مواد برای چاپ لیوان کاغذی دستگاه لیوان کاغذی چیست؟

در زنجیره تولید لیوان های کاغذی یکبار مصرف، فرآیند چاپ مستقیماً ظاهر و عملکرد ایمنی محصول را تعیین می کند. به عنوان ماده اصلی پشتیبان دستگاه لیوان کاغذی، انتخاب مواد چاپ باید ایمنی تماس با مواد غذایی، سازگاری فرآیند و سازگاری با محیط زیست را در نظر بگیرد. در این مقاله، ویژگی ها و الزامات تکنولوژیکی مواد چاپ لیوان کاغذی به طور سیستماتیک از سه بعد کلیدی: بستر، پوشش و جوهر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.

مواد پایه: خواص فیزیکی{0}}شیمیایی بستر الیاف گیاهی

چاپ لیوان کاغذی بر اساس خمیر چوب شیمیایی است که عمدتاً از الیاف گیاهی (مانند چوب پنبه و چوب سخت) خمیر شده، دفیبریل شده، تصفیه شده و الک شده است. طبق استانداردهای مواد و محصول کاغذ و مقوای تماس با غذا (GB4806.8)، شاخص های کلیدی زیر برای کاغذ پایه باید رعایت شوند:

1. وزن پایه و سفتی: وزن پایه عموماً بین 140 تا 350 350 گرم بر متر مربع است و سفتی مستلزم آن است که شکل فنجان تحت وزن مایع و ساختار خود ثابت بماند. به عنوان مثال، یک لیوان کاغذی 8 اونس باید به اندازه کافی سخت باشد تا بتواند وزن خود و فشار مایع موجود در آن را تحمل کند.
2. روشنایی و درمان سطح: روشنایی باید الزامات وضوح چاپ را برآورده کند، اما مواد سفید کننده فلورسنت ممنوع هستند. درمان کرونا سطح، کشش سطحی از 29 تا 31 میلی نیوتن بر متر تا بیش از 40 میلی نیوتن بر متر، چسبندگی جوهر را افزایش می دهد.
3. نفوذ و اندازه: فرآیند اندازه گیری نفوذپذیری آب را کنترل می کند و از نرم شدن مایعات در فنجان جلوگیری می کند. برای مثال، لیوان‌های نوشیدنی سرد باید نشاسته یا لایه لایه شوند تا از متراکم شدن آن جلوگیری شود.

پوشش های عملکردی: مکانیسم حفاظت دوگانه از فیلم های PE

کاغذ پایه باید از لایه پلی اتیلن (PE) یک فرآیند لمینیت عبور کند تا یک لایه عملکردی ضد آب و ضد نفوذ- هسته تشکیل شود. بسته به کاربرد، پوشش را می توان به PE یک طرفه-و PE دو طرفه-تقسیم کرد:

1. کاغذ چند لایه- پلی اتیلن یک طرفه-: پلی اتیلن فقط روی دیواره داخلی اعمال می شود و برای فنجان های نوشیدنی گرم مناسب است. پلی اتیلن باید در برابر حرارت مقاوم باشد (در دمای بیش از 100 درجه تحمل کند) و مطابق با استاندارد بهداشتی محصولات قالب گیری پلی اتیلن برای بسته بندی مواد غذایی (GB/T) باشد. به عنوان مثال، فنجان های نوشیدنی گرم Starbucks از فرمولاسیون پلی اتیلن مخصوص برای جلوگیری از انتشار مواد مضر در دمای بالا استفاده می کنند.
2. کاغذ پلی اتیلن دو طرفه-روی کاغذ چند لایه: پلی اتیلن برای دیوارهای داخلی و خارجی مناسب است و اغلب در فنجان های نوشیدنی سرد استفاده می شود. پلی اتیلن خارجی باید شکنندگی{3}}درجهای پایینی داشته باشد تا از نرم شدن کاغذ ناشی از نوشیدنی های سرد جلوگیری شود. به عنوان مثال، فنجان های بستنی مک دونالد دارای ساختار پلی اتیلن دو طرفه- هستند که سختی آن را در -18 درجه سانتیگراد حفظ می کند.

نقطه خطر فرآیند: لیوان های کاغذی با کیفیت پایین ممکن است از پلی اتیلن بازیافت شده استفاده کنند که در طول پردازش، نرم کننده های فتالات را آزاد می کند. مصرف طولانی-این مواد ممکن است عملکرد غدد درون ریز را مختل کند. بنابراین، تولیدکنندگان معتبر باید توسط سازمان‌هایی مانند SGS تأیید شوند تا اطمینان حاصل کنند که محتوای فلزات سنگین (به عنوان مثال سرب، کادمیوم) در فیلم‌های پلی‌اتیلن زیر 0.01 میلی‌گرم بر کیلوگرم باقی می‌ماند.

جوهرهای چاپ: تعادل بین امنیت و عملکرد

جوهرهای چاپ لیوان کاغذی باید سه الزام اصلی را داشته باشند:

• مواد غذایی{0}}ایمنی درجه: جوهر باید با استانداردهای ملی ایمنی مواد غذایی برای مواد تماس با غذا و افزودنی‌های محصول (GB9685) مطابقت داشته باشد. برای مثال، حلال‌ها باید دارای{3}مواد سمیت کم مانند اتانول یا اتیل استات باشند، در حالی که هیدروکربن‌های معطر مانند تولوئن و زایلن ممنوع هستند.

