緩沖包裝的內襯件，一般均采用泡沫塑料。塑料制品進入日常生活領域曾經給人們帶來了不少方便，然而一些塑料制品,特別是EPS造成的白色污染也是觸目驚心的，廢棄塑料包裝物進入環(huán)境后，由于很難降解，造成長期的、深層次的生態(tài)環(huán)境問題：首先，廢棄塑料包裝物混在土壤中，影響農作物吸收養(yǎng)分和水分，從而導致農作物減產；第二，拋棄在陸地或水體中的廢舊塑料包裝物，被動物當作食品吞入，導致動物死亡（在動物園、牧區(qū)和海洋中，此類情況已屢見不鮮）；第三，混入生活垃圾中的廢舊塑料包裝物很難處理：填埋處理將會長期占用土地，混有塑料的生活垃圾不適合用堆肥處理，分揀出來的廢塑料也因無法保證質量而很難回收利用。
泡沫塑料EPS，因發(fā)泡劑采用氟氯烴系列（F11，F(xiàn)12等），對臭氧層有較大的破壞性，國際上已經禁止使用EPS及F11，F(xiàn)12等發(fā)泡劑。2003年初，歐盟公布了《報廢電子電氣設備指令》和《關于在電子電氣設備中禁止使用某些有害物質指令》兩項法令，對電子電器產品制造提出了更高的環(huán)保要求。業(yè)內人士認為，歐盟的這兩項法令主要針對電子產品的原材料及配件和包裝物[1]。這更加迫切地要求我們尋找一種新型可降解的緩沖發(fā)泡材料。
與EPS相比，由于紙漿模塑制品具有原料來源豐富，成本低，透氣性、柔軟性、剛性和強度好，可對商品具有一定的保護性能和防震緩沖性能、能起到定位、抗壓的作用，且具有通風散熱的特點，因此它主要應用于新鮮水果、食品、家具和其它產品的緩沖襯墊包裝上，同時也可用于非包裝用途的器皿，如植物花盆等。不過，現(xiàn)今的紙漿模塑制品的致命弱點是其結構強度與緩沖性能不及EPS發(fā)泡塑料。紙漿模塑制品雖然已用于產品的緩沖包裝，但由于緩沖效果不佳，目前只適用于雞蛋托，手機等的內襯緩沖材料，生產廠家很難制作出大平面、高深度的紙漿模制品，從而無法滿足大量家電產品如電視機、背投、電腦、顯像管等電子產品包裝的需求。因此，就需要改善紙漿模塑紙品的強度與緩沖性能。
紙漿模塑制品應用于工業(yè)包裝的優(yōu)點,許多文獻都有敘述;國外對紙漿模塑制品進行了實驗研究,認為在一定條件下紙漿模塑制品的緩沖性能優(yōu)于EPS[2]。
紙漿模塑制品與EPS發(fā)泡制品性能對照表[3]
如何來提高紙漿模塑制品的緩沖性能呢？本課題擬采用紙漿模塑制品發(fā)泡技術。但是，在紙漿模塑發(fā)泡方面，目前國內外尚無完整的或成熟的可參考的資料和技術，因此，需要通過試驗研究，尋找到一種方法，使紙漿模塑能夠發(fā)泡，進而達到提高它的緩沖性能的目的。
紙漿模塑制品的環(huán)保性能已經無可否認，但如何采用發(fā)泡技術來提高它的緩沖性能呢？雖然目前市場上尚無理想的紙漿模塑發(fā)泡制品，但是國內外的一些研究機構已經取得了一定的成果。
1. 廣東工業(yè)大學對紙漿真空成形制品的發(fā)泡技術進行了研究，提出了紙制品低溫發(fā)泡(一般不應超過150℃)的方法。發(fā)泡可以在模腔外進行，也可在制品的烘干過程中進行。該大學還對發(fā)泡紙托的性能和結構特點進行了初步研究。
2. 大連輕工業(yè)學院進行了干法紙漿模鑄制備輕體包裝材料技術的研究。
