本發明屬于植物纖維處理，具體涉及一種植物纖維的分散方法及該植物纖維在紙漿模塑上的應用。

背景技術：

1、紙漿模塑是一種以廢紙漿、蔗渣漿、竹漿、木漿等天然植物纖維為原材料，使用不同添加劑達到所需功能的立體造紙技術。與傳統塑料加工方法相比，紙漿模塑技術具備更明顯的環保優勢。現階段紙塑主要應用于包裝材料如咖啡托、酒托、糕點餐盤等。這類產品的特點為：產品具有一定的深度，且造型復雜，若采用紙漿板直接成型會存在纖維拉裂的問題，因此常常需將纖維分散后再進行重組。

2、由于植物纖維存在緊密連接、團聚交織的問題，纖維開松分散難度高，纖維原料難以分離成單根狀態，不利于成網成型工藝。因此需要采用水力碎漿機將纖維分散在水中。傳統的水力碎漿紙漿模塑成型工藝為：（1）漿板原料通過水力碎漿機碎解打漿，將漿板分散在水中形成竹漿；（2）調配漿料濃度一般為1-2%；（3）通過真空吸慮成型形成濕胚；（4）烘干整形。采用水力碎漿能很好的分散纖維，控制好纖維濃度可得到較好的產品，但采用水力分散又帶來了新的工藝問題，水分的烘干導致紙漿模塑能耗較高。因此如何在干法情況下將纖維分散是紙塑項發展的重大課題。

3、目前常見的纖維開松分散方法仍存在不理想，比如機械開松分散會導致纖維損傷，影響產品強度和性能。化學輔助開松分散會導致成本升高，不利于環境保護。氣流開松分散對設備結構要求高，且能耗較高。所以尋找一種環境友好、成本低、損傷小的植物纖維分散方法具有重要意義。

技術實現思路

1、本發明針對現有技術的不足，提出了一種植物纖維的分散方法及該植物纖維的應用。蒸汽爆破技術的本質是利用高溫高壓蒸汽滲透到植物纖維（如紙漿板）的內部結構，然后在極短的時間內瞬間釋放壓力。這個過程會產生兩種關鍵作用：（1）“爆破”效應（爆炸減壓）：?細胞腔和孔隙中的過熱液態水瞬間汽化，體積急劇膨脹（在約2mpa壓力下，水的沸點可超過200°c。當壓力瞬間降至常壓時，這些水會瞬間變成100°c的蒸汽，體積膨脹約1700倍），產生巨大的爆破力。（2）“剪切”效應：?高速噴出的物料和蒸汽流對物料本身產生強烈的機械剪切力。

2、具體是通過以下技術方案來實現的：

3、本發明的第一目的：一種植物纖維的分散方法，將纖維和蒸汽發生物加入爆破裝置中，加熱爆破裝置至蒸汽壓力為2-6mpa并保壓處理15-20min，再釋放壓力至常壓，蒸汽釋放時間20-50毫秒。

4、所述纖維原料為竹漿漿板、甘蔗漿漿板、草漿漿板、木漿漿板中的一種或混合物。

5、所述蒸汽發生物的用量為纖維重量的0.5-1倍。

6、所述蒸汽發生物為加熱可氣化的物質。優選為飽和水蒸汽。

7、所述加熱速率為5-10℃/min。

8、本發明的第二目的：采用植物纖維的分散方法所得的植物纖維在干法紙漿模塑中的應用。

9、所述應用方法為：將植物纖維以負壓沉積或靜電噴涂的方式置于成型模具內，再模壓成型，即得模塑制品。

10、所述負壓沉積是在模具內抽真空至真空度為-0.097pa。

11、所述靜電噴涂的電壓為10kv-90kv。

12、所述靜電噴涂的距離為20-30cm；若過近可能導致涂層過厚，過遠則會降低噴涂效率。

13、所述靜電噴涂的環境濕度為50%-70%；有助于防止靜電放電和粉末飛散。需要避免強風，以免影響帶電顆粒的運動軌跡。

14、有益效果：

15、由于纖維間連接關系存在氫鍵連接和物理纏繞，所以紙漿板中的纖維間具有部分空隙，所以本發明通過爆破方式，可快速產生蒸汽水分子，結合保壓處理能夠促進蒸汽水分子滲入到纖維間空隙內部，再結合釋壓處理，能夠使已滲入纖維內部的熱蒸汽分子以氣流方式從較封閉的孔隙中高速瞬間釋放，纖維內部及周圍熱蒸汽的高速瞬間流動，蒸汽的釋放使纖維與纖維間的孔隙變大從而實現纖維的分散，在此過程中纖維發生一定程度上的機械斷裂，包括纖維素大分子中的鍵斷裂、纖維素間的氫鍵破壞、無定形區的破壞和部分纖維絨毛搭接的破壞，從而促進纖維的無序排列和分散，這有利于后續纖維的沉降涂覆，提高制品成型速率和質量。

