Mga tasang papel ay pangunahing gawa sa paperboard na may manipis na polyethylene (PE) na plastic coating sa loob. Pinagsasama ng layered construction na ito ang mga renewable wood pulp fibers na may waterproof barrier, na nagbibigay-daan sa tasa na hawakan ang mga likido nang hindi tumatagas o nadidisintegrate. Karamihan sa mga paper cup ay naglalaman din ng mga karagdagang bahagi tulad ng food-grade inks para sa pag-print at, sa ilang mga kaso, isang hiwalay na PE coating sa panlabas.
Ang karaniwang komposisyon ay nahahati sa humigit-kumulang 95% paperboard at 5% polyethylene coating ayon sa timbang . Ang tila simpleng istraktura na ito ay nagsasangkot ng maingat na pagpili ng materyal at mga proseso ng pagmamanupaktura upang matiyak na ang mga tasa ay gumaganap ng kanilang layunin habang nakakatugon sa mga pamantayan sa kaligtasan ng pagkain.
Ang Paperboard Base Layer
Ang istrukturang pundasyon ng anumang paper cup ay paperboard, isang makapal na materyal na nakabatay sa papel na nagmula sa sapal ng kahoy. Karaniwang gumagamit ang mga tagagawa ng virgin wood fibers kaysa sa recycled na papel para sa mga tasa na kumontak sa pagkain at inumin, na tinitiyak ang pagkakapare-pareho at nakakatugon sa mahigpit na mga regulasyon sa kaligtasan ng pagkain.
Mga Uri ng Wood Pulp na Ginamit
Pinagmumulan ng mga tagagawa ng paper cup ang wood pulp mula sa dalawang pangunahing kategorya:
- Mga hibla ng softwood (mula sa pine, spruce, fir tree): Ang mas mahahabang hibla na ito ay nagbibigay ng lakas at tibay sa istraktura ng tasa
- Hardwood fibers (mula sa oak, birch, eucalyptus): Ang mga mas maiikling hibla na ito ay lumilikha ng mas makinis na pagtatapos sa ibabaw at nagpapabuti ng kakayahang mai-print
Ang bigat ng paperboard para sa karaniwang mga disposable cup ay mula sa 170 hanggang 350 gramo bawat metro kuwadrado (gsm) , na may mga tasa ng malamig na inumin na karaniwang gumagamit ng 210-280 gsm at mga tasa ng mainit na inumin na nangangailangan ng 250-350 gsm para sa mas mahusay na pagkakabukod at integridad ng istruktura.
Ang Polyethylene Coating System
Kung walang harang na hindi tinatablan ng tubig, ang paperboard ay sumisipsip ng mga likido sa loob ng ilang segundo, na nagiging sanhi ng pagbagsak ng tasa. Dito nagiging mahalaga ang polyethylene coating sa pag-andar ng paper cup.
Layunin ng Panloob na Patong
Ang panloob na patong ng PE, karaniwan 10-20 microns ang kapal , ay nagsisilbi ng maraming kritikal na function:
- Lumilikha ng kumpletong likidong hadlang na pumipigil sa pagtagos sa pamamagitan ng mga hibla ng papel
- Pinapayagan ang heat-sealing ng ilalim na tahi sa panahon ng pagmamanupaktura
- Pinipigilan ang paglipat ng lasa o amoy sa pagitan ng inumin at papel
- Pinapanatili ang integridad ng istruktura kapag may hawak na mainit o malamig na likido
Aplikasyon ng Panlabas na Patong
Nagtatampok din ang maraming paper cup ng panlabas na layer ng PE, bagaman mas manipis kaysa sa panloob na patong sa humigit-kumulang 5-10 microns . Pinoprotektahan ng panlabas na layer na ito ang mga naka-print na graphics, pinipigilan ang moisture mula sa kahalumigmigan sa kapaligiran, at nagbibigay ng mas makinis na pakiramdam kapag hinahawakan ang tasa.
Mga Karagdagang Materyales at Bahagi
Higit pa sa pangunahing paperboard at PE coating, maraming iba pang materyales ang nag-aambag sa panghuling produkto ng paper cup.
