Если вы новичок в упаковке из формованной целлюлозы, у вас, вероятно, возникнет много вопросов. Что именно? Как это сделано? Каковы различные типы? Достаточно ли он прочный для моего продукта? Сколько это стоит? Можно ли его переработать? Это руководство призвано ответить на все эти и многие другие вопросы, давая вам новичкам полное представление об упаковке из формованной целлюлозы -, от сырья до готового продукта. Мы производим формованную целлюлозу в Hesheng уже более десяти лет и за это время объяснили основы сотням клиентов, поэтому знаем, какие вопросы возникают чаще всего.
Что такое упаковка из формованной целлюлозы?
Упаковка из формованной целлюлозы (также называемая упаковкой из формованного волокна) — это упаковочный материал, изготовленный из целлюлозных волокон -, обычно переработанной бумаги, картона или сельскохозяйственных волокон, таких как жом (остатки сахарного тростника) -, которым придают определенные формы с помощью сочетания воды, вакуума и тепла.
Этот процесс концептуально похож на папье-маше, но осуществляется в промышленных масштабах с точным контролем состава волокон, параметров формования и условий сушки. В результате получается жесткий-упаковочный продукт, форму которого можно-сформировать по индивидуальному заказу, чтобы он подходил практически к любому продукту - – от коробки для яиц до вкладыша для смартфона и лотка для хирургических инструментов.
Формованную целлюлозу иногда путают с картоном или гофрированной упаковкой, но это разные вещи. Картон и гофрокартон представляют собой плоские листы, которые разрезаются, сгибаются и склеиваются в коробки и картонные коробки. Формованную целлюлозу формуют непосредственно в трехмерных формах - лотках, вставках, раскладушках, чашах, угловых защитных приспособлениях - без резки и складывания. Это позволяет создавать сложные формы, контуры и полости, которых было бы трудно или невозможно достичь с помощью сложенного картона.
Самым известным продуктом из формованной целлюлозы является картон для яиц, который используется с 1920-х годов. Однако современная формованная целлюлоза вышла далеко за рамки картонных коробок для яиц и превратилась в высокоэффективный упаковочный материал, используемый в электронной, медицинской, пищевой, автомобильной, косметической и многих других отраслях.
Четыре основных типа формованной целлюлозы
Не вся формованная целлюлоза одинакова. Существует четыре основных типа, различающихся производственным процессом, отделкой поверхности, плотностью и типичным применением.
1. Трансферная-формованная (тонкостенная-) формованная целлюлоза.Это самый распространенный и доступный вид. Его изготавливают путем формования волокна в сетчатой форме, а затем переноса влажного продукта во вторую форму для сушки. Поверхность относительно текстурированная (с одной стороны виден сетчатый рисунок), а толщина стенок обычно составляет от 1,5 до 3 мм. Он используется для изготовления коробок для яиц, лотков для фруктов, раскладушек для продуктов и защитной упаковки общего-назначения.
2. Термоформованная (горяче-прессованная) целлюлоза.Это премиум-класс, изготовленный путем прессования влажного волокна между двумя нагретыми формами под высоким давлением и температурой. В результате получается гладкая, плотная и однородная поверхность с обеих сторон -, которую часто называют бархатистой-текстурой. Толщина стенки обычно составляет от 1 до 2 мм, с точными размерами и жесткими допусками. Его используют для изготовления косметических вкладышей, упаковки для электроники, предметов общественного питания премиум-класса и предметов роскоши.
3. Обработанная формованная целлюлоза.Этот тип начинается с трансферной-формованной целлюлозы, а затем подвергается дополнительной обработке - нанесению покрытия, ламинированию, печати, высечке-вырезке или сборке - для достижения определенных эксплуатационных или эстетических свойств. Например, пищевой-поднос для пищевых продуктов, отлитый методом трансферной печати, можно покрыть барьерным покрытием на водной-основе, чтобы сделать его жиро-стойким. Обработанная формованная целлюлоза заполняет пробел между стандартной трансферной-продукцией и термоформованной продукцией премиум-класса.
