山东智沃机械设备有限公司
中秸（山东）秸秆综合利用有限公司董事长、纸浆模塑工程师王建民
随着各国禁塑限塑令的实施，越来越多的企业转型生产植物秸秆纤维餐具，同时一些高校、机构、设备工厂等也投入到创新技术研发中来，使得行业的发展有进入了一个迅速发展的*金期。然而在实际生产过程中，尤其是针对新入行的朋友们仍然会遇到众多的问题，特别是多数设备工厂对于原料和成品的生产缺乏实际生产经验，造成了生产过程众多问题难以解决。本文针对一些行业朋友们咨询较多的定型热压拉裂问题进行了简单的分析和汇总，希望对行业的生产有所帮助。
1.定型热压过程中形成拉裂的原因。
1.1水分含量较高。
对于腔体结构异形的餐具来说很容易因为水分的含量造成产品湿胚的拉裂，产品在成型湿胚过程中利用真空吸附将多余水分抽吸，通过汽水分离后回水进行再次回用。在抽吸后过程中水分含量一般控制在60-65%左右，如果含水量过高，在成型湿胚转移过程中不管是人工转移还是机械臂吸盘转移，就会降低纤维的结合力，很容易造成产品的拉裂！反之水分越低，植物纤维的结合力越强，产品越不容易拉裂。造成水分较高的原因又分为：（1）、真空问题。第一、真空抽吸时间太短；第二、成型密封不严密，存在漏真空问题；第三、使用的植物纤维滤水性差；第四、真空度太低，一般真空保持在-0.05-0.06mpa左右为宜。
1.2餐具腔体结构复杂，中间腔体空间较小。
对于常规普通的盘、碗、盒之类的产品，特别是角度大、面积广的产品来说基本不会出现该类问题，但是如果是产品较小，且厚度较厚的产品很容易出现纵面和横面同时拉裂的现象。该现象出现的原因主要是因为产品腔体较小，形成湿胚以后因为植物纤维的不规则排布造成了产品底部的积浆，在积浆过程中又因为产品厚度的限制造成了真空吸附困难，从而底部的浆纤维形成了上下分层的悬空状态。当湿胚被转移到定型模具中时因为热模模具膨胀的原因，致使间隙减小，从而造成了产品侧壁靠近底部的纵面拉裂和底部的横面拉裂。
1.3金属网更换频繁，不易定型。
不管是吸浆、捞浆还是注浆的成型方式在多数工艺中基本都要用到金属网，金属网要根据不同高度、斜度，不同形状的产品进行区别使用。如普通盘类使用丝径为21-23丝，目数40-45目左右双斜纹网；深度较深或产品部位较窄的产品更适合丝径为17-19丝目数为35-40目左右的单层网；而对于网纹要求更细腻的产品来说，更适合使用50-60目的工包网。之所以不同产品使用不同的网不仅仅是考虑到网耗的问题，更多的是考虑到与产品匹配后网的定型问题。再如角度较大的方碗产品，这类产品破网率很低，但是因为角度较大金属网往往不容易定型，即便是猝火后定型难度仍然高于常规品很多，很容易造成残次品的增加，降低合格率！
1.4产品较薄。
在植物秸秆纤维餐具生产过程中一般产品的厚度大约在0.7-0.8mm左右，有时为了使用的要求或者是客户为了降低成本往往将产品厚度降低至0.5-0.6mm，产品在成型湿胚后如果进行网转很容易因为网的动作或网的变形造成产品拉裂。
1.5模具自身设计问题。
1.5.1模具间隙较小。这里提到的模具间隙较小主要是针对定型热压模具而言，如果生产方在开模具的时候没有告知模具工厂需要的产品厚度，模具工厂往往按照产品常规厚度进行膨胀系数的测算和间隙的预留，然而实际生产过程中如果产品厚度超过了设计间隙或超出了设计温度下模具的间隙就会造成产品的拉裂，甚至一些产品会“炸边”现象。
