Как улучшить барьерные свойства гласина
Создано 09.16
Улучшение барьерных свойств стеклоткани является общей и важной задачей в упаковке, особенно для таких отраслей, как пищевая, медицинская и специализированные потребительские товары, которые требуют защиты от влаги, жира, кислорода и ароматов.
Вот исчерпывающее руководство о том, как улучшить барьерные свойства стеклоткани, от основных принципов до передовых технологий.
Понимание базового материала: почему гласин является хорошей отправной точкой
Во-первых, важно понять, что такое стандартный гласин:
- Производство: Это суперкаландрированная бумага. Бумажная масса тщательно обрабатывается, чтобы распустить волокна, что позволяет им плотно связываться в процессе каландрирования при высоком давлении и высокой температуре.
- Свойства: Этот процесс создает лист, который плотный, гладкий, блестящий и имеет естественное сопротивление воздуху и жиру благодаря низкой пористости. Однако это естественное сопротивление не является полной преградой.
Цель улучшения заключается в том, чтобы развить эту естественно плотную структуру и создать истинный функциональный барьер.
Методы улучшения барьерных свойств
Методы улучшения можно классифицировать на три основных подхода: покрытия и ламинации, внутренние добавки и физические модификации.
1. Покрытия и ламинации (Наиболее распространенные и эффективные)
Это включает в себя нанесение слоя другого материала на поверхность стеклоткани.
a) Экструзионное покрытие/ламинирование:
- Процесс: Расплавленный полимер выдавливается через плоскую матрицу и непосредственно прессуется на стеклянную сетку.
- Материалы:
- Полиэтилен (LDPE/LLDPE): Наиболее распространенный выбор. Обеспечивает отличную защиту от влаги и термопечать. Часто используется для упаковки хлебобулочных изделий и замороженных продуктов.
- Этиленвинилацетат (EVOH): выдающийся барьер для кислорода и ароматов. Он почти всегда используется в качестве коэкструзионного слоя между ПЭ, так как является гигроскопичным (теряет барьерные свойства при намокании).
- Полипропилен (PP): Предлагает хорошую влагозащиту и более высокую термостойкость, чем PE.
- Результат: Создает очень прочную, непроницаемую преграду. Выбор полимера определяет конкретный барьер (влага, кислород или оба).
b) Дисперсионное покрытие (или покрытие раствором):
- Процесс: Водная или растворительная полимерная эмульсия наносится на поверхность стеклоткани (например, с помощью валика, воздушного ножа или лопаточного покрытия) и затем высушивается.
- Материалы:
- PVdC (Поливинилденхлорид): Обеспечивает исключительную защиту от влаги, кислорода и ароматов. Традиционное, высокоэффективное покрытие.
- Акрилы: Хорошая защита от жиров и масел, часто используется в упаковках для масла и жироотталкивающих обертках.
- Фторохимикаты: Обеспечивают исключительно высокую стойкость к маслу и жиру (например, для пакетов с попкорном).
- Ламинирование воском: Хотя сейчас это менее распространено, воск может быть нанесен для защиты от влаги и уникальной эстетики, но он может трескаться и менее поддается переработке.
- Результат: Более тонкое, похожее на бумагу ощущение, чем экструзионное покрытие, при этом значительно улучшая барьерные свойства. Часто выглядит более устойчивым.
c) Ламинирование пленкой:
- Процесс: Предварительно изготовленная пластиковая пленка (например, BOPP, PET, PLA) адгезивно соединяется с гласиновой пленкой.
- Результат: Предоставляет конкретные свойства выбранного фильма (например, прозрачность, жесткость, высокая барьерность). Предлагает отличную гибкость в дизайне, но может быть более дорогим и менее перерабатываемым.
2. Внутренние добавки (Массовое добавление)
Это химические вещества, добавляемые в пульповую суспензию перед формированием бумажного листа.
- Процесс: Добавки смешиваются с волокнистой суспензией.
- Материалы:
- Sizing Agents (e.g., AKD - Alkyl Ketene Dimer): Эти агенты гидрофобизируют, заставляя волокна целлюлозы отталкивать воду. Они увеличивают сопротивление бумаги жидкой воде и водяным парам.
