用于制造基于纤维的饮料固持器的方法和设备技术

用于使用浆料真空成形饮料载体轭的方法和设备。所述浆料包括：水分阻挡材料，其包括处于按重量计约4％范围内的AKD；以及纤维基体，其包括OCC和NP。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造基于纤维的饮料固持器的方法和设备
本专利技术大体上涉及用于制造饮料轭的生态可持续方法和设备，且更确切地说，涉及新型轭设计的使用和用于真空成形模制纤维饮料载体的浆料组合物。
技术介绍
由一次性塑料容器和饮料载体造成的污染是扩散性的，伤害了全球地貌且威胁到生态系统的健康和居住于生态系统中的各种生命形式。六包装环或轭通常包括用以运载罐子或瓶子的多包装的互连塑料环的网。从1989年起，美国的六包装环已经被配制成可光降解的，使得塑料在几周内开始分解。近年来，轭由#4塑料或LDPE可光降解的塑料(聚乙烯)制成。虽然这些新材料减少饮料轭的环境影响，但仍需要更加生物兼容性的解决方案。用于减少塑料污染的可持续解决方案持续获得动力。然而，投入使用要求这些解决方案不仅对环境有好处，而且从性能和成本观点都可与塑料竞争。本专利技术涉及在竞争性成本结构内用模制纤维的革命性技术代替塑料饮料轭而不会影响产品性能。借助于简要的背景，从1930年代起已经使用模制纸浆(模制纤维)来制作容器、托盘和其它封装，但在塑料泡沫封装的引入之后的1970年代经历衰退。纸浆可从旧新闻纸、瓦楞纸箱和其它植物纤维。当今，模制纸浆封装广泛用于电子器件、家用商品、汽车部件和医疗产品，且作为用于装运电子和其它脆弱组件的边缘/拐角保护器或集装架托盘。通过以成品基于纤维的产品的镜像的形状机械加工金属工具来制作模具。穿过工具钻孔，并且接着将筛网附接到其表面。通过孔抽吸真空，同时筛网防止纸浆堵塞孔。纸浆颗粒在筛网表面处累积以形成模制零件。基于纤维的封装产品是可生物降解的、可堆肥的，且不同于塑料，并不会迁移到海洋中。然而，当前已知的纤维技术不太适合饮料轭，原因在于运载孔周围的高应力集中，以及基于纤维的产品当潮湿时快速降解的倾向。因此需要克服现有技术的限制的方法和设备。从结合附图和此背景部分做出的后续具体实施方式和所附权利要求书中也将显而易见各种特征和特性。
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基于纤维的饮料载体轭的方法化学式和设备，尤其包含：i)促进成品纤维轭的强度和结构刚性的浆料组合物；ii)抵抗成品纤维轭中的水分穿透的浆料组合物；ⅲ)被配置成在饮料罐子孔周围产生尖锐边缘而不需要后续模切的真空加工；iv)最小化重量进而减少循环时间且增加处理量的几何设计；v)牢固地保持饮料容器，同时也促进每一饮料容器从轭容易移除的几何设计；以及vi)包含4％kymene1500LV、4％AKD和4％Hercobond6950范围内的基于纤维的浆料组合物。应注意本文所描述的各种专利技术虽然是在常规基于浆料的真空形成过程的上下文中示出，但是不受如此限制。本领域的技术人员将了解本文所描述的本专利技术可以预期任何基于纤维的制造模态，包含3D打印技术。下文更详细地描述各种其它实施例、方面和特征。附图说明下文将与附图结合描述示例性实施例，其中相同数字表示相同元件，且：图1是根据各种实施例的运载六个饮料罐子的基于纤维的饮料轭的透视图；图2是示出根据各种实施例饮料轭紧固到的罐子的顶部的形状的饮料罐子的示意图；图3是根据各种实施例的示例性基于纤维的六包装饮料轭的透视图；图4描绘根据各种实施例的图3所示的轭的相应俯视平面图、侧视图和前正视图；图5描绘根据各种实施例的替代轭实施例的相应俯视平面图、侧视图和前正视图；图6根据各种实施例的基于纤维的四包装饮料轭的透视图；图7描绘根据各种实施例的图6所示的轭的相应俯视平面图、侧视图和前正视图；图8是根据各种实施例的被配置成用于真空成形基于纤维的饮料轭的示例性公模组件的透视图；图9是根据各种实施例的用于干燥基于纤维的饮料轭的示例性凸形干燥压机组件的透视图；图10是根据各种实施例的示例性凹形干燥压机组件的透视图；图11是根据各种实施例的使用基于纤维的浆料的示例性真空成形过程的示意性框图；以及图12是根据各种实施例的用于控制浆料的化学组成的示例性闭环浆料系统的示意性框图。具体实施方式以下本专利技术的详细描述在本质上仅仅是示例性的，且并不意图限制本专利技术或本专利技术的应用和使用。此外，不希望限于先前背景或以下详细描述中呈现的任何理论。本专利技术的各种实施例涉及用于运载用于耗材和非耗材的瓶子、罐子和其它容器的基于纤维或基于纸浆的环轭。借助于非限制性实例，本公开涉及适于解决与饮料载体轭相关联的独特挑战的浆料的特定几何形状和化学调配。本公开进一步预期具有用于增强的强度的结构特征的基于纤维的轭。