設(shè)備的模具之間以執(zhí)行熱壓模制。在這期間熱壓板的溫度優(yōu)選地接近150-220攝氏度。應(yīng)注意，模具表面覆有聚四氟乙烯(Teflon )，目的是減小每個(gè)模具與單板之間的摩擦阻力。作為單板塑化處理的一部分，對(duì)單板蒸汽處理加工(汽蒸)在模制之前立刻執(zhí)行。在這個(gè)處理中，蒸汽被供給到密封容器內(nèi)的單板上，并停留預(yù)定時(shí)間。在這個(gè)處理之后，單板快速地從密封容器內(nèi)移出，并設(shè)置到熱壓設(shè)備上進(jìn)行熱壓。模制過(guò)程中的夾持壓力 (clamping pressure)取決于使用的木材的種類、模制溫度、單板含水量或單板厚度，約為 I-IOMpa0注意到，蒸汽(汽蒸)處理加工之前，單板被浸入60-90攝氏度的溫水中，或利用霧化噴酒器或類似物將水施加到單板上，使得單板的整個(gè)表面變濕。上述密封容器中單板的蒸汽(汽蒸)處理加工還可以在密封容器內(nèi)的單板解壓后通過(guò)將蒸汽提供到容器中實(shí)現(xiàn)。這個(gè)期間蒸汽壓カ約為0. 1-1. 2Mpa。進(jìn)行解壓是為了使蒸汽滲入單板。如對(duì)單板進(jìn)行塑化處理的另ー實(shí)施例中，可進(jìn)行微波輻射處理。這個(gè)處理通過(guò)在單板表面施加少量水，或不然將單板浸入幾十(60-90攝氏度)攝氏度的溫水中，然后用微波對(duì)單板進(jìn)行輻射。通過(guò)這個(gè)處理，水和熱量被均勻地提供到單板內(nèi)。如對(duì)單板進(jìn)行塑化處理的又一實(shí)施例中，水被添加到模具上的單板上。換句話說(shuō)， 在這個(gè)處理中，滴入少量水到位于下側(cè)的陰模中，陰模上設(shè)置將要被熱壓的單板。因?yàn)槟＞吒灿芯鬯姆蚁?Teflon ),所以水滴凝結(jié)(condense)成圓形，且不會(huì)馬上蒸發(fā)。在熱壓中，水和熱量被提供給單板以對(duì)單板進(jìn)行適當(dāng)?shù)厮芑Ｌ貏e地，這個(gè)實(shí)施例中適于獲得深沖 Ji各器(deepdrawmg containerノ。上述通過(guò)水添加或蒸汽處理進(jìn)行塑化過(guò)程中，有機(jī)液體可以用來(lái)取代水或與水一起使用。熱壓模制可通過(guò)熱壓模制之前立即噴灑有機(jī)液體(包括水和有機(jī)液體的混合液體)，或者將單板浸入有機(jī)液體之后，再進(jìn)行熱壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。所使用的有機(jī)液體包括，除了乙醇類(alcohols)比如乙醇(ethanol)和甲醇(methanol)以外的，糖比如蔗糖(cane sugar)、果糖(fructose)和低聚糖(oligosaccharide)，ニ醇類(glycols)比如聚乙ニ醇 (,polyetnylene glycol)禾ロ聚丙ニ醇(,polypropylene glycol),有機(jī)酸(organic acias) 比如馬來(lái)酸(maleic acid)，以及其他可與水相溶(fusibility)井能增強(qiáng)木材變形能力的液體。注意到，水或者有機(jī)液體的添加使得單板的含水量接近30% -100%。雖然經(jīng)過(guò)如上述塑化處理加工的木質(zhì)單板被設(shè)置在模具上，并進(jìn)行熱壓模制成為容器，但是當(dāng)木質(zhì)單板內(nèi)的水分在熱壓過(guò)程中利用除水裝置逐步被移除吋，容器才被模制成型。這樣的逐步除水裝置涉及多次重復(fù)的加壓和解壓操作。而且，將木質(zhì)單板設(shè)置在模具上的過(guò)程中，優(yōu)選這樣設(shè)置木質(zhì)單板的背面裂隙面為容器的內(nèi)表面。此處背面裂隙面是與切片刀具的切削面相接觸的木質(zhì)單板的表面。比如，在單板通過(guò)切片得到的情況下，不可避免在單板與刀具切削面接觸的表面上出現(xiàn)細(xì)微開(kāi)裂。