CN107604769B - 一种纸塑制造工艺及其产品与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到一种纸塑制造工艺，包括以下步骤：步骤一：原材料制备；步骤二：碎浆；步骤三：放浆；步骤四：配浆；步骤六：产品成型。这类纸塑产品从模具设计、开模到生产样品需要大约10天左右的时间，制作工期短且成本低廉，且具有以下优势：原料来源广泛，隶属于废物综合开发利用领域，复合环境友好的工业理念，制作过程中五废水、废气排出，对环境无害；且废旧纸塑产品可以再次回收成型，即使弃于自然环境中也能轻易的腐烂并分解成有机物质，属完全环保型产品；另外这类纸塑产品相较于发泡塑料，还具有占地面积小、可叠加且物流方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种施工工艺，特别涉及一种纸塑制造工艺及其产品与应用。
背景技术
纸浆模塑制品可采用植物纤维浆(木、竹、苇、庶、草浆等)或废弃纸品再生浆作为基料，瓦楞纸(Recycle paper)作为原材料制作的纸塑是近些年来大热的资源回收利用的项目之一。
纸浆模塑也被称为使“立体造纸技术”，与造纸不同的是主要以纸浆为原料，利用特殊的工艺和专门的助剂，在带滤网的专用网模上在压力(负压或正压)、时间等条件下，使纸浆脱水、纤维成型压塑称为立体纸浆产品。
如授权公告号为“CN101314265B”的中国专利所公开的一种纸浆模塑缓冲间的制作方法及其结构，在上述专利所公开的制作方法中，主要包括成型、干燥、涂胶、粘合和切边等步骤。
本方案中，我们在此步骤上对制作方法加以改进，使成型后的纸塑具有更高的抗震、抗摔打能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种纸塑制造工艺，通过这种方式制备得到的纸塑具有良好的抗震、抗摔的性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种纸塑制造工艺，包括以下步骤：
步骤一：原材料制备；
步骤二：碎浆；
步骤三：放浆；
步骤四：配浆；
步骤五：供浆；
步骤六：产品成型。
作为优选，所述步骤二中加入外添加剂，所述外添加剂包括
外添加剂加入后在32-38℃之间持续搅拌。
作为优选，所述步骤一包括以下步骤：
S11：收集废旧的纸塑产品及类似纸质废旧物品；
S12：将S11中收集得到的产品切割成单个体积小于5cm×5cm×5cm的碎片；
S13：将S12中破碎去的碎片放置在内壁为磁性物质制成的空心箱内，所述空心箱其中一面设置有与其内部连通的通风孔，所述空心箱相对于设置有通风孔所在面的面上设置有若干贯穿其厚度的通槽，所述空心箱外套设有由透风材料制成的收纳袋；从通风孔中向空心箱内部持续通入洁净空气3-5分钟，洁净空气的湿度控制在30％-50％；
S14：将空心箱中的碎片倒出，并对将吸附在空心箱侧壁上的杂质进行清理；
S15：将S14中得到的经过杂质清理的碎片继续破碎，此过程可采用水力碎浆机。
作为优选，所述步骤二包括以下步骤：
S21：将合格的原料按实际需要的比例放置在干净容器中称重，控制重量在100Kg-150Kg之间；
S22：打开振筛、振筛加水、打开振筛、打开水泵、打开放浆泵、打开放浆阀门、碎浆机中加水、打开碎浆机；
S23：开动碎浆机，加入原料纸；
S24：按产品需要调配成0.6％-1.2％浓度。
作为优选，所述步骤六包括以下步骤：
S61：成型模具装夹；
S62：检查空压机是否运行正常；
S63：吸浆、脱水、转移；
