Дело — стакан

Прежде чем изучить существующие технологические процессы изготовления стаканчиков, рассмотрим, какие же бывают бумажные стаканчики. Ниже приведена классификация выпускаемых бумажных стаканчиков, которая не охватывает все виды, но даёт представление о существующем многообразии. Итак, стаканчики различаются:

1. По объёму.

Однослойные стаканчики чаще всего выпускаются следующих объёмов: 100, 200, 250, 350, 450, 500 мл. Для вендинговых аппаратов европейского производства выпускаются стаканчики объёмом 170 мл, для аппаратов азиатского производства — 195 и 205 мл. Двухслойные стаканчики чаще встречаются объёмом 250, 350, 450 и 500 мл.

2. По количеству слоёв в конструкции стаканчика.

Производят и используются однослойные и двухслойные стаканчики. Как понятно из названия, боковые стенки однослойных стаканчиков имеют один слой картона, двухслойных стаканчиков — два слоя картона.

3. Для холодных и горячих напитков.

Для холодных напитков производят стаканчики с двусторонним покрытием. Покрытие с наружной стороны защищает стаканчик от промокания и потери формы при образовании на поверхности конденсата.

Для горячих напитков используются двухслойные стаканчики. Конструкция их такова, что имеется воздушная прослойка между конструктивными элементами из картона, а это означает, что такой стаканчик не обжигает руки и не даёт напитку остывать.

Для горячих напитков также используют однослойные стаканчики с покрытием только с внутренней стороны, которое защищает от протекания и потери формы. При этом через некоторое время стаканчик может нагреваться и обжигать руки. В этом случае в дополнение к стаканчику предлагается склеенная обечайка, натягиваемая на стаканчик снизу, или манжета, закрепляемая поверх боковой стенки надсечёнными замочками-крючками.

4. По природе используемого покрытия.

Полиэтиленовое покрытие на внутренней стороне стаканчика самое распространённое. Полиэтилен очень хорошо защищает стенки и дно стаканчика от промокания, сохраняя его форму.

Биоразлагаемые покрытия также используют при производстве стаканчиков, но, надо признать, не так часто, как хотелось бы. Экологический аспект пока стоит на втором месте, по сравнению с простотой нанесения и дешевизной использования полиэтилена. Пока законодательно не запрещено использование пластика при производстве одноразовой посуды, ситуация вряд ли поменяется.

Следует заметить, что есть компании, уже сейчас предлагающие биоразлагаемые барьерные покрытия для нанесения на бумагу и картон. Эти покрытия обеспечивают водо-, масло- и жиронепроницаемость упаковки из бумаги и картона. Существуют барьерные покрытия, которые способны к термосвариванию и соединению при ультразвуковом воздействии. Многие производители одноразовой посуды из картона провели успешные испытания таких покрытий, некоторые даже выпускают продукцию в производственных масштабах.

5. По оформлению и отделке.

Стаканчики выпускают как с печатью, так и без печати. На внешнюю сторону стаканчиков могут быть нанесены лаки с тактильными свойствами, например, с эффектом «soft touch». Различны и варианты отделки для двухслойных стаканчиков. Они могут выпускаться с гофрированным внешним слоем, также внешний слой может быть наружу мелованной или оборотной стороной картона.

Основными потребителями стаканчиков являются рестораны быстрого питания, маленькие кофейни, а также автоматы с напитками. Во всех случаях особое внимание уделяется дизайну, благодаря которому продукт становится уникальным, соответствующим потребностям конкретного заказчика.

На этом закончим рассмотрение классификации и перейдём к технологии изготовления.

Технология производства бумажного стаканчика довольно объёмная и насыщенная различными процессами. Условно её можно разделить на два этапа:

Технология производства ламинированного картона

1. Для производства стаканчиков используется целлюлозный картон плотностью 150–300 г/м². Важным условием является низкое значение торцевой впитываемости картона, которое достигается проклейкой специальными составами при его производстве. Это защищает боковые стенки стаканчика от промокания.

