隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，泡沫塑料制品越來(lái)越受到限制，泡沫塑料一次性快餐具已經(jīng)禁止生產(chǎn)和銷售，而用作工業(yè)內(nèi)包裝的泡沫塑料制品也成為我國(guó)商品邁出國(guó)門的一大障礙。“以紙代塑”已經(jīng)列入我國(guó)包裝行業(yè)“九五規(guī)劃”，大力開發(fā)應(yīng)用紙基材料’ 包括紙模制品( 包裝物正是包裝工業(yè)落實(shí)“九五規(guī)劃”的一個(gè)重點(diǎn)。紙，作為包裝材料歷史已經(jīng)很久遠(yuǎn)了，但是由于其可塑性差和較小的延伸率，傳統(tǒng)的紙制品都是采用折疊方式成形來(lái)適應(yīng)包裝需求，如各種瓦楞紙、蜂窩紙、紙箱、紙袋、紙筒等。紙漿模塑制品是紙質(zhì)包裝家族中的后起之秀，它源于造紙，并且有獨(dú)自的優(yōu)勢(shì)和個(gè)性。紙漿模塑制品除了具有一般紙制品的強(qiáng)度和韌性之外，還可以根據(jù)要求制成各種形狀來(lái)適應(yīng)被包裝物對(duì)包裝的承載、定位和緩沖的要求，完全可以取代泡沫塑料進(jìn)入包裝行列。
一、紙漿模塑制品的基本生產(chǎn)過(guò)程
紙漿模塑產(chǎn)品的基料、助劑與紙相同，工藝也很接近，只不過(guò)紙漿模塑制品是在網(wǎng)模上成形的。
當(dāng)紙漿通過(guò)網(wǎng)模時(shí)，纖維被網(wǎng)模截留，水被濾掉，按網(wǎng)模形狀成形，紙漿纖維靠纖維間氫鍵結(jié)合形成濕紙坯。濕紙坯再經(jīng)過(guò)烘干或熱定形，最后成為紙漿模塑制品。這就是紙漿模塑制品成形的基本過(guò)程。
二、紙漿模塑模具特征
紙漿模塑是利用模具在紙漿狀態(tài)塑造紙制品，因此，模具是紙漿模塑技術(shù)的關(guān)鍵。
利用紙漿模塑生產(chǎn)一次性快餐具，由于制品只有盒、碗和盤子，形狀比較簡(jiǎn)單，有一定的通用性。紙漿模塑用在工業(yè)內(nèi)包裝上和其他方面時(shí)，制品都比較大，形狀非常復(fù)雜，而且一款一式都是“對(duì)號(hào)入座”，沒有通用性，模具設(shè)計(jì)制造就要伴隨始終。
紙漿模塑制品成形時(shí)與在模腔內(nèi)成形的橡膠和塑料制品大不相同，紙漿模塑制品成形時(shí)使用的漿料是一種只含10%左右纖維的水溶液，必須保證大部分的水流掉，所以紙漿模塑制品成形模具必須是網(wǎng)模。
紙漿模塑制品成形是將漿料中大量的水排掉的連續(xù)過(guò)程，紙制品在網(wǎng)模上形成一定厚度有個(gè)沉積過(guò)程，這樣制品成形必須是在單一的凸或凹的網(wǎng)模的表面上成形；紙漿模塑制品成形過(guò)程同時(shí)也是一個(gè)過(guò)濾過(guò)程，隨著厚度增加而過(guò)濾性能降低，厚度形成速度降低，所以制品形成時(shí)各處壁厚是在同步進(jìn)行的。不管制品形狀如何復(fù)雜，其各處壁厚都是一致的。紙漿模塑制品成形之后是個(gè)含水量在70-75%的濕紙坯，因?yàn)槭節(jié){料推向網(wǎng)模濾過(guò)時(shí)的動(dòng)力是真空度，最大的力量不超過(guò)一個(gè)大氣壓。
初成形的濕紙坯吸附在網(wǎng)模上，濕強(qiáng)度很低，必須靠另外一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的凸或凹模合模之后，使?jié)窦埮髦糜诤夏：蟮哪Ｇ粌?nèi)，用氣壓使之轉(zhuǎn)移，紙漿模塑制品是在單一的凸或凹模上成形，又在合模后的模腔內(nèi)轉(zhuǎn)移。由于紙漿模塑成形的這些特殊性，增大了制品設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)的難度。
三、紙漿模塑制品設(shè)計(jì)
紙漿模塑制品設(shè)計(jì)不僅僅是結(jié)構(gòu)裝備器材上的設(shè)計(jì)，其制品的許多性能由原材料、助劑、填料和生產(chǎn)工藝所決定。因此，紙漿模塑制品設(shè)計(jì)是一項(xiàng)工藝和結(jié)構(gòu)綜合性技術(shù)。
1 一些基本要求
除紙類產(chǎn)品的一般物理強(qiáng)度等要求外，還應(yīng)根據(jù)制品的不同用途，從工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，重視以下幾項(xiàng)性能，以滿足特定的使用要求。
