Die wasserdichten und ölbeständigen Eigenschaften von PE-beschichtete Becherpapierrollen entstehen hauptsächlich durch die auf der Oberfläche beschichtete Polyethylenfolie (PE). Die PE-Beschichtung bietet nicht nur eine hervorragende Wasserdichtigkeit, sondern verhindert auch wirksam das Eindringen von Fett. Daher haben die Dicke der Beschichtung, die Formulierung des Materials und der Produktionsprozess einen wichtigen Einfluss auf die endgültige Leistung. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die wasserdichten und ölbeständigen Eigenschaften durch Anpassung der Beschichtungsdicke und -formulierung zu optimieren:
Die Beschichtungsdicke korreliert positiv mit der Wasserdichtigkeit. Je dicker die PE-Beschichtung ist, desto stärker ist die Wasserdichtigkeit, da die dickere Beschichtung wirksam verhindern kann, dass Wasser in die Papieroberfläche eindringt. Eine zu dicke Beschichtung kann jedoch dazu führen, dass die Papieroberfläche nicht glatt oder flexibel genug ist. Daher muss ein Gleichgewicht gefunden werden, um sicherzustellen, dass die Beschichtungsdicke ausreicht, um eine wasserdichte Wirkung zu erzielen, ohne die Gesamtleistung des Bechers zu beeinträchtigen.
Ähnlich wie bei der Wasserdichtigkeit wirkt sich die Dicke der PE-Beschichtung direkt auf die Ölbeständigkeit aus. Fettmoleküle können leichter in das Innere des Papiers eindringen als Wassermoleküle, daher sind die Anforderungen an die Ölbeständigkeit in der Regel höher als an die Wasserdichtigkeit. Bei mäßiger Schichtdicke kann die PE-Beschichtung das Eindringen von Fett wirksam verhindern. Ist die Beschichtung jedoch zu dünn, kann Fett leicht durch die Beschichtung dringen und in die Papieroberfläche eindringen. Daher kann die richtige Beschichtungsdicke die ölbeständige Wirkung gewährleisten und gleichzeitig den übermäßigen Einsatz von Beschichtungen vermeiden, wodurch die Kosten optimiert werden.
Auch die Formulierung von PE-Beschichtungen (hauptsächlich die Art des Polyethylens, Klebstoffe, Füllstoffe usw.) hat einen wichtigen Einfluss auf die Wasser- und Ölbeständigkeit. Durch die Anpassung der wichtigsten Inhaltsstoffe in der Formulierung kann die Leistung der Beschichtung verbessert werden:
Verschiedene PE-Typen (z. B. Polyethylen niedriger Dichte LDPE, Polyethylen hoher Dichte HDPE, lineares Polyethylen niedriger Dichte LLDPE usw.) haben unterschiedliche Molekularstrukturen und physikalische Eigenschaften, und diese verschiedenen PE-Typen sind unterschiedlich wasserdicht und ölbeständig Eigenschaften. Beispielsweise weist Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) eine bessere Flexibilität und gleichmäßigere Beschichtungseffekte auf, was für Anwendungen geeignet ist, die höhere wasser- und ölbeständige Eigenschaften erfordern; während hochdichtes Polyethylen (HDPE) steifer ist und sich für Anwendungen eignet, die einem höheren Druck standhalten oder verbesserte Antipermeationseigenschaften erfordern.
Durch die Zugabe einiger Zusatzstoffe (z. B. Weichmacher, Antioxidantien, Stabilisatoren usw.) zu PE-Beschichtungen kann deren Leistung weiter verbessert werden. Weichmacher können beispielsweise die Flexibilität und Duktilität der Beschichtung erhöhen und verhindern, dass die Beschichtung reißt oder abfällt; während Antioxidantien die Haltbarkeit von PE-Beschichtungen verbessern und die Lebensdauer des Produkts verlängern können. Gleichzeitig trägt der Zusatz von Tensiden dazu bei, die Haftung der Beschichtung zu verbessern und die Verbindung zwischen Beschichtung und Papier zu verbessern, wodurch die wasser- und ölbeständigen Eigenschaften verbessert werden.
Manchmal werden der PE-Beschichtung einige inaktive Füllstoffe (wie Talkumpuder, Titandioxid, Graphitpulver usw.) zugesetzt. Diese Füllstoffe können die physikalischen Eigenschaften der Beschichtung verbessern, die Durchlässigkeit der Beschichtung verringern und die Wasser- und Ölbeständigkeit verbessern. Durch die Zugabe einer geeigneten Menge an Füllstoffen kann die Beschichtung gleichmäßiger gestaltet und ihre Haltbarkeit verbessert werden.
