วัสดุสำหรับการพิมพ์ถ้วยกระดาษของเครื่องถ้วยกระดาษมีอะไรบ้าง? - นิทรรศการ

ในห่วงโซ่การผลิตถ้วยกระดาษแบบใช้แล้วทิ้ง กระบวนการพิมพ์จะกำหนดลักษณะที่ปรากฏและประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์โดยตรง เนื่องจากเป็นวัสดุรองรับหลักของเครื่องถ้วยกระดาษ การเลือกใช้วัสดุการพิมพ์จึงต้องคำนึงถึงความปลอดภัยในการสัมผัสกับอาหาร ความเข้ากันได้ของกระบวนการ และความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ในบทความนี้ คุณลักษณะและข้อกำหนดทางเทคโนโลยีของวัสดุการพิมพ์ถ้วยกระดาษได้รับการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบจากมิติหลัก 3 มิติ ได้แก่ วัสดุพิมพ์ สารเคลือบ และหมึก

วัสดุฐาน: คุณสมบัติทางกายภาพ-ของสารตั้งต้นที่เป็นเส้นใยพืช

การพิมพ์ถ้วยกระดาษใช้เยื่อไม้เคมี ซึ่งส่วนใหญ่มาจากเส้นใยพืช (เช่น ไม้ก๊อกและไม้เนื้อแข็ง) ที่นำมาเยื่อ กระตุ้นหัวใจ ทำให้บริสุทธิ์ และร่อนร่อน ตามมาตรฐานกระดาษสัมผัสอาหารและวัสดุกระดาษแข็งและผลิตภัณฑ์ (GB4806.8) กระดาษรองจะต้องเป็นไปตามตัวบ่งชี้สำคัญต่อไปนี้:

น้ำหนักพื้นฐานและความแข็ง: โดยทั่วไปน้ำหนักฐานจะอยู่ระหว่าง 140 ถึง 350 350 g/m2 และความแข็งกำหนดให้รูปร่างของถ้วยยังคงเหมือนเดิมภายใต้น้ำหนักของของเหลวและโครงสร้างของมันเอง ตัวอย่างเช่น ถ้วยกระดาษขนาด 8 ออนซ์ต้องแข็งพอที่จะรองรับน้ำหนักของมันเองและความดันของของเหลวที่บรรจุอยู่
ความสว่างและการรักษาพื้นผิว: ความสว่างต้องเป็นไปตามข้อกำหนดความคมชัดในการพิมพ์ แต่ห้ามใช้สารฟอกสีฟลูออเรสเซนต์ การรักษาพื้นผิวแบบโคโรนา แรงตึงผิวจาก 29 ถึง 31 mN/m ถึงมากกว่า 40 mN/m ช่วยเพิ่มการยึดเกาะของหมึก
การซึมผ่านและขนาด: กระบวนการปรับขนาดจะควบคุมการซึมผ่านของน้ำและป้องกันไม่ให้ของเหลวทำให้ถ้วยอ่อนลง เช่น แก้วเครื่องดื่มเย็นต้องมีแป้งหรือเป็นชั้นเพื่อป้องกันการควบแน่น

การเคลือบตามหน้าที่: กลไกการปกป้องสองชั้นของฟิล์ม PE

กระดาษฐานจะต้องผ่านกระบวนการเคลือบด้วยฟิล์มโพลีเอทิลีน (PE) เพื่อสร้างแกนกลางที่กันน้ำและ-ชั้นฟังก์ชันป้องกันการซึมผ่าน การเคลือบสามารถแบ่งออกเป็น PE ด้านเดียว-และ PE สองด้าน- ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งาน:

กระดาษลามิเนต-PE ด้านเดียว-: PE ใช้กับผนังด้านในเท่านั้น และเหมาะสำหรับถ้วยเครื่องดื่มร้อน โพลีเอทิลีนต้องทนความร้อน- (ทนต่ออุณหภูมิได้มากกว่า 100 องศา ) และเป็นไปตามมาตรฐานด้านสุขอนามัยสำหรับผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปโพลีเอทิลีนสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร ( (GB/T) ตัวอย่างเช่น ถ้วยเครื่องดื่มร้อนของ Starbucks ใช้สูตร PE พิเศษเพื่อป้องกันไม่ให้สารที่เป็นอันตรายถูกปล่อยออกมาที่อุณหภูมิสูง
กระดาษเคลือบ PE -สองหน้า-: PE เหมาะสำหรับผนังภายในและภายนอก และมักใช้ในถ้วยเครื่องดื่มเย็นๆ PE ภายนอกต้องมีอุณหภูมิต่ำ-การเปราะเพื่อป้องกันไม่ให้กระดาษอ่อนตัวจากเครื่องดื่มเย็นๆ ตัวอย่างเช่น ถ้วยไอศกรีมของ McDonald's มีโครงสร้าง PE -สองด้านซึ่งคงความแข็งไว้ที่ -18C

