CN117536025A - 纸塑容器的生产方法及纸塑容器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种纸塑容器的生产方法及纸塑容器。纸塑容器的生产方法包括：湿坯成型处理，以得到纸塑湿坯；湿坯加工处理，以通过吸浆工艺使得阻隔材料附着于纸塑湿坯，得到阻隔湿坯；纸塑成型处理，以将阻隔湿坯制成纸塑容器。本申请提供的纸塑容器的生产方法，在纸塑湿坯状态下通过吸浆工艺进行阻隔材料的附着，一方面可以使阻隔材料分布更均匀，另一方面可以减少阻隔材料用量，得到的具有阻隔材料层的纸塑容器提高了阻隔性能，不需要塑料内胆，提高了环保性。此外，整个生产过程只需一次热干燥处理，耗能较少，整个过程工艺简单，无需额外增加喷涂、覆膜或注塑设备，生产效率高，同时降低了生产成本，提高了环保性。
Description
技术领域
本申请涉及纸浆模塑技术领域，尤其涉及一种纸塑容器的生产方法及纸塑容器。
背景技术
自工业化以来，塑料产品在生活生产中被广泛应用，但塑料产品难以降解，给环境造成负担，随着环境友好概念的提出，以可降解植物纤维为原料形成的纸塑产业正在蓬勃发展。
现有的纸塑类产品为实现储存液的目的，大多是对热整型后的纸浆模塑容器进行内部喷涂、内部覆膜或内部注塑处理，工艺复杂，生产成本高，且仍旧不环保。
发明内容
针对上述技术问题，本申请实施例提供一种纸塑容器的生产方法及纸塑容器，工艺简单且可以提高环保性，此外得到的纸塑容器具有均匀的阻隔性能。
第一方面，本申请实施方式提供一种纸塑容器的生产方法，包括：湿坯成型处理，以得到纸塑湿坯；湿坯加工处理，以通过吸浆工艺使得阻隔材料附着于纸塑湿坯，得到阻隔湿坯；纸塑成型处理，以将阻隔湿坯制成纸塑容器。
根据本申请第一方面的实施方式，湿坯加工处理的步骤中，包括至少一次吸浆工艺处理，以形成至少一层阻隔材料层。
根据本申请第一方面的实施方式，湿坯加工处理的步骤中，包括两次及以上的吸浆工艺处理以形成两层及以上的阻隔材料层，至少两层的阻隔材料层的材质相异。
根据本申请第一方面的实施方式，湿坯加工处理的步骤中，阻隔材料附着于湿坯的内壁和/或外壁。
根据本申请第一方面的实施方式，湿坯加工处理包括：提供湿坯加工模具和真空抽滤装置；将湿坯固定于湿坯加工模具后浸没于阻隔材料中，使真空抽滤装置对湿坯加工模具进行抽真空处理，得到阻隔湿坯，其中，抽真空处理的真空值为-0.08～-0.1MPa。
根据本申请第一方面的实施方式，湿坯成型处理的步骤中，纸塑湿坯的含水率为60％-80％。
根据本申请第一方面的实施方式，阻隔材料包括聚烯烃及其衍生物、聚氨酯及其衍生物、聚乳酸及其衍生物、聚羟基脂肪酸酯及其衍生物、丙烯酸酯及其衍生物、纤维素酯及其衍生物中的一种或几种。
根据本申请第一方面的实施方式，吸浆工艺处理的时间为5s～30s。
根据本申请第一方面的实施方式，纸塑成型处理的步骤中，阻隔湿坯的处理条件为在115℃～125℃温度下干燥2min-5min。
第二方面，本申请实施方式提供一种纸塑容器，由上述的生产方法生产得到。
本申请实施方式提供的纸塑容器的生产方法，在纸塑湿坯状态下通过吸浆工艺进行阻隔材料的附着，一方面可以使阻隔材料分布更均匀，另一方面可以减少阻隔材料用量，得到的具有阻隔材料层的纸塑容器提高了阻隔性能，不需要塑料内胆，提高了环保性。此外，整个生产过程只需一次热干燥处理，耗能较少，整个过程工艺简单，无需额外增加喷涂、覆膜或注塑设备，生产效率高，同时降低了生产成本，提高了环保性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种湿坯加工处理的示意图；
图2是本申请实施例提供的一种湿坯成型处理的示意图；
图3是本申请实施例提供的一种纸塑成型处理的示意图；
图4是本申请实施例提供的一种纸塑容器的示意图。
附图标记为：
10、湿坯成型模具；11、阻隔材料池；14、纸浆池；15、热成型模具；16、瓶口整形组件；
20、纸塑湿坯；21、阻隔湿坯；22、纸塑容器；A、抽真空气流方向。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。
应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
自工业化以来，塑料产品在生活生产中被广泛应用，但塑料产品难以降解，给环境造成负担，随着环境友好概念的提出，以可降解纸为原料形成的纸塑产业正在蓬勃发展。
纸塑容器一般是以植物纤维为原料，由模具塑造出一定形状的纸制品。本申请的发明人注意到，现有的纸塑容器为实现储存液的目的，大多是对热整型后的纸塑容器进行内部喷涂、内部覆膜、内部注塑处理，工艺复杂，生产成本高，且仍旧不环保。
鉴于此，第一方面，本申请提供一种纸塑容器的生产方法，包括：
湿坯成型处理，以得到纸塑湿坯；湿坯加工处理，以通过吸浆工艺使得阻隔材料附着于纸塑湿坯，得到阻隔湿坯；纸塑成型处理，以将阻隔湿坯制成纸塑容器。
在本申请的实施方式中，纸塑容器包括但不限于是纸瓶，纸杯，餐盒，餐托，蛋盒，蛋托，水果托，花盆，一次性医用便盆等。
在一些实施方式中，在湿坯成型处理的步骤中，可以包括获取纸浆的步骤，作为一种示例，获取纸浆的步骤包括将纸浆原料进行粉碎、疏解处理，以获得均匀浆料；纸浆原料包括废纸、原生植物纤维中的至少一种，原生植物纤维原料包括针叶树木材、阔叶树木材、芦苇、竹子、农作物秸秆、甘蔗渣等，例如纸浆原料是废纸，也可以是废纸和甘蔗渣的混合物，本申请对此不做具体限定。可以理解的是，获取纸浆的步骤中在纸浆原料进行粉碎、疏解前，还包括对纸浆原料进行除杂、浸泡等处理，以便快速获得纯净的均匀浆料，同时减少对粉碎机器的损耗；获取纸浆的步骤中，还可以包括对纸浆原料或均匀浆料进行消毒处理，以使最终的纸塑容器达到卫生合格的标准。
在一些实施方式中，在湿坯成型处理的步骤中，可以通过将纸浆注入湿坯成型模具中成型得到纸塑湿坯，可以理解的是，不同的纸塑容器对应不同的湿坯成型模具，湿坯成型模具的内壁的形状与所要制备的纸塑容器的外壁的形状贴合匹配，或者湿坯成型模具的外壁的形状与所要制备的纸塑容器的内壁贴合匹配，以形成所要制备的纸塑容器。纸塑容器的内壁或外壁轮廓可以是多种形状，如立方体状、圆柱状等或其他规则或不规则的形状，本申请对此不做具体限定，示例性地，生产纸塑容器的湿坯成型模具具有第一内壁，第一内壁围合形成的内腔具有圆柱状，纸浆可以附着于第一内壁形成纸塑湿坯，纸塑湿坯具有圆柱状外形，或者生产纸塑容器的湿坯成型模具具有第一外壁，第一外壁的形状为立方体状，纸浆可以附着于第一外壁形成纸塑湿坯，纸塑湿坯具有立方体外形。
纸浆在纸塑成型模具成型的方式可以选自吸浆工艺或灌浆工艺中的一种或两种。吸浆工艺可以借助真空抽滤装置，将纸塑成型模具与真空抽滤装置连接，通过抽真空处理使纸浆附着于纸塑成型模具；灌浆工艺可以将纸浆灌入纸塑成型模具保持一段时间后倒出剩余纸浆。作为一种优选的示例，请参阅图2，可以采用吸浆工艺制备纸塑湿坯20，包括将湿坯成型模具10浸入盛有纸浆的纸浆池14中，将真空抽滤装置(图未示出)与湿坯成型模具10连接，开启真空抽滤装置，使纸浆吸附于湿坯成型模具10，得到预成形纸塑湿坯，预成形纸塑湿坯经脱水后得到纸塑湿坯20。
真空抽滤装置可以是真空泵，示例性地，请参阅图2，湿坯成型模具中的抽真空气流方向A为背离纸浆的液面的方向，以使纸浆能被抽入湿坯成型模具中。
优选地，纸塑成型模具10浸入纸浆池14的角度为竖直浸入，以使所形成的纸塑湿坯20的内腔的延伸方向与纸浆池14内纸浆的液面垂直，如此有利于实现纸塑湿坯20各处的壁厚一致。
