本文以我國2000年底將全面廢止一次性發(fā)泡塑料餐具的現(xiàn)實(shí)意義為出發(fā)點(diǎn)，著重闡明了發(fā)泡塑料餐盒的危害性及紙漿餐具的優(yōu)良特性。在此基礎(chǔ)上，較深入廣泛地展示了這一新型綠色環(huán)保餐具和技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及制造工藝，并提出了該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展中存在的問題及改進(jìn)措施，為這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用提供了理論、技術(shù)上的依據(jù)。
1999年3月中旬，國家正式發(fā)布：截止2000年底，我國將全面廢止一次性發(fā)泡塑料餐具。這一決定將使一次性塑料發(fā)泡餐具被立例管制，從而開創(chuàng)了紙漿模塑餐具高速發(fā)展、廣泛應(yīng)用的新時(shí)代。
一、禁止使用一次性發(fā)泡塑料餐具的現(xiàn)實(shí)意義
在我國，隨著市場經(jīng)濟(jì)大潮的迅猛發(fā)展，人民生活水平不斷提高，這使包裝產(chǎn)業(yè)高速增長，一次性消費(fèi)方興未艾?？呻S之而來的是垃圾越來越多，包裝廢棄物（尤其是塑料包裝）在垃圾中占的比例也越來越大，對環(huán)境的污染也 越演越烈，以至成為我國當(dāng)前環(huán)保問題中全民關(guān)注的焦點(diǎn)之一。 目前，在我國快餐、旅游等行業(yè)中，被廣泛使用的一次性餐具仍以發(fā)泡聚苯乙烯塑料（EPS）快餐盒為主。這是許多發(fā)達(dá)國家已被禁止使用了的材料。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，此種快餐盒在我國年均使用量已高達(dá)90億多只，產(chǎn)生的垃圾重量達(dá)7~10萬噸。因該材料具有極強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性，難降解，而且在生產(chǎn)過程中使用了氯氟碳化合物（CFC）對人類免疫系統(tǒng)及動植物生態(tài)環(huán)境有較為嚴(yán)重的破壞作用。焚燒處理時(shí)又產(chǎn)生大量有毒氣體，污染環(huán)境、破壞土壤、毒死牲畜。同時(shí)由于發(fā)泡塑料中大部分為空氣，回收利用過程中，收集和運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用已高達(dá)其本身價(jià)值的數(shù)倍，即使回收制成二次塑料產(chǎn)品，或是裂解成汽油、柴油，其成本也必然要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于能收回的價(jià)值。因此，實(shí)際上這種發(fā)泡塑料餐盒大多被廢棄。所報(bào)道，目前全國廢棄的DPS發(fā)泡塑料餐具已達(dá)幾十萬噸，造成了極為嚴(yán)重的“白色污染”。為此，鐵道部曾于1994年作出決定：于1997年底全路禁止使用一次性發(fā)泡塑料餐盒，有部分城市如廣州、上海、杭州、哈爾濱等也開展了這項(xiàng)工作。這有力地推動了“治理白色污染，保護(hù)綠色環(huán)境”的運(yùn)動，同時(shí)加快了廣大科技人員研究、開發(fā)新型一次性餐具的步伐。
二、紙漿模塑餐具的優(yōu)良特性
紙漿模塑餐具是以回收的紙張、紙箱、紙制品加工邊角料，造紙廠的尾漿及稻草、蘆葦、麥桿、甘蔗渣等各種植物纖維漿為紙漿原料，經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制漿、配漿、模塑成型、壓榨烘干、消毒等工序而制得的各種形狀尺寸的紙餐具，是在國外已發(fā)展成熟的，在國內(nèi)剛剛興起的和種符合環(huán)保的綠色快餐用具，它具有以下一些優(yōu)良特性。
1．以植物纖維和紙漿作為原材料。
選材比較廣泛，且材料無毒、無味，在生產(chǎn)及使用過程中對人體均無害，并能更好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