16、本發明將開松分散后的植物纖維采用負壓沉積的方法置于模具內，顯著提升纖維分布均勻性、加快沉積速度、增強纖維結合力、減少材料浪費、提高復雜結構成型質量，提升了紙漿模塑制品的強度和耐用性。

17、而傳統重力沉降法依靠重力作用，存在纖維沉積速度慢，纖維沉積無序生產效率低的問題，進而使得纖維在模具內分布不均、排列雜亂，而無序沉積的纖維會導致漿料成型后結構疏松，成品強度下降以及厚度不均等現象，不僅造成材料浪費，還影響后續干燥和脫模工藝，使制品容易變形或開裂。相比重力沉降方法，負壓沉積法則通過真空吸附，使纖維均勻沉積在模具表面，提高制品的均勻性和結構穩定性，還加快纖維沉積速度，提高生產效率，適用于大規模自動化生產；利用負壓沉積法在成型模具上使纖維相互交織，提高纖維結合強度，使成品更加堅固耐用，所以負壓沉積不僅能夠精確控制纖維沉積量，減少纖維損失，提高原材料利用率，還可控制纖維在模具的沉積方式，確保復雜結構部分也能均勻成型，提高模塑制品的質量；還可控制漿料厚度均勻性，降低干燥過程中的收縮應力，提高制品的尺寸穩定性和脫模成功率。

18、本發明利用靜電噴涂的沉積方式，使得分散的纖維帶電，自動定向飛向模具內，有效提高效率、均勻性和附著力，同時可以一次性沉積出所需厚度，并且由于靜電力的作用，即使是復雜形狀的物體（如圓柱、凹槽、邊角、倒扣等），纖維也能均勻包覆整個表面，減少死角。此外，本發明控制電壓大小，一方面，防止過高的電壓導致反向電暈放電，影響噴涂質量。另一方面，調整帶電纖維的電阻率，使電阻率控制在106-109?ω·cm范圍內，?防止過低的電阻率導致纖維失去帶電能力，過高則會影響傳輸效率。

19、因此，靜電噴霧具有高效施工，增強纖維附著力、提高噴涂均勻性、減少材料浪費等特點。

1.一種植物纖維的分散方法，其特征在于，將纖維和蒸汽發生物加入爆破裝置中，加熱爆破裝置至蒸汽壓力為2-6mpa并保壓處理15-20min，再釋放壓力至常壓，蒸汽釋放時間20-50毫秒。

2.如權利要求1所述的一種植物纖維的分散方法，其特征在于，所述纖維原料為竹漿漿板、甘蔗漿漿板、草漿漿板、木漿漿板中的一種或混合物。

3.如權利要求1所述的一種植物纖維的分散方法，其特征在于，所述蒸汽發生物的用量為纖維重量的0.5-1倍。

4.如權利要求3所述的一種植物纖維的分散方法，其特征在于，所述蒸汽發生物為加熱可氣化的物質。

5.如權利要求1所述的一種植物纖維的分散方法，其特征在于，所述加熱速率為5-10℃/min。

6.一種采用如權利要求1-6任一項植物纖維的分散方法所得的植物纖維在干法紙漿模塑中的應用。

7.如權利要求7所述的應用，其特征在于，所述應用方法為：將植物纖維以負壓沉積或靜電噴涂的方式置于成型模具內，再模壓成型，即得模塑制品。

8.如權利要求8所述的應用，其特征在于，所述負壓沉積是在模具內抽真空至真空度為-0.097pa。

9.如權利要求8所述的應用，其特征在于，所述靜電噴涂的電壓為10kv-90kv；所述靜電噴涂的距離為20-30cm；所述靜電噴涂的環境濕度為50%-70%。