Wattenstaafje

Achtergrond

Een wattenstaafje is een korte spil waarvan één of beide uiteinden bedekt zijn met een absorberende katoenen vulling. Dergelijke wattenstaafjes worden al lang gebruikt voor verschillende cosmetische en persoonlijke hygiënetaken, in het bijzonder voor het reinigen van het oor. Het wattenstaafje werd in de jaren 1920 uitgevonden door een in Polen geboren Amerikaan genaamd Leo Gerstenzang. Leo had opgemerkt dat zijn vrouw een tandenstoker in een stuk katoen gebruikte om de oren van hun baby schoon te maken tijdens het baden. Leo was bang dat de houten tandenstoker zou versplinteren en in het oor van de baby zou snijden, of dat het katoen van de stok zou loskomen en in het oor zou blijven steken. Hij besloot een kant-en-klaar wattenstaafje te ontwerpen dat met minder risico op verwondingen bij baby's kan worden gebruikt. In de veronderstelling dat een dergelijk product veel ouders zou aanspreken, richtte Leo de Leo Gerstenzang Infant Novelty Company op om zijn wattenstaafje en andere babygerelateerde producten op de markt te brengen. Het kostte hem een ​​aantal jaren om bepaalde ontwerpproblemen op te lossen, zoals het bevestigen van gelijke hoeveelheden katoen aan elk uiteinde van het wattenstaafje. Uiteindelijk ontwikkelde hij niet alleen een succesvol product, maar creëerde hij zelfs een speciale verpakking voor zijn swabs. De verpakking is ontworpen om met één hand te worden geopend, zodat een ouder die een baby met één hand vasthoudt, de doos gemakkelijk kan openen en met de andere hand een wattenstaafje kan verwijderen. Nadat Leo zijn product had geperfectioneerd, ging hij op zoek naar een commercieel levensvatbare naam. Omdat hij zijn product ontwierp om baby's blij te houden terwijl hun oren veilig werden schoongemaakt, koos hij de naam Baby Gays. In 1926 veranderde hij de naam in Q-Tips Baby Gays, bewerend dat de "Q" stond voor kwaliteit. Uiteindelijk werd Baby Gays van de naam geschrapt en werden de swabs gewoon bekend als Q-Tips. Tegenwoordig is Q-Tips een geregistreerd handelsmerk van Chesebrough-Ponds, Inc.

Ontwerp

Het ontwerp van wattenstaafjes is aanzienlijk verbeterd sinds de jaren 1920. Voor de meeste toepassingen werden houten stokjes vervangen door papierspindels, die minder snel splinterden en kwetsbaar oorweefsel doorboorden. De dunne papierstaven werden gemaakt door dik papier te rollen. Meer recentelijk is kunststof een populaire keuze geworden voor spindelmateriaal omdat het een verbeterde flexibiliteit en ondoordringbaarheid voor water biedt. Er moet echter op worden gelet dat de plastic schacht zo is ontworpen dat deze niet door de katoenmassa aan het uiteinde van de stok steekt. Om dit te voorkomen zijn wattenstaafjes ontworpen met een aantal bijzondere eigenschappen. Sommige wattenstaafjes zijn bijvoorbeeld gemaakt met een plastic beschermkapje op het uiteinde van de spindel, onder de katoenen coating. Anderen gebruiken een dempingselement, zoals een beetje zachte smeltlijm, om het uiteinde van de stick te beschermen als het tijdens het manipuleren door het lichaam van de punt steekt. Een derde manier om dit probleem te omzeilen is een proces dat resulteert in een wattenstaafje met een uitlopende punt. Deze uitlopende punt kan door zijn grotere diameter niet te diep in het oor doordringen.

Hoewel babyverzorging een van de meest populaire toepassingen van wattenstaafjes is, worden ze ook vaak in andere gebieden gebruikt. Deze andere toepassingen hebben hun eigen speciale ontwerpvereisten. Wattenstaafjes die worden gebruikt om kleurcosmetica aan te brengen, kunnen bijvoorbeeld worden gemaakt met speciale gevlokte tips van niet-geweven vezels. Naast persoonlijke verzorging worden swabs gebruikt voor industriële doeleinden. Houten swabs met lange steel zijn bijvoorbeeld ontworpen voor het nemen van monsters van microbiologische culturen. Dit is het soort wattenstaafje dat een arts gebruikt om een ​​keelkweek af te nemen. andere industriële Een typische machine voor het maken van wattenstaafjes. wattenstaafjes kunnen speciaal zijn ontworpen voor het reinigen van elektronische onderdelen; deze kunnen speciale pluisvrije vereisten hebben.

Grondstoffen

Er zijn drie primaire componenten betrokken bij de vervaardiging van het wattenstaafje:de spil of stick, die het lichaam van het wattenstaafje vormt; het absorberende materiaal gecoat op de spiluiteinden; en de verpakking waarin de swabs zaten.

