阅读说明：本技术 纸浆模塑品的制造方法及制备系统 (Method and system for producing pulp molded product ) 是由 牛金虎 徐县委 王业连 姜先亮 于 2019-10-21 设计创作，主要内容包括：一种纸浆模塑品的制造方法,包括：碎浆,将相对于总浆板质量比为55-65％的甘蔗浆板和相对于总浆板质量比为45-35％的芦苇浆板与水,进行混合碎浆制得浆料,所述浆料浓度为4.5％-6.0％,甘蔗浆板和芦苇浆板的总质量为总浆板质量；磨浆,对所述浆料进行精磨,且打浆度控制在25～30°SR；稀释,加水稀释至所述浆料浓度为0.2％～0.3％；热压成型,将稀释后的所述浆料通过热压成型制得所述纸浆模塑品。本发明还提出一种上述纸浆模塑品的制备系统。(A method of manufacturing a pulp molded product, comprising: pulping, namely mixing and pulping a sugarcane pulp plate with the mass ratio of 55-65% relative to the total pulp plate, a reed pulp plate with the mass ratio of 45-35% relative to the total pulp plate and water to obtain pulp, wherein the concentration of the pulp is 4.5-6.0%, and the total mass of the sugarcane pulp plate and the reed pulp plate is the mass of the total pulp plate; grinding the pulp, namely finely grinding the pulp, wherein the beating degree is controlled to be 25-30 DEG SR; diluting, namely adding water to dilute until the concentration of the slurry is 0.2-0.3%; and (3) performing hot press molding, namely performing hot press molding on the diluted slurry to obtain the pulp molding product. The invention also provides a preparation system of the pulp molding.)

纸浆模塑品的制造方法及制备系统

技术领域

本发明涉及纸浆模塑制品领域，特别是一种纸浆模塑品的制造方法及制备系统。

背景技术

纸浆模塑品由于绿色环保、物美价廉，广泛应用于包装材料领域。目前常用的纸浆模塑产品，表面较为粗糙，外观略有不足，造成视觉感不佳，作为高端包装盒的缓冲内托略有不足。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种纸浆模塑品的制造方法及制备系统，以解决上述问题。

一种纸浆模塑品的制造方法，包括：

碎浆，将相对于总浆板质量比为55-65％的甘蔗浆板和相对于总浆板质量比为45-35％的芦苇浆板与水，进行混合碎浆制得浆料，所述浆料浓度为4.5％-6.0％，甘蔗浆板和芦苇浆板的总质量为总浆板质量；

磨浆，对所述浆料进行精磨，且打浆度控制在25～30°SR；

稀释，加水稀释至所述浆料浓度为0.2％～0.3％；

热压成型，将稀释后的所述浆料通过热压成型制得所述纸浆模塑品。

一种采用上述制造方法制造纸浆模塑品的制备系统，包括：

碎浆机，用于将浆板与水混合碎浆制得浆料；

精磨机，与所述碎浆机连接，用于对所述浆料进行精磨；

配浆桶，与所述精磨机连接，用于对精磨后的所述浆料进行稀释；

热压成型机，与所述配浆桶连接，用于将稀释后的所述浆料热压成型纸浆模塑品。

本发明的纸浆模塑品的制造方法及制备系统，通过甘蔗浆板及芦苇浆板按比例混合碎浆，并控制磨浆时浆料的打浆度及稀释后的浆料浓度，使得热压成型的纸浆模塑品表面平滑，毛刺少，视觉感柔和。

附图说明

图1是本发明的一个实施例中的纸浆模塑品的制备系统的示意图。

图2是图1所示制备系统的制造方法的流程图。

主要元件符号说明

如下

具体实施方式

将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参阅图1和图2，本发明提供一种纸浆模塑品的制造方法。其包括以下步骤：

