纸浆模塑制品及其模具设计

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1、随着人们环境保护意识的增强，泡沫塑料制品越来越受到限制，泡沫塑料一次性快餐具已经禁止生产和销售，而用作工业内包装的泡沫塑料制品也成为我国商品迈出国门的一大障碍。“以纸代塑”已经列入我国包装行业“九五规划”，大力开发应用纸基材料’包括纸模制品(包装物正是包装工业落实“九五规划”的一个重点。纸，作为包装材料历史已经很久远了，但是由于其可塑性差和较小的延伸率，传统的纸制品都是采用折叠方式成形来适应包装需求，如各种瓦楞纸、蜂窝纸、纸箱、纸袋、纸筒等。纸浆模塑制品是纸质包装家族中的后起之秀，它源于造纸，并且有独自的优势和个性。纸浆模塑制品除了具有一般纸制品的强度和韧性之外，还可以根据要

2、求制成各种形状来适应被包装物对包装的承载、定位和缓冲的要求，完全可以取代泡沫塑料进入包装行列。一、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。湿纸坯再经过烘干或热定形，最后成为纸浆模塑制品。这就是纸浆模塑制品成形的基本过程。二、纸浆模塑模具特征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。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

3、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。纸浆模塑制品成形是将浆料中大量的水排掉的连续过程，纸制品在网模上形成一定厚度有个沉积过程，这样制品成形必须是在单一的凸或凹的网模的表面上成形；纸浆模塑制品成形过程同时也是一个过滤过程，随着厚度增加而过滤性能降低，厚度形成速度降低，所以制品形成时各处壁厚是在同步进行的。不管制品形状如何复

4、杂，其各处壁厚都是一致的。纸浆模塑制品成形之后是个含水量在70-75%的湿纸坯，因为使浆料推向网模滤过时的动力是真空度，最大的力量不超过一个大气压。初成形的湿纸坯吸附在网模上，湿强度很低，必须靠另外一个与之对应的凸或凹模合模之后，使湿纸坯置于合模后的模腔内，用气压使之转移，纸浆模塑制品是在单一的凸或凹模上成形，又在合模后的模腔内转移。由于纸浆模塑成形的这些特殊性，增大了制品设计和模具设计的难度。三、纸浆模塑制品设计纸浆模塑制品设计不仅仅是结构装备器材上的设计，其制品的许多性能由原材料、助剂、填料和生产工艺所决定。因此，纸浆模塑制品设计是一项工艺和结构综合性技术。1一些基本要求

5、除纸类产品的一般物理强度等要求外，还应根据制品的不同用途，从工艺和结构设计上，重视以下几项性能，以满足特定的使用要求。(1)吸附性：纸浆模塑制品的憎液性能，包括对水、油、油墨等液体的吸收性能，这对纸餐具是特别重要的。(2)制品外观质量：用肉眼可以观察到制品外观的缺陷，这些缺陷包括尘埃、孔洞、皱折、筋道、网印、斑点、浆疙瘩、鱼鳞斑、裂口、卷边、凹陷、色泽不一致等不美观的外表。(3)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，只能达到国家标准"&级以下。2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

6、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。(1)功

7、能性结构：纸浆模塑制品成形工艺特点决定了同一个制品只能有一个厚度，为了适应功能要求，在调整强度和缓冲性时可利用形腔和立筋，形腔可以增加制品整体的弹性和柔性，立筋可增加制品强度和刚性。在比较大的平面，承载能力要求高时，可以将此处设计成瓦楞形或蜂窝形。(2)工艺性结构：由于纸浆模塑制品成形初期是个湿纸坯，在生产过程中，水要逐步析出，制品形状、位置和尺寸都会发生较大变化，在制品的同一个平面、同一个方向的不同位置，制品的收缩总量不同，这时制品就要发生翘曲或扭转变形。为了调整这种变形，只有采取结构形状进行平衡。这