具有裂痕的表面被稱作“背面裂隙”。為了將木質(zhì)單板設(shè)置在模具上，比如，當(dāng)單板放置為背面裂隙面作為容器的托盤的內(nèi)表面(收縮側(cè)(contracting side))的時(shí)候，比當(dāng)其作為容器的托盤的外表面(拉伸變形側(cè))的時(shí)候，模制后所述開(kāi)裂會(huì)減少。通過(guò)對(duì)木質(zhì)單板施加熱量、水或有機(jī)液體進(jìn)行塑化的過(guò)程中，容器的模制即熱壓可同時(shí)進(jìn)行，且在模制后，水分或類似物可除去，從而將單板定型為容器的形狀。
根據(jù)這個(gè)方法，能夠在模制過(guò)程中抑制開(kāi)裂或類似缺陷，從而得到高質(zhì)量的木質(zhì)單板容器。比如，在模制過(guò)程中施加水的方法里面，優(yōu)選使用能夠密封蒸汽的熱壓設(shè)備。這種熱壓設(shè)備包括蒸汽密封腔(vapor sealing chamber)和安裝在這個(gè)蒸汽密封腔內(nèi)的模具。 在模制過(guò)程中，蒸汽密封腔被打開(kāi)讓木質(zhì)單板設(shè)置在模具上，并施加相應(yīng)于注入的蒸汽壓力的壓カ進(jìn)行密封，然后蒸汽被注入到該腔中。這期間的蒸汽壓カ優(yōu)選地約為0. 1-1. 2Mpa。然后，進(jìn)行熱壓模制。換句話說(shuō)，木質(zhì)單板在蒸汽密封在密封腔內(nèi)的情況下被模制成預(yù)定形狀。在這期間，為了防止蒸汽凝結(jié)，熱壓設(shè)備的熱壓板(hot platen)的溫度被設(shè)定為等于或高于20-30攝氏度。注入蒸汽密封腔的蒸汽在木質(zhì)單板受壓的情況下排出。如上所述，木質(zhì)單板內(nèi)的水分通過(guò)除水裝置逐步排出。然后，為了將單板固定在模制狀態(tài)，模制通過(guò)設(shè)定熱壓板溫度(160-220攝氏度)進(jìn)行連續(xù)熱壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果需要永久地固定，就需要進(jìn)行額外溫度為 220-240攝氏度、時(shí)間10-20秒的熱壓處理，從而可進(jìn)行永久固定。如上所述，盡管除水裝置適于散發(fā)木單板內(nèi)的水分、有機(jī)液體或類似物，木質(zhì)單板的加壓和解壓操作重復(fù)數(shù)次，約達(dá)到20次；夾緊約0. 3-2秒，并解壓約0. 3-1. 0秒。所需的加壓和解壓操作最初是頻繁地進(jìn)行，然后加壓時(shí)間逐漸變長(zhǎng)。這個(gè)操作可防止由木質(zhì)單板內(nèi)部發(fā)生由于蒸汽突然膨脹帶來(lái)的爆裂現(xiàn)象，從而得到所需形狀的容器。木質(zhì)單板容器可不僅僅使用單層即一片單板模制而成，也可以利用多層即多片單板層疊模制而成。不用說(shuō)也知道多層帶來(lái)增強(qiáng)的強(qiáng)度性能。為了增強(qiáng)木質(zhì)單板容器的性能，比如，防水性(water r印ellency)、耐水性和強(qiáng)度，單層托盤的ー個(gè)或兩個(gè)表面都覆有聚烴烯基(polyolef in-based)膜或類似物。該膜可為0. 01-0. 8mm以及兩層(two-layer)的結(jié)構(gòu)，比如PP和EVA或類似物都可以采用。由于 PP和EVA具有融化(EVA)后可作為膠黏劑層(adhesive layer)的功能，并可成為保持防水性、耐水性和強(qiáng)度(PP)的ー層，利用層疊起來(lái)的兩層結(jié)構(gòu)的比如PP和EVA單片，利于實(shí)現(xiàn)上述各功能。應(yīng)該注意，所使用的膜不特別地限定，比如，可根據(jù)使用選擇熱固性膜。此外， 熱塑性樹(shù)脂，熱固性樹(shù)脂或類似物都可使用。所覆的膜可覆于在模制之前和模制之后的木質(zhì)單板上。在前一種情況下，重要的是，在模制前木材含水量應(yīng)該相對(duì)于較低且加壓和解壓操作的頻率應(yīng)當(dāng)高。