Spindel

Spindels kunnen stokjes zijn van hout, opgerold papier of geëxtrudeerd plastic. Ze kunnen volgens verschillende specificaties worden gemaakt, afhankelijk van het beoogde gebruik. Producten voor persoonlijke verzorging zijn vrij klein en licht van gewicht en zijn slechts ongeveer 75 mm lang. Wattenstaafjes gemaakt voor industrieel gebruik kunnen meer dan twee keer zo lang zijn en zijn meestal gemaakt van hout voor meer stevigheid.

Absorberend eindmateriaal

Katoen wordt meestal gebruikt als eindbedekking voor wattenstaafjes vanwege de absorberende eigenschappen, vezelsterkte en lage kosten. Mengsels van katoen met andere vezelmaterialen kunnen ook worden gebruikt; rayon wordt soms gebruikt in dit opzicht.

Verpakking

De verpakkingsvereisten variëren afhankelijk van de toepassing van het wattenstaafje. Sommige wattenstaafjes voor persoonlijke hygiëne, zoals wattenstaafjes, zijn verpakt in een doorzichtige plastic omhulsel (ook wel blisterverpakking genoemd) Productieprocessen die essentieel zijn voor de productie van wattenstaafjes. Een schematische tekening van een typische verpakkingsmachine die wordt gebruikt bij de productie van wattenstaafjes. die is bevestigd aan een vezelplaatrug. Chesebrough-Ponds heeft een patent op het ontwerp van een zelfdoserende verpakking voor hun Q-tip-producten. Dit octrooi beschrijft een verpakking gemaakt van een plastic bellenlichaam met kleine uitsteeksels die in het plastic zijn gegoten om het deksel weer op het lichaam te bevestigen. Andere verpakkingen die voor wattenstaafjes worden gebruikt, zijn onder meer papieren hoezen. Dit type verpakking is gebruikelijk voor swabs die worden gebruikt voor microbiologische toepassingen, die vóór gebruik steriel moeten worden gehouden.

Het fabricageproces

Afhankelijk van het ontwerp van het wattenstaafje worden verschillende methoden gebruikt bij de vervaardiging van wattenstaafjes. In het algemeen kan het proces in drie hoofdstappen worden beschreven:spindelfabricage, het aanbrengen van katoen en het verpakken van de afgewerkte swabs.

Spilfabricage

• 1 Spindels worden op verschillende manieren gemaakt, afhankelijk van het materiaal waaruit ze zijn samengesteld. Houten spindels worden gevormd door verschillende draaibankprocessen. Papierspindels worden gemaakt door een zwaar papier te stansen en het papier vervolgens strak op te rollen om een ​​stok te vormen. Kunststof spindels worden gemaakt door een extrusiegietproces. In dit geval worden de kunststofhars en andere additieven met elkaar gemengd, verwarmd en door een matrijs geëxtrudeerd in een proces dat vergelijkbaar is met de manier waarop een pastamaker een spaghettisliert perst. Na fabricage worden de spindels in een trechter op de productielijn geladen ter voorbereiding op het aanbrengen van katoen.

Katoenen applicatie

• 2 Een Amerikaans octrooi beschrijft een complexe operatie waarbij een reeks werkstations betrokken is. Bij het eerste station wordt een trechter vol spindels getrild om ze door een lange, dunne gleuf aan de onderkant van de trechter te laten vallen en op een roterende staafdrager te laten vallen. Deze drager is een mechanisme van het trommeltype met kruissleuven die rond de buitenrand zijn geplaatst. De sticks gaan één voor één in deze sleuven en worden naar het volgende station gedragen.
• 3 Terwijl het wiel de stokjes voortbeweegt, komen ze in contact met een roterend wrijvingswiel dat tegen de spindels van het wattenstaafje wrijft waardoor ze gaan draaien. De drager voert de sticks door een lijmpotstation waar lijm wordt aangebracht op de tegenovergestelde uiteinden van de sticks.
• 4 Bij het volgende station wordt binnenkomend katoen in de vorm van een touw naar een ander roterend wiel gevoerd met een reeks metalen vingers die uit de naaf steken. Deze vingers leiden het katoenen touw naar de met lijm beklede uiteinden van de stokjes terwijl ze langs het wiel bewegen. In het geval van Q-tips van Chesebrough Pond hebben de spindels een reeks van vier tot acht inkepingen, of ondiepe sneden, langs hun boven- en onderkant. Vermoedelijk helpen deze de schacht het katoen te grijpen en vast te houden terwijl het op de schachten wordt gevoerd. Het katoen hecht zich dan aan de spindel en wordt strak gewikkeld door de spinstokken. Nadat ongeveer 0,05-0,1 g katoen op de spindel is aangebracht, scheidt een reeks roterende bladen het katoen van de rest van het touw.
• 5 De uiteinden van de wattenstaafjes gaan dan door een reeks smalle kanalen terwijl ze nog ronddraaien. Deze kanalen comprimeren en vormen het katoen op het uiteinde van de stick en geven het een gladde vorm. Chemische bekledingsmiddelen kunnen in het katoen worden gebracht. Deze coatingmiddelen, waaronder oplossingen van cellulosepolymeer, helpen de punt zijn vorm te behouden en helpen vlekken en meeldauw te voorkomen. Ten slotte leidt een echappementwiel de stokken van de drager naar een van sleuven voorziene transportband en vervolgens naar een automatische verpakkingseenheid.

