用于制造纤维基食品容器的方法和设备技术

用于利用纤维基浆体制造真空成形产品容器的方法和设备。该浆体包含水分阻隔剂，该水分阻隔剂包括按重量计在约4％的范围的烷基烯酮二聚体以及按重量计在1％至7％的范围内的阳离子液体淀粉组分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造纤维基食品容器的方法和设备
本专利技术大体上涉及用于制造容器和包装材料的生态可持续方法和设备，并且更具体地，涉及用于在真空成形模制纤维产品中使用新颖浆体来替代塑料。
技术介绍
由一次性塑料容器和包装材料造成的污染频发，破坏了全球景观并且威胁了生态系统以及居住在其中的各种生命形式的健康。垃圾以一片片泡沫塑料和膨胀聚苯乙烯(EPS)包装、外卖容器、瓶子、薄膜袋以及光降解塑料小球的形式与水路和海洋接触。由于这种海洋垃圾累积，其形成了零星分布的、位于每个海洋环流处的高度集中的塑料岛。日光和波浪导致漂浮的塑料物分解成越来越小的颗粒，但是它们从未完全消失或生物降解。单个塑料微珠可能是其周围水的毒性的一百万倍。塑料颗粒起到了吸收水传播的污染物(例如杀虫剂)的作用。鱼、海龟、甚至鲸鱼食用塑料物体，这可能使它们生病或者死亡。更小的海洋生物摄入微小的塑料颗粒并且在我们食用海产品时将它们传递给我们。用于减少塑料污染的可持续解决方案蓄势待发。然而，连续采用这些解决方案不仅需要它们有益于环境，而且从性能和成本角度来看可以与塑料竞争。本专利技术涉及无需折衷产品性能，在可竞争的成本结构范围内，通过利用模制纤维的革命性技术来替代塑料。通过简要的
技术介绍
，自20世纪30年代以来已经开始使用模制纸浆(模制纤维)来制作容器、托盘和其他包装，但是在引入塑料泡沫包装之后在20世纪70年代减少了对模制纸浆的使用。纸浆可以通过旧报纸、瓦楞箱和其他植物纤维来生产。如今，模制纸浆包装被广泛用于电子器件、家庭用品、汽车零件和医疗产品以及作为用于装运电子和其他易碎部件的边缘/拐角保护器或货板托盘。通过对呈成品包装的镜像的形状的金属工具进行机械加工来制造模具。通过工具钻孔并将筛网附接至其表面。通过孔抽真空与此同时筛网防止了纸浆堵塞孔。两种最常见的模制纸浆被分类成1型和2型。1型通常被用于支持具有3/16英寸(4.7毫米)至1/2英寸(12.7毫米)壁的包装应用。1型模制纸浆制造，也被称为“干式”制造，使用由研磨的报纸、牛皮纸或溶解在水中的其他纤维制成的纤维浆体。将安装在台板上的模具浸入或浸没在浆体中，并将真空施加于大体凸面的背侧。真空将浆体牵拉到模具上以形成包装的形状。在仍然处于真空下的同时，从浆体池移除模具，从而允许水从纸浆排除。随后通过工具吹入空气以弹出模制的纤维件。零件通产被存放在移动通过干燥烘箱的传送装置上。2型模制纸浆制造，也被称为“湿式”制造，通常用于利用具有0.02英寸(0.5毫米)至0.06英寸(1.5毫米)的壁的容器包装电子设备、蜂窝电话以及家用物品。2型模制纸浆使用和1型制造相同的材料并遵照相同的基本工艺，直到真空把浆体牵拉到模具上处。在该步骤之后，转移模具与纤维包装相匹配，转移模具将成形的“湿部件”移动到热压机，并压缩和干燥纤维材料以增大密度和提供光滑的外表面光洁度。例如，参见http://www.stratasys.com/solutions/additive-manufacturing/tooling/molded-fiber；http:/www.keiding.com/molded-fiber/manufacturing/process/；2007年4月11日公布的标题为“改进的模制纤维制造(ImprovedMoldedFiberManufacturing)”的欧洲专利EP1492926B1，GrenideaTechnologiesPTE有限责任公司；以及http://afpackaging.com/thermoformed-fiber-molded-pulp/。以上所有的全部内容通过引用结合于此。纤维基包装产品是生物可降解的、可堆肥的，且不像塑料，不会迁移到海洋中。然而，当前已知的纤维技术并不是非常适合于结合肉品及家禽肉容器、预加工食品、产品、可微波加热的食品容器以及用于如热咖啡的饮料容器的盖使用。因此需要能够克服现有技术的限制的方法和设备。通过随后的详细描述和所附权利要求书并结合附图和本
技术介绍
，各种特征和特性也将变得显而易见。
技术实现思路