سازگاری فرآیند:

• کنترل دمای خشک کردن: دمای خشک کردن جوهر باید زیر آستانه واکنش پراکسید فیلم های پلی اتیلن (معمولاً کمتر یا مساوی 80 درجه) باشد تا از آب بندی حرارتی ضعیف جلوگیری شود. به عنوان مثال، یک مارک ماشین لیوان کاغذی با استفاده از جوهر خشک کردن سریع-در دمای پایین، زمان خشک شدن به 3 ثانیه کاهش یافت، راندمان تولید تا 40٪ افزایش یافت.
• حد حلال باقیمانده: حلال های باقیمانده در جوهر نباید از 0.5 میلی گرم بر دسی متر مربع بیشتر شود تا از تار شدن جوهر یا چسبندگی ضعیف به لبه های مهر و موم شده جلوگیری شود. یک شرکت از کروماتوگرافی گازی برای کاهش باقیمانده حلال به کمتر از 0.2 mg/dm2 استفاده می کند.

الزامات عملکردی:

• مقاومت حرارتی: جوهر فنجان نوشیدنی گرم نباید در 85 درجه محو شود، در حالی که جوهر فنجان نوشیدنی سرد باید در -18 درجه پایدار باشد.
• مقاومت در برابر سایش: افزودن ذرات نانو-سیلیکا مقاومت سایشی لایه جوهر را به بیش از 500 دور افزایش می‌دهد (استاندارد تست اصطکاک: چرخ CS-10، فشار 1 کیلوگرم).

مقدمه هم افزایی فرآیند: تطبیق دینامیک مواد با تجهیزات

انتخاب مواد چاپ لیوان کاغذی باید با پارامترهای تجهیزات مرتبط باشد:

1. سازگاری با ماشین چاپ: به عنوان مثال، نوع خاصی از پرس لیوان کاغذی از 17 غلتک لاستیکی استفاده می کند که جوهر را پراکنده می کند تا چاپ نامنظم را روی فنجان های 4 تا 24 اونسی انجام دهد. با این حال، این مستلزم آن است که زبری سطح کاغذ (Ra) باید کمتر یا برابر با 1.6 میکرون باشد، در غیر این صورت ممکن است ضخامت لایه جوهر ناهموار باشد.
2. کنترل دقیق برش قالب: خطای ابعاد قسمت خالی باید تا 0.1 ± میلی متر کنترل شود تا از دررفتگی درزهای بدنه جلوگیری شود. یک شرکت از فناوری برش قالب لیزری برای کاهش میزان خطا از 0.5 درصد به 0.02 درصد استفاده کرد.
3. پارامترهای فرآیند پرس داغ: در طول شکل گیری بدنه فنجان، دمای فشار حرارتی باید به صورت دینامیکی با توجه به نقطه ذوب لایه پلی اتیلن (معمولاً 110-130 درجه) تنظیم شود. برای مثال، ماشین‌های لیوان کاغذی از دماسنج‌های مادون قرمز برای ارائه بازخورد دمایی در زمان واقعی استفاده می‌کنند و قدرت آب‌بندی را تا 12/15 میلی‌متر افزایش می‌دهند (استاندارد صنعتی بیشتر از یا برابر با 8 N/15 میلی‌متر).

روندهای صنعت: ارتقاء دوگانه حفاظت از محیط زیست و عملکرد.

با اجرای "برنامه پنج ساله چهاردهم{{0}" برای کنترل آلودگی پلاستیک، مواد چاپ لیوان کاغذی در دو جهت در حال توسعه هستند:

• پوشش‌های مبتنی بر زیست‌محور: برخی از شرکت‌ها در حال اجرای آزمایشی روی پوشش‌های پلی لاکتیک اسید (PLA) با نرخ تخریب زیستی بیش از 90 درصد هستند. با این حال، چالش‌های فنی مانند مقاومت محدود در برابر حرارت (تا 60 درجه) همچنان باقی است.
• فناوری چاپ دیجیتال: چاپ دیجیتال جوهر UV را می توان شخصی سازی کرد بدون نیاز به ساخت صفحه. با این حال، فرآیند درمان جوهر انتشار ازن باید حل شود. یک شرکت از فناوری پخت نور سرد LED برای کاهش غلظت ازن به ppm 0.01 (بسیار کمتر از استاندارد ملی 0.1 ppm) استفاده کرد.

نتیجه گیری:

انتخاب مواد چاپ لیوان کاغذی شامل تعادل پیچیده ای از ایمنی، قابلیت پردازش و کارایی{0}}هزینه است. از خواص فیزیکی کاغذهای گیاهی- گرفته تا پایداری شیمیایی لایه های پلی اتیلن و سازگاری درجه غذایی{3}} جوهرها، هر مرحله نیاز به آزمایش استاندارد و کنترل فرآیند دقیق دارد. با قوانین سخت‌گیرانه‌تر زیست‌محیطی و تغییر تقاضای مصرف‌کنندگان، آینده مواد چاپ لیوان کاغذی در جهت ایمن‌تر، کارآمدتر و پایدارتر حرکت می‌کند و گزینه‌های بسته‌بندی با کیفیت بالا را برای صنعت کالاهای مصرفی در حال رشد{{6} در جهان ارائه می‌کند.