可选地，得到预成形纸塑湿坯的步骤中，真空抽滤装置的真空值为-0.04Mpa～-0.08MPa。示例性地，真空抽滤装置的真空值为-0.08Mpa、-0.07Mpa、-0.06Mpa、-0.05MPa、-0.04Mpa。真空抽滤装置的真空值在上述范围，可以使纸浆较为均匀地附着于湿坯成型模具，还可以避免纸浆被从湿坯成型模具吸出。
预成形纸塑湿坯的含水率较高，不易定形，此时可以将纸瓶成型模具从纸浆池中取出，对预成型纸塑湿坯进行脱水处理，以使预成型瓶状湿坯脱去部分水分得到纸塑湿坯，脱水处理的方式可以是抽真空、加热或其他常用脱水方式，优选地，采用抽真空的方式进行脱水，请继续参阅图2，在抽真空时可以将纸塑成型模具10倒置，避免预成型纸塑湿坯脱落。可选地，预成形纸塑湿坯脱水处理的步骤中，真空抽滤装置的真空值为-0.04Mpa～-0.08MPa。示例性地，真空抽滤装置的真空值为-0.04Mpa、-0.05Mpa、-0.06Mpa、-0.07MPa、-0.08Mpa。脱水处理的时间为10min-15min，示例性地，脱水处理的时间为10min、11min、12min、13min、14min或15min。预成型纸塑湿胚进行脱水处理，可以使纸塑湿坯易于成型，同时有利于后续湿坯加工处理中的吸浆工艺处理时均匀吸附。本申请中可以根据纸塑容器的厚度需要，控制纸塑湿坯的厚度，纸塑湿坯的厚度可以通过吸浆工艺处理的时间进行调节。可选地，在形成纸塑湿坯的步骤中，吸浆工艺处理的时间为5s～20s。示例性地，吸浆工艺处理的时间为5s、6s、7s、8s、9s、10s、11s、12s、13s、14s、15s、16s、17s、18s、19s或20s。通过吸浆工艺处理的时间在上述范围内，可以使纸塑容器的厚度在0.5mm～0.8mm，既能实现较好的盛物强度，还能节省原料和时间成本。
在湿坯成型处理的步骤中，通过吸浆工艺使得阻隔材料附着于湿坯可以包括：将固定于湿坯加工模具的纸塑湿坯与湿坯加工模具一起浸入盛有阻隔材料的阻隔材料池中，将真空抽滤装置与湿坯加工模具连接，开启真空抽滤装置，使阻隔材料吸附于纸塑湿坯，得到阻隔湿坯。作为一种示例，请参阅图1，纸塑湿坯可以在湿坯成型模具10中保持原位不变，此时湿坯成型模具10继续作为湿坯加工模具使用，纸塑湿坯与湿坯成型模具10一起浸入盛有阻隔材料的阻隔材料池11中，将真空抽滤装置与湿坯成型模具10连接，开启真空抽滤装置(图未示出)，使阻隔材料吸附于纸塑湿坯，得到阻隔湿坯。
使用吸浆工艺使阻隔材料附着于纸塑湿坯，需要将纸塑湿坯浸入阻隔材料池中，可以使纸塑湿坯与阻隔材料充分接触，可以提高阻隔材料附着的均匀性；同时使用吸浆工艺使阻隔材料附着于纸塑湿坯，可以与湿坯成型处理使用同一套模具，可以保持纸塑湿坯与纸塑成型模具固定不动，使整个工艺流程顺畅，生产效率高，同时可以避免纸塑湿坯在加工过程中出现形变，提高了成品的合格率。
纸塑湿坯附着有具有阻隔作用的阻隔材料形成阻隔湿坯，可以使阻隔湿坯在成型处理后，具有阻隔作用，可用于盛放物品，盛放的物品可以是气体、液体或固体。
本申请的发明人注意到，由于干燥的裸纸塑容器具有良好的吸水性，因此使干燥的裸纸塑容器与阻隔材料进行接触，干燥的裸纸塑容器就能迅速地吸附阻隔材料，这样无法控制吸附地均匀性。因此，与在干燥的裸纸塑容器上涂覆阻隔材料相比，本申请实施例中在湿坯状态下进行吸浆处理以使阻隔材料附着于纸塑湿坯，可以避免由于干燥纸瓶具有良好的吸水性而导致的阻隔材料涂覆不均匀的情况。此外，在湿坯状态下进行阻隔材料涂覆也可以避免由于干燥纸塑容器具有良好的吸水性而导致的阻隔材料用量增加的情况。