本专利技术的各种实施例涉及用于制造真空模制的纤维基包装和容器产品的方法、化学式和设备，尤其是包含：(i)体现了提高结构刚性的新几何特征的肉品、产品、园艺和实用容器；(ii)具有嵌入的和/或外用的水分/水汽阻隔剂的肉品、产品、园艺容器；(iii)被修改成使喷嘴重新定向从而增大产品和园艺容器中排气孔的大小的真空工具；(iv)体现嵌入的和/或外用的水分、油和/或水汽阻隔剂和/或用来改进化学键合的助留剂的可微波加热/烤箱加热的容器；(v)体现了在延长的保质期内保留结构刚性的水分/水汽阻隔剂的肉品容器；(vi)体现水分/水汽阻隔剂的用于热饮料容器的盖；以及(vii)被修改为包含用于从模具弹出具有负拔模的饮料盖的的活塞的真空工具。应当注意的是，本文中所述的各种专利技术，尽管在常规的基于浆体的真空成形工艺的背景下进行例示说明，但是并不限于此。本领域技术人员可以理解，本文中所述的专利技术可以设想任意的纤维基制造模式，包含3D打印技术。对各种其他实施例、方面和特征将在下文中更详细地进行描述。附图说明以下将结合附图描述示范性实施例，其中相同的附图标记指示相同的元件，并且：图1是根据各种实施例的利用纤维基浆体的示范性真空成形工艺的示意性框图；图2是根据各种实施例的用于控制浆体的化学组成的示范性闭环浆体系统的示意性框图；图3是根据各种实施例的示出了卷边、外悬裙边以及用于增强环箍强度的肋条结构特征的示范性产品容器的透视图；图4是根据各种实施例的图3中所示容器的端视图；图5A是根据各种实施例的包含延伸的通气孔的示范性产品容器的透视图；图5B是根据各种实施例的在图5A中所示容器的端视图；图6A至图6C是根据各种实施例的示出各种搁架和肋条特征的食品容器的替代实施例；图7是根据各种实施例的包含被配置为冲洗来自通气孔插入件的纸浆的喷嘴的示范性清洗工具的透视图；图8是根据各种实施例的图7中所示喷嘴的近距离视图；图9是根据各种实施例的通过图7中和图8中所示被定向以由喷嘴移除的过量纤维的透视图；图10是根据各种实施例的示范性可微波加热的食品容器的透视图；图11A是根据各种实施例的示范性肉品容器的透视图；图11B是根据各种实施例的图11A中所示可微波加热的食品容器的端视图；图12是根据各种实施例的示出具有偏置肋条的搁架的浅食品托盘的替代实施例；图13是根据各种实施例的用于液体(例如，汤或饮料如咖啡或苏打水)容器的示范性盖的透视图；图14是根据各种实施例的图13中所示盖的顶视图；图15是根据各种实施例的图13和图14中所示盖的侧正视图；图16是根据各种实施例的用于在制造图13至图15中所示盖的过程中使用的示范性模具的透视图；图17是根据各种实施例的显示为处于缩回位置的图16的模具的侧正视图；图18是根据各种实施例的显示为处于伸出位置的图17的模具的侧正视图；以及图19是根据各种实施例的实用(非食品)容器的透视图。具体实施方式本专利技术的以下详细描述在本质上仅是示范性的，并且并不旨在限制本专利技术或者本专利技术的应用和使用。此外，并不存在被前述
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或以下详细描述中所提出的任何理论限制的意图。本专利技术的各种实施例涉及纤维基或纸浆基产品以用于兼在食本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造用于饮料容器的盖的方法，包括：形成附于模具的丝网，所述模具包括所述盖的镜像；将所述丝网浸没在纤维基浆体浴中；遍布所述丝网地抽真空以使纤维颗粒在丝网表面处累积；以及从所述浆体浴移除所述丝网；其中所述浆体包括按重量计在0.5％至10％的范围内的水分阻隔剂组分和按重量计在1％至4％的范围内的刚性组分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.26 US 15/220,3711.一种制造用于饮料容器的盖的方法，包括：形成附于模具的丝网，所述模具包括所述盖的镜像；将所述丝网浸没在纤维基浆体浴中；遍布所述丝网地抽真空以使纤维颗粒在丝网表面处累积；以及从所述浆体浴移除所述丝网；其中所述浆体包括按重量计在0.5％至10％的范围内的水分阻隔剂组分和按重量计在1％至4％的范围内的刚性组分。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述水分阻隔剂组分在约1％至4％的范围内。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述水分阻隔剂组分包括烷基烯酮二聚体(AKD)。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述烷基烯酮二聚体包括长链双烯酮。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述浆体包括纤维基，所述纤维基具有比值在约7:3至约9:1的范围内的软木(SW)/蔗渣。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述刚性组分包括淀粉。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述刚性组分包括液体淀粉。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述刚性组分包括干燥无机盐。