一种纸张及餐具的生产工艺的制作方法

1.本发明涉及餐具制造领域，特别是涉及一种纸张及餐具的生产工艺。


背景技术：

2.为了适应绿色环保可持续的国际国内的法规需求，纸质一次性餐具得到了越来越广泛的推广使用。现有纸质一次性餐具的制作主要采用湿法纸浆模塑工艺，湿法纸浆模塑工艺制造的一次性餐具本身也符合绿色环保可降解的需求，但是在纸浆成型生产过程中，需要用大量的水来分散纸浆，分散后的纸浆进入模具后进行压榨，同时需要高温将多余的水分烘干。所以生个工艺对电力和水的消耗需求特别大，对能耗的需求大造成了生产成本的提高、投资资金量大；且会产生大量的污水污染环境。这些问题严重阻碍了环保可降解一次性餐具的推广和普及。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对传统一次性餐具的制作对于能耗和水的需求量大、成本高，并且不环保的问题，提供一种纸张及餐具的生产工艺。
4.一种纸张的生产工艺，包括：
5.将浆料粉碎解纤形成纤维絮状物；
6.操作气流成型设备将所述纤维絮状物吸附形成纸胚；
7.操作压力定型装置压制定型所述纸胚；
8.操作热定型装置对压制定型后的所述纸胚热定型形成纸张；
9.操作覆膜压延装置在所述纸张的表面喷覆胶体并覆盖压延膜层。
10.一种餐具的生产工艺，包括以上任一所述的纸张的生产工艺，并且，在操作覆膜压延装置在所述纸张的表面喷覆胶体并覆盖压延膜层的步骤后，还包括：操作冲压装置冲压所述纸张从而形成餐具。
11.上述纸张及餐具的生产工艺，具有以下有益的技术效果：
12.(1)采用上述多次压力定型和覆膜工艺，制成合格率高，最终形成的纸制品具备一定的强度且表面平整光洁，使用时间持久，能够满足日常使用。
13.(2)本发明的上述干法制作纸张和餐具的工艺不需要耗费水，且无需烘干、高温能量消耗很小，整体上对于能耗的需求很少、耗电成本低，相对于现有技术来说成本显著降低；
14.(3)上述生产中无需使用水资源，更不会有废水排放和废料的产生，生产过程绿色环保，成本很低，大大推动了环保可降解纸张及一次性餐具的推广和普及。
15.(4)通过本发明的干法技术，任何粉碎后的天然纤维与可降解膜覆合后皆可形成纸张产品，进而通过模塑冲压形成一次性餐具(包括但不限于刀、叉、盘、托、盖、盒、碗、匙)，从而有利于废物纤维的回收利用，可降解薄膜对于环境不会有危害，更加符合环保理念。
附图说明
16.图1为本发明一实施例提供的餐具的生产系统示意图；
17.图2为图1餐具的生产系统中的气流成型设备的示意图；
18.图3为纤维絮状物进入图2中的箱体内部并与刀辊接触的示意图；
19.图4为图2的气流成型设备中设置冲孔筛板的示意图；
20.图5为图2中的抽吸部件示意图；
21.图6为图1餐具的生产系统中的覆膜压延装置的示意图；
22.图7为本发明一实施例提供的餐具的生产方法示意图；
23.图中，100、放卷装置；
24.200、粉碎机；210、输送管；
25.300、气流成型设备；310、箱体；310a、进料口；311、冲孔筛板；320、刀辊；330、成型输送网带；340、抽吸部件；341、吸风通道；341a、吸风口；341b、风机；
26.400、压力定型装置；410、压力定型辊；
27.500、热定型装置；510、热定型辊；
28.600、覆膜压延装置；610、输送带；620、喷胶覆膜组件；621、喷头；622、旋转膜卷；630、压延组件；
29.700、冲压装置。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明作进一步说明。
31.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明权利要求所限定的各种实施例进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例，其包含各种特定的细节以助于该理解，但这些细节应当被视为仅是示范性的。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相应地，本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例作出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。
32.对本领域技术人员显而易见的是，提供对本发明的各种实施例的下列描述，仅是为了解释的目的，而不是为了限制由随附的权利要求所限定的本发明。
