CN103290740B

CN103290740B - 一种包含木片增强的纸浆模塑制品的制备方法

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Publication number: CN103290740B
Application number: CN201310239653.0A
Authority: CN
Inventors: 刘全校; 许文才
Original assignee: Beijing Institute of Graphic Communication
Current assignee: Beijing Institute of Graphic Communication
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2033-06-17
Also published as: CN103290740A

Abstract

一种包含木片增强的纸浆模塑制品及制备，属于包装材料技术领域。中间层为木片层，采用木片纵横相交编织而成的带孔的幅状材料，木片层的两外层均为纸浆模塑层。将纸浆悬浮液置于木片编织而成的幅状材料的两侧，采用纸浆模塑双面脱水成型的方法，进行成型，然后经过压榨、干燥、热定型的工序，即可。本发明制品容易回收，成本较低，可以作为较重型包装用集装托盘，也可作为增强环保缓冲包装材料与制品用于产品的缓冲包装材料及制品。

Description

一种包含木片增强的纸浆模塑制品的制备方法

技术领域

本发明涉及一种纸浆模塑制品的制作方法，特别涉及包含木片增强的纸浆模塑材料及制品的制作方法，属于包装材料技术领域。

背景技术

纸浆模塑制品是采用特殊的成型方法，经过成型脱水，干燥，热压定型，模切等工序和步骤而制成的具有缓冲性能的制品。因为纸浆模塑制品是以使用植物纤维为主要原材料，因而纸浆模塑制品具有可生物降解、可回收再利用、防震、易成型、成本低等优点，并且在降解过程中不产生任何有害的物质，被认为是最佳的绿色材料及制品，广泛用于包装材料及包装制品。

现有技术制作的纸浆模塑材料及制品，使用的原材料主要是植物纤维，虽然也使用一些添加剂，改善纸浆模塑材料及制品的性能，但是纸浆模塑材料性能仍存在很大的不足，从而影响纸浆模塑材料及制品的进一步应用。

在纸浆模塑制品的生产中，使用增强剂可以提高纸浆模塑的力学性能，使用抗水剂可以改善其抗水性能，但是其力学性能等性能的提高是极其有限的，仍与木材等成型的片材的力学性能有很大差距。这严重地限制了纸浆模塑材料及制品在较重型包装中的应用。

一次性餐筷在餐饮行业中广泛应用，每年有大量的一次性餐筷得不到有效利用，被作为废弃物而抛弃掉，造成可再生资源的巨大浪费。一次性餐筷主要是用木材、竹材等森林资源为原材料，经过一定加工工序而制成的。将纸浆模塑材料及制品与木片、竹片等片材材料结合起来，形成复合材料，发挥纸浆模塑材料及制品和木片等片材材料的各自优势，不仅有利于资源的充分利用，而且将适合较重型产品的包装。

发明内容

本发明的目的是，利用木材、竹材等成型的片材，采用纸浆模塑成型方法和技术，制作木材、竹材等片材在中间层，两外层是纸浆模塑的复合制品，提供一种包含木片增强的纸浆模塑复合制品及制作方法。

本发明的复合制品，其特征在于，中间层为木片层，采用木片纵横相交编织而成的带孔的幅状材料，木片层的两外层均为纸浆模塑层。

本发明的木片层，是采用原生木材、竹材成型的木片进行幅状材料的编织而成，或者采用一次性餐筷成型的木片、竹片进行幅状材料的编织而成。

所述的木片厚度为1毫米～3毫米、宽度为3毫米～10毫米，编织而成的幅装材料的空隙率为40％～60％。见图1。

本发明的包含木片增强的纸浆模塑复合材料和制品的成型过程中，采用双面脱水模压成型方法，使木片增强层处于纸浆模塑的中间位置。

上述包含木片增强的纸浆模塑制品的制备方法，其特征在于，采用纸浆模塑成型原理、方法，经过一次成型而得到，其制作步骤包括：

(1)将木片进行纵横相交编织成幅状材料；将木片编织的幅状材料放入模具中，固定好，然后，往模具中注入纸浆悬浮液，使木片编织的幅状材料的两面均有纸浆悬浮液；

(2)采用纸浆模塑双面脱水成型的方法，将步骤(1)所得产品双面脱水模压成型，得到含水量为85wt％～90wt％的湿木片增强纸浆模塑材料，纸浆分布在木片编织的幅状材料两侧；然后，湿木片增强纸浆模塑材料经过压榨、干燥、热定型的工序，制成包含木片增强纸浆模塑制品，其横切面示意图见图2。

