Nanozellulose ist eine innovative Lösung zur Verbesserung der Eigenschaften von Zellstoffformprodukten

Nanozellulose ist ein faseriges Material mit einem Durchmesser von weniger als 100 Nanometern und einer Länge im Bereich von mehreren zehn Nanometern bis zu Mikrometern, das durch die Behandlung von Fasern auf eine Kombination aus chemischen, physikalischen, biologischen oder mehreren Arten gewonnen wird. Die kleinste molekulare Einheit von Nanozellulose ist Glucose.

 

Die molekulare Struktur von Nanozellulose-Filamentmaterialien enthält eine große Anzahl von Hydroxylgruppen und ein großes Aspektverhältnis (200-2000), sodass sie physikalisch miteinander verwoben und dicht sind und hohe Festigkeitseigenschaften aufweisen können.

 

Zellstoffformen

Zellstoffformung (Formfaser oder Zellstoffformung) ist eine Art Zellstoff, der aus pflanzlichen Faserrohstoffen wie Altpapierprodukten (wie Papier, Pappe), Zellstoff, Strohzellstoff, Zuckerrohrzellstoff usw. hergestellt und verarbeitet wird durch chemische oder mechanische Behandlung und dann durch einen Formgussprozess zu einem Material mit einer bestimmten dreidimensionalen Form und Struktur verarbeitet.

Die Rohstoffe für Zellstoffformprodukte stammen aus der Natur, und der Abfall kann nach Gebrauch recycelt und wiederverwendet werden, sodass er in großem Umfang für Lebensmittelverpackungen (Becher, Schüsseln, Schachteln usw.), Verpackungen für den täglichen Bedarf, Kosmetikverpackungen usw. verwendet werden kann Teileverpackung. Das Formen von Zellstoff gilt als eine der nachhaltigen Alternativen zu Kunststoffverpackungen, die dazu beiträgt, die Umweltverschmutzung zu reduzieren und die Entwicklung umweltfreundlicher Verpackungsmaterialien zu fördern.

 

 

Eigenschaften und Anforderungen der Zellstoffformung

Zellstoffformung ist ein dreidimensionales Strukturmaterial, das Pflanzenfasern als Grundgerüst verwendet und dessen Leistung durch Zugabe chemischer Zusätze und Hilfsstoffe verbessert wird. Das Formen von Zellstoff erfordert nicht nur eine hervorragende innere Festigkeit und Oberflächenfestigkeit, sondern auch gute Barriereeigenschaften und erfüllt die anspruchsvollen Anforderungen von Spezialverpackungen, wie z. B. gute Wasser- und Ölbeständigkeit, Anti-Puder- und Absplitterung, erhöhte Festigkeit und exquisiter Druck .

Vor dem Hintergrund des zunehmend härteren Wettbewerbs auf dem Weltmarkt stehen Hersteller von Zellstoffformteilen vor der Herausforderung, Kosten zu senken und die Produktkostenleistung zu verbessern. Derzeit reduzieren viele Hersteller ihre Kosten, indem sie kostengünstigeren Zellstoff aus Pflanzenfasern anstelle von hochpreisigem Zellstoff wählen. Dieser einfache Ersatz von Rohstoffen kann jedoch zu Schwankungen in der Produktfestigkeit und sogar zu Qualitätsrisiken führen. Daher müssen Hersteller die Produktformeln an die tatsächlichen Bedingungen anpassen, um sicherzustellen, dass die Festigkeit und Qualität der Produkte erhalten bleibt und gleichzeitig die Kosten kontrolliert werden.

Gleichzeitig müssen Zellstoffformprodukte höhere Anforderungen an die Barriereleistung erfüllen, um eine wirksame Alternative zu Kunststoffverpackungen zu werden. In den Anwendungsbereichen geformter Becher, Schüsseln, Schachteln usw. haben viele Unternehmen eine Vielzahl neuer Produkte und Anwendungstechnologien entwickelt, darunter Emulsionsbarrierebeschichtungen, abbaubare Kunststofflaminierungen, die Zugabe von fluorfreien Ölschutzmitteln usw Aufbringen, Aufsprühen oder Vorhangbeschichten von Oberflächenbeschichtungen. Obwohl die Entwicklung dieser Technologien ermutigend ist, bestehen immer noch die Probleme hoher Kosten und unzureichender Funktionalisierung.

Darüber hinaus stellt der High-End-Zellstoffformmarkt höhere Anforderungen an die Festigkeit und Verfeinerung der Produkte. Durch verfeinerte Drucktechnologie und Weiterverarbeitungstechnologie können Zellstoffformprodukte ein exquisites Aussehen aufweisen, ihnen mehr Verpackungsfunktionen und ein besseres Benutzererlebnis verleihen.

 

 

Nanozellulose: Innovative Lösung

Nanozellulose ist ein Material mit nanoskaliger Größe. Sein hohes Aspektverhältnis (200 bis 2000) und seine reichhaltige Netzwerkstruktur verleihen ihm einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften. Dieses Material verfügt nicht nur über Öl- und Sauerstoffbarrierefunktionen, sondern verfügt auch über grüne und abbaubare natürliche Eigenschaften, was es zu einer der innovativen Lösungen zur Verbesserung der Festigkeit, Barrierefunktion und Druckanpassungsfähigkeit von Zellstoffformteilen macht.