Neben der Anpassung der Beschichtungsdicke und -formel hat auch das Beschichtungsverfahren (z. B. Beschichtungsmethode, Temperatur, Druck usw.) einen wichtigen Einfluss auf die wasserdichten und ölbeständigen Eigenschaften:
Zu den gängigen Methoden zum Auftragen von PE-Beschichtungen gehören Gussbeschichten, Rakelbeschichten und Sprühen. Unterschiedliche Beschichtungsmethoden beeinflussen die Gleichmäßigkeit und Dicke der Beschichtung und wirken sich dadurch auf die Wasser- und Ölbeständigkeit aus. Gussbeschichtungen sorgen in der Regel für eine gleichmäßigere Beschichtungsdicke und tragen so zur Verbesserung der wasser- und ölbeständigen Eigenschaften bei. Während Rakelbeschichtung und Sprühen für bestimmte Anwendungen möglicherweise besser geeignet sind und entsprechend den Produktanforderungen ausgewählt werden müssen.
Der Aushärtungsprozess der Beschichtung ist entscheidend für ihre Leistung. Nach dem Beschichten muss die PE-Beschichtung erhitzt und ausgehärtet werden, damit sie auf der Papieroberfläche haftet und einen starken Film bildet. Durch Anpassen der Aushärtungstemperatur und -zeit können Dichte und Festigkeit der Beschichtung gesteuert und so ihre Wasser- und Ölbeständigkeit verbessert werden. Gleichzeitig kann eine ordnungsgemäße Druckkontrolle sicherstellen, dass die Beschichtung glatt und gleichmäßig ist, Blasen oder unebene Bereiche in der Beschichtung reduzieren und eine Beeinträchtigung ihrer Schutzeigenschaften vermeiden.
Die Anpassung der Beschichtungsdicke und -formulierung beeinflusst nicht nur die wasser- und ölbeständigen Eigenschaften, sondern auch die mechanische Festigkeit und Zähigkeit des Papiers selbst. Obwohl dickere Beschichtungen die wasser- und ölbeständigen Eigenschaften verbessern können, können sie dazu führen, dass das Papier härter wird, was die Form- und Druckbeständigkeit des Bechers beeinträchtigt. Durch die Optimierung des PE-Anteils in der Formel und die Verwendung von Zusatzstoffen können die Flexibilität und Festigkeit des Papiers erhalten bleiben und gleichzeitig die wasser- und ölbeständigen Effekte gewährleistet werden.
PE-beschichtete Papierrollen werden häufig in Heißgetränkebechern verwendet, daher ist auch die Hitzebeständigkeit ein wichtiger Faktor. Durch die Anpassung der Formulierung und Dicke der Beschichtung kann die thermische Stabilität der PE-Beschichtung verbessert werden, um zu verhindern, dass sie unter Hochtemperaturbedingungen schmilzt, sich verformt oder versagt.
Zusätzlich zu den herkömmlichen wasserdichten und ölbeständigen Funktionen kann es bei einigen Anwendungen erforderlich sein, dass die Beschichtung weitere spezielle Funktionen erfüllt. Beispielsweise kann eine UV-Schutzbeschichtung dazu beitragen, die Auswirkungen ultravioletter Strahlen auf Papier und Flüssigkeiten zu verhindern. Die antibakterielle Beschichtung kann das Wachstum von Mikroorganismen wirksam reduzieren und die Sicherheit der Lebensmittel im Becher gewährleisten. Um diesen besonderen Anforderungen gerecht zu werden, können Formulierung und Dicke der Beschichtung entsprechend den spezifischen Funktionsanforderungen angepasst werden.
Durch die Anpassung der Beschichtungsdicke und der Rezeptur von PE-beschichteten Becherpapierrollen können deren wasser- und ölbeständige Eigenschaften präzise gesteuert werden. Je dicker die Beschichtung, desto besser sind die wasser- und ölbeständigen Eigenschaften. Eine zu dicke Beschichtung kann jedoch andere physikalische Eigenschaften des Papiers wie Flexibilität und Festigkeit beeinträchtigen. Durch die Auswahl des geeigneten PE-Typs, der Zusatzstoffe, Füllstoffe und des Beschichtungsverfahrens können weitere Eigenschaften des Produkts optimiert und gleichzeitig die wasser- und ölbeständigen Effekte sichergestellt werden. Darüber hinaus kann die Optimierung des Beschichtungsprozesses, wie beispielsweise eine angemessene Kontrolle von Temperatur und Druck, auch dazu beitragen, die Gleichmäßigkeit und Haftung der Beschichtung zu verbessern und dadurch die Gesamtqualität des Produkts zu verbessern.
