Comment optimiser la conception du rouleau de rebord et de la structure du joint inférieur des gobelets en papier pour garantir l'étanchéité et la résistance à la pression

L'étanchéité et la résistance à la pression de gobelets en papier jetables sont des indicateurs clés de qualité. Dans la fabrication professionnelle, l’optimisation de la conception des structures des joints de jante et de fond est cruciale. Cela a non seulement un impact sur l’expérience utilisateur, mais constitue également la pierre angulaire pour garantir la sécurité fonctionnelle du produit.

Optimisation de la conception structurelle du rouleau de jante

Le bord est la structure supérieure d’un gobelet en papier. Sa fonction première est d'améliorer la rigidité du rebord, d'éviter les éclaboussures de liquide et d'assurer un ajustement serré avec le couvercle.

1. Contrôle précis de la rigidité et de la rondeur

Point d'optimisation professionnel : la rondeur et les dimensions géométriques de la jante doivent être maintenues selon des tolérances extrêmement élevées.

Méthode de mise en œuvre : un processus de sertissage progressif en plusieurs étapes est utilisé, plutôt qu'un processus en une seule étape. Sur la machine à sertir, un contrôle précis de la température de chauffage et de la pression des rouleaux garantit que le PE ou tout autre matériau de revêtement se ramollit de manière appropriée sans perturber la structure des fibres du papier.

Résultat : On obtient un rouleau de jante avec une densité élevée et une épaisseur uniforme. Ce bord très rigide résiste efficacement à la déformation radiale lorsqu'il est tenu ou contient des boissons chaudes, maintenant ainsi un joint étanche et évitant les brûlures.

2. Conception compatible avec le couvercle

Point d'optimisation professionnel : la conception du rapport optimal entre les rouleaux intérieurs et extérieurs optimise les forces de rétention et de séparation du couvercle.

Mise en œuvre : Le diamètre intérieur du rouleau doit être légèrement inférieur au diamètre intérieur du joint du couvercle. L'extrémité du rebord doit être conçue avec un léger chanfrein pour guider le couvercle pour une installation en douceur.

Effet : Lorsque le couvercle est enfoncé, un double mécanisme de verrouillage est créé : d'abord un ajustement par friction, puis un verrouillage mécanique entre le bord du couvercle et le bas du bord. Cette conception empêche le couvercle de tomber si le gobelet en papier est accidentellement renversé ou soumis à une pression latérale.

3. Épaisseur des bords et sélection des matériaux

Point d'optimisation professionnel : pour les gobelets en papier à double paroi, le formage simultané des bords extérieurs et intérieurs doit assurer une tension équilibrée.
Méthode de mise en œuvre : utilisez du carton de qualité alimentaire à haut grammage pour garantir la résistance structurelle du bord lui-même. Pour les gobelets en papier compostables enduits de PLA, la température de formation des bords doit être strictement inférieure à la température de transition vitreuse (Tg) du PLA pour éviter toute fragilisation.
Effet : améliore considérablement la capacité du gobelet en papier à résister à la gravité verticale et à la résistance à l'empilement, réduisant ainsi les dommages pendant le stockage et le transport.

Optimisation de la conception structurelle du joint inférieur

Le joint inférieur est la zone du gobelet en papier la plus sujette aux fuites, et la qualité de son joint détermine directement la résistance à la pression et l'imperméabilité du gobelet.

1. Précision de découpe et correspondance du diamètre inférieur

Point d'optimisation professionnel : le diamètre de découpe du disque du fond du gobelet doit être précisément adapté au diamètre de retrait du fond du tube du gobelet, jusqu'au niveau du micron.
Méthode de mise en œuvre : utilisez des outils de découpe CNC de haute précision et surveillez en temps réel l'impact de l'humidité ambiante sur les dimensions du carton. Préchauffez le fond du tube de gobelet avant de thermosceller pour vous assurer que les fibres du carton sont dans leur état thermoplastique optimal.
Effet : Assure une zone de chevauchement maximisée et uniforme entre le carton inférieur et la paroi du gobelet lors du pressage à chaud ultérieur.

2. Contrôle du profil de pression et de température de thermoscellage

Point d'optimisation professionnel : les trois éléments de température, de pression et de temps (T-P-T) pendant le processus de thermoscellage doivent former un profil de thermoscellage optimisé.
Méthode de mise en œuvre : utilisez la technologie de chauffage par induction à haute fréquence ou de soudage par ultrasons au lieu du chauffage traditionnel par fil à résistance. La pression de thermoscellage doit être ajustée dynamiquement en fonction du grammage du carton et de l’épaisseur du revêtement. Effet : Un joint de fusion au niveau moléculaire est formé, en particulier à l'interface avec le revêtement PE, garantissant une pénétration et une adhérence complètes du matériau de revêtement. Ce joint peut résister à des pressions hydrostatiques plus élevées sans fuite.

3. Structure du rouleau inférieur et conception de rainure anti-fuite

Point d'optimisation professionnel : la structure inférieure doit être conçue comme une structure composite thermoscellée qui combine plusieurs couches de pliage et de verrouillage.
Méthode de mise en œuvre : Une fois le thermoscellage inférieur terminé, un enroulement inférieur secondaire est effectué sur le bord inférieur pour entourer le bord coupé. Certaines conceptions haut de gamme intègrent une rainure étanche comme première ligne de défense.
Effet : Même si le revêtement dans la zone thermoscellée est légèrement endommagé par une immersion à long terme ou des forces externes, le recourbage secondaire du fond et le verrouillage mécanique fournissent une barrière physique supplémentaire, améliorant considérablement la résistance aux fuites à long terme et la stabilité structurelle du gobelet en papier.