У ланцу производње папирних чаша за једнократну употребу, процес штампања директно одређује изглед и безбедносне перформансе производа. Као основни потпорни материјал машине за папирне чаше, избор материјала за штампање мора узети у обзир безбедност у контакту са храном, компатибилност процеса и еколошку прихватљивост. У овом раду систематски се анализирају карактеристике и технолошки захтеви материјала за штампање папирних чаша из три кључне димензије: супстрат, премаз и мастило.
Основни материјали: физичка-хемијска својства супстрата биљних влакана
Штампање папирних чаша се заснива на хемијској дрвној пулпи, углавном од биљних влакана (као што су плута и тврдо дрво) пулпу, дефибрилисане, рафинисане и просејане. Према стандардима за папир за контакт са храном и картон за материјал и производе (ГБ4806.8), следећи кључни индикатори морају бити испуњени за основни папир:
- Основна тежина и крутост: Основна тежина је углавном између 140 и 350 350 г/м2, а крутост захтева да облик чаше остане исти под тежином течности и сопственом структуром. На пример, папирна шоља од 8 унци мора да буде довољно тврда да издржи сопствену тежину и притисак течности коју садржи.
- Осветљеност и површински третман: Осветљеност мора да испуњава захтеве за јасноћу штампе, али су флуоресцентна средства за избељивање забрањена. Корона обрада површине, површински напон од 29 до 31 мН/м до преко 40 мН/м, побољшава пријањање мастила.
- Продор и величина: Процес одређивања величине контролише пропустљивост воде и спречава течности да омекшају чашу. Чаше за хладна пића, на пример, морају да буду уштиркане или слојеве да би се спречила кондензација.
Функционални премази: двоструки заштитни механизам ПЕ фолија
Основни папир мора да прође кроз полиетиленски (ПЕ) филм у процесу ламинације да би се формирао језгро водоотпорног и функционалног слоја против-пропуштања. У зависности од примене, премаз се може поделити на једно-једнострани ПЕ и двострани-ПЕ:
- Једнострани-ламинирани ПЕ-папир: ПЕ се примењује само на унутрашњи зид и погодан је за шољице за топле напитке. Полиетилен мора да буде отпоран на топлоту- (издржи температуре веће од 100 степени) и да буде у складу са Хигијенским стандардом за полиетиленске калупе за паковање хране ((ГБ/Т). Старбуцкс шоље за топли напитак, на пример, користе специјалну ПЕ формулацију да спречи ослобађање штетних супстанци на високим температурама.
- Двострани-Двострани ПЕ-Ламинирани папир: ПЕ је погодан за унутрашње и спољашње зидове и често се користи у шољама за хладна пића. Спољашњи ПЕ мора да буде крт на ниској{3}}температури да би спречио омекшавање папира изазвано хладним напитцима. МцДоналд'с шоље за сладолед, на пример, долазе у двостраној-пеконструкцији која одржава тврдоћу на -18Ц.
Ризична тачка процеса: Папирне чаше лошег квалитета могу користити рециклирани ПЕ, који ослобађа фталатне пластификаторе током обраде. Дуготрајно-уношење ових супстанци може пореметити ендокрину функцију. Стога, реномирани произвођачи морају бити сертификовани од стране организација као што је СГС како би се осигурало да садржај тешких метала (нпр. олова, кадмијума) у ПЕ фолијама остане испод 0,01 мг/кг.
Боје за штампање: балансирање сигурности и функционалности
Боје за штампање папирних чаша морају испунити три основна захтева:
- Безбедност{0}}врста хране: Мастило мора да буде у складу са националним стандардима за безбедност хране за материјале у контакту са храном и адитиве за производе (ГБ9685). На пример, растварачи морају бити мале -супстанце, као што су етанол или етил ацетат, док су ароматични угљоводоници, као што су толуен и ксилен, забрањени.
Компатибилност процеса:
- Контрола температуре сушења: Температура сушења мастила мора да се одржава испод прага реакције пероксида за ПЕ фолије (обично мање од или једнако 80 степени) да би се избегло лоше топлотно заптивање. На пример, марка машине за папирне чаше која користи мастило за брзо-сушење на ниској температури, време сушења је смањено на 3 секунде, ефикасност производње повећана за 40%.
- Граница заосталих растварача: Преостали растварачи у мастилу не би требало да пређу 0,5 мг/дм2 да би се спречило замућење мастила или слабо пријањање на запечаћене ивице. Једна компанија користи гасну хроматографију да смањи остатке растварача на мање од 0,2 мг/дм2.
Функционални захтеви:
- Термичка отпорност: мастило шоље за топли напитак не сме да избледи на 85 степени, док мастило шоље за хладно пиће мора бити стабилно на -18 степени.
- Отпорност на абразију: Додатак нано{0}}честица силицијум-диоксида повећава отпорност слоја мастила на хабање на више од 500 циклуса (стандард теста трења: ЦС-10 точак, притисак 1 кг).
УВОД Синергија процеса: динамичко усклађивање материјала са опремом
Избор материјала за штампање папирних чаша мора бити уско повезан са параметрима опреме:
- Компатибилност машина за штампање: На пример, одређени тип пресе за папирне чаше користи 17 гумених ваљака који распршују мастило за руковање неправилним штампањем на шољама од 4 до 24 унце. Међутим, ово захтева да храпавост површине папира (Ра) мора бити мања или једнака 1,6 микрона, у супротном може доћи до неуједначене дебљине слоја мастила.
- Контрола прецизности сечења: Грешка у димензији бланко пресека мора да се контролише на ±0,1 мм да би се спречило померање шавова тела. Једна компанија је користила технологију ласерског сечења{2}}да би смањила стопу грешке са 0,5 одсто на 0,02 одсто.
- Параметри процеса врућег пресовања: Током формирања тела чаше, температура топлотног притиска мора бити динамички подешена према тачки топљења ПЕ филма (обично 110-130 степени). На пример, машине за папирне чаше користе инфрацрвене термометре да обезбеде температурну повратну информацију у реалном времену, повећавајући чврстоћу заптивања на 12/15 мм (индустријски стандард је већи или једнак 8 Н/15 мм).
Индустријски трендови: Двострука надоградња заштите животне средине и функције.
Са имплементацијом „Четрнаестог петогодишњег плана“ за контролу загађења пластиком, материјали за штампање папирних чаша развијају се у два правца:
- Премази на биобази: Неке компаније тестирају стопе биоразградње премаза полимлечне киселине (ПЛА) веће од 90 процената. Међутим, остају технички изазови, као што је ограничена отпорност на топлоту (до 60 степени).
- Технологија дигиталне штампе: Дигитална штампа са УВ мастилом може се персонализовати без потребе за прављењем плоча. Међутим, процес очвршћавања мастила емисије озона мора да се реши. Једна компанија је користила ЛЕД технологију очвршћавања хладном светлошћу да смањи концентрацију озона на 0,01 ппм (знатно испод националног стандарда од 0,1 ппм).
Закључак:
Избор материјала за штампање папирних чаша укључује сложену равнотежу безбедности, обрадивости и исплативости{0}}. Од физичких својстава биљног-папира до хемијске стабилности полиетиленских фолија и компатибилности мастила за храну{3}}, свака фаза захтева ригорозно стандардно тестирање и контролу процеса. Са строжим еколошким прописима и променљивим захтевима потрошача, будућност материјала за штампање папирних чаша ће се кретати у сигурнијем, ефикаснијем и одрживијем правцу, пружајући-опције за паковање високог квалитета за светску-индустрију робе широке потрошње која брзо расте.