步骤S1，碎浆，按甘蔗浆板相对于总浆板(甘蔗浆板和芦苇浆板，下同)的质量比为55-65％、芦苇浆板相对于总浆板的质量比为45-35％，将甘蔗浆板及芦苇浆板与水混合碎浆制得浆料，所述浆料浓度(浆料中过滤出的物质的绝干质量(浆板的总干质量)与未过滤浆料的质量之比,以质量百分数表示，下同)为4.5％-6.0％。

具体地，提供一投料机1及碎浆机2，通过投料机1将甘蔗浆板及芦苇浆板投入碎浆机2中。在碎浆机2中加水，将甘蔗浆板及芦苇浆板与水混合碎解制得浆料。

其中，投料机1投入的浆板中甘蔗浆板相对于总浆板的质量比为55-65％、芦苇浆板相对于总浆板的质量比为45-35％。所述甘蔗浆板及所述芦苇浆板含水率低于12％。所述甘蔗浆板的白度大于65％。所述芦苇浆板的白度大于60％。碎浆机2中加的水为去离子水，温度在30℃以上。碎浆机2内安装有流量计及浓度计，用于控制浆料浓度在4.5％-6.0％。碎浆机2内还安装有加热器及温度计，用于控制浆料的温度在30℃以上。

碎浆时，先通过投料机1将芦苇浆板与水混合，碎浆7-9分后，再加入甘蔗浆板，继续碎浆11-13分至碎浆均匀。

一实施例中，还提供一与碎浆机2相连接的药剂桶20。药剂桶20用于向碎浆机2中添加荧光增白剂、蓝色染料及紫色染料。

先将荧光增白剂、蓝色染料及紫色染料分别加入相应的助剂中，再通过药剂桶20将加有荧光增白剂、蓝色染料或紫色染料的助剂分别加入碎浆机2中。一实施例中，助剂为丙二醇、非离子型表面活性剂、乳化剂的混合物，其中非离子型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)、平平加O和脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚(FMEE)中的一种或几种，乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚乳化剂和聚丙烯酰胺乳化剂中的一种或两种混合，丙二醇、非离子型表面活性剂、乳化剂的比例为0.1-1:1-10:1-5，优选的，丙二醇、非离子型表面活性剂、乳化剂的比例为0.1-0.2:2:1，非离子型表面活性剂可以增加蓝色染料及紫色染料的活性，提高蓝色染料及紫色染料的分散度，丙二醇为小分子多元醇，能够更好的提高组分之间的相互兼容，乳化剂分子能够扩散至蓝色染料及紫色染料的内部，固着于蓝色染料分子和紫色染料分子上，增加分散性。

加入甘蔗浆板后，在碎浆12-18分，通过药剂桶20分别向碎浆机2中加入所述荧光增白剂、所述蓝色染料及所述紫色染料，加入顺序不限，每种试剂加入的间隔为85-95秒。

加入荧光增白剂的目的是提高纸浆模塑品的亮白度并使其鲜亮悦目。一实施例中，所述荧光增白剂为双(三嗪氨基)型荧光增白剂VBL(英文名：C.I.FluorescentBrightener 151(9CI)，CAS No.:12224-16-7)。

紫白或蓝白色相的纸视觉白度要比黄白色相的纸视觉白度高许多。因此，加入蓝色染料和紫色染料来对加入所述荧光增白剂的纸浆模塑品进行调色。一实施例中，所述蓝色染料为偶氮金属络合染料，且可从市售获得，对于蓝色染料络合的金属元素没有特殊要求，可以是铁、铜或锌等，偶氮基的数目也无特殊要求，可以是单偶氮、双偶氮和多偶氮，只要是蓝色的偶氮络合染料即可，偶氮金属络合染料能够提供一定的络合力，提高络合程度，增加分散和悬浮的作用，偶氮金属络合染料内的金属络合结构可以吸附浆料中的荧光增白剂，配合着助剂的使用，更好的提高分散性和流动性，同时使得纤维素的长链结构分散在各个组分和试剂中；紫色染料为咔唑二恶嗪紫，可从市售获得。