S64：干燥定型：控制成型纸塑湿度为6％-10％之间。
本步骤中使用的设备为纸浆模塑成型机。
作为优选，所述S61中使用的成型模具上设置有海绵层，所述海绵层的厚度为0.25-0.45cm，所述成型模具上设置有若干通孔。
作为优选，所述步骤S64之后还设置有步骤七，步骤七包括以下步骤：
S71：根据设计图纸切割大小；
S72：热压变形；
S73：切边；
S74：粘合；
S75：验收包装。
作为优选，所述步骤三、四、五中均控制温度在28-40℃之间。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种纸塑，由上述的制造工艺制造而成。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种根据上述的纸塑在防震包装盒上的应用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
(1)纸塑的制造工艺大致上可分为六个步骤，在以上六个步骤中，步骤一和步骤二尤为重要；步骤一中预先对原材料收集整理，并对收集到的原材料进行破碎处理，将破碎得到的碎片放置在空心箱中，从设置在空心箱一端的通风孔向内通气，通入空心箱的气体从设置在另一边的通槽中穿过，空心箱中的物品在气体的冲击下在空心箱中做无序运动并分散在空心箱中，混入在其中的磁性杂质，如装订钉、铁钉等物质受到空心箱内壁的磁性作用力既而吸附在空心箱内壁上，另一些混入在其中布条、胶带等部分穿过通槽被收集进收纳袋中，另一部分缠绕在通槽处，经过上述多次反复操作之后会将混入在其中的杂质清楚，使制备得到的纸浆中没有杂质，结构更加稳定；
(2)再向空心箱中冲入洁净空气时，控制洁净空气的相对湿度，减小S13中悬浮在空气中的颗粒物质，有利于相关操作人员的呼吸道健康；下一步的操作中仍然会使用到水，因此随着洁净空气进入至其中的水不属于杂质；
(3)在步骤二中的碎浆过程中，在其中添加外添加剂；外添加剂中的主要成分为增强剂、絮凝剂、泡花碱、分散剂、缓凝剂、防水剂、防油剂；由于这种制备得到的纸塑用品大多是用在物流运输行业中的，将其放置在包装箱内，再将待运输物品卡嵌在纸塑品中，然而在运输过程中，可能会受到水类物质或油类物质的影响，而纸塑品遇水或油之后可能会出现软化等现象，因此添加在其中的防水剂和防油剂可有效避免此种现象的发生；为了使这些物质与碎浆较为均匀的混合，所以将其全部添加在溶剂中，再将混合后的溶剂与碎浆混合，本方案中的溶剂可采用水性丙烯酸溶剂，水性丙烯酸无毒无味，且可作为一种胶黏剂，可以加强纸塑的结构强度；同理，泡花碱添加在其中可起到胶黏剂的作用，泡花碱自身粘稠度较高，因此可提高纸浆溶液的粘稠度，使上一步得到的碎片较均匀的悬浮在其中，有利于下一步的操作，絮凝剂可与泡花碱协同作用增加此效果；分散剂可使以上物质均匀的分散；外添加剂加入之后，控制搅拌温度子安32-38℃之间并均匀搅拌，此温度能在一定程度中加速上述物质在溶剂中的溶解，并不引起物质的变形；
(4)将成型模具装夹在纸浆模塑成型上，再检查过空压机是否运行正常之后，开始吸浆、脱水、转移等步骤，将制备好的浆液放置在成型模具中，由于模具表面贴附有厚度在0.25-0.45cm的海绵层，因此其中一部分的会填充在海绵层中，此方法有利于帮助纸塑在S64干燥定型中保持一定的湿度，再将纸塑从成型模具中取出时，由于海绵层中仍然残存有浆液，使得纸塑表面润湿，方便将纸塑从成型模具中完整的取出；
(5)控制S64干燥定型中的湿度为6％-10％，纸塑中含水量在一定程度上可增强纸塑的韧性，避免纸塑在热压变形的过程中没有达到理想形状却损坏；