在纸塑成型处理的步骤中，将阻隔湿坯进行成型处理可以得到纸塑容器。示例性地，成型处理可以为加热加压处理。
综上，本申请实施方式提供的纸塑容器的生产方法，在纸塑湿坯状态下通过吸浆工艺进行阻隔材料的附着，一方面可以使阻隔材料分布更均匀，另一方面可以减少阻隔材料用量，得到的具有阻隔材料层的纸塑容器提高了阻隔性能，不需要塑料内胆，提高了环保性。此外，整个生产过程只需一次热干燥处理，耗能较少，整个过程工艺简单，生产效率高，同时降低了生产成本，提高了环保性。
在一些实施方式中，湿坯加工处理的步骤中，包括至少一次吸浆工艺处理，以形成至少一层阻隔材料层。
根据本申请的实施方式，吸浆工艺处理次数可以是一次、两次、三次或更多次，两次及以上的吸浆工艺处理可以在纸塑湿坯上附着两层及以上的阻隔材料层，阻隔材料层具有多层，可以提高阻隔效果。作为一种示例，在进行一次吸浆处理以形成一层阻隔材料层后，可以静置一段时间，或脱去部分水分后进行第二次吸浆工艺处理，进行多次吸浆工艺处理时可以重复上述过程。
阻隔材料层包括两层及以上时，阻隔材料层层叠设置，两层及以上的阻隔材料层的材质可以相同，也可以不同。阻隔材料层的材质相同时，可以在同一种材质的阻隔材料池中处理，可以节约操作空间。
在一些实施方式中，湿胚加工处理的步骤中，湿坯加工处理的步骤中，包括两次及以上的吸浆工艺处理以形成两层及以上阻隔材料层，至少两层的阻隔材料层的材质相异。
至少两层的阻隔材料层的材质相异可以使用不同种的阻隔材料进行搭配，两层及以上可以是两层、三层、四层或更多层，多于两层时，至少两层的材质可以不同，例如多层阻隔材料层的材质可以各不相同，也可以只有两层不同。可以根据使用需要、价格、或其他因素考虑进行阻隔材料的搭配，作为一种示例，在盛放食品时，可以在与食品接触的一侧选用植物基的阻隔材料，提高安全性，在不与食品直接接触的阻隔材料层可以选择较为经济的阻隔材料。
在一些实施方式中，湿坯加工处理的步骤中，阻隔材料附着于湿坯的内壁和/或外壁。
阻隔材料可以只附着于纸塑湿坯的内壁，阻隔材料也可以只附着于纸塑湿坯的外壁，还可以同时附着于纸塑湿坯的内壁和外壁。
当只在纸塑湿坯的内壁附着阻隔材料或只在纸塑湿坯的外壁附着阻隔材料时，湿坯成型模具可以兼做湿坯加工模具，即在湿坯成型模具形成纸塑湿坯后，可以保持纸塑湿坯在湿坯成型模具原位不动，将湿坯成型模具浸入盛有阻隔材料的阻隔材料池中，此时纸塑湿坯与阻隔材料相接触，将真空抽滤装置与湿坯成型模具连接，开启真空抽滤装置，使阻隔材料吸附于纸塑湿坯，得到阻隔湿坯。如此，可以简化纸塑容器的生产过程。
例如，只在纸塑湿坯的内壁附着阻隔材料时，在湿坯成型处理的步骤中，湿坯成型模具具有第一内壁，通过吸浆工艺使纸浆附着于第一内壁形成纸塑湿坯，在湿坯加工处理的步骤中，湿坯成型模具可以兼做湿坯加工模具，保持纸塑湿坯在湿坯成型模具中原位不动，将湿坯成型模具浸入盛有阻隔材料的阻隔材料池中，此时纸塑湿坯的内壁与阻隔材料相接触，将真空抽滤装置与湿坯成型模具连接，开启真空抽滤装置，使阻隔材料吸附于纸塑湿坯，得到内壁附着有阻隔涂料的阻隔湿坯。
例如，只在纸塑湿坯的外壁附着阻隔材料时，在湿坯成型处理的步骤中，湿坯成型模具具有第一外壁，通过吸浆工艺使纸浆附着于第一外壁形成纸塑湿坯，在湿坯加工处理的步骤中，湿坯成型模具可以兼做湿坯加工模具，即在湿坯成型模具形成纸塑湿坯后，可以保持纸塑湿坯在湿坯成型模具上不动，将湿坯成型模具浸入盛有阻隔材料的阻隔材料池中，此时纸塑湿坯的外壁与阻隔材料相接触，将真空抽滤装置与湿坯成型模具连接，开启真空抽滤装置，使阻隔材料吸附于纸塑湿坯，得到外壁附着有阻隔涂料的阻隔湿坯。