在后一種情況下，覆膜可通過(guò)熱壓進(jìn)行。在這兩種情況中任意ー種之下，覆膜后立刻通過(guò)具有形狀相同的模具的冷壓 (cold pressing)對(duì)膜進(jìn)行冷卻。通過(guò)模制具有多層的容器并在層與層之間設(shè)置聚烴烯基膜或類似物，容器得以具有了耐水性并因此提高了容器強(qiáng)度。換句話說(shuō)，夾在兩個(gè)將要模制的單板之間的聚烴烯基膜，比如聚乙烯或類似物，防止水滴穿過(guò)。模制步驟與上述的相同。模制后立刻將容器移出， 并利用具有相同形狀的模具進(jìn)行冷壓從而冷卻固化該膜，得到兩單板被層壓且粘合的水密容器。應(yīng)該注意，由于聚乙烯的結(jié)晶性(crystallinity)，使用高密度聚乙烯比低密度聚乙烯能提供更高強(qiáng)度性能。所使用的膜厚度為0. 01-0. 5mm。實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例將在下面進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例1木質(zhì)托盤通過(guò)對(duì)木質(zhì)單板按照下面的步驟熱壓模制而成。熱壓模制用的該熱壓設(shè)備具有公知的結(jié)構(gòu)，其包括夾住并壓住木質(zhì)單板的ー對(duì)模具，ー對(duì)加熱模具的熱壓板，將模具壓向木質(zhì)單板的加壓機(jī)構(gòu)，以及將熱壓板加熱到預(yù)定溫度的加熱裝置。應(yīng)該注意，盡管木質(zhì)單板內(nèi)的水分在由模具執(zhí)行的熱壓步驟中通過(guò)除水裝置除去，這個(gè)除水裝置通過(guò)模具進(jìn)行重復(fù)多次的加壓和解壓操作來(lái)進(jìn)行振蕩操作(hunting operation)。此外，為了減少雪松單板與每個(gè)模具之間的摩擦阻力，以利于雪松單板沿著模具進(jìn)行變形，這些模具上覆有聚四氟乙烯(Teflon )。(1) 2mm厚的雪松單板由切片機(jī)和氣干燥(air dried)制得。O) 2mm厚的氣干燥雪松單板被切成比所關(guān)注的的木質(zhì)單板展開(kāi)后尺寸稍大的相似形狀，然后進(jìn)行塑化處理。換句話說(shuō)，雪松單板被放在汽蒸設(shè)備中，關(guān)上汽蒸設(shè)備的蓋子， 輸入0.2Mpa(約120攝氏度)的蒸汽，使蒸汽停留10秒又排放10秒，然后打開(kāi)蓋子。這樣的操作重復(fù)兩次以完成對(duì)雪松單板的塑化處理。(3)在塑化處理后，雪松單板被快速地放置到熱壓設(shè)備的模具上，并進(jìn)行熱壓。應(yīng)該注意，在將雪松單板放置到模具上吋，雪松單板以使雪松單板的背面裂隙面作為木質(zhì)托盤內(nèi)表面的方式放置到模具上。模具溫度被設(shè)定到160攝氏度，夾合壓力設(shè)定為4. 7MPa。在熱壓中，為了防止雪松單板發(fā)生爆裂現(xiàn)象，上述的振蕩操作重復(fù)以使得在夾合過(guò)程中單板內(nèi)的水分除去。該振蕩操作按照?qǐng)D1所示的表1的內(nèi)容中的頻率和時(shí)間段進(jìn)行。此外，為了固定模制后的形狀，如表1所示，單板最后被模制10秒鐘后，模具升起，模制后的木質(zhì)托盤被移
M I O(4)利用形狀相同的鍘切刀(guillotine)沿著模制的木質(zhì)托盤的周邊進(jìn)行切割， 以獲得預(yù)定的木質(zhì)托盤。實(shí)施例2木質(zhì)托盤通過(guò)對(duì)木質(zhì)單板按照下面的步驟熱壓模制而成。用于熱壓模制的熱壓設(shè)備具有公知的結(jié)構(gòu)，其包括夾住和壓合木質(zhì)單板的ー對(duì)模具，ー對(duì)加熱模具的加熱板，將模具壓向木質(zhì)單板的加壓機(jī)構(gòu)，將熱壓板加熱到預(yù)定溫度的加熱裝置。應(yīng)該注意，盡管木質(zhì)單板內(nèi)的水分在由模具執(zhí)行的熱壓步驟中通過(guò)除水裝置除去，這個(gè)除水裝置通過(guò)模具進(jìn)行重復(fù)多次的加壓和解壓操作來(lái)進(jìn)行振蕩操作。