1.5.2成型模具和定型模具不匹配。冷模成型的模具不管是深度、长度、宽度往往都要大于定型模具，特别是针对一些深度较深、斜度较小的产品至少有2--4mm的差别，否则定型模具下降过程中就会造成湿胚的拉裂，如果进行二次增压不管是产品和金属网更容易被增压的压力拉裂。
1.6热源温度过高。
目前生产过程中多数工厂使用导热油作为介质加热加热板进而加热模具，导热油作为密闭的液体加热介质密封性好、温差较小，因此导热油的温度将直接影响到加热板和模具的升温速度及温度，在设计使用导热油过程中出油口温度一般按照-度进行设计，这就对模具的膨胀做了相应的界定，如果加热温度过高即便是设计范围之内厚度的异形产品也会造成产品拉裂，因而温度的控制，导热油的流量都与产品拉裂存在直接关系。
1.7打浆时间过长。
各个原料工厂浆板的叩解度（打浆度）会有所区别，因此不同浆板、不同厂家的打浆时间要根据浆板参数和碎浆机（高中低浓度及刀盘的区别）型号的不同来最终确定，如果所有浆板使用同一时间打浆、磨浆必然会出现部分纤维遭到严重破坏，降低了纤维的结合力，更容易造成产品拉裂。
2.上述问题的解决措施建议。
2.1含水量较高问题。
首先要检查真空度是否过低，如果过低就要增加真空度，目前多数工厂不再使用水环式真空泵，更改为无油稳压的真空机组，相对传统水环式更加节能，负压气量更足，加上自动排水装置的配合更适合当前植物秸秆纤维餐具的生产需要。
其次检查是否存在漏真空的问题，也就是成型漏斗气室是否存在密封性不好，要经常检查成型模具与漏斗气室纸浆是否存在密封条掉落，密封胶脱落等情况。
第三、检查电磁及真空气动阀是否正常工作。如果是电磁阀或气动阀出现损坏，原本多路抽吸的管道就会有部分或者全部停止工作，从而降低了真空吸附力，造成水含量较高。如果突然出现含水量增加，往往是部分管路不能继续工作造成的。
第四、检查所使用的原料。目前使用较为普遍的主要是用的是甘蔗纤维、竹纤维、小麦秸秆纤维、芦苇纤维等，同样的纤维不同的制浆工艺纤维的滤水性也会有不同的区别。如果生产过程中使用滤水性较差的纤维原料就会造成抽吸慢、含水量高这些问题，因此应针对这类情况及时的更换纤维原料。
2.2异形腔体结构产品。
针对腔体体积较小的产品建议厚度不要超过0.8mm，另外尽量增加长纤维使用量，减少短纤维的不规则排布，从而降低产品拉裂的概率！此外针对难度较大、腔体较小拉裂产品使用冷模挤压工艺。该工艺是指在冷模成型以后对湿胚进行挤压，使湿胚更加贴合金属网，降低湿胚中的水分，从而达到产品减少和不再拉裂的目的。
2.3选型正确的金属网。
植物秸秆纤维餐具生产过程中要按照高度、斜度、腔体结构等不同的特点选择适合的金属网，对于特别难定型的产品尽量多的进行金属网猝火处理，使用压网模进行长时间、不间断的模压定型，直至金属网完全贴合模具，形成固定定型。
2.4模具要合理。
模具的设计过程中要根据产品的厚度进行设计，尽最大可能的预留合理的间隙，生产企业在开模具的时候要与模具厂进行细致的沟通，沟通细节包括产品的厚度、结构、高度、斜度以及所使用的原料，这些都可以根据设计经验的判断降低产品拉裂的出现。在这里提一下纤维原料与模具设计的关系：不同的制浆工艺和不同的植物纤维所生产出来的纤维参数会有所不同，即便是同类纤维不同工艺最终的参数也有所区别，例如芦苇浆的松厚度一般要大于甘蔗浆的1.2-1.5倍，换言之同样克重的产品最终的厚度完全不同，因此对模具间隙的预留就会有所不同。
