Cotton Swab
Latar Belakang
Kapas kapas adalah gelendong pendek dengan salah satu atau kedua ujungnya dilapisi dengan bantalan kapas penyerap. Penyeka tersebut telah lama digunakan untuk berbagai tugas kosmetik dan kebersihan pribadi, terutama untuk membersihkan telinga. Penyeka kapas ditemukan pada tahun 1920 oleh seorang Amerika kelahiran Polandia bernama Leo Gerstenzang. Leo telah mengamati bahwa istrinya menggunakan tusuk gigi yang ditusukkan ke sepotong kapas untuk membersihkan telinga bayi mereka pada waktu mandi. Leo khawatir tusuk gigi kayu akan pecah dan memotong telinga bayi atau kapas akan terlepas dari tongkat dan tersangkut di telinga. Dia memutuskan untuk merancang kapas yang sudah jadi yang dapat digunakan pada bayi dengan risiko cedera yang lebih kecil. Berpikir bahwa produk semacam itu akan menarik bagi banyak orang tua, Leo membentuk Perusahaan Kebaruan Bayi Leo Gerstenzang untuk memasarkan swab-nya dan produk-produk terkait bayi lainnya. Butuh beberapa tahun untuk memecahkan masalah desain tertentu, seperti bagaimana mengamankan jumlah kapas yang sama di setiap ujung swab. Akhirnya, dia tidak hanya mengembangkan produk yang sukses tetapi dia bahkan membuat kemasan khusus untuk swab-nya. Paket itu dirancang untuk dibuka dengan satu tangan sehingga orang tua yang menggendong bayi dengan satu tangan dapat dengan mudah membuka kotak dan mengambil swab dengan tangan lainnya. Setelah Leo menyempurnakan produknya, dia mencari nama yang layak secara komersial. Karena dia mendesain produknya untuk membuat bayi senang saat telinga mereka dibersihkan dengan aman, dia memilih nama Baby Gays. Pada tahun 1926, ia mengubah nama menjadi Q-Tips Baby Gays, mengklaim bahwa "Q" berarti kualitas. Akhirnya, Baby Gays dikeluarkan dari nama dan penyeka hanya dikenal sebagai Q-Tips. Hari ini Q-Tips adalah merek dagang terdaftar dari Chesebrough-Ponds, Inc.
Desain
Desain kapas telah berkembang secara signifikan sejak tahun 1920-an. Untuk sebagian besar aplikasi, tongkat kayu digantikan oleh gulungan kertas, yang cenderung tidak pecah dan menusuk jaringan telinga yang halus. Batang kertas tipis dibuat dengan menggulung kertas pengukur berat. Baru-baru ini, plastik telah menjadi pilihan populer untuk bahan spindel karena menawarkan peningkatan fleksibilitas dan ketahanan terhadap air. Namun, perawatan harus dilakukan untuk mendesain poros plastik agar tidak menembus massa kapas di ujung tongkat. Untuk mencegah hal ini terjadi, penyeka telah dirancang dengan sejumlah fitur khusus. Misalnya, beberapa penyeka dibuat dengan tutup plastik pelindung di ujung spindel, di bawah lapisan kapas. Yang lain menggunakan elemen bantalan, seperti setetes lem panas meleleh yang lembut, untuk melindungi ujung tongkat jika menonjol melalui badan ujung selama manipulasi. Cara ketiga untuk menghindari masalah ini melibatkan proses, yang menghasilkan swab dengan ujung melebar. Ujung yang melebar ini tidak dapat menembus terlalu dalam ke dalam telinga karena diameternya yang lebih besar.
Sementara perawatan bayi adalah salah satu kegunaan paling populer untuk penyeka kapas, mereka juga umum digunakan di area lain. Aplikasi lain ini memiliki persyaratan desain khusus mereka sendiri. Misalnya, penyeka yang digunakan untuk mengaplikasikan kosmetik warna dapat dibuat dengan ujung bergerombol khusus yang terbuat dari serat non-anyaman. Selain perawatan pribadi, penyeka digunakan untuk keperluan industri. Misalnya, penyeka kayu bergagang panjang dirancang untuk mengambil sampel kultur mikrobiologis. Ini adalah jenis swab yang digunakan dokter untuk mengambil biakan tenggorokan. industri lainnya Mesin pembuat kapas biasa. penyeka mungkin dirancang khusus untuk membersihkan bagian elektronik; ini mungkin memiliki persyaratan bebas serat khusus.
Bahan Baku
Ada tiga komponen utama yang terlibat dalam pembuatan swab:spindel atau tongkat, yang membentuk badan swab; bahan penyerap yang dilapisi ke ujung spindel; dan paket yang digunakan untuk menampung swab.
