Kommer trycket på tebjudningskoppar i plast att blekna?

Blekningen av tryck på engångsartiklartefestkoppar i plastär ett vanligt problem som konsumenter stöter på i dagligt bruk. Med ökad medvetenhet om livsmedelssäkerhet ägnar människor mer uppmärksamhet åt säkerheten och stabiliteten för utskrift på engångsartiklartefestkoppar i plast. Enligt de senaste branschstandarderna och testdata påverkas blekningen av utskrift på engångskoppar av plast av olika faktorer, inklusive typen av tryckprocess, miljöförhållanden och typen av vätskor i kontakt med koppen. Den här artikeln kommer att uttömmande analysera problemet med utskriftsblekning på engångsplasttekalas koppar, från tekniska principer till praktiska tillämpningsscenarier.

1.1 Typer och egenskaper för vanliga utskriftsprocesser

Utskriftsprocesserna för engångskoppar av plast inkluderar huvudsakligen screentryck, kuddtryck, värmeöverföringstryck och UV-utskrift. Varje process har sina unika tekniska egenskaper och tillämpliga scenarier.

Screentryck är en av de mest traditionella och vanligaste tryckprocesserna. Dess princip är att överföra bläck till ytan av substratet genom en skärmstencil. Flera färger kan läggas över för att uppnå komplexa mönster. De främsta fördelarna med screentryck är dess tjocka bläckskikt och starka opacitet, vilket gör den särskilt lämplig för utskrift av enfärgslogotyper, och kostnaden är relativt låg; fler-färgutskrifter kan uppnå höga-mättnadsmönster. Men screentryck har också betydande nackdelar, främst reflekteras i dåliga gradienteffekter och begränsad uttryckskraft för mönster som kräver färgövergångar.
Padstryck är särskilt lämpligt för tryck på oregelbundet formade tekoppar i plast. Dess arbetsprincip är att använda en silikondyna för att plocka upp djuptrycksbläck och sedan överföra det till den böjda ytan. Den största fördelen med tapptryck är dess starka anpassningsförmåga till böjda ytor, vilket gör den särskilt lämpad för utskrift på oregelbundna ytor som kupfälgar och handtag. Denna process är särskilt lämplig för lokalt tryck på oregelbundet formade tekoppar i plast, som de som är gjorda av AS och Tritan. Emellertid har tapptryck också sina begränsningar; noggrannheten för fler-färgutskrifter beror på utrustningens stabilitet och de tekniska kraven är högre.

Värmeöverföringstryck används i stor utsträckning vid tryck av plastmuggar, särskilt för komplexa mönster och fler-färgstryck. Dess process innefattar två huvudsteg: först trycks designmönstret på en överföringsfilm och sedan placeras överföringsfilmen på koppens kropp. Genom uppvärmning och tryck från en värmepressmaskin överförs mönstret från filmen till koppkroppen. Fördelarna med värmeöverföringstryck är fina mönster, rika färger och lämplighet för komplexa mönster och storskalig produktion. Kostnaden för överföringsfilmen är emellertid högre och överföring till krökta flaskkroppar är svårare. UV-utskrift blir allt mer populärt inom modern tillverkning på grund av dess snabba härdningsegenskaper, särskilt på-höghastighetsproduktionslinjer. UV-tryck är lämpligt för olika plastmaterial som PP och PET, och används för koniska koppar, skummuggar och andra produkter. Under torkning av tekoppar av plast kontrolleras temperaturen för UV-utskrift vanligtvis mellan 70 grader och 100 grader. Den största fördelen med UV-utskrift är dess snabba härdningshastighet, vilket avsevärt förbättrar produktionseffektiviteten, men investeringskostnaden för utrustning är högre.

