一、原料の選定と準備：平坦化への第一歩
1. 最適な繊維の種類と比率を見つける
繊維の品質は、パルプの形成に直接影響します。針葉樹パルプの繊維は比較的長い (1.2 ～ 3.5 mm) ため、製品は強度が高く破れにくくなりますが、繊維が絡み合って表面が粗くなるのを防ぐために量を制御する必要があります。広葉樹パルプの繊維は比較的短い (0.5 ～ 1.5 mm) ため、パルプの流れが良くなり、型に均一に充填されやすくなります。実際の使用では、強度と表面平滑性の適切なバランスを得るために、針葉樹パルプと広葉樹パルプを 3:7 の比率で混合するのが最適です。-
2. パルプ化プロセスの正確な制御
叩解度（タッピング度）は繊維の広がり方を左右する重要な要素です。湿式粉砕技術を使用して繊維の表面に微多孔質構造を作成することができ、これによりスラリーの吸収能力が向上します。たとえば、Apple のサプライ チェーン企業は等級パルプ化プロセスを使用しています。長繊維（針葉樹パルプ）を10％以上の高濃度でパルプ化して膨潤・分解させ、短繊維（広葉樹パルプ）をカットしすぎないよう叩解度30度SR～45度SRにコントロール。ダイナミックパルプ化モデルを使用することで、1 つの製造ラインの紙の強度が 15% 向上し、紙 1 トン当たりの木材パルプの使用量が 8% 削減されました。
3. 追加による総合的な影響
カチオン性ポリアクリルアミド (CPAM) は、電荷を中和して繊維をより強固に接着させる強化剤です。 0.2% 溶液を添加すると、負圧脱水中にネットワーク膜構造が形成され、切りくずの損失が 86% 以上削減されます。
接着剤: 0.2% AKD 接着剤と 1% カチオン性デンプンを混合すると、層間の結合が 92% 強化され、繊維が表面から剥がれるのを防ぐことができます。
防水剤：パラフィンローションが繊維の表面に層を作り、繊維を水によるダメージから守り、強度を一定に保ちます。
2、成形プロセスを改善し、ミリ単位の制御を実現
1. 真空吸引成形技術
真空吸引成形は工業用包装業界では一般的な方法です。負圧吸着を利用して金型内にスラリーを均一に充填します。主要なパラメータの制御には次のものが含まれます。
真空レベル: スラリーが素早く吸着され、繊維に過度の負担がかからないようにするために、-0.06MPa から -0.08MPa の間に保ちます。
製品の厚みに応じて吸着時間を変更してください。通常は 8 ～ 15 秒かかります。短すぎると最後まで充填できない可能性があり、長すぎると繊維が定着してバラバラになる可能性があります。
金型の温度: 水の蒸発を促進し、繊維間の水素結合を促進するために、金型を摂氏 150 ～ 200 度に予熱します。
2. 湿式圧縮成形の工程
製品の含水率が50%～75%の場合、湿式プレスで処理されます。圧力0.4～0.6MPa、温度180～200度で気密性を20％高めることができます。表面粗さはRa0.8μm以下です。ある会社ではiPhoneのインナートレイをホットプレス機でプレスして研磨しています。これにより表面は鏡のように滑らかになり、摩擦係数は0.354まで下がります。
3. マイクロ波乾燥技術
マイクロ波乾燥は製品の内部と外部を同時に加熱することができるため、一般的な熱風乾燥に比べて乾燥のストレスが軽減されます。乾燥曲線をセクションごとに管理することにより（温度<90 ℃ in the front section and 120 ℃ -150 ℃ in the back section), the surface fibers may be prevented from drying out soon and becoming brittle, and the moisture content of the product can be uniformly reduced to 10% -12%.
3、金型設計の新しいアイデア: 物理的な境界を打ち破る
1. 精度の高い金型の製作
適切な材料の選択: 航空グレードのアルミニウム合金 (7075- T6 など) またはクロムメッキ鋼で作られ、硬度は HRC60 以上で、100,000 回を超える成形サイクルに耐えることができます。
表面処理: CNC 5 軸マシニング センターを使用して金型キャビティを精密に彫刻し、表面粗さは Ra 0.4 μ m 以下です。クロムメッキ処理により表面が30％硬くなり、繊維が付きにくくなります。
排気システム: スラリーが均一に吸収され、滞留しないように、排気穴 (直径 0.5 ～ 1.0 mm、間隔 15 ～ 20 mm) と 0.01 mm フィルター スクリーンを可能な限り最適に配置します。
2. 構造トポロジーの最適化
金型キャビティはCAEシミュレーション解析を用いて軽量設計されています。たとえば、Huawei Mate シリーズのパッケージ金型にはハニカム強化リブ構造が採用されており、30% 軽量化され、40% 耐衝撃性が向上しています。{1}リンゴのインナートレイ型には 12 の異なるサイズのハニカムセルがあります。トポロジーの最適化を使用して、重量と強度の適切なバランスを見つけます。
3. セルフクリーニング機能の追加-
超音波振動装置 (20kHz ～ 40kHz) を金型設計に組み込むことで、成形プロセス中に繊維の破片を素早く振り落とすことができます。あるいは、テフロン コーティング (厚さ 5 ～ 10 μ m) を利用して、繊維の付着を減らし、人による洗浄の必要性を減らすこともできます。
4、典型的なケーススタディ: 研究室から産業用途への移行
ケース 1: Apple iPhone のインナートレイ
原材料は竹パルプ（60％）、サトウキビパルプ（30％）、ナノファイバー（10％）。繊維の長さは0.8～1.2ミリメートルです。
ウェットプレス成形圧力０．５ＭＰａ、温度１９０度、時間４０秒。マイクロ波乾燥出力5kW、時間8分。
効果: 表面粗さは Ra 0.5 μm 以下、携帯電話の輪郭とのフィッティング誤差は<0.1 mm, and the phone passed the 1.5-meter drop test.
ケース 2: Sony Xperia 1 V のパッケージング
原材料には再生パルプ80％、分解性導電性インク20％を配合。表面抵抗率は 10 ⁶ -10 ⁹ Ω/sq です。
真空度-0.07MPa、吸着時間12秒の真空吸引成形です。ブランドロゴは0.03ミリの深さでレーザー彫刻されています。
効果：表面の耐摩耗性は500回のマーチンデールテストに合格し、輸送温度と湿度の監視機能が装備されています。