当在纸塑湿坯的内壁和外壁都附着阻隔材料时，可以使用配合使用的湿坯成型模具和湿坯加工模具，即湿坯成型模具和湿坯加工模具可以嵌套以使纸塑湿坯的内壁和外壁中的一者与湿坯成型模具贴合，另一者与湿坯加工模具贴合。湿坯成型模具和湿坯加工模具在不同阶段浸入阻隔材料池时，可以使纸塑湿坯的内壁和外壁分别与阻隔材料相接触，从而通过吸浆工艺使阻隔材料附着于纸塑湿坯的内壁和外壁。纸塑容器的内壁和外壁都附着阻隔材料，可以拓宽纸塑容器的应用环境，例如在潮湿环境中也可以使用。例如在湿坯成型模具的第一外壁形成纸塑湿坯后，纸塑湿坯的内壁与湿坯成型模具的第一外壁贴合，保持纸塑湿坯在湿坯成型模具上原位不动，将湿坯成型模具浸入盛有阻隔材料的阻隔材料池中，此时纸塑湿坯的外壁与阻隔材料相接触，在纸塑容器的外壁附着上阻隔材料，之后将湿坯加工模具套设于纸塑湿坯的外壁，可以使纸塑湿坯的外壁与湿坯加工模具的内壁贴合，此时取出湿坯成型模具，就完成了纸塑湿坯在湿坯成型模具和湿坯加工模具间的交换，继续将湿坯加工模具浸入盛有阻隔材料的阻隔材料池中，此时纸塑湿坯的内壁与阻隔材料相接触，在纸塑容器的内壁附着上阻隔材料。
在一些实施方式中，湿坯加工处理包括：提供湿坯加工模具和真空抽滤装置；将纸塑湿坯固定于湿坯加工模具后浸没于阻隔材料中，使真空抽滤装置对湿坯加工模具进行抽真空处理，得到阻隔湿坯，其中，抽真空处理的真空值为-0.08～-0.1MPa。
真空抽滤装置可以是真空泵，真空值在-0.08～-0.1Mpa范围内，可以具有较好的吸附效果，同时避免破坏纸塑湿坯，可选地，抽真空处理的真空值为-0.08MPa、-0.09MPa、-0.1MPa等。
在一些实施方式中，湿坯成型处理的步骤中，纸塑湿坯的含水率为60％-80％。
根据本申请的实施例，含水率在上述范围内，一方面可以保持纸塑湿坯的形态，不易变形，另一方面可以使纸塑湿坯具有合适的吸附性，以利于阻隔材料料的均匀涂覆。可选地，纸塑湿坯的含水率为60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％或80％等。
在一些实施方式中，阻隔材料包括聚烯烃及其衍生物、聚氨酯及其衍生物、聚乳酸及其衍生物、聚羟基脂肪酸酯及其衍生物、丙烯酸酯及其衍生物、纤维素酯及其衍生物中的一种或几种。
在一些实施方式中，阻隔材料包括聚烯烃、聚烯烃衍生物、聚氨酯、聚氨酯衍生物、聚乳酸、聚乳酸衍生物、聚羟基脂肪酸酯、聚羟基脂肪酸酯衍生物、丙烯酸酯、丙烯酸酯衍生物、纤维素酯和纤维素酯衍生物中的一种或几种中的至少一种。
本申请的实施方式通过将阻隔材料附着于纸塑湿坯形成阻隔材料层，赋予纸塑容器阻隔性质。阻隔材料可以由一种成分组成，也可以是多种成分的混合物。示例性地，阻隔材料可以是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯乙烯醇(EVOH)或乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，也可以是聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的混合物，还可以是纤维素酯和纤维素酯衍生物的混合物。本申请采用植物基的阻隔材料，可以提高环保性和安全性。作为一种示例，阻隔池中的阻隔材料的质量百分含量为35％～65％，可选地，阻隔池中的阻隔材料的质量百分含量为40％、42％、45、48％、50％、52％、55％、58％或60％，阻隔池中的阻隔材料的质量百分含量在上述区间，可以节省纸塑成型处理步骤的时间，同时有助于提高吸浆均匀性。
可以理解的是，阻隔材料还可以包括酸/碱性调节剂、氧化剂和表面活性剂，例如，酸/碱性调节剂为碳酸氢钠，氧化剂为过硫酸铵，表面活性剂为十二烷基硫酸钠，用于提高阻隔材料在溶液中的稳定性。
