กระบวนการผลิตบรรจุภัณฑ์เยื่อขึ้นรูปคืออะไร?

1. การแปรรูปวัตถุดิบ: เปลี่ยนขยะให้เป็นเยื่อกระดาษไฟเบอร์
บรรจุภัณฑ์เยื่อขึ้นรูปทำจากสิ่งต่างๆ มากมาย เช่น ชานอ้อย ฟางข้าวสาลี ไม้ไผ่ หนังสือพิมพ์ที่ใช้แล้ว และเศษกล่องกระดาษแข็ง ชานอ้อยเป็นตัวอย่างที่ดีของวัสดุที่ดีสำหรับการผลิตบรรจุภัณฑ์คุณภาพสูง- เนื่องจากมีเส้นใยยาวพอสมควรและมีความแข็งแรงสูง ในการประมวลผลวัตถุดิบ คุณต้องดำเนินการดังต่อไปนี้:
การคัดแยกและการบด: วัตถุดิบจะถูกใส่ลงในเครื่องผลิตเยื่อกระดาษแบบไฮดรอลิก หลังจากผ่านการคัดกรองและทำความสะอาดสารปนเปื้อน เช่น พลาสติกและโลหะ ด้วยมือหรือด้วยเครื่องจักร เครื่องจักรนี้ใช้น้ำที่เคลื่อนที่เร็ว-และแรงของใบพัดในการย่อยกระดาษแข็งให้เป็นเส้นใยผสมในเวลา 5 ถึง 8 นาที ตัวอย่างเช่น เมื่อทำงานกับแผ่นเยื่อแห้งขนาด 60 กก. สิ่งสำคัญคือต้องคงระยะเวลาแช่ไว้ระหว่าง 5 ถึง 10 นาที เพื่อให้เส้นใยแยกออกจากกันโดยสิ้นเชิง
การคัดกรองและการทำความสะอาด: ใช้ตะแกรงเพื่อคัดกรองสารละลายที่บดเพื่อกำจัดทรายและชิ้นส่วนขนาดใหญ่อื่น ๆ ที่ยังไม่ถูกบด ขั้นตอนบางอย่างจะใช้อุปกรณ์การทำให้บริสุทธิ์แบบแรงเหวี่ยงเพื่อแยกสารมลพิษที่มีความหนาแน่นสูงกว่าและทำให้สารละลายสะอาดขึ้น
การผสมและการผสม: สารเติมแต่งเกรดอาหาร-จะถูกเติมลงในสารละลายโดยขึ้นอยู่กับว่าผลิตภัณฑ์ต้องทำงานได้ดีเพียงใด รวมถึงการกันน้ำ ทนต่อน้ำมัน และ- ทนต่อเปลวไฟ ตัวอย่างเช่น สารเติมแต่งป้องกันการรั่วซึมสามารถทำให้บรรจุภัณฑ์มีเสถียรภาพมากขึ้นในสภาวะที่มีความชื้น และสารไล่น้ำมันก็เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่สัมผัสกับอาหาร เพื่อให้ได้ผลการขึ้นรูปที่ดีที่สุด ความเข้มข้นของสารละลายควรอยู่ระหว่าง 0.5% ถึง 2% หลังจากผสม และค่า pH ควรอยู่ระหว่าง 4.5 ถึง 5.0
2. กระบวนการขึ้นรูปเกี่ยวข้องกับการสะสมเส้นใยในสามมิติและสร้างโครงสร้าง
ขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการทำบรรจุภัณฑ์เยื่อกระดาษคือการขึ้นรูป ซึ่งก็คือเมื่อเส้นใยถูกวางบนพื้นผิวของแม่พิมพ์ผ่านการดูดซับทางกายภาพหรือแรงดันเชิงกลเพื่อให้ได้รูปร่างที่ต้องการ การขึ้นรูปสุญญากาศ การอัดอากาศ และการขึ้นรูปยาแนว ล้วนเป็นวิธีทั่วไปในการทำเช่นนี้

