Copos de papel são feitos principalmente de papelão com revestimento plástico fino de polietileno (PE) por dentro. Esta construção em camadas combina fibras de polpa de madeira renováveis com uma barreira à prova d'água, permitindo que o copo retenha líquidos sem vazar ou se desintegrar. A maioria dos copos de papel também contém componentes adicionais, como tintas de qualidade alimentar para impressão e, em alguns casos, um revestimento PE separado no exterior.
A composição típica se divide em aproximadamente 95% de papelão e 5% de revestimento de polietileno por peso . Esta estrutura aparentemente simples envolve uma seleção cuidadosa de materiais e processos de fabricação para garantir que os copos desempenhem a função pretendida, ao mesmo tempo que atendem aos padrões de segurança alimentar.
A camada base de papelão
A base estrutural de qualquer copo de papel é o papelão, um material espesso à base de papel derivado da polpa de madeira. Os fabricantes normalmente usam fibras de madeira virgem em vez de papel reciclado para copos que entram em contato com alimentos e bebidas, garantindo consistência e atendendo a regulamentações rígidas de segurança alimentar.
Tipos de polpa de madeira usados
Os fabricantes de copos de papel obtêm polpa de madeira de duas categorias principais:
- Fibras de madeira macia (de pinheiros, abetos, abetos): Estas fibras mais longas proporcionam resistência e durabilidade à estrutura do copo
- Fibras de madeira dura (de carvalho, bétula, eucalipto): Estas fibras mais curtas criam um acabamento superficial mais liso e melhoram a capacidade de impressão
O peso do papelão para copos descartáveis padrão varia de 170 a 350 gramas por metro quadrado (gsm) , com copos para bebidas frias normalmente usando 210-280 g/m² e copos para bebidas quentes exigindo 250-350 g/m² para melhor isolamento e integridade estrutural.
O sistema de revestimento de polietileno
Sem uma barreira à prova d'água, o papelão absorveria líquidos em segundos, causando a falha do copo. É aqui que o revestimento de polietileno se torna essencial para a funcionalidade dos copos de papel.
Finalidade do revestimento interior
O revestimento interno de PE, normalmente 10-20 mícrons de espessura , atende a várias funções críticas:
- Cria uma barreira líquida completa evitando infiltração através das fibras de papel
- Permite a selagem térmica da costura inferior durante a fabricação
- Impede a transferência de sabor ou odor entre a bebida e o papel
- Mantém a integridade estrutural ao segurar líquidos quentes ou frios
Aplicação de revestimento externo
Muitos copos de papel também apresentam uma camada externa de PE, embora mais fina que o revestimento interno em aproximadamente 5-10 mícrons . Esta camada externa protege os gráficos impressos, evita a umidade ambiental e proporciona uma sensação mais suave ao manusear o copo.
Materiais e componentes adicionais
Além do papelão primário e do revestimento de PE, vários outros materiais contribuem para o produto final do copo de papel.
Tintas e corantes de impressão
As tintas de impressão flexográfica ou offset de qualidade alimentar criam a marca, os designs e as informações nos copos de papel. Os fabricantes modernos usam predominantemente tintas à base de água ou à base de soja que atendem aos regulamentos de contato com alimentos da FDA e da UE. Essas tintas não devem migrar para as bebidas e permanecer estáveis em faixas de temperatura desde o congelamento até mais de 93°C (200°F).
Revestimentos Especiais para Diferentes Aplicações
| Tipo de xícara | Material de revestimento | Benefício Específico |
|---|---|---|
| Copos padrão | PE (polietileno) | Impermeabilização econômica |
| Copos ecológicos | PLA (ácido polilático) | Biodegradável em compostagem industrial |
| Reciclável premium | Revestimento de dispersão à base de água | Separação mais fácil durante a reciclagem |
| Copos de parede dupla | PE com camada de entreferro | Isolamento térmico aprimorado |
Processo de Fabricação e Integração de Materiais
A compreensão de como esses materiais se combinam durante a produção revela por que os copos de papel são construídos dessa maneira.
Métodos de aplicação de revestimento
Os fabricantes aplicam o revestimento PE por meio de revestimento por extrusão, onde o polietileno fundido é extrudado em papelão em movimento a velocidades que atingem 300 metros por minuto . O plástico quente adere diretamente às fibras do papel à medida que esfria, criando uma estrutura laminada em um único processo contínuo.
