барьерное покрытие на водной основе

АбстрактныйВ противовес тенденции к защите окружающей среды, водорастворимые покрытия стали устойчивым решением для повышения барьерных свойств бумаги. В данной статье подробно рассматриваются ключевые факторы, влияющие на барьерные свойства бумаги с покрытием, включая процесс нанесения покрытия, свойства базовой бумаги, методы нанесения покрытия и присущие водорастворимым барьерным покрытиям характеристики, что дает практические рекомендации по оптимизации характеристик бумажной упаковки. ВведениеПластиковая упаковка Бумага удобна в использовании, но создает серьезные экологические проблемы из-за своей небиоразлагаемости. Благодаря возможности вторичной переработки и повторного использования в производстве целлюлозы, бумага все чаще рассматривается как экологически чистая альтернатива традиционным пластиковым упаковкам для пищевых продуктов. Однако пористая волокнистая структура бумаги приводит к плохим барьерным свойствам против водяного пара, масла, воды и других жидкостей, что ограничивает ее более широкое применение.Таким образом, были разработаны покрытия на водной основе. В отличие от традиционных бумажных изделий с экструзионным покрытием из полиэтилена (ПЭ), покрытия на водной основе облегчают переработку целлюлозы в одноразовой бумажной упаковке, позволяя частично заменить первичную целлюлозу на бумажных комбинатах и ​​минимизировать воздействие одноразовой бумажной упаковки на окружающую среду.Компания BASF, лидер в производстве дисперсий и смол, привержена принципам устойчивого развития, внедряя инновационные продукты. Ее высокоэффективная водорастворимая барьерная серия Joncryl® HPB (High Performance Barrier) обеспечивает превосходные барьерные свойства для бумаги, сокращает использование пластика, снижает выбросы растворителей и улучшает углеродный след упаковки. Ключевые факторы, влияющие на барьерные свойства бумаги с покрытием.1. Процесс нанесения покрытияБарьерные покрытия работают за счет нанесения на поверхность бумаги слоя на водной основе, блокирующего проникновение жидкостей и газов. Как правило, увеличение плотности покрытия улучшает барьерные свойства, но повышает стоимость, что требует баланса между эффективностью и себестоимостью при производстве.Двойное покрытие для базовой бумагиНемелованная бумага для пищевой упаковки часто имеет неравномерную пористость поверхности, влажность, плотность и толщину, что приводит к проникновению водорастворимых покрытий в бумагу во время сушки и образованию неравномерных слоев покрытия. Предварительная обработка или двойное покрытие могут эффективно решить эту проблему, обеспечивая более равномерное покрытие и лучшие барьерные свойства по сравнению с однократным покрытием.Температура и метод сушкиУсловия сушки существенно влияют на эффективность барьерных свойств. Для каждой стирол-акриловой эмульсии существует оптимальная температура сушки, позволяющая максимально раскрыть ее барьерные свойства. Сушка в печи с горячим воздухом предпочтительна для барьерных покрытий, поскольку она обеспечивает равномерную сушку с помощью регулируемых кривых сушки и эффективно удаляет остаточные летучие запахи из покрытия.2. Свойства основы бумагиСвойства базовой бумаги, включая гладкость, воздухопроницаемость, блеск и состав волокон, определяют ее впитываемость и, следовательно, конечный эффект покрытия. Даже при одинаковом барьерном покрытии, процессе нанесения и плотности покрытия, разные базовые бумаги дают совершенно разные барьерные результаты из-за различий в шероховатости поверхности и структурной однородности.3. Методы нанесения покрытийК распространенным методам нанесения покрытий относятся нанесение с помощью ножа, дозирующего стержня, воздушного ножа и анилоксового валика. Первые три широко используются на бумажных комбинатах, а анилоксовое нанесение — в типографиях. Выбор метода должен основываться на плотности бумаги, целевой плотности покрытия и барьерных свойствах.Например, нанесение покрытия с помощью воздушного ножа или анилоксового валика подходит для нанесения примерно 3 г/м² покрытия на бумагу для гамбургеров плотностью 20–30 г/м², что соответствует требованиям комплекта 6 по жиростойкости, обеспечивая равномерное покрытие и высокие барьерные свойства при малой плотности покрытия.4. Внутренние свойства водорастворимых барьерных покрытийБарьерные покрытия разрабатываются с учетом различных барьерных механизмов.Паробарьерные покрытия: снижают коэффициент растворимости за счет максимального увеличения разницы полярности между покрытием и водяным паром; увеличение массы и толщины покрытия повышает паробарьерные свойства.Масло- и водонепроницаемые барьерные покрытияБлокирование или замедление проникновения маслянистых веществ за счет образования пленки зависит от растворимости полимера, температуры стеклования, структуры типа «ядро-оболочка», кислотного числа и pH.Покрытия могут обладать многофункциональными свойствами (маслостойкость, водостойкость, паронепроницаемость, термосвариваемость) или однофункциональными барьерными свойствами. Выбор должен соответствовать конкретным потребностям применения. ЗаключениеВ условиях ужесточения политики ограничения использования пластика наступила эра «замены пластика бумагой». Поставщики материалов, представленные BASF, активно продвигают инновационные барьерные покрытия, чтобы удовлетворить рыночный спрос на экологичную упаковку. Разработка и применение высокоэффективных водорастворимых барьерных покрытий позволит еще больше раскрыть потенциал бумаги в экологически чистой упаковке.