Ще избледнее ли печатът върху пластмасовите чаши за чай?

Избледняване на печата върху еднократна употребапластмасови чаши за чайе често срещан проблем, с който потребителите се сблъскват при ежедневна употреба. С нарастващата осведоменост относно безопасността на храните, хората обръщат повече внимание на безопасността и стабилността на печата върху еднократнипластмасови чаши за чай. Според най-новите индустриални стандарти и данни от тестове, избледняването на печата върху пластмасови чаши за чай за еднократна употреба се влияе от различни фактори, включително вида на печатния процес, условията на околната среда и естеството на течностите в контакт с чашата. Тази статия ще анализира подробно проблема с избледняването на печата върху пластмаса за еднократна употребачаши за чай, от технически принципи до сценарии за практическо приложение.

1.1 Типове и характеристики на масовия процес на печат

Процесите на печат за еднократни пластмасови чаши за чай включват главно ситопечат, тампонен печат, топлопренасящ печат и UV печат. Всеки процес има свои уникални технически характеристики и приложими сценарии.

Ситопечатът е един от най-традиционните и често използвани печатни процеси. Неговият принцип е да пренася мастило върху повърхността на субстрата чрез екранен шаблон. Множество цветове могат да бъдат насложени, за да се постигнат сложни шарки. Основните предимства на ситопечата са неговият дебел мастилен слой и силна непрозрачност, което го прави особено подходящ за отпечатване на едно-цветни лога, а цената е относително ниска; многоцветният-печат може да постигне модели с висока-наситеност. Ситопечатът обаче има и значителни недостатъци, отразени главно в лоши градиентни ефекти и ограничена изразителна сила за модели, изискващи цветни преходи.
Тампонният печат е особено подходящ за печат върху пластмасови чаши за чай с неправилна форма. Принципът му на работа е да използва силиконова подложка, за да вземе мастилото за дълбок печат и след това да го пренесе върху извитата повърхност. Най-голямото предимство на тампонния печат е силната му адаптивност към извити повърхности, което го прави особено подходящ за печат върху неправилни области като ръбове и дръжки на чаши. Този процес е особено подходящ за локален печат върху пластмасови чаши за чай с неправилна форма, като тези, направени от AS и Tritan. Тампонният печат обаче също има своите ограничения; точността на много-цветния печат зависи от стабилността на оборудването и техническите изисквания са по-високи.

Топлотрансферният печат се използва широко при печата на пластмасови чаши, особено за сложни модели и много{0}}цветен печат. Неговият процес включва две основни стъпки: първо, моделът на дизайна се отпечатва върху трансферно фолио и след това трансферното фолио се поставя върху тялото на чашата. Чрез нагряване и натиск от термопресова машина, моделът се прехвърля от фолиото върху тялото на чашата. Предимствата на термотрансферния печат са фини шарки, наситени цветове и пригодност за сложни шарки и широко-мащабно производство. Въпреки това цената на трансферното фолио е по-висока и прехвърлянето към извити тела на бутилка е по-трудно. UV печатът става все по-популярен в съвременното производство поради бързото му втвърдяване, особено на високо-скоростни производствени линии. UV печатът е подходящ за различни пластмасови материали като PP и PET и се използва за конични чаши, чаши от пяна и други продукти. По време на сушенето на пластмасови чаши за чай, температурата за UV печат обикновено се контролира между 70 градуса и 100 градуса. Основното предимство на UV печата е неговата бърза скорост на втвърдяване, което значително подобрява ефективността на производството, но инвестиционните разходи за оборудване са по-високи.

