Sådan designes barrierelaget af madpapirkasser for at sikre olietætte, fugttætte og friskbevarende egenskaber til forskellige fødevaretyper

Madpapirkasser er en mainstream-trend inden for fødevareemballage, og deres kernekonkurrenceevne ligger i barriereteknologi. Barrierelag skal tilpasses til de fysiske og kemiske egenskaber af forskellige fødevarer for at sikre fødevaresikkerhed, forlænge holdbarheden og bevare smagen. Dette kræver sofistikeret materialevidenskab, belægningsprocesser og specialiserede testmålinger (såsom MVTR-, OTR- og Cobb-værdier).

"Oliebarrieