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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制品精度:是指制品的尺寸、形状和位置与设计要求之间的误差。纸浆模塑制品精度按目前的制造方法,精度还有提高的空间,后续随着对制品质量要求的提高,对模具精度的要求会越来越高。
结构设计要点
纸浆模塑制品除了有纸制品的强度和韧性之外,还可以根据使用功能要求制成各种复杂形状。用作一次性快餐具时,形状比较简单,强度要求也不算高。用作工业内包装时,其形状就很复杂,它必须满足工业内包装的三大要求:一是定位要求。包装制品必须能保证被包装物品在包装箱内有固定位置,要求包装制品与被包装物品之间形状同步,接触贴切,尺寸准确。二是缓冲要求。制品整体要有一定的韧性和柔性,表面还应该有些松软,与被包装物品接触摩擦时不能损伤被包装物品表面光泽,能消除包装物品在搬运中受到碰撞、振动时产生的冲击。三是承载。要求制品有一定的强度和刚性来支撑被包装物和承受外界压力。为了满足制品上述功能要求,除了选择适当的原材料、助剂和生产工艺之外,更重要的是结构设计。
与结构相关的参数确定原则:
脱模斜度。纸浆模塑制品在成形过程中,湿纸坯紧扣在模具上,而且纸浆纤维还会镶嵌在网模的网孔中,为了便于使湿纸坯转移,与脱模方向平行的制品表面都应该有个合理的脱模斜度。斜度过小则脱模困难,会造成制品表面拉痕或破裂;斜度过大将降压制品尺寸精度,影响包装功能。现在零度拔模和负角度拔模技术正在迅速成熟中。
制品壁厚。根据使用条件和浆料种类来确定制品壁厚,壁厚是影响制品强度的重要因素。
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过渡圆角。纸浆模塑制品的内外表面转角处、立筋与主体联接处和立筋的终端都必须用圆角过渡,避免直棱直角。圆角过渡有利于模具制造和附网,有利于湿纸坯转移时脱模,有利于浆料在吸附成形时的流动,有利于减小应力集中。
纸浆模塑模具设计
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。
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采用纸浆模塑包装的行业越来越多
1993年开始由于世界加工业的东移,来华外企出口产品要求使用环保包装,纸浆模塑制品开始向电子器件、家用电器、仪器仪表、五金工具、通讯器材、食品、药品、化妆品、玩具、农产品、日用品、灯饰等工业制品的内衬防震包装发展。在对被包装物的缓冲防护性能上,在一定范围内完全可以与白色泡沫塑料(EPS)相媲美,且价格低于EPS内衬包装,很快被市场接受。首先在广东迅速发展,然后向华东、华北地区发展。因此,纸浆模塑包装的市场正日益扩大。
发展方向
1、光滑程度与吸塑媲美;
2、由内包装像外包装方向发展;
3、后续表面处理多样化;
4、自身功能性产品越来越多。
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