フォーム業界のイノベーション |宅配業者のインキュベーターから始まり、コールドチェーン物流分野における発泡材料の応用例をご紹介します

さまざまな分類基準に従って、コールドチェーン物流はさまざまなタイプに分類できます。たとえば、動作モードだけで見ると、主に次の 2 つのモードが含まれます。

1つ目は、一般に「パッケージコールドチェーン」と呼ばれる「発泡箱+保冷袋」方式で、パッケージ自体を利用して生鮮品の短期保存に適した小型の環境を作り出すのが特徴です。この方法のメリットは、パッケージ化された商品を常温物流システムで流通させることができ、トータルの物流コストが安くなる点です。

2番目のモードは、実際のコールドチェーン物流システムを使用することです。つまり、出荷元の冷蔵倉庫から最終顧客の配送まで、すべての物流リンクが低温環境にあり、コールドチェーンの連続チェーンを保証します。このモードでは、コールドチェーン全体の温度を制御する必要があり、一般に「環境コールドチェーン」と呼ばれます。しかし、コールドチェーン物流システム全体の要件は非常に高く、通常の物流システムを使用して運用するのは難しく、全体の運用コストは比較的高くなります。

しかし、上記のコールドチェーンモデルのいずれを使用する場合でも、保温、断熱、衝撃吸収、緩衝機能を備えた発泡素材は理想的な素材と言えます。

現在、コールドチェーンの物流および輸送で最も広く使用されているのは、ポリウレタンフォーム、ポリプロピレンフォーム、ポリスチレンフォームです。トレーラー、冷蔵コンテナ、冷蔵倉庫もいたるところにあります。

 

発泡ポリスチレン(EPS)

EPS は軽量のポリマーです。低価格のため、包装分野全体で最も広く使用されており、60%近くを占めています。ポリスチレン樹脂は発泡剤を添加し、予備発泡、硬化、成形、乾燥、切断などの工程を経て作られます。EPS は密閉空洞構造のため、断熱性が高く、熱伝導率が非常に低くなります。各種仕様のEPSボードの熱伝導率は0.024W/mK~0.041W/mKで、物流における保温・保冷効果に優れています。

ただし、EPSは熱可塑性材料であるため、加熱すると溶けて冷却すると固化する特性があり、その熱変形温度は約70℃となるため、発泡包装に加工したEPSインキュベーターは70℃以下で使用する必要があります。温度が高すぎる場合 70℃ではボックスの強度が低下し、スチレンの揮発により有害物質が発生します。したがって、EPS廃棄物は自然風化することができず、焼却することもできません。

さらに、EPSインキュベーターの靭性はあまり良くなく、緩衝性能も平均的で、輸送中に損傷しやすいため、ほとんどが1回限りの使用であり、短期、短距離のコールドチェーンに使用されます。輸送、食肉や鶏肉などの食品産業。ファストフード用のトレイや包装材。これらの製品の耐用年数は通常短く、発泡ポリスチレン製品の約 50% は耐用年数が 2 年しかなく、発泡ポリスチレン製品の 97% は耐用年数が 10 年未満であるため、製品の耐用年数が増加します。 EPS フォーム廃棄物の量は年々増加していますが、EPS フォームは分解してリサイクルするのが容易ではないため、現在白色汚染の主な原因となっています。EPS は海洋で汚染された白色ゴミの 60% 以上を占めています。また、EPSの包装材としては、発泡工程にHCFC発泡剤が多く使用されており、臭気のある製品がほとんどです。HCFC のオゾン層破壊係数は、二酸化炭素の 1,000 倍です。このため、2010年代以降、国連、米国、欧州連合、中国、韓国、日本などの関係国(機関)・地域は、発泡スチロールを含む使い捨てプラスチックの使用を禁止または制限する法律を制定しました。 、そして人間は「修正ロードマップ」を強制しました。

 

ポリウレタン硬質フォーム(PUフォーム)

PUフォームとは、イソシアネートとポリエーテルを主原料として、発泡剤、触媒、難燃剤などの各種添加剤を作用させ、特殊な装置で混合し、現場で高分子ポリマーを発泡させた高分子ポリマーです。圧力噴霧。断熱性と防水性を兼ね備え、現在の有機系断熱材の中で最も熱伝導率が低い素材です。

ただ、PUの硬さは物足りない。市販の PU インキュベーターの構造は、ほとんどが食品グレードの PE 素材のシェルと、中間の充填層がポリウレタン (PU) フォームです。この複合構造もリサイクルが容易ではありません。