3. 南通工學院研究了利用天然植物纖維材料，采用無機發(fā)泡劑(以NaHCO3、NH4HCO3為主)和膠粘劑及其他添加劑，通過整體澆注，一步法發(fā)泡成型。
在EPS替代品方面，一些發(fā)達國家也已取得了顯著的成績：
1. 德國不萊梅PSP公司采用廢舊書報紙和面粉作原料，開發(fā)出發(fā)泡紙生產工藝。
2. 日本工業(yè)技術研究所開發(fā)了用廢紙作原料的干式紙漿發(fā)泡技術。
3. 日本帝人公司開發(fā)出了以紙漿做原料的新型環(huán)保型發(fā)泡材料。該新型發(fā)泡材料以天然紙漿為原料，加工成粒狀或條狀，加熱后很容易塑成各種形狀[4]。
這些資料雖已顯示紙漿發(fā)泡可以實現(xiàn)，但仍屬于實驗室研究范圍，沒有具體的發(fā)泡配方與發(fā)泡工藝用以借鑒和參考。而且，目前市場上也尚未出現(xiàn)紙漿模塑發(fā)泡制品，因此需要查詢塑料或食品發(fā)泡的相關資料，通過不斷的試驗，研究出一種能夠使紙漿模塑制品發(fā)泡的工藝方法。
通過兩種工藝對紙漿進行發(fā)泡，即使用化學發(fā)泡劑法（碳酸氫鈉，碳酸氫銨，尿素等）和不使用化學發(fā)泡劑法（水蒸氣），由于第二種方法對制作的設備和費用的要求較高，對發(fā)泡工藝的控制較難[5]，實驗室難以實現(xiàn)，因此，本研究采用第一種發(fā)泡方法進行試驗。分析發(fā)泡劑及助劑的作用，確定試驗方案。
目前，紙漿模塑制造工藝雖已成熟，也有相關資料顯示可以通過發(fā)泡工藝提高紙漿模塑制品的緩沖性能，但紙漿模塑制品發(fā)泡領域仍處于初步探索階段，目前尚無具體的發(fā)泡方法可供查閱，因此，我們需要根據(jù)相關的資料，根據(jù)已有試驗結果的分析和成品性能的測試數(shù)據(jù)確定紙漿用量，粘合劑用量，干燥溫度以及干燥時間等，查閱相關資料提出幾個實驗方案，做出成品，然后通過大量的試驗優(yōu)化試驗配方，得出最佳實驗制訂試驗方案，通過大量的實驗，不斷摸索，不斷改進，制定出合理的配方，實現(xiàn)制漿模塑制品的發(fā)泡。
目前，無污染、無公害、可回收利用的“綠色包裝”正在全世界悄然興起。紙箱、紙袋、紙桶、紙漿模塑制品已成為現(xiàn)代包裝工業(yè)的重要組成部分，紙制品由于具有質輕、易加工、成本低、廢棄物易回收處理等特性，廣泛用于運輸包裝和系統(tǒng)包裝。
目前,國外紙漿模塑技術在工業(yè)包裝中應用非常廣泛。在美國,紙漿模塑制品用紙基本上是廢紙,每年用紙大約為450000噸,從1997年開始每年以40%的速度增長,2000年已經增長到810000噸。從1989年開始,美國約有600家工廠生產紙漿、紙和紙板以及相關制品,其中有200家基本上全是利用廢紙作為原料,另外300家在生產過程中50%采用廢紙。紙漿模塑包裝的巨大需求量,已使它成為回收紙張的第三大消費行業(yè)。
紙漿模塑發(fā)泡制品替代泡沫塑料，將有利于保護環(huán)境；有利于資源綜合利用；紙漿模塑制品包裝適用廣泛，現(xiàn)使用泡沫作為內襯的產品基本上都可以用紙漿模塑制品來代替；塑料制品包裝食品水分不易揮發(fā)，易發(fā)霉腐爛，而紙制品有透水透氣性能，從而達到防腐效果[6]。