1.2 Tryckmaterialtyper och tekniska krav

Den typ av bläck som används för att skriva ut engångskoppar för tebjudningar i plast påverkar direkt utskriftskvaliteten och färgbeständigheten. För närvarande används främst etanol-baserat bläck på marknaden, vilket är ett miljövänligt bläck. Ett kännetecken för etanol-baserat bläck är att det bleknar när det utsätts för alkohol, på grund av den fysiska upplösningen av bläcket av ren alkohol.
När det gäller krav på tryckkvalitet måste tryckfärgen som används för pappersmuggar uppfylla flera prestandaindikatorer. Enligt industristandarder krävs att tryckfärgen har god tryckäkthet, och den tryckta produkten måste ha god beständighet mot syra, alkali, vatten, temperatur och ljus, utan att blekna, missfärgas eller flagna på grund av dessa faktorer. Dessutom bör den tryckta produkten också ha god reptålighet, glans, halv-matt och matt utseende.

1.3 Relevanta industristandarder och kvalitetskrav

Kina har fastställt strikta nationella standarder och branschföreskrifter för utskrift av engångskoppar i plast. GB 4806-serien av standarder är kärnsäkerhetsstandarden för material i kontakt med livsmedel, bland vilka GB 4806.7-2016 "National Food Safety Standard for Plastic Materials and Products for Food Contact" ger specifikt detaljerade bestämmelser om säkerheten för plastserviser.
När det gäller specifikationer för utskriftsposition, föreskriver den nationella standarden GB/T 27590-2011 "Paper Cups" tydligt att utskrift inte ska göras inom 15 mm från koppens kant och inom 10 mm från koppens botten. Denna förordning syftar till att förhindra att konsumenter får i sig tryckfärgen när de använder kopparna, och även att förhindra att trycket på botten av koppen skaver mot insidan av en annan kopp när den är staplad.
När det gäller färgbeständighetskrav specificerar den nationella standarden specifika tekniska indikatorer: friktionsfärgbeständighet Större än eller lika med 4-graden, och ljusäkthet Större än eller lika med 6-graden, för att förhindra blekning och kontaminering. Dessa standardvärden är viktiga kriterier för att bedöma om tryckkvaliteten på engångskoppar i plast är kvalificerad.
När det gäller livsmedelssäkerhetskrav måste tryckfärger använda vattenbaserat bläck av-livsmedelskvalitet-. Dessa bläck innehåller inga skadliga ämnen som bensen och tungmetaller och kommer inte att släppa ut skadliga ämnen även när de värms upp. Dessutom får bläcket endast tryckas på utsidan av koppen för att undvika direktkontakt med drycken.

2.1 Dryckesserveringsscenario med normal temperatur

Servering av drycker i rumstemperatur (20-25 grader Celsius) är det vanligaste användningsscenariot för engångskoppar för tebjudningar i plast. Enligt branschstandarder och faktisk feedback från användare har engångskoppar av plast av kvalificerad kvalitet ett relativt stabilt trycklager under normala användningsförhållanden vid rumstemperatur och är inte benägna att missfärgas avsevärt.
Enligt nationella standarder kommer alla tryckta färgämnen att blekna, men graden av blekning är uppdelad i 1-5 nivåer, där nivå 3 är den kvalificerade standarden och nivå 5 blekning är praktiskt taget osynlig för blotta ögat. Under normala temperaturförhållanden kan produkter tryckta med pigmentbläck nå en blekningsnivå på 3-4, vilket vanligtvis inte orsakar någon betydande visuell påverkan vid normal användning.
Vissa faktorer kan dock fortfarande leda till missfärgning vid faktisk användning. Om bläcket inte torkas ordentligt, gnids mönstret lätt av under efterföljande bearbetning eller användning; när det torkar för snabbt kan det förhindra att bläcket penetrerar helt och hållet i pappersfibrerna, vilket också påverkar vidhäftningen. Dessutom är bläckviskositetskontroll avgörande. Om bläckets viskositet är för hög är flytbarheten dålig och bläcket kan inte överföras ordentligt till koppytan under tryckning, vilket resulterar i ofullständig och instabil mönsterutskrift; för låg viskositet kan få bläcket att rinna, göra mönstret suddigt och göra det lätt att dra av efter torkning.