(1)吸附性：紙漿模塑制品的憎液性能，包括對(duì)水、油、油墨等液體的吸收性能，這對(duì)紙餐具是特別重要的。
(2)制品外觀質(zhì)量：用肉眼可以觀察到制品外觀的缺陷，這些缺陷包括塵埃、孔洞、皺折、筋道、網(wǎng)印、斑點(diǎn)、漿疙瘩、魚鱗斑、裂口、卷邊、凹陷、色澤不一致等不美觀的外表。
(3) 制品精度：是指制品的尺寸、形狀和位置與設(shè)計(jì)要求之間的誤差。紙漿模塑制品精度按目前的制造方法，只能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)"& 級(jí)以下。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
紙漿模塑制品除了有紙制品的強(qiáng)度和韌性之外，還可以根據(jù)使用功能要求制成各種復(fù)雜形狀。用作一次性快餐具時(shí)，形狀比較簡(jiǎn)單，強(qiáng)度要求也不算高。用作工業(yè)內(nèi)包裝時(shí)，其形狀就很復(fù)雜，它必須滿足工業(yè)內(nèi)包裝的三大要求：一是定位要求。包裝制品必須能保證被包裝物品在包裝箱內(nèi)有固定位置，要求包裝制品與被包裝物品之間形狀同步，接觸貼切，尺寸準(zhǔn)確。二是緩沖要求。制品整體要有一定的韌性和柔性，表面還應(yīng)該有些松軟，與被包裝物品接觸摩擦?xí)r不能損傷被包裝物品表面光澤，能消除包裝物品在搬運(yùn)中受到碰撞、振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊。三是承載。要求制品有一定的強(qiáng)度和剛性來(lái)支撐被包裝物和承受外界壓力。為了滿足制品上述功能要求，除了選擇適當(dāng)?shù)脑牧?、助劑和生產(chǎn)工藝之外，更重要的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
(1)功能性結(jié)構(gòu)：
紙漿模塑制品成形工藝特點(diǎn)決定了同一個(gè)制品只能有一個(gè)厚度，為了適應(yīng)功能要求，在調(diào)整強(qiáng)度和緩沖性時(shí)可利用形腔和立筋，形腔可以增加制品整體的彈性和柔性，立筋可增加制品強(qiáng)度和剛性。在比較大的平面，承載能力要求高時(shí)，可以將此處設(shè)計(jì)成瓦楞形或蜂窩形。
(2)工藝性結(jié)構(gòu)：由于紙漿模塑制
品成形初期是個(gè)濕紙坯，在生產(chǎn)過(guò)程中，水要逐步析出，制品形狀、位置和尺寸都會(huì)發(fā)生較大變化，在制品的同一個(gè)平面、同一個(gè)方向的不同位置，制品的收縮總量不同，這時(shí)制品就要發(fā)生翹曲或扭轉(zhuǎn)變形。為了調(diào)整這種變形，只有采取結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行平衡。這種用來(lái)調(diào)整收縮變形的結(jié)構(gòu)形狀稱作制品的工藝性結(jié)構(gòu)。
(3)與結(jié)構(gòu)相關(guān)的參數(shù)確定原則：
脫模斜度。紙漿模塑制品在成形過(guò)程中，濕紙坯緊扣在模具上，而且紙漿纖維還會(huì)鑲嵌在網(wǎng)模的網(wǎng)孔中，為了便于使?jié)窦埮鬓D(zhuǎn)移，與脫模方向平行的制品表面都應(yīng)該有個(gè)合理的脫模斜度。斜度過(guò)小則脫模困難，會(huì)造成制品表面拉痕或破裂；斜度過(guò)大將降低制品尺寸精度，影響包裝功能。
制品壁厚。根據(jù)使用條件和漿料種類來(lái)確定制品壁厚，壁厚是影響制品強(qiáng)度的重要因素。制品壁厚的增加不單純是增加原材料消耗，而且在吸附成形時(shí)壁厚決定了生產(chǎn)效率，增加壁厚還會(huì)增加烘干能耗和使制品產(chǎn)生凹陷、縮孔和夾心等質(zhì)量缺陷。所以在滿足制品強(qiáng)度情況下應(yīng)盡量降低壁厚。在采用吸附成形時(shí)壁厚范圍在0.5-6mm之間，在采用壓制成形時(shí)壁厚在3-20mm之間。
過(guò)渡圓角。紙漿模塑制品的內(nèi)外表面轉(zhuǎn)角處、立筋與主體聯(lián)接處和立筋的終端都必須用圓角過(guò)渡，避免直棱直角。圓角過(guò)渡有利于模具制造和附網(wǎng)，有利于濕紙坯轉(zhuǎn)移時(shí)脫模，有利于漿料在吸附成形時(shí)的流動(dòng)，有利于減小應(yīng)力集中。
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