此外，為了減少雪松單板與每個(gè)模具之間的摩擦阻力，以利于雪松單板沿著模具進(jìn)行變形，這些模具上覆有聚四氟乙烯(Teflon )。(1) 2mm厚的雪松單板由切片機(jī)和氣干燥制得。(2) 2mm厚的氣干燥雪松單板進(jìn)行塑化處理。換句話說(shuō)，上述雪松單板被浸入70攝氏度的腔內(nèi)約5分鐘，然后放置到汽蒸設(shè)備中，汽蒸設(shè)備的蓋子關(guān)上，輸入0. 2Mpa(約120 攝氏度)的蒸汽，使蒸汽停留10秒又排放10秒，然后打開(kāi)蓋子。這樣的操作重復(fù)兩次，然后將雪松單板移出。(3)雪松單板被快速地放置到模制裝置(熱壓設(shè)備的模具)之間，并進(jìn)行熱壓。模具溫度設(shè)定為160攝氏度，夾持壓力設(shè)定為4. 7MPa。為了防止爆裂現(xiàn)象，重復(fù)振蕩操作以使得在夾合過(guò)程中單板內(nèi)的水分除去。該振蕩操作按照?qǐng)D2中所示的表2的內(nèi)容中的頻率和時(shí)間段進(jìn)行。此外，為了固定模制后的形狀，如表2所示，單板最后被壓制10秒鐘后，模具升起，模制后的木質(zhì)托盤被移出。(4)利用形狀相同的鍘切刀沿著模制木質(zhì)托盤的周邊進(jìn)行切割，以獲得預(yù)定的木旗托盤。實(shí)施例3木質(zhì)托盤通過(guò)對(duì)木質(zhì)單板按照下面的步驟熱壓模制而成。熱壓模制用的該熱壓設(shè)備具有公知的結(jié)構(gòu)，其包括夾住并壓住木質(zhì)單板的ー對(duì)模具，ー對(duì)加熱模具的熱壓板， 將模具壓向木質(zhì)單板的加壓機(jī)構(gòu)，以及將熱壓板加熱到預(yù)定溫度的加熱裝置。應(yīng)該注意， 盡管木質(zhì)單板內(nèi)的水分在由模具執(zhí)行的熱壓步驟中通過(guò)除水裝置除去，這個(gè)除水裝置通過(guò)模具進(jìn)行重復(fù)多次的加壓和解壓操作來(lái)進(jìn)行振蕩操作。此外，為了減少雪松單板與每個(gè)模具之間的摩擦阻力，以利于雪松單板沿著模具進(jìn)行變形，這些模具上覆有聚四氟乙烯 (Teflon ノ。(1) Imm厚的雪松單板由切片機(jī)和氣干燥制得。(2)利用滾壓機(jī)(roller press)，聚乙烯(polyethylene)/乙烯醋酸乙烯酯樹(shù)脂共聚物(ethylene-vinyl acetate resin copolymer) (PE/EVA)單側(cè)熱粘膜(0. 03mm 厚) 在120攝氏度下以lm/min的速度被融化到Imm厚的氣干燥的雪松單板上。然后，融有膜的雪松單板被汽蒸以進(jìn)行塑化。應(yīng)該注意，薄單板(約0. 5mm)不需要進(jìn)行汽蒸也可用來(lái)制造容器。(3)移出的雪松單板被快速地放置在模制裝置(熱壓設(shè)備的模具)之間，并利用模具在160攝氏度下壓合(熱壓)。在熱壓步驟中，為了防止爆裂，上述振蕩操作重復(fù)以使得在夾合過(guò)程中單板內(nèi)的水分除去。該振蕩操作按照?qǐng)D3中所示的表3的內(nèi)容中的頻率和時(shí)間段進(jìn)行。此外，為了固定模制后的形狀，如表3所示，單板最后被壓制10秒鐘后，模具升起，模制后的木質(zhì)托盤被移出。(4)移出的托盤被快速地設(shè)置在具有相同形狀模具的冷壓設(shè)備上，進(jìn)行冷壓。(5)利用形狀相同的鍘切刀沿著模制木質(zhì)托盤的周邊進(jìn)行切割，以獲得預(yù)定的木旗托盤。實(shí)施例4木質(zhì)托盤通過(guò)對(duì)木質(zhì)單板按照下面的步驟熱壓模制而成。用于熱壓模制的熱壓設(shè)備具有公知的結(jié)構(gòu)，其包括夾住和壓合單板的ー對(duì)模具，ー對(duì)加熱模具的加熱板，將模具壓向木質(zhì)單板的加壓機(jī)構(gòu)，將熱壓板加熱到預(yù)定溫度的加熱裝置。