หากต้องการขึ้นรูปสุญญากาศ ให้ใส่แม่พิมพ์ตาข่ายโลหะที่มีรูพรุนลงในสารละลาย แล้วใช้ปั๊มสุญญากาศเพื่อดูดอากาศออกจากโพรงแม่พิมพ์ วิธีนี้จะกระจายเส้นใยในสารละลายให้ทั่วพื้นผิวของแม่พิมพ์ตาข่ายเท่าๆ กัน นำแม่พิมพ์ไปที่สถานีทำให้แห้งเมื่อชั้นไฟเบอร์มีความหนา 2 ถึง 3 มม. วิธีการนี้ใช้ได้ผลดีกับสินค้า-ผนังบางและมีความแม่นยำสูง- เช่น แผ่นรองโทรศัพท์และเคสหูฟัง
วิธีสร้างสิ่งต่างๆ ด้วยอากาศอัด: ใช้อากาศอัดเป็นแหล่งพลังงานเพื่อเร่งการสะสมและทำให้แห้งของเส้นใยบนพื้นผิวของแม่พิมพ์ ซึ่งแตกต่างจากการขึ้นรูปด้วยสุญญากาศ วิธีนี้มีประสิทธิภาพมากกว่าในการทำสิ่งต่างๆ แต่เพื่อหลีกเลี่ยงการกระจายเส้นใยที่ไม่สม่ำเสมอ คุณจะต้องระมัดระวังอย่างมากเกี่ยวกับความกดอากาศและอัตราการไหลของสารละลาย
วิธีปั้นด้วยยาแนว: สำหรับรายการที่มีรูปร่างซับซ้อนหรือเป็นชุดมาตรฐาน (เช่น ภาชนะใส่อาหารเย็น) ปั๊มเชิงปริมาณจะส่งสารละลายเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ที่ปิดสนิท และเส้นใยจะถูกวางเข้าที่ด้วยแรงกดและแรงโน้มถ่วงของแม่พิมพ์ วิธีนี้สามารถลดของเสียที่เป็นของเหลวได้ แต่แม่พิมพ์มีราคาค่อนข้างแพง
3. การขึ้นรูปและการอบแห้ง: เปลี่ยนบิลเล็ตที่ชื้นให้เป็นโครงสร้างที่แข็งแรง
เหล็กแท่งเปียกที่สร้างขึ้นมีความชื้นอยู่มาก มากถึง 70% ถึง 80% หากต้องการกำจัดความชื้นและทำให้เส้นใยเกาะติดได้ดีขึ้น จะต้องทำให้แห้งและรีดด้วยความร้อน การอบแห้งมีสองประเภท: การอบแห้งในแม่พิมพ์ และการอบแห้งภายนอกแม่พิมพ์

เมื่อใช้วิธีการอัดแบบเปียก เหล็กแท่งเปียกจะถูกใส่ลงในแม่พิมพ์อัดร้อนโดยตรง โดยทำให้แห้งและขึ้นรูปในเวลาเดียวกันที่อุณหภูมิ 180–220 องศา และความดัน 0.4–0.6 MPa เทคโนโลยีนี้มักใช้สำหรับการบรรจุอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับไฮเอนด์- เนื่องจากมีวงจรการผลิตที่รวดเร็ว (ประมาณ 30–50 วินาทีต่อชิ้น) มีพื้นผิวเรียบ และมีความแม่นยำด้านมิติที่ยอดเยี่ยม ตัวอย่างเช่น ซีรีส์ Lenovo ThinkPad X1 มีเยื่อกระดาษ-ซับในที่ใช้วิธีการอัดแบบเปียก ซึ่งทำให้มีความแข็งแกร่งกว่าวิธีอัดแบบแห้งถึง 30%
การอบแห้งภายนอก (วิธีการกดแบบแห้ง): ชิ้นงานเปียกจะถูกทำให้แห้งโดยมีความชื้น 15% ถึง 20% โดยใช้เตาอบเพื่อการทำให้แห้งหรือพลังงานแสงอาทิตย์ จากนั้นจึงขึ้นรูปด้วยการกดร้อน วิธีนี้ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์จำนวนมาก แต่อัตราการหดตัวของผลิตภัณฑ์ค่อนข้างมีนัยสำคัญ (สูงถึง 5% ถึง 10%) ดังนั้นจึงเหมาะที่สุดสำหรับสินค้าราคาต่ำ- เช่น ถาดไข่และถาดผลไม้
4. หลังการประมวลผล: ปรับแต่งขั้นสุดท้ายเพื่อปรับปรุงความแม่นยำและการใช้งาน
เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์เป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพ จะต้องผ่านขั้นตอนต่างๆ รวมถึงการตัด การตรวจสอบ การฆ่าเชื้อ และบรรจุภัณฑ์เมื่อแห้งและขึ้นรูปแล้ว

