一种无机生物降解餐具的注塑设备及其加工方法与流程

1.本发明涉及一种无机生物降解餐具的注塑设备及其加工方法。


背景技术：

2.在餐饮行业大量使用一次性餐具，这类餐具包括有刀、叉、勺、碗、快餐盒、打包盒、汤盒等，由于这类餐具大多采用塑料注塑成型，餐具用后通常被随意丢弃，严重污染环境；即使在用后进行集中处理，由于沾染食物残渣，一次性餐具也难以循环再利用，一般只能填埋或者焚烧，同样对环境有严重危害。
3.为了减小环境污染，于是出现了可生物降解的餐具，这类可降解的餐具主要由淀粉或植物纤维等材料制成，具有生物降解性，因此无论丢弃或填埋焚烧，环境污染均较小。然而，这类生物降解性的材料在制造过程中通常需要酸碱等化学试剂进行变性处理，其过程中产生大量废水，对环境仍有危害，并且这类餐具在使用时遇水软化，强度不够，很难推广使用。
4.因此餐具需要采用新的生物降解性的材料通过注塑成型的方式制造，这样制造的餐具具有生物降解性，并且在加工的过程中尽可能减小对环境的危害。


技术实现要素：

5.本发明克服了现有技术的不足，提供了一种无机生物降解餐具的注塑设备及其加工方法，其能注塑成型餐具，加工效率高，并且餐具可降解、强度高，用来替代传统的一次性塑料餐具，减少白色污染。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种无机生物降解餐具的注塑设备，包括机架、机架上设置有模具机构和料仓，所述模具机构包括沿x轴方向相对设置的第一模具组件和第二模具组件，第一模组组件固定设置在机架上，第二模具组件可沿x轴方向活动设置在机架上，所述第一模具组件包括沿x轴方向依次设置的第一安装板、第一连接板和第一模板，第一安装板、第一连接板和第一模板固定连接，第一模板内设置有第一型芯，第一型芯上间隔设置有两个插口，所述第二模具组件包括沿x轴方向依次设置的第二模板、第二连接板和第二安装板，第二模板、第二连接板和第二安装板固定连接，第二模板的端面与第一模板的端面可相贴设置，所述第二连接板内在对应两个插口处分别设置有一个第二型芯，两个第二型芯分别贯穿第二模板并伸入插口内，第二型芯的外侧面与第二模板直接或间接密封配合，第二型芯的外侧面与插口的内侧面间隙配合，第二型芯的端面与第一连接板的端面间隙配合，其中两个第二型芯分别与对应的插口、第一连接板和第二模板之间构成可供餐具成型的型腔，第一安装板内设置有第一容置腔，第一容置腔内设置有流道座，流道座的中心处设置有注浇管，流道座在对应两个型腔处设置有两组出料管，各出料管通过流道与注浇管连通，各出料管的喷嘴伸至对应的型腔处。
7.通过采用上述方案，机架上的驱动机构可带动第二模具组件沿x轴方向活动，实现第一模具组件和第二模具组件的合模和分模操作，可降解的材料加入注塑设备的料仓内，
进行热熔操作，待第一模具组件和第二模具组件的合模后，热熔的材料通过注浇管注入流道座的流道中，由流道将热熔的材料均匀分配给各个出料管，出料管的喷嘴喷出的热熔的材料能够进入对应的型腔内，由于型腔设置有两个，可在两个型腔内同时成型餐具，然后经过冷却后，一次注塑成型两个餐具，最后第一模具组件和第二模具组件的分模操作，可取下成型后的餐具，加工效率高，本文中成型的是打包盒，当然也可通过跟换不同形状的第一型芯和第二型芯，构成不同形状的型腔，用于制备成其他常见餐具形式，可包括刀、叉、勺、碗、快餐盒、汤盒、生鲜水果蔬菜海鲜包装托盘、杯子、杯盖、筷子。
8.本发明的进一步设置是：所述流道座在对应两组出料管处分别设置有两个气缸组，其中每个气缸组包括有至少一个气缸，每个气缸组中的气缸的活塞固定连接有联动板，联动板在对应出料管处设置有阀针，每个阀针可伸入出料管内并与出料管的喷嘴间隙配合。
9.通过采用上述方案，一块联动板上设置有多个阀针，一个出料管对应一个阀针，气缸带动联动板上下移动，从而带动联动板上的阀针上下移动，可防止各出料管的喷嘴堵塞，结构简单，控制方便。
10.本发明的进一步设置是：所述流道座上设置有电热丝，第一安装板的侧面在对应每组出料管的一侧设置有调节孔，第一安装板上设置有供出料管穿设的第一通孔。