Mga Tinta sa Pag-print at Mga Tina
Ang food-grade flexographic o offset na mga tinta sa pag-print ay gumagawa ng pagba-brand, mga disenyo, at impormasyon sa mga paper cup. Ang mga modernong tagagawa ay kadalasang gumagamit water-based o soy-based na mga tinta na nakakatugon sa mga regulasyon sa pakikipag-ugnayan sa pagkain ng FDA at EU. Ang mga tinta na ito ay hindi dapat lumipat sa mga inumin at manatiling matatag sa mga saklaw ng temperatura mula sa pagyeyelo hanggang sa higit sa 200°F (93°C).
Mga Specialty Coating para sa Iba't ibang Application
| Uri ng Cup | Materyal na Patong | Partikular na Benepisyo |
|---|---|---|
| Mga karaniwang tasa | PE (polyethylene) | Matipid na waterproofing |
| Eco-friendly na mga tasa | PLA (polylactic acid) | Biodegradable sa pang-industriya na pag-compost |
| Premium na recyclable | Water-based na dispersion coating | Mas madaling paghihiwalay sa panahon ng pag-recycle |
| Mga tasa na may dobleng dingding | PE na may air gap layer | Pinahusay na thermal insulation |
Proseso ng Paggawa at Pagsasama ng Materyal
Ang pag-unawa kung paano pinagsama ang mga materyales na ito sa panahon ng produksyon ay nagpapakita kung bakit ang mga paper cup ay ginawa sa paraang ito.
Mga Paraan ng Paglalapat ng Patong
Ang mga tagagawa ay naglalagay ng PE coating sa pamamagitan ng extrusion coating, kung saan ang molten polyethylene ay inilalabas sa gumagalaw na paperboard sa bilis na umaabot. 300 metro kada minuto . Ang mainit na plastik na mga bono ay direkta sa mga hibla ng papel habang ito ay lumalamig, na lumilikha ng isang nakalamina na istraktura sa isang solong tuluy-tuloy na proseso.
Mga Hakbang sa Pagbuo ng Cup
- Pre-printed, PE-coated paperboard sheets ay die-cut sa cup blanks
- Ang mga blangko ay nabuo sa mga cylindrical na hugis na may magkakapatong na gilid ng gilid
- Ini-activate ng init at pressure ang PE coating para ma-seal ang side seam
- Ang mga pabilog na disc sa ibaba ay heat-sealed sa base ng tasa
- Ang mga rim ng tasa ay nakakulot palabas para sa katatagan ng istruktura at kumportableng pag-inom
Ang buong prosesong ito ay maaaring makagawa 100-150 tasa bawat minuto sa mga modernong high-speed machine , na ang PE coating ay nagsisilbing parehong waterproof barrier at ang adhesive para sa pagsali sa mga bahagi ng cup.
Mga Pagsasaalang-alang sa Kapaligiran ng Mga Materyal ng Paper Cup
Ang materyal na komposisyon ng mga paper cup ay lumilikha ng mga makabuluhang hamon para sa pamamahala ng basura at pagpapanatili ng kapaligiran.
Ang Hamon sa Pag-recycle
Bagama't theoretically recyclable ang paperboard, pinapahirapan ng PE coating ang conventional paper cup recycling. Ang karaniwang mga pasilidad sa pag-recycle ng papel ay hindi madaling maihiwalay ang manipis na plastic layer mula sa mga fibers ng papel. Bilang resulta, wala pang 1% ng tinatayang 600 bilyong paper cup na ginagamit sa buong mundo bawat taon ang aktwal na nire-recycle .
Maaaring iproseso ng mga dalubhasang pasilidad sa pag-recycle ang mga paper cup sa pamamagitan ng paggamit ng teknolohiyang hydrapulping na sumisira sa papel habang pinaghihiwalay ang plastic coating. Gayunpaman, isang limitadong bilang lamang ng mga naturang pasilidad ang umiiral sa buong mundo, at ang mga tasa ay dapat na kolektahin nang hiwalay mula sa karaniwang mga stream ng pag-recycle ng papel.