На рулонный картон наносится с одной или с двух сторон слой полиэтилена (РЕ) методом экструзии. Процесс происходит на одношнековых экструдерах. Полиэтилен поступает в виде гранул внутрь экструдера через загрузочное устройство. При перемещении гранул по винтовому каналу, образованному вращающимся шнеком и внешним цилиндром экструдера, под действием высокого давления и нагрева происходит расплавление гранул. Расплав полимера под давлением наносится на поверхность картона через узкую щель головки экструдера. При контакте полимера с картоном он одновременно соприкасается с охлаждающим валом. Вал может быть с глянцевой или матовой поверхностью, что придаёт поверхности полимера соответственно глянец или матовость. Обычно масса полимерного покрытия составляет около 18–20 г/м². Рулоны с нанесёнными защитными слоями разрезаются на два формата — узкие рулоны для донышек и широкие рулоны для боковин стаканчиков

2. В случае применения листовой технологии изготовления стаканчиков — широкие рулоны режутся в необходимый листовой формат. Процесс осуществляется на высокопроизводительных листорезальных машинах. Формат готовых листов подбирается в зависимости от используемого на следующих этапах оборудования — печатных и вырубных машин.

Рулонная технология изготовления бумажного стаканчика

Для изготовления стаканчиков с печатью рулон картона, предварительно покрытый полиэтиленом, запечатывается на флексографской печатной машине, по стороне, противоположной стороне с полиэтиленом. Запечатанная сторона будет внешней стороной стаканчика, сторона с полиэтиленом — внутренней. Затем запечатанный рулон поступает на рулонный вырубной пресс, на выходе из которого получаем заготовки для боковых стенок стаканчиков. При изготовлении стаканчиков без печати по внешней стороне, рулон картона, предварительно покрытый полиэтиленом, поступает сразу на рулонный вырубной пресс, на выходе из которого также получаем заготовки для боковых стенок стаканчиков.

Подготовленные заготовки и рулоны для донышек поступают на специализированный станок, на котором формируются готовые стаканчики. Из заготовок станок изготавливает боковые стенки стакана, а из рулонного картона станок будет автоматически вырубать донышки для стаканчиков.

В процессе работы станка по производству стаканчиков происходит формирование боковой стенки стаканчика путём ультразвукового воздействия на ламинированный слой полиэтилена, соединение боковой стенки и дна привариванием, формирование верхнего ободка. Станки с ультразвуковой спайкой шва универсальны и нашли более широкое применение по сравнению с термической или электрической спайкой, поскольку подходят для многих видов картона, большинства используемых объёмов стаканчиков, гарантируют идеальную форму изделия без следов на стыке картона.

Готовые стаканчики обычно упаковываются в полиэтиленовый рукав в заданном количестве и укладываются в гофрокороба.

Обязательной стадией производства стаканчиков является контроль качества, когда стаканчики выборочно заполняют модельными средами (в самом простом варианте это горячая вода, чай или кофе). Обращают внимание на герметичность и сохранение формы стаканчика.

Листовая технология изготовления бумажного стаканчика

Листовая технология отличается от рулонной тем, что на этапе производства ламинированного картона рулоны, покрытые полиэтиленом, флатуются на листы, формат которых зависит от формата используемого оборудования, печать осуществляется на листовых офсетных печатных машинах, а вырубка заготовок — на листовых вырубных прессах.

Изготовление двухслойных бумажных стаканчиков

Для изготовления двухслойных стаканчиков необходимы готовые однослойные стаканчики и заготовки для второго слоя. Формирование второго слоя на стаканчике производится в специальном оборудовании. Этот слой может быть гладким или гофрированным.

Стаканчики и заготовки загружаются в станок, где из заготовки формируется рубашка в форме стаканчика и приклеивается к основе, которой является однослойный стаканчик, технология изготовления которого была рассмотрена выше.

Итак, мы рассмотрели основные варианты изготовления стаканчиков. Часто рулонная и листовая технологии комбинируются между собой. Решение о выборе технологического процесса принимается в зависимости от имеющегося на конкретном производстве оборудования.

Пользуясь одноразовыми стаканчиками практически каждый день, мы не задумываемся, что изготовление такого привычного и удобного предмета, «время жизни» которого максимум 30 минут, требует тщательного подбора материалов, творческой работы дизайнера и высокотехнологичного производства.

Бумажный стаканчик ждут хорошие перспективы — он ещё долго будет востребован, станет на 100% экологичным, с оригинальными находками в дизайне, печатном исполнении и последующих отделочных процессах.

Об авторе: Владимир Непогодин, технолог полиграфического производства ГК «Tанзор».