紙模制品是以一定濃度的紙漿,加入適量化學助劑在成型機中通過真空或加壓的方式使纖維均勻分布在模具表面,從而形成具有擬定幾何形狀與尺寸的濕紙模坯,再進一步脫水脫模,干燥整形而成的制品。該制品原料豐富、生產與使用過程無公害,產品重量輕,抗壓強度大,緩沖性能好并有良好的可回收性,作為包裝制品其應用范圍相當廣泛。現就有關問題作如下分析:
紙模制品生產工藝
紙模紙品生產工藝過程包括廢紙分選、碎紙打漿、漿料配制、紙漿施膠、調配漿液(濃度)、制品冷擠壓、制品干燥和制品精整等。
廢紙是生產紙模制品的主要原料之一,用液壓磨碎機與分選機對其(廢報紙、瓦楞紙板包裝的邊角廢料等)應進行仔細分類并剔除各種雜質。分選凈化后的廢紙經磨碎打漿,轉變為均勻的紙漿。紙漿施膠是為了提高注型制件的抗液體滲透性能。對于紙模包裝制品,所施膠料一般為松香、石蠟、乳膠或松香石蠟膠。試驗表明,為了得到高質量的制件,對非粘結類廢紙制品紙漿,其中必須加入相當于紙漿干纖維質量3%的松香膠;對粘結類的廢紙制品紙漿,應加入1.5%-2%的松香膠。
模塑制品的成型可有3種制作方法:真空造型法、液壓造型法、壓縮空氣造型法。實踐中,可用上述方法之一或是盡可能采用綜合的方法以提高生產效率。
紙漿注滿模型之后,水將通過模型的金屬網壁排出,而纖維則貼附在網狀模型的表面上。成型結束后,借助于液壓缸升起模型,經壓實后取出制品并轉送到烘干工序。制作的壓實是在由上模和下模組成的專用壓型機中實現的。壓型機的結構應保讓在壓實時不拉伸,否則會引起制件壁的破裂。因擠壓的程度不同,制件的含水率為50%-75%,經干燥工序應使含水率降為10%-12%,而在某些情況下可降到3%-4%。制品的干燥是處在干燥爐中進行的。制品的干燥是在干燥爐中進行的。制品套在防縮模型上送入干燥爐中,用熱空氣來干燥制品,開始的溫度為250-300℃(制品在7-10秒內含水量減少50%),然后溫度降為100-105℃。連續式干燥爐內具有傳送裝置,制件在爐內通過不同的溫度區,最后干燥到含水率為10%-12%左右即可。紙模制品生產工藝中一直伴隨著脫水,從重力脫水、真空脫水、壓榨脫水,到最后的熱力脫水,即烘干。
烘干后,在熱成型機上用擠壓的方法使其更密實,這對于注塑包裝制品壁的厚度均勻、外表面光滑平坦和提高壁的強度都是必要的。紙模制品干燥后即可使用,但有時還需進行特殊處理,如:壓光、涂料烘培或在表面印刷圖案文字等。
紙模制品用于生產一次性快餐具和包裝制品在工藝上是有差異的。如:一次性快餐具要求防水防油,表面光滑,內外潔凈,達到剛度要求,符合衛生標準。而包裝制品一般形狀較大,較復雜,要求具有承載能力,緩沖能力,定位功能。工業品包裝有時對尺寸、形狀、精度要求不太高,所以,紙模制品工業包裝很少要求定型,是從成型機下來之后,經過烘干機一次性烘干成型。
紙模制品的生產設備
據工藝要求,紙模制品生產用主要設備有水力碎漿機、配漿池、成型機、烘干機和定型機等。
水力碎漿機的作用是將廢紙板碎解,使其重新變成紙漿,可分立式和臥式兩種。工業品包裝制品生產線上常用臥式水力碎漿機,其優點對紙料纖維只有分散作用,無切斷作用;碎解效率高,碎解時間短,能源消耗少,結構簡單,可處理含較大雜質,金屬雜質的廢紙。
成型機是保證網模進行進漿、脫水、取下濕紙坯等各種運作過程的機械。其主要結構包括:機架、漿箱、升降氣缸、導柱、上下模板和固定在模板上的氣室(分別與真空系統和空氣壓縮機相通)。紙模塑成型機的形式盡管很多,但其成型工藝有兩種:模內定量灌漿和模外吸附成型。其原理均是使紙漿通過網模流動,把水濾掉,將纖維截流在網模上,形成濕紙坯。模內灌漿方式是通過一定數量的紙漿來保證制品厚度,而模外吸附是用控制紙漿濃度和吸附時間來保證制品厚度。紙模工業包裝制品大多是采用往復式模外吸附成型方式,這種成型機能生產較大面積的制品,適應性較強,可以形成自動化生產流水線。
烘干機建議采用燃油爐供熱方式,其烘干結構包括:機頭、機尾、過渡節、中間加熱節、燃燒器、引風機、傳輸帶和自動控制箱。工作時燃燒爐將柴油霧化后噴到燃燒室進行燃燒。