步骤S2，除渣，将得到的浆料进行杂质清除。

具体地，提供一与碎浆机2连接的除渣机3及与除渣机3连接的第一浆桶4，将碎浆机2得到的浆料通过管道注入除渣机3中，进行杂质(大块的浆板及石子铁丝等杂质)的清除，并通过管道注入第一浆桶4中，将除渣后的浆料收集。

一实施例中，通过一与第一浆桶4相连接的试剂桶，在第一浆桶4的浆料中添加湿强剂溶液及干强剂溶液。在第一浆桶4的浆料中先加入所述湿强剂溶液，间隔55-65秒后，再加入所述干强剂溶液。

加入湿强剂及干强剂的主要目的是控制纸浆模塑品在裁切后的抗张及耐破性。在不添加湿强剂及干强剂时，纸浆模塑品的抗张性为0.845kN/m²～1.523kN/m²，耐破性为80KPa～110KPa；加入湿强剂及干强剂后，抗张性提升至2.563kN/m²～3.451kN/m²，耐破性提升至150KPa～190KPa。

其中，加入湿强剂溶液相对总浆料(含湿强剂溶液、干强剂溶液在内的浆料)的体积比(浆料中加入的湿强剂溶液的体积与浆料的总体积之比,以体积百分数表示，下同)为1.0-2.0％，干强剂溶液相对总浆料的体积比为0.3-0.7％。一实施例中，所述湿强剂为市售的聚酰胺多胺环氧氯丙烷湿强剂，所述干强剂为丙烯酰胺树脂。

步骤S3，磨浆，将步骤S2得到的所述浆料精磨，控制所述浆料的打浆度(叩解度)在25～30°SR(肖伯尔度)。

具体地，提供一与第一浆桶4连接的精磨机5及与精磨机5连接的第二浆桶6，将第一浆桶4中的浆料通过管道注入精磨机5中，进行浆料的精磨，并通过管道注入第二浆桶6中，将精磨后的浆料收集。磨浆初期，将精磨后的浆液回流至第一浆桶4中，以使浆液的打浆度稳定。

其中，控制精磨机5的精磨程度，使流入第二浆桶6的浆料的打浆度在25～30°SR，控制浆料浓度在4.5％-6.0％。

一实施例中，精磨机5为圆锥磨盘精磨机。

步骤S4，疏解，将精磨后的浆料进行分散疏解，除去未离解的浆料。

疏解是对浆料中的纤维进行挤压、撞击、摩擦和揉搓等作用，使浆料中多根黏结在一起的纤维束分散成单根纤维，有利于提高产品的均匀度及表面平滑度。

具体地，提供一与第二浆桶6连接的疏解机7及与疏解机7连接的振筛机8，将第二浆桶6中的浆料通过管道注入疏解机7中，进行分散疏解，将疏解出的未离解的浆料通过管道注入振筛机8中，通过振筛机8将未离解的浆料再次通过管道注入第一浆桶4中使其通过精磨机5再次精磨。

一实施例中，疏解机7为圆桶疏解机，振筛机8为双层式振筛机。

步骤S5，将步骤S4得到的浆料稀释，加水稀释至所述浆料浓度为0.2％～0.3％。

在浆料浓度为4.5％-6.0％时，由于浆料浓度过高，导致浆料中的纤维不能均匀分散，纤维中夹杂的杂质也难以除去，因此，需要用水对其进行稀释，使浆料在低浓度状态下形成良好的分散体，同时有利于净化和筛选。

具体地，提供一与疏解机7连接的配浆桶9及与配浆桶9连接的第三浆桶10，将疏解机7得到的浆料通过管道注入配浆桶9中，在配浆桶9中加水进行稀释，并通过管道注入第三浆桶10中，将稀释后的浆料收集。