上述所述步骤(2)中，湿木片增强纸浆模塑材料经压榨后木片增强的纸浆模塑材料含水量在50wt％～65wt％之间；经100℃～110℃的温度干燥后，木片增强纸浆模塑材料的含水量8wt％～12wt％之间；热定型的温度为105℃，热定型后木片增强纸浆模塑的表面平整。

本发明的包含木片增强的纸浆模塑复合制品的制备过程中，可以在纸浆悬浮液中添加粘合剂，如淀粉粘合剂、羧甲基纤维素、聚乙烯醇缩甲醛或三聚氰胺甲醛树脂，进一步提高纸浆模塑的纤维结合强度。

本发明的包含木片增强的纸浆模塑制品，基本结构包括木片层和处于木片层两侧的纸浆模塑层，纸浆模塑起着固定木片编织层的作用，木片层起着加强纸浆模塑强度和刚度的作用。

本发明的包含木片增强的纸浆模塑制品，木片层是将木片进行纵横相交编织而成带孔的幅状材料，幅状材料的空隙率为40％～60％。幅状材料空隙率太小，处于空隙处的纸浆纤维太少，从而影响纸浆模塑对木片编织层的固定作用。幅状材料空隙率太大，木片编织层对加强纸浆模塑强度和刚度的作用会减小。因此，要保持合适的空隙率，充分发挥木片编织层和纸浆模塑层的作用，达到包含木片增强的纸浆模塑材料及制品的综合性能。

本发明的包含木片增强的纸浆模塑制品，木片的厚度为1毫米～3毫米，木片的宽度为3毫米～20毫米。木片太厚，木片的柔性变差，木片进行编织比较困难；木片太薄，木片编织容易，但是木片增强效果不佳。木片太宽，木片的编织比较困难；木片太窄，木片进行编织容易，但是木片的增强效果不佳。

本发明的包含木片增强的纸浆模塑制品，所采用的主要材料木片和植物纤维都是木质材料，是绿色环保材料，具有回收容易和成本较低的特点，可以作为较重型包装用集装托盘，也可作为增强环保缓冲包装材料与制品用于产品的缓冲包装材料及制品。

附图说明

图1为木片编织层的结构示意图；

图2为含木片的纸浆模塑材料的横切面图；

其中1为纸浆模塑层，2为木片层中的木片。

具体实施方式

通过以下具体实施例及用用实例对本发明作进一步说明。以下的具体描述是为了便于理解本发明，并不用来限制本发明的保护范围。

实施例1

以漂白针叶木纸浆和原生木材为原料，制作包含木片的纸浆模塑材料及制品，具体步骤如下：

以原生木材为原料，削片成长度为25cm，宽度2cm，厚度0.1cm的木片，经纵横相交编织，得到木片编织层，孔隙率为50％。

以漂白针叶木纸浆为纸浆模塑用植物纤维，打浆度为29° SR，漂白针叶木纸浆分散在自来水中，形成纸浆悬浮液，浓度为5％。

将木片编织的幅状材料放入模具的中间位置，固定好。然后，往模具中注入纸浆悬浮液，经双面脱水模压成型后，得到含水量为85％-90％的湿木片增强纸浆模塑材料；然后，湿木片增强纸浆模塑材料经过压榨、干燥、热压定型等工序，制成包含木片增强的纸浆模塑材料及制品。

双面模压成型时间为2秒钟，纸浆模塑含水量为83％；压榨脱水时间为2秒钟，纸浆模塑含水量为50％；干燥脱水时间为2分钟，纸浆模塑含水量为10％；热压定型时间为1分钟，纸浆模塑含水量为8％，纸浆模塑材料平直、规整、均匀、结合良好。

得到的含有木片的纸浆模塑材料，定量(不含木片质量)为300g/m²，纸浆纤维的结合强度为2.5kg/cm，挺度为637mN.m，边压强度为456.9KN/m。

实施例2

实施例2与实施例1不同的之处在于，实施例2在纸浆悬浮液中添加了淀粉粘合剂。其他材料及步骤与实施例1相同。

所得的含有木片的纸浆模塑材料，定量(不含木片质量)为300g/m²，纸浆纤维的结合强度为2.63kg/cm，挺度为642mN.m，边压强度为458.8KN/m。

实施例3

实施例3与实施例1的不同之处在于，实施例3是以回收一次性竹餐筷为原料，削片成长度为20cm，宽度0.6cm，厚度0.1cm的竹片，编织后得到竹片编织层。其他材料及步骤与实施例1相同。