2．模塑成型，強(qiáng)度較好，耐壓、防霧、緩沖等性能優(yōu)于EPS制品。
同時(shí)重量較經(jīng)，且能防油、防水，具有較好的耐熱性能，滿足了一次性快餐具的要求。
3．美觀廣大，裝潢性能較好，可造型較多，品種齊全。
已開發(fā)成快餐盒、盤、方便面碗等餐具，并正在開發(fā)異型餐盒、飲料杯等。
4．生產(chǎn)成本較低
可根據(jù)不同的消費(fèi)檔次，采用不同原料及生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)出不同的產(chǎn)品滿足不同層次的需求，這一點(diǎn)也是其成為替代一次性發(fā)泡塑料餐具的根本保證。目前，我國紙漿模塑餐盒的一般成本為0.3元／個(gè)，這使快餐業(yè)能夠大量接受。
5．回收價(jià)值大。
這種餐具的廢棄物可100%回收和再利用，而無需花費(fèi)大量的能源與投資。既有利于環(huán)保，又節(jié)約了資源。
6．自然降解效果好。
廢棄物被丟棄在自然界中能很快腐爛，變成土壤有機(jī)肥，即使通過燃燒途徑進(jìn)行廢棄物處理，也不會產(chǎn)生毒氣破壞環(huán)境。故該餐具有利環(huán)保，可以徹底解決EPS發(fā)泡快餐盒帶來的“白色污染”問題。
三、我國紙漿模塑技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀
紙漿模塑制品在我國早期就有記載，人們經(jīng)手工制成一些易碎物品的簡單包裝。其真正起步于30年代后期，在一些發(fā)達(dá)國家已有五十多年的發(fā)展歷史。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)及綠色包裝的大力推廣，國際上許多知名公司，如加拿大“愛美利”、法國埃爾公司、英國的湯姆遜公司、新加坡的“BROAD、WAY”，及美國、日本、丹麥的一些公司紛紛推出了紙漿模塑制品包裝生產(chǎn)線，并形成了較大的規(guī)模，最大的一條生產(chǎn)線每天的生產(chǎn)能力已達(dá)56噸。全世界的紙漿模塑制品的年產(chǎn)量已達(dá)70萬噸左右，廣泛應(yīng)用于鮮蛋、水果、玻璃瓶、瓷器、儀器等產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)木彌_包裝中及一次性快餐制品中。目前，在發(fā)達(dá)國家，紙漿模塑包裝已經(jīng)基本上取代了CPS制品。
我國紙漿模塑制品工業(yè)起步于近十幾年，1983年湘潭紙漿模塑制品生產(chǎn)及設(shè)備引進(jìn)、吸收消化和設(shè)計(jì)的新局面。1994年以后，紙漿模塑工業(yè)的發(fā)展在我國又有了新的飛躍，在廣東珠江三角洲地區(qū)，沿海大中城市集中著生產(chǎn)紙漿模塑制品生產(chǎn)及設(shè)備制造廠家目前已達(dá)200余家，分布全國沿地。
隨著國內(nèi)外環(huán)保政策的不斷出臺及人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，我國在紙漿模塑制品開發(fā)工作中投入了大量的人力、物力。近兩年來，我國在遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方國家的紙餐具等成型較復(fù)雜且使用要求較高的容器方面進(jìn)行了研究，取得了巨大的成就，并形成了適合中國飲食，具有中國特色的產(chǎn)品。目前，在我國，生產(chǎn)快餐盒生產(chǎn)線的廠家已達(dá)三十多家，并有自動熱壓干燥成型快餐盒生產(chǎn)線、ZKC型紙餐具生產(chǎn)線等陸續(xù)投放市場。這些生產(chǎn)線由制漿、成型、干燥定型和表面處理、包裝等部分組成，采用不同的模具、工藝，可以生產(chǎn)紙制餐盒、紙盤、紙杯等一次性餐具。這標(biāo)志著我國的紙漿模塑餐具生產(chǎn)設(shè)備制造水平已上了一具新臺階。但由于我國紙漿模塑行業(yè)起步較晚，紙漿模塑餐具設(shè)備的自動化程序較低，技術(shù)起點(diǎn)低，與國外同類設(shè)備相比，在質(zhì)量上存在較大的差距，尤其是在紙模外觀質(zhì)量和內(nèi)在強(qiáng)度、干燥效率、設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力的提高、成本降低等方面，還有待于廣大科技人員的進(jìn)一步研究和探索。
