绿色环境保餐具纸浆模塑餐具及技术

    【摘要】本文以我国2000年底将全面废止一次性发泡塑料餐具的现实意义为出发点，着重阐明了发泡塑料餐盒的危害性及纸浆餐具的优良特性。在此基础上，较深入广泛地展示了这一新型绿色环保餐具和技术的发展现状及制造工艺，并提出了该项技术发展中存在的问题及改进措施，为这项技术的发展及广泛应用提供了理论、技术上的依据。

    1999年3月中旬，国家正式发布：截止2000年底，我国将全面废止一次性发泡塑料餐具。这一决定将使一次性塑料发泡餐具被立例管制，从而开创了纸浆模塑餐具高速发展、广泛应用的新时代。

一、禁止使用一次性发泡塑料餐具的现实意义

    在我国，随着市场经济大潮的迅猛发展，人民生活水平不断提高，这使包装产业高速增长，一次性消费方兴未艾。可随之而来的是垃圾越来越多，包装废弃物（尤其是塑料包装）在垃圾中占的比例也越来越大，对环境的污染也 越演越烈，以至成为我国当前环保问题中全民关注的焦点之一。

    目前，在我国快餐、旅游等行业中，被广泛使用的一次性餐具仍以发泡聚苯乙烯塑料（EPS）快餐盒为主。这是许多发达国家已被禁止使用了的材料。据有关部门统计，此种快餐盒在我国年均使用量已高达90亿多只，产生的垃圾重量达7~10万吨。因该材料具有*的化学稳定性，难降解，而且在生产过程中使用了氯氟碳化合物（CFC）对人类免疫系统及动植物生态环境有较为严重的破坏作用。焚烧处理时又产生大量有毒气体，污染环境、破坏土壤、毒死牲畜。同时由于发泡塑料中大部分为空气，回收利用过程中，收集和运输的费用已高达其本身价值的数倍，即使回收制成二次塑料产品，或是裂解成汽油、柴油，其成本也必然要远远高于能收回的价值。因此，实际上这种发泡塑料餐盒大多被废弃。所报道，目前全国废弃的DPS发泡塑料餐具已达几十万吨，造成了极为严重的“白色污染”。为此，*曾于1994年作出决定：于1997年底全路禁止使用一次性发泡塑料餐盒，有部分城市如广州、上海、杭州、哈尔滨等也开展了这项工作。这有力地推动了“治理白色污染，保护绿色环境”的运动，同时加快了广大科技人员研究、开发新型一次性餐具的步伐。

二、纸浆模塑餐具的优良特性

    纸浆模塑餐具是以回收的纸张、纸箱、纸制品加工边角料，造纸厂的尾浆及稻草、芦苇、麦杆、甘蔗渣等各种植物纤维浆为纸浆原料，经过结构设计、制浆、配浆、模塑成型、压榨烘干、消毒等工序而制得的各种形状尺寸的纸餐具，是在国外已发展成熟的，在国内刚刚兴起的和种符合环保的绿色快餐用具，它具有以下一些优良特性。

1．以植物纤维和纸浆作为原材料。
选材比较广泛，且材料无毒、无味，在生产及使用过程中对人体均无害，并能更好地保护生态环境。

2．模塑成型，强度较好，耐压、防雾、缓冲等性能优于EPS制品。
同时重量较经，且能防油、防水，具有较好的耐热性能，满足了一次性快餐具的要求。

3．美观广大，装潢性能较好，可造型较多，品种齐全。
已开发成快餐盒、盘、方便面碗等餐具，并正在开发异型餐盒、饮料杯等。

4．生产成本较低
可根据不同的消费档次，采用不同原料及生产技术，生产出不同的产品满足不同层次的需求，这一点也是其成为替代一次性发泡塑料餐具的根本保证。目前，我国纸浆模塑餐盒的一般成本为0.3元／个，这使快餐业能够大量接受。

5．回收价值大。
这种餐具的废弃物可100%回收和再利用，而无需花费大量的能源与投资。
既有利于环保，又节约了资源。

6．自然降解效果好。
废弃物被丢弃在自然界中能很快腐烂，变成土壤有机肥，即使通过燃烧途径进行废弃物处理，也不会产生毒气破坏环境。故该餐具有利环保，可以*解决EPS发泡快餐盒带来的“白色污染”问题。

