Cara Meningkatkan Sifat Penghalang Kertas

Abstrak

Berlawanan dengan tren perlindungan lingkungan, pelapis berbasis air telah muncul sebagai solusi berkelanjutan untuk meningkatkan kinerja penghalang kertas. Artikel ini menguraikan faktor-faktor kunci yang memengaruhi sifat penghalang kertas berlapis, termasuk proses pelapisan, sifat kertas dasar, metode pelapisan, dan karakteristik inheren pelapis penghalang berbasis air, memberikan panduan praktis untuk mengoptimalkan kinerja kemasan kertas.

Perkenalan

Kemasan plastik Plastik menawarkan kemudahan tetapi menimbulkan tantangan lingkungan yang serius karena sifatnya yang tidak dapat terurai secara alami. Kertas, dengan keunggulan dapat didaur ulang dan diolah kembali menjadi bubur kertas, semakin disukai sebagai alternatif ramah lingkungan dalam kemasan makanan untuk menggantikan plastik tradisional. Namun, struktur serat berpori pada kertas mengakibatkan sifat penghalang yang buruk terhadap uap air, minyak, air, dan cairan lainnya, sehingga membatasi penerapannya yang lebih luas.

Dengan demikian, pelapis berbasis air telah dikembangkan. Tidak seperti produk kertas berlapis ekstrusi polietilen (PE) konvensional, pelapis berbasis air mempermudah pengolahan ulang kemasan kertas sekali pakai, memungkinkan penggantian sebagian pulp murni di pabrik kertas dan meminimalkan dampak lingkungan dari kemasan kertas sekali pakai.

Sebagai pemimpin dalam bidang dispersi dan resin, BASF berkomitmen pada keberlanjutan melalui produk-produk inovatif. Seri Joncryl® HPB (High Performance Barrier) berbahan dasar air berkinerja tinggi memberikan sifat penghalang kertas yang sangat baik, mengurangi penggunaan plastik, menurunkan emisi pelarut, dan meningkatkan jejak karbon kemasan.

Faktor-faktor Utama yang Mempengaruhi Sifat Penghalang Kertas Berlapis

1. Proses Pelapisan

Lapisan penghalang bekerja dengan mengaplikasikan lapisan berbasis air pada permukaan kertas untuk menghalangi lewatnya cairan dan gas. Umumnya, bobot lapisan yang lebih tinggi meningkatkan kinerja penghalang tetapi meningkatkan biaya, sehingga diperlukan keseimbangan antara kinerja dan biaya dalam produksi.

• Pelapisan Ganda untuk Kertas Dasar

Kertas dasar tanpa lapisan untuk kemasan makanan seringkali memiliki porositas permukaan, kelembapan, berat dasar, dan ketebalan yang tidak merata, sehingga menyebabkan lapisan berbasis air meresap ke dalam kertas selama pengeringan dan menghasilkan lapisan pelapis yang tidak merata. Pra-perlakuan atau pelapisan ganda dapat secara efektif mengurangi masalah ini, memastikan pelapisan yang lebih seragam dan kinerja penghalang yang lebih baik dibandingkan dengan pelapisan tunggal.

• Suhu dan Metode Pengeringan

Kondisi pengeringan sangat memengaruhi efektivitas lapisan pelindung. Setiap emulsi stirena-akrilik memiliki suhu pengeringan optimal untuk memaksimalkan sifat pelindungnya. Pengeringan dengan oven udara panas lebih disukai untuk lapisan pelindung, karena memungkinkan pengeringan seragam melalui kurva pengeringan yang dapat disesuaikan dan secara efektif menghilangkan bau volatil yang tersisa dari lapisan tersebut.

2. Sifat-Sifat Kertas Dasar

Sifat-sifat kertas dasar—termasuk kehalusan, permeabilitas udara, kilap, dan komposisi serat—menentukan daya serapnya dan dengan demikian efek lapisan akhir. Bahkan dengan lapisan penghalang, proses, dan berat lapisan yang sama, kertas dasar yang berbeda menghasilkan hasil penghalang yang sangat berbeda karena variasi kekasaran permukaan dan keseragaman struktur.

3. Metode Pelapisan

Metode pelapisan yang umum meliputi pelapisan pisau, pelapisan batang pengukur, pelapisan pisau udara, dan pelapisan anilox. Tiga metode pertama banyak digunakan di pabrik kertas, sedangkan pelapisan anilox umum digunakan di pabrik percetakan. Pemilihan metode harus didasarkan pada berat dasar kertas, berat lapisan yang ditargetkan, dan persyaratan penghalang.

Sebagai contoh, pelapisan air knife atau anilox cocok untuk mengaplikasikan lapisan sekitar 3 g/m² pada kertas hamburger 20–30 g/m² untuk memenuhi standar ketahanan lemak Kit 6, menghasilkan lapisan yang seragam dan kinerja penghalang yang tinggi pada bobot lapisan yang rendah.

4. Sifat-Sifat Bawaan Pelapis Penghalang Berbasis Air

• Lapisan penghalang dirancang berdasarkan mekanisme penghalang yang berbeda.

Lapisan penghalang uap air: Mengurangi koefisien kelarutan dengan memaksimalkan perbedaan polaritas antara lapisan dan uap air; berat dan ketebalan lapisan yang lebih tinggi meningkatkan kinerja penghalang uap air.

• Pelapis penghalang minyak dan air

Memblokir atau menunda penetrasi zat berminyak melalui pembentukan lapisan film, dipengaruhi oleh kelarutan polimer, suhu transisi kaca, struktur inti-kulit, nilai asam, dan pH.

Lapisan pelindung dapat menawarkan sifat multifungsi (ketahanan terhadap minyak, ketahanan terhadap air, penghalang uap air, kemampuan penyegelan panas) atau kinerja penghalang fungsi tunggal. Pemilihan harus disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi spesifik.

Kesimpulan

Dengan pengetatan kebijakan pembatasan plastik, era "mengganti plastik dengan kertas" telah tiba. Pemasok material yang diwakili oleh BASF secara aktif mempromosikan lapisan penghalang inovatif untuk memenuhi permintaan pasar akan kemasan hijau berkelanjutan. Pengembangan dan penerapan lapisan penghalang berbasis air berkinerja tinggi akan semakin membuka potensi kertas dalam kemasan ramah lingkungan.