当我国纸浆模制品生产现状及发展对策

我国纸浆模制品生产现状及发展对策

1.引言

纸浆模制品（Pulp Moulded Products）是以一定浓度的纸浆，加入适量化学助剂在成型机中通过真空或加压的方法使纤维均匀分布在模具表面，从而形成具有拟定几何形状与尺寸的湿纸模坯，再进一步脱水脱模，干燥整形而成的制品。该制品原料来源丰富，生产与使用过程无公害，产品重量轻，抗压强度大，缓冲性能好并有良好的可回收性，作为包装制品其应用范围相当广泛。据有关资料表明，目前世界上的纸浆模制品产量已达40万吨以上。随着我国与世界各国经济接轨的日益迫近，纸浆模制品的推广应用无疑潜力巨大。

91年底欧共体12国颁布了强制性执行标准《新包装规则》，明确宣布从92年起，在运输包装和销售包装中禁止使用发泡聚苯乙烯材料，代之以纸浆模塑制品。而后在日本贸易界也指定我国一些对日电器出口厂家使用纸模制品替代发泡聚苯乙烯包装。对盂际包装行情的这一重大变化，我国辽宁、江苏、广东、浙江、福建等一些地区作出了迅速反应。虽然我国纸浆模制品的开发始于80年代，至今已形成一定生产规模，但目前生产经营状况并不十分乐观，仍然破碎行多值得深入研究和改进的地方，现就有关问题做如下综述与分析。

2.纸浆模制品现行生产工艺与设备

2.1.纸浆模制品生产工艺

纸模制品生产工艺过程包括废纸分选、碎纸打浆、浆料配制、纸浆施胶、调配浆液（浓度）、制品成型、制品冷挤压、制品干燥和制品精整等。

废纸是生产注型模塑制品的主要原料之一，用液压磨碎机与分选机对其（废报纸、瓦楞纸板包装的边角废料等）应进行仔细分类并剔除各种掺杂物。磨碎废纸无论是在间歇式的打浆机或者是在连续式的磨碎机、精磨机上均可实现。分选净化后的废纸经磨碎打浆，转变为均匀的纸浆。在磨碎的过程中可按设计的浆料配比将几种原料定量加入到浆液中。纸浆施胶是为了提高注型制件的抗液体渗透性能。对于纸模包装制品，所施胶料一般为松长时期、石蜡乳胶或松香石蜡胶。试验表明，为了得到高质量的制件，对非粘结类废纸制品纸浆，其中必须加入相当于纸浆干纤维质量3%的松香胶；对粘结类的废纸制品纸浆，应加入1.5%—2%的松香胶。

调配浓度是在附有搅拌器的敞口水浴加热器中，装入纯碱或者苛性碱并使其溶解后，慢慢加入大小适当的松香块，将溶液加热到100—105℃的温度下，不断搅拌持续小时，直到二氧化碳不再逸出时为止。胶液应该是均匀的没有凝块状，凭目力来检验时用小木铲挑起胶液，胶料成片状流下。熬煮结束后，熬好的胶应在另一中间容器中不断振荡使其慢慢冷却，然后加水稀释到合适的浓度。在自制纸浆的过程中，把稀释后的胶液加入到打浆机或搅拌槽中的纸浆里。为了使胶液易于附着于纸浆纤维上，应再加入浓度为10%的硫酸铝溶液适量。胶料附着于纸浆纤维上的程度充分与否，决定于介质的pH值，一般此值应为4..0。必要时给纸浆以某种单一的颜色，因为废纸上有各种印刷内容，致使注型制件得不到单一色彩的颜色。与纸板继续坚定不移地支持香港特别行政区依法按部就班地发展民主并终究达至普选目标生产不同，生产模塑制品的纸浆上浆浓度应较高，约为1%-2%。

模塑制品的成型可有三种制作方法：真空造型法、液压造型法、压缩空气造型法。实践中，可用上述方法之一或尽可能采用联合的方法以提高生产效率。

将纸浆注满模型及罩壳上部的容积之后，水将通过模型的金属壁排出，而纤维则贴附在状模型的表面上。成型结束后，借助于液压缸升起模型，经压实后取出制品并转送到烘干工序。制件的压实是在由上模和下模组织的专用压型机中实现的。压型机的结构应保证在压实时不拉伸制件，否则会引起制件壁的破裂。这种设备在整个压型过程中是按制件只受压缩的原则工作的，挤压时为了从被压出处排出水必须要有真空抽气设备。因挤压的程度不同，制件的含水率为50%-75%，经干燥工序应使含水率降为10%-12%，而在某些情况下可降到3%-4%。制品的干燥是在周期或连续作业的干燥炉中进行的。制品套在防收缩模型上送入干燥炉中，用热空气来干燥制品，开始的温度为℃（制品在秒内含水量减少50%），然后温度降为℃。连续式干燥炉内具有传送装置，制件在炉内通过不同的温度区，最后干燥到含水率为10%-12%左右即可。纸模制品生产工艺中一直伴随着脱水，从重力脱水，真空脱水，压榨脱水，到最后的热力脱水，即烘干。真空脱水和压榨脱水脱去制品中的大部分水，余下的水必须采用加热烘干的办法来进行脱水。

烘干后，在热后成型机上用挤压的方法使用更密实，这对于注型包装制品壁的厚度均匀、外表面光滑平坦和提高壁的强度都是必要的。纸模制品干燥后即可使用，但有时还需进行特殊处理，如：压光、涂料烘培或在表面印刷图案文字等。