Verpakking

• 6 Op weg naar de verpakkingseenheid gaan de afgewerkte swabs door een telwiel. Een geleiderail houdt de swabs op hun plaats terwijl het telwiel het aantal swabs telt voor één traylaag. Terwijl de wattenstaafjes worden geteld, worden ze tegen een hellend vlak gedrukt. Wanneer het telwiel aangeeft dat er voldoende wattenstaafjes zijn verzameld, stuurt het een signaal naar een zuigeropstelling, die de groep wattenstaafjes op een papierverdeler schuift. De verdeler en de wattenstaafjes vallen dan in de plastic verpakking. Bij daaropvolgende bewerkingen wordt een kartonnen achterkant over de gevulde plastic container gelijmd en wordt het hele samenstel verpakt voor verzending.

Bijproducten/afval

Het fabricageproces van het wattenstaafje kan afval genereren in de vorm van los katoen, maar ook plastic, papier of houtafval, afhankelijk van het materiaal dat wordt gebruikt om de spindels te maken. Een deel van het katoen kan worden teruggewonnen en ofwel terug in het invoerpad worden opgenomen of elders als schroot worden gebruikt. Het plastic dat in spindels wordt gebruikt, is thermoplastisch, wat betekent dat het kan worden nageslepen en opnieuw gesmolten voor later gebruik.

Kwaliteitscontrole

Er worden een aantal kwaliteitscontrolemaatregelen gebruikt om ervoor te zorgen dat wattenstaafjes acceptabel zijn. De spindels moeten worden gecontroleerd om er zeker van te zijn dat ze recht zijn en vrij van onvolkomenheden, zoals spanningsscheuren of andere vormfouten. Het katoen dat wordt gebruikt om de uiteinden te coaten, moet van een specifieke zuiverheid, zachtheid en vezellengte zijn. De afgewerkte wattenstaafjes moeten vrij zijn van losse lijm en scherpe randen, en de tips moeten stevig omwikkeld zijn. Deze maatregelen zijn met name van cruciaal belang voor wattenstaafjes die zijn ontworpen voor gebruik bij zuigelingen. Voor wattenstaafjes die bedoeld zijn voor andere toepassingen, kunnen andere kwaliteitseisen belangrijker zijn. Zo moeten swabs die voor biologische doeleinden worden gebruikt, steriel blijven totdat ze worden gebruikt. Voor sommige toepassingen kan het ontbreken van losse pluisjes noodzakelijk zijn. De specifieke vereisten voor kwaliteitscontrole variëren met de toepassing. Natuurlijk moet elke doos met wattenstaafjes worden gewogen om er zeker van te zijn dat het juiste aantal wattenstaafjes in elke doos zit.

De Toekomst

Een recentere innovatie die wordt gebruikt om te voorkomen dat het wattenstaafje het oorweefsel beschadigt, is een wattenstaafje met extra katoen dat de holle spoel vult. Om het effect te bereiken, wordt de swab-applicator gemaakt door een plastic buis over een veerkrachtige massa katoen te extruderen. Het ene uiteinde van de stick is voorzien van een dop en het andere uiteinde heeft een meer traditioneel wattenstaafje-achtig uitsteeksel van katoen. De dop kan worden verwijderd en de vezelkern kan worden gevuld met elke gewenste vloeistof. Deze techniek kan nuttig zijn voor het aanbrengen van een verscheidenheid aan reinigingsvloeistoffen of actuele medicijnen. Toekomstige ontwikkelingen in swab-technologie kunnen een rol spelen in de ruimtetechnologie was goed. The Micro Clean Company, onder een technologielicentie van de National Aeronautics and Space Administration (NASA), heeft onlangs het eerste wattenstaafje geperfectioneerd dat de absorberende eigenschappen van katoen heeft en toch voldoet aan NASA's pluisvrije, lijmvrije eis voor gebruik in cleanrooms. Dit wattenstaafje is ingesloten in een nylon omhulsel en het houten handvat is ingesloten in een krimpfolie om het vrijkomen van vezels of andere vervuiling te voorkomen. Door de krimpfolie kan de deuvel meer spanning opnemen, waardoor hij gemakkelijker te gebruiken is en minder snel in de hand glijdt. De mantel en krimpfolie kunnen op maat worden ontworpen voor speciale toepassingen of specifieke oplosmiddelcompatibiliteit.