对于异形及深腔产品在设计模具时不管是凹模还是凸模都要将尺寸放大定型尺寸的2-4mm左右，降低定型模具下降过程的直接拉裂和增压后的二次拉裂。
2.5恒温控温。
对于温度过高的问题解决较为简单，一方面是使用导热油恒温阀，恒温阀的使用是为了保持温度的稳定性和恒温过程中模具膨胀的大小。如果没有使用恒温阀可以考虑通过手动调节主设备与金属软管之间进油口的阀门，限制导热油流量的大小，从而使得模具温度更加合理。
2.6针对打浆问题建议分类打浆，分系统、分生产线排产深浅腔体结构的产品。例如甘蔗浆单独碎浆、竹浆单独碎浆，并根据不同厂家原料的参数设定不同的碎浆时间，分别碎浆后再进行配浆。产品的生产安排尽量按照5cm以下高度的产品统一一条生产线生产，5-8cm左右高度的产品一条生产线，8-10cm高度的产品一条生产线，对不同产品进行不同原料的配比，既保证生产速度又保证合格率。
当然对于生产经验丰富的工厂来说一起打浆或统一生产线安排也基本可以杜绝拉裂问题的出现，这一点与生产企业工艺技术人员的经验息息相关。
产品的拉裂问题是新工厂遇到最多的问题，往往多数设备工厂会建议大家使用较为简单的盘类、碗类产品进行调试，因为此类腔体结构的产品调试相对简单，然而实际生产过程中会遇到各类不同腔体结构的产品和要求，希望本文的总结会让一些新入行的工厂少走弯路。因为笔者能力有限，文中不足之处还请理解和海涵！
作者简介：
王建民，男，中共*员，本科学历，中国石油大学工商管理专业。
年以来创办山东蓝沃环保餐具有限公司、山东沃克环保科技有限公司、山东智沃机械设备有限公司、中秸（山东）秸秆综合利用有限公司，并担任技术负责人和董事长。被中国管理科学研究院学术委员会聘为特约研究员。
年至今担任北京创源基业自动化控制技术研究所副所长（兼）主要负责生物基秸秆纤维的提取及应用技术的共同研发。
高级职业经理人、高级碳核查能源管理师、会计师、制浆造纸工程师、生产经营师、营销师、ISO和BRC内审员、二手车鉴定评估师，多次获得先进个人、劳动模范、优秀管理者等荣誉称号。
年曾荣获广饶县劳动模范荣誉称号；
年曾获得广饶十大杰出青年荣誉称号。
年荣获吉林市外引人才——优秀人才奖。
年获得滨州市组织部、人社局高端人才高新创业大赛二等奖；
年获得沾化区组织部、人社局举办的智汇沾化高端人才创业大赛二等奖；
年获得沾化区组织部沾化枣乡英才高端人才奖（乡村之星）。
年获得山东省滨州市青年创新创业大赛30强项目奖。
中国可降解产业协会副会长、理事；
个人研发生物基秸秆纤维提取工艺、设备等申报发明专利4项，实用新型专利9项，软件著作2项，特殊餐具外观专利几十项。
年研发一种热熔干湿压混合餐具及工业内衬制品的制备工艺，该工艺技术完全颠覆传统纸浆模塑生产工艺，生产效率比传统工艺可以提高5倍以上，生产成本仅为传统工艺的3/5，生产过程中大大的减少了人工的使用，每条生产线仅1人即可操作，该工艺技术在国际上属于尖端技术，目前已申请发明专利。
先后成功主持了亚洲沙滩运动会、第十二、十三届全国运动会、青年奥林匹克运动会、世界体育休闲大会等多个大型国际体育活动中的餐饮环保餐具项目供应工作，项目运营经验丰富。
年主持并成功合作日本奥运会餐具项目供应。
《植物秸秆纤维在纸浆模塑产品中的应用》、《立体造纸——纸浆模塑秸秆纤维环保餐具的投资分析》、《秸秆纤维生产加工环保餐具的意义》、《浅析纸浆模塑产品的发展背景和市场前景》、《浅谈当前中国营销发展的变化和趋势》等多篇行业论文发表。