三、我国纸浆模塑技术发展的现状

    纸浆模塑制品在我国早期就有记载，人们经手工制成一些易碎物品的简单包装。其真正起步于30年代后期，在一些发达国家已有五十多年的发展历史。随着人们环保意识的增强及绿色包装的大力推广，上许多公司，如加拿大“爱美利”、法国埃尔公司、英国的汤姆逊公司、新加坡的“BROAD、WAY”，及美国、日本、丹麦的一些公司纷纷推出了纸浆模塑制品包装生产线，并形成了较大的规模，zui大的一条生产线每天的生产能力已达56吨。*的纸浆模塑制品的年产量已达70万吨左右，广泛应用于鲜蛋、水果、玻璃瓶、瓷器、仪器等产品运输的缓冲包装中及一次性快餐制品中。目前，在发达国家，纸浆模塑包装已经基本上取代了CPS制品。

    我国纸浆模塑制品工业起步于近十几年，1983年湘潭纸浆模塑制品生产及设备引进、吸收消化和设计的新局面。1994年以后，纸浆模塑工业的发展在我国又有了新的飞跃，在广东珠江三角洲地区，沿海大中城市集中着生产纸浆模塑制品生产及设备制造厂家目前已达200余家，分布全国沿地。

    随着国内外环保政策的不断出台及人们环保意识的增强，我国在纸浆模塑制品开发工作中投入了大量的人力、物力。近两年来，我国在远远落后于西方国家的纸餐具等成型较复杂且使用要求较高的容器方面进行了研究，取得了巨大的成就，并形成了适合中国饮食，具有中国特色的产品。目前，在我国，生产快餐盒生产线的厂家已达三十多家，并有自动热压干燥成型快餐盒生产线、ZKC型纸餐具生产线等陆续投放市场。这些生产线由制浆、成型、干燥定型和表面处理、包装等部分组成，采用不同的模具、工艺，可以生产纸制餐盒、纸盘、纸杯等一次性餐具。这标志着我国的纸浆模塑餐具生产设备制造水平已上了一具新台阶。但由于我国纸浆模塑行业起步较晚，纸浆模塑餐具设备的自动化程序较低，技术起点低，与国外同类设备相比，在质量上存在较大的差距，尤其是在纸模外观质量和内在强度、干燥效率、设备生产规模和生产能力的提高、成本降低等方面，还有待于广大科技人员的进一步研究和探索。

四、纸浆模塑具的制造工艺

    纸浆模塑餐具是用模具对纸浆经真空吸附成型、烘干，再经深加工制成的较精细的产品，其工艺流程大致可分以下几部分：

1．制浆
    为提高纸餐具的强度等性能，首先应制备主要原料及化工辅料，并与一定打浆度、一定浓度的纸浆混合成纸浆模塑原料浆。

   主要原材料一般为漂白化学木浆，这可由专业的制浆造纸厂（对木材进行一系列加工制成）直接购得。通常生产较商档的产品需选用进口的木浆；中档产品可选择国产的普通木浆，低档产品则可选用蔗渣浆、麦杆浆、稻草浆、芦苇浆及挑选后的白纸边等短纤维纸浆。为达到合理利用原材料以降低成本，可以根据不同的产品需求进行不同浆种的搭配。

    其中，碎解和盘磨作用是使纤维分丝皂化以提高其纤维的结合能力；化工辅料加入是为提高纸模成型的耐湿度和成品的防水性能，可加入特定的化学辅料配浆，zui后加入水平调节原浆浓度，使其达到2%左右，以利原浆在网模上脱水成型。

2．成型
    成型就是将原浆制成一定形状的半湿态纸快餐具的毛坯。也就是经制浆工序出来的纸浆在金属模具上脱水形成湿纸模，这是纸餐具生产过程中的关键工序，纸浆中大约95%左右的水是在成型时脱除的，因此，该工序对产品的质量、能源的消耗、生产效率的提高及破损率等起着决定性的作用。成型的质量取决于成型机、成型方式、模具结构和质量及原浆质量等因素。

3．压榨与干燥
    通过压型机压榨，使形成过程中纸模里没有脱除的水份脱除，以减少烘干脱水的成本的过程称为压榨。同时压榨可提高纤维间的结合力并增加湿纸模的强度。