จุดเสี่ยงต่อกระบวนการ: ถ้วยกระดาษคุณภาพต่ำอาจใช้ PE รีไซเคิล ซึ่งจะปล่อยสารพลาสติไซเซอร์พาทาเลทในระหว่างกระบวนการผลิต การกินสารเหล่านี้ในระยะยาว-อาจรบกวนการทำงานของต่อมไร้ท่อ ดังนั้น ผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงจะต้องได้รับการรับรองจากองค์กรต่างๆ เช่น SGS เพื่อให้แน่ใจว่าปริมาณโลหะหนัก (เช่น ตะกั่ว แคดเมียม) ในฟิล์ม PE ยังคงต่ำกว่า 0.01 มก./กก.

หมึกพิมพ์: ปรับสมดุลความปลอดภัยและฟังก์ชันการทำงาน

หมึกพิมพ์ถ้วยกระดาษต้องเป็นไปตามข้อกำหนดหลักสามประการ:

อาหาร-ความปลอดภัยของเกรด: หมึกต้องเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งชาติสำหรับวัสดุสัมผัสอาหารและสารปรุงแต่งผลิตภัณฑ์ (GB9685) ตัวอย่างเช่น ตัวทำละลายต้องมีสารที่มีความเป็นพิษต่ำ- เช่น เอธานอลหรือเอทิลอะซิเตต ในขณะที่อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน เช่น โทลูอีนและไซลีน เป็นสิ่งต้องห้าม

ความเข้ากันได้ของกระบวนการ:

การควบคุมอุณหภูมิในการทำให้แห้ง: ต้องรักษาอุณหภูมิการอบแห้งของหมึกให้ต่ำกว่าเกณฑ์ปฏิกิริยาเปอร์ออกไซด์ของฟิล์ม PE (โดยปกติจะน้อยกว่าหรือเท่ากับ 80 องศา) เพื่อหลีกเลี่ยงการปิดผนึกด้วยความร้อนที่ไม่ดี ตัวอย่างเช่น เครื่องถ้วยกระดาษยี่ห้อหนึ่งที่ใช้หมึกแห้งเร็ว-ที่อุณหภูมิต่ำ เวลาในการอบแห้งลดลงเหลือ 3 วินาที ประสิทธิภาพการผลิตเพิ่มขึ้น 40%
ขีดจำกัดตัวทำละลายตกค้าง: ตัวทำละลายตกค้างในหมึกไม่ควรเกิน 0.5 มก./ดม.2 เพื่อป้องกันไม่ให้หมึกพร่ามัวหรือการยึดเกาะกับขอบที่ปิดสนิทไม่ดี บริษัทแห่งหนึ่งใช้แก๊สโครมาโทกราฟีเพื่อลดสารตกค้างของตัวทำละลายให้น้อยกว่า 0.2 มก./เดซิเมตร2

ข้อกำหนดด้านการทำงาน:

ความต้านทานความร้อน: หมึกของถ้วยเครื่องดื่มร้อนต้องไม่ซีดจางที่ 85 องศา ในขณะที่หมึกของถ้วยเครื่องดื่มเย็นต้องคงที่ที่ -18 องศา
ความต้านทานต่อการขัดถู: การเติมอนุภาคซิลิกานาโน-จะช่วยเพิ่มความต้านทานการขัดถูของชั้นหมึกได้มากกว่า 500 รอบ (มาตรฐานการทดสอบแรงเสียดทาน: ล้อ CS-10 แรงดัน 1 กก.)

