1. Nyersanyagok feldolgozása: a szemét rostpéppé alakítása
A formázott cellulózcsomagolás sok különböző dologból készül, például cukornádbagaszból, búzaszalmából, bambuszból, eldobott újságokból és kartondoboz-törmelékből. A cukornádbagasz jó példa arra az anyagra, amely jó minőségű-csomagolóanyagok gyártására alkalmas, mivel ésszerű rosthosszú és nagy szilárdságú. A nyersanyagok feldolgozásához a következőket kell tennie:
Válogatás és zúzás: A nyersanyagokat kézi vagy mechanikus rostálás után hidraulikus pépesítőbe helyezik, és megtisztítják a szennyeződésektől, például műanyagoktól és fémektől. Ez a gép gyorsan-mozgó vizet és a járókerék erejét használja fel, hogy a kartont 5-8 perc alatt rostos kevert iszapgá bontsa. Ha például 60 kg-os száraz cellulózlemezzel dolgozik, fontos, hogy az áztatási időt 5 és 10 perc között tartsa, hogy a rostok teljesen elkülönüljenek.
Szűrés és tisztítás: A zúzott hígtrágyát szitával szitáljuk, hogy megszabaduljunk a homoktól és más nagy daraboktól, amelyeket még nem zúztak össze. Egyes eljárások centrifugális tisztítóberendezést használnak a nagyobb sűrűségű szennyező anyagok extrahálására és a zagy tisztábbá tételére.
Keverés és keverés: Élelmiszer-minőségű adalékanyagokat adnak a zagyhoz attól függően, hogy a terméknek milyen jól kell működnie, beleértve azt is, hogy vízálló, olajálló és lángálló-e{1}}. Például a vízszigetelő adalékok stabilabbá tehetik a csomagolást nedves körülmények között, az olajtaszító szerek pedig jók az élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő helyzetekben. A legjobb formázási hatás elérése érdekében a hígtrágya koncentrációjának keverés után 0,5% és 2% között kell lennie, a pH-értéknek pedig 4,5 és 5,0 között kell lennie.
2. Az alakítás folyamata magában foglalja a szálak három dimenzióban történő lerakását és szerkezetük kialakítását.
A cellulózcsomagolás elkészítésének legfontosabb lépése a formázás, amikor a szálakat fizikai adszorpcióval vagy mechanikai nyomással a forma felületére helyezik a kívánt forma kialakítása érdekében. A vákuumformázás, a sűrített levegős alakítás és a fugázó alakítás mind általános módja ennek.
Vákuumos formázáshoz tegyen egy porózus fémhálós formát egy zagyba, és vákuumszivattyúval szívja ki a levegőt a formaüregből. Ez a zagyban lévő szálakat egyenletesen eloszlatja a hálós forma felületén. Vigye a formát a szárítóállomásra, amikor a szálréteg vastagsága 2-3 mm. Ez a megközelítés jól működik vékony-falú, nagy-precíziós termékeknél, például telefonbetéteknél és fejhallgatótokoknál.
Hogyan készítsünk dolgokat sűrített levegővel: Sűrített levegőt használ áramforrásként, hogy felgyorsítsa a szálak lerakódását és száradását a forma felületén, ami eltér a vákuumformázástól. Ez a módszer hatékonyabb a dolgok készítéséhez, de az egyenetlen rostok eloszlásának elkerülése érdekében nagyon óvatosnak kell lennie a légnyomással és a hígtrágya áramlási sebességével.
Formázás fugával: Bonyolult formájú vagy szabványos tételek esetén (például étkészlet) egy mennyiségi szivattyú a hígtrágyát a lezárt formaüregbe küldi, és a szálak a formanyomás és a gravitáció hatására kerülnek a helyükre. Ezzel a módszerrel csökkenthető a hígtrágyahulladék, de az öntőforma meglehetősen drága.