- Добавки для устойчивости к жиру: Подобные агенты могут быть использованы для повышения естественной устойчивости к жиру стеклоткани.
- Результат: Улучшает объемные свойства листа, а не просто создает поверхностный барьер. Это часто используется в сочетании с покрытиями для синергетического эффекта. Эффект, как правило, менее абсолютен, чем непрерывное пластиковое покрытие.
3. Физические и процессуальные изменения
- Увеличенное каландрирование: Дальнейшее увеличение давления и температуры в процессе суперкаландрирования может еще больше уплотнить лист, уменьшив его пористость и улучшив его естественный барьер. Однако существует практический предел, прежде чем бумага станет слишком хрупкой и потеряет прочность на разрыв.
- Граммаж (основной вес): Использование более тяжелой, толстой стеклянной бумаги естественно обеспечит лучшую барьерную защиту, чем очень тонкая, так как путь для передачи пара длиннее и более извилистый.
Выбор правильного улучшения для ваших нужд
Требование к барьеру | Рекомендуемые методы улучшения | Общие приложения |
Влажность / Водяной пар | Экструзионное покрытие с ПЭ, Дисперсионное покрытие с PVdC/акрилами, внутреннее сечение | Мешки для замороженных продуктов, мешки для выпечки, многослойные мешки |
Смазка / Масло | Фторхимическое дисперсионное покрытие, Акриловое покрытие, внутренние добавки | Упаковка фаст-фуда, обертки для масла, пакеты для попкорна, пакеты для корма для домашних животных |
Кислород и аромат | Коэкструзия с EVOH, Дисперсионное покрытие с PVdC | Кофейные пакеты, медицинская упаковка, специализированные продукты питания (орехи, специи) |
Общая надежность | Ламинирование пленкой (например, BOPP), Экструзионное покрытие | Премиум розничные сумки, упаковка для подарков |
Критическое соображение: Устойчивое развитие
Современные улучшения должны сбалансировать производительность с воздействием на окружающую среду.
- Переработка: Традиционные пластиковые покрытия и ламинации (ПЭ, ПП) могут усложнять переработку в бумажных потоках. Мономатериалы (например, стеклоткань с покрытием из ПЭ) часто предпочтительнее сложных ламинатов, так как их легче перерабатывать.
- Биодеградируемость/Компостируемость: Существует растущая тенденция к использованию:
- Биопластики: экструзионные покрытия PLA (полилактидная кислота) могут обеспечить барьер от влаги и компостируемы на промышленных предприятиях.
- Водные биополимерные покрытия: Разрабатываются покрытия на основе белков (зеины), крахмалов или хитозана, чтобы обеспечить барьеры, сохраняя компостируемость.
- PFAS-Free: Фторсодержащие покрытия (которые часто содержат PFAS) сталкиваются с регуляторным давлением из-за экологических и здравоохранительных проблем. Отрасль быстро переходит на альтернативы без PFAS, такие как современные акрилы и другие новые химические составы.
Резюме: Как принять решение
1. Определите свои потребности в барьере: количественно определите, что вам нужно заблокировать (вода, масло, кислород?) и в какой степени. Стандарты испытаний, такие как MVTR (коэффициент передачи водяного пара) или OGR (сопротивление маслу и жиру), являются ключевыми.
2. Рассмотрите продукт: он сухой, влажный, маслянистый или ароматный? Каковы требования к сроку хранения?
3. Определите требования к обработке: Нужна ли упаковке термоуплотняемость? Должна ли она быть жесткой или гибкой?
4. Приоритизируйте устойчивое развитие: Каковы ваши требования к окончанию срока службы? Подлежит переработке? Компостируемый? Это сильно повлияет на ваш выбор покрытия.
5. Партнерство с конвертером: Производители гласина (конвертеры) обладают обширным опытом. Работайте с ними, чтобы протестировать и выбрать наиболее экономичное и эффективное решение для вашего конкретного применения. Они могут проводить испытания на пилотных покрытиях, чтобы найти идеальное соответствие.
Используя эти методы — особенно передовые дисперсионные покрытия и экструзионные ламинации — вы можете преобразовать стандартный гласин в высокоэффективный барьерный материал, подходящий для самых требовательных упаковочных приложений.
Ray
Ferrill
Evelyn