밀봉 및 내압성을 보장하기 위해 종이컵의 림 롤 및 하단 밀봉 구조 설계를 최적화하는 방법

밀봉성 및 내압성 일회용 종이컵 핵심 품질 지표입니다. 전문 제조에서는 림과 바닥 씰 구조의 설계를 최적화하는 것이 중요합니다. 이는 사용자 경험에 영향을 미칠 뿐만 아니라 제품 기능 안전을 보장하기 위한 초석 역할도 합니다.

림 롤 구조 설계 최적화

테두리는 종이컵의 상단 구조입니다. 주요 기능은 림의 강성을 높이고, 액체가 튀는 것을 방지하며, 뚜껑과 꼭 맞도록 하는 것입니다.

1. 강성과 진원도의 정밀한 제어

전문적인 최적화 포인트: 림의 원형도와 기하학적 치수는 매우 높은 공차로 유지되어야 합니다.

구현 방법: 단일 단계 프로세스가 아닌 다단계 점진적 압착 프로세스가 사용됩니다. 압착기에서 가열 온도와 롤러 압력을 정밀하게 제어하면 종이 섬유 구조를 방해하지 않고 PE 또는 기타 코팅 재료가 적절하게 부드러워집니다.

결과: 밀도가 높고 두께가 균일한 림 롤이 생성됩니다. 이 매우 견고한 림은 뜨거운 음료를 잡거나 담을 때 반경 방향 변형을 효과적으로 방지하여 단단히 밀봉을 유지하고 화상을 방지합니다.

2. 뚜껑과 호환되는 디자인

전문적인 최적화 포인트: 내부 롤과 외부 롤의 최적 비율을 설계하여 뚜껑의 유지력과 분리력을 최적화합니다.

구현: 내부 롤 직경은 뚜껑의 내부 개스킷 직경보다 약간 작아야 합니다. 원활한 설치를 위해 테두리 끝부분에 뚜껑을 안내할 수 있는 약간의 모따기를 디자인해야 합니다.

효과: 뚜껑을 누르면 이중 잠금 메커니즘이 생성됩니다. 먼저 마찰로 끼워진 다음 뚜껑 테두리와 테두리 바닥 사이에 기계적 잠금이 이루어집니다. 실수로 종이컵이 기울어지거나 측면 압력이 가해졌을 때 뚜껑이 떨어지는 것을 방지하는 디자인입니다.

3. 가장자리 두께 및 재료 선택

전문적인 최적화 포인트: 이중벽 종이컵의 경우 외부 가장자리와 내부 가장자리의 동시 성형으로 균형 잡힌 장력이 보장되어야 합니다.
구현 방법: 높은 평량의 식품 등급 판지를 사용하여 가장자리 자체의 구조적 강도를 보장합니다. 퇴비화 가능한 PLA 코팅 종이컵의 경우 취성을 방지하기 위해 가장자리 형성 온도는 PLA의 유리 전이 온도(Tg)보다 엄격하게 낮아야 합니다.
효과: 종이컵의 수직 중력을 견디는 능력과 적재 강도가 크게 향상되어 보관 및 운송 중 손상이 줄어듭니다.

하단 씰 구조 설계 최적화

하단 씰은 종이컵에서 가장 누출되기 쉬운 부분이며 씰 품질에 따라 컵의 내압성과 불투수성이 직접적으로 결정됩니다.

1. 다이커팅 정밀도와 밑면 직경 매칭

전문적인 최적화 포인트: 컵 바닥 디스크의 다이 커팅 직경은 컵 튜브 바닥의 수축 직경과 미크론 수준까지 정확하게 일치해야 합니다.
구현 방법: 고정밀 CNC 다이커팅 도구를 사용하고 주변 습도가 판지 크기에 미치는 영향을 실시간으로 모니터링합니다. 열 밀봉 전에 컵 튜브 바닥을 예열하여 판지 섬유가 최적의 열가소성 상태에 있도록 하세요.
효과: 후속 열간 압착 중에 바닥 판지와 컵 벽 사이의 최대화되고 균일한 중첩 영역을 보장합니다.

2. 열 밀봉 압력 및 온도 프로파일 제어

전문적인 최적화 포인트: 열 밀봉 공정 중 온도, 압력, 시간(T-P-T)의 세 가지 요소가 최적화된 열 밀봉 프로파일을 형성해야 합니다.
구현 방법: 기존 저항선 가열 대신 고주파 유도 가열 또는 초음파 용접 기술을 사용합니다. 열 밀봉 압력은 판지 기본 중량과 코팅 두께에 따라 동적으로 조정되어야 합니다. 효과: 특히 PE 코팅과의 경계면에서 분자 수준의 융합 씰이 형성되어 코팅 재료의 완전한 침투와 접착을 보장합니다. 이 씰은 누출 없이 더 높은 정수압을 견딜 수 있습니다.

3. 하부 롤 구조 및 누수 방지 홈 설계

전문적인 최적화 포인트: 바닥 구조는 여러 겹의 접힘과 잠금이 결합된 기계적 열 밀봉 복합 구조로 설계되어야 합니다.
실시방법 : 하단 열접합이 완료된 후 하단 가장자리에 2차 하단 컬링을 실시하여 절단된 가장자리를 감싸줍니다. 일부 고급 디자인에는 첫 번째 방어선으로 누출 방지 홈이 포함되어 있습니다.
효과: 열접착부 코팅이 장기간 침수나 외력에 의해 약간 손상되더라도 2차 바닥 컬링과 기계적 잠금이 추가적인 물리적 장벽을 제공하여 장기 누수 방지 및 종이컵의 구조적 안정성을 크게 향상시킵니다.