1. 成形パルプの耐荷重原理-は、構造力学と材料科学の交差点です。
成型パルプの耐荷重能力は、材料本来の強度に依存するだけではありません。{0}むしろ、「三次元繊維織り交ぜ構造」と「応力分散機構」によって機械的特性が向上します。-
繊維を立体的に織り込んで構造を形成する-
古紙と竹パルプは、成形パルプの生成に利用できる植物繊維の 2 つの例です。真空吸引成型法により三次元網目構造となります。-この型は、ランダムな方法で一緒に編まれた繊維で構成されており、ハニカムのように見える 3 次元の支持システムを作成します。-この方法により、外部の圧力を均一に分散させ、場所によっては応力レベルを最小限に抑えることができます。たとえば、通常の卵トレイの重さはわずか 65 グラムですが、80 キロの静的重量に耐えることができます。これはハニカムデザインが打撃の力を分散させるためです。
形を良くする
金型の設計により、ハンガー金型の垂直リブのように、内部にパルプ室と補強リブを成形することができます。これにより曲がりにくくなります。例えば、あるメーカーがエアコンの室外機用に開発したパルプライナーは、六角形のハニカムセルのパターンを持っています。 1mの落下試験において、製品の最大加速度は通常のEPSフォームより27%低く、構造に損傷はありません。高温高圧を使用する多層複合構造では、多層パルプボードも組み合わせられています。-繊維層間の結合がより強くなり、圧縮強度が 30% ～ 50% 強くなります。木製パレットの代わりに500kgの製品を運ぶことができます。
ストレスに対処する方法
成形パルプにクッション性を与えるのは、物質が圧縮される方法ではなく、構造が曲がったり伸びたりする方法です。たとえば、ハニカム グリッドは、規則的ではないものの詰め込みをより小さな断片に分割します。何かがユニットの外側に触れると、形状が変化し、エネルギーが吸収されます。これにより、全体がバラバラになるのを防ぎます。この設計は、成型パルプがその形状を維持すると同時に、重量を支える必要があるときに形状を変化させて衝撃エネルギーを分散するのに役立ちます。
2. テクノロジーの大きな前進: 「軽量」から「高強度」へ。-
初期の成形パルプは、コストが高く、濡れると形状が変化するため、卵トレイなどの安価な製品に主に使用されていました。しかし、湿式プレス、ナノ防水コーティング、構造トポロジーの最適化などの最新テクノロジーにより、その機能ははるかに向上しました。
高温高圧下で物を形作る能力
胚が形成された後、180～250 度の高圧高温環境（5～10 MPa）に置き、繊維間の水素結合を変化させ、より硬くして密度を 0.6～0.8 g/cm3 に高めます。{0}{1}ある会社が作った洗濯機用のパルプトレイは、厚さわずか10mmながら静荷重200kgと、大型家電にも十分な耐荷重を実現しました。
アイテムを追加して変化させる技術
硫酸アルミニウムなどの防水化学薬品やでんぷん糊などの強化剤を添加すると、繊維間の結合を 30% 強化できます。素材は軽いままです (木材より 50% 軽い)。たとえば、ある種類のテレビのパッケージには、帯電防止コーティングされたパルプライナーが使用されています。-電子機器を静電気から守るだけでなく、構造の効率化によりパッキンを15％軽量化しました。
構造トポロジー改善技術
コンピューター シミュレーションを使用して繊維をより適切に分散させ、大きな応力がかかる部分の材料の密度を高めます。たとえば、ある企業はトポロジーの最適化を使用して冷蔵庫用のパルプ包装材を製造し、局所密度を 20% 増加させました。これにより、落下テスト中に製品が破損する可能性が 1.2% から 0.3% に減少しました。
3. ケーススタディ: 現実世界での理論のテスト
家電業界では、パルプ成形品の耐荷重能力が徹底的に評価されており、その性能は従来の発泡プラスチックの性能を上回っています。{0}
屋外用エアコンの梱包
本社ではエアコン室外機のパルプライナーを六角形のハニカムデザインで製作しました。製品の最高加速度は、1m の落下テストにおいて EPS フォームよりも 27% 低く、構造に損傷はありません。梱包は輸送時に積み重ねることもできるため、保管スペースの 40% と総コストの 18% を節約できます。
洗濯機の周りに包装紙を巻き付ける
洗濯機の種類によっては「パルプモールド＋ダンボール」の全面紙パッケージを採用している機種もございます。構造を改良することで、輸送時の重量を保持し保護しながら、梱包を 20% 軽量化しました。実際のテストデータによると、この方法により配送損傷率が 0.8% から 0.2% に削減され、販売後の支出が年間 500 万元以上節約されることが示されています。-
静電気が起きにくいテレビのパッケージ
一部の TV ボックスの裏地には、帯電防止素材でコーティングされたパルプが使用されています。-電子機器を静電気から守るだけでなく、パッケージの構造改善により15％の軽量化も実現しました。この提案は EU の ROHS テストに合格しており、環境に優しいパッケージングのモデルとなっています。
