Vienreizējās lietošanas papīra tasīšu ražošanas ķēdē drukāšanas process tieši nosaka izstrādājuma izskatu un drošumu. Kā papīra kausu iekārtas pamatnes materiāls, izvēloties drukas materiālus, jāņem vērā pārtikas produktu drošums, procesa saderība un videi draudzīgums. Šajā rakstā ir sistemātiski analizētas papīra kausu drukas materiālu īpašības un tehnoloģiskās prasības no trim galvenajām dimensijām: substrāts, pārklājums un tinte.
Pamatmateriāli: augu šķiedras substrāta fizikālās{0}}ķīmiskās īpašības
papīra kausu drukāšanas pamatā ir ķīmiskā koksnes celuloze, galvenokārt no augu šķiedrām (piemēram, korķa un cietkoksnes), celulozes, defibrilētas, rafinētas un izsijātas. Saskaņā ar papīra un kartona materiālu un izstrādājumu standartiem, kas saskaras ar pārtiku (GB4806.8), pamatpapīram ir jāatbilst šādiem galvenajiem rādītājiem:
- Pamatnes svars un stingrība: pamatsvars parasti ir no 140 līdz 350 350 g/m2, un stingrumam ir nepieciešams, lai krūzes forma paliktu nemainīga zem šķidruma svara un tās struktūras. Piemēram, 8 unču papīra glāzei jābūt pietiekami cietai, lai izturētu savu svaru un tajā esošā šķidruma spiedienu.
- Spilgtums un virsmas apstrāde: spilgtumam jāatbilst drukas skaidrības prasībām, bet fluorescējošie balināšanas līdzekļi ir aizliegti. Virsmas koronas apstrāde, virsmas spraigums no 29 līdz 31 mN/m līdz virs 40 mN/m, uzlabo tintes saķeri.
- Caurlaidība un izmērs: izmēra noteikšanas process kontrolē ūdens caurlaidību un neļauj šķidrumiem mīkstināt krūzīti. Piemēram, auksto dzērienu glāzēm ir jābūt cietēm vai slāņām, lai novērstu kondensāciju.
Funkcionālie pārklājumi: dubultā PE plēvju aizsardzības mehānisms
Pamatpapīram ir jāiziet cauri polietilēna (PE) plēvei laminēšanas procesā, lai izveidotu ūdensnecaurlaidīgu un pret-caurlaidību funkcionālu slāni. Atkarībā no pielietojuma pārklājumu var iedalīt vienpusējā -PE un divpusējā- PE:
- Vienpusējs -PE-lamināts papīrs: PE attiecas tikai uz iekšējo sienu un ir piemērots karsto dzērienu krūzēm. Polietilēnam ir jābūt karstumizturīgam-(izturīgam virs 100 grādiem) un jāatbilst pārtikas iepakojuma polietilēna formēšanas produktu higiēnas standartam (GB/T). Piemēram, Starbucks karsto dzērienu krūzēs tiek izmantots īpašs PE sastāvs, lai novērstu kaitīgu vielu izdalīšanos augstā temperatūrā.
- Divpusējs -PE-lamināts papīrs: PE ir piemērots iekšējām un ārējām sienām, un to bieži izmanto auksto dzērienu krūzēs. Lai novērstu papīra mīkstināšanu auksto dzērienu dēļ, ārējam PE ir jābūt trauslam- zemā temperatūrā. Piemēram, McDonald's saldējuma krūzēm ir divpusēja PE konstrukcija, kas saglabā cietību -18 C temperatūrā.
Procesa riska punkts: sliktas kvalitātes papīra glāzēs var izmantot pārstrādātu PE, kas apstrādes laikā izdala ftalātu plastifikatorus. Ilgstoša-šo vielu uzņemšana var traucēt endokrīnās sistēmas darbību. Tāpēc cienījamiem ražotājiem ir jāsaņem sertifikāti tādām organizācijām kā SGS, lai nodrošinātu, ka smago metālu (piemēram, svina, kadmija) saturs PE plēvēs paliek zem 0,01 mg/kg.
Drukas tintes: drošības un funkcionalitātes līdzsvarošana
Papīra krūzīšu drukas tintēm jāatbilst trim pamatprasībām:
- Pārtikas nekaitīgums-: tintei jāatbilst Nacionālajiem pārtikas nekaitīguma standartiem attiecībā uz materiāliem un produktu piedevām, kas nonāk saskarē ar pārtiku (GB9685). Piemēram, šķīdinātājiem ir jābūt zemas toksicitātes vielām, piemēram, etanolam vai etilacetātam, savukārt aromātiskie ogļūdeņraži, piemēram, toluols un ksilols, ir aizliegti.