    烘干是在烧道或烘干箱中借助热力对纸模进行加热、蒸发以脱除纸模经成型、压榨后剩余的水份，同时灭菌的过程。由于烘干过程热能量消耗较大，耗掉的成本大约为成型脱水的300倍，故应合理设计整个烘干过程，以节省投资。另外，在干燥过程中，为提高纸模的耐油、耐水、耐高温等性能，可在其表面涂以食品胶，形成胶膜。其中，内面防渗层可用全天然的糖类和蛋白类材料合成。

4．整型与切边
    该过程用热模加压成型、压光、消除纸网成型留的网痕，使内外表面平整光滑，并可根据不同的客户和使用要求压上一些文字和图案。同时切除快餐具边缘处的毛刺，并压上便于盒盖折叠开启的压痕。

五、纸浆模塑餐具技术发展中存在的问题

1． 餐具质量的提高
    纸浆模塑快餐具的生产关键是设备，生产设备主要由成型和热压、干燥等部分构成。现在国内厂家多采用注浆成型，热压干燥和吸附成型、热风和热压两次干燥两种工艺。其中，成型的好坏是决定纸餐具质量的关键，而成型的质量又取决于成型机质量、模具的结构和质量等因素。目前我国虽已对成型机进行了开发和研究，产品类型已从单一的往复式、半自动式向加转式、注塑成型、全自动方向发展，并取得了一定的成果，但高质量、率的成型机还主要依赖于进口。
  
    另外，作为成型机心脏的模具结构、制造质量决定着生产效率、能源消耗、产品外观质量、成品率、纸模的力学性能，也也关系到整个设备能否正常生产。所以说模具有整个设备及产生线的关键部件，因此应大力开发和运用CAD及CAM技术，研制高质量模具，从而提高制品的质量提供保障。

2．餐具成本的降低
    由于塑料餐具有成型制作简单、生产成本低等优点，因此，要实现用制作技术、原材料要求较高、生产成本较大的纸餐具来取代这一目标，任务显然是艰巨的，为此，解决定一矛盾关键——降低成本则显得极为迫切。
 
    降低纸浆模塑餐具成本的途径有很多方面，如提高生产效率，扩大生产规模和生产能力，产品实现大批量生产，提高技术含量，甚至合理设计烘干部程序，控制压榨脱水的热耗等。

    另外，由于纸餐具生产线有良好的投资灵活性，可以投资近百万建成2000件／h小厂，也可投资几千万建成20000件／h，较容易发展推广。如果能在具有良好的工艺技术基础的制浆造纸厂中投资建厂，还可减少碎解、打浆浆池等一系列设施，节约大量用水，投资费用和生产费用相对减少，从产品的效益看，每只纸浆模塑餐盒的税后成本为0.30元／个左右，利润平均可达30%左右。如果直接利用稻草、麦杆、甘蔗渣等进行生产制作，其效益更为可观。

3．餐具的卫生状况

    纸浆模塑餐具设备的关键部分应考虑卫生标准、制品应附合国家相应标准，如GB11680-89、GB3561、GB4789均要达到相关的卫生标准。同时制品中的添加剂应无毒、*，且材料中不能使用荧光增白剂。

4．避免引发新的污染、节约能源

    为了消除白色污染，人们推广了纸浆模塑具，从而绿化了环境，净化了空间，但由于生产制作纸餐具过程需耗用大量的水，这些用后水回收处理不当，造成废水排放又会引发新的污染，因此厂家应落实环保措施，积极研制开发废水回收利用技术，*实现无污染生产、无污染制品。如一些造纸厂在废水处理设备中利用微生物分解水中杂质，使废水透视度达1m，不但可用于养鱼，且可以直接排放。

    另一方面，一些纸餐具的原浆要消耗大量的木浆，这对人均资源拥有量排位在世界200多位的我国来说，无疑是一个潜在的危机，为解决这一问题我们还需不断地改进造纸工艺，开拓造纸资源，一方面以芦苇、麦杆、蔗渣等植物纤维代替木材，另一方面充分回收利用废纸作为造纸原料，这些都有待于发展项目时深入考虑和探索。

六、结语

     随着2000年底的日益临近，每年使用的近100亿只塑料餐具将退出历史舞台，而取代这一巨大市场空缺的纸浆模塑餐具的发展前景将是广阔的，为此，开发、研制、改进纸浆模塑餐具生产线的任务极为迫切而艰巨。

来源：包装在线