應(yīng)該注意，盡管木質(zhì)單板內(nèi)的水分在由模具執(zhí)行的熱壓步驟中通過(guò)除水裝置除去，這個(gè)除水裝置通過(guò)模具進(jìn)行重復(fù)多次的加壓和解壓操作來(lái)進(jìn)行振蕩操作。此外，為了減少雪松單板和每個(gè)模具之間的摩擦阻力，以利于雪松單板沿著模具進(jìn)行變形，這些模具上覆有聚四氟乙烯(Teflon )。(1) Imm厚的雪松單板由切片機(jī)和氣干燥制得。(2)然后，對(duì)雪松單板進(jìn)行塑化處理。換句話說(shuō)，兩個(gè)干燥的雪松單板被浸入70攝氏度的腔中大約10分鐘，然后具有與單板相同尺寸的高密度聚乙烯(HDP^膜(0. 3mm)夾入到單板之間，然后在0. 2MPa的壓カ下以約120攝氏度下進(jìn)行汽蒸處理(停留10秒又排放蒸汽10秒)兩次。
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(3)移出的雪松單板和HDPE膜被快速地設(shè)置在模制裝置(熱壓設(shè)備的模具)之間在180攝氏度的模制溫度下壓合(熱壓)。在熱壓步驟中，為了防止爆裂現(xiàn)象，上述振蕩操作重復(fù)以使得在壓合過(guò)程中單板內(nèi)的水分除去。該振蕩操作按照?qǐng)D4中所示的表4的內(nèi)容中的頻率和時(shí)間段進(jìn)行。此外，為了固定模制后的形狀，如表4所示，單板最后被壓制10秒鐘后，模具升起，模制后的木質(zhì)托盤被移出。(4)移出的托盤被快速地設(shè)置在具有相同形狀模具的冷壓設(shè)備上，進(jìn)行冷壓直到 HDPE的溫度接近常溫。(5)利用形狀相同的鍘切刀沿著模制木質(zhì)托盤的周邊進(jìn)行切割，以獲得預(yù)定的木旗托盤。實(shí)施例5木質(zhì)托盤通過(guò)對(duì)木質(zhì)單板按照下面的步驟熱壓模制而成。用于熱壓模制的熱壓設(shè)備具有公知的結(jié)構(gòu)，其包括夾住和壓合單板的ー對(duì)模具，ー對(duì)加熱模具的加熱板，將模具壓向木質(zhì)單板的加壓機(jī)構(gòu)，將熱壓板加熱到預(yù)定溫度的加熱裝置。應(yīng)該注意，盡管木質(zhì)單板內(nèi)的水分在由模具執(zhí)行的熱壓步驟中通過(guò)除水裝置除去，這個(gè)除水裝置通過(guò)模具進(jìn)行重復(fù)多次的加壓和解壓操作來(lái)進(jìn)行振蕩操作。此外，為了減少雪松單板與每個(gè)模具之間的摩擦阻力，以利于雪松單板沿著模具進(jìn)行變形，這些模具上覆有聚四氟乙烯(Teflon )。所用
模具的詳細(xì)說(shuō)明如下。深度30mm角度(側(cè)壁上升角度)不對(duì)稱地，左邊60度，右邊50度底表面和側(cè)壁截面曲度半徑13mm(1) Imm厚的雪松單板由切片機(jī)和氣干燥制得。(2)然后，對(duì)雪松單板進(jìn)行塑化處理。換句話說(shuō)，Imm厚的干燥的雪松單板被浸入 70攝氏度的腔中大約1-2分鐘，然后移出，ー些水滴滴入如圖5所示的陰模Kl中，在該模具內(nèi)設(shè)置單板W，并停留10-20秒直到單板W的溫度升高。接著，夾在陰模Kl和陽(yáng)模K2之間的單板W開(kāi)始被模壓。(3)模具的溫度被設(shè)定在185攝氏度，夾合壓力設(shè)定在5. 4MPa。在熱壓步驟中，為了防止爆裂現(xiàn)象，上述振蕩操作重復(fù)以使得在壓合過(guò)程中單板內(nèi)的水分除去。該振蕩操作按照?qǐng)D6中所示的表5的內(nèi)容中的頻率和時(shí)間段進(jìn)行。此外，為了固定模制后的形狀，如表5所示，單板最后被壓制10秒鐘后，模具升起，模制后的木質(zhì)托盤被移出。(4)利用形狀相同的鍘切刀沿著模制木質(zhì)托盤的周邊進(jìn)行切割，以獲得預(yù)定的木旗托盤?，F(xiàn)在，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的木質(zhì)單板容器熱壓設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的木質(zhì)單板熱壓設(shè)備A的一個(gè)實(shí)施例的示意性構(gòu)造的方塊簡(jiǎn)圖。