การตัดขอบและการปรับรูปร่าง: การใช้เลเซอร์หรือเครื่องจักรเพื่อตัดครีบออกจากสิ่งของ และใช้แม่พิมพ์รีดร้อนเพื่อแก้ไขการบิดเบี้ยว ตัวอย่างเช่น ความแม่นยำในการตัดของบรรจุภัณฑ์หูฟังระดับไฮเอนด์-จะต้องอยู่ระหว่าง ± 0.1 มม. เพื่อลดช่องว่างในการประกอบ
การรักษาพื้นผิว: การพิมพ์ การเคลือบ หรือการย้อมสีตามความจำเป็น การพิมพ์ด้วยหมึกน้ำ-อาจมีลวดลายที่สวยงามในหลายสี และการเคลือบฟิล์ม PLA สามารถทำให้บรรจุภัณฑ์ทนทานต่อความชื้นได้มากขึ้น ผลิตภัณฑ์บางอย่างจะใช้การพิมพ์แบบถ่ายโอนเพื่อพิมพ์โลโก้ที่ซับซ้อนบนพื้นผิวที่ไม่เท่ากัน
การควบคุมคุณภาพ: ใช้เครื่องจักรเพื่อตรวจสอบขนาด ความแข็งแรง และความสะอาดของผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น คุณสามารถใช้เครื่องทดสอบแรงอัดเพื่อดูว่าบรรจุภัณฑ์สามารถรองรับการตกหล่นจากที่สูง 1.5 เมตรหรือโครมาโทกราฟีแบบแก๊สเพื่อค้นหาสารตกค้างของวัสดุที่เป็นอันตรายได้หรือไม่
5. นวัตกรรมด้านกระบวนการ: สิ่งสำคัญที่ทำให้อุตสาหกรรมดีขึ้น
ด้วยเทคโนโลยีใหม่ กระบวนการทำบรรจุภัณฑ์เยื่อขึ้นรูปมีความชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น:

ระบบหมุนเวียนแบบปิด: บริษัทบางแห่งใช้เทคโนโลยีการหมุนเวียนของน้ำและการนำเยื่อกระดาษกลับมาใช้ใหม่เพื่อทำความสะอาดน้ำเสียจากการผลิต และใช้อีกครั้งเพื่อผลิตเยื่อกระดาษ ช่วยลดการใช้น้ำได้มากกว่า 30%
การออกแบบแม่พิมพ์แบบดิจิทัล: การใช้เทคโนโลยี CAD/CAM เพื่อปรับปรุงโครงสร้างของแม่พิมพ์เพื่อให้มีการทดลองน้อยลง ตัวอย่างเช่น ตอนนี้ใช้เวลาเพียง 18 วันในการผลิตแม่พิมพ์บรรจุภัณฑ์สำหรับ Huawei Mate 60 Pro แทนที่จะเป็น 45 วัน
การเติมนาโนเซลลูโลสลงในบรรจุภัณฑ์จะทำให้มีความแข็งแรงขึ้น 40% และใช้วัตถุดิบน้อยลง ด้วยเทคโนโลยีนี้ บรรจุภัณฑ์ใยไผ่ของ Sony ในงาน CES ปี 2025 จึงสามารถทนแรงกดได้ 120 kPa