Nanocelulóza je vláknitý materiál s průměrem menším než 100 nanometrů a délkou v rozmezí od desítek nanometrů do mikrometrů získaný úpravou vláken kombinací chemických, fyzikálních, biologických nebo vícenásobných způsobů. Nejmenší molekulární jednotkou nanocelulózy je glukóza.
Molekulární struktura nanocelulózových vláknitých materiálů obsahuje velké množství hydroxylových skupin a velký poměr stran (200-2000), takže jsou fyzicky propletené a husté a mohou vykazovat vysoké pevnostní charakteristiky.
Lisování buničiny
Lisování buničiny (formované vlákno nebo lisování buničiny) je druh buničiny vyrobené z rostlinných vlákenných surovin, jako jsou odpadní papírové produkty (jako je papír, lepenka), dřevní buničina, slámová buničina, buničina z cukrové třtiny atd., která se zpracovává chemickou nebo mechanickou úpravou a poté zpracovány na materiál se specifickým trojrozměrným tvarem a strukturou prostřednictvím procesu formování.
Suroviny výrobků na lisování buničiny pocházejí z přírody a odpad je možné po použití recyklovat a znovu použít, takže je lze široce použít v obalech potravin (kelímky, misky, krabičky atd.), v obalech denních potřeb, v obalech kosmetiky a podobně. balení dílů. Lisování buničiny je považováno za jednu z udržitelných alternativ plastových obalů, která pomáhá snižovat znečištění životního prostředí a podporuje vývoj ekologických obalových materiálů.
Charakteristika a požadavky lisování buničiny
Formování buničiny je trojrozměrný konstrukční materiál, který jako základní kostru využívá rostlinné vlákno a jeho výkon je vylepšen přidáním chemických přísad a pomocných materiálů. Lisování buničiny vyžaduje nejen vynikající vnitřní pevnost a povrchovou pevnost, ale také dobré bariérové vlastnosti, stejně jako splnění rafinovaných potřeb speciálních obalů, jako je dobrá vodotěsnost a odolnost proti oleji, odolnost proti prachu a odlupování, zvýšená pevnost a vynikající tisk .
Na pozadí stále tvrdší konkurence na globálním trhu čelí výrobci lisování buničiny výzvě, jak snížit náklady a zlepšit nákladovou výkonnost produktu. V současnosti mnoho výrobců snižuje náklady výběrem levnější buničiny z rostlinných vláken namísto buničiny s vysokou cenou. Tato jednoduchá záměna surovin však může způsobit kolísání pevnostního výkonu produktu a dokonce přinést rizika kvality. Výrobci proto potřebují upravit složení produktů podle skutečných podmínek, aby zajistili zachování síly a kvality produktů při současné kontrole nákladů.
Současně, aby se staly účinnou alternativou k plastovým obalům, musí výrobky pro lisování buničiny splňovat vyšší požadavky na bariérové vlastnosti. V oblastech použití lisovaných kelímků, misek, krabiček atd. vyvinulo mnoho společností řadu nových produktů a aplikačních technologií, včetně emulzních bariérových povlaků, rozložitelných plastových laminací, přidání bezfluorových olejovzdorných činidel a natírání, stříkání nebo clonové nanášení povrchových nátěrů. Přestože je rozvoj těchto technologií povzbudivý, stále přetrvávají problémy s vysokou cenou a nedostatečnou funkcionalizací.
Kromě toho má špičkový trh s lisováním buničiny vyšší požadavky na pevnost a zdokonalení produktů. Díky rafinované technologii tisku a technologii zpracování po lisování mohou výrobky z lisování buničiny vykazovat vynikající vzhled, poskytovat jim více balicích funkcí a lepší uživatelskou zkušenost.
Nanocelulóza: inovativní řešení
Nanocelulóza je materiál s velikostí nanoměřítek. Jeho vysoký poměr stran (200 až 2000) a bohatá síťovaná struktura mu dávají jedinečné fyzikální a chemické vlastnosti. Tento materiál má nejen funkci olejové a kyslíkové bariéry, ale má také zelené a rozložitelné přírodní vlastnosti, což z něj činí jedno z inovativních řešení pro zlepšení pevnosti, bariérové funkce a přizpůsobivosti tisku při lisování buničiny.