บทนำ การทำงานร่วมกันของกระบวนการ: การจับคู่วัสดุกับอุปกรณ์แบบไดนามิก

การเลือกวัสดุการพิมพ์ถ้วยกระดาษจะต้องเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับพารามิเตอร์ของอุปกรณ์:

ความเข้ากันได้ของเครื่องพิมพ์: ตัวอย่างเช่น เครื่องกดถ้วยกระดาษบางประเภทใช้ลูกกลิ้งยาง 17 ลูกที่กระจายหมึกเพื่อรองรับการพิมพ์ที่ผิดปกติบนถ้วยขนาด 4 ถึง 24 ออนซ์ อย่างไรก็ตาม กำหนดให้ความหยาบผิวกระดาษ (Ra) ต้องน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.6 ไมครอน มิฉะนั้นอาจมีความหนาของชั้นหมึกไม่สม่ำเสมอ
การควบคุมความแม่นยำในการตัดด้วยแม่พิมพ์: ต้องควบคุมข้อผิดพลาดด้านขนาดของส่วนที่ว่างไว้ที่ ±0.1 มม. เพื่อป้องกันการเคลื่อนของตะเข็บของร่างกาย บริษัทแห่งหนึ่งใช้เทคโนโลยีการตัดด้วยแม่พิมพ์ด้วยเลเซอร์-เพื่อลดอัตราข้อผิดพลาดจาก 0.5 เปอร์เซ็นต์เป็น 0.02 เปอร์เซ็นต์
พารามิเตอร์กระบวนการกดร้อน: ในระหว่างการขึ้นรูปตัวถ้วย อุณหภูมิของความดันความร้อนจะต้องปรับแบบไดนามิกตามจุดหลอมเหลวของฟิล์ม PE (ปกติคือ 110-130 องศา ) ตัวอย่างเช่น เครื่องถ้วยกระดาษใช้เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดเพื่อให้อุณหภูมิตอบกลับแบบเรียลไทม์ ซึ่งเพิ่มความแข็งแรงในการปิดผนึกเป็น 12/15 มม. (มาตรฐานอุตสาหกรรมมากกว่าหรือเท่ากับ 8 N/15 มม.)

แนวโน้มอุตสาหกรรม: การอัพเกรดการปกป้องสิ่งแวดล้อมและฟังก์ชันการทำงานเป็นสองเท่า

ด้วยการดำเนินการตาม "แผนสิบสี่ห้า- ปี" เพื่อควบคุมมลพิษจากพลาสติก วัสดุการพิมพ์ถ้วยกระดาษกำลังพัฒนาในสองทิศทาง:

สารเคลือบชีวภาพ: บางบริษัทกำลังนำร่องอัตราการย่อยสลายทางชีวภาพของสารเคลือบโพลีแลกติกแอซิด (PLA) มากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ อย่างไรก็ตาม ความท้าทายทางเทคนิคยังคงอยู่ เช่น การต้านทานความร้อนที่จำกัด (สูงถึง 60 องศา )
เทคโนโลยีการพิมพ์ดิจิตอล: การพิมพ์ดิจิตอลด้วยหมึก UV สามารถปรับแต่งให้เป็นแบบส่วนตัวได้โดยไม่จำเป็นต้องทำเพลท อย่างไรก็ตาม กระบวนการบ่มโอโซนด้วยหมึกจะต้องได้รับการแก้ไข บริษัทแห่งหนึ่งใช้เทคโนโลยีการบ่มด้วยแสงเย็น LED เพื่อลดความเข้มข้นของโอโซนเหลือ 0.01 ppm (ต่ำกว่ามาตรฐานแห่งชาติที่ 0.1 ppm มาก)

บทสรุป:

การเลือกใช้วัสดุการพิมพ์ถ้วยกระดาษเกี่ยวข้องกับความสมดุลที่ซับซ้อนระหว่างความปลอดภัย ความสามารถในการแปรรูป และต้นทุน-ประสิทธิผล ตั้งแต่คุณสมบัติทางกายภาพของกระดาษจากพืช-ไปจนถึงความคงตัวทางเคมีของฟิล์มโพลีเอทิลีนและความเข้ากันได้ของเกรดอาหาร-ของหมึก ทุกขั้นตอนต้องมีการทดสอบมาตรฐานและการควบคุมกระบวนการที่เข้มงวด ด้วยกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดมากขึ้นและความต้องการของผู้บริโภคที่เปลี่ยนแปลงไป อนาคตของวัสดุการพิมพ์ถ้วยกระดาษจะเคลื่อนไหวไปในทิศทางที่ปลอดภัย มีประสิทธิภาพมากขึ้น และยั่งยืนมากขึ้น โดยมอบตัวเลือกบรรจุภัณฑ์คุณภาพสูง-สำหรับอุตสาหกรรมสินค้าอุปโภคบริโภคที่เติบโตอย่างรวดเร็ว-ของโลก