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如何增强玻璃纸的阻隔性能

创建于09.16
增强玻璃纸的阻隔性能是包装中的一个常见且重要的目标，特别是对于食品、医疗和特殊消费品等行业，这些行业需要防止潮湿、油脂、氧气和香气的侵害。
这是关于如何增强玻璃纸的屏障性能的综合指南，从基本原理到先进技术。

理解基础材料：为什么玻璃纸是一个好的起点

首先，了解标准玻璃纸是什么至关重要：
  • 制造：这是一种超压光纸。纸浆经过广泛打浆以使纤维松散，这使得它们在高压高温的压光过程中紧密结合。
  • 固有属性：该过程创建了一种致密、光滑、有光泽的薄膜，并由于其低孔隙率而具有对空气和油脂的天然抵抗力。然而，这种天然抵抗力并不是一个完全的屏障。
增强的目标是基于这种自然密集的结构，创建一个真正的功能性屏障。

增强屏障性能的方法

增强方法可以分为三种主要方法：涂层和层压、内部添加剂和物理改性。

1. 涂层和层压（最常见和有效）

这涉及将另一种材料的一层应用于玻璃纸的表面。
a) 挤出涂层/层压:
  • 过程：熔融聚合物通过平模挤出并直接压在玻璃纸网上。
  • 材料：
  • 聚乙烯（LDPE/LLDPE）：最常见的选择。提供出色的防潮性和热封性。常用于烘焙和冷冻食品包装。
  • 乙烯醇（EVOH）：对氧气和香气的出色屏障。它几乎总是作为PE之间的共挤层使用，因为它是吸湿性的（在潮湿时失去屏障性能）。
  • 聚丙烯 (PP)：提供比 PE 更好的防潮性能和更高的耐温性。
  • 结果：创建一个非常强大、不可渗透的屏障。聚合物的选择决定了特定的屏障（湿气、氧气或两者）。
b) 分散涂层（或溶液涂层）：
  • 过程：将水性或溶剂型聚合物乳液涂覆在玻璃纸表面（例如，通过棒、气刀或刀片涂布机），然后干燥。
  • 材料：
  • PVdC（聚偏二氯乙烯）：提供对湿气、氧气和香气的卓越屏障。传统的高性能涂层。
  • 丙烯酸：对油脂和油类具有良好的阻隔性，常用于黄油和防油包装。
  • 氟化学品：提供极高的油脂和油污抵抗力（例如，用于爆米花袋）。
  • 蜡层压：虽然现在不太常见，但蜡可以用于防潮和独特的美学，但它可能会开裂且可回收性较差。
  • 结果：比挤出涂层更薄，更像纸的感觉，同时仍显著改善了阻隔性能。通常看起来更可持续。
c) 电影覆膜：
  • 过程：预制的塑料薄膜（例如，BOPP、PET、PLA）通过粘合剂粘合到玻璃纸上。
  • 结果：提供所选电影的具体属性（例如，清晰度、刚度、高阻隔）。提供极大的设计灵活性，但可能更昂贵且可回收性较差。

2. 内部添加剂（大宗添加）

这些是添加到纸浆浆料中的化学物质，在纸张成型之前。
  • 过程：添加剂被混合到纤维浆中。
  • 材料：
  • 定尺寸剂（例如，AKD - 烷基酮二聚体）：这些是使纤维素纤维本身排斥水的疏水剂。它们提高了纸张对液态水和水蒸气的抵抗力。
  • 润滑脂抗性添加剂：类似的剂量可以用来增强玻璃纸的原生润滑脂抗性。
  • 结果：改善了薄膜的整体性能，而不仅仅是创建表面屏障。这通常与涂层一起使用，以产生协同效果。其效果通常不如连续塑料涂层绝对。

3. 物理和过程修改

  • 增加压光：在超压光过程中进一步增加压力和温度可以使纸张更加致密，减少其孔隙率并改善其原有的屏障性能。然而，在纸张变得过于脆弱并失去抗拉强度之前，存在一个实际的限制。
  • 克重（基础重量）：使用较重、较厚的玻璃纸自然会提供比非常薄的纸更好的屏障，因为水蒸气传输的路径更长且更曲折。

选择适合您需求的增强功能

障碍要求
推荐的增强方法
常见应用
湿气 / 水蒸气
PE挤出涂层，
PVdC/丙烯酸的分散涂层，内部尺寸调整
冷冻食品袋，烘焙袋，多层袋
润滑脂 / 油
氟化学分散涂料，
丙烯酸涂层, 内部添加剂
快餐包装，黄油包装，爆米花袋，宠物食品袋
氧气与香气
与EVOH共挤出，
PVdC分散涂层
咖啡袋，医药包装，特色食品（坚果，香料）
整体稳健性
电影覆膜
（例如，BOPP），挤出涂层
优质零售袋，礼品包装

关键考虑：可持续性

现代增强必须在性能与环境影响之间取得平衡。
  • 可回收性：传统塑料涂层和层压材料（PE，PP）会使纸张回收变得复杂。单一材料（例如，PE涂层玻璃纸）通常比复杂的层压材料更受欢迎，因为它们更容易回收。
  • 生物降解性/堆肥性：越来越多的趋势是使用：
  • 生物基聚合物：PLA（聚乳酸）挤出涂层可以提供防潮屏障，并且可以在工业设施中堆肥。
  • 水基生物聚合物涂层：基于蛋白质（玉米蛋白）、淀粉或壳聚糖的涂层正在开发中，以提供屏障，同时保持可堆肥性。
  • PFAS-Free: 氟化学涂层（通常含有PFAS）因环境和健康问题面临监管压力。该行业正迅速转向无PFAS的替代品，如先进的丙烯酸和其他新型化学品。

摘要：如何决定

1. 确定您的屏障需求：量化您需要阻挡的内容（水、油、氧气？）以及阻挡的程度。测试标准如 MVTR（湿气蒸汽透过率）或 OGR（油脂抵抗力）是关键。
2. 考虑产品：它是干燥的、潮湿的、油腻的还是芳香的？保质期要求是什么？
3. 确定处理要求：包裹是否需要热封性？它需要坚硬还是柔韧？
4. 优先考虑可持续性：您的生命周期结束要求是什么？可回收？可堆肥？这将对您的涂层选择产生重大影响。
5. 与转换器合作：玻璃纸生产商（转换器）拥有丰富的专业知识。与他们合作，测试并选择最具成本效益和性能的解决方案，以满足您的特定应用需求。他们可以在试点涂布机上进行试验，以找到完美的匹配。
通过利用这些方法——特别是先进的分散涂层和挤出层压——您可以将标准的玻璃纸转变为适合最苛刻包装应用的高性能屏障材料。
手握玻璃纸片，放在木桌上，旁边有茶和刷子。
Ray
Ferrill
Evelyn