4. Толстостенная-формованная целлюлоза.Это самый тяжелый и жесткий тип с толщиной стенок от 3 до 10 мм и более. При его изготовлении используется более длительное время формования для нанесения большего количества волокон на форму, в результате чего получается плотный и тяжелый продукт, способный выдерживать значительные нагрузки. Он используется для -защитной упаковки, предназначенной для тяжелых условий эксплуатации, - для защиты углов крупных приборов, лотков для автомобильных компонентов, защиты кромок мебели - часто в качестве прямой замены пенополистирола (EPS).
В Hesheng мы производим все четыре типа и часто рекомендуем комбинацию -, например термоформованную вставку для зоны презентации продукта и трансферную-формованную основу для поддержки конструкции.
Из чего делают формованную целлюлозу?
Сырьем для формованной целлюлозы является целлюлозное волокно, и источник этого волокна оказывает существенное влияние на свойства, внешний вид, стоимость и воздействие продукта на окружающую среду.
Волокно из переработанной бумаги.Это наиболее распространенное и самое доступное сырье, обычно представляющее собой смесь переработанного гофрированного картона (длинные и прочные волокна) и переработанной газетной бумаги (более короткие волокна для гладкости). Смесь можно корректировать в зависимости от требований к продукту. Переработанное волокно имеет коричневый или серый цвет.
Багасса (волокно сахарного тростника).Багасса — это волокнистый остаток, остающийся после измельчения сахарного тростника для извлечения сока - — сельскохозяйственных отходов. Имеет естественный светло-коричневый цвет, хорошую термостойкость и хорошую жиростойкость. Она дороже, чем переработанная бумага, но обеспечивает эксплуатационные и эстетические преимущества, особенно в сфере общественного питания и «натуральных» фирменных продуктов.
Бамбуковое волокно.Бамбук – это быстрорастущая-возобновляемая трава, из которой образуются прочные и тонкие волокна. Формованная бамбуковая целлюлоза имеет гладкую поверхность и светлый цвет и часто позиционируется как экологически чистый материал премиум-класса. Это дороже, чем переработанная бумага и жом.
Первичное крафт-волокно.Первичное (непереработанное) крафт-волокно — самое прочное и однородное волокно естественного коричневого цвета. Он дороже и оказывает более сильное воздействие на окружающую среду, но обеспечивает превосходную прочность и стабильность. Иногда его смешивают с переработанным волокном для повышения прочности.
Отбеленное волокно.Любое из вышеперечисленных волокон можно отбелить (обычно перекисью водорода), чтобы получить белый или почти-белый продукт. Отбеливание увеличивает стоимость и негативное воздействие на окружающую среду, но оно предпочтительнее для тех случаев, когда требуется белый продукт.
Обычно мы рекомендуем использовать переработанное бумажное волокно для большинства применений, поскольку оно обеспечивает наилучший баланс производительности, стоимости и устойчивости.
Как производится формованная целлюлоза: производственный процесс
Понимание производственного процесса помогает объяснить, почему формованная целлюлоза обладает такими свойствами. Этот процесс можно разбить на шесть основных этапов.
Этап 1: варка целлюлозы.Сырье загружается в гидроразбиватель, где его смешивают с теплой водой (40-50 градусов Цельсия) и перемешивают до тех пор, пока бумага не распадется на отдельные волокна. Это занимает 20-40 минут. Полученная суспензия, называемая целлюлозой, имеет консистенцию, содержащую 4-6 процентов клетчатки. На этом этапе можно добавлять добавки – влагостойкие смолы, красители, проводящие материалы для продуктов, устойчивых к электростатическому разряду.
Этап 2: Проверка и очистка.Масса проходит через сита и центробежные очистители для удаления загрязнений -, скоб, пластиковых кусочков, песка, металла, нерастворенных бумажных комков. Очищенная пульпа хранится в накопительном резервуаре при постоянном перемешивании.