11.通过采用上述方案，一个出料管对应一个调节孔，电热丝通电后发热，可对流道座进行加热，保证流道内的热熔材料流动顺畅，结构简单，设计合理。
12.本发明的进一步设置是：所述第一连接板在靠近第一安装板的一侧设置有供出料管的喷嘴插设的插槽，插槽的底面上设置有与型腔导通的第二通孔，第一连接板内还设有第一冷却风道。
13.通过采用上述方案，插槽对出料管的喷嘴起到定位作用，第一冷却风道的设置可对第一连接板进行快速降温，结构简单，设计合理。
14.本发明的进一步设置是：所述第一连接板在靠近第一模板的一侧设置有第一凹腔，所述第一模板在靠近第一连接板的端面上设置有第一凸台，第一凸台与第一凹腔形状适配并且插设于第一凹腔，第一模板在第一凸台的中间处设置有第二容置腔，第一型芯置于第二容置腔内，并且第一型芯的外侧面与第二容置腔的内壁相贴，第一型芯与第一连接板固定连接，第一模板内设置有第二冷却风道。
15.通过采用上述方案，第一型芯与第一连接板通过螺钉固定连接，第一凸台和第一凹腔配合，使得第一连接板与第一模板更加贴合，便于第一模板与第一连接板的定位安装，第二冷却风道的设置可对第一模板进行快速降温，结构简单，设计合理。
16.本发明的进一步设置是：所述第一模板在靠近第二模板的端面上设置有第二凸台，所述第二模板上设置有与第二凸台相适配的第二凹腔，第二凸台插设于第二凹腔，所述第二型芯抵设在第二安装板上并与第二安装板固定连接，第二型芯内设置有第三冷却风道，第二模板上还设有支撑板，支撑板上设置有供第二型芯穿过的第一开口，第一开口的侧壁与第二型芯的外侧面相贴，支撑板上设置有溢流槽。
17.通过采用上述方案，第二凸台和第二凹腔配合，使得第一模板与第二模板更加贴合，便于第一模板与第二模板的导向合模，第二型芯上窄下宽设置，并且第二型芯的下端通过螺钉固定设置在第二安装板上，第二型芯可为整体式结构，也可为分体式结构，第三冷却
风道的设置可对第二型芯进行快速降温，使得餐具快速成型，第一开口的侧壁与第二型芯的外侧面相贴，可实现第二型芯与第二模板的间接密封，注入的热熔材料不会流过支撑板，以便形成完整的餐具，并且多余的热熔材料可从溢流槽处排出，结构简单，设计合理。
18.本发明的进一步设置是：所述第二连接板上设置有供第二型芯穿设的第二开口，第二开口的侧壁处设置有用于定位第二型芯的定位块，定位块与第二安装板固定连接，第二安装板上固定设置有导向柱，导向柱分别穿设于第二连接板、第二模板、第一模板、第一连接板和第一安装板。
19.通过采用上述方案，定位块的设置可对第二型芯起到限位作用，导向柱的设置可供第一模具组件和第二模具组件导向合模或分模操作，起到导向作用，结构简单，设计合理。
20.本发明的更进一步设置是：所述第二安装板上设置有第四冷却风道，第四冷却风道与第三冷却风道相互导通，所述第一安装板在远离第一连接板的一侧固定设置有第一端盖，注浇管的端部伸出第一端盖设置，第二安装板在远离第二连接板的一侧固定设置有第二端盖。
21.通过采用上述方案，第四冷却风道与第三冷却风道相互导通，可通过第二安装板给第二型芯通冷风，使得第二型芯能冷却降温，设计合理，上端盖可与机架固定连接，用于定位第一模具组件，下端盖可与机架上的驱动机构连接，便于驱动机构带动第二模具组件沿x轴方向活动，结构简单，设计合理。
22.为了实现上述目的，本发明提供了一种无机生物降解餐具的加工方法，步骤一、取55～75质量份的碳酸钙矿粉、25～45质量份的聚丙烯以及3～5质量份的助剂加入混合机中以120r/min～150r/min的转速混合25分钟～30分钟，得到原料混合物；步骤二、将原料混合物在挤出机连续密炼，温度控制在180℃～250℃条件下，原料混合物融化后被挤出拉条，挤出后迅速进入水中快速冷却，并进行高速切粒得到母粒，然后脱水烘干；步骤三、将干燥的母粒加入注塑设备的料仓内，加热至280℃～320℃后填充至型腔内，然后经过冷却后，注塑成型餐具。