1.2 Типове печатни материали и технически изисквания

Типът мастило, използвано за отпечатване на еднократни пластмасови чаши за чай, пряко влияе върху качеството на печат и устойчивостта на цветовете. Понастоящем на пазара се използва главно мастило на-базирана на етанол, което е екологично мастило. Характеристика на мастилото на базата на етанол-е, че то ще избледнее, когато е изложено на алкохол, поради физическото разтваряне на мастилото от чист алкохол.
По отношение на изискванията за качество на печат, мастилото за печат, използвано за хартиени чаши, трябва да отговаря на няколко показателя за ефективност. Според индустриалните стандарти се изисква печатарското мастило да има добра устойчивост на печат, а отпечатаният продукт трябва да има добра устойчивост на киселина, основи, вода, температура и светлина, без избледняване, обезцветяване или лющене поради тези фактори. В допълнение, отпечатаният продукт също трябва да има добра устойчивост на надраскване, гланц, полу-мат и матов външен вид.

1.3 Съответни индустриални стандарти и изисквания за качество

Китай е установил строги национални стандарти и индустриални разпоредби за отпечатването на пластмасови чаши за чай за еднократна употреба. Серията от стандарти GB 4806 е основният стандарт за безопасност за материали, влизащи в контакт с храни, сред които GB 4806.7-2016 „Национален стандарт за безопасност на храните за пластмасови материали и продукти, предназначени за контакт с храни“ конкретно предоставя подробни разпоредби относно безопасността на пластмасовите съдове и прибори.
По отношение на спецификациите на позицията за печат, националният стандарт GB/T 27590-2011 „Хартиени чаши“ ясно постановява, че печатът не трябва да се извършва в рамките на 15 mm от ръба на чашата и в рамките на 10 mm от дъното на чашата. Този регламент има за цел да попречи на потребителите да поглъщат печатарското мастило, когато използват чашите, както и да предотврати триенето на щампата на дъното на чашата във вътрешността на друга чаша, когато е подредена.
По отношение на изискванията за устойчивост на цвета, националният стандарт определя специфични технически показатели: устойчивост на цвета на триене, по-голяма или равна на 4 степен, и устойчивост на светлина, по-голяма или равна на 6 степен, за предотвратяване на избледняване и замърсяване. Тези стандартни стойности са важни критерии за преценка дали качеството на печат на еднократни пластмасови чаши за чай е квалифицирано.
По отношение на изискванията за безопасност на храните, печатарските мастила трябва да използват мастила на водна-базирана -храна. Тези мастила не съдържат вредни вещества като бензен и тежки метали и няма да отделят вредни вещества дори при нагряване. Освен това, мастилото е разрешено да се отпечатва само от външната страна на чашата, за да се избегне директен контакт с напитката.

2.1 Сценарий за сервиране на напитки с нормална температура

Сервирането на напитки при стайна температура (20-25 градуса по Целзий) е най-честият сценарий за използване на пластмасови чаши за чай за еднократна употреба. Съгласно индустриалните стандарти и действителната обратна връзка от потребителите, пластмасовите чаши за чай за еднократна употреба с квалифицирано качество имат относително стабилен печатен слой при нормални условия на употреба при стайна температура и не са склонни към значително обезцветяване.
Според националните стандарти всички отпечатани багрила ще избледнеят, но степента на избледняване е разделена на 1-5 нива, като ниво 3 е квалифициран стандарт, а ниво 5 избледняване е практически невидимо с невъоръжено око. При нормални температурни условия продуктите, отпечатани с пигментни мастила, могат да достигнат ниво на избледняване от 3-4, което обикновено не причинява значително визуално въздействие при нормална употреба.
Някои фактори обаче могат да доведат до обезцветяване при реална употреба. Ако мастилото не е напълно изсъхнало, шаблонът лесно се изтрива по време на последваща обработка или употреба; докато твърде бързото изсъхване може да попречи на мастилото да проникне напълно във влакната на хартията, което също ще повлияе на адхезията. Освен това контролът на вискозитета на мастилото е от решаващо значение. Ако вискозитетът на мастилото е твърде висок, течливостта е лоша и мастилото не може да се пренесе правилно върху повърхността на чашата по време на печат, което води до непълно и нестабилно отпечатване на шаблона; твърде ниският вискозитет може да причини изтичане на мастилото, размазване на шаблона и улесняване на отлепването му след изсъхване.

