1. 성형 펄프의 하중-지지 원리는 구조 역학과 재료 과학의 교차점입니다.
성형 펄프의 하중-지탱 능력은 재료의 고유한 강도에만 의존하는 것이 아닙니다. 오히려 "3차원-섬유 직조 구조"와 "응력 분산 메커니즘"을 통해 기계적 특성을 향상시킵니다.
섬유를 구조로 3차원으로 직조한-
폐지와 대나무 펄프는 성형 펄프를 생성하는 데 활용될 수 있는 식물 섬유의 두 가지 예입니다. 진공흡입성형 방식으로 3차원-네트워크 구조로 변신합니다. 몰드는 벌집처럼 보이는 3차원 지지 시스템을 만들기 위해 무작위 방식으로 함께 짜여진 섬유로 구성됩니다. 이 방법을 사용하면 외부 압력을 균일하게 분산시키고 일부 장소의 스트레스 수준을 최소화할 수 있습니다. 예를 들어, 일반 계란 트레이의 무게는 65g에 불과하지만 깨지지 않고 80kg의 정적 무게를 지탱할 수 있습니다. 벌집 모양 디자인이 타구력을 분산시키기 때문이다.
모양을 더 좋게 만들기
금형 설계에 따라 행거 금형의 수직 리브와 같이 성형된 펄프 챔버와 내부 보강 리브를 제공할 수 있습니다. 이렇게 하면 구부러질 가능성이 훨씬 줄어듭니다. 예를 들어, 한 제조사가 에어컨 실외기용으로 개발한 펄프 라이너는 육각형의 벌집 모양 셀 패턴을 갖고 있다. 제품의 최대 가속도는 1m 낙하 테스트에서 일반 EPS 폼보다 27% 낮으며, 구조가 손상되지 않습니다. 고온 및 고압을 사용하는 다층 복합 구조는 다층-펄프 보드도 결합합니다. 섬유층 사이의 연결이 더 강해지고 압축 강도도 30~50% 더 강해집니다. 나무 팔레트 대신 500kg의 제품을 운반할 수 있다.
스트레스에 대처하는 방법
물질이 압축되는 방식이 아니라 구조가 구부러지고 늘어나는 방식에 따라 성형 펄프에 완충 특성이 부여됩니다. 예를 들어, 벌집형 격자는 규칙적이지 않은 것들을 작은 조각으로 나눕니다. 장치 외부에 무엇이든 닿으면 모양이 바뀌고 에너지를 흡수합니다. 이것은 모든 것이 무너지는 것을 막습니다. 이 디자인은 성형된 펄프가 모양을 유지하는 동시에 무게를 지탱해야 할 때 충격 에너지를 분산시키기 위해 모양을 변경하는 데 도움이 됩니다.
2. 기술의 큰 발전: "경량"에서 "고-강도"로의 전환
초기 성형 펄프는 가격이 비싸고 젖으면 모양이 변하기 때문에 계란판과 같은 값싼 제품에 주로 사용되었습니다. 그러나 습식 프레싱, 나노 방수 코팅, 구조적 토폴로지 최적화와 같은 현대 기술을 통해 훨씬 더 나은 성능을 얻을 수 있었습니다.
높은 온도와 압력에서 사물을 형상화하는 능력
배아가 형성된 후 180~250도의 고압 및 고온-환경(5~10MPa)에 넣어 섬유 사이의 수소 결합을 변화시켜 더 단단하게 만들고 밀도를 0.6~0.8g/cm3로 높입니다. 한 업체에서는 두께가 10mm에 불과하지만 정하중 200kg에 달하는 대형 가전제품에도 충분한 하중을 견딜 수 있는 세탁기용 펄프 트레이를 만들었다.
아이템을 추가해 변화를 주는 기술
황산알루미늄과 같은 방수 화학물질이나 전분 접착제와 같은 강화제를 첨가하면 섬유 사이의 결합을 30% 더 강하게 만들 수 있습니다. 재료는 여전히 가볍습니다(목재보다 50% 가벼움). 예를 들어, TV 포장의 한 종류는 정전기 방지 코팅 펄프 라이너를 사용합니다.- 이는 전자기기를 정전기로부터 보호할 뿐만 아니라, 구조를 보다 효율적으로 만들어 포장을 15% 가벼워지게 합니다.
구조적 토폴로지 개선 기술
컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 섬유를 더 잘 분산시켜 응력이 많은 곳에서 재료의 밀도를 높입니다. 예를 들어, 한 기업에서는 토폴로지 최적화를 사용하여 국소 밀도를 20% 증가시킨 냉장고용 펄프 포장을 만들었습니다. 이를 통해 낙하 테스트 중에 제품이 파손될 가능성이 1.2%에서 0.3%로 감소했습니다.
3. 사례 연구: 이론을 현실 세계에서 테스트하기
가전제품 산업에서는 성형 펄프의 하중-지지 능력이 철저히 평가되었으며 그 성능은 기존 플라스틱 폼의 성능을 능가합니다.
실외에 나가는 에어컨용 포장재
모회사에서는 에어컨 실외기용 펄프 라이너를 육각형 벌집 디자인으로 제작했습니다. 제품의 최고 가속도는 1m 낙하 테스트에서 EPS 폼보다 27% 낮으며, 구조가 손상되지 않습니다. 포장은 쌓아서 운송할 수도 있어 보관 공간이 40%, 총 비용이 18% 절약됩니다.
세탁기 주변에 종이를 쭉 감아두세요
일부 종류의 세탁기에는 "성형 펄프+골판지" 전체 종이 포장이 함께 제공됩니다. 구조를 개선함으로써 포장이 20% 더 가벼워지면서 운송 중에도 무게를 지탱하고 보호할 수 있습니다. 실제 테스트 데이터에 따르면 이 방법을 사용하면 배송 손상률이 0.8%에서 0.2%로 감소하여 판매 후 비용에서 연간 5백만 위안 이상을 절약할 수 있습니다.-
정전기가 발생하지 않는 TV 패키징
일부 TV 상자에는 정전기 방지 재료로 코팅된 펄프로 구성된 안감이 있습니다.- 정전기로부터 전자장비를 보호할 뿐만 아니라, 구조를 개선해 포장재를 15% 가벼워지게 만드는 효과도 있다. 이 제안은 EU ROHS 테스트를 통과했으며, 이는 이제 환경에 좋은 포장의 모델이 되었습니다.