纸浆模制品用于生产快餐具和包装制品在工艺上是有差异的。如：一次性快餐具要求防水防油，达到刚度要求，符合卫生标准，外表印刷商标，表面光滑内外洁净。而包装制品一般形状较大较复杂，要求具有承载能力、缓冲功能、定位功能。基于这些特殊要求，决定了纸模包装制品的工艺特性是：不论制品形状如何复杂，同一制品的壁厚必须相同，只有这样才能满足制品在生产工艺中的成型和定型（或烘干）的要求。工业品包装有时对尺寸，形状精度要求不算太高，要求具有一定的强度和缓冲性。所以，纸浆模制品工业包装很少要求定型，是从成型机下来之后，经过烘干机一次性烘干成型。这种烘干方法，由于湿纸坯水分的析出，制品形状、尺寸均发生变化，在这方面“之前中国每一年的塑料原料缺口很大积累经验数据掌握变化规律，可作为今后模具设计的依据。

2.2.纸浆模制品的生产设备

据工艺要求，纸模制品生产用主要设备有水力碎奖机、配浆池、成型机、烘干机和定型机等。

水力碎浆机的作用是将废纸板碎解，使其重新变成纸浆，可分立式和卧式两种。工业品包装制品生产线上常用卧式水力碎浆机，其优点对纸料纤维只有分散作用，无切断作用；碎解效率高，碎解时间短，动力消耗少，结构简单，可处理含较大杂物、金属杂物的废纸。该机主要是由一个卧式罐体和工作叶轮组成，其上方有一投料口，下面有一排浆和排渣口，工作叶轮固定在从一端伸入罐体的轴端上。叶轮直径一般为罐体直径的1/2或1/3为宜，叶轮旋转的线速度一般在.7米/秒。工作时叶轮旋转，产生高速旋转水流，纸板在高速水流和离心力作用下开始碎解。碎解后的纸浆可以从叶轮外侧的孔板经排浆口排出。不能碎解的杂物在离心力的作用下依附在罐壁上进行旋转，停机时这些杂物沉淀在罐体下壁排渣口处，打开排渣口即可排渣。打好的浓浆则排放到配浆池，在配浆池中再稀释成工作逍度，同时添加一些过程助剂和功能性助剂。配浆池配有推进器，使浆液在工作系统中始终保持旋转循环，避免纤维沉淀。

成型机是保证模进行进浆、脱水、取下湿纸坯等各种运作过程的机械。其主要结构包括：机架、浆箱、升降气缸、导柱、上下模板和固定在模板上的氯室（分虽与真空系统和空气压缩机相通）。工作时，成型模具的凸模固定在下模板上，模具上均布大量小孔与气室相通，凸模上衬有与不规则凸模表面完全贴合的模，当下模板在氯缸推动下携凸模进入浆箱浆液中，此时下模氯室由真空泵产生负压，浆料中的水经由模流进气室，通过气室和管路被滤走，纤维截留在模上形成湿纸坯；然后下模开始上行，所以升出浆液面之后，模上的湿纸坯在真空吸附作用下继续脱水。此时下模继续上行与固定在上模板上的凹模合拢，进行机械压榨脱水。然后下模气室内切断真空进入压缩空气，同时上模气室内接通真空，负压通过凹模上的小孔传给湿纸坯，湿纸坯在“推”与“拉”的作用下由下模传到上模，上模又开始下行。人工将托盘伸到上模下方，触动上模氯室气动换向阀，上模气室切断真空进入压缩空气，湿纸坯被吹落在托盘上，人工将托盘连同湿纸坯放到烘干道的输送带上，这即成型机一个完整的工作节的。纸浆模塑成型机的形式尽管很多，但其成型工艺有两种：模内定量灌浆和模外吸附成型。其原理均是使纸浆通过模流动，把水滤掉，将纤维截流在模上，形成湿纸坯。模内灌浆方式是通过一定数量的纸浆来保证制品厚度，而模外吸附是用控制纸浆逍度和吸附时间来保证制品厚度。纸模工业包装制品大多是采用往复式模外吸附成型方式这种成型机能生产较大面积的制品，适应性较强，可以形成自动化生产流水线。

烘干机建议采用燃油炉供热方式，其烘干结构包括：机头、机尾、过渡节、中间加热节、燃烧器、引风机、传输带和自动控制箱。工作时燃烧炉将柴油雾化后喷到燃烧室进行燃烧。

若对制品形状尺寸要求很严格就需要对湿纸坯进行定型处理，即将烘干到一定程度的湿纸坯放入定型模具内加压、加热，使制品在模具内干燥成型。定型机实际上就是小型四柱压力机（液压或气压），稍有不同的是固定在上下压板的定型模具内装有加热元件。纸浆模制品定型的三要素是：①压力，要求投影面积单位压力为0..6MPa；②温度，模腔内温度一般要求在℃；③是境，视制品形状厚度而决定，一般在秒。实践中，制品最终厚度大约是成型模具模腔厚度的70%。

3.纸浆模制品生产经营中存在的问题与发展对策

据有关部门统计，我国年产彩色电视机约2000万部，其中出口约400万部；年产彩色显像管4000万只，其中外销1244只，仅这两项年需耗费发泡材料2万吨左右，折算成体积为100万立方米。尽管其它家电，工业仪表，机电产品等每年消耗的发泡塑料材料的数量很难有一定完全的统计，但无疑是个令人可怕的数字，用纸浆模制品替代是大势所趋。可以说纸模制品的发展前景十分好看，但目前在我国的推广应用仍然存在一些问题，现列举如下：

1）宏观上缺乏一定的政策引导与调控，生产与应用多为企业与社会的自发行为，没有强制性的政策法规作保障。相关的设备、产品也无正式专项标准，使纸模企业难以成为集团化、产业化、规范化的优势行业；

2）行业散管理乱的问题。纸模产品和设备生产厂家较多，有200多家企业涉及到包装、轻工、化工、机械、电子、军工、铁路、交通与教育等多个部门。其中不乏无主管部