Procesa saderība:
- Žāvēšanas temperatūras kontrole: tintes žāvēšanas temperatūrai jābūt zemākai par PE plēvju peroksīda reakcijas slieksni (parasti mazāka par 80 grādiem vai vienāda ar to), lai izvairītos no sliktas karstuma blīvēšanas. Piemēram, papīra kausu mašīnas zīmols, kas izmanto zemas temperatūras ātri žūstošu-tinti, žāvēšanas laiks samazināts līdz 3 sekundēm, ražošanas efektivitāte palielinājās par 40%.
- Šķīdinātāja atlikuma ierobežojums: tintes atlikuma šķīdinātāju daudzums nedrīkst pārsniegt 0,5 mg/dm2, lai novērstu tintes izplūšanu vai sliktu saķeri ar noslēgtām malām. Viens uzņēmums izmanto gāzu hromatogrāfiju, lai samazinātu šķīdinātāja atlikumus līdz mazāk nekā 0,2 mg/dm2.
Funkcionālās prasības:
- Termiskā pretestība: karsto dzērienu krūzes tinte nedrīkst izbalēt pie 85 grādiem, savukārt aukstā dzēriena krūzes tintei jābūt stabilai pie -18 grādiem.
- Nodilumizturība: nano-silīcija dioksīda daļiņu pievienošana palielina tintes slāņa nodilumizturību līdz vairāk nekā 500 cikliem (berzes testa standarts: CS-10 ritenis, spiediens 1 kg).
IEVADS Procesa sinerģija: dinamiska materiāla saskaņošana ar aprīkojumu
Papīra krūzīšu apdrukas materiālu izvēlei jābūt cieši saistītai ar aprīkojuma parametriem:
- Iespiedmašīnas saderība: piemēram, noteikta veida papīra krūzīšu prese izmanto 17 gumijas rullīšus, kas izkliedē tinti, lai apstrādātu neregulāru drukāšanu uz 4 līdz 24 unces krūzītēm. Tomēr tas prasa, lai papīra virsmas raupjuma raupjumam (Ra) jābūt mazākam par 1,6 mikroniem vai vienādam ar to, pretējā gadījumā var būt nevienmērīgs tintes slāņa biezums.
- Griešanas precizitātes kontrole: sekcijas sagataves izmēru kļūda jākontrolē līdz ±0,1 mm, lai novērstu korpusa šuvju izmežģījumu. Viens uzņēmums izmantoja lāzera griešanas tehnoloģiju, lai samazinātu kļūdu līmeni no 0,5 procentiem līdz 0,02 procentiem.
- Karstās presēšanas procesa parametri: Krūzes korpusa veidošanas laikā termiskā spiediena temperatūra ir dinamiski jāpielāgo atbilstoši PE plēves kušanas temperatūrai (parasti 110-130 grādi). Piemēram, papīra kausu iekārtās tiek izmantoti infrasarkanie termometri, lai nodrošinātu reāllaika temperatūras atgriezenisko saiti, palielinot blīvējuma stiprību līdz 12/15 mm (nozares standarts Lielāks vai vienāds ar 8 N/15 mm).
Nozares tendences: divkāršs vides aizsardzības un funkciju uzlabojums.
Ieviešot plastmasas piesārņojuma kontroles Četrpadsmito piecu{0}gada plānu, papīra glāzīšu drukas materiāli attīstās divos virzienos:
- Pārklājumi uz bioloģiskas bāzes: daži uzņēmumi izmēģina polipienskābes (PLA) pārklājumu bioloģiskās noārdīšanās ātrumu, kas pārsniedz 90 procentus. Tomēr joprojām pastāv tehniskas problēmas, piemēram, ierobežota karstumizturība (līdz 60 grādiem).
- Digitālās drukas tehnoloģija: UV tintes digitālo druku var personalizēt bez nepieciešamības izgatavot plāksnītes. Tomēr ir jāatrisina tintes sacietēšanas ozona emisijas process. Viens uzņēmums izmantoja LED cietēšanas tehnoloģiju aukstā gaismā, lai samazinātu ozona koncentrāciju līdz 0,01 ppm (ļoti zem valsts standarta 0,1 ppm).
Secinājums:
Papīra krūzīšu drukas materiālu izvēle ietver sarežģītu drošības, apstrādājamības un izmaksu{0}}efektivitātes līdzsvaru. Sākot ar augu-papīra fizikālajām īpašībām un beidzot ar polietilēna plēvju ķīmisko stabilitāti un tintes saderību ar pārtiku-, katrā posmā ir nepieciešama stingra standarta pārbaude un procesa kontrole. Ņemot vērā stingrākus vides noteikumus un mainīgās patērētāju prasības, papīra glāzīšu drukas materiālu nākotne virzīsies drošākā, efektīvākā un ilgtspējīgākā virzienā, nodrošinot augstas -kvalitatīvas iepakojuma iespējas strauji augošajai patēriņa preču nozarei pasaulē.