隨著我國加入ＷＴＯ 和經濟全球化的發(fā)展，對外貿易快速增長，企業(yè)將面臨新的機遇和挑戰(zhàn)，產品包裝與國際市場接軌日顯重要。尤其是目前歐盟對中國家用電器的進口配額解凍，歐盟正成為我國家用電器出口的重要市場。但歐盟各國對木質和EPS塑料等包裝材料及其包裝廢棄物都有嚴格的限制和規(guī)定。歐盟1991年頒布的歐盟包裝與環(huán)境法規(guī)明確規(guī)定：“在運輸包裝和銷售包裝中避免使用聚苯乙烯（PS）泡沫，用紙漿模塑制品代替。”為降低廢棄物回收再生費用，避免“綠色”貿易壁壘，保護生態(tài)環(huán)境，研究、開發(fā)、生產、推廣及應用蜂窩紙板、紙漿模塑等綠色包裝材料已勢在必行[7]。
紙漿模塑
1.1 紙漿模塑制品
紙漿模塑制品是用可完全回收循環(huán)使用的植物纖維漿或廢棄紙品作基礎材料,采用獨特的工藝技術制成的一種廣泛用于食(藥)品盛放,電器包裝、種植育苗、醫(yī)用器皿、工藝品底坯和易碎品襯墊包裝等領域的無污染科技型綠色環(huán)保制品[8]。
紙漿模塑包裝材料是在現(xiàn)代綠色包裝工業(yè)的大背景下發(fā)展壯大的。由于紙漿模塑包裝材料具有許多特有的功能和優(yōu)點，因此紙漿模塑包裝材料在現(xiàn)代包裝工程領域得到迅速推廣應用。作為現(xiàn)代包裝材料，紙漿模塑包裝材料主要具有如下優(yōu)勢。
（1） 紙漿模塑制品來源廣泛，商品紙漿、自制漿、紙加工的邊料和回收廢紙的紙漿均可根據(jù)不同的產品要求用作原材料。特別是使用廢紙漿可以大大降低包裝成本。
（2） 由于作為原材料的紙漿質料輕軟，使它具有良好的保護性和緩沖性。
（3） 由于紙漿的透氣性，因此紙漿模塑制品具有良好的透氣性和吸潮性，同時具有一定的散熱去濕作用，有利于食品的保鮮。
紙漿模塑制品還具有產品輕巧，便于運輸、貯存，運輸成本低的的特點，同時制品可方便的回收利用，重新用作紙漿模塑制品的原料，不會造成公害和二次污染[9]。
1.2 紙漿模塑制品的制造工藝
紙漿模塑的生產過程包括制漿、成型、干燥和整飾四個步驟，其情節(jié)生產過程包括以下幾點要素。
（1） 制漿:首先是配備原料。原料隨著制品要求的不同而有不同：高檔的產品需選用進口的高級木漿；餐具類制品大量采用一年生草本植物纖維紙漿或漂白化學木漿作為主原料；包裝類制品則以廢紙（廢報紙、廢紙箱紙、非白邊紙等）在生漿為主原料進行生產，或用一年生草本纖維加一定比例遠紙漿作原料進行生產。然后是制備漿料，主要包括將上述原料經水力碎漿機碎解，在進行篩選、除砂凈化、磨漿處理，然后加入各種功能性助劑，以適應不同產品用途的不同要求。
（2） 成型:將吸漿成型模具的工作面浸入工作漿中,通過抽真空使在模具的工作面上吸附一層紙漿，然后從工作漿中取出模具,抽干部分水份并脫模,制成紙托的濕毛坯。
（3） 干燥和整飾：先通過莊泳壓型機壓榨，使紙模成型過程中沒有脫出的水分脫除，以減少烘干脫水的成本，同時壓榨可以提高纖維間的結合力并增加紙模的強度。烘干是在燒道或烘干箱中借助熱力對紙模進行加熱、政法以脫除紙模中剩余水分的過程。由于烘干過程熱能量消耗較大，成本較高，故應合理設計整個烘干過程[10]。
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