33.贯穿本申请文件的说明书和权利要求，词语“包括”和“包含”以及词语的变型，例如“包括有”和“包括”意味着“包含但不限于”，而不意在(且不会)排除其他部件、整体或步骤。结合本发明的特定的方面、实施例或示例所描述的特征、整体或特性将被理解为可应用于本文所描述的任意其他方面、实施例或示例，除非与其不兼容。
34.应当理解的是，单数形式“一”、“一个”和“该”包含复数的指代，除非上下文明确地另有其他规定。在本发明中所使用的表述“包含”和/或“可以包含”意在表示相对应的功能、操作或元件的存在，而非意在限制一个或多个功能、操作和/或元件的存在。此外，在本发明中，术语“包含”和/或“具有”意在表示申请文件中公开的特性、数量、操作、元件和部件，或它们的组合的存在。因此，术语“包含”和/或“具有”应当被理解为，存在一个或多个其他特性、数量、操作、元件和部件、或它们的组合的额外的可能性。
35.在本发明中，表述“或”包含一起列举的词语的任意或所有的组合。例如，“a或b”可
以包含a或者b，或可以包含a和b两者。
36.应当理解的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”或“耦合”另一个元件，它可以是直接连接或耦合到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
37.文中提到的“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
38.除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员所通常理解的含义相同。还应理解的是，术语(比如常用词典中限定的那些术语)，应解释为具有与相关领域和本说明书的上下文中一致的含义，并且不应以理想化或过于形式化的意义来解释，除非在本文中明确地这样限定。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。
39.如图1所示，本发明一实施例中，提供一种餐具的生产工艺，包括：
40.将浆料粉碎解纤形成纤维絮状物；
41.操作气流成型设备300将所述纤维絮状物吸附形成纸胚；
42.操作压力定型装置400压制定型所述纸胚；
43.操作热定型装置500对压制定型后的所述纸胚热定型形成纸张；
44.操作覆膜压延装置600在所述纸张的表面喷覆胶体并覆盖压延膜层以形成餐具用纸张；
45.操作冲压装置700冲压所述纸张从而形成餐具。
46.本方法所采用的装置设备包括依次连接的粉碎机200、气流成型设备300、压力定型装置400、热定型装置500、覆膜压延装置600和冲压装置700。
47.本方法的原理在于：首先粉碎机200将浆料粉碎解纤形成纤维絮状物，然后通过输送管210将纤维絮状物送至气流成型设备300吸附形成纸胚，然后压力压制定型，将纸胚厚度从3
‑
4厘米压实到1.5
‑
2厘米的厚度，有利于纸胚的牵引移动，防止在牵引过程中发生拉断、松散的情况；经过热定型装置500将成型压实后的纸胚再次进行加热定型，加热后有利于纸浆纤维定型，让纸张有一定的抗拉能力，且表面整烫平整，有利于pla或塑性材料膜的贴合；覆膜压延装置600在热定型后的纸张表面上覆盖并压延膜层形成餐具用纸张，最后经过冲压装置700按照制作好的模具冲压出各式各样的一次性餐具(包括刀、叉、盘、托、盖、盒、碗、匙)。
48.采用上述方法至少具有以下优点：
49.(1)采用上述多次压力定型和覆膜工艺，制成合格率高，最终形成的纸制品具备一定的强度且表面平整光洁，使用时间持久，能够满足日常使用。
50.(2)本发明的上述干法制作纸张及餐具的工艺不需要耗费水，且无需烘干、高温能量消耗很小，整体上对于能耗的需求很少、耗电成本低，相对于现有技术来说成本显著降低；
51.(3)上述生产中无需使用水资源，更不会有废水排放和废料的产生，生产过程绿色环保，成本很低，大大推动了环保可降解纸张及一次性餐具的推广和普及。
52.(4)通过本发明的干法技术，任何粉碎后的天然纤维与可降解膜覆合后皆可形成纸张产品，进而通过模塑冲压形成一次性餐具(包括但不限于刀、叉、盘、托、盖、盒、碗、匙)，
从而有利于废物纤维的回收利用，可降解薄膜对于环境不会有危害，更加符合环保理念。
53.值得强调说明的是，本发明餐具的生产工艺中，在步骤“操作冲压装置700冲压所述纸张从而形成餐具。”之前，所形成的是纸张的成品，该纸张产品也在本申请要求的保护范围之内。