Verbessern Sie die Festigkeit des Zellstoffformteils. Fügen Sie dem Zellstoff-Wasser-System der Zellstoffformung Nanozellulose hinzu und nutzen Sie ihre starke Adsorptionskapazität, um sich eng mit Zellstofffasern zu verbinden, und geben Sie ihrem filamentösen Aussehen mit einem großen Seitenverhältnis und einer Netzwerkstruktur das volle Spiel, um andere Materialien, wie z als Feinfasern und chemische Zusätze. Durch die Vernetzungsreaktion von Hydroxylgruppen werden die Dichte und Kompaktheit dieser verwobenen Strukturen weiter erhöht, wodurch die Festigkeit des Zellstoffformteils wirksam verbessert wird.

 

Verbessern Sie die Barrierewirkung und optimieren Sie die Verarbeitung der Barrierebeschichtung. Die nanoskalige Größe von Nanozellulose ermöglicht die Synergie mit feinen Fasern, Pflanzenfasern und chemischen Zusatzstoffen, um die Oberfläche von Papier- und Zellstoffformteilen zu modifizieren, eine glattere und flachere Textur zu erzielen und Poren und Grübchen im Mikrometerbereich zu beseitigen. Diese Behandlung kann die Dichte und Barriereeigenschaften von Papier verbessern und eine solide Materialgrundlage für die anschließende Verarbeitung der Barrierebeschichtung schaffen.

Wenn die Oberfläche eines mit Nanozellulose behandelten Zellstoffformteils mit einer Flüssigkeitsbarrierebeschichtung behandelt wird, wird das Eindringen der Beschichtung in das Innere aufgrund der Glätte und Ebenheit der Papier- oder Zellstoffformteiloberfläche verringert. Darüber hinaus trägt die gleichmäßige Außenfläche dazu bei, eine Sperrschicht mit gleichmäßiger Dicke zu bilden, wodurch die Konsistenz und Wirksamkeit der Sperrschicht gewährleistet und das Auftreten von Undichtigkeiten oder Durchdringungsstellen vermieden wird.

 

 

Fallstudie

Viele Forschungseinrichtungen und Unternehmen auf der ganzen Welt entwickeln aktiv die Anwendung von Nanozellulose bei der Zellstoffformung, insbesondere bei Produkten, die langfristige Anforderungen an Barriereeigenschaften und Stabilität stellen, wie z. B. Geflügel-, Fleisch- und Fischpaletten im Kühlkettentransport oder gefrorene Milchbecher und Wasserflaschen, die über einen längeren Zeitraum gelagert werden müssen, sowie Gläser oder Flaschen für Kosmetika, Körperpflege- und Haushaltspflegeprodukte, die normalerweise eine niedrige Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (WVTR), eine niedrige Sauerstoffdurchlässigkeitsrate (OTR), Öl und Wasser erfordern Beständigkeit sowie Sauerstoff- und Feuchtigkeitsbarriereeigenschaften.

Aus Zellstoff geformte Flaschen können die innere Festigkeit des Produkts erheblich verbessern, indem sie dem Zellstoff Nanozellulose hinzufügen, selbst in einer Menge von mehreren zehn Kilogramm, und gleichzeitig die Innenfläche des dreidimensionalen Behälters glatter und flacher machen. Diese Behandlungsmethode verbessert nicht nur die Gesamtdichte und die Barriereeigenschaften, sondern bietet auch eine bessere Grundlage für die anschließende Verarbeitung der Barrierebeschichtung, wodurch die Produktfunktionalität verbessert und gleichzeitig die Kosten gesenkt werden.

 

Wenn beispielsweise eine Beschichtung (bestehend aus Nanozellulose und Acrylemulsion oder anderen Arten von Beschichtungsprodukten) entworfen wird, muss die Beschichtungsdicke 20 Mikrometer erreichen, um die Anforderungen an Öl- und Wasserbeständigkeit zu erfüllen, ohne dem Zellstoff Nanozellulose hinzuzufügen. Durch die Zugabe von Dutzenden Kilogramm Nanozellulose zum Zellstoff zur Verbesserung der Festigkeit und Oberflächenmodifizierungseigenschaften kann die Beschichtungsdicke bei gleicher Barrierewirkung jedoch auf 10 Mikrometer reduziert werden. Die Kostenanalyse zeigt, dass der Kostenanstieg durch die Zugabe von Nanozellulose zum Zellstoff 100-200 Yuan/Tonne beträgt, die Kosteneinsparungen durch die Reduzierung der Beschichtungsdicke jedoch mehr als 1000-2000 Yuan/Tonne betragen können. Daher könnte die Zugabe und Verwendung von Nanozellulose eine innovative Lösung sein, um die Funktionalität von Zellstoffformprodukten zu verbessern und gleichzeitig die Gesamtkosten des Produkts zu senken.

Es ist zu beachten, dass die Einführung der oben genannten neuen Lösung nur bei einigen Kunden der Fall ist und die spezifische Situation noch im Detail analysiert werden muss.