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%左右的湿纸坯,因为使浆料推向网模滤过时的动力是真空度,比较大的力量不超过一个大气压。现在也出现了吹吸同步的模具,能提高生产效率。
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。
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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。定形模具中的网模会使制品表面产生网痕,而且网模在频繁挤压中会很快破损。为了解决这个问题,有模具设计师设计了一种无网模,这种无网模是采用铜基球状粉末冶金制造。两年来经过多次结构改进和选择适当的粉末粒度,制造出来的无网定形模具寿命是网模的10倍,成本降低50%,制造出来的纸制品精度高,内、外表面光滑。
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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。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。
模具技术进步使纸浆模塑大有用武之地
有行内大咖正在构思一种能连续运转的成形模具,一种纸模连续抄造机,可以生产出一次成形的蜂窝纸板。这种一次成形的蜂窝纸板除了可以用作包装材料之外,另一个更大的用处是可以用来生产播种纸。
一种有规律的凹槽纸板(蜂窝纸)在另外一台可以称作“室内台式播种机”上,在纸板的凹槽内播种上植物种子,加入化肥和除草剂,用另外一种纸复合好,制造出一种有一定幅宽的播种纸,这种播种纸使用前分切成纸条,将这种纸条按垄埋进土壤中,对其进行定期适量喷水,水透过土壤浸湿了播种纸,水溶解化肥和除草剂使其渗入土壤,种子有了水分开始萌芽,幼芽穿透浸湿了的播种纸破土而出,剩下的播种纸降解在土壤中成为肥料。将播种纸埋进土壤之后,就只剩下等着收获了。
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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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