在圖7中，附圖標(biāo)記1表示加熱壓板部(heating platen portion)，該加熱壓板部包括了夾住單板并對(duì)單板加壓成預(yù)定形狀的一對(duì)模具以及加熱模具的一對(duì)熱壓板，附圖標(biāo)記2代表密閉地及可釋放地容納加熱壓板部的密封腔，附圖標(biāo)記3代表將模具壓向木質(zhì)單板的加壓機(jī)構(gòu)，附圖標(biāo)記4代表將加熱板加熱到預(yù)定溫度的加熱裝置，附圖標(biāo)記5代表將蒸汽輸入和排出密封腔2的輸入和排出機(jī)構(gòu)，附圖標(biāo)記6代表通過(guò)輸入和排出機(jī)構(gòu)5向密封腔2提供蒸汽的蒸汽源。圖8是示出木質(zhì)單板容器熱壓設(shè)備A的主要部分的解釋性視圖。在圖8中，附圖標(biāo)記11代表上加熱板，上加熱板的下側(cè)附接陽(yáng)模11a。附圖標(biāo)記12表示下加熱板，下加熱板的上側(cè)附接陰模12a。加熱壓板部1包括上熱壓板11、陽(yáng)模11a、下熱壓板12、陰模12a， 并且容納在密封腔2內(nèi)。密封腔2包括殼體21，殼體的底部是打開(kāi)的。下熱壓板12與打開(kāi)的底部抵靠(abut)和分離(s印arate)，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)合。另外，W代表設(shè)置在陰模12a的上表面以進(jìn)行熱壓模制的木質(zhì)單板。附圖標(biāo)記32代表使上活塞32a上下移動(dòng)的上液壓機(jī)(upper hydraulic cylinder)，附圖標(biāo)記33代表使下活塞33a上下移動(dòng)的下液壓機(jī)。陽(yáng)模Ila和陰模1 分別連接到上活塞3 和下活塞33a的頂部(tip portion)。加壓機(jī)構(gòu)3包括液壓裝置，比如液壓機(jī)，活塞或類似物，但不一定要用液壓機(jī)構(gòu)。作為加壓機(jī)構(gòu)3，凸輪或曲柄機(jī)構(gòu)也可以用于加壓。包括上加熱板11和下加熱板12等的用于加熱壓板部1的加熱裝置4進(jìn)行，比如， 蒸汽加熱和電加熱，從而將每ー個(gè)加熱板加熱到預(yù)定溫度。蒸汽可適宜地通過(guò)線路、管道或類似物(圖8中未示出)，從蒸氣源5提供到密封腔2的殼體21。現(xiàn)在，將對(duì)使用木質(zhì)單板容器熱壓設(shè)備A制造木質(zhì)單板容器的步驟進(jìn)行說(shuō)明。此處用Imm厚的木質(zhì)單板作為材料來(lái)進(jìn)行熱壓模制，成為深長(zhǎng)的(de印-drawn)食品托盤(該托盤具有顯著的深度并且在邊緣具有很大的彎曲角度)。模具的詳細(xì)說(shuō)明如下。深度30mm角度(側(cè)壁上升角)不對(duì)稱地，左邊60度，右邊50度底部表面和側(cè)壁橫截面的曲度曲度半徑13mm初始，如圖8所示，木質(zhì)單板W被設(shè)置在陰模1 上，然后下活塞33a升高，通過(guò)下加熱板12或類似物密封住密封腔2 (殼體21)。在這個(gè)密封條件下，蒸汽從圖7的蒸汽源6 通過(guò)蒸汽輸入和排出機(jī)構(gòu)5注入到密封腔2。在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，施加相應(yīng)于蒸汽壓カ的所需壓力，以防止密封容器的下蓋(熱壓板12)打開(kāi)。蒸汽壓カ被設(shè)定在約0. 1-1. 2MPa范圍之間。如圖9所示，在蒸汽被密封住的情況下，對(duì)木質(zhì)單板W進(jìn)行熱壓模制。應(yīng)該注意， 加熱壓板部1(模具)按需地設(shè)定在的20-30攝氏度或高于蒸汽溫度的溫度，從而防止蒸汽凝結(jié)。如圖9所示的加壓條件下，蒸汽通過(guò)上述蒸汽輸入和排出機(jī)構(gòu)5排出，并同時(shí)通過(guò)重復(fù)振蕩操作(加壓和解壓操作)來(lái)將木質(zhì)單板W內(nèi)所含水分排出。