本申请中可以根据纸塑容器应用时的阻隔需求，控制阻隔材料层的厚度，阻隔材料层的厚度可以通过吸浆工艺处理的时间进行调节。在一些实施方式中，吸浆工艺处理的时间为5s～30s。示例性地，吸浆工艺处理的时间为5s、6s、7s、8s、9s、10s、11s、12s、13s、14s、15s、16s、17s、18s、19s 20s、25s或30s。通过吸浆工艺处理的时间在上述范围内，可以使阻隔材料层的厚度在10μm～50μm，既能实现较好的阻隔效果，还能节省原料和时间成本。
在一些实施方式中，纸塑成型处理的步骤中，阻隔湿坯的处理条件为在115℃～125℃温度下干燥2min～5min。在此条件下对阻隔湿坯进行干燥处理，可以在提高脱水速率的同时避免纸塑容器过分脱水，更易控制纸塑容器的形状。示例性地，阻隔湿坯的处理温度为115℃、116℃、117℃、118℃、119℃、120℃、121℃、122℃、123℃、124℃或125℃，阻隔湿坯在上述温度下的处理时间为2min、3min、4min或5min。
作为一种示例，请参阅图3，纸塑成型处理包括将阻隔湿坯21从湿坯加工模具(此处湿坯成型模具10作为湿坯加工模具使用)转移至热成形模具15，转移方式可以是夹子夹持，也可以是将弹性体袋放入阻隔湿坯的内腔中，使弹性体袋膨胀后与阻隔湿坯的内壁贴合，通过移动弹性体袋使阻隔湿坯21从湿坯加工模具转移至热成形模具15。
在湿坯定型处理阶段，使弹性体袋膨胀保持第一预设压力值贴附于阻隔湿坯的内壁，扣合热成形模具15，热成形模具15保持第二预设压力值，弹性体袋和热成形模具15在阻隔湿坯21的内壁和外壁分别施加压力，可以使阻隔湿坯21在脱水过程中保持形状，本申请中不具体限定第一预设压力值和第二预设压力值，只要能在脱水过程中将阻隔湿坯21固定即可。可选地，第一预设压力值为0.4Mpa至0.6Mpa，第二预设压力值为13.5Mpa至14.5Mpa。第二预设压力值大于第一预设压力值，可以使阻隔湿坯21在形成纸塑容器22过程中使纸浆分布更密实，提高纸塑容器22质量。示例性地，第一预设压力值为0.4Mpa、0.5Mpa或0.6Mpa，第二预设压力值为13.5Mpa、14Mpa或14.5Mpa。
请继续参阅图3和图4，示例性地，当纸塑容器22为纸瓶时，在扣合热成形模具15时，还可以在热成形模具15的端口位置增加瓶口整形组件16，使用瓶口整形组件16可以对阻隔湿坯21的瓶口进行整形，以使纸瓶具有需要的形状，瓶口整形组件16可以是平板状，还可以是螺纹状或其他需要的形状。
可选地，弹性体袋膨胀的方式为充入气体或充入液体。
第二方面，本申请实施方式提供一种纸塑容器，由上述的生产方法生产得到。
本申请实施方式提供的纸塑容器通过吸浆工艺在纸塑湿坯上附着阻隔材料层，可以得到均匀的阻隔材料层，具有阻隔材料层的纸塑容器提高了阻隔性能，不需要塑料内胆，提高了环保性，本申请实施例提供的纸瓶为一体成型，生产工艺简单，适于大规模生产。
实施例1：
一种纸塑容器，包括容器壁和附着于容器内壁的阻隔材料层，容器壁的厚度为0.6mm，阻隔材料层的厚度为20μm，其制备方法包括：
湿坯成型处理：将纸塑成型模具放入纸浆池中，纸塑成型模具的进浆口朝下，开启真空抽滤装置进行吸浆工艺处理，使纸浆吸附在纸塑成型模具的内壁上，真空值为-0.05Mpa，吸浆时间为10s，得到一个含水率70％-80％的预成型纸塑湿坯。将纸塑成型模具从纸浆池中取出，将纸塑成型模具倒置(即进浆口朝上)，继续抽真空，真空值为-0.05Mpa，脱水时间15min，脱水后得到纸塑湿坯，纸塑湿坯的含水率为60％-65％。