其中，配浆桶9中加的水为去离子水。水温过低时，浆料中纤维的粘度较大，流动性差，会导致在后续热压成型时脱模困难，因此温度在30℃以上。配浆桶9及第三浆桶10内安装有流量计及浓度计，用于控制浆料浓度在0.2％～0.3％。配浆桶9及第三浆桶10内还安装有加热器及温度计，用于控制浆料的温度在30℃以上。

一实施例中，还提供一与配浆桶9连接的药剂桶21。药剂桶21用于向配浆桶9中添加施胶剂。

所述施胶剂为烷基烯酮二聚体，具有抗流体扩散和渗透性能，具有反应基酮基。在稀释后的浆料中加入施胶剂后，浆料纤维素的羟基与酮基发生酯化反应，形成共价键结合，在纤维表面形成一层稳定的薄膜，此时疏水基团(长链烷基)转向纤维的表面，将表面外侧定向为疏水基团，能够使得到的纸浆模塑品具有疏水性和抗流体渗透性。加入施胶剂后，纸浆模塑品在60％-80％的湿度下，裁切后的含水率降低至6％～8％，减少了纸浆模塑品的吸水变形。加入施胶剂的主要目的是控制纸浆模塑品在裁切后的吸水变形率。在不添加施胶剂时，纸浆模塑品在60％-80％的湿度下，裁切后的含水率为15％～18％。在配浆桶9的浆料稀释55-65秒后，通过药剂桶21向配浆桶9中加入所述施胶剂。

其中，加入施胶剂相对总浆料的体积比为1.0-2.0％。

步骤S6，除渣，将步骤S5得到的浆料进行旋涡除渣。

具体地，提供一与第三浆桶10连接的旋涡除渣器11，将第三浆桶10得到的浆料通过管道注入旋涡除渣器11中，进行旋涡除渣，除去浆料中的细小纤维。

一实施例中，旋涡除渣器11为两段锥式旋涡除渣器。

步骤S7，热压成型，将步骤S6得到的所述浆料挤压成型后进行热压成型脱水。

具体地，提供一与旋涡除渣器11连接的热压成型机12，将旋涡除渣器11得到的浆料吸入热压成型机12中，进行挤压成型脱水后，通过热压整形进行热压成型脱水，得到纸浆模塑品。

一实施例中，热压成型机12的吸浆模采用打孔结构并覆盖双层网进行吸浆。双层网的网面采用150目与100目结合。

一实施例中，热压成型机12通过与热压成型机12连接的空气压缩机13进行浆料的脱水。

一实施例中，热压成型机12为三段式热压成型机，通过一次挤压成型，二次热压脱水，最后进行三次热压成型得到纸浆模塑品。

三段式热压成型机包括吸浆成型机构、第一热压成型机构及第二热压成型机构，吸浆成型机构用于将浆料吸附，并将浆料挤压成型湿坯，第一热压成型机构用于对湿坯进行热压脱水成型粗坯，第二热压成型机构用于对粗坯再次进行热压成型所述纸浆模塑品。

具体地，吸浆成型机构进行1-10s的吸浆后，挤压成型20-30s进行除水，温度控制在90-100℃，使吸浆得到物的含水率为55％-60％，再次进行1s以上的吸浆使吸浆得到物达到要求重量；吸浆成型机构反吹(朝向第一热压成型机构吹气)0.3-1s，空压值为0.5-1.0bar，第一热压成型机构吸气真空值为-0.6～-1bar，进行吸浆得到物的转移；第一热压成型机构对吸浆得到物进行热压10-25s脱水成型一次热压产物，温度控制在100-110℃，一次热压产物含水率为35％-40％；第一热压成型机构反吹(朝向第二热压成型机构吹气)0.3-1s，空压值为0.5-1.0bar，第二热压成型机构吸气真空值为-0.6～-0.8bar，进行一次热压产物的转移；第二热压成型机构对一次热压产物进行40-45s热压成型纸浆模塑品，温度控制在130-140℃，得到的纸浆模塑品含水率为2％-4％；第二热压成型机构反吹(朝向外部的一收料机构吹气)0.3-1s，空压值为0.5-1.0bar，外部的收料机构通过吸气真空值为-0.6～-1bar将得到的纸浆模塑品转移，完成热压成型。