54.参考图1，在一些实施例中，所述将浆料粉碎解纤形成纤维絮状物的步骤，具体包括：操作粉碎机200将置入其中的浆料粉碎形成所述纤维絮状物。粉碎机200可将浆料充分粉碎并形成纤维絮状物。
55.参考图2，在一些实施例中，所述气流成型设备300包括：
56.箱体310，包括进料口310a和出料口；
57.刀辊320，设于所述箱体310中，刀辊320的周向表面密布有刀片，所述刀辊320能够绕轴线旋转从而对与其周向表面接触的所述纤维絮状物二次解纤；
58.成型输送网带330，设于所述出料口，用于承载二次解纤后吸附至其表面的所述纤维絮状物形成纸胚并持续输送；
59.抽吸部件340，设于所述成型网带背对所述出料口的一侧且与所述出料口相对，用于提供吸附力；
60.吸风回流管(未示出)，与所述箱体310相连，用于将未充分解纤的所述纤维絮状物回流输至前一步骤重新粉碎。
61.进一步的，所述气流成型设备300还包括：
62.粒径检测单元，设于所述箱体310内，用于实时监测纤维絮状物的粒径；
63.控制单元，与所述粒径检测单元相连，能够基于所述粒径检测单元传输的粒径数值控制所述吸风回流管上的气泵启动，以将未充分解纤的所述纤维絮状物通过吸风回流管回流输至前一步骤重新粉碎。
64.参考图2和图3，具体在一些实施例中，本发明的方法中利用所述操作气流成型设备300将所述纤维絮状物吸附形成纸胚的步骤，具体包括：将解纤形成的纤维絮状物经进料口310a输入箱体310中，箱体310内的刀辊320旋转以对落到其周向表面的纤维絮状物二次解纤；操作启动抽吸部件340提供吸附力，将二次解纤的纤维絮状物吸附至成型输送网带330的表面形成纸胚并持续输送；设于箱体310内的粒径检测单元如红外检测器或红外摄像头实时监测拍摄纤维絮状物的形貌轮廓以计算粒径，并将粒径数值传输至控制单元，控制单元与预设标准值对比判断粒径较大时，控制吸风回流管上的气泵启动，将未充分解纤的所述纤维絮状物通过吸风回流管回流输至前一步骤重新粉碎。
65.上述利用操作气流成型设备300将纤维絮状物吸附形成纸胚的步骤方法具有以下的优点：
66.(1)气流成型设备300作用是采用水平式高速旋转的刀辊320对从粉碎机200粉碎后的纸浆纤维再次进行解纤，抽吸部件340提供的负压可提供强大的吸附力，将解纤后的纸浆在成型输送网带330的表面吸附成型，刀辊320环绕轴心旋转，可以使纸浆在箱体310内部环形流动，可以与刀辊320表面的多个刀片充分多次接触，提高了纸浆纤维的细密度和解纤效果；未充分解纤的纸浆通过吸风回流管送回前一步骤的粉碎机200再次粉碎解纤，能够避免大尺寸颗粒或棉块落在成型输送网带330上形成质量等级较差的纸胚。
67.(2)本实施例利用粒径检测单元实时监测纤维絮状物的粒径，控制单元能够自动
控制吸风回流管将不合格的纤维絮状物重新回流传输进行粉碎，不需要人为控制，节约了人力成本，提升了工作效率，也能够避免人为监控容易失误影响产品质量的问题。
68.参考图4，在一些实施例中，所述箱体310还包括有冲孔筛板311，设于出料口，用于过滤二次解纤后的所述纤维絮状物。冲孔筛板311有利于纤维絮状物的过滤筛选，可以对纸浆纤维进行过滤，粒径小且均匀的纤维落到成型输送网带330上形成纸胚，能够提升纸胚和最终产品的质量水平；未穿过过滤孔的纤维继续在箱体310内部被粉碎，直至达到所需的粒径，从而可以保证整体产品质量的稳定性。
69.参考图5，在一些实施例中，所述抽吸部件340包括若干吸风通道341，各所述吸风通道341的吸风口341a并排布置且分别正对所述出料口截面上的不同区域，所述吸风通道341上设有风机341b，所述风机341b与控制单元通讯相连。
70.具体的，当出料口截面上的某一区域需要较大或较小的抽吸力时，控制单元控制该区域所对应的吸风通道341上的风机341b提升或降低输出功率，从而提供所需数值大小的抽吸力。
71.本实施例的抽吸部件340采用独立分区设计，每个分区的吸风通道341独立使用一台中压离心风机341b，使用控制单元进行控制，可以在生产过程中独立调节所在区域的风压及流量，调节控制方便，效果明显，且能源消耗小。而如果采用一台与出料口相对的大功率风机341b、同时设计调风门对各分区分别调节，会存在分区调节风压和流量的效果较差、操作难度大且能源消耗大的问题。
72.参考图2，在一些实施例中，所述压力定型装置400包括设于所述成型网带输送方向前方的一对压力定型辊410，两个所述压力定型辊410并排且分别设于所述成型网带的两侧表面，两个所述压力定型辊410相对反向旋转以压制定型所述成型输送网带330上的所述纸胚。