23.本发明的进一步设置是：其中助剂包括热稳定剂、润滑剂和表面改性剂，所述热稳定剂为basf25，所述润滑剂为硬脂酸锌l-806、pp蜡中的一种或二者的混合物，所述表面改性剂为pn-827、硬脂酸1801中的一种或二者的混合物，热稳定剂、润滑剂和表面改性剂的质量比为0.3-1：0.5-1：0.5-1.2。
24.通过采用上述方案，碳酸钙颗粒能够在保持强度的同时使得高分子聚合物维持最佳的分散状态，促进降解反应的一致进行；另一方面，能够获得稳固的分布结构，显著提高材料机械强度，并获得最优的降解速率和稳定性的平衡，助剂中的硬脂酸锌能加速混合母粒中的聚丙烯裂解老化，使得整体粉碎断裂，断面与空气大面积接触；特别是当遇到空气中的硫化物与雨水组成的亚硫酸等物质时，在雨水的冲刷下，小颗粒碳酸钙将更快速粉碎，变成更小的碎块，助剂中的其他成分进一步促进了碳酸钙和高分子材料与空气的接触面积及降解速率，使得材料最终降解，降解后残留的大量碳酸钙粉末等回归泥土，无害无污染，因此注塑成型的餐具可降解、强度高、耐热耐水性好，用来替代传统的一次性塑料制品，减少
白色污染。
25.下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
26.图1为本发明实施例的整体结构示意图；图2为第一模具组件和第二模具组件分模状态示意图；图3为第一模具组件和第二模具组件合模状态示意图；图4为注浇管的安装结构示意图；图5为图4的b-b剖面示意图；图6为图4的c-c剖面示意图；图7为第一型芯与第二型芯的配合结构示意图；图8为第二型芯的结构示意图；图9为第一安装板的结构示意图；图10为流道座的结构示意图；图11为第一连接板的插槽结构示意图；图12为第一连接板的第一凹腔的结构示意图；图13为第一模板与第一型芯的配合结构示意图；图14为第一模板的结构示意图；图15为第二模板的结构示意图；图16为第二连接板的结构示意图；图17为第二安装板的结构示意图；图18为打包盒的结构示意图。
具体实施方式
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.如图1-图17所示，一种无机生物降解餐具的注塑设备，包括机架1、机架1上设置有模具机构和料仓2，模具机构包括沿x轴方向相对设置的第一模具组件3和第二模具组件4，第一模组组件3固定设置在机架1上，第二模具组件4可沿x轴方向活动设置在机架1上，机架上设置有驱动第二模具组件4活动的驱动机构，该驱动机构可为液压驱动结构或气缸驱动结构，由于驱动机构为本领域的常规技术，因此在本文中不具体介绍，驱动机构可带动第二模具组件4沿x轴方向活动，实现第一模具组件3和第二模具组件4的合模和分模操作，第一模具组件3包括沿x轴方向依次设置的第一安装板31、第一连接板32和第一模板33，第一安装板31、第一连接板32和第一模板33固定连接，第一模板33内设置有第一型芯34，第一型芯34上间隔设置有两个插口341，第二模具组件4包括沿x轴方向依次设置的第二模板41、第二连接板42和第二安装板43，第二模板41、第二连接板42和第二安装板43固定连接，第二模板41的端面与第一模板33的端面可相贴设置，第二连接板42内在对应两个插口341处分别设
置有一个第二型芯44，两个第二型芯44分别贯穿第二模板41并伸入插口341内，第二型芯44的外侧面与第二模板41直接或间接密封配合，第二型芯44的外侧面与插口341的内侧面间隙配合，第二型芯44的端面与第一连接板32的端面间隙配合，其中两个第二型芯44分别与对应的插口341、第一连接板32和第二模板41之间构成可供餐具成型的型腔5，第一安装板31内设置有第一容置腔311，第一容置腔311内设置有流道座35，流道座35的中心处设置有注浇管36，流道座35在对应两个型腔5处设置有两组出料管37，各出料管37通过流道与注浇管36连通，各出料管37的喷嘴伸至对应的型腔5处。其中x轴方向为附图1和附图2中a所指方向。