所得的含有竹片的纸浆模塑材料，定量(不含竹片质量)为300g/m²，纸浆纤维的结合强度为2.49kg/cm，挺度为729mN.m，边压强度为512.7KN/m。

实施例4

实施例4与实施例1的不同之处在于，以原生竹材为原料，削片成长度为25cm，宽度2cm，厚度0.1cm的木片，经纵横相交编织，得到竹片编织层。其他材料及步骤与实施例1相同。

所得的含有竹片的纸浆模塑材料，定量(不含木片质量)为300g/m²，纸浆纤维的结合强度为2.48kg/cm，挺度为698mN.m，边压强度为509.5KN/m。

实施例5

实施例5与实施例1不同的之处在于，实施例5在纸浆悬浮液中添加了的粘合剂是三聚氰胺甲醛树脂。其他材料及步骤与实施例1相同。

所得的含有木片的纸浆模塑材料，定量(不含木片质量)为300g/m²，纸浆纤维的结合强度为6.85kg/cm，挺度为649mN.m，边压强度为449.6KN/m。

对照例

对照例，仅以漂白针叶木纸浆为原料，制作纸浆模塑材料及制品，具体步骤如下：

首先，往模具中注入纸浆悬浮液，经双面脱水模压成型后，得到含水量为85％～90％的湿纸浆模塑材料；然后，湿纸浆模塑材料经过压榨、干燥、热压定型等工序，制成纸浆模塑材料及制品，作为对照样。

得到的纸浆模塑材料，定量为300g/m²，纸浆纤维结合强度为2.5kg/cm，挺度为5.2mN.m，边压强度为3.5KN/m。

实施例1～5与对照例相比，包含木片增强的纸浆模塑材料与制品的挺度、边压强度要比对照例高很多，这是木片及木片编织层的强度比较高，对纸浆模塑的强度提高起到决定性作用，使得包含木片增强的纸浆模塑材料与制品的力学性能显著增大。这样，相应的增大了纸浆模塑的承重能力，使包含木片增强的纸浆模塑材料与制品能够包装较重产品的包装，不会因为包装产品比较重而变形，甚至于破损，危害产品的包装功能和保护功能。

以上的实施例表明，按照本发明的方法的包含木片增强的纸浆模塑材料与制品，具有纸浆纤维结合较好，挺度比较高，边压强度比较高的特点，充分发挥了木片及其编织层的力学性能和纸浆模塑的缓冲性能，扩大纸浆模塑材料及制品的应用范围。同时，按照本发明方法制作纸浆模塑时，可以使用回收的木质废弃物、印刷包装纸废弃物，对环境保护和资源节约及利用也具有重要的现实意义。

同时，本发明的方法制作纸浆模塑，简便易行，便于实施，性能优良，能够满足包装用途的要求。

本领域的技术人员应该明了，上述优选实施例只是对本发明的具体说明，并不构成对本发明的限制。根据需要可以对其进行多种改进、组合、亚组合以及变换，所有的改进、组合、亚组合、变换以及等效替换都落入在所附的权利要求的范围内。

Claims

1.一种包含木片增强的纸浆模塑制品的制备方法，其特征在于，中间层为木片层，采用木片纵横相交编织而成的带孔的幅状材料，木片层的两外层均为纸浆模塑层；所述的木片厚度为1毫米～3毫米、宽度为3毫米～10毫米，编织而成的幅状材料的空隙率为40％～60％；包括以下步骤：

(2)采用纸浆模塑双面脱水成型的方法，将步骤(1)所得产品双面脱水模压成型，得到含水量为85wt％～90wt％的湿木片增强纸浆模塑材料，纸浆分布在木片编织的幅状材料两侧；然后，湿木片增强纸浆模塑材料经过压榨、干燥、热定型的工序，制成包含木片增强纸浆模塑制品；

在纸浆悬浮液中添加有粘合剂。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(2)中，湿木片增强纸浆模塑材料经压榨后木片增强的纸浆模塑材料含水量在50wt％～65wt％之间；经100℃～110℃的温度干燥后，木片增强纸浆模塑材料的含水量8wt％～12wt％之间；热定型的温度为105℃。

3.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的粘合剂为淀粉粘合剂、羧甲基纤维素、聚乙烯醇缩甲醛或三聚氰胺甲醛树脂。

4.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的木片层，是采用原生木材、竹材成型的木片进行幅状材料的编织而成，或者采用一次性餐筷成型的木片、竹片进行幅状材料的编织而成。