Mga Alternatibong Pagbuo ng Materyal
Bilang tugon sa mga alalahanin sa kapaligiran, ang mga tagagawa ay bumuo ng ilang mga alternatibong materyales:
- Mga tasang pinahiran ng PLA : Gumamit ng polylactic acid na nakabatay sa halaman sa halip na PE, ngunit nangangailangan ng mga pasilidad sa pag-compost ng industriya (karaniwang hindi available sa karamihan ng mga lugar)
- Water-based na dispersion coatings : Maaaring ibalik sa karaniwang mga pasilidad sa pag-recycle, kahit na ang pagganap ay maaaring hindi tumugma sa PE para sa lahat ng mga aplikasyon
- Paperboard na pinahiran ng mineral : Gumagamit ng clay o calcium carbonate na mga hadlang, pinapabuti ang recyclability ngunit may mga limitasyon para sa mga maiinit na inumin
Mga Pamantayan sa Kaligtasan para sa Mga Materyales ng Paper Cup
Ang lahat ng mga materyales na ginagamit sa paggawa ng paper cup ay dapat matugunan ang mahigpit na mga regulasyon sa kaligtasan sa pakikipag-ugnay sa pagkain.
Mga Kinakailangan sa Regulasyon
Sa Estados Unidos, kinokontrol ng FDA ang mga materyales sa paper cup sa ilalim Title 21 ng Code of Federal Regulations (CFR) , partikular na ang mga seksyon 176 at 177 na sumasaklaw sa papel at mga polymeric na sangkap. Ang mga regulasyon sa Europa ay sumusunod sa EU Framework Regulation (EC) No 1935/2004 na may mga karagdagang partikular na hakbang para sa mga materyales tulad ng mga plastik.
Kabilang sa mga pangunahing kinakailangan sa pagsubok ang:
- Pagsusuri sa paglilipat upang matiyak na ang mga kemikal ay hindi naililipat mula sa mga materyales patungo sa mga inumin
- Mga limitasyon sa nilalaman ng mabibigat na metal sa mga tinta at coatings
- Mga paghihigpit ng fluorescent whitening agent sa paperboard
- Pagsubok sa katatagan ng temperatura para sa mga application ng mainit na inumin
Ang mga kilalang tagagawa ay nagpapanatili ng dokumentasyon na nagpapatunay na ang kanilang mga materyales ay sumusunod sa mga regulasyong ito at nagsasagawa ng regular na third-party na pagsubok upang i-verify ang kaligtasan.
Mga Variation para sa Iba't ibang Uri ng Inumin
Ang mga pagtutukoy ng materyal na tasa ng papel ay makabuluhang nag-iiba batay sa kanilang nilalayon na paggamit.
Mga Tasa ng Mainit na Inumin
Mga tasang idinisenyo para sa paggamit ng kape, tsaa, at mainit na tsokolate mas makapal na paperboard (280-350 gsm) at maaaring isama ang double-wall construction. Ang agwat ng hangin sa pagitan ng dalawang layer ng papel ay nagbibigay ng pagkakabukod, na nagpapahintulot sa mga customer na humawak ng maiinit na inumin nang kumportable nang hindi nangangailangan ng hiwalay na manggas. Ang ilang mga tagagawa ay nagdaragdag ng insulating corrugated na mga layer ng papel sa pagitan ng mga dingding.
Mga Tasa ng Malamig na Inumin
Ang mga tasa ng malamig na inumin ay karaniwang gumagamit ng mas magaan na paperboard (210-280 gsm) dahil hindi kinakailangan ang thermal insulation. Gayunpaman, madalas silang nagtatampok ng mas matatag na panlabas na patong ng PE upang maiwasan ang paghalay mula sa pagpapahina sa istraktura ng tasa o ginagawa itong madulas na hawakan. Ang panloob na patong ay dapat na pigilan ang pagsipsip ng kahalumigmigan kapag humahawak ng mga iced na inumin nang matagal.
Specialty Cup Materials
Ang ilang mga application ay nangangailangan ng mga natatanging adaptasyon ng materyal. Ang mga tasa ng sorbetes ay maaaring gumamit ng food-grade wax coating sa halip na PE para sa tradisyonal na hitsura. Ang mga tasa ng sopas ay may kasamang PE na may pinahusay na paglaban sa init. Gumagamit ang mga stadium cup at malalaking format na lalagyan ng reinforced paperboard na may mas makapal na coating layer para suportahan ang mas malaking likidong timbang.