(6)这种纸塑产品具有以下优势：a、原料来源广泛，包括各种废纸、如纸板、废旧箱纸、废旧白边纸等，来源丰富、价格低廉，属废物的综合开发利用；b、制作过程中没有废水、废气的排出，对环境较为友好；c、废旧纸浆模塑制品可以再次回收成型，即使弃于自然环境中也如一般纸张一样易于腐烂分解成有机物质，属完全环保型产品；d、体积比发泡塑料小，可以重叠，物流方便。
附图说明
图1是实施例1中流程示意图；
图2是实施例1中步骤一处流程示意图；
图3是实施例1中步骤二处流程示意图；
图4是实施例1中步骤六处流程示意图；
图5是实施例1中步骤七处流程示意图。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1：
一种纸塑制造工艺，如图1和图2所示，主要包括以下步骤：
步骤一：原材料制备。
由于纸塑工艺主要是将收集得到的废旧纸制品或纤维等重新加工成具有一定结构强度和硬度，且不易发生变形的纸塑品，因此步骤一主要是对收集得到的原材料进行加工处理，将其细分成以下步骤：
S11：收集废旧的纸塑产品及类似的纸质废旧物品，并根据种类不同进行分类；
S12：将上一步骤中分类得到的产品进行切割破碎，使切割后得到的每一个碎片均小于5cm×5cm×5cm；
S13：制作空心箱；空心箱内壁是由磁性物质制成或涂覆有纳米磁流体层，且空心箱下底面上设置有通风孔，通风孔上设置有单向阀或挡板，通风孔与鼓风机相连，本方案中在通风孔中设置有挡板，挡板有氯丁橡胶制成，上设置有若干与其直径重复的通槽，另外空心箱的其中一个侧壁上设置有与内部连通的开口且铰接有盖板；空心箱的上表面上设置有若干贯穿其厚度的通槽，空心箱上表面上设置有收纳袋，收纳袋是由通风材料制成的收纳袋，本实施例中的收纳袋由长条状的物质经纬编制而成，之间形成孔隙，可采用SEBS。
将S12中收集得到的碎片放入进空心箱内，打开鼓风机向空心箱内部充入湿度为30％-50％的洁净气体，洁净气体使放置在空心箱内部的碎片分散，混入在其中的磁性杂质被吸附在空心箱的内壁上，而混入在其中的长条状的杂质如包装袋或胶带等向鼓风机的作用下被收集进收纳袋中或缠绕在通槽中；本实施例中采用湿度为38％的洁净空气，且向空心箱中冲入30s的洁净空气之后，暂停5s后再继续通入洁净空气，此过程持续3-5min，本实施例中采用3min；
S14：将S13中经过处理的碎片从空心箱中取出，并对磁力吸附在空心箱侧壁上的杂质和收纳进收纳袋中的杂质进行清理；
S15：将S14中得到的碎片利用水力碎浆机继续破碎。
步骤二：碎浆；如图1和图3所示。
S21：将合格的原料按照实际需要的比例放置在干净容器中称重，控制每一次称重的重量在100-150Kg，本实施例中控制重量在100Kg；
S22：打开振筛、振筛加水、打开水泵、打开放浆泵、打开放浆阀门、碎浆机中加水、打开碎浆机；
S23：开动碎浆机，加入原料纸；
S24：按产品需要调配成0.6-1.2％的浓度，本实施例中的浓度控制在0.8％。
将称好重量的原料通过人工投料或原料输送带进给的方式注意将原料投到水里碎浆机的工作桶中，加入适量的水混合，然后启动碎浆机，控制碎浆时间为20-40min，本实施中碎浆时间为30min。
步骤二中加入外添加剂，外添加剂主要包括以下组份：
10份溶剂，溶剂采用水性丙烯酸溶液，6份增强剂，增强剂可采用DH-2增强剂、DH-3增强剂、DH-4增强剂等，其余常见增强剂均可被使用，本实施例中使用的是DH-2增强剂，3份Al2(SO4)3作为絮凝剂，1.2份的泡花碱，2.5份分散剂，2份缓凝剂，2.5份的防水剂和2.5份的防油剂。