2.2 Normal hantering och stapling

Engångskoppar för tebjudningar i plast utsätts oundvikligen för mekaniska åtgärder som hantering och stapling under daglig användning, och dessa faktorer påverkar även tryckskiktets stabilitet. Under normala hanterings- och staplingsprocesser, om tryckkvaliteten är kvalificerad, kommer det i allmänhet inte att finnas någon betydande missfärgning.
Situationen förändras dock när det tryckta mönstret är inom 15 mm från bägarens kant eller inom 10 mm från bägarens botten. Enligt nationella standarder bör utskrift inte finnas inom 15 mm från kanten och inom 10 mm från koppens bas. Men i faktisk produktion bryter vissa produkter fortfarande mot denna förordning. Till exempel har vissa konsumenter klagat på att hela engångspappersmuggarna de köpte var tryckta med mönster, som inte uppfyller standardkraven.
När koppar staplas för förvaring, om det finns tryckta mönster inom 10 mm från basen, kan färgen lätt gnida av på innerväggen av en annan kopp under stapling. Detta innebär att konsumenter kan få i sig bläcket från de tryckta mönstren när de dricker, särskilt bläck som innehåller bensen-, vilket utgör en viss hälsorisk.

2.3 Skillnader i färgblekning för olika plastmaterial

Engångskoppar för tebjudningar i plast gjorda av olika material uppvisar betydande skillnader i blekning av tryckfärger. Vanliga plastmuggmaterial på marknaden inkluderar PET (polyetylentereftalat), PP (polypropen), PS (polystyren) och PC (polykarbonat), var och en med olika kompatibilitet med tryckfärger.
PET-material kännetecknas av dess låga vikt, transparens, kemikaliebeständighet och återvinningsbarhet och används ofta i dryckesförpackningar. PET är relativt känsligt för ultraviolett ljus och lång-exponering kan leda till molekylär kedjebrott och efterföljande åldrande. När det gäller tryck kräver PET-material speciell ytbehandling för att uppnå god bläckvidhäftning.
PP-material är den enda plasten som kan värmas i mikrovågsugn, med en smältpunkt på 167 grader, och dess yttre förpackning är vanligtvis märkt med siffran PP # 5 har relativt god UV-beständighet, men den åldras fortfarande under lång-exponering. PP-material har måttlig ytenergi och god kompatibilitet med bläck, vilket resulterar i relativt stabil tryckvidhäftning.
PS-material är inte lämpligt för varma drycker, eftersom det lätt deformeras och är känsligt för vissa kemikalier. PS-material har låg ytpolaritet och kräver ytmodifiering, såsom koronabehandling, för att uppnå bra tryckresultat.
Även om PC-material har hög hållfasthet och god transparens, har det gradvis ersatts av andra material på grund av den potentiella frisättningen av bisfenol A. PC-material har hög ytenergi och god kompatibilitet med bläck, men problem kan uppstå vid höga temperaturer.

3.1 Analys av inverkan av miljöer med hög-temperatur

Höga-temperaturmiljöer är en av de viktiga faktorerna som påverkar färgblekningen på tryckta engångskoppar av plast. Enligt faktiska testdata kan engångskoppar av plast genomgå kemiska förändringar och släppa ut tillsatser i drycker när temperaturen överstiger 60 grader.
Olika typer av engångskoppar i plast visar betydande skillnader i deras tolerans mot höga temperaturer:

Vax-belagda koppar är den typ som är mest utsatt för problem vid höga temperaturer. På grund av paraffinvaxets låga smältpunkt (i allmänhet inte över 60 grader), om pappersmuggar med paraffinbeläggning används för att hålla varma drycker eller mat, kommer paraffinet att smälta och sippra in i koppen, eller få papperskoppen att mjukna och läcka, samtidigt som det leder till att det tryckta lagret flagnar.
PE-belagda koppar är för närvarande den vanliga produkten, täckta med PE-plastfilm av-matkvalitet och tål temperaturer upp till 100 grader, vilket gör dem relativt säkra för att brygga te eller dricka varm soppa. Inom detta temperaturintervall är det tryckta lagret av PE-belagda koppar relativt stabilt och uppvisar inte lätt någon betydande missfärgning.
Muggar av PP-material har den bästa motståndskraften mot hög- temperatur, med en smältpunkt på upp till 167 grader, och är den enda typen av matbehållare av plast eller engångsbehållare som kan värmas i mikrovågsugn. Det tryckta lagret av PP-materialkopparna fungerar stabilt vid höga temperaturer, men det bör noteras att även med PP-material, om tryckprocessen är felaktig eller bläckkvaliteten är dålig, kan missfärgning fortfarande uppstå efter upprepad hög-användning.
De mekanismer genom vilka höga temperaturer påverkar det tryckta skiktet inkluderar huvudsakligen: för det första accelererar höga temperaturer förångningen av lösningsmedel i bläcket, vilket kan leda till att bläcket krymper och spricker; för det andra påverkar höga temperaturer den kemiska bindningen mellan bläcket och plastsubstratet, vilket minskar vidhäftningen; och för det tredje kan höga temperaturer mjuka upp plastsubstratet, vilket ökar risken för att det tryckta lagret skalar av.

3.2 Effekter av miljö med hög luftfuktighet

Effekten av miljöer med hög-fuktighet på utskriften av engångsmuggar i plast återspeglas huvudsakligen i två aspekter: minskad torkhastighet och minskad vidhäftning. Enligt industristandarder bör luftfuktigheten kontrolleras mellan 40 % och 60 % under formning av pappersmuggar (kryssning och limning).
När luftfuktigheten är för hög (över 65%) kan följande problem uppstå:

Papperet absorberar fukt och bläckfilmskiktet mjukas lätt upp, vilket påverkar torkhastigheten och den slutliga effekten av utskriften.
Avdunstningen av vatten i bläcket är långsam, vilket kan leda till att bläckskiktet separeras från substratet.
I miljöer med hög-fuktighet är mikroorganismer benägna att häcka, vilket kan orsaka skada på det tryckta lagret.

Effekten av miljöer med hög-fuktighet är särskilt tydlig under transport och lagring. Råpappret för pappersmuggar har stark hygroskopicitet. Om transportmiljön är fuktig (som regniga dagar eller kondens i vagnen), eller om förpackningen är dåligt förseglad, kommer papperet att absorbera fukt, vilket gör att muggkroppen mjuknar, förlorar sitt stöd och till och med blir oanvändbar. Samtidigt gnider mönstren eller texten på pappersmuggans utsida mot innerväggen på förpackningen och intilliggande pappersmuggar under transport, vilket lätt leder till att bläcket flagnar och suddiga mönster.
För tekalaskoppar i plast gjorda av specialmaterial som TPE är inverkan från miljöer med hög-fuktighet ännu allvarligare. I miljöer med hög-fuktighet saktar torkhastigheten för bläcket på TPE-material avsevärt, vilket kan leda till en allvarlig minskning av vidhäftningen.
För att hantera effekterna av miljöer med hög-fuktighet, vidtar tillverkare vanligtvis följande åtgärder:
Kontrollera produktionsmiljöns fuktighet inom lämpligt intervall på 40%-60%.
Förstärk förpackningsförseglingen och använd fuktsäker-förpackningsmaterial.
Lägg till fuktbeständiga-medel i bläcket för att förbättra bläckets fuktbeständighet.
Öka tiden och temperaturen för torkningsprocessen för att säkerställa att bläcket är helt torkat.

3.3 Effekter av kemisk kontakt

Kemisk kontakt är den mest direkta faktorn som orsakar missfärgning av engångstryck av plastmuggar, särskilt kontakt med alkoholhaltiga drycker. Flera experiment har bekräftat att pappersmuggar tryckta med miljövänligt etanol-baserat bläck uppvisar betydande missfärgning när de utsätts för alkohol.
Mekanismen för missfärgning orsakad av alkohol är den fysiska upplösningen av bläcket av ren alkohol. Experiment visar att när ren alkohol hälls i en pappersmugg för engångsbruk blir utsidan av koppen röd efter tio minuter, medan botten och sömmarna på pappersmuggen som innehåller sprit blir mörkgula. Det beror på att mönstren som är tryckta på pappersmuggarna använder etanol-baserat bläck, ett miljövänligt bläck som missfärgas när det kommer i kontakt med alkohol.