Этап 3: Формирование.В суспензию пульпы опускают форму (алюминиевую или нержавеющую сталь, покрытую ситом 60-100 меш). Вакуумное всасывание вытягивает воду через сетку и откладывает волокна на поверхности формы. Форма удерживается в растворе в течение установленного времени погружения (1,5-10 секунд), затем вынимается. Влажный продукт, содержащий теперь около 70-80 процентов воды, передается на следующий этап.
Этап 4: Прессование (для термоформованных изделий).Для продукции премиум-класса влажный продукт прессуется между двумя нагретыми формами (150–220 градусов Цельсия) при давлении 30–100 бар в течение 10–30 секунд. Под воздействием тепла вода испаряется, давление сжимает волокно, а гладкие поверхности формы создают гладкую поверхность. После прессования продукт содержит около 15-25 процентов воды.
Этап 5: Сушка.Изделие сушат до конечной влажности 6-10 процентов в сушильном туннеле (120-180 градусов Цельсия) в течение 5-15 минут. Сушка является наиболее энергоемкой стадией, на которую приходится 50-60 процентов всей энергии производства.
Этап 6: Отделка и контроль качества.Изделия проходят визуальный осмотр и необходимую финишную - обрезку, покрытие, печать, тиснение, сборку. Готовая продукция проверяется на вес, толщину, содержание влаги, а также (для пищевых и медицинских целей) безопасность и микробиологическую чистоту.
Инструментарий: что это такое и зачем он нужен
Для любой нестандартной формы вам понадобится нестандартная форма (оснастка). Форма для формованной целлюлозы обычно изготавливается из алюминия или нержавеющей стали и состоит из формовочной формы (покрытой мелкоячеистым ситом) и, для термоформованных изделий, пресс-формы.
Стоимость оснастки колеблется от 1500 до 5000 долларов США для изделий, полученных методом трансферного-формования, и от 3000 до 10 000 долларов США для изделий, полученных термоформованием. Срок выполнения заказа – 2-4 недели с момента утверждения проекта до первого образца. Хотя оснастка требует первоначальных вложений, это единовременные-затраты: пресс-форма может производить сотни тысяч или миллионы изделий в течение 5–10 лет.
В Hesheng мы предлагаем полный набор инструментов: 3D-моделирование, доработку конструкции, изготовление пресс-форм и образцы прототипов для тестирования и утверждения перед полноценным производством.
Плюсы и минусы упаковки из формованной целлюлозы
Ни один упаковочный материал не идеален для любого применения. Вот честный взгляд на преимущества и ограничения.
Преимущества:Экологичность (подлежит вторичной переработке, компостированию, изготовлен из переработанных/возобновляемых материалов, отсутствие загрязнения микропластиком); индивидуальное формование (сложные 3D-формы невозможны при использовании сложенного картона); амортизация (по сравнению с пеной EPS и EVA); термостойкость (не плавится при температуре пищи, можно использовать в микроволновой печи-); конкурентоспособность затрат (для средних-больших объемов); восприятие бренда (воспринимается как премиальный и экологичный-).
Ограничения:Поглощение влаги (целлюлоза без покрытия впитывает воду/масло, поэтому для влажных/жирных продуктов требуется покрытие); не является герметичным барьером (не может заменить вакуумную-герметичную или влагонепроницаемую-упаковку); ограничения точности (типичные допуски ±0,5-1 мм, не подходят для сверх-высокоточных приложений); время и стоимость изготовления оснастки (2–4 недели, предоплата от 1500 до 10 000 долларов США); варианты цвета (натуральный коричневый/серый, отбеливание/окрашивание увеличивает стоимость); вес (обычно на 10–30 % тяжелее пластика для того же применения).