湿坯加工处理：将纸塑湿坯与纸塑成型模具保持相对固定，将纸塑成型模具放入阻隔材料池，纸塑成型模具的进浆口朝下，真空抽滤装置进行吸浆工艺处理，使阻隔材料吸附到纸塑湿坯的内壁，阻隔材料池中溶质为组分a:含3.5％wt碳酸氢钠的10.0wt％过硫酸铵水溶液、组分b:10.0wt％的十二烷基硫酸钠水溶液和组分c：90:10醋酸乙烯酯/丙烯酸混合物的混合物，其中组分a含量为11.65wt％；组分b含量为27.72wt％；组分c含量为60.63wt％，真空值为-0.08Mpa，吸浆时间为15s。吸附完成后，将纸塑成型模具从阻隔材料池中取出，静置时间5分钟，使阻隔材料充分被纸塑湿坯吸收，得到阻隔湿坯。
湿坯成型处理：将纸塑成型模具打开，将阻隔湿坯使用弹性体袋转移到热成型模具上，弹性体袋通过充气膨胀。将热成型模具合模后，弹性体袋通过高温充气膨胀，热成型温度为120℃，干燥时间为3分钟。弹性体袋的充气压力0.6MPa、热成型模具的热压压力为14MPa。成型完成后，关闭气阀放出弹性体袋内部的气体，移出弹性体，打开热成型模具，取出成品即为纸塑容器。
实施例2
一种纸塑容器，包括容器壁和附着于容器内壁的阻隔材料层，容器壁的厚度为0.8mm，阻隔材料层的厚度为30μm，其制备方法包括：
湿坯成型处理：与实施例1类似，区别在于吸浆时间为15s。
湿坯加工处理：与实施例1类似，区别在于吸浆时间为20s。湿坯成型处理：与实施例1类似，区别在于，热成型温度为125℃，干燥时间为2分钟。
实施例3
一种纸塑容器，包括容器壁和附着于容器内壁及外壁的阻隔材料层，容器壁的厚度为0.6mm，内壁的阻隔材料层的厚度为20μm，外壁的阻隔材料层的厚度为35μm，其制备方法包括：
湿坯成型处理：将纸塑成型模具放入纸浆池中，纸浆池中成分与实施例1中纸浆池成分相同，开启真空抽滤装置进行吸浆工艺处理，使纸浆吸附在纸浆模塑瓶成型模具外壁上，真空值为-0.05Mpa，吸浆时间为12s，得到一个含水率70％-80％的预成型纸塑湿坯。将纸塑成型模具从纸浆池中取出，将纸塑成型模具倒置，继续抽真空，真空值为-0.04MPa至-0.05Mpa，脱水时间15min，脱水后得到纸塑湿坯，纸塑湿坯的含水率为65％-70％。
湿坯加工处理：将纸塑湿坯与纸塑成型模具保持相对固定，将纸塑成型模具放入阻隔材料池，阻隔材料池中成分与实施例1中的阻隔材料池中成分相同，真空抽滤装置进行吸浆工艺处理，使阻隔材料吸附到纸塑湿坯的内壁，真空值为-0.08Mpa，吸浆时间为15s。吸附完成后，将纸塑成型模具从阻隔材料池中取出，静置时间5分钟，使阻隔材料充分被纸塑湿坯吸收，得到外壁附着阻隔材料的阻隔湿坯。
将外壁附着阻隔材料的阻隔湿坯固定于湿坯加工模具，取出湿坯成型模具，将湿坯加工模具放入阻隔材料池，湿坯加工模具的进浆口朝下，真空抽滤装置进行吸浆工艺处理，使阻隔材料吸附到阻隔湿坯的内壁，阻隔材料为聚丙烯酸酯，真空值为-0.08Mpa，吸浆时间为20s。吸附完成后，将纸塑成型模具从阻隔材料池中取出，静置时间5分钟，使阻隔材料充分被纸塑湿坯吸收，得到内壁和外壁均附着有阻隔材料的阻隔湿坯。
湿坯成型处理：将阻隔湿坯使用转移装置转移到热成型模具上。将热成型模具合模后，在阻隔湿坯的内腔放入一个弹性体袋，弹性体袋通过高温充气膨胀。热成型温度为120℃，干燥时间为3分钟。弹性体袋的充气压力0.6MPa、热成型模具的热压压力为14MPa。成型完成后，关闭气阀放出弹性体袋内部的气体，移出弹性体，打开热成型模具，取出成品即为纸塑容器。
对比例1
一种纸塑容器，包括容器壁和附着于容器内壁的阻隔材料层，容器壁的厚度为0.6mm，阻隔材料层的厚度为20μm，其制备方法包括：
湿坯成型处理：与实施例1相同。
湿坯加工处理：将纸塑湿坯与纸塑成型模具保持相对固定，将喷涂装置从纸塑湿坯口放入纸塑湿坯内，开启喷涂装置，将阻隔材料由喷浆口喷涂到纸塑湿坯的内壁，阻隔材料为与实施例1中的阻隔材料池中的成分相同，喷涂时间20s。喷涂完毕后，静置5分钟，使阻隔材料被吸收。
