制作纸模的知识原理

制作纸模的知识原理随着环保政策的不断落实以及消费者环保意识的增强，无污染、无公害的“绿色包装”受到越来越广泛的关注与重视。塑料制品，尤其是发泡聚苯乙烯（EPS），具有价格低、包装性能良好等优点，广泛应用在包装领域，但其缺点也日渐显现，如会对环境造成严重的破坏，已成为人皆恶之的“白色污染”。然而，纸浆模塑制品（纸塑）是以一次纤维或二次纤维为主要原料，并用特殊的模具使纤维脱水成型，再经干燥和整型而得到的一种包装材料。纸塑具有原料廉价易得，生产过程无污染，制品抗震、缓冲、透气、防静电性能好，可回收易降解等优点，从而在电子产品、日化用品、生鲜等的包装领域具有广阔的应用前景。一、概述纸浆模塑制品是由纸浆在网状模具中脱水制成的。是利用废旧报纸、纸箱纸、纸筒纸管、纯木浆、甘蔗浆、竹浆等为主要原材料，经过碎浆、配浆等工艺调配成一定比例浓度的浆料，浆料在特制的模具上，经真空吸附成湿坯纸浆半成品，再经过干燥、热压整形而形成的各种内衬环保包装制品。二、特点1.工艺技术简单实用，生产过程中基本无污染，符合清洁生产的要求。另外其生产线各工序中除自控系统管理对人员素质要求较高外，其余均为熟练技术，经过短期培训便能掌握运用，再加上其设备的国产化程度很高，十分利于该项目的普及推广，这对于迅速发挥纸浆模塑制品的环保优势来说也是一个便捷条件。2.原料来源广，造价低。它主要是用废纸或一年生草本植物纤维浆，原材料可以因地制宜，就地取材，取之不尽，用之不竭。3.产品强度大，可塑性和缓冲性能好。4.质量轻，回收费用低，可反复使用。5.保护性，互换性和装簧性能好。 6.从生产使用到废弃物的处理，对环境无污染，生产过程中水消耗量少，无废水排放，减少环境污染。 7.透气性好，对生鲜产品的包装有独到的好处。8.纸浆模塑制品具有良好的吸水性、疏水性和隔热性。生产过程中若加入特殊助剂，又具有防水、防油、耐高温等特殊性能。 9.现代生产技术可实现高速、自动化大批量生产。三、纸浆模塑制品生产流程四、主要工序1.制浆制浆包括原料的疏解、打浆和配浆这3个步骤。首先将筛选和分类后的二次纤维或一次纤维在碎浆机中疏解；然后再对其进行打浆，一般通过盘磨机或打浆机使纤维分丝帚化，从而提高纸塑制品在纤维间的结合力；因为浆料的配比、硬度和颜色各不同，一般需要添加湿强剂、施胶剂等化学助剂，并调节浆料的浓度和pH值，完成配浆工艺。（1）原料（2）工艺

分拣→碎解→筛选→磨浆→除砂2.配浆配浆工序包括填料、颜料、防水防油剂等化学助剂的加入，并需调整PH值和纸浆浓度。（2）添加剂（3）调浆：pH值4.5～5.0

浆浓：1％～2％3.成型目前，纸塑的成型工艺有真空成型和挤压成型，其中以真空成型法为主。挤压成型是在模具的下模内注入一定量的纸浆，然后与上模合模，将浆料中的水分挤出的过程，一般用于纸塑环保餐具的制备。真空成型则是将模具的下模浸入浆池中，通过负压将浆池中的纤维均匀地吸附在其表面后与上模合模的过程。真空成型常用的设备有往复升降式、回转式、翻转式，其中往复升降式成型机适合生产尺寸规格要求较大、脱模高度要求较深的纸塑制品；回转式成型机生产效率高，容易实现自动化连续生产，但不适用于非标准、数量少、批量小的纸浆模塑包装制品的生产；翻转式成型机设备体积小，但工作效率低，一套凹模配二套凸模，模具投资较大，周期较长，一般用于生产对外观要求较高的纸塑产品。综上，纸浆模塑制品的成型过程是纸浆中的纤维在成型网模上的沉积和过滤脱水过程。下面介绍三种成型方法：（1）真空成型法真空成型法原理：成型模为多孔结构，表面附有一定网目的成型网。通过真空抽吸，使成型模内腔形成真空，纸浆中的纤维沉积附着在成型网表面上，而大量的水分在真空抽吸时带走。（2）压缩空气成型法原理：压缩空气成型法与真空成型法相反，不是利用真空抽吸力，而是利用压缩空气作为过滤动力，加速纸浆纤维在网模上的沉积和脱水过程。（3）挤压成型法原理：成型腔内注入定量的纸浆，成型上模在气动或液动作用下向下挤压，使纸浆在密封状态下，在成型腔内的网膜上成型，水从网模下端排出。4.压榨（1）作用：①脱除纸模大部分水分。②对制品进一步压实以提高纤维间的结合力并增加湿纸模的强度，消除成型时的网痕和提高制品的致密度和平滑度。（2）压榨方式：①冷压榨