該振蕩操作進(jìn)行10 次左右；該操作在開(kāi)始后立刻頻繁地進(jìn)行，然后加壓時(shí)間逐漸變長(zhǎng)，模制操作繼續(xù)進(jìn)行。在處于大氣壓カ下之后，為了固定木質(zhì)單板(托盤)W的模制形狀，最后重復(fù)相續(xù)的加壓10到20分鐘。在這期間，加熱壓板部1(模具)的溫度為220-240攝氏度，或不然在220-240攝氏度下進(jìn)行約10-20秒的額外熱壓處理，以使得可永久地固定模制形狀。熱壓然后進(jìn)行解壓。接著如圖10所示，下熱壓板12下降以打開(kāi)蒸汽密封腔2的底部，并移出模制的托盤。利用形狀相同的鍘切機(jī)對(duì)該模制的木質(zhì)托盤沿著周邊進(jìn)行切割，以獲得如圖11所示的最終產(chǎn)品。如所示，天然木材的各種木纖維顯示在托盤表面，使得獲得的最終產(chǎn)品具有塑料產(chǎn)品絕不會(huì)有的特殊品味。
權(quán)利要求
1.用于通過(guò)對(duì)夾在模具中的木質(zhì)單板進(jìn)行熱壓成預(yù)定形狀來(lái)生產(chǎn)木質(zhì)單板容器的方法，該方法包括以下步驟熱壓之前或熱壓過(guò)程中對(duì)所述木質(zhì)單板進(jìn)行塑化處理，熱壓過(guò)程中，通過(guò)除水裝置從所述木質(zhì)單板中除去水，以及除去水后，通過(guò)連續(xù)對(duì)所述木質(zhì)單板熱壓預(yù)定時(shí)間段使成為預(yù)定形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木質(zhì)單板容器的制造方法，其中，塑化是熱壓所述木質(zhì)單板前的蒸汽處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木質(zhì)單板容器的制造方法，其中，塑化是熱壓所述木質(zhì)單板前的水或有機(jī)液體添加處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木質(zhì)單板容器的制造方法，其中，塑化是熱壓所述木質(zhì)單板前通過(guò)微波輻射處理進(jìn)行加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4的任一項(xiàng)所述的木質(zhì)單板容器的制造方法，還包括塑化的預(yù)處理步驟，其中，所述預(yù)處理步驟包括將所述單板浸入溫水或有機(jī)液體中，或?qū)⑺蛴袡C(jī)液體噴灑到所述單板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木質(zhì)單板容器的制造方法，其中塑化是在熱壓過(guò)程中對(duì)所述單板進(jìn)行水或有機(jī)液體添加處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的木質(zhì)單板容器的制造方法，其中水液體添加處理或有機(jī)液體添加處理是通過(guò)將所述水和/或所述有機(jī)液體滴到所述模具上來(lái)執(zhí)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的木質(zhì)單板容器的制造方法，其中蒸汽處理是通過(guò)將所述蒸汽注入設(shè)置在蒸汽密封空間內(nèi)所述模具上的所述木質(zhì)單板上來(lái)執(zhí)行，所述木質(zhì)容器在所述蒸汽被密封住的情況下在熱壓下進(jìn)行模制，然后排出所述蒸汽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8的任一項(xiàng)所述的木質(zhì)單板容器的制造方法，其中熱壓過(guò)程中所述除水裝置指通過(guò)所述模具重復(fù)加壓和解壓操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