Förutom alkohol påverkar även andra kemiska ämnen det tryckta lagret:

Det är värt att notera att nationella standarder föreskriver att engångspappersmuggar måste använda miljövänligt bläck, men dessa muggar måste vara tydligt märkta med "Inte för användning med alkoholhaltiga drycker." Men i verkliga livet märker många konsumenter inte denna varning.
Förutom alkohol har vissa organiska lösningsmedel, såsom bensen-baserade ämnen, en ännu allvarligare påverkan på det tryckta lagret. Experiment visar att avtorkning av pappersmuggar med bensenlösningsmedel orsakar missfärgning på mindre än en halv minut, vilket indikerar att vissa pappersmuggar fortfarande använder bläck som innehåller bensen-. Ljust färgade pappersmuggar använder ofta bensen-innehållande bläck, och missfärgningen är allvarligare. Om pappersmuggsförpackningen luktar starkt när den öppnas kan det vara problem med sämre bläck.

4.1 Särskild påverkan av alkoholhaltiga drycker

Alkoholhaltiga drycker har den mest betydande inverkan på tryckningen av engångskoppar för tebjudningar i plast, vilket huvudsakligen är relaterat till tryckfärgens sammansättning. Enligt experimentella data och professionell analys, ju högre alkoholkoncentrationen är, desto starkare blir den upplösande effekten på det tryckta lagret och desto tydligare blir missfärgningen.
Den specifika manifestationen av alkohol-inducerad missfärgning varierar beroende på alkoholkoncentrationen:

Hög-alkoholkoncentration (över 95 %) har den allvarligaste effekten. Experiment visar att hällning av ren alkohol i en pappersmugg för engångsbruk gör att utsidan av koppen blir röd efter tio minuter. Detta beror på att hög-koncentrerad alkohol har en starkt upplösande effekt, vilket snabbt kan förstöra bläckets molekylära struktur, vilket gör att bläcket snabbt migrerar till ytan av bägaren.
Sprit (40-60% alkohol) har en relativt mildare effekt, men leder ändå till märkbar missfärgning. I experimentet blev botten och sömmarna på pappersmuggarna som innehöll sprit mörkgula. Detta beror på att även om alkoholkoncentrationen av baijiu (kinesisk sprit) inte är lika hög som ren alkohol, kan den fortfarande orsaka fysisk upplösning av bläcket, särskilt i papperskoppens svaga punkter, såsom botten och sömmar.
Effekten av medicinsk alkohol (75 %) ligger mellan den av ren alkohol och baijiu. På grund av sin goda desinficerande effekt användes den flitigt under pandemin, men den har också en betydande inverkan på det tryckta lagret.

De mekanismer genom vilka alkohol orsakar bläckmissfärgning inkluderar huvudsakligen:

• Fysisk upplösning: Alkohol, som ett organiskt lösningsmedel, kan lösa upp de organiska komponenterna i bläcket.
• Penetrering: Alkohol kan tränga in i det tryckta lagret och förstöra bindningen mellan bläcket och substratet.
• Expansion: Alkohol får det tryckta lagret att expandera, vilket minskar dess vidhäftning mot underlaget.
• Migration: Upplösta bläckkomponenter migrerar till ytan av koppen med alkoholen.

För att verifiera detta fenomen genomförde en professionell institution jämförande experiment. Pappersmuggar från samma sats fylldes med rent vatten, baijiu och ren alkohol, och deras missfärgning observerades. Resultaten visade att pappersmuggarna fyllda med rent vatten inte visade någon signifikant förändring; pappersmuggarna fyllda med baijiu började uppvisa lätt missfärgning efter 2 timmar; och pappersmuggarna fyllda med ren alkohol visade tydlig röd penetration inom 10 minuter.

