[摘要] 紙漿模塑制品要在經(jīng)濟(jì)與性能上能替代EPS等緩沖件，還需在生產(chǎn)工藝等方面作較大的改進(jìn)與革新。闡述了EPS緩沖襯件和紙漿模塑制品的應(yīng)用現(xiàn)狀與用紙漿模塑制品替代EPS緩沖件的重要意義，重點(diǎn)討論了紙漿模制件的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程與生產(chǎn)設(shè)備等問(wèn)題。文章分析綜合了紙漿模制品相對(duì)于EPS緩沖件的優(yōu)缺點(diǎn)后，提出了使紙漿模塑制品生產(chǎn)更經(jīng)濟(jì)高效，其性能顯著提高的生產(chǎn)工藝改進(jìn)方案。
關(guān)鍵詞：紙漿模塑；緩沖性能；生產(chǎn)工藝；環(huán)境保護(hù)
中國(guó)目前在廢棄物回收處理再生的硬件(技術(shù)方法、裝置)系統(tǒng)與軟件(法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、制度)系統(tǒng)方面較為薄弱。在中國(guó)城市垃圾中，各類包裝廢棄物約占30％~40％，塑料包裝廢棄物約占4％~5％(其中發(fā)泡塑料廢棄物又占很大比例)，每年以10％的速度持續(xù)增長(zhǎng)。按目前中國(guó)大陸廢棄物處理技術(shù)水平，一噸塑料垃圾的直接間接處理(包括回收、填埋、焚燒、再生)綜合費(fèi)用為原產(chǎn)值的10倍以上。故環(huán)境中的“白色污染”現(xiàn)象仍在繼續(xù)，各大城市正面臨越來(lái)越大的環(huán)境管理壓力。
我國(guó)電子電器行業(yè)中，僅彩色電視機(jī)和顯象管這2種產(chǎn)品包裝用的EPS發(fā)泡塑料量每年達(dá)2萬(wàn)多噸，體積折算達(dá)100多萬(wàn)立方米。前國(guó)家電子工業(yè)部曾把推廣紙漿模塑制品以替代EPS等塑料作為“九五”及“十五”期間包裝改進(jìn)的重點(diǎn)。但是到目前為止，紙漿模塑制件應(yīng)用只占全部電子產(chǎn)品耗用包裝材料的2％~3％。不管國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，由于種種原因，總體上紙漿模塑制件替代EPS等材料的研究應(yīng)用進(jìn)展比較慢，未能跟上時(shí)代發(fā)展的要求。
在我國(guó)方興未艾的環(huán)保項(xiàng)目的研發(fā)中，紙漿模塑制品作為環(huán)保型綠色產(chǎn)品的積極作用正在被人們認(rèn)識(shí)和接受，可挖掘的潛力很大。我國(guó)自上世紀(jì)80年代初開始從國(guó)外引進(jìn)及自行研制紙漿模塑制品生產(chǎn)線，目前已有數(shù)百家紙漿模塑制品生產(chǎn)企業(yè)。生產(chǎn)設(shè)備由往復(fù)沖壓式的單機(jī)發(fā)展到自動(dòng)生產(chǎn)線。產(chǎn)品類別由簡(jiǎn)單的蛋托、果托之類的低檔產(chǎn)品，發(fā)展到工業(yè)品和食品包裝物。生產(chǎn)工藝由原來(lái)的廢紙綜合利用產(chǎn)品發(fā)展成能生產(chǎn)具有無(wú)毒、無(wú)味、防水阻油等特性的高檔產(chǎn)品?？陀^地說(shuō)，現(xiàn)有的紙漿模塑件要作為完全替代EPS等機(jī)電產(chǎn)品的緩沖包裝材料，離開目標(biāo)相距甚遠(yuǎn)，致命弱點(diǎn)之一就是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與緩沖性能還不及EPS等材料的1／10。
為了能生產(chǎn)出以環(huán)保性纖維類材料為基體的、可完全替代EPS等發(fā)泡塑料的緩沖材料，必須運(yùn)用新的思路，創(chuàng)造新的技術(shù)方法。
1 對(duì)于EPS的限制和禁用措施