Spindel
Spindle dapat berupa tongkat yang terbuat dari kayu, kertas gulung, atau plastik ekstrusi. Mereka dapat dibuat dengan spesifikasi yang berbeda tergantung pada tujuan penggunaan. Produk perawatan pribadi cukup kecil dan ringan dan panjangnya hanya sekitar 3 inci (75 mm). Penyeka yang dibuat untuk keperluan industri mungkin lebih dari dua kali panjangnya dan biasanya terbuat dari kayu untuk kekakuan yang lebih besar.
Bahan ujung penyerap
Kapas paling sering digunakan sebagai penutup akhir untuk penyeka karena sifat penyerap, kekuatan serat, dan biaya rendah. Campuran kapas dengan bahan berserat lainnya juga dapat digunakan; rayon kadang-kadang digunakan dalam hal ini.
Kemasan
Persyaratan kemasan bervariasi tergantung pada aplikasi untuk swab. Beberapa swab kebersihan pribadi, seperti Q-tips, dikemas dalam cangkang plastik bening (dikenal sebagai kemasan blister) Proses manufaktur penting untuk produksi kapas. Gambar skema mesin pengemas biasa yang digunakan dalam produksi kapas. yang melekat pada dukungan papan serat. Chesebrough-Ponds memegang paten pada desain paket self-dispensing untuk produk Q-tip mereka. Paten ini menjelaskan paket yang terbuat dari badan gelembung plastik dengan tonjolan kecil yang dicetak ke dalam plastik untuk tujuan mengamankan kembali penutup ke badan. Kemasan lain yang digunakan untuk penyeka termasuk selongsong kertas. Jenis kemasan ini umum untuk swab yang digunakan untuk aplikasi mikrobiologi, yang harus dijaga steril sebelum digunakan.
Manufaktur
Proses
Metode yang berbeda digunakan dalam pembuatan swab tergantung pada desain swab. Secara umum proses dapat dijelaskan dalam tiga langkah utama:fabrikasi spindel, aplikasi kapas, dan pengemasan swab jadi.
Pembuatan spindel
- 1 Spindle dibuat dengan beberapa cara tergantung bahan komposisinya. Spindle kayu dibentuk oleh berbagai proses bubut. Spindle kertas dibuat dengan memotong kertas kelas berat dan kemudian menggulung kertas dengan erat untuk membentuk tongkat. Spindel plastik dibuat dengan proses pencetakan ekstrusi. Dalam hal ini, resin plastik dan aditif lainnya dicampur bersama, dipanaskan, dan diekstrusi melalui cetakan dalam proses yang mirip dengan cara pembuat pasta memeras untaian spageti. Setelah pembuatan, spindel dimuat ke dalam hopper di jalur produksi sebagai persiapan untuk aplikasi kapas.
Aplikasi kapas
- 2 Satu paten A.S. menjelaskan operasi kompleks yang melibatkan serangkaian stasiun kerja. Pada stasiun pertama, hopper yang penuh dengan spindel digetarkan untuk menyebabkannya jatuh melalui celah panjang dan tipis di bagian bawah hopper dan ke pembawa tongkat putar. Pembawa ini adalah mekanisme tipe drum dengan slot silang ditempatkan di sekitar tepi luarnya. Tongkat memasuki slot ini satu per satu dan dibawa ke stasiun berikutnya.
- 3 Saat roda menggerakkan tongkat, tongkat tersebut bersentuhan dengan roda gesekan yang berputar yang bergesekan dengan poros swab yang menyebabkan tongkat berputar. Pembawa memajukan tongkat melalui stasiun pot lem di mana perekat diterapkan ke ujung tongkat yang berlawanan.
- 4 Di stasiun berikutnya, kapas yang masuk dalam bentuk tali diumpankan ke roda lain yang berputar dengan serangkaian jari-jari logam yang memanjang dari hubnya. Jari-jari ini mengarahkan tali kapas ke ujung stik yang dilapisi lem saat bergerak di sepanjang roda. Dalam kasus Q-tips Chesebrough Pond, spindel memiliki serangkaian empat hingga delapan lekukan, atau potongan dangkal, di sepanjang bagian atas dan bawahnya. Agaknya ini membantu poros meraih dan menahan kapas saat diumpankan ke poros. Kapas kemudian menempel pada spindel yang dililit erat oleh tongkat pemintal. Setelah kira-kira 0,05-0,1 g kapas telah diendapkan pada spindel, serangkaian bilah yang berputar memutuskan kapas dari sisa tali.
