一、引言

　　纸浆模制品是以一定浓度的纸浆，加入适量化学助剂在成型机中通过真空或加压的方法使纤维均匀分布在模具表面，从而形成具有拟定几何形状与尺寸的湿纸模坯，再进一步脱水脱模，干燥整形而成的制品。该制品原料来源丰富，生产与使用过程无公害，产品重量轻，抗压强度大，绘冲性能好并有良好的可回收性，作为包装制品其应用范围相当广泛。据有关资料表明，目前世界上的纸浆模制品产量已达40万吨以上。随着我国与世界各国经济接轨的日益迫近，纸浆模制品的推广应用无疑潜力巨大。

　　1991年底欧共体12国颁布了强制性执行标准《新包装规则》，明确宣布从1992年起，在运输包装和销售包装中禁止使用发泡聚苯乙烯材料，代之以纸浆模塑制品。而后在日本贸易界也指定我国一些对日电器出口厂家使用纸模制品替代发泡聚苯乙烯包装。对于国际包装行情的这一重大变化，我国辽、江苏、广东、浙江、福建等一些地区作出了迅速反应。虽然我国纸浆模制品的开发始于20世纪80年代，至今已形成一定生产规模，但目前生产经营状况并不十分乐观，仍然存在许多值得深入研究和改进的地方，现就有关问题作如下综述与分析。

二、纸浆模制品现行生产工艺与设备

　　1．纸浆模制品生产工艺

　　纸模制品生产工艺过程包括废纸分选、碎纸打浆、浆料配制、纸浆施胶、调配浆液（浓度）、制品成型、制品冷挤压、制品干燥和制品精整等。

　　废纸是生产注型模塑制品的主要原料之一，用液压磨碎机与分选机对其（废报纸、瓦楞纸板包装的边角废料等）应进行仔细分类并剔除各种掺杂物。磨碎废纸无论是在间歇式的打浆机或者是在连续式的磨碎机、精磨机上均可实现。分选净化后的废纸经磨碎打浆，转变为均匀的纸浆。纸浆施胶是为了提高注型制件的抗液体渗透性能。对于纸模包装制品，所施胶料一般为松香、石蜡乳胶或松香石蜡胶。试验表明，为了得到高质量的制件，对非粘结类废纸制品纸浆，其中必须加入相当于纸浆干纤维质量3％的松香胶，对粘结类的废纸制品纸浆，应加入1．5％－2％的松香胶。

　　模塑制品的成型可有3种制作方法：真空造型法、液压造型法、压缩空气造型法。实践中，可用上述方法之一或尽可能采用联合的方法以提高生产效率。

　　将纸浆注满模型及罩壳上部的容积之后，水将通过模型的金属网壁排出，而纤维则贴附在网状模型的表面上。成型结束后，借助于液压缸升起模型，经压实后取出制品并转送到烘干工序。制作的压实是在由上模和下模组成的专用压型机中实现的。压型机的结构应保证在压实时不位伸制作，否则会引起制件壁的破裂。这种设备在整个压型过程中是按制件只受压缩的原则工作的，挤压时为了从被压出处排出水必须要有真空抽气设备。因挤压的程度不同，制作的含水率为50％－75％，经干燥工序应使含水率降为10％－12％，而在某些情况下可降到3％－4％。制品的干燥是在周期或连续作业的干燥炉中进行的。制品套在防收缩模型上送入干燥炉中，用热空气来干燥制品，开始的温度为250－300℃（制品在7－10秒内含水量减少50％），然后温度降为100－105℃。连续式干燥炉内具有传送装置，制件在炉内通过不同的温度区，最后干燥到含水率为10％－12％左右即可。纸模制品生产工艺中一直伴随着脱水，从重力脱水，真空脱水，压榨脱水，到最后的势力脱水，即烘干。真空脱水和压榨脱水脱去制品中的大部分水，余下的水必须采用加势烘干的办法来进行脱水。

　　烘干后，在热后成型机上用挤压的方法使其更密实，这对于注型包装制品壁的厚度均匀、外表面光滑平坦和提高壁的强度都是必要的纸模制品干燥后即可使用，但有时还需进行特殊处理，如：压光、涂料烘培或在表面印刷图案文字等。

　　纸浆模制品用于生产快餐具和包装制品在工艺上是有差异的。如：一次性快餐具要求防水防油，达到刚度要求，符合卫生标准，外表印刷商标，表面光滑内外洁净。而包装制品一般形状较大较复杂，要求具有承载能力、缓冲功能、定位功能。基于这些特殊要求，决定了纸模包装制品的工艺特性是：不论制品形状如何复杂，同一制品的壁厚必上同，只有这样才能满足在生产工艺中的成型和定型（或烘干）的要求。工业品包装有时对尺寸，形状精度要求不算太高，要求具有一定的强度和缓冲性。所以，纸浆模制品工业包装很少要求定型，是从成型机下来之后，经过烘干机一次性烘干成型。这种烘干方法，由于湿纸坯水分的析出，制品形状、尺寸均发生变化，在这方面积累经验数据掌握变化规律，可作为今后模具设计的依据。