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述水分阻隔剂包括在约4％的范围的AKD；所述浆体包括蔗渣；并且所述浆体进一步包括按重量计在约1％至4％的范围内的聚阳离子材料。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述浆体进一步包括在约0.5％至10％的范围内的聚酰胺-环氧氯丙烷(PAE)树脂。11.根据权利要求10所述的方法，其中在将所述水分阻隔剂添加到所述浆体之前将所述PAE树脂添加到所述浆体。12.一种根据权利要求1所述的方法制造的盖。13.根据权利要求12所述的盖，包括具有非正拔模的锁定环。14.根据权利要求13所述的盖，包括具有负拔模的锁定环。15.一种用于在真空成形食品容器盖中使用的浆体，所述浆体包括按重量计在0.5％至10％的范围内的水分阻隔剂组分、按重量计在1％至4％的范围内的刚性组分，以及在约1％至4％的范围内的聚阳离子组分。16.根据权利要求15所述的浆体，进一步包括纤维基，所述纤维基包括比值在约7:3至约9:1的范围内的软木(SW)和蔗渣。17.根据权利要求15所述的浆体，进一步包括按重量计在1％至4％的范围内的Hercobond刚性组分。18.一种用于制造纤维基饮料盖的真空工具，所述纤维基饮料盖具有冠部和包含非正拔模的锁定环，所述工具包括：模具块，其支撑对应于所述盖锁定环的锁定环模具部分；可缩回活塞组件，其包括对应于所述盖冠部的冠部模具部分和活塞轴；以及气动式致动器，其被配置为使所述活塞轴延伸以由此从所述锁定环模具部分移除所述盖锁定环。19.根据权利要求18所述的真空工具，进一步包括可移除地包围所述冠部模具部分和所述锁定环模具部分的丝网。20.根据权利要求18所述的真空工具，其中所述非正拔模包括负拔模。21.一种制造纤维基产品容器的方法，包括：以对应于所述产品容器的模具的形状形成网；将所述网浸没在纤维基浆体中；遍布所述网地抽真空以使纤维颗粒在网表面处累积以由此形成所述产品容器；以及之后从浆体浴移除所述产品容器并干燥所述产品容器；其中所述浆体包括按重量计在1％至10％的范围内的烷基烯酮二聚体(AKD)基水分阻隔剂组分。22.根据权利要求21所述的方法，其中所述水分阻隔剂组分在约4％的范围。23.如权利要求21所述的方法，其中干燥包括将所述产品容器放置在烘箱中。24.根据权利要求21所述的方法，其中所述水分阻隔剂组分包括长链双烯酮。25.根据权利要求24所述的方法，其中所述浆体包括着色剂，所述着色剂包括阳离子染料和纤维活性染料中的一种。26.根据权利要求25所述的方法，其中所述浆体进一步包括染料吸收剂，所述染料吸收剂包括盐和苏打灰中的一种。27.根据权利要求26所述的方法，进一步包括以湿法工艺或干法工艺中的一种处理具有累积纤维颗粒的所述网。28.根据权利要求27所述的方法，其中所述浆体进一步包括按重量计在1％至7％的范围内的淀粉组分。29.根据权利要求28所述的方法，其中所述淀粉组分包括阳离子液体淀粉。30.根据权利要求29所述的方法，其中所述淀粉组分包括改性的聚胺，所述改性的聚胺与纤维形成氢键和离子键两者。31.根据权利要求30所述的方法，其中所述淀粉组分包括聚酰胺-环氧氯丙烷(PAE)树脂。32.一种根据权利要求21所述的方法制造的产品容器。33.一种根据权利要求31所述的方法制造的产品容器。34.一种制作纤维基产品容器的方法，包括：将网模具浸没在浆体内并遍布所述模具地抽真空以形成所述产品容器；并且从所述浆体移除所述产品容器并在烘箱中干燥所述产品容器；其中所述浆体包含按重量计在约2％至6％的范围内的AKD水分阻隔剂组分和按重量计在1％至7％的范围内的阳离子液体淀粉组分。35.根据权利要求34所述的方法，其中所述浆体包括纤维基，所述纤维基具有以下中的至少一种：软木(SW)；蔗渣；竹子；旧瓦楞纸箱(OCC)；以及报纸(NP)。36.根据权利要求35所述的方法，其中所述浆体包括在约70％的范围的旧瓦楞纸箱(OCC)和在约30％的范围的报纸(NP)。37.根据权利要求34所述的方法，其中所述网模具限定了水平延伸的搁架，所述搁架设置在容器侧壁的顶部下方约30％至50％的范围内。38.一种制造肉品托盘的方法，包括：提供呈所述肉品托盘的形状的丝网模具；将所述模具浸没在纤维基浆体中；遍布所述丝模具地抽真空以使纤维颗粒在丝网表面处累积；并且从所述浆体移除所述模具和附着的纤维颗粒；以及随后干燥所述纤维颗粒以产生所述肉品托盘；其中所述浆体包含第一组分和第二组分，所述第一组分...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·D·钟，B·M·穆尔，Y·张，
申请(专利权)人：足迹国际有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US