3. Formázás és szárítás: nedves tuskó erős szerkezetté alakítása
A létrehozott nedves tuskó sok nedvességet tartalmaz, akár 70-80%. Ahhoz, hogy megszabaduljon a nedvességtől és a szálak jobban tapadjanak, meg kell szárítani és hővel préselni kell. A szárításnak két fajtája van: öntőformában szárítás és öntőformán kívüli szárítás.
Nedves sajtolásnál a nedves tuskót egyenesen a forró présformába helyezzük, ahol 180-220 fokos hőmérsékleten és 0,4-0,6 MPa nyomáson egyszerre szárítják és formázzák. Ezt a technológiát általában csúcskategóriás elektronikai termékek csomagolására használják, mivel gyors gyártási ciklussal (darabonként körülbelül 30–50 másodperc), sík felülettel és nagy méretpontossággal rendelkezik. Például a Lenovo ThinkPad X1 sorozat pépből{10}}öntött béléssel rendelkezik, amely nedvessajtolási módszert alkalmaz, ami 30%-kal erősebbé teszi, mint a száraz préselési módszer.
Külső szárítás (száraz préselési módszer): A nedves nyersdarabokat 15-20% nedvességtartalomig szárítják szárítókemencében vagy napenergiával. Ezután melegsajtolással formázzák őket. Ez a megközelítés nem igényel sok felszerelést, de a termék zsugorodási aránya meglehetősen jelentős (akár 5% és 10%), így a legalkalmasabb az alacsony kategóriás-termékekhez, például a tojástartókhoz és a gyümölcstálcákhoz.
4. Feldolgozás után: Utolsó módosítások a pontosság és a használhatóság javítása érdekében
Annak érdekében, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a termék megfelel a minőségi előírásoknak, megszáradása és formázása után több szakaszon kell keresztülmennie, beleértve a vágást, ellenőrzést, fertőtlenítést és csomagolást.
Élvágás és -formázás: Lézerrel vagy gépekkel vágja le a sorját a tárgyakról, és melegsajtolási formákat a torzulások kijavítására. Például a csúcskategóriás-fejhallgató-csomagolás vágási pontosságát ± 0,1 mm között kell tartani, hogy minimálisra csökkentsük a rések az összeállításban.
Felületkezelés: igény szerint nyomtatás, laminálás vagy festés. A víz-alapú tintanyomtatás gyönyörű mintákat biztosíthat számos színben, a PLA filmbevonat pedig ellenállóbbá teheti a csomagolást a nedvességgel szemben. Egyes termékek transzfernyomást is használnak bonyolult logók nem egyenletes felületekre történő nyomtatásához.
Minőségellenőrzés: A gépek a termékek méretének, szilárdságának és tisztaságának ellenőrzésére szolgálnak. Használhat például egy kompressziós vizsgálógépet annak megállapítására, hogy a csomagolás elbír-e egy 1,5 méteres cseppet vagy gázkromatográfiát, hogy megtalálja a veszélyes anyagmaradványokat.
5. Folyamat-innováció: a fő dolog, ami jobbá teszi az iparágakat
Az új technológiával a fröccsöntött cellulózcsomagolások gyártási folyamata egyre intelligensebb és hatékonyabb:
Zárt hurkú keringető rendszer: Egyes vállalatok vízkeringtetést és cellulóz visszanyerési technológiát alkalmaznak a termelési szennyvíz tisztítására, és újra cellulóz előállítására használják fel. Ez több mint 30%-kal csökkenti a vízfelhasználást.
Digitális formatervezés: CAD/CAM technológia használata a formák szerkezetének javítására, így kevesebb próbatételre van szükség. Például a Huawei Mate 60 Pro csomagolóformáinak elkészítése 45 nap helyett már csak 18 napig tart.
Ha nanocellulózt adunk a csomagoláshoz, az 40%-kal erősebbé válik, és kevesebb nyersanyagot használ fel. Ezzel a technológiával a Sony bambuszszálas csomagolása a 2025-ös CES bemutatón 120 kPa nyomást is kibír.