73.本实施例中，一对压力定型辊410相配合可以将成型输送网带330上的纸胚进行压实和强度提升，厚度从3
‑
4厘米压实到1.5
‑
2厘米的厚度，有利于纸胚从成型输送网带330到热定型装置500的过渡及牵引移动，防止纸浆在牵引过程中发生拉断、松散。
74.参考图1，在一些实施例中，所述热定型装置500包括一对热定型辊510，两个所述热定型辊510并排设置且能够相对反向旋转以对压制定型后的所述纸胚加热定型和整烫平整形成纸张。
75.本实施例中，一对热定型辊510相配合可以将成型压实后的纸胚再次进行夹持热定型，热定型辊510可采用钢对钢的镜面辊，有利于纸浆纤维定型，让纸幅有一定的抗拉能力；同时表面可被整烫平整，有利于后续pla或塑性材料膜的覆合平整。
76.进一步地，所述热定型辊510中可通入导热油以循环加温，能够保证热定型辊510的温度状态稳定。
77.参考图6，在一些实施例中，所述覆膜压延装置600包括：
78.输送带610，用于输送热定型后的所述纸张；
79.喷胶覆膜组件620，对应所述纸张的两侧表面设有两个，所述喷胶覆膜组件620包括沿输送带610的输送方向依次设置的喷头621和旋转膜卷622，所述喷头621用于向所述纸张的表面喷胶，所述旋转膜卷622的伸出端延伸至所述纸张的表面以在所述纸张的表面覆膜；
80.压延组件630，设于所述输送带610的输送方向的前方，用于对覆膜后的所述纸张压延处理形成餐具用纸张。
81.具体的，输送带610将热定型后的所述纸张向前输送，操作纸张两侧表面的所述喷头621向所述纸张的表面喷胶，并操作旋转膜卷622转动以在喷胶后的所述纸张的表面覆膜(pla或塑性材料膜)；操作压延组件630对覆膜后的所述纸张压延处理形成餐具用纸张。
82.参考图6，在一些实施例中，所述压延组件630包括一对压延辊，两个所述压延辊并排设置且能够相对反向旋转以对覆膜后的所述纸张压延处理形成餐具用纸张。
83.本实施例中喷胶、覆膜后压延能够使表面的膜粘结更紧密和持久，形成的纸制品强度高，表面平整光洁，使用时间持久，能够满足日常使用。
84.具体的，所述喷头621喷出的胶为乳状，具体可采用加压喷雾的方式进行乳液的喷涂，用于纸张与pla或塑性材料膜的粘结。
85.参考图1，在一些实施例中，所述冲压装置700包括冲压机。冲压机中设有模具，利用冲压机具有较高的冲压力，使得最终形成的餐具产品强度明显提升且表面更加平整光洁，能够满足较高标准的使用要求。
86.作为一个优选的方案，进入气流成型设备中形成纸胚的纤维絮状物的量为100g/m2‑
700g/m2。经试验，采用该量制得的餐具产品质量高且使用寿命较长。
87.优选的，覆膜的材料为pla、pbat、pbs、pha、pcl、ppc、pga等可降解薄膜，可降解薄膜对于环境不会有危害，更加符合环保理念。
88.进一步的，可在粉碎机200前设置放卷装置100，将浆料成卷安装在放卷装置100上，放卷装置100持续旋转可将浆料不断输送至粉碎机200中进行解纤，整体可以使本发明的系统连续不间断地运行，工作效率高，且不需要人工操作，节省了劳力。
89.以上描述中，尽管可能使用例如“第一”和“第二”的表述来描述本发明的各个元件，但它们并未意于限定相对应的元件。例如，上述表述并未旨在限定相对应元件的顺序或重要性。上述表述用于将一个部件和另一个部件区分开。
90.本文中在本发明的说明书中所使用的术语仅是为了描述特定的实施例的目的，而并非意在限制本发明。单数的表述包含复数的表述，除非在其间存在语境、方案上的显著差异。
91.以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
92.本领域技术人员可以理解的是，以上所述实施例的各技术特征可以相应地省去、添加或者以任意方式组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，并且，本领域技术人员能够想到的简单变换方式以及对现有技术做出适应性和功能性的结构变换的方案，都应当认为是本说明书记载的范围。
93.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，虽然已经参考各种实施例示出和描述了本发明，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干形式和细节上的各种变形和改进，而不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。