- 5 Ujung penyeka kemudian melewati serangkaian saluran sempit saat masih berputar. Saluran ini memampatkan dan membentuk kapas di ujung tongkat dan memberikan bentuk yang halus. Bahan pelapis kimia dapat dimasukkan ke kapas. Bahan pelapis ini, yang meliputi larutan polimer selulosa, membantu ujungnya mempertahankan bentuknya dan membantu mencegah bercak dan jamur. Akhirnya, roda pelepasan mengalihkan tongkat dari pembawa ke sabuk pembawa transfer slotted dan kemudian ke unit pengemasan otomatis.
Kemasan
- 6 Dalam perjalanan ke unit pengemasan, swab yang sudah jadi melewati roda penghitung. Rel pemandu menahan penyeka di tempatnya sementara roda penghitung menghitung jumlah penyeka untuk satu lapisan baki. Saat swab dihitung, swab didorong ke atas pada bidang miring. Ketika roda penghitung memberi sinyal bahwa penyeka cukup telah dikumpulkan, ia mengirimkan sinyal ke pengaturan piston, yang menggeser kelompok penyeka ke pembagi kertas. Pembagi dan penyeka kemudian dimasukkan ke dalam kemasan plastik. Dalam operasi selanjutnya, alas karton direkatkan di atas wadah plastik yang diisi dan seluruh rakitan dikemas untuk pengiriman.
Produk Sampingan/Limbah
Proses pembuatan swab dapat menghasilkan limbah berupa kapas lepas maupun plastik, kertas, atau potongan kayu, tergantung bahan apa yang digunakan untuk membuat spindel. Beberapa kapas dapat direklamasi dan dimasukkan kembali ke jalur umpan masuk atau digunakan di tempat lain sebagai skrap. Plastik yang digunakan dalam spindel adalah termoplastik, yang berarti dapat digiling kembali dan dilebur kembali untuk digunakan nanti.
Kontrol Kualitas
Sejumlah tindakan pengendalian kualitas digunakan untuk memastikan penyeka kapas dapat diterima. Spindel harus diperiksa untuk memastikannya lurus dan bebas dari ketidaksempurnaan, seperti retak tegangan atau cacat cetakan lainnya. Kapas yang digunakan untuk melapisi ujungnya harus memiliki kemurnian, kelembutan, dan panjang serat tertentu. Penyeka yang sudah jadi harus bebas dari perekat yang hilang dan tepi yang tajam, dan ujungnya harus dibungkus rapat. Langkah-langkah ini sangat penting untuk penyeka yang dirancang untuk digunakan bayi. Untuk penyeka yang ditujukan untuk aplikasi lain, persyaratan kualitas lain mungkin lebih penting. Misalnya, penyeka yang digunakan untuk tujuan biologis harus tetap steril sampai digunakan. Untuk beberapa aplikasi, kurangnya serat longgar mungkin penting. Persyaratan kontrol kualitas tertentu akan bervariasi dengan aplikasi. Tentu saja, setiap kotak penyeka harus ditimbang untuk memastikan jumlah penyeka yang benar dikemas di setiap kotak.
Masa Depan
Inovasi terbaru yang digunakan untuk membantu mencegah swab dari kerusakan jaringan telinga adalah swab dengan kapas ekstra yang mengisi poros berongga. Untuk mencapai efeknya, aplikator swab dibuat dengan mengekstrusi tabung plastik di atas massa kapas yang elastis. Salah satu ujung tongkat dilengkapi dengan penutup dan ujung lainnya memiliki tonjolan kapas yang lebih tradisional. Tutupnya dapat dilepas dan inti serat diisi dengan cairan apa pun yang diinginkan untuk dikeluarkan. Teknik ini dapat berguna untuk menerapkan berbagai cairan pembersih atau obat-obatan topikal. Perkembangan masa depan dalam teknologi swab mungkin berperan dalam teknologi luar angkasa dengan baik. The Micro Clean Company, di bawah lisensi teknologi dari National Aeronautics and Space Administration (NASA), baru-baru ini menyempurnakan cotton bud pertama yang memiliki kualitas penyerapan kapas namun memenuhi persyaratan bebas serat dan bebas perekat NASA untuk penggunaan ruangan yang bersih. Penyeka ini tertutup dalam selubung nilon dan gagang kayu tertutup dalam film menyusut untuk mencegah pelepasan serat atau kontaminasi lainnya. Film menyusut memungkinkan pasak menyerap lebih banyak tekanan, membuatnya lebih mudah digunakan dan kecil kemungkinannya untuk tergelincir di tangan. Selubung dan film menyusut dapat dirancang khusus untuk aplikasi khusus atau kompatibilitas pelarut tertentu.