У ланцюжку виробництва одноразових паперових стаканчиків процес друку безпосередньо визначає зовнішній вигляд і безпечність продукту. Як основний допоміжний матеріал машини для виготовлення паперових стаканів, вибір матеріалів для друку повинен враховувати безпеку контакту з харчовими продуктами, сумісність процесу та екологічність. У цій статті характеристики та технологічні вимоги до матеріалів для друку паперових стаканчиків систематично аналізуються за трьома ключовими параметрами: підкладка, покриття та чорнило.
Основні матеріали: фізико-хімічні властивості рослинного волокнистого субстрату
Друк паперових стаканчиків базується на хімічній деревній целюлозі, в основному з рослинних волокон (таких як пробка та листяна деревина), перероблених, дефібрильованих, очищених і просіяних. Відповідно до стандартів на папір і картон, що контактують з харчовими продуктами, і на продукцію (GB4806.8), папір-основа має відповідати таким ключовим показникам:
- Вага основи та жорсткість: Вага основи зазвичай становить від 140 до 350 350 г/м2, а жорсткість вимагає, щоб форма чашки залишалася незмінною під вагою рідини та її власної структури. Наприклад, паперовий стакан вагою 8 унцій повинен бути досить твердим, щоб витримати власну вагу та тиск рідини, що в ньому міститься.
- Яскравість і обробка поверхні: яскравість має відповідати вимогам до чіткості друку, але флуоресцентні відбілювачі заборонені. Коронна обробка поверхні, поверхневий натяг від 29 до 31 мН/м до понад 40 мН/м, покращує адгезію чорнила.
- Проникнення та розмір: процес визначення розміру контролює водопроникність і запобігає розм’якшенню чашки рідиною. Склянки для холодних напоїв, наприклад, потрібно накрохмалити або покрити шарами, щоб запобігти конденсату.
Функціональні покриття: механізм подвійного захисту поліетиленових плівок
Папір-основа має пройти крізь поліетиленову (ПЕ) плівку процес ламінування, щоб утворити основний водонепроникний і проти{0}}проникаючий функціональний шар. Залежно від застосування покриття можна розділити на одно-стороннє ПЕ та дво-стороннє ПЕ:
- Односторонній-ПЕ-ламінований папір: ПЕ застосовується лише до внутрішньої стінки та підходить для чашок для гарячих напоїв. Поліетилен має бути -термостійким (витримувати температуру понад 100 градусів) і відповідати гігієнічним стандартам для поліетиленових формованих виробів для пакування харчових продуктів ((GB/T). Наприклад, чашки для гарячих напоїв Starbucks мають спеціальний поліетиленовий склад, щоб запобігти вивільненню шкідливих речовин під час високих температур.
- Двосторонній-ПЕ-ламінований папір: ПЕ підходить для внутрішніх і зовнішніх стін і часто використовується в чашках для холодних напоїв. Зовнішній поліетилен має бути низькотемпературним-крихким, щоб запобігти розм’якшенню паперу, викликаному холодними напоями. Наприклад, чашки для морозива McDonald's мають двосторонню -ПЕ конструкцію, яка зберігає твердість при -18C.
Ризик процесу: у паперових стаканчиках низької якості може використовуватися перероблений ПЕ, який під час обробки виділяє фталатні пластифікатори. Тривале -вживання цих речовин може порушити ендокринну функцію. Таким чином, авторитетні виробники повинні бути сертифіковані такими організаціями, як SGS, щоб гарантувати, що вміст важких металів (наприклад, свинцю, кадмію) у поліетиленових плівках залишається нижче 0,01 мг/кг.
Чорнила для друку: баланс безпеки та функціональності
Фарби для друку паперових стаканчиків мають відповідати трьом основним вимогам:
- Безпека-харчових продуктів: чорнило має відповідати Національним стандартам безпечності харчових продуктів для матеріалів, що контактують з харчовими продуктами, і добавок до продуктів (GB9685). Наприклад, розчинники мають бути низько{3}}токсичними речовинами, такими як етанол або етилацетат, тоді як ароматичні вуглеводні, такі як толуол і ксилол, заборонені.