四、紙漿模塑具的制造工藝
紙漿模塑餐具是用模具對紙漿經(jīng)真空吸附成型、烘干，再經(jīng)深加工制成的較精細(xì)的產(chǎn)品，其工藝流程大致可分以下幾部分：
1．制漿
為提高紙餐具的強(qiáng)度等性能，首先應(yīng)制備主要原料及化工輔料，并與一定打漿度、一定濃度的紙漿混合成紙漿模塑原料漿。主要原材料一般為漂白化學(xué)木漿，這可由專業(yè)的制漿造紙廠（對木材進(jìn)行一系列加工制成）直接購得。通常生產(chǎn)較商檔的產(chǎn)品需選用進(jìn)口的高級木漿；中檔產(chǎn)品可選擇國產(chǎn)的普通木漿，低檔產(chǎn)品則可選用蔗渣漿、麥桿漿、稻草漿、蘆葦漿及挑選后的白紙邊等短纖維紙漿。為達(dá)到合理利用原材料以降低成本，可以根據(jù)不同的產(chǎn)品需求進(jìn)行不同漿種的搭配。 其中，碎解和盤磨作用是使纖維分絲皂化以提高其纖維的結(jié)合能力；化工輔料加入是為提高紙模成型的耐濕度和成品的防水性能，可加入特定的化學(xué)輔料配漿，最后加入水平調(diào)節(jié)原漿濃度，使其達(dá)到2%左右，以利原漿在網(wǎng)模上脫水成型。
2．成型
成型就是將原漿制成一定形狀的半濕態(tài)紙快餐具的毛坯。也就是經(jīng)制漿工序出來的紙漿在金屬模具上脫水形成濕紙模，這是紙餐具生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序，紙漿中大約95%左右的水是在成型時(shí)脫除的，因此，該工序?qū)Ξa(chǎn)品的質(zhì)量、能源的消耗、生產(chǎn)效率的提高及破損率等起著決定性的作用。成型的質(zhì)量取決于成型機(jī)、成型方式、模具結(jié)構(gòu)和質(zhì)量及原漿質(zhì)量等因素。
3．壓榨與干燥
通過專用壓型機(jī)壓榨，使形成過程中紙模里沒有脫除的水份脫除，以減少烘干脫水的成本的過程稱為壓榨。同時(shí)壓榨可提高纖維間的結(jié)合力并增加濕紙模的強(qiáng)度。
烘干是在燒道或烘干箱中借助熱力對紙模進(jìn)行加熱、蒸發(fā)以脫除紙模經(jīng)成型、壓榨后剩余的水份，同時(shí)滅菌的過程。由于烘干過程熱能量消耗較大，耗掉的成本大約為成型脫水的300倍，故應(yīng)合理設(shè)計(jì)整個(gè)烘干過程，以節(jié)省投資。另外，在干燥過程中，為提高紙模的耐油、耐水、耐高溫等性能，可在其表面涂以食品膠，形成膠膜。其中，內(nèi)面防滲層可用全天然的糖類和蛋白類材料合成。
4．整型與切邊
該過程用熱模加壓成型、壓光、消除紙網(wǎng)成型留的網(wǎng)痕，使內(nèi)外表面平整光滑，并可根據(jù)不同的客戶和使用要求壓上一些文字和圖案。同時(shí)切除快餐具邊緣處的毛刺，并壓上便于盒蓋折疊開啟的壓痕。
五、紙漿模塑餐具技術(shù)發(fā)展中存在的問題
1． 餐具質(zhì)量的提高
紙漿模塑快餐具的生產(chǎn)關(guān)鍵是設(shè)備，生產(chǎn)設(shè)備主要由成型和熱壓、干燥等部分構(gòu)成?，F(xiàn)在國內(nèi)廠家多采用注漿成型，熱壓干燥和吸附成型、熱風(fēng)和熱壓兩次干燥兩種工藝。其中，成型的好壞是決定紙餐具質(zhì)量的關(guān)鍵，而成型的質(zhì)量又取決于成型機(jī)質(zhì)量、模具的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量等因素。目前我國雖已對成型機(jī)進(jìn)行了開發(fā)和研究，產(chǎn)品類型已從單一的往復(fù)式、半自動式向加轉(zhuǎn)式、注塑成型、全自動方向發(fā)展，并取得了一定的成果，但高質(zhì)量、高效率的成型機(jī)還主要依賴于進(jìn)口。