2.2 Нормално боравене и подреждане

Пластмасовите чаши за чай за еднократна употреба неизбежно са подложени на механични действия като боравене и подреждане по време на ежедневна употреба и тези фактори също влияят върху стабилността на печатния слой. При нормални процеси на обработка и подреждане, ако качеството на печат е квалифицирано, обикновено няма да има значително обезцветяване.
Ситуацията обаче се променя, когато отпечатаният шаблон е в рамките на 15 mm от ръба на чашата или в рамките на 10 mm от дъното на чашата. Съгласно националните стандарти, печатът не трябва да присъства в рамките на 15 mm от ръба и в рамките на 10 mm от основата на чашата. При действително производство обаче някои продукти все още нарушават това правило. Например, някои потребители се оплакаха, че цялото тяло на закупените от тях хартиени чаши за еднократна употреба е отпечатано с шарки, което не отговаря на стандартните изисквания.
Когато чашите са подредени за съхранение, ако има отпечатани шарки в рамките на 10 мм от основата, цветът може лесно да се изтрие върху вътрешната стена на друга чаша по време на подреждането. Това означава, че потребителите могат да погълнат мастилото от отпечатаните модели, когато пият, особено мастила, съдържащи-бензол, които представляват определен риск за здравето.

2.3 Разлики в избледняването на цвета на различни пластмасови материали

Пластмасовите чаши за чай за еднократна употреба, изработени от различни материали, показват значителни разлики в избледняването на цвета при печат. Обичайните материали за пластмасови чаши на пазара включват PET (полиетилен терефталат), PP (полипропилен), PS (полистирол) и PC (поликарбонат), всеки с различна съвместимост с печатни мастила.
PET материалът се характеризира с леко тегло, прозрачност, химическа устойчивост и възможност за рециклиране и се използва широко в опаковките на напитки. PET е сравнително чувствителен към ултравиолетова светлина и дългосрочното-излагане може да доведе до разкъсване на молекулярната верига и последващо стареене. По отношение на печата, PET материалът изисква специална повърхностна обработка, за да се постигне добра адхезия на мастилото.
PP материалът е единствената пластмаса, която може да се подлага на микровълнова фурна, с точка на топене от 167 градуса и външната му опаковка обикновено е маркирана с числото PP # 5, има относително добра устойчивост на ултравиолетови лъчи, но все пак ще остарее при дългосрочно-излагане. PP материалът има умерена повърхностна енергия и добра съвместимост с мастилата, което води до относително стабилна адхезия при печат.
PS материалът не е подходящ за топли напитки, тъй като лесно се деформира и е чувствителен към определени химикали. PS материалът има ниска полярност на повърхността и изисква модификация на повърхността, като третиране с корона, за постигане на добри резултати при печат.
Въпреки че PC материалът има висока якост и добра прозрачност, той постепенно е заменен от други материали поради потенциалното освобождаване на бисфенол А. PC материалът има висока повърхностна енергия и добра съвместимост с мастила, но могат да възникнат проблеми при високи температури.

3.1 Анализ на въздействието на среда с висока-температура

Високите{0}}температурни среди са един от важните фактори, влияещи върху избледняването на цвета на пластмасовите чаши за чай за еднократна употреба с печат. Според действителните данни от теста пластмасовите чаши за чай за еднократна употреба могат да претърпят химически промени и да отделят добавки в напитките, когато температурата надвиши 60 градуса.
Различните видове пластмасови чаши за чай за еднократна употреба показват значителни разлики в тяхната толерантност към високи температури:

Покритите с восък чаши са най-податливи на проблеми при високи температури. Поради ниската точка на топене на парафиновия восък (обикновено не надвишава 60 градуса), ако се използват хартиени чаши с парафиново покритие за съхранение на горещи напитки или храна, парафинът ще се стопи и ще проникне в чашата или ще доведе до омекване и изтичане на хартиената чаша, като същевременно ще доведе до отлепване на отпечатания слой.
Чашите с покритие от PE-понастоящем са основният продукт, покрити с пластмасово фолио от PE-качество за храна и могат да издържат на температури до 100 градуса, което ги прави относително безопасни за приготвяне на чай или пиене на гореща супа. В този температурен диапазон отпечатаният слой на чашите с PE- покритие е относително стабилен и не показва лесно значително обезцветяване.
Чашите от полипропиленов материал имат най-добра устойчивост на високи -температури с точка на топене до 167 градуса и са единственият тип пластмасов контейнер за храна или контейнер за еднократна употреба, който може да се пече в микровълнова фурна. Отпечатаният слой на чашите от PP материал работи стабилно при високи температури, но трябва да се отбележи, че дори и при PP материал, ако процесът на печат е неправилен или качеството на мастилото е лошо, може да настъпи обезцветяване след многократно използване на висока-температура.
Механизмите, чрез които високите температури влияят върху отпечатания слой, включват главно: първо, високите температури ускоряват изпаряването на разтворителите в мастилото, което може да доведе до свиване и напукване на мастилото; второ, високите температури влияят на химическото свързване между мастилото и пластмасовия субстрат, намалявайки адхезията; и трето, високите температури могат да омекнат пластмасовия субстрат, увеличавайки риска от отлепване на отпечатания слой.

3.2 Ефекти от околната среда с висока влажност

Въздействието на средата с висока{0}}влажност върху печата на пластмасови чаши за чай за еднократна употреба се отразява главно в два аспекта: забавена скорост на сушене и намалена адхезия. Съгласно индустриалните стандарти, влажността на околната среда трябва да се контролира между 40% и 60% по време на оформянето на хартиени чаши (кримпване и залепване).
Когато влажността на околната среда е твърде висока (над 65%), могат да възникнат следните проблеми:

Хартията абсорбира влагата, а слоят мастилен филм лесно се омекотява, което влияе върху скоростта на съхнене и крайния ефект от печата.
Изпарението на водата в мастилото е бавно, което може да доведе до отделяне на слоя мастило от субстрата.
В среда с висока{0}}влажност микроорганизмите са склонни да се размножават, което може да причини повреда на отпечатания слой.

Въздействието на среда с висока{0}}влажност е особено очевидно по време на транспортиране и съхранение. Суровата хартия за хартиени чаши има силна хигроскопичност. Ако средата на транспортиране е влажна (като дъждовни дни или кондензация в каретата) или опаковката е лошо запечатана, хартията ще абсорбира влагата, което ще доведе до омекване на тялото на чашата, загуба на опора и дори ще стане неизползваема. В същото време шарките или текстът върху външната повърхност на хартиената чаша се търкат във вътрешната стена на опаковката и съседните хартиени чаши по време на транспортиране, което лесно води до отлепване на мастилото и замъглени шарки.
За пластмасовите чаши за чай, изработени от специални материали като TPE, въздействието на среда с висока{0}}влажност е още по-сериозно. В среда с висока -влажност скоростта на съхнене на мастилото върху TPE материали се забавя значително, което може да доведе до сериозно намаляване на адхезията.
За да се справят с въздействието на среда с висока{0}}влажност, производителите обикновено предприемат следните мерки:
Контролирайте влажността на производствената среда в подходящия диапазон от 40% -60%.
Укрепете запечатването на опаковката и използвайте влаго{0}}устойчиви опаковъчни материали.
Добавете влагоустойчиви{0}}агенти към мастилото, за да подобрите устойчивостта на влага на мастилото.
Увеличете времето и температурата на процеса на сушене, за да сте сигурни, че мастилото е напълно изсъхнало.