4.2 Kolsyrade drycker och sura vätskor

Inverkan av kolsyrade drycker och sura vätskor på utskriften av engångskoppar i plast är relativt komplex, främst genom två mekanismer: syrakorrosion och gastryck.
Kolsyrade drycker innehåller koldioxidgas och vissa sura ämnen, och långvarig kontakt kan leda till missfärgning av det tryckta lagrets kanter. Även om surheten i kolsyrade drycker är relativt svag (pH-värdet är vanligtvis mellan 2,5-4,5), på grund av den stora mängden koldioxidgas som de innehåller, genereras tryck i en förseglad miljö, vilket kan påskynda migrationen av bläck.
Sura fruktjuicer som citronsaft och apelsinjuice har vanligtvis ett pH-värde mellan 2-3, vilket är mycket surt. Effekten av dessa vätskor på det tryckta lagret manifesteras huvudsakligen i:

• Långvarig kontakt leder till gradvis blekning av kanterna på det tryckta mönstret.
• Sura ämnen kan reagera kemiskt med vissa komponenter i bläcket.
• En mycket sur miljö kan påverka bläckets stabilitet.

Enligt industristandarder måste tryckfärger ha god syrabeständighet för att säkerställa att ingen betydande blekning, missfärgning eller flagning inträffar vid kontakt med sura vätskor. Men faktiska tester visade att vissa produkter av lägre-kvalitet fortfarande uppvisade missfärgning efter kontakt med sura vätskor.

4.3 Mejeriprodukter och kaffe-/tedrycker

Mejeriprodukter, kaffe och tedrycker har en relativt liten inverkan på utskriften av engångsmuggar i plast, men problem kan fortfarande uppstå under specifika förhållanden.
Mejeriprodukter inkluderar mjölk, yoghurt, mjölkte, etc., med ett pH-värde vanligtvis mellan 6,5 och 7,5, som är svagt surt eller neutralt. Dessa drycker har en relativt liten direkt inverkan på det tryckta lagret, men det är viktigt att notera att:

Mejeriprodukter kan lätt lämna rester på koppens vägg, vilket kan påverka utseendet på trycket efter torkning.
Vissa mejeriprodukter kan innehålla emulgeringsmedel och andra ingredienser, vilket kan påverka det tryckta lagret vid långvarig kontakt.
Kaffe- och tedrycker innehåller ämnen som koffein och teofyllin och har även vissa pigment. Effekten av dessa drycker på det tryckta lagret manifesteras huvudsakligen i:

• Mörkt-färgat kaffe och te kan orsaka fläckar på koppens vägg, vilket påverkar den visuella effekten av utskriften.
• Koffein och teofyllin kan ha en viss kemisk effekt på bläcket.
• Kaffe med hög-temperatur (vanligtvis 80-90 grader) kan påskynda bläckets åldrande.

Särskilt oroande är utskriftskvalitetsproblemen för vissa mjölktekoppar. Enligt feedback från industrin är problemet med utskriftsmissfärgning av mjölktekoppar huvudsakligen relaterat till följande faktorer:

Sockret i mjölkte kan kristallisera på koppens vägg, vilket påverkar utskriftens utseende.
Vissa mjölktetillsatser kan ha en kemisk effekt på det tryckta lagret.
Mjölktekoppar behöver vanligtvis hållas varma under lång tid, och miljön med hög- temperatur påskyndar utskriftens åldrande.

Med förbättringen av konsumentsäkerhetsmedvetenheten och den kontinuerliga förbättringen av relevanta standarder, förbättras utskriftskvaliteten för engångsplastkoppar gradvis. I framtiden, med utvecklingen av miljövänlig bläckteknik och appliceringen av nya material, tror man att problemet med tryckmissfärgning av engångskoppar i plast kommer att lösas bättre, vilket ger konsumenterna säkrare och mer pålitliga produkter.