実際、PU は冷凍庫や冷蔵庫で断熱充填材としてよく使用されます。統計によると、世界中の冷蔵庫または冷凍装置の 95% 以上が断熱材として硬質ポリウレタンフォームを使用しています。将来的には、コールドチェーン産業の拡大に伴い、ポリウレタン断熱材の開発には 2 つの優先事項が課せられます。1 つは炭素排出の抑制、もう 1 つは難燃特性の向上です。これに関して、多くのポリウレタン断熱材メーカーとコールドチェーン断熱エンジニアリングサプライヤーは、革新的なソリューションを積極的に開発しています。

 

さらに、ポリイソシアヌレート発泡材料PIR、フェノール発泡材料(PF)、発泡セメント板、発泡ガラス板などの新しい発泡材料も、環境に優しく省エネな冷蔵倉庫やコールドチェーン物流を構築しています。システムに適用されます。

 

ポリプロピレンフォーム(EPP)

EPP は、優れた性能を備えた高結晶性ポリマー材料であり、環境に優しい新しいタイプの圧縮緩衝絶縁材料として最も急速に成長しています。PPを主原料とし、物理発泡技術により発泡ビーズを製造します。無毒・無味で加熱しても有毒物質は発生せず、食品と直接接触しても大丈夫です。断熱性に優れ、熱伝導率は約0.039W/m・k、機械的強度もEPSやPUよりも大幅に優れ、摩擦や衝撃による発塵も基本的にありません。耐熱性、耐寒性の安定性に優れ、-30℃~110℃の環境下でも使用可能です。以下を使用してください。また、EPSやPUの場合は軽量化が図れるため、大幅な軽量化が可能となり輸送コストも削減できます。

 

実際、コールドチェーン輸送では、EPP包装箱は主にターンオーバーボックスとして使用されており、掃除が簡単で耐久性があり、繰り返し使用できるため、使用コストが削減されます。使用されなくなった後はリサイクルや再利用が容易で、白色汚染も発生しません。現在、Ele.me、Meituan、Hema Xiansheng を含む生鮮食品配達業界のほとんどは、基本的に EPP インキュベーターの使用を選択しています。

今後、国と国民が環境保護を重視するにつれ、コールドチェーン包装のグリーンロードはさらに加速されるだろう。主に 2 つの方向性があり、そのうちの 1 つはパッケージのリサイクルです。この観点から、ポリプロピレン発泡の将来は加速されるでしょう。ポリウレタンやポリスチレンの発泡材料の代替として期待されており、将来性のある材料です。

 

生分解性発泡素材

コールド チェーン物流梱包材における分解性材料の使用を拡大することも、コールド チェーン物流梱包材のグリーン化のもう 1 つの重要な方向性です。現在、開発されている生分解性材料は主に 3 種類あります: ポリ乳酸 PLA シリーズ (PLA、PGA、PLAGA などを含む)、ポリブチレンサクシネート PBS シリーズ (PBS、PBAT、PBSA、PBST、PBIAT などを含む) 、ポリヒドロキシアルカノエートPHAシリーズ(PHA、PHB、PHBVを含む)。しかし、これらの材料の溶融強度は通常比較的低く、従来の連続シート発泡装置では製造できません。また、発泡倍率が高すぎてはなりません。そうしないと、発泡製品の物理的特性が低すぎて使用できなくなります。

この目的を達成するために、業界では多くの革新的な発泡方法も登場しています。例えば、オランダのシンブラ社は、特許を取得したインモールド発泡技術を用いて世界初のポリ乳酸発泡材「BioFoam」を開発し、量産化を実現しました。国内トップクラスの装置メーカー・ユーゼオンは、多層構造PLA発泡ボードの製造技術の開発に成功しました。シフトには、より優れた断熱性能を備えたフォームセンター層が採用されており、両側の固体表面ボディにより機械的強度が大幅に向上します。

ファイバーフォーム

ファイバーフォーム材料は、コールドチェーン輸送物流における環境に優しい分解可能な包装材料でもあります。しかし、外観上、繊維発泡材料で作られた保育器はプラスチックと比較することができず、嵩密度が高いため、輸送コストも高くなります。将来的には、地元のわら資源を利用して、地元市場に最低コストでサービスを提供するフランチャイズの形で各都市にフランチャイズ加盟店を展開することがより適している。

中国物連盟コールドチェーン委員会と展望産業研究院が開示したデータによると、2019年の我が国のコールドチェーン物流の総需要は2億6,100万トンに達し、そのうち食品コールドチェーン物流の需要は2億6,100万トンに達した。 2億3,500万トン。半年経っても業界は高い成長傾向を維持した。これは発泡材料業界にまたとない市場機会をもたらしました。今後、コールドチェーン物流に関連する発泡企業は、市場機会を掴み、絶え間なく変化する市場で相対的な優位性を見つけるために、グリーン、省エネ、安全な業界の全体的な傾向を把握する必要があります。絶え間ない競争戦略により、企業は無敵の地位にあります。


投稿日時: 2022 年 8 月 22 日