　　2．纸浆模制品的生产设备

　　据工艺要求，纸模制品生产用主要设备有水力碎浆机、配浆池、成型机、烘干机和定型机等。

　　水力碎浆机的作用是将废纸板碎解，使其重新变成纸浆，可分立式和卧式两种。工业品包装制品生产线上常用卧式水力碎浆机，其优点对纸料纤维只有分散作用，无切断作用；碎解效率高，碎解时间短，功力消耗少，结构简单，可处理含较大杂物、金属杂物的废纸。

　　成型机是保证网模进行进浆、脱水、取下湿纸坯等各种运作过程的机械。其主要结构包括：机架、浆箱、升降气缸、导柱、上下模板和固定在模板上的气室（分别与真空系统和空气压缩机相通）。纸浆模塑成型机的形式尽管很多，但其成型工艺有两种：模内定量灌浆和模外吸附成型。其原理均是使纸浆通过网模流动，把水滤掉，将纤维裁流在网模上，形成湿纸坯。模内灌浆方式是通过一定数量的纸浆来保证制品厚度，而模外吸附是用控制纸浆浓度和吸附时间来保证制品厚度。纸模工业包装制品大多是采用往复式模外吸附时间来保证制品厚度。纸模工业包装制品大多是采用往复式模外吸附成型方式，这种成型机能生产较大面积的制品，适应性较强，可以形成自动化生产流水线。

　　烘干机建议采用燃油炉供热方式，其烘干结构包括：机头、机尾、过渡节、中间加热节、燃烧器、引风机、传输带和自动控制箱。工作时燃烧炉将柴油雾化后喷到燃烧室进行燃烧。

　　若对制品形状尺寸要求很严格就需对湿纸坯进行定型处理，即将烘干到一定程度的湿纸坯放入定型模具内加压、加热，使制品在模具内干燥成型。定型机实际上就是小型四柱压力机（液压或气压），稍有不同的是固定在上下压板的定型模具内装有加热元件。纸浆模制品定型的三要素是①压力，要求投影面积单位压力为0.4-0.6MPa；②温度，模腔内温度一般要求在180-200℃；③时间，视制品形状厚度而决定，一般在30-50秒。实践中，制品最终厚度大约是成型模具模腔厚度的70％。

三、纸浆模制品生产经营中存在的问题与发展对策

　　据有关部门统计，我国年产彩色电视机约2000万部，其中出口约400万部；年产彩色显像管4000万只，其中外销1244万只，仅这两项年需耗费发泡材料2万吨左右，折算成体积为100万立方米。尽管其他家电，工业仪表，机电产品等每年消耗的发泡塑料材料的数量很难有一定完全的统计，但无疑是个令人可怕的数字，用纸浆模制品替代是大势所趋。可以说纸模制品的发展前景十分看好，但目前在我国的推广应用仍然存在一些问题，现列举如下：

　　1．宏观上缺乏一定的政策引导与调控，生产与应用多为企业与社会的自发行为，没有强制性的政策法规作保障。相关的设备、产品也无正式专项标准，使纸模企业难以成为集团化、产业化、规范化的优势行业；

　　2．行业散、管理乱的问题。纸模产品和设备生产厂家较多，有200多家企业涉及到包装、轻工、化工、机械、电子、军工、铁路、交通与教育等多个部门。其中有的缺乏主管部门企业，行业管理问题模糊无法统一，整个行业处于松散游离状态。实际生产管理经营上无章可循，或各行其是。铁路、轻工、机械、卫生以及一些地方政府也相继出台了一些标准，但无统一性，故缺乏权威性。同时由于一些标准不太符合行业特点，使不少企业对这些似是而非的规定无所适从，有的各取所需，有的则置之不理。目前的散乱无序状态使整个产业群缺乏创造性和竞争力，制约了产业发展；

　　3．纸模产品种类、结构问题。目前市场上纸模制品品种单一，主要以快餐具、内衬包装为代表，外形亦不像塑料制品那样品种齐全，结构多样。外观色泽表面质量均难以和塑料制品全面抗衡。全国从事纸模餐具生产的企业130余家，年生产能力15亿只左右(600ml标准餐具)，但亏损超过50％，大多处于半开半停状态。1999年快餐具年需求量约接近100亿件，EPS餐具占了90％的份额，余下的10％份额还有纸板餐具，淀粉类餐具，可降解塑料餐具与纸模餐具一争高低。而我国应用于包装上的纸模材料大约只占其总量的不到2％，总生产量不足5000吨，欧美发达国家应用纸包装材料已达其包装总量的35％以上。我国包装工业规划，到本世纪末包装类纸制品应接近1000万吨（含各类纸板），其产值估算应在500亿元左右。据现有生产纸模制品的最在能力测算，产量缺口至少在90％左右。显然纸模制品的大好前景在于包装制品的开发，而非餐饮用品；