9的任一項(xiàng)所述的木質(zhì)單板容器的制造方法，其中所述木質(zhì)單板是單層單板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10的任一項(xiàng)所述的木質(zhì)單板容器的制造方法，其中所述模具上覆有聚四氟乙烯，以減小在模制所述木質(zhì)單板中所述每個(gè)模具與所述木質(zhì)單板之間的摩擦阻力，同時(shí)利于將所述木質(zhì)單板變形為所述模具的形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11的任一項(xiàng)所述的木質(zhì)單板容器的制造方法，其中將要設(shè)置在所述模具之間的所述木質(zhì)單板具有稍大于所關(guān)注的所述木質(zhì)單板容器展開(kāi)后的相似形狀，從而減少由于模制過(guò)程中的變形應(yīng)力引起的所述木質(zhì)單板的開(kāi)裂。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12的任一項(xiàng)所述的木質(zhì)單板容器的制造方法，其中，所述木質(zhì)單板以所述木質(zhì)單板背面裂隙面為所述容器的內(nèi)表面的方式設(shè)置在所述模具上，以減少所述木質(zhì)單板的開(kāi)裂。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13的任一項(xiàng)所述的木質(zhì)單板容器的制造方法所制造的木質(zhì)單板容器。
15.用于通過(guò)塑化和熱壓木質(zhì)單板以形成所需的木質(zhì)單板容器的熱壓設(shè)備，該設(shè)備包括夾住和壓合所述木質(zhì)單板成為預(yù)定形狀的ー對(duì)模具，分別與每個(gè)所述模具連接并對(duì)所述模具進(jìn)行加熱的ー對(duì)加熱板， 用于所述模具和所述熱壓板的密封腔， 通過(guò)所述加熱板將所述模具壓向所述木質(zhì)單板的加壓機(jī)構(gòu)， 將所述加熱板加熱到預(yù)定溫度的加熱裝置，和向所述密封腔提供和排出蒸汽的輸入和排出機(jī)構(gòu)，其中，所述木質(zhì)單板在所提供的蒸汽被密封住的情況下進(jìn)行熱壓，所述蒸汽在該熱壓條件下排出所述密封腔，并且所述木質(zhì)單板通過(guò)所述模具多次反復(fù)的加壓和解壓操作被模制成具有預(yù)定形狀的所述木質(zhì)單板容器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的形成所述木質(zhì)單板容器的所述熱壓設(shè)備，其中，所述密封腔包括底部打開(kāi)的殼體，并且所述殼體通過(guò)開(kāi)ロ與所述加熱板抵靠或分離實(shí)現(xiàn)密封和打開(kāi)。
全文摘要
本發(fā)明旨在提供實(shí)現(xiàn)有效地生產(chǎn)具有高自由度形狀同時(shí)又防止由模制木質(zhì)單板而產(chǎn)生的爆裂現(xiàn)象的模制技術(shù)。上述問(wèn)題通過(guò)提供利用熱壓夾在模具之間的木質(zhì)單板成為預(yù)定形狀來(lái)制造木質(zhì)單板容器的方法來(lái)解決，該方法包括以下步驟熱壓之前或熱壓過(guò)程中塑化木質(zhì)單板；熱壓過(guò)程中，通過(guò)除水裝置除去木質(zhì)單板內(nèi)的水；除去水后，通過(guò)連續(xù)熱壓木質(zhì)單板一預(yù)定時(shí)間段來(lái)固定木質(zhì)單板成為預(yù)定形狀。
文檔編號(hào)B27M3/00GK102554999SQ20101062515
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者古田裕三, 大越誠(chéng), 莊內(nèi)豐, 木口實(shí), 秦野恭典, 高野勉 申請(qǐng)人:莊內(nèi)鐵工株式會(huì)社, 獨(dú)立行政法人森林總合研究所