本文在研究紙托工業(yè)包裝制品的材料性能、結(jié)構(gòu)和所受的載荷的基礎(chǔ)上,提出了紙托工業(yè)包裝制品的緩沖機(jī)理,并利用有限元方法模擬此類制品在載荷下的響應(yīng),以對(duì)制品和模具設(shè)計(jì)提供參考意見(jiàn)。

在治理“白色污染”的進(jìn)程中，用于工業(yè)品包裝的紙托制品發(fā)展很快。據(jù)1997年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)用于工業(yè)品包裝的紙制品僅占包裝用品總量的1％左右，而西方發(fā)達(dá)國(guó)家則約占其總量的15％。

我國(guó)在工業(yè)品外包裝以紙代木，內(nèi)襯包裝以紙代塑方面都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。紙包裝制品種類主要有以再生牛皮紙為基材，用現(xiàn)代化機(jī)電合一設(shè)備生產(chǎn)的蜂窩紙板托盤系列、蜂窩紙板包裝箱系列，用來(lái)代替木板托盤和木板包裝箱；以箱板紙的邊角料、廢舊報(bào)紙等為原料，用紙托成型機(jī)生產(chǎn)的紙模內(nèi)襯制品，以代替發(fā)泡塑料制品。但是，這些紙制包裝制品，特別是紙模內(nèi)襯包裝制品與塑料發(fā)泡包裝制品相比，其弱點(diǎn)是強(qiáng)度較差，在海運(yùn)和潮濕的環(huán)境中，紙模制品容易吸潮，強(qiáng)度降低，因此必須解決紙包裝制品的增強(qiáng)和防水防潮問(wèn)題。

影響紙模包裝制品強(qiáng)度的主要因素有四個(gè)：

①纖維本身強(qiáng)度；

②纖維與纖維之間結(jié)合強(qiáng)度；

③纖維結(jié)合的表面積；

5結(jié)合鍵的分布。

針對(duì)以上四個(gè)因素，解決的辦法有：

一、在制漿工藝中，采用中濃長(zhǎng)纖維粘狀打漿方式。中濃打漿是指打漿濃度在4—6％的條件下，在中濃打漿設(shè)備中進(jìn)行的一種打漿方式，長(zhǎng)纖維粘狀打漿方式是要求對(duì)纖維盡可能避免切斷，使纖維保持一定的長(zhǎng)度，并進(jìn)行高度分絲帚化，具有良好的潤(rùn)脹水化的一種打漿方式。這種打漿方式的優(yōu)點(diǎn)是：

①纖維切斷較少，扭曲變形多，成品強(qiáng)度好；

②在紙制品強(qiáng)度相同時(shí)，成漿打漿度和保水值低，脫水性能較好；

③打漿時(shí)間縮短，能耗降低，提高了設(shè)備性能，降低了產(chǎn)品成本。中濃打漿由于減少濃縮與稀釋的幅度，從而電能可以節(jié)約20—30kw ht絕干漿。

二、碎漿之后進(jìn)行疏解。目前多數(shù)廠家只有打漿工藝而沒(méi)有制漿疏解工藝，這就使成品纖維缺乏增加強(qiáng)度部分的條件。雖然紙料經(jīng)過(guò)疏解機(jī)的時(shí)間只有幾秒鐘，但經(jīng)水力碎漿機(jī)粉碎的碎漿經(jīng)過(guò)疏解機(jī)的切斷、分絲、細(xì)纖維化，既可使紙制品布漿均勻，又可增加成品的強(qiáng)度。

三、添加增強(qiáng)劑以增加制品的強(qiáng)度；添加防水劑以增加制品的防水、防潮性能。

紙品的化學(xué)助劑增強(qiáng)方法有兩種，一種是內(nèi)用增強(qiáng)劑，另一種為表面用增強(qiáng)劑。內(nèi)用增強(qiáng)劑又有干增強(qiáng)劑和濕增強(qiáng)劑之分。

用以增加紙托工業(yè)品包裝制品的增強(qiáng)劑一般使用干增強(qiáng)劑。干增強(qiáng)劑是用以增進(jìn)纖維之間的結(jié)合，以提高紙制品的物理強(qiáng)度而又不影響其濕強(qiáng)度的精細(xì)化學(xué)品。這類化學(xué)品具有一定分子量的活性基團(tuán)，由于其本身的膠體分子的結(jié)合強(qiáng)度可與纖維素的羥基形成氫鍵結(jié)合，可以達(dá)到紙制品增強(qiáng)的要求。

常用的干增強(qiáng)劑品種有：陽(yáng)離子淀粉、陰離子淀粉、兩性淀粉、多元性淀粉以及離子型聚丙烯酰胺等。

陽(yáng)離子淀粉和多元性淀粉（包括兩性淀粉）既是很好的助留助濾劑，也是很好的干增強(qiáng)劑。它的增強(qiáng)原理主要是通過(guò)淀粉中的陽(yáng)離子基團(tuán)與纖維表面陰電荷間的靜電吸引力而附著在纖維表面并與纖維通過(guò)氫鍵的架橋吸附，使帚化了的纖維之間形成網(wǎng)絡(luò)膠聯(lián)的整體，從而達(dá)到提高紙制品強(qiáng)度的目的。

應(yīng)用淀粉作增強(qiáng)劑，用量一般為干漿材料的1～2％，未經(jīng)糊化處理的淀粉不能直接加入漿池，淀粉必須經(jīng)過(guò)糊化處理，加工成淀粉糊液（沒(méi)有糊化條件的可購(gòu)買糊精）后才能使用。糊化的方法是：

①在糊化罐內(nèi)先加入一定體積且硬度較低的軟水或潔凈的冷水，開(kāi)動(dòng)攪拌器（攪拌速度為60—100轉(zhuǎn)分），然后慢慢地加入淀粉，使淀粉充分分散。一般糊化濃度為5％，然后通汽直接加熱，但汽壓不可開(kāi)得過(guò)高，防止高溫蒸汽對(duì)淀粉產(chǎn)生降解作用。若能用間接通汽加熱更好。在繼續(xù)攪拌下，升溫至90—95℃，使其成為糊化液，并在此溫度下保溫20分鐘左右。這一步驟很關(guān)鍵，還應(yīng)注意糊化不完全的淀粉，因淀粉粒子未充分散開(kāi)會(huì)影響使用效果。但保溫時(shí)間也不宜過(guò)長(zhǎng)，溫度不能過(guò)高，以防高溫長(zhǎng)時(shí)間作用下淀粉降解。

②糊化處理后的淀粉糊液要及時(shí)進(jìn)行稀釋（濃度為1～2％），稀釋后的淀粉糊液及時(shí)用完，若需存放一段時(shí)間，則須在65℃左右溫度條件下保溫，否則淀粉糊液容易老化，出現(xiàn)分層現(xiàn)象而影響使用效果。

③糊化處理后的淀粉糊液不要再持續(xù)攪拌，特別防止高速攪拌，以防糊液分子鏈被剪切破壞。

5糊化并稀釋后的糊液，即可在成漿池加入。

四、為了增加紙模工業(yè)包裝制品的強(qiáng)度和防水防潮問(wèn)題，在添加淀粉糊液之后再加添一種紙板耐水增強(qiáng)劑，加入量為淀粉干重的5％（直接加入淀粉糊攪拌均勻亦可）。經(jīng)過(guò)這種加工工藝處理的蜂窩紙板基材和紙托制品，具有耐水、抗?jié)?、更平順、?jiān)挺、抗壓、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)。

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