本文在研究紙托工業包裝制品的材料性能、結構和所受的載荷的基礎上,提出了紙托工業包裝制品的緩沖機理,并利用有限元方法模擬此類制品在載荷下的響應,以對制品和模具設計提供參考意見。

在治理“白色污染”的進程中，用于工業品包裝的紙托制品發展很快。據1997年統計，我國用于工業品包裝的紙制品僅占包裝用品總量的1％左右，而西方發達國家則約占其總量的15％。

我國在工業品外包裝以紙代木，內襯包裝以紙代塑方面都有了長足的發展。紙包裝制品種類主要有以再生牛皮紙為基材，用現代化機電合一設備生產的蜂窩紙板托盤系列、蜂窩紙板包裝箱系列，用來代替木板托盤和木板包裝箱；以箱板紙的邊角料、廢舊報紙等為原料，用紙托成型機生產的紙模內襯制品，以代替發泡塑料制品。但是，這些紙制包裝制品，特別是紙模內襯包裝制品與塑料發泡包裝制品相比，其弱點是強度較差，在海運和潮濕的環境中，紙模制品容易吸潮，強度降低，因此必須解決紙包裝制品的增強和防水防潮問題。

影響紙模包裝制品強度的主要因素有四個：

①纖維本身強度；

②纖維與纖維之間結合強度；

③纖維結合的表面積；

5結合鍵的分布。

針對以上四個因素，解決的辦法有：

一、在制漿工藝中，采用中濃長纖維粘狀打漿方式。中濃打漿是指打漿濃度在4—6％的條件下，在中濃打漿設備中進行的一種打漿方式，長纖維粘狀打漿方式是要求對纖維盡可能避免切斷，使纖維保持一定的長度，并進行高度分絲帚化，具有良好的潤脹水化的一種打漿方式。這種打漿方式的優點是：

①纖維切斷較少，扭曲變形多，成品強度好；

②在紙制品強度相同時，成漿打漿度和保水值低，脫水性能較好；

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

二、碎漿之后進行疏解。目前多數廠家只有打漿工藝而沒有制漿疏解工藝，這就使成品纖維缺乏增加強度部分的條件。雖然紙料經過疏解機的時間只有幾秒鐘，但經水力碎漿機粉碎的碎漿經過疏解機的切斷、分絲、細纖維化，既可使紙制品布漿均勻，又可增加成品的強度。

三、添加增強劑以增加制品的強度；添加防水劑以增加制品的防水、防潮性能。

紙品的化學助劑增強方法有兩種，一種是內用增強劑，另一種為表面用增強劑。內用增強劑又有干增強劑和濕增強劑之分。

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

常用的干增強劑品種有：陽離子淀粉、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，也是很好的干增強劑。它的增強原理主要是通過淀粉中的陽離子基團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氫鍵的架橋吸附，使帚化了的纖維之間形成網絡膠聯的整體，從而達到提高紙制品強度的目的。

應用淀粉作增強劑，用量一般為干漿材料的1～2％，未經糊化處理的淀粉不能直接加入漿池，淀粉必須經過糊化處理，加工成淀粉糊液（沒有糊化條件的可購買糊精）后才能使用。糊化的方法是：

①在糊化罐內先加入一定體積且硬度較低的軟水或潔凈的冷水，開動攪拌器（攪拌速度為60—100轉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，但汽壓不可開得過高，防止高溫蒸汽對淀粉產生降解作用。若能用間接通汽加熱更好。在繼續攪拌下，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。這一步驟很關鍵，還應注意糊化不完全的淀粉，因淀粉粒子未充分散開會影響使用效果。但保溫時間也不宜過長，溫度不能過高，以防高溫長時間作用下淀粉降解。

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

③糊化處理后的淀粉糊液不要再持續攪拌，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、為了增加紙模工業包裝制品的強度和防水防潮問題，在添加淀粉糊液之后再加添一種紙板耐水增強劑，加入量為淀粉干重的5％（直接加入淀粉糊攪拌均勻亦可）。經過這種加工工藝處理的蜂窩紙板基材和紙托制品，具有耐水、抗濕、更平順、堅挺、抗壓、耐沖擊等優點。

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