3.3 Ефекти от химическия контакт

Химическият контакт е най-прекият фактор, причиняващ обезцветяване на печата за пластмасови чаши за еднократна употреба, особено контактът с алкохолни напитки. Множество експерименти потвърдиха, че хартиени чаши, отпечатани с екологично мастило на базата на етанол-, показват значително обезцветяване, когато са изложени на алкохол.
Механизмът на обезцветяване, причинено от алкохол, е физическото разтваряне на мастилото от чист алкохол. Експериментите показват, че когато чист алкохол се излее в хартиена чаша за еднократна употреба, външната страна на чашата става червена след десет минути, докато дъното и шевовете на хартиената чаша, съдържаща алкохол, стават тъмно жълти. Това е така, защото шарките, отпечатани върху хартиените чаши, използват мастило на базата на етанол-, екологично мастило, което се обезцветява, когато влезе в контакт с алкохол.

Освен алкохола, други химически вещества също влияят на отпечатания слой:

Струва си да се отбележи, че националните стандарти постановяват, че хартиените чаши за еднократна употреба трябва да използват екологично чисто мастило, но тези чаши трябва да бъдат ясно обозначени с „Не се използва с алкохолни напитки“. В реалния живот обаче много потребители не забелязват това предупреждение.
Освен алкохола, някои органични разтворители, като вещества на базата на бензен-, имат още по-тежко въздействие върху отпечатания слой. Експериментите показват, че избърсването на хартиени чаши с бензенов разтворител причинява обезцветяване за по-малко от половин минута, което показва, че някои хартиени чаши все още използват мастило,-съдържащо бензол. Ярко оцветените хартиени чаши често използват мастило,-съдържащо бензол, и обезцветяването е по-сериозно. Ако опаковката на хартиената чаша има силна миризма при отваряне, може да има проблем с по-ниско качество на мастилото.

4.1 Специално въздействие на алкохолните напитки

Алкохолните напитки имат най-голямо влияние върху печата на еднократни пластмасови чаши за чай, което е свързано главно със състава на печатарското мастило. Според експериментални данни и професионален анализ, колкото по-висока е концентрацията на алкохол, толкова по-силен е разтварящият ефект върху отпечатания слой и толкова по-очевидно е обезцветяването.
Специфичното проявление на алкохол-предизвиканото обезцветяване варира в зависимост от концентрацията на алкохол:

Високата-концентрация на алкохол (над 95%) има най-тежко въздействие. Експериментите показват, че наливането на чист алкохол в хартиена чаша за еднократна употреба води до почервеняване на външната страна на чашата след десет минути. Това е така, защото алкохолът с висока - концентрация има силен разтварящ ефект, който може бързо да разруши молекулярната структура на мастилото, карайки мастилото бързо да мигрира към повърхността на чашата.
Ликьорът (40-60% алкохол) има относително по-мек ефект, но все пак води до забележимо обезцветяване. В експеримента дъното и шевовете на хартиените чаши, съдържащи алкохол, станаха тъмно жълти. Това е така, защото въпреки че концентрацията на алкохол в baijiu (китайски алкохол) не е толкова висока, колкото чистия алкохол, тя все пак може да причини физическо разтваряне на мастилото, особено в слабите места на хартиената чаша, като дъното и шевовете.
Действието на медицинския спирт (75%) е между това на чистия спирт и байдзиу. Поради добрия си дезинфекциращ ефект, той беше широко използван по време на пандемията, но също така оказва значително влияние върху печатния слой.

Механизмите, чрез които алкохолът причинява обезцветяване на мастилото, включват основно:

• Физическо разтваряне: Алкохолът, като органичен разтворител, може да разтвори органичните компоненти в мастилото.
• Проникване: Алкохолът може да проникне в отпечатания слой, разрушавайки връзката между мастилото и субстрата.
• Експанзия: Алкохолът кара отпечатания слой да се разширява, намалявайки адхезията му към субстрата.
• Миграция: Компонентите на разтвореното мастило мигрират към повърхността на чашата заедно с алкохола.

