水性油脂阻隔涂层

原文标题：Water-Based Grease Barriers

副标题：提高印刷稳定性、印刷适性并降低后加工的难度

作者：Andrew Seecharan

文章来源：美国FTA“FLEXO“杂志2020年6月刊

根据多年的经验，品牌商深刻认识消费者往往被视觉效果影响消费决定。包装设计公司惯于用吸引眼球的图像、明亮的颜色及动人的命名来刺激消费。如果图像效果一般，可能会促使消费者浏览其他替代产品，这个情况在包装让消费者对其承载的产品有负面感觉时尤为显著。柔版CTP设备

当你在超市货架上看到磨损或损坏的包装时，你会购买吗？那么你会选择渗漏或有污渍的包装吗？

有很多食品带有油脂，相应的包装必须阻隔这些油脂的传递，消费者则希望这些油脂不要沾到我们的衣服、家具或车子的内装上。为此氟化物被应用在这类纸包装上。

表面张力是决定液体将浸湿或者粘黏在物体表面。若是浸湿则液体的表面张力必须低于物体表面：

-如果液体的表面张力远大于物体表面，液体将会凝聚起来不会扩散

-一般食物油脂的表面张力低于水，导致他们很容易在纤维类包装的表面粘黏并扩散

当我们在纸包装上涂布氟化物后可以降低表面张力，这样就可以防止液体粘黏。这就像水珠凝结在打过蜡的车体上。

随着液体跟物体表面张力的变化，液体会出现凝结或浸湿的情况

氟化物虽然具有效防油脂的功能，但也存有环保上的顾虑。2019年2月美国环保署针对氟烷基物质提出规范计划。氟烷基物质自上世纪40年代开始就被广泛应用。美国环保署计划对氟烷基物质做出短期及长期的规范，降低其对消费者及环境的不良影响。因此品牌商也开始采用替代方案，水性涂层是其中比较成功的替代物之一。CTP数码制版机

水性涂层也可以保护包装免受油脂的影响，但作用的原理不太一样。它会在包装表面形成一层膜来阻隔油脂的侵入而不是排除（译者注：氟化物的作用是降低包装的表面张力，如此油脂会凝结，易于离开包装表面）。但如果涂布有瑕疵或不均匀，效果将大打折扣。此外，在包装成型（译者注：例如制袋或制杯）过程中折叠或压痕容易造成涂层的碎裂，这些裂痕成为涂层的脆弱点，油脂很容易通过这些缝隙侵入纤维层，造成明显的污渍。

氟化物通常在造纸的过程中添加到纤维材料里，具有很好的阻隔效果，包括折边区域。水性涂层则是在印刷过程中施加的，不太会渗透到纤维层里去。因此当前有些应用上水性涂层的表现仍不如氟化物，还需要进一步研发克服。

此外，水性涂层必须在室温到60度的范围内都能有良好的阻隔表现，毕竟很多食品必须在煮熟后立即包装。而且水性涂层必须具有弹性，因为包装通常需要通过折叠及压痕的工序制成。

除了油脂阻隔性的考量外，还要考虑水性涂层的印刷适性，无论是柔印、凹印或胶印。印刷适性表示涂层必须有良好的再溶性以免干涸在印刷辊面上，又必须能够及时在印刷材料上干燥，不能够在材料收卷或堆叠时转移到另一面上去。既然涂层施加在包装的内侧，目的是防止油脂渗透材料，因此涂层的原料必须符合食品卫生安全。

原材料及涂层供应商必须通过相关的测试证明涂布好的材料符合印刷适性及品牌商的安全要求。

在研发过程中，要记录每个配方的粘度、酸碱值、固含量、结晶度、最di结膜温度及外观，便于预测涂层在涂布、印刷、使用过程中的表现。

决定配方的基本参数后，还要依实际使用情况来做调整，要验证好印刷适性、再溶性、结晶、附着力、承压能力、耐水及耐摩擦性、隔氧性、对水雾、蒸汽、油脂的阻隔性。必要的话再添加树脂、蜡或添加剂来提高涂层的性能。

此外，针对实际涂布操作还要进行涂层厚度测试，可能单层涂布或者多层涂布，要视印刷方式及印刷色组数而定。

涂层厚数测试有助于决定涂层液用量及成本，有时分两层涂布还能够改善涂布的性能：

-第yi层涂布先将材料的缝隙填上，让表面更均匀，给第二层涂布创造有利条件

-第二层涂布将第yi层的针孔或瑕疵填上，即便分两次涂布的总量跟一次涂布的一样，但两次涂布的阻隔效果强于一次性的

油脂阻隔效果可以利用以下方法评估：用一张滤纸充分浸渍油脂，跟涂布好的材料贴合，然后用两片玻璃把它们夹起来。未涂布一侧可以通过玻璃来观察，就能够由油脂渗透的情况来决定阻隔性能的好坏。树脂柔版 

也可以拿折叠或压痕过的涂布材料来测试，也可以在室温或高温下，看看涂层能够维持多久不被油脂渗透。

除了阻隔性能外，印刷适性、稳定性及后续加工性能都要被仔细评估，否则都会影响后续的适用性。

油脂阻隔涂层尤其对零食及快餐包装很重要，为符合品牌商的需求，采用氟化物的替代品是必然的趋势。丙烯酸水性涂层具有环保特性，对降低环境冲击及提高食品安全有良好的表现，是其中一项理想的选择。