Cawan kertas terutamanya diperbuat daripada papan kertas dengan salutan plastik polietilena (PE) nipis di bahagian dalam. Pembinaan berlapis ini menggabungkan gentian pulpa kayu boleh diperbaharui dengan penghalang kalis air, membolehkan cawan memegang cecair tanpa bocor atau hancur. Kebanyakan cawan kertas juga mengandungi komponen tambahan seperti dakwat gred makanan untuk mencetak dan, dalam beberapa kes, salutan PE yang berasingan pada bahagian luar.
Komposisi biasa terpecah kepada kira-kira 95% papan kertas dan 5% salutan polietilena mengikut berat . Struktur yang kelihatan mudah ini melibatkan pemilihan bahan dan proses pembuatan yang teliti untuk memastikan cawan melaksanakan fungsi yang dimaksudkan sambil memenuhi piawaian keselamatan makanan.
Lapisan Asas Papan Kertas
Asas struktur mana-mana cawan kertas adalah papan kertas, bahan berasaskan kertas tebal yang diperoleh daripada pulpa kayu. Pengilang biasanya menggunakan gentian kayu dara dan bukannya kertas kitar semula untuk cawan yang menyentuh makanan dan minuman, memastikan konsistensi dan memenuhi peraturan keselamatan makanan yang ketat.
Jenis Pulpa Kayu Yang Digunakan
Pengeluar cawan kertas memperoleh pulpa kayu daripada dua kategori utama:
- Gentian kayu lembut (daripada pokok pain, spruce, cemara): Gentian yang lebih panjang ini memberikan kekuatan dan ketahanan kepada struktur cawan
- Gentian kayu keras (daripada oak, birch, eucalyptus): Gentian yang lebih pendek ini menghasilkan kemasan permukaan yang lebih licin dan meningkatkan kebolehcetakan
Berat papan kertas untuk cawan pakai buang standard adalah dari 170 hingga 350 gram setiap meter persegi (gsm) , dengan cawan minuman sejuk biasanya menggunakan 210-280 gsm dan cawan minuman panas memerlukan 250-350 gsm untuk penebat yang lebih baik dan integriti struktur.
Sistem Salutan Polietilena
Tanpa penghalang kalis air, papan kertas akan menyerap cecair dalam beberapa saat, menyebabkan cawan gagal. Di sinilah salutan polietilena menjadi penting untuk kefungsian cawan kertas.
Tujuan Salutan Dalaman
Salutan PE dalaman, biasanya 10-20 mikron tebal , menjalankan pelbagai fungsi kritikal:
- Mencipta penghalang cecair lengkap menghalang resapan melalui gentian kertas
- Membenarkan pengedap haba pada jahitan bawah semasa pembuatan
- Menghalang pemindahan rasa atau bau antara minuman dan kertas
- Mengekalkan integriti struktur apabila memegang cecair panas atau sejuk
Aplikasi Salutan Luaran
Banyak cawan kertas juga mempunyai lapisan PE luaran, walaupun lebih nipis daripada salutan dalaman pada kira-kira 5-10 mikron . Lapisan luar ini melindungi grafik bercetak, menghalang lembapan daripada kelembapan persekitaran dan memberikan rasa yang lebih licin semasa mengendalikan cawan.
Bahan dan Komponen Tambahan
Di luar papan kertas utama dan salutan PE, beberapa bahan lain menyumbang kepada produk cawan kertas akhir.
Dakwat dan Pewarna Pencetakan
Dakwat percetakan fleksografik gred makanan atau dakwat percetakan mengimbangi mencipta penjenamaan, reka bentuk dan maklumat pada cawan kertas. Pengilang moden kebanyakannya menggunakan dakwat berasaskan air atau berasaskan soya yang memenuhi peraturan hubungan makanan FDA dan EU. Dakwat ini tidak boleh berhijrah ke dalam minuman dan kekal stabil merentasi julat suhu daripada beku hingga lebih 200°F (93°C).
Salutan Khusus untuk Aplikasi Berbeza
| Jenis Cawan | Bahan Salutan | Faedah Khusus |
|---|---|---|
| Cawan standard | PE (polietilena) | Kalis air yang menjimatkan kos |
| Cawan mesra alam | PLA (asid polilaktik) | Terbiodegradasi dalam pengkomposan industri |
| Premium boleh dikitar semula | Salutan serakan berasaskan air | Pengasingan yang lebih mudah semasa kitar semula |
| Cawan dua dinding | PE dengan lapisan jurang udara | Penebat haba yang dipertingkatkan |
Proses Pembuatan dan Integrasi Bahan
Memahami cara bahan-bahan ini bergabung semasa pengeluaran mendedahkan mengapa cawan kertas dibina dengan cara yang sama.
Kaedah Permohonan Salutan
Pengilang menggunakan salutan PE melalui salutan penyemperitan, di mana polietilena cair diekstrusi pada papan kertas bergerak pada kelajuan yang mencapai 300 meter seminit . Ikatan plastik panas terus kepada gentian kertas semasa ia sejuk, mewujudkan struktur berlamina dalam satu proses berterusan.