За да провери това явление, професионална институция проведе сравнителни експерименти. Хартиени чаши от същата партида бяха напълнени с чиста вода, байджиу и чист алкохол и беше наблюдавано тяхното обезцветяване. Резултатите показват, че хартиените чаши, пълни с чиста вода, не показват значителна промяна; хартиените чаши, пълни с baijiu, започнаха да показват леко обезцветяване след 2 часа; и хартиените чаши, пълни с чист алкохол, показаха очевидно червено проникване в рамките на 10 минути.

4.2 Газирани напитки и киселинни течности

Въздействието на газираните напитки и киселинните течности върху отпечатването на пластмасови чаши за чай за еднократна употреба е сравнително сложно, главно чрез два механизма: киселинна корозия и газово налягане.
Газираните напитки съдържат газ въглероден диоксид и определени киселинни вещества и продължителният контакт може да доведе до обезцветяване на краищата на отпечатания слой. Въпреки че киселинността на газираните напитки е сравнително слаба (рН стойността обикновено е между 2,5-4,5), поради голямото количество газ въглероден диоксид, който съдържат, се генерира налягане в затворена среда, което може да ускори миграцията на мастилото.
Киселинните плодови сокове като лимонов сок и портокалов сок обикновено имат стойност на pH между 2-3, което е силно киселинно. Въздействието на тези течности върху отпечатания слой се проявява главно в:

• Продължителният контакт води до постепенно избледняване на краищата на отпечатания шаблон.
• Киселинните вещества могат да реагират химически с определени компоненти в мастилото.
• Силно киселинната среда може да повлияе на стабилността на мастилото.

Според индустриалните стандарти печатарските мастила трябва да имат добра киселинна устойчивост, за да се гарантира, че няма значително избледняване, обезцветяване или лющене при контакт с киселинни течности. Действителното тестване обаче разкри, че някои-продукти с по-ниско качество все още показват обезцветяване след контакт с киселинни течности.

4.3 Млечни продукти и напитки от кафе/чай

Млечните продукти, кафето и чаените напитки имат относително слабо влияние върху отпечатването на еднократни пластмасови чаши за чай, но все пак могат да възникнат проблеми при определени условия.
Млечните продукти включват мляко, кисело мляко, млечен чай и т.н., със стойност на pH обикновено между 6,5 и 7,5, като са слабо киселинни или неутрални. Тези напитки имат относително малко пряко въздействие върху отпечатания слой, но е важно да се отбележи, че:

Млечните продукти могат лесно да оставят остатъци по стените на чашата, което може да повлияе на външния вид на отпечатъка след изсушаване.
Някои млечни продукти могат да съдържат емулгатори и други съставки, които могат да повлияят на отпечатания слой при продължителен контакт.
Напитките от кафе и чай съдържат вещества като кофеин и теофилин и също имат определени пигменти. Въздействието на тези напитки върху печатния слой се проявява главно в:

• Тъмните-кафе и чай могат да причинят петна по стената на чашата, което да повлияе на визуалния ефект от печата.
• Кофеинът и теофилинът може да имат известен химически ефект върху мастилото.
• Кафето при висока-температура (обикновено 80-90 градуса) може да ускори стареенето на мастилото.

От особено значение са проблемите с качеството на печат на някои чаши за чай с мляко. Според отзивите от индустрията проблемът с обезцветяването на печата на чашите за чай с мляко е свързан главно със следните фактори:

Захарта в чая с мляко може да кристализира върху стената на чашата, което да повлияе на външния вид на отпечатъка.
Някои добавки към млечен чай може да имат химически ефект върху отпечатания слой.
Чашите за чай с мляко обикновено трябва да се поддържат топли за дълго време, а околната-висока температура ускорява стареенето на печата.

С подобряването на осведомеността за безопасността на потребителите и непрекъснатото подобряване на съответните стандарти, качеството на печат на еднократни пластмасови чаши за чай постепенно се подобрява. В бъдеще, с развитието на екологично чиста технология за мастило и прилагането на нови материали, се смята, че проблемът с обезцветяването при печат на пластмасови чаши за чай за еднократна употреба ще бъде по-добре решен, предоставяйки на потребителите по-безопасни и по-надеждни продукти.