　　4．纸模制造设备及配套模具制造技术滞后。其效率低、耗能高、机型少，特别是模具制造手段落后、成本高、效率低、导致产品品种单一，成本偏高的现象发生；

　　5．纸模产品价格偏高，尤以纸模餐具最为突出，影响其广泛使用；行业竞争激烈却无章可循的混乱局面，使纸模制品生产规模小、成本高、质量不稳，影响其形成规模效益，难以全面迈开正规化产业化的步伐。

　　可见纸模制品市场尽管潜力很大，但实践中的消费市场还需培育。为使其不断成熟壮大，应采取下述有力措施：

　　1．有关部门加强政策法规的建设，加强制裁。对纸模制品的生产企业在税收、贷款等方面予以优惠，而对于那些不利于环保又与环保企业形成竞争的企业加强管制并课以重税，这才能真正促使纸模行业尽快地走向成熟的产业化道路；

　　2．有关部门加快制订行业标准，使产品系列化、规范化、标准化，最终达到降低成本、节约能源、保护环境的目的；

　　3．有关部门及生产企业均应重视纸模包装制品的加工与营销；

　　4．加快技术创新以提高质量降低成本。本种机型、设备效率、自控技术、模具设计制作、工艺配方、助剂应用有待于全面创新，克服不足，以全面满足市场需求；

　　5．注意材料的选择和优化。当前应用原料多种多样，据我国国情，除废弃纸品的再生利用外，应重点推广应用一年生草本植物纤维材料用做纸模制品生产的主要原料。降低成本，提高效益，真正解决环保中因不能降解垃圾造成的各种废弃物污染问题。

四、结语

　　纸浆模塑制品现在在我国还是一种年轻的产品，但其应用价值已在世界范围内得到愈来愈充分的展现。就目前而言，其应用已涉及以下领域：

　　1．禽蛋托盘。纸浆模制品尤其适用于鸡蛋，鸭蛋，鹅蛋等禽蛋的大批量运输包装。目前，国内定型生产的已有GB10443－89颁布的ZDTP－30－40、ZDTP－30－45、ZDTP－30－50三种鲜蛋托盘，分别用于41-70g的鲜蛋包装；

　　2．鲜果托盘。主要用于桃、梨、柑桔、苹果、菠萝等果品特别是出口果品的包装，它可以避免水果间的碰撞破损，延长保鲜期，还可以散发“闷热”，抑制“乙烯浓度”。尤其是盛夏季节或热带环境，纸托盘包装不阻隔呼吸热，能吸收蒸发水分，可防止鲜果腐烂变质，起其他包装难起的作用；

　　3．工业托盘。主要用于玻璃、罐头等产品的固定缓冲材料，如目前国内已投产的啤酒托盘、玻璃托盘等。国外已推广至陶瓷、搪瓷、仪表、炊具、工艺品、硬塑料、医疗器械、家电、精密仪器、玻璃器皿等商品的包装；

　　4．农用托盘。主要用于秧苗或其他农作物的营养钵、花卉苗木护翼、粮食、蔬菜、鲜肉类的包装以及蚕用方格簇等，如日本开发的一种水稻秧苗用托盘，成为抵御冻害的有力手段。农用托盘在农副产品的保鲜，提高农作物的成活率等方面具有独特的优点；

　　5．食品药品或它们的半成品包装，如：净菜托盘、方便面碗、国际餐饮业用容器等；

　　6．医疗器具包装，传统方法的最大问题是消毒不彻底易产生交叉感染。一次性纸模托盘、痰盂、便盆、体垫等免去消毒环节，并且废物直接燃烧无副作用，价格适中；

　　7．用于制作儿童玩具、戏剧道具、人体模特、工艺品底坯、家具、零部件等的特种材料，它具有特殊的美化功能，如在销售包装中制成外表着色的盒式包装，又如纸浆中添加合成树膜塑成硬质纸纤维板，用于室内装潢。此外，在兵工、服装等行业中也将大有用武之地，特别是在兵器包装、军火包装中，要求防冲撞、静电、潮湿、锈蚀，包装运输万分谨慎。使用纸模包装，将大大提高军械弹药和军工仪器的贮运水平和安全系数。

　　有理由相信纸模包装制品因其对环境友好的材料特性，会越来越得到多方面关注与支持。我国是蒙特利尔议定书和维也纳宣言的签字图，保护自然生态环境不受破坏也是我国的基本国策之一。对纸模制品的大力推行和实施不仅符合国情国策，也必将为纸模制品产业带来丰厚的回报。可以预见作为世界造纸技术发源地的中国，在纸浆模塑制品的工发与应用方面,必将有一个突破性的进展，从而迅速接近、赶上乃至超过国际先进水平。

　　（霍李江 王晓敏 大连轻工业学院化工系）

[时间：2001-10-23  作者：霍李江 王晓敏  来源：包装世界2001－4]