Langkah Pembentukan Cawan
- Helaian papan kertas bersalut PE pra-cetak dipotong mati menjadi kosong cawan
- Kosong dibentuk menjadi bentuk silinder dengan jahitan sisi yang bertindih
- Haba dan tekanan mengaktifkan salutan PE untuk mengelak jahitan sisi
- Cakera bawah bulatan dimeteraikan haba pada dasar cawan
- Rim cawan digulung ke luar untuk kestabilan struktur dan minuman yang selesa
Keseluruhan proses ini boleh menghasilkan 100-150 cawan seminit pada mesin berkelajuan tinggi moden , dengan salutan PE berfungsi sebagai penghalang kalis air dan pelekat untuk menyambung komponen cawan.
Pertimbangan Alam Sekitar Bahan Cawan Kertas
Komposisi bahan cawan kertas mencipta cabaran penting untuk pengurusan sisa dan kelestarian alam sekitar.
Cabaran Kitar Semula
Walaupun papan kertas secara teorinya boleh dikitar semula, salutan PE menyukarkan kitar semula cawan kertas konvensional. Kemudahan kitar semula kertas standard tidak boleh memisahkan lapisan plastik nipis daripada gentian kertas dengan mudah. Akibatnya, kurang daripada 1% daripada anggaran 600 bilion cawan kertas yang digunakan di seluruh dunia setiap tahun sebenarnya dikitar semula .
Kemudahan kitar semula khusus boleh memproses cawan kertas dengan menggunakan teknologi hydrapulping yang memecahkan kertas sambil mengasingkan salutan plastik. Walau bagaimanapun, hanya sebilangan terhad kemudahan sedemikian wujud di seluruh dunia, dan cawan mesti dikumpulkan secara berasingan daripada aliran kitar semula kertas standard.
Perkembangan Bahan Alternatif
Sebagai tindak balas kepada kebimbangan alam sekitar, pengeluar telah membangunkan beberapa bahan alternatif:
- Cawan bersalut PLA : Gunakan asid polilaktik berasaskan tumbuhan dan bukannya PE, tetapi memerlukan kemudahan pengkomposan industri (biasanya tidak tersedia di kebanyakan kawasan)
- Salutan serakan berasaskan air : Boleh ditarik balik dalam kemudahan kitar semula standard, walaupun prestasi mungkin tidak sepadan dengan PE untuk semua aplikasi
- Papan kertas bersalut mineral : Menggunakan penghalang tanah liat atau kalsium karbonat, meningkatkan kebolehkitar semula tetapi dengan had untuk minuman panas
Piawaian Keselamatan untuk Bahan Cawan Kertas
Semua bahan yang digunakan dalam pengeluaran cawan kertas mesti memenuhi peraturan keselamatan sentuhan makanan yang ketat.
Keperluan Kawal Selia
Di Amerika Syarikat, FDA mengawal bahan cawan kertas di bawah Tajuk 21 Kod Peraturan Persekutuan (CFR) , terutamanya seksyen 176 dan 177 meliputi kertas dan bahan polimer. Peraturan Eropah mengikut Peraturan Rangka Kerja EU (EC) No 1935/2004 dengan langkah khusus tambahan untuk bahan seperti plastik.
Keperluan ujian utama termasuk:
- Ujian migrasi untuk memastikan bahan kimia tidak dipindahkan daripada bahan ke dalam minuman
- Had kandungan logam berat dalam dakwat dan salutan
- Sekatan agen pemutih pendarfluor dalam papan kertas
- Ujian kestabilan suhu untuk aplikasi minuman panas
Pengeluar bereputasi mengekalkan dokumentasi yang membuktikan bahan mereka mematuhi peraturan ini dan menjalankan ujian pihak ketiga yang kerap untuk mengesahkan keselamatan.
Variasi untuk Pelbagai Jenis Minuman
Spesifikasi bahan cawan kertas berbeza dengan ketara berdasarkan penggunaan yang dimaksudkan.
Cawan Minuman Panas
Cawan direka untuk kegunaan kopi, teh dan coklat panas papan kertas tebal (280-350 gsm) dan boleh menggabungkan pembinaan dua dinding. Jurang udara antara dua lapisan kertas menyediakan penebat, membolehkan pelanggan memegang minuman panas dengan selesa tanpa memerlukan lengan yang berasingan. Sesetengah pengeluar menambah lapisan kertas beralun penebat di antara dinding.
Cawan Minuman Sejuk
Cawan minuman sejuk biasanya menggunakan papan kertas yang lebih ringan (210-280 gsm) kerana penebat haba tidak diperlukan. Walau bagaimanapun, ia sering menampilkan salutan PE luaran yang lebih teguh untuk mengelakkan pemeluwapan daripada melemahkan struktur cawan atau menjadikannya licin untuk dipegang. Salutan dalaman mesti menghalang penyerapan lembapan apabila memegang minuman ais untuk tempoh yang lama.
Bahan Cawan Khas
Sesetengah aplikasi memerlukan penyesuaian bahan yang unik. Cawan aiskrim mungkin menggunakan salutan lilin gred makanan dan bukannya PE untuk penampilan tradisional. Cawan sup menggabungkan PE dengan rintangan haba yang dipertingkatkan. Cawan stadium dan bekas format besar menggunakan papan kertas bertetulang dengan lapisan salutan yang lebih tebal untuk menyokong berat cecair yang lebih besar.