②热压榨5.干燥纸浆模塑制品经成型、压榨后，干度达到40％左右，已脱除了约98％左右的水分，还需耍通过干燥脱除多余的水分，使制品的干度达到97％左右的大气平衡干度。其干燥方式有：带模干燥：制品平滑、致密，尺寸形状精确脱模干燥：制品收缩率大、尺寸精度不高干燥方式脱模干燥带模干燥热风微波/远红外导热板/管热超导元件干燥原理升温时间热传导效率变形情况模具要求衬网寿命是否需整形产品外观水分分布设备投资占地面积维修费用热风对流长较差易变形一般长是较差，质较软易分布不均居中大居中迅速高较易变形无需模具无需衬网是较差，质较软内外均匀小居中少热压/气化/抽吸居中稍差不易变形精度要求高短否美观，挺度好比热风均匀大小高迅速高不易变形精度要求高短否美观，挺度好内外均匀大小较高6.整形纸浆模塑制品经成型、干燥后基本定型，再用高温及较大压力进行压制，以使纸浆模塑制品更密实，力学性能更好，同时使制品的形状和尺寸稳定，壁厚均匀，外表面光滑平坦。整形工艺一般是用温度较高的模具（一般为180~250℃)在较高的压力（一般为10~20MN）下对干燥后的纸塑进行压制，热压时间一般为30~50s。7.包装将经干燥或整形的制品经质量检验后，进行收集整理、堆叠、计数，并按要求的数量进行包装，从而完成整个纸浆模塑制品的生产过程。五、工序设备1.水力碎浆机（1）作用：将废纸板碎解，使其重新变成纸浆。（2）分类：立式卧式（3）结构及原理（卧式）：结构：主要是由一个卧式罐体和工作叶轮组成，其上方有一投料口，下面有一排浆和排渣口，工作叶轮固定在从一端伸入罐体的轴端上。原理：工作时叶轮旋转，产生高速旋转水流，纸板在高速水流和离心力作用下开始碎解。碎解后的纸浆可以从叶轮外侧的网孔板经排浆口排出。不能碎解的杂物在离心力的作用下依附在罐壁上进行旋转，停机时这些杂物沉淀在罐体下壁排渣口处，打开排渣口即可排渣。2.成型机（真空成型法）（1）主要装置（2）成型过程3.烘干机烘干机可以分为①燃煤供热和②燃油供热两种，一般采用燃油炉供热方式，其烘干结构包括：机头、机尾、过渡节、中间加热节、燃烧器、引风机、传输带和自动控制箱。工作时燃烧炉将柴油雾化后喷到燃烧室进行燃烧。4.定型机（1）结构：①上下压板②加热模具（2）纸浆模制品定型的三要素：①压力，要求投影面积单位压力为0.4～0.6Mpa；②温度，模腔内温度一般要求在180～200℃；③时间，视制品形状厚度而决定，一般在30～50秒。六、3D打印的应用3D打印作为一种替代型技术。使用3D打印特殊材料制造模具可以用传统工艺来生产。同时，孔间隙和刚性轮廓可以在不改变浆液配方或真空压力的情况下建成。下面是给3D打印工具尝试的几个原因：1.孔洞和孔隙度设计3D打印支持材料可以制造复杂的几何形状，按照三维实体进行，所有这些都在一个构建过程中--在三个独立的过程中节省时间和金钱。不需要进行CNC加工模型、钻洞，布钉，不锈钢网固定在模具上。而且整个3D打印模型都是自然多孔的，它分散了真空吸力，并产生了表面光洁度更好的清洁包装。避免真空网印的出现。2.设计验证3D打印制作好的模型允许您在试样阶段进行设计调整。fdm原型是用生产级热塑性塑料制成的，足够坚固，能承受多达10,000模次纤维成型过程的机械应力——有足够的时间来测试形状、尺寸和功能。3.样品模到量产模阶段为什么必须要做铝模才可以打样品，为什么打样周期需要一周以上的时间，当你还在为这些问题困扰？与传统的铝制工具相比，3D打印模芯的是模具