鑒于發(fā)泡塑料襯墊占有運(yùn)輸體積較大，廢棄物難以自然降解，焚燒處理會(huì)產(chǎn)生有害于環(huán)境的氣體，資源回收再生費(fèi)用較高等弊端，近年來(lái)有關(guān)國(guó)際公約及各國(guó)貿(mào)易法規(guī)都相繼對(duì)EPS等包裝材料作出了限制使用，直至禁用的規(guī)定。
美國(guó)、加拿大、日本、歐盟等國(guó)家和地區(qū)先后制定了嚴(yán)格的包裝廢棄物限制法，在運(yùn)輸包裝和銷售包裝中禁止使用EPS材料，要求代之以紙漿模塑制品。為了適應(yīng)世界“綠色革命”的大趨勢(shì)，1991年9月歐洲共同體12國(guó)共同頒布了強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)《新包裝規(guī)則》，明確規(guī)定從1992年起，在運(yùn)輸包裝和銷售中禁止使用聚苯乙烯(PS)泡沫塑料包裝，而代之以紙漿模塑制品包裝，這為紙漿模塑制品的推廣創(chuàng)造了有利條件。
1991年底，歐共體12國(guó)頒布了強(qiáng)制性執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)《新包裝規(guī)則》，明確宣布從1992年起，在運(yùn)輸包裝和銷售包裝中禁止使用發(fā)泡聚苯乙烯材料，代之以紙漿模塑制品。我國(guó)作為《蒙特利爾議定書》締約國(guó)之一，已就保護(hù)人類環(huán)境多次向國(guó)際社會(huì)做出莊嚴(yán)的承諾，減少EPS對(duì)人類及環(huán)境的危害。1995年10月我國(guó)頒布了《中華人民共和國(guó)固體廢棄物污染防治法》，其中第17條明確規(guī)定“產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)采取易回收利用、易處置或在環(huán)境中易消納的包裝物”，“國(guó)家對(duì)固體廢棄物污染環(huán)境的防治，實(shí)行減少固體廢棄物的產(chǎn)生、合理利用固體廢棄物和無(wú)害化處置固體廢棄物的原則”。
2 紙漿模塑件的生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)析
2．1 紙漿模塑生產(chǎn)流程
紙漿模塑制品是用100％的循環(huán)紙材料制成的(80％新聞紙，20％雜志紙)。其生產(chǎn)工藝過(guò)程包括廢紙分選、碎紙打漿、漿料配制、紙漿施膠、調(diào)配漿液(濃度)、制品成型、制品)令擠壓、制品干燥和制品精整等。目前，我國(guó)紙漿模塑行業(yè)普遍采用的是真空成型法，采用擠壓成型法的只有少數(shù)幾家企業(yè)。
目前國(guó)內(nèi)典型的紙漿模塑生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。
傳統(tǒng)的紙漿模塑制品生產(chǎn)工序分為：
1)原料收集。工業(yè)包裝紙模制品一般選取廢紙做材料，也有小量使用原漿。大部分廢紙供應(yīng)商提供的廢紙含水量都較高，必須注意把原材料的含水量與購(gòu)買價(jià)格聯(lián)系起來(lái)。
2)打漿制漿。紙模行業(yè)目前一般都使用水力碎漿機(jī)，但規(guī)格性能都有不同。在廢紙打漿之前，用液壓磨碎機(jī)與分選機(jī)對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的分類并剔除各種雜物。分選凈化后的廢紙經(jīng)過(guò)磨碎打漿，才能轉(zhuǎn)變?yōu)楦鶆虻募垵{。
漿料配制后，還要進(jìn)行施膠(一般為松香、石蠟乳膠或松香石乳膠)，以提高注型制件的抗液體滲透性能。