Сумісність процесу:
- Контроль температури сушіння: температура сушіння чорнила повинна бути нижчою від порогу пероксидної реакції поліетиленових плівок (зазвичай менше або дорівнює 80 градусам), щоб уникнути поганого термозварювання. Наприклад, машина для виробництва паперових стаканчиків, яка використовує низькотемпературне швидко-висихаюче чорнило, час висихання скорочено до 3 секунд, ефективність виробництва зросла на 40%.
- Ліміт залишкового розчинника: Залишковий розчинник у чорнилі не повинен перевищувати 0,5 мг/дм2, щоб запобігти розмиванню чорнила або поганому зчепленню із запечатаними краями. Одна компанія використовує газову хроматографію, щоб зменшити залишки розчинника до рівня менш ніж 0,2 мг/дм2.
Функціональні вимоги:
- Термостійкість: чорнило чашки з гарячим напоєм не повинно зникати при 85 градусах, тоді як чорнило чашки з холодним напоєм має бути стабільним за температури -18 градусів.
- Стійкість до стирання: додавання частинок нано-кремнезему підвищує стійкість шару фарби до стирання до понад 500 циклів (стандарт випробування на тертя: колесо CS-10, тиск 1 кг).
ВСТУП Синергія процесу: динамічне підключення матеріалу до обладнання
Вибір матеріалів для друку паперових стаканчиків повинен бути тісно пов’язаний з параметрами обладнання:
- Сумісність з друкарськими машинами: наприклад, певний тип преса для паперових стаканчиків використовує 17 гумових валиків, які розподіляють чорнило, щоб виконувати нерегулярний друк на стаканчиках вагою від 4 до 24 унцій. Однак це вимагає, щоб шорсткість поверхні паперу (Ra) була меншою або дорівнювала 1,6 мікрона, інакше товщина шару фарби може бути нерівномірною.
- Контроль точності різання: похибка розмірів заготовки секції повинна контролюватися до ±0,1 мм, щоб запобігти зсуву швів тіла. Одна компанія використала технологію лазерного висікання, щоб знизити рівень помилок із 0,5 відсотка до 0,02 відсотка.
- Параметри процесу гарячого пресування: під час формування корпусу чашки температуру термічного тиску необхідно динамічно регулювати відповідно до точки плавлення поліетиленової плівки (зазвичай 110-130 градусів). Наприклад, машини для виготовлення паперових стаканчиків використовують інфрачервоні термометри для забезпечення зворотного зв’язку температури в реальному часі, збільшуючи міцність герметизації до 12/15 мм (галузевий стандарт більше або дорівнює 8 Н/15 мм).
Галузеві тенденції: подвійне оновлення захисту навколишнього середовища та функції.
Із запровадженням «Чотирнадцятого п’ятирічного-плану» з контролю забруднення пластиком матеріали для друку паперових стаканчиків розвиваються у двох напрямках:
- Покриття на біологічній основі: деякі компанії тестують покриття з полімолочної кислоти (PLA) зі швидкістю біодеградації понад 90 відсотків. Однак залишаються технічні проблеми, такі як обмежена термостійкість (до 60 градусів).
- Технологія цифрового друку: цифровий друк УФ-чорнилом можна персоналізувати без необхідності виготовлення форм. Однак процес затвердіння чорнила викидами озону потрібно вирішити. Одна компанія використовувала світлодіодну технологію холодного затвердіння, щоб зменшити концентрацію озону до 0,01 частки на мільйон (значно нижче національного стандарту 0,1 частки на мільйон).
Висновок:
Вибір матеріалів для друку паперових стаканчиків включає складний баланс безпеки, технологічності та-економічної ефективності. Від фізичних властивостей рослинного-паперу до хімічної стабільності поліетиленових плівок і харчової-сумісності чорнила, кожен етап вимагає суворого стандартного тестування та контролю процесу. Із суворішими екологічними нормами та мінливими вимогами споживачів майбутнє матеріалів для друку паперових стаканчиків рухатиметься в безпечнішому, ефективнішому та екологічнішому напрямку, забезпечуючи високо-якісні варіанти пакування для швидкозростаючої у світі індустрії споживчих товарів-.