1. Processamento de matérias-primas: transformação de lixo em celulose de fibra
As embalagens de celulose moldada são feitas de diversos materiais, como bagaço de cana, palha de trigo, bambu, jornais descartados e sobras de caixas de papelão. O bagaço de cana-de-açúcar é um bom exemplo de material adequado para a fabricação de embalagens-de alta qualidade, pois possui comprimento de fibra razoável e alta resistência. Para processar as matérias-primas, você precisa fazer o seguinte:
Triagem e trituração: As matérias-primas são colocadas em um despolpador hidráulico após serem peneiradas manual ou mecanicamente e limpas de contaminantes como plásticos e metais. Esta máquina usa água-em movimento rápido e a força de um impulsor para quebrar o papelão em uma pasta mista fibrosa em 5 a 8 minutos. Ao trabalhar com uma placa de celulose seca de 60kg, por exemplo, é importante manter o período de embebição entre 5 e 10 minutos para que as fibras fiquem completamente separadas.
Peneiramento e limpeza: Uma peneira é usada para peneirar a lama triturada para eliminar a areia e outros pedaços grandes que não foram triturados. Alguns procedimentos utilizarão equipamentos de purificação centrífuga para extrair poluentes com maior densidade e tornar o chorume mais limpo.
Combinação e mistura: aditivos de qualidade-alimentícia são adicionados à pasta com base em quão bem o produto precisa funcionar, incluindo ser à prova d'água, resistente a óleo e resistente-a chamas. Por exemplo, os aditivos impermeabilizantes podem tornar as embalagens mais estáveis em condições húmidas e os agentes repelentes de óleo são bons para situações de contacto com alimentos. Para obter o melhor efeito de moldagem, a concentração da pasta deve estar entre 0,5% e 2% após a mistura, e o valor do pH deve estar entre 4,5 e 5,0.
2. O processo de formação envolve depositar fibras em três dimensões e moldar sua estrutura.
A etapa mais importante na fabricação de embalagens de celulose é a conformação, que ocorre quando as fibras são colocadas na superfície do molde por meio de adsorção física ou pressão mecânica para obter o formato desejado. A conformação a vácuo, a conformação com ar comprimido e a conformação de rejuntamento são formas comuns de fazer isso.
Para formar a vácuo, coloque um molde de malha de metal poroso em uma pasta e use uma bomba de vácuo para sugar o ar da cavidade do molde. Isto espalhará igualmente as fibras da pasta sobre a superfície do molde de malha. Leve o molde para a estação de secagem quando a camada de fibra estiver com 2 a 3 mm de espessura. Essa abordagem funciona bem para itens de paredes-finas e de alta{6}}precisão, como capas de telefone e capas de fone de ouvido.
Como fazer com ar comprimido: Utiliza ar comprimido como fonte de energia para acelerar a deposição e secagem das fibras na superfície do molde, o que é diferente da formação a vácuo. Este método é mais eficiente para fazer coisas, mas para evitar a distribuição irregular das fibras, você precisa ter muito cuidado com a pressão do ar e a vazão da lama.
Como moldar com argamassa: Para itens com formatos complicados ou lotes padronizados (como louças), uma bomba quantitativa envia a pasta para a cavidade selada do molde e as fibras são colocadas no lugar pela pressão e gravidade do molde. Este método pode reduzir o desperdício de chorume, mas o molde é bastante caro.
3. Modelagem e secagem: transformando um tarugo úmido em uma estrutura forte
O tarugo úmido criado contém muita umidade, de até 70% a 80%. Para se livrar da umidade e fazer com que as fibras adiram melhor, ela precisa ser seca e prensada termicamente. Existem dois tipos de secagem: secagem em molde e secagem fora de molde.
Ao usar o método de prensagem úmida, o tarugo úmido é colocado diretamente no molde de prensagem a quente, onde é seco e moldado ao mesmo tempo a uma temperatura de 180–220 graus e uma pressão de 0,4–0,6 MPa. Essa tecnologia é comumente usada para embalar produtos eletrônicos-de alta tecnologia, pois possui um ciclo de produção rápido (aproximadamente 30 a 50 segundos por peça), uma superfície plana e grande precisão dimensional. Por exemplo, a série Lenovo ThinkPad X1 tem um revestimento{10}moldado em celulose que usa o método de prensagem úmida, o que o torna 30% mais resistente do que o método de prensagem a seco.
Secagem externa (método de prensagem a seco): Os blanks úmidos são secos até um teor de umidade de 15% a 20% usando um forno de secagem ou energia solar. Em seguida, são moldados por prensagem a quente. Essa abordagem não requer muitos equipamentos, mas a taxa de encolhimento do produto é bastante significativa (até 5% a 10%), portanto, é melhor para itens-de baixo custo, como bandejas de ovos e bandejas de frutas.
4. Após o processamento: ajustes finais para melhorar a precisão e a usabilidade
Para garantir que o produto atenda aos padrões de qualidade, ele precisa passar por etapas que incluem corte, inspeção, desinfecção e embalagem, depois de seco e moldado.
Corte e modelagem de bordas: Uso de lasers ou máquinas para cortar rebarbas de itens e moldes de prensagem a quente para corrigir distorções. Por exemplo, a precisão de corte de embalagens-de fones de ouvido de última geração precisa ser mantida entre ± 0,1 mm para minimizar lacunas na montagem.
Tratamento de superfície: Impressão, laminação ou tingimento conforme necessário. A impressão-com tinta à base de água pode fornecer belos padrões em muitas cores, e o revestimento de filme PLA pode tornar as embalagens mais resistentes à umidade. Alguns produtos também usam impressão por transferência para imprimir logotipos complicados em superfícies irregulares.
Controle de qualidade: Máquinas são usadas para verificar o tamanho, a resistência e a limpeza dos produtos. Por exemplo, você pode usar uma máquina de teste de compressão para ver se a embalagem pode suportar uma queda de 1,5 metros ou cromatografia gasosa para encontrar resíduos de materiais perigosos.
5. Inovação de processos: o principal fator que torna as indústrias melhores
Com a nova tecnologia, o processo de fabricação de embalagens de celulose moldada está se tornando mais inteligente e eficiente:
Sistema de circulação em circuito fechado: Algumas empresas utilizam tecnologia de circulação de água e recuperação de celulose para limpar águas residuais de produção e usá-las novamente para produzir celulose. Isso reduz o uso de água em mais de 30%.
Projeto digital de moldes: Uso da tecnologia CAD/CAM para melhorar a estrutura dos moldes, de modo que sejam necessários menos testes. Por exemplo, agora são necessários apenas 18 dias para fazer moldes de embalagem para o Huawei Mate 60 Pro, em vez de 45 dias.
Adicionar nanocelulose às embalagens pode torná-las 40% mais resistentes e utilizar menos matéria-prima. Através desta tecnologia, a embalagem de fibra de bambu da Sony na apresentação da CES 2025 pode suportar 120 kPa de pressão.