湿坯成型处理：将附着有阻隔材料的纸塑湿坯使用转移装置转移到热成型模具上。将热成型模具合模后，在附着有阻隔材料的纸塑湿坯的内腔放入一个弹性体袋，弹性体袋通过高温充气膨胀。热成型温度为120℃，干燥时间为3分钟。弹性体袋的充气压力0.6MPa、热成型模具的热压压力为14MPa。成型完成后，关闭气阀放出弹性体袋内部的气体，移出弹性体，打开热成型模具，取出成品即为纸塑容器。
纸塑容器的性能测试
水蒸气透过量参考GB/T 1037-2021减重法条件A规定的方法进行测试，实验结果见表1。
表1实施例1-3与对比例1的水蒸气透过量实验结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | |
| 水蒸气透过量 | 22g/cm2·day | 20g/cm2·day | 15g/cm2·day | 232g/cm2·day |
由表1可以看出，实施例1-3的纸塑容器的水蒸气透过量远低于对比例1的水蒸气透过量，可以说明本申请提供的纸塑容器的生产方法制备的纸塑容器可以实现良好的阻隔作用。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种纸塑容器的生产方法，其特征在于，包括：
湿坯成型处理，以得到纸塑湿坯；
湿坯加工处理，以通过吸浆工艺使得阻隔材料附着于所述纸塑湿坯，得到阻隔湿坯；
纸塑成型处理，以将所述阻隔湿坯制成纸塑容器。
2.根据权利要求1所述的纸塑容器的生产方法，其特征在于，所述湿坯加工处理的步骤中，包括至少一次吸浆工艺处理，以形成至少一层阻隔材料层。
3.根据权利要求2所述的纸塑容器的生产方法，其特征在于，所述湿坯加工处理的步骤中，包括两次及以上的吸浆工艺处理以形成两层及以上的所述阻隔材料层，至少两层的所述阻隔材料层的材质相异。
4.根据权利要求1-3任一项所述的纸塑容器的生产方法，其特征在于，所述湿坯加工处理的步骤中，所述阻隔材料附着于所述纸塑湿坯的内壁和/或外壁。
5.根据权利要求1-3任一项所述的纸塑容器的生产方法，其特征在于，所述湿坯成型处理的步骤中，所述纸塑湿坯的含水率为60％-80％。
6.根据权利要求1所述的纸塑容器的生产方法，其特征在于，所述湿坯加工处理包括：提供湿坯加工模具和真空抽滤装置；将所述纸塑湿坯固定于湿坯加工模具后浸没于所述阻隔材料中，使真空抽滤装置对所述湿坯加工模具进行抽真空处理，得到所述阻隔湿坯，其中，抽真空处理的真空值为-0.08～-0.1MPa。
7.根据权利要求1所述的纸塑容器的生产方法，其特征在于，阻隔材料包括聚烯烃及其衍生物、聚氨酯及其衍生物、聚乳酸及其衍生物、聚羟基脂肪酸酯及其衍生物、丙烯酸酯及其衍生物、纤维素酯及其衍生物中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的纸塑容器的生产方法，其特征在于，所述纸塑成型处理的步骤中，所述阻隔湿坯的处理条件为在115℃～125℃温度下干燥2min-5min。
9.根据权利要求1所述的纸塑容器的生产方法，其特征在于，所述吸浆工艺处理的时间为5s～30s。
10.一种纸塑容器，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的生产方法生产得到。
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| CN202310595702.8A CN117536025A (zh) | 2023-05-24 | 2023-05-24 | 纸塑容器的生产方法及纸塑容器 |
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