29.在本实施例中，流道座35在对应两组出料管37处分别设置有两个气缸组，其中每个气缸组包括有至少一个气缸38，每个气缸组中的气缸38的活塞固定连接有联动板391，联动板391在对应出料管37处设置有阀针392，每个阀针392可伸入出料管37内并与出料管37的喷嘴间隙配合。
30.在本实施例中，流道座35上设置有电热丝310，第一安装板31的侧面在对应每组出料管37的一侧设置有调节孔312，第一安装板31上设置有供出料管37穿设的第一通孔313。
31.在本实施例中，第一连接板32在靠近第一安装板31的一侧设置有供出料管37的喷嘴插设的插槽321，插槽321的底面上设置有与型腔5导通的第二通孔322，第一连接板32内还设有第一冷却风道323。
32.在本实施例中，第一连接板32在靠近第一模板33的一侧设置有第一凹腔324，第一模板33在靠近第一连接板32的端面上设置有第一凸台331，第一凸台331与第一凹腔324形状适配并且插设于第一凹腔324，第一模板33在第一凸台331的中间处设置有第二容置腔332，第一型芯34置于第二容置腔332内，并且第一型芯34的外侧面与第二容置腔332的内壁相贴，第一型芯34通过螺钉与第一连接板32固定连接，第一模板33内设置有第二冷却风道333。
33.在本实施例中，第一模板33在靠近第二模板41的端面上设置有第二凸台334，第二模板41上设置有与第二凸台334相适配的第二凹腔411，第二凸台334插设于第二凹腔411，第二型芯44抵设在第二安装板43上并通过螺钉与第二安装板43固定连接，第二型芯44可为整体式结构，也可为分体式结构，第二型芯44内设置有第三冷却风道441，第二模板41上还设有支撑板45，支撑板45上设置有供第二型芯44穿过的第一开口451，第一开口451的侧壁与第二型芯44的外侧面相贴，可实现第二型芯44与第二模板41的间接密封，注入的热熔材料不会流过支撑板45，支撑板45上设置有溢流槽452。
34.在本实施例中，第二连接板42上设置有供第二型芯44穿设的第二开口421，第二开口421的侧壁处设置有用于定位第二型芯44的定位块46，定位块46与第二安装板43通过螺钉固定连接，第二安装板43上固定设置有导向柱47，导向柱47分别穿设于第二连接板42、第二模板41、第一模板33、第一连接板32和第一安装板31。
35.在本实施例中，第二安装板43上设置有第四冷却风道431，第四冷却风道431与第三冷却风道441相互导通，第一安装板31在远离第一连接板32的一侧固定设置有第一端盖6，注浇管36的端部伸出第一端盖6设置，第二安装板43在远离第二连接板42的一侧固定设置有第二端盖7。
36.一种无机生物降解餐具的加工方法，
步骤一、取55～75质量份的碳酸钙矿粉、25～45质量份的聚丙烯以及3～5质量份的助剂加入混合机中以120r/min～150r/min的转速混合25分钟～30分钟，得到原料混合物；步骤二、将原料混合物在挤出机连续密炼，温度控制在180℃～250℃条件下，原料混合物融化后被挤出拉条，挤出后迅速进入水中快速冷却，并进行高速切粒得到母粒，然后脱水烘干；步骤三、将干燥的母粒加入注塑设备的料仓2内，加热至280℃～320℃后填充至型腔5内，然后经过冷却后，注塑成型餐具。
37.在本实施例中，其中助剂包括热稳定剂、润滑剂和表面改性剂，所述热稳定剂为basf25，所述润滑剂为硬脂酸锌l-806、pp蜡中的一种或二者的混合物，所述表面改性剂为pn-827、硬脂酸1801中的一种或二者的混合物，热稳定剂、润滑剂和表面改性剂的质量比为0.3-1：0.5-1：0.5-1.2。
38.本文中成型的是打包盒，如图18所示，当然也可通过跟换不同形状的第一型芯和第二型芯，构成不同形状的型腔，用于制备成其他常见餐具形式，可包括刀、叉、勺、碗、快餐盒、汤盒、生鲜水果蔬菜海鲜包装托盘、杯子、杯盖、筷子等。
39.以上实施例，只是本发明优选地具体实施例，本领域技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明的保护范围内。