Распространенные изделия из формованной целлюлозы
Формованная целлюлоза используется для производства широкого спектра изделий: лотков и вставок (электроника, косметика, медицина, автомобилестроение, пищевая промышленность); раскладушки (общественное питание, продукция, товары народного потребления); миски и чашки (пищевое обслуживание, одноразовая-тара); тарелки и блюда (кафетерии, мероприятия, кейтеринг, розничная торговля продуктами питания); защитные уголки и края (мебель, бытовая техника, электроника, стеклянная посуда); картонные коробки для яиц и лотки для продуктов (яйца, фрукты, овощи); горшки для растений и лотки для рассады (коммерческие производители, домашнее садоводство); и специализированные изделия (подносы для хирургических инструментов, контейнеры для бутылок вина, стенды для игрушек, поддоны для автомобильных компонентов).
Как указать формованную целлюлозу по индивидуальному заказу
Процесс разработки упаковки из формованной целлюлозы по индивидуальному заказу обычно включает в себя: первоначальную консультацию (детали продукта, требования, объем, бюджет); проектирование и 3D моделирование (нестандартная форма, толщина стенок, особенности); изготовление оснастки (2-4 недели); отбор проб прототипа (20-50 штук для испытаний); испытания и валидация (падение, вибрация, сжатие, безопасность пищевых продуктов, ESD при необходимости); Полное производство (срок выполнения 2-4 недели); и постоянная поддержка (контроль качества, внесение изменений в конструкцию, повторные заказы).
Часто задаваемые вопросы
Подлежит ли формованная целлюлоза вторичной переработке?Да, формованная целлюлоза без покрытия полностью пригодна для вторичной переработки в рамках стандартных процессов переработки бумаги. Изделия с покрытием могут подлежать вторичной переработке, а могут и не подлежать вторичной переработке, в зависимости от типа покрытия.
Можно ли его компостировать?Да, компост из формованной целлюлозы без покрытия через 4-12 недель как в домашнем, так и в промышленном компосте. Многие из наших продуктов общественного питания сертифицированы BPI и OK Compost.
Чем он отличается от пластика по стоимости?При объемах в 5000+ единиц формованная целлюлоза обычно конкурентоспособна по цене-с термоформованием пластика. Инструменты дешевле, чем литье пластмасс под давлением, но дороже, чем вакуумное формование.
Можно ли на нем распечатать?Да, при флексографской, офсетной или цифровой печати с использованием красок на водной-основе. Целлюлоза горячего-прессования позволяет-высококачественную печать; трансферный-формованный лучше подходит для простой графики. Логотипы также могут быть тиснеными или тиснеными.
Это-безопасно для пищевых продуктов?Да, наши пищевые продукты-соответствуют требованиям FDA, EFSA и правилам Великобритании, касающимся контакта с пищевыми продуктами. Мы можем предоставить документацию о соответствии и отчеты об испытаниях.
Можно ли использовать его для электроники,-чувствительной к электростатическому разряду?Да, мы производим формованную целлюлозу с защитой от электростатического разряда-с проводящими или рассеивающими статическое-добавками (от 10^6 до 10^11 Ом на квадрат).
Каков минимальный объем заказа?Обычно 3000–5000 единиц продукции на заказ, в зависимости от размера и сложности.
Сколько времени это занимает?От утверждения дизайна до первых образцов: 3-6 недель. От утверждения образца до полного производства: 2-4 недели. Итого: 8-12 недель на новый заказной продукт.
Начиная
Если вы дочитали до этого момента, вы, вероятно, хорошо разбираетесь в формованной целлюлозе. Следующий шаг — поговорить с опытным производителем, который сможет оценить ваши конкретные потребности.
В Hesheng мы занимаемся производством формованной целлюлозы уже более десяти лет, помогая сотням клиентов -, от стартапов до компаний из списка Fortune 500, - разрабатывать индивидуальную упаковку. Мы предлагаем бесплатные консультации, поддержку дизайна, разработку прототипов и помощь в тестировании. Хотите ли вы заменить пластик, уменьшить воздействие на окружающую среду или улучшить процесс распаковки вашего продукта,связаться с командой Хешэначтобы начать.