若對制品形狀尺寸要求很嚴格就需對濕紙坯進行定型處理,即將烘干到一定程度的濕紙坯放入定型模具內加壓、加熱,使制品在模具干燥成型。定型機實際上就是小型四柱壓力機(液壓或氣壓),稍有不同的是固定在上下壓板的定型模具內裝有加熱元件。紙模制品定型的在要素是:1)壓力,要求投影面積單位壓力為0.4-0.6MPa;2)溫度,模腔內溫度一般要求180-200℃;3)時間,視制品形狀厚度決定,一般在30-50秒。實踐中,制品最終厚度大約是成型模具模腔厚度的70%。
紙模制品存在的問題與對策
我國家電、工業儀表、機電產品等每年消耗的發泡塑料材料的數量驚人,用紙模制品替代是大勢所趨。可以說紙模制品的發展前景十分看好,但目前在我國的推廣應用仍然存在一些問題:
1、宏觀上缺乏一定的政策引導與調控,生產與應用多為企業與社會的自發行為,沒有強制性的政策法規作保障。相關的設備、產品也無正式專項標準,使紙模企業難以形成集團化、產業化、規范化;
2、紙模產品和設備生產廠家較多,有200多家企業涉及到包裝、輕工、化工、機械、電子、軍工、鐵路、交通與教育等多個部門。其中有的缺乏主管部門,行業管理模糊、無法統一,整個行業處于松散狀態。鐵路、輕工、機械、衛生以及一些地方政府也相繼出臺了一些標準,但無統一性,缺額權威性。同時由于一些標準不太符合行業特點,使不少企業對這些規定無所適從,有的各取所需,有的則置之不理。
3、目前市場上紙模制品品種單一,主要以快餐具、內襯包裝為代表,外形亦不像塑料制品那樣品種齊全,結構多樣。外觀色澤、表面質量均難以和塑料制品相抗衡。
4、紙模制造設備及配套模具制造技術滯后。其效率低,耗能高、機型少,特別是模具制造手段落后,效率低,導致產品品種單一、成本偏高;
5、紙模產品價格偏高,尤以紙模餐具最為突出,影響其廣泛使用;行業競爭激烈卻無章可循的混亂局面,使紙模制品生產規模小、成本高、質量不穩,影響其形成規模效益。
可見紙模制品市場盡管潛力很大,但現實中的消費市場還需培育。為使其不斷成熟壯大,應采取以下措施:
1、有關部門對紙模制品生產企業在稅收、貸款等方面應予優惠,而對于那些不利于環保又與環保企業形成競爭的企業加強管理并課以重稅,這樣才能促使模行業擺脫困境并走向成熟;
2、加快制訂行業標準,使產品系列化、規范化、標準化,降低成本、節約能源的目的;
3、有關部門及企業應重視紙模包裝制品的加工與營銷;
4、加快技術創新以提高質量;降低成本。機種機型,設備效率、自控技術、模具設計制作、工藝配方,助劑應用有待于全面創新,克服不足。
5、注意材料的選擇和優化。當前應用原料多種多樣,根據國情,除廢棄紙品的再生利用外,應重點推廣應用一年生草本植物纖維材料用作紙模制品生產的主要原料。降低成本,提高效益。
紙模制品應用廣泛
紙橫制品還是一種年輕的產品,但其應用價值已在世界范圍內得到愈來愈充分的展現。其應用已涉及以下領域:
1、禽蛋托盤。紙模制品尤其適用于雞蛋、鴨蛋、鵝蛋等的大批量運輸包裝。目前,定型生產的已有GB10443-89頒布的ZDTP-30-40、ZDTP-30-45、ZDTP-30-50三種鮮蛋托盤,分別用于41-70g的鮮蛋包裝;
2、鮮果托盤。主要用于桃、梨、柑桔、蘋果、菠蘿等果品特別是出口果品的包裝,它可以避免水果間的碰撞破損,延長保鮮期,還可以散熱,抑制“乙烯濃度”。尤其是在炎熱環境,紙托盤包裝不阻隔呼吸熱,能吸收蒸發水分,可防止鮮果腐爛變質;
3、工業托盤。主要用于玻璃、罐頭等產品的固定緩沖材料,如目前國內已投產的啤酒托盤、玻璃托盤等。國外已推廣至陶瓷、搪瓷、儀表、炊具、工藝品、硬塑料、醫療器械、家電、精密儀器、玻璃器皿等商品的包裝;
4、農用托盤。主要用于秧苗或其他農作物的營養缽、花卉苗木移栽、糧食、蔬菜、鮮肉類的包裝以及蠶用方格簇等。農用托盤在農副產品的保鮮,提高農作物的成自學成活率等方面具有獨特的優點;
5、食品、藥品或其半成品包裝,如:凈菜托盤、方便面碗、餐飲業用容器等。
6、醫療器具包裝,傳統方法的最大問題是消毒不徹底易產生交叉感染。一次性紙模托盤、痰盂、便盆、體墊等免去消毒環節,并且廢物直接燃燒,價格適中。
7、用于制作玩具、道具、人體形特、工藝品底坯、家具零部件等的特種材料,它具有特殊的美化功能,如在銷售包裝中制成外表著色的盒式包裝,又如紙漿中添加合成樹脂,模塑成硬質紙纖維板,用于室內裝潢。此外,在兵工、服裝等行業中也大有用武之地。 |