真空形成的食品载体为人所熟知，包含配备有用于在载体之上支撑饮料容器的压配合杯架的托盘。然而，当前已知的基于纤维的食品载体不太适合用作“六包装”环或轭以用于在轭的平面下方悬挂饮料容器，部分是因为与用足够强度抓持容器以将容器保持于轭中相关联的挑战，同时便于容器从轭容易移除。即，如果轭材料太厚，那么可能难以从轭移出罐子。如果材料太薄，那么在用户携带轭时轭无法充分保持饮料容器。各种实施例预期具有基本上均匀厚度的运载轭；其它实施例预期高应力集中区中的较大厚度，例如接近于用于运载饮料容器的手指孔和套环处。在其它实施例中，可使用肋状物和/或其它几何结构来增强强度。其它实施例预期灌注具有湿强度添加剂(例如，Kymene)、干强度组分(例如，阳离子添加剂)和/或防潮材料(例如，3％AKD)的纸浆浆料。其它实施例预期安置成接近于容器套环的穿孔或撕裂线以促进容器从轭的移除。本专利技术进一步预期包括90％范围内的旧瓦楞纸箱(OCC)和10％范围内的软木的纤维组合物；其它实施例包括近似30％新闻纸(NP)和近似70％OCC的浆料基体。其它实施例预期具有处于4到15克范围内的总重量的轭；具体实施例目标为6.5或10克。对于给定材料，所得强度与厚度成比例，厚度与重量成比例。一个设计度量涉及优化强度而不会不必要地增加厚度，因为增加厚度也增加循环时间且减小处理量。各种实施例预期20秒范围内的在真空腔室中的停留时间，以及在200℃下40秒范围内的干燥时间，其中干燥时间也与轭厚度/重量成比例。为了避免不必要的模切操作，各种实施例预期铝阳模和阴模形格，以用于那些模具部分的工具钢增强，所述模具部分界定保持每一罐子的内部环；以此方式可以维持极紧密公差，从而产生罐子固持器的清洁内部边缘。简要参考图11和12，现将呈现对本专利技术的上下文有用的示例性真空成形过程的概述。图11描绘使用基于纤维的浆料的示例性真空成形系统和过程1100包含第一阶段1101，其中呈将制造的产品的镜像的形式的模具(为清楚起见而未图示)包封于细钢丝网形格1102中以匹配模具的轮廓。基于纤维的浆料1104的供应1104在压力(P1)1106(通常为环境压力)下输入。通过维持模具内部的较低压力(P2)1108，浆料被抽吸通过所述网形格，在模具的形状中截留纤维颗粒，同时排出过量浆料1110用于再循环回到系统中。继续参看图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造被配置成运载饮料罐子的轭的方法，包括：/n以所述轭的形状提供钢丝网模具；/n将所述模具浸没于基于纤维的浆料中；/n跨越所述钢丝模具抽真空以致使纤维颗粒在钢丝网表面处累积；以及/n从所述浆料移除所述模具和附着的纤维颗粒；/n且/n随后干燥所述纤维颗粒以产生所述轭；/n其中所述浆料包括水分阻挡材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180816 US 16/104,0211.一种制造被配置成运载饮料罐子的轭的方法，包括：
以所述轭的形状提供钢丝网模具；
将所述模具浸没于基于纤维的浆料中；
跨越所述钢丝模具抽真空以致使纤维颗粒在钢丝网表面处累积；以及
从所述浆料移除所述模具和附着的纤维颗粒；
且
随后干燥所述纤维颗粒以产生所述轭；
其中所述浆料包括水分阻挡材料。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述水分阻挡材料在按重量计.5％-10％的范围内。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述水分阻挡材料包括烷基乙烯酮二聚体(AKD)。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述水分阻挡材料包括烷基乙烯酮二聚体(AKD)79。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述浆料包括约70％OCC和约30％的纤维基体。


6.根据权利要求1所述的方法，其中所述浆料还包括处于按重量计1.5％-4％范围内的强度添加剂。


7.根据权利要求1所述的方法，其中所述强度添加剂包括Hercobond。


8.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述水分阻挡材料包括处于约4％范围内的AKD；且
所述浆料包括OCC和NP。


9.一种用于真空成形饮料轭的浆料，包括：
水分阻挡材料，其包括处于按...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·D·钟，B·M·穆尔，Y·张，M·伦贝克，
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