纸浆模塑制品的基本生产过程
纸浆模塑产品的基料、助剂与纸相同,工艺也很接近,只不过纸浆模塑制品是在网模上成形的。
当纸浆通过网模时,纤维被网模截留,水被滤掉,按网模形状成形,纸浆纤维靠纤维间氢键结合形成湿纸坯,使用适当的化学品可以提高纤维间的结合力,改善强度和其他物理性能。湿纸坯再经过烘干或热定形,成为纸浆模塑制品。这就是纸浆模塑制品成形的基本过程。
纸浆模塑是利用模具在纸浆状态塑造纸制品,因此,模具是纸浆模塑技术的关键。纸浆模塑模具技术近几年发展迅猛,以前高难度的0.5度拔模技术已经有多家厂商掌握,纸浆模塑咖啡杯盖这样集中体现纸浆模塑技术水平的产品,也已经有很多家公司能够出模具了。
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模具通过模具座安装在成形机的模板上,模板的另一面安装有气室,气室与背腔相通,同时其上还有两个通压缩空气和真空的通道。
吸附成形模具的预留量:吸附成形模具的预留量是模具设计的关键。
纸浆模塑制品从湿纸坯到完成制品,由于水的析出而发生收缩。同一个制品的不同位置收缩率不相同又没有规律,致使制品在成形过程中发生多向、多变的收缩变化,给模具设计时确定预留量造成困难,好在目前包装业对纸浆模塑制品制造精度要求不算高,用经验设计法还可以满足要求。为了获得更高的制品制造精度,完善模具设计方法,笔者通过长时间测试和理论推导总结确定了一项具有普遍使用价值、精度很高的模具预留量计算式(由于可以理解的原因不能公布)。这个计算式除了受结构、形状约束之外,还加进了浆料种类、成形条件和烘干方式的系数,所以这个计算式既有理论依据,又有经验系数。
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利用纸浆模塑生产一次性快餐具,由于制品只有盒、、碗和盘子,形状比较简单,有一定的通用性。纸浆模塑用在工业内包装上和其他方面时,制品都比较大,形状非常复杂,而且一款一式都是“对号入座”,没有通用性,模具设计制造就要伴随始终。
纸浆模塑制品成形时与在模腔内成形的橡胶和塑料制品大不相同,、纸浆模塑制品成形时使用的浆料是一种只含10%左右纤维的水溶液,必须保证大部分的水流掉,所以纸浆模塑制品成形模具必须是网模。
纸浆模塑定形模具:定形模具是在湿纸坯成形之后直接进入具有加热、加压和脱水功能的模具。
定形模具是用来使湿坯在模内烘干定形,用定形模具制造出来的制品表面光滑,尺寸准确,坚实,刚性好。一次性快餐具都是采用这种模具制造的。在工业内包装上,一些细小、精密、数量大的小型物品都采用一层层堆叠起来的方式包装,每层之间用来包装定位的包装制品,如果采用纸浆模塑制品就需要用定形模具来制造。而一般的工业内包装制品都是单面工作,不用热定形,直接烘干即可。定形模具结构包括凸模、凹模、网模和加热元件,附有网模的凸或凹模上有排水排气孔,工作时湿纸坯在定形模内首先受到挤压,有20%的水被压榨排出,此时湿纸坯内含水为50-55%使湿纸坯在模内受热后余下来的水被汽化排除,湿纸坯被压榨烘干定形后形成制品。
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模具设计必须满足纸浆模塑制品结构要求,而且纸浆模塑制品结构在符合使用和成形工艺条件的同时,也要符合模具设计和制造的要求。因此,设计纸浆模塑模具之前,必须充分分析和研究纸浆模塑制品的结构,以便使制品设计和模具设计两者的经济合理性、技术可行性相互协调和统一。
纸浆模塑模具种类
纸浆模塑制品成形过程中要经过多次进入模具才能完成制品制造过程,前面讲过纸浆模塑制品是在单一的凸或凹模上成形,成形之后又必须在凸凹模合模之后的模腔中转移,转移到定形模具的湿纸坯是在定形模具中加压、加热后成形。
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纸浆模塑制品具有以下特点:
1、根据需要,纸浆模塑制品可以阻燃、防静电、防水、覆膜、印刷,应用于终端零售包装。
2、纸质轻软、整体结构又具有适宜的强度和刚度,这使它具有良好的保护性和缓冲性。
3、能通过模具造成各种规格、形状复杂的制品,这样便能适应各种外形的产品的包装需求,便于隔离定位、防止碰撞。
4、有理想的通气性和吸潮性,有利于食品的保鲜。只要在浆料中加入适量的防水剂则纸模制品可取得良好的耐水性能;例如鸡蛋托、水果托可以在灌入不高于35℃的水后24小时内反面不出现水迹;但一般的工业品内包装不需具有这种性能,因为防水应该是对贮存、运输、外包装的要求。
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