Zlepšete pevnost formování buničiny. Přidejte nanocelulózu do systému buničina-voda lisování buničiny a využijte její silnou adsorpční kapacitu k těsnému spojení s vlákny buničiny a dejte plnou hru jejímu vláknitému vzhledu s velkým poměrem stran a síťovou strukturou pro fyzické provázání a zachycení jiných materiálů, jako je např. jako jemná vlákna a chemické přísady. Prostřednictvím zesíťovací reakce hydroxylových skupin se dále zvyšuje hustota a kompaktnost těchto propletených struktur, čímž se účinně zlepšuje pevnost lisování buničiny.
Zlepšete bariérový efekt a optimalizujte zpracování bariérového nátěru. Velikost nanocelulózy umožňuje synergii s jemnými vlákny, rostlinnými vlákny a chemickými přísadami za účelem úpravy povrchu lisování papíru a buničiny, dosažení hladší a plošší textury a odstranění pórů a důlků na úrovni mikronů. Tato úprava může zlepšit hustotu a bariérové vlastnosti papíru a poskytnout pevný materiálový základ pro následné zpracování bariérového povlaku.
Když je povrch buničinového výlisku ošetřený nanocelulózou opracován tekutým bariérovým nátěrem, snižuje se pronikání nátěru do interiéru v důsledku hladkosti a rovinnosti povrchu papíru nebo buničiny. Jednotný vnější povrch navíc pomáhá vytvářet bariérovou vrstvu jednotné tloušťky, zajišťující konzistenci a účinnost bariérové vrstvy a zabraňující výskytu netěsností nebo míst pronikání.
případová studie
Mnoho výzkumných institucí a společností po celém světě aktivně vyvíjí aplikaci nanocelulózy při lisování buničiny, zejména ve výrobcích, které mají dlouhodobé požadavky na bariérové vlastnosti a stabilitu, jako jsou drůbeží, masové a rybí palety při přepravě v chladném řetězci, mražené mléčné kelímky a láhve na vodu, které je třeba skladovat po dlouhou dobu, a dózy nebo láhve na kosmetiku, výrobky osobní péče a domácí péče, které obvykle vyžadují nízkou rychlost prostupu vodních par (WVTR), nízkou rychlost přenosu kyslíku (OTR), oleje a vody odolnost a vlastnosti bariéry proti kyslíku a vlhkosti.
Láhve lisované z buničiny mohou výrazně zlepšit vnitřní pevnost produktu přidáním nanocelulózy do buničiny, a to i v množství desítek kilogramů, přičemž vnitřní povrch trojrozměrné nádoby je hladší a plošší. Tento způsob úpravy nejen zlepšuje celkovou hustotu a bariérové vlastnosti, ale také poskytuje lepší základ pro následné zpracování bariérového povlaku, čímž zlepšuje funkčnost produktu a zároveň snižuje náklady.
Pokud je například navržen povlak (složený z nanocelulózy a akrylové emulze nebo jiných typů potahových produktů), musí tloušťka povlaku dosáhnout 20 mikronů, aby byly splněny požadavky na odolnost vůči oleji a vodě bez přidání nanocelulózy do buničiny. Avšak přidáním desítek kilogramů nanocelulózy do buničiny pro zvýšení pevnosti a vlastností povrchové úpravy lze tloušťku povlaku se stejným bariérovým efektem snížit na 10 mikronů. Analýza nákladů ukazuje, že zvýšení nákladů způsobené přidáním nanocelulózy do buničiny je 100-200 juanů/tunu, ale úspory nákladů způsobené snížením tloušťky povlaku mohou přesáhnout 1000-2000 juanů/tunu. Proto se přidání a použití nanocelulózy může stát inovativním řešením pro zlepšení funkčnosti výrobků pro lisování buničiny a zároveň snížení celkových nákladů na výrobek.
Nutno podotknout, že zavedení výše uvedeného nového řešení je pouze případem některých zákazníků a konkrétní situaci je třeba ještě podrobně rozebrat.