三段式热压成型机相较于两段式热压成型机，通过一次热压成型粗坯，再进行二次热压成型纸浆模塑品，可有效地避免由于一段式热压成型而导致的纸浆模塑品变形现象。

一实施例中，还包括步骤S8，白水回收循环，将步骤S7产生的白水回收，并循环至碎浆及稀释步骤中使用。

具体地，提供一与热压成型机12连接的汽水分离桶14及与汽水分离桶14连接的循环水桶15，将三段式热压成型机12在加工过程中脱水产生的白水通过管道注入汽水分离桶14中，进行汽水分离后，通过循环水桶15进行白水的回收，并将循环水桶15得到的白水输送至碎浆机2及配浆桶9处。

一实施例中，汽水分离桶14通过依次连接真空桶16、真空泵17及真空消音桶18进行汽水分离桶14内白水的汽水分离。

循环水桶15内还安装有加热器及温度计，用于控制白水的温度在30℃以上。

一实施例中，汽水分离桶14与循环水桶15之间还连接有过滤器，以对汽水分离后的白水中的杂质(悬浮杂质及细小纤维)进行过滤。

一实施例中，通过泵19在各个机构中进行浆料及白水的输送。

一具体实施方式，采用如下步骤制得纸浆模塑品：

步骤S1，先通过投料机1将相对于总浆板的质量比为40-45％的芦苇浆板注入碎浆机2中，混合碎浆8-9分后，再加入相对于总浆板的质量比为60-55％的甘蔗浆板，继续碎浆12-13分至碎浆均匀。使所述浆料浓度为5-5.5％。在碎浆15-17分后，通过药剂桶20依次向碎浆机2中加入所述荧光增白剂、所述蓝色染料及所述紫色染料，每种试剂加入的间隔为90-95秒。

加入的所述甘蔗浆板及所述芦苇浆板含水率为8-10％。所述甘蔗浆板的白度为70-75％。所述芦苇浆板的白度为60-65％。碎浆机2中加的水为去离子水，温度在40℃以上。

步骤S2，将碎浆机2得到的浆料注入除渣机3中，进行杂质的清除，并通过第一浆桶4将除渣后的浆料收集，在第一浆桶4收集的浆料先加入所述湿强剂溶液，间隔60-65秒后，再加入所述干强剂溶液。

其中，加入湿强剂溶液相对总浆料的体积比为1.5-1.7％，干强剂溶液相对总浆料的体积比为0.5-0.6％。

步骤S3，将第一浆桶4中的浆料注入精磨机5中，进行浆料的精磨，并通过第二浆桶6将精磨后的浆料收集，控制所述浆料的打浆度在27-29°SR，控制浆料浓度在5-5.5％。

步骤S4，将第二浆桶6中的浆料注入疏解机7中，进行分散疏解，并将未离解的浆料通过振筛机8再次注入第一浆桶4中使其通过精磨机5再次精磨。

步骤S5，将疏解机7得到的浆料注入配浆桶9中，在配浆桶9中加水进行稀释，在配浆桶9的浆料稀释60-65秒后，通过药剂桶21向配浆桶9中加入所述施胶剂，稀释至所述浆料浓度为0.2-0.25％，通过第三浆桶10将稀释后的浆料收集。

