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如何增強玻璃紙的阻隔性能

創建於 09.16
增強玻璃紙的阻隔性能是包裝中一個常見且重要的目標，特別是對於食品、醫療和特殊消費品等行業，這些行業需要防止潮濕、油脂、氧氣和香氣的侵害。
這是一份全面的指南，介紹如何增強玻璃紙的阻隔性能，從基本原則到先進技術。

了解基材：為什麼玻璃紙是一個好的起點

首先，了解標準玻璃紙是至關重要的：
  • 製造：這是一種超平滑紙。紙漿經過充分打漿以使纖維鬆散，這使得它們在高壓、高溫的壓光過程中緊密結合。
  • 固有特性：此過程創造出一種密實、光滑、有光澤的薄片，並因其低孔隙率而具有對空氣和油脂的天然抵抗力。然而，這種天然抵抗力並不是一個完全的屏障。
增強的目標是基於這種自然密集的結構來創建一個真正的功能性障礙。

增強障礙性能的方法

增強方法可以分為三種主要方法：塗層與層壓、內部添加劑和物理改性。

1. 塗層和層壓（最常見和有效）

這涉及將另一種材料的一層應用於玻璃紙的表面。
a) 擠出塗層/層壓:
  • 過程：熔融聚合物通過平模擠出，並直接壓在玻璃紙網上。
  • 材料：
  • 聚乙烯 (LDPE/LLDPE)：最常見的選擇。提供優秀的防潮性和熱封性。常用於烘焙和冷凍食品包裝。
  • 乙烯醇（EVOH）：對氧氣和香氣的卓越屏障。它幾乎總是用作PE之間的共擠層，因為它是吸濕性的（在潮濕時會失去屏障性能）。
  • 聚丙烯 (PP)：提供良好的防潮性能和比 PE 更高的耐熱性。
  • 結果：創造出一個非常強大、不可滲透的屏障。聚合物的選擇決定了具體的屏障（濕氣、氧氣或兩者）。
b) 分散塗層（或溶液塗層）：
  • 過程：將水性或溶劑性聚合物乳液塗佈在玻璃紙的表面（例如，通過棒、氣刀或刀片塗佈機），然後進行乾燥。
  • 材料：
  • PVdC (聚氯乙烯): 提供對濕氣、氧氣和香氣的卓越屏障。傳統的高性能塗層。
  • 丙烯酸：良好的防油脂和油的屏障，常用於黃油和防油包裝。
  • 氟化學品：提供極高的油脂抗性（例如，用於爆米花袋）。
  • 蠟層壓：雖然現在不太常見，但蠟可以用於防潮和獨特的美學，但它可能會開裂且不太可回收。
  • 結果：比擠出塗層更薄、更像紙的質感，同時顯著改善了阻隔性能。通常看起來更具可持續性。
c) 影片覆膜：
  • 過程：一種預製的塑料薄膜（例如，BOPP、PET、PLA）被粘合到玻璃紙上。
  • 結果：提供所選電影的具體特性（例如，清晰度、剛性、高阻隔性）。提供極大的設計靈活性，但可能更昂貴且可回收性較差。

2. 內部添加劑（質量添加）

這些是添加到紙漿漿料中的化學物質，在紙張成型之前。
  • 過程：添加劑被混合進纖維漿中。
  • 材料：
  • Sizing Agents (e.g., AKD - Alkyl Ketene Dimer): 這些是使纖維素纖維本身排斥水的疏水劑。它們提高了紙張對液態水和水蒸氣的抵抗力。
  • 抗油添加劑：類似的劑量可以用來增強玻璃紙的天然抗油性。
  • 結果：改善了薄膜的整體特性，而不僅僅是創造一個表面屏障。這通常與塗層一起使用，以達到協同效果。這種效果通常不如連續的塑料塗層那麼絕對。

3. 物理和流程修改

  • 增加壓延：進一步提高超壓延過程中的壓力和溫度可以使紙張更加密實，減少其孔隙率並改善其原生屏障。然而，在紙張變得過於脆弱並失去抗拉強度之前，存在一個實際的限制。
  • 克重（基重）：使用較重、較厚的玻璃紙自然會提供比非常薄的紙更好的屏障，因為水蒸氣傳輸的路徑更長且更曲折。

選擇適合您需求的增強功能

障礙要求
建議的增強方法
常見應用程序
濕氣 / 水蒸氣
擠出塗層與PE，
分散塗層與PVdC/丙烯酸，內部尺寸調整
冷凍食品袋，烘焙袋，多層袋
油脂 / 油
氟化學分散塗料，
丙烯酸塗層，內部添加劑
快餐包裝、牛油包、爆米花袋、寵物食品袋
氧氣與香氣
共擠出與EVOH，
PVdC 分散塗層
咖啡袋，醫療包裝，特色食品（堅果，香料）
整體穩健性
電影覆膜
(例如，BOPP)，擠出塗層
高級零售袋，禮品包裝

關鍵考量：可持續性

現代的增強必須在性能與環境影響之間取得平衡。
  • 可回收性：傳統塑料塗層和層壓材料（PE，PP）可能會使紙張回收變得複雜。單一材料（例如，PE塗層玻璃紙）通常比複雜的層壓材料更受青睞，因為它們更容易回收。
  • 生物降解性/堆肥性：有一個日益增長的趨勢朝向使用：
  • 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。
  • 水基生物聚合物塗層：基於蛋白質（玉米蛋白）、澱粉或幾丁糖的塗層正在開發中，以提供屏障，同時保持可堆肥性。
  • PFAS無添加：氟化學塗層（通常含有PFAS）因環境和健康問題面臨監管壓力。該行業正迅速轉向無PFAS的替代品，如先進的丙烯酸和其他新型化學物質。

摘要：如何決定

1. 定義您的障礙需求：量化您需要阻擋的東西（水、油、氧氣？）以及阻擋的程度。測試標準如 MVTR（濕氣蒸發傳輸率）或 OGR（油脂抗性）是關鍵。
2. 考慮產品：它是乾燥的、潮濕的、油膩的還是芳香的？保質期要求是什麼？
3. 確定處理要求：包裝是否需要熱封性？它需要堅硬還是柔韌？
4. 優先考慮可持續性：您的產品生命週期結束時的要求是什麼？可回收？可堆肥？這將對您的塗層選擇產生重大影響。
5. 與轉換商合作：玻璃紙生產商（轉換商）擁有豐富的專業知識。與他們合作，測試並選擇最具成本效益和性能的解決方案，以滿足您的特定應用需求。他們可以在試點塗布機上進行試驗，以找到完美的匹配。
藉由利用這些方法—特別是先進的分散塗層和擠出層壓—您可以將標準的玻璃紙轉變為適合最苛刻包裝應用的高性能阻隔材料。
手握玻璃紙片，放在木桌上，旁邊有茶和刷子。
Ray
Ferrill
Evelyn