步骤三：放浆。
将碎浆机制好的浆通过机器底部的放浆阀支架排放到配奖池中或由连接在放浆管上的浆料输送泵到浓浆池中，放浆过程中碎浆机以便运转以便打开进水阀适量的冲水，对纸浆分解度要求较高的场合，还要在浆料输送泵的后一级增加纸纤维除砂磨浆机。
步骤四：配浆。
从水里碎浆机或前一级浆泵(包括磨浆)输送到浓浆池中的浆料由安装在浓/配浆池上的浆料搅拌器充分搅拌、加水混合均匀，这时浓/配浆池中的浆料浓度应调为复合生产要求的供浆浓度约为0.8-1.5％。
步骤五：供浆。
前一级配浆泵将配浆池中调好浓度、搅拌均匀、复合生产工艺要求的浆通过配浆泵泵送到供浆池中，再由供浆泵输送给生产线上的各成形设备，成型设备的溢流浆通过溢流回到供浆池。
步骤三、四、五中的施工温度控制在28-40℃之间，本实施例中控制温度为32℃。
步骤六：产品成型；如图1和图4。
S61：成型模具装夹；
S62：检查空压机是否运行正常；
S63：吸浆、脱水、转移；
S64：干燥定型，控制成型纸塑湿度为6％-10％
在成型模具内比表面上设置有海绵层，控制海绵层的厚度为0.25-0.45cm，本实施例中采用工业海绵，且设置厚度为0.3cm。
步骤七；如图1和图5所示。
S71：根据设计图纸切割大小；
S72：热压变形；
S73：切边；
S74：粘合；
S75：验收包装。
实施例2：
实施例2与实施例1的步骤基本相同，与实施例1中不同之处在于实施例2中加入至步骤2的外添加剂中各组分比例不同。
20份溶剂，溶剂采用水性丙烯酸溶液，8份增强剂，增强剂可采用DH-2增强剂、DH-3增强剂、DH-4增强剂等，其余常见增强剂均可被使用，本实施例中使用的是DH-2增强剂，5份Al2(SO4)3作为絮凝剂，1.8份的泡花碱，3.5份分散剂，3份缓凝剂，3份的防水剂和3份的防油剂；控制搅拌温度为36℃。
实施例3：
实施例3与实施例1的步骤基本相同，与实施例1中不同之处在于实施例2中加入至步骤2的外添加剂中各组分比例不同。
15份溶剂，溶剂采用水性丙烯酸溶液，7份增强剂，增强剂可采用DH-2增强剂、DH-3增强剂、DH-4增强剂等，其余常见增强剂均可被使用，本实施例中使用的是DH-2增强剂，4份Al2(SO4)3作为絮凝剂，1.6份的泡花碱，3份分散剂，2.8份缓凝剂，2.8份的防水剂和2.8份的防油剂；控制搅拌温度为38℃。
实施例4：
实施例4与实施例1的步骤基本相同，与实施例1中不同之处在于实施例2中加入至步骤2的外添加剂中各组分比例不同。
17份溶剂，溶剂采用水性丙烯酸溶液，7.2份增强剂，增强剂可采用DH-2增强剂、DH-3增强剂、DH-4增强剂等，其余常见增强剂均可被使用，本实施例中使用的是DH-2增强剂，4.1份Al2(SO4)3作为絮凝剂，1.46份的泡花碱，2.98份分散剂，2.1份缓凝剂，2.6份的防水剂和2.6份的防油剂；控制搅拌温度为38℃。
实施例5：
实施例5与实施例1的步骤基本相同，与实施例1中不同之处在于实施例2中加入至步骤2的外添加剂中各组分比例不同。
17份溶剂，溶剂采用水性丙烯酸溶液，7.2份增强剂，增强剂可采用DH-2增强剂、DH-3增强剂、DH-4增强剂等，其余常见增强剂均可被使用，本实施例中使用的是DH-2增强剂，2.98份分散剂，2.1份缓凝剂；控制搅拌温度为38℃。
试验在三级标准大气压下做，即温度(20±2)℃，相对湿度(65±5)％。
分别将实施例2-5中制备得到的外添加剂加入至步骤二中，并顺次按照步骤得到纸塑产品，并测量得到产品的性质，将其记录在表1，对比例为不添加外添加剂制备得到的纸塑产品；