另外，作為成型機(jī)心臟的模具結(jié)構(gòu)、制造質(zhì)量決定著生產(chǎn)效率、能源消耗、產(chǎn)品外觀質(zhì)量、成品率、紙模的力學(xué)性能，也也關(guān)系到整個(gè)設(shè)備能否正常生產(chǎn)。所以說模具有整個(gè)設(shè)備及產(chǎn)生線的關(guān)鍵部件，因此應(yīng)大力開發(fā)和運(yùn)用CAD及CAM技術(shù)，研制高質(zhì)量模具，從而提高制品的質(zhì)量提供保障。
2．餐具成本的降低
由于塑料餐具有成型制作簡單、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此，要實(shí)現(xiàn)用制作技術(shù)、原材料要求較高、生產(chǎn)成本較大的紙餐具來取代這一目標(biāo)，任務(wù)顯然是艱巨的，為此，解決定一矛盾關(guān)鍵——降低成本則顯得極為迫切。 降低紙漿模塑餐具成本的途徑有很多方面，如提高生產(chǎn)效率，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，提高技術(shù)含量，甚至合理設(shè)計(jì)烘干部程序，控制壓榨脫水的熱耗等。另外，由于紙餐具生產(chǎn)線有良好的投資靈活性，可以投資近百萬建成2000件／h小廠，也可投資幾千萬建成20000件／h，較容易發(fā)展推廣。如果能在具有良好的工藝技術(shù)基礎(chǔ)的制漿造紙廠中投資建廠，還可減少碎解、打漿漿池等一系列設(shè)施，節(jié)約大量用水，投資費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)用相對減少，從產(chǎn)品的效益看，每只紙漿模塑餐盒的稅后成本為0.30元／個(gè)左右，利潤平均可達(dá)30%左右。如果直接利用稻草、麥桿、甘蔗渣等進(jìn)行生產(chǎn)制作，其效益更為可觀。
3．餐具的衛(wèi)生狀況
紙漿模塑餐具設(shè)備的關(guān)鍵部分應(yīng)考慮衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、制品應(yīng)附合國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，如GB11680-89、GB3561、GB4789均要達(dá)到相關(guān)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)制品中的添加劑應(yīng)無毒、無副作用，且材料中不能使用熒光增白劑。
4．避免引發(fā)新的污染、節(jié)約能源
為了消除白色污染，人們推廣了紙漿模塑具，從而綠化了環(huán)境，凈化了空間，但由于生產(chǎn)制作紙餐具過程需耗用大量的水，這些用后水回收處理不當(dāng)，造成廢水排放又會引發(fā)新的污染，因此廠家應(yīng)落實(shí)環(huán)保措施，積極研制開發(fā)廢水回收利用技術(shù)，徹底實(shí)現(xiàn)無污染生產(chǎn)、無污染制品。如一些造紙廠在廢水處理設(shè)備中利用微生物分解水中雜質(zhì)，使廢水透視度達(dá)1m，不但可用于養(yǎng)魚，且可以直接排放。
另一方面，一些紙餐具的原漿要消耗大量的木漿，這對人均資源擁有量排位在世界200多位的我國來說，無疑是一個(gè)潛在的危機(jī)，為解決這一問題我們還需不斷地改進(jìn)造紙工藝，開拓造紙資源，一方面以蘆葦、麥桿、蔗渣等植物纖維代替木材，另一方面充分回收利用廢紙作為造紙?jiān)?，這些都有待于發(fā)展項(xiàng)目時(shí)深入考慮和探索。
六、結(jié)語
隨著2000年底的日益臨近，每年使用的近100億只塑料餐具將退出歷史舞臺，而取代這一巨大市場空缺的紙漿模塑餐具的發(fā)展前景將是空前廣闊的，為此，開發(fā)、研制、改進(jìn)紙漿模塑餐具生產(chǎn)線的任務(wù)極為迫切而艱巨。
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