3)紙模坯體成型。坯體成型時(shí)要選定合理的成型工藝參數(shù)。成型工藝參數(shù)主要包括漿濃度、吸漿時(shí)間、脫水時(shí)間。制品的厚度取決于漿濃度和吸漿時(shí)間。漿濃度通常是面對(duì)大多數(shù)產(chǎn)品來(lái)定的，不應(yīng)輕易隨時(shí)變動(dòng)，吸漿時(shí)間是以滿足厚度的需要而定。脫水時(shí)間占整個(gè)成形周期的大部分，有較大的機(jī)動(dòng)性，因此脫水時(shí)間的選定與生產(chǎn)效率、能耗會(huì)有很大的關(guān)系。
4)坯體制品干燥。坯體制品干燥過(guò)程可以分為4個(gè)階段，即升速干燥階段、等速干燥階段、降速干燥階段與平衡干燥階段。在外界自然環(huán)境允許的條件下，紙模制品可以被置于露天通風(fēng)環(huán)境里進(jìn)行天然干燥，一般一天左右。當(dāng)然也可以使用周期或連續(xù)作業(yè)的干燥機(jī)：制品被套在防止收縮的模型上送入干燥爐中，用熱空氣來(lái)干燥制品。連續(xù)式干燥爐內(nèi)通過(guò)不同的溫度區(qū)，最后干燥到含水率降為10％～12％左右即可。
5)熱壓整形。紙漿模塑制品烘干后，還要在熱壓成型機(jī)上用擠壓的方法使其質(zhì)地更加密實(shí)，形狀尺寸更加精準(zhǔn)。這對(duì)于注型包裝制品壁的厚度均勻、外表光滑平坦和提高強(qiáng)度都是必要的。紙模制品再度干燥后即可以使用。但有時(shí)還需要進(jìn)行特殊的處理，如壓光、涂料、烘焙或者在表面印刷圖案文字等。
2．2 紙漿模塑制品的主要生產(chǎn)設(shè)備
紙模成型生產(chǎn)線是一個(gè)集造紙技術(shù)、機(jī)械電子技術(shù)、液壓氣動(dòng)控制技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)為一體的技術(shù)設(shè)備。目前，大多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備主要由制漿機(jī)、成型機(jī)、烘干機(jī)和熱壓整型機(jī)4個(gè)部分組成。
制漿機(jī)——將廢紙攪拌至制漿狀。制漿機(jī)的作用是將廢紙板碎解，使其重新變成紙漿，可以分立式和臥式2種。制漿系統(tǒng)應(yīng)該包括碎漿機(jī)、疏解機(jī)以及合理的漿池、適合的攪拌設(shè)備等。制漿系統(tǒng)的合理配置，不但對(duì)成漿質(zhì)量有影響，而且可以保證成型機(jī)連續(xù)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，提高成品的合格率，降低能耗，節(jié)省成本。
成型機(jī)——這是紙漿模塑生產(chǎn)中的主干設(shè)備。在模具上通過(guò)真空法使紙模坯體成型，再脫模。
烘干機(jī)——紙模制品的干燥機(jī)可分為2種。一種是燃油加熱干燥箱，它的工作特點(diǎn)是間歇干燥，設(shè)備結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)效率低，干燥溫度不易控制，熱源利用率不高。另外一種則是被廣泛采用的烘道式連續(xù)干燥機(jī)，它的主體是一個(gè)四周裝有巖棉保溫材料的長(zhǎng)方型烘道，內(nèi)部裝有一臺(tái)由鏈條傳動(dòng)的多層式運(yùn)輸機(jī)。一些薄型制品的全自動(dòng)成型設(shè)備采用電加熱方式，電加熱方便、快捷、安全、成品率高，而且不需附加設(shè)備。電加熱的能耗大小關(guān)鍵在模具的工藝設(shè)計(jì)，采用新能源新工藝，可以使能耗大大降低。工業(yè)包裝產(chǎn)品因制品的大小形狀復(fù)雜及厚度較大等原因，多采用烘道干燥方式。
熱壓整型機(jī)——利用加熱模壓原理，對(duì)產(chǎn)品整型處理。經(jīng)干燥機(jī)干燥后的紙托產(chǎn)品，由于受熱而變形，所以要通過(guò)熱壓整型機(jī)進(jìn)行整型，整型后的紙托制品就是成品，其外觀平整漂亮，且能提高產(chǎn)品的強(qiáng)度。（待續(xù)）
共有 網(wǎng)友評(píng)論