其中，配浆桶9中加的水为去离子水，温度在40℃以上。

其中，加入施胶剂相对总浆料的体积比为1.5-1.8％。

步骤S6，将第三浆桶10得到的浆料注入旋涡除渣器11中，进行旋涡除渣。

步骤S7，将旋涡除渣器11得到的浆料吸入三段式热压成型机12中，通过一次挤压成型，二次热压脱水，最后进行三次热压成型得到纸浆模塑品。

具体地，吸浆成型机构进行8-9s的吸浆后，挤压成型25-27s进行除水，温度控制在95-100℃，使吸浆得到物的含水率为55-57％，再次进行1-2s的吸浆使吸浆得到物达到要求重量；吸浆成型机构反吹0.5-1s，空压值为0.7-1.0bar，第一热压成型机构吸气真空值为-0.8～-1bar，进行吸浆得到物的转移；第一热压成型机构热压20-25s对吸浆得到物进行脱水成型一次热压产物，温度控制在105-110℃，一次热压产物含水率为35-38％；第一热压成型机构反吹0.5-1s，空压值为0.7-1.0bar，第二热压成型机构吸气真空值为-0.7～-0.8bar，进行一次热压产物的转移；第二热压成型机构对一次热压产物进行43-45s热压成型纸浆模塑品，温度控制在135-140℃，得到的纸浆模塑品含水率为2-3％；第二热压成型机构反吹0.5-1s，空压值为0.7-1.0bar，通过一收料机构吸气真空值为-0.8～-1bar，进行纸浆模塑品转移，完成热压成型。

上述实施例的制造方法制得的纸浆模塑品在直观面上：0.2-0.5mm²的凸点数目为2个，0.5-0.7mm²及大于0.7mm²的凸点不存在，5mm*10mm的块状挂浆及2mm的线性挂浆不存在，线性褶皱累计小于20mm，5mm*10mm的区域性褶皱不存在。CIE1976L*a*b*色差中L为94.85，a为0.62，b为-4.74。

不加入湿强剂及干强剂制造的纸浆模塑品在直观面上：0.2-0.5mm²的凸点平均数目为3个，0.5-0.7mm²及大于0.7mm²凸点的总数量大于1个(影响外观)，5mm*10mm的块状挂浆平均存在1处，2mm的线性挂浆累计大于20mm，线性褶皱累计大于35mm(影响外观)，5mm*10mm的区域性褶皱平均存在1处(影响外观)。CIE 1976L*a*b*色差中L为94.68，a为0.58，b为-4.82。

不加入施胶剂制造的纸浆模塑品在直观面上：0.2-0.5mm²的凸点平均数目为5个(较多)，0.5-0.7mm²及大于0.7mm²凸点的总数量大于2个(影响外观)，5mm*10mm的块状挂浆平均存在1处，2mm的线性挂浆累计大于20mm，线性褶皱累计大于45mm(影响外观)，5mm*10mm的区域性褶皱平均存在1处(影响外观)。CIE1976L*a*b*色差中L为94.93，a为0.59，b为-4.68。

而通过一次热压成型制造的纸浆模塑品在直观面上：0.2-0.5mm²的凸点平均数目为4个(较多)，0.5-0.7mm²及大于0.7mm²凸点的总数量大于2个(影响外观)，5mm*10mm的块状挂浆及2mm的线性挂浆不存在，线性褶皱累计大于40mm(影响外观)，5mm*10mm的区域性褶皱平均存在1处(影响外观)。CIE1976L*a*b*色差中L为94.85，a为0.62，b为-4.74。

而不加入荧光增白剂、蓝色染料及紫色染料制造的纸浆模塑品在直观面上：0.2-0.5mm²的凸点数目为2个，0.5-0.7mm²及大于0.7mm²的凸点不存在，5mm*10mm的块状挂浆及2mm的线性挂浆不存在，线性褶皱累计小于20mm，5mm*10mm的区域性褶皱不存在。CIE1976L*a*b*色差中L为82.46，a为-0.32，b为2.47。

本发明还提供一种用于制造纸浆模塑品的制备系统100。所述制备系统100包括上述制造方法提及的机构。

本发明的纸浆模塑品的制造方法及制备系统，通过甘蔗浆板及芦苇浆板按比例混合碎浆，并控制磨浆时浆料的打浆度及稀释后的浓度，使得热压成型的纸浆模塑品表面平滑，毛刺少，视觉感柔和。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围。