表1：
再向制成的纸塑产品表面分别浇一定量的清水和油，放置一段时间后测量纸塑产片的增重，从而侧面了解纸塑产品的防水、防油性，将测试结果测量记录在表2：
表2：
| 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例|5 | 对比例 | |
| 增重2(水) | 0.02 | 0.02 | 0.016 | 0.021 | 0.025 |
| 增重1(油) | 0.012 | 0.012 | 0.011 | 0.014 | 0.016 |
由以上测试可得结论：加入外添加剂而制备得到的纸塑产品具有较好的结构强度，以及承压、抗扭性能；将这类产品应用至包装运输领域之后，有良好的抗震抗颠的性能，从而减少运输物品在运输途中的损坏；其次，同体积的纸塑产品与同体积的发泡塑料相比，能起到更好的运输效果，且这种纸塑制品可以再次回收成型，且纸类产品容易腐烂分解成有机物质，属环保型产品。
Claims (3)
1.一种纸塑制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：原材料制备，包括以下步骤，
S11：收集废旧的纸质废旧物品；
S12：将S11中收集得到的物品切割成单个体积小于5cm×5cm×5cm的碎片；
S13：将S12中破碎取的碎片放置在内壁为磁性物质制成的空心箱内，所述空心箱其中一面设置有与其内部连通的通风孔，所述空心箱相对于设置有通风孔所在面的面上设置有若干贯穿其厚度的通槽，所述空心箱外套设有由透风材料制成的收纳袋；从通风孔中向空心箱内部持续通入洁净空气3分钟，洁净空气的湿度控制在38%；
S14：将空心箱中的碎片倒出，并对将吸附在空心箱侧壁上的杂质进行清理；
S15：将S14中得到的经过杂质清理的碎片继续破碎，此过程可采用水力碎浆机；
步骤二：碎浆，包括以下步骤，
S21：将合格的原料按实际需要的比例放置在干净容器中称重，控制重量在100Kg；
S22：打开振筛、振筛加水、打开振筛、打开水泵、打开放浆泵、打开放浆阀门、碎浆机中加水、打开碎浆机；
S23：开动碎浆机，加入原料纸，控制碎浆时间为30min；
S24：按产品需要调配成0.8%浓度；
所述步骤二中加入外添加剂，所述外添加剂包括，
水性丙烯酸溶液 17份
DH-2增强剂 7.2份
硫酸铝 4.1份
泡花碱 1.46份
分散剂 2.98份
缓凝剂 2.1份
防水剂 2.6份
防油剂 2.6份；
外添加剂加入后在38℃持续搅拌；
步骤三：放浆；
步骤四：配浆；
步骤五：供浆；
所述步骤三、四、五中均控制温度在32℃之间；
步骤六：产品成型，包括以下步骤，
S61：成型模具装夹；所述S61中使用的成型模具上设置有海绵层，所述海绵层的厚度为0.25-0.45cm，所述成型模具上设置有若干通孔；
S62：检查空压机是否运行正常；
S63：吸浆、脱水、转移；
S64：干燥定型：控制成型纸塑湿度为6%；
步骤六中使用的设备为纸浆模塑成型机；
步骤七：裁切包装，包括以下步骤，
S71：根据设计图纸切割大小；
S72：热压变形；
S73：切边；
S74：粘合；
S75：验收包装。
2.一种纸塑，其特征在于：由权利要求1所述的制造工艺制造而成。
3.一种根据权利要求2所述的纸塑在防震包装盒上的应用。
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Granted publication date: 20200221 Termination date: 20201017 |