Etapas de formação do copo
- Folhas de papelão pré-impressas e revestidas com PE são cortadas em moldes de copo
- Os espaços em branco são formados em formas cilíndricas com costuras laterais sobrepostas
- Calor e pressão ativam o revestimento PE para selar a costura lateral
- Os discos inferiores circulares são selados a quente na base do copo
- As bordas dos copos são curvadas para fora para estabilidade estrutural e conforto para beber
Todo esse processo pode produzir 100-150 xícaras por minuto em máquinas modernas de alta velocidade , com o revestimento PE servindo tanto como barreira à prova d'água quanto como adesivo para unir os componentes do copo.
Considerações ambientais de materiais para copos de papel
A composição do material dos copos de papel cria desafios significativos para a gestão de resíduos e a sustentabilidade ambiental.
O Desafio da Reciclagem
Embora o papelão seja teoricamente reciclável, o revestimento de PE dificulta a reciclagem convencional dos copos de papel. As instalações padrão de reciclagem de papel não conseguem separar facilmente a fina camada de plástico das fibras do papel. Como resultado, menos de 1% dos estimados 600 mil milhões de copos de papel utilizados globalmente todos os anos são realmente reciclados .
Instalações especializadas de reciclagem podem processar copos de papel usando tecnologia de hidrapulpagem que decompõe o papel enquanto separa o revestimento plástico. No entanto, apenas um número limitado de tais instalações existe em todo o mundo, e os copos devem ser recolhidos separadamente dos fluxos padrão de reciclagem de papel.
Desenvolvimentos de materiais alternativos
Em resposta às preocupações ambientais, os fabricantes desenvolveram vários materiais alternativos:
- Copos revestidos com PLA : Use ácido polilático vegetal em vez de PE, mas requer instalações de compostagem industrial (normalmente indisponíveis na maioria das áreas)
- Revestimentos de dispersão à base de água : Pode ser repolpado em instalações de reciclagem padrão, embora o desempenho possa não corresponder ao PE para todas as aplicações
- Cartão com revestimento mineral : Utiliza barreiras de argila ou carbonato de cálcio, melhorando a reciclabilidade, mas com limitações para bebidas quentes
Padrões de segurança para materiais de copos de papel
Todos os materiais utilizados na produção de copos de papel devem atender a rigorosas normas de segurança para contato com alimentos.
Requisitos Regulatórios
Nos Estados Unidos, a FDA regulamenta os materiais dos copos de papel sob Título 21 do Código de Regulamentações Federais (CFR) , particularmente as seções 176 e 177 que cobrem papel e substâncias poliméricas. Os regulamentos europeus seguem o Regulamento-Quadro da UE (CE) n.º 1935/2004 com medidas específicas adicionais para materiais como plásticos.
Os principais requisitos de teste incluem:
- Testes de migração para garantir que produtos químicos não sejam transferidos de materiais para bebidas
- Limites de teor de metais pesados em tintas e revestimentos
- Restrições de agentes branqueadores fluorescentes em papelão
- Teste de estabilidade de temperatura para aplicações de bebidas quentes
Fabricantes respeitáveis mantêm documentação que comprova que seus materiais estão em conformidade com esses regulamentos e realizam testes regulares de terceiros para verificar a segurança.
Variações para diferentes tipos de bebidas
As especificações do material dos copos de papel variam significativamente com base no uso pretendido.
Copos para bebidas quentes
Copos projetados para café, chá e chocolate quente cartão mais grosso (280-350 g/m2) e pode incorporar construção de parede dupla. O espaço de ar entre duas camadas de papel proporciona isolamento, permitindo aos clientes segurar bebidas quentes confortavelmente sem a necessidade de uma capa separada. Alguns fabricantes adicionam camadas isolantes de papel corrugado entre as paredes.
Copos para bebidas frias
Os copos para bebidas geladas normalmente usam papelão mais leve (210-280 g/m²), pois o isolamento térmico não é necessário. No entanto, eles geralmente apresentam um revestimento externo de PE mais robusto para evitar que a condensação enfraqueça a estrutura do copo ou torne-a escorregadia. O revestimento interno deve evitar a absorção de umidade ao segurar bebidas geladas por longos períodos.
Materiais especiais para copos
Algumas aplicações requerem adaptações de materiais exclusivas. As xícaras de sorvete podem usar revestimento de cera de qualidade alimentar em vez de PE para obter uma aparência tradicional. As xícaras de sopa incorporam PE com maior resistência ao calor. Copos para estádios e recipientes de grande formato utilizam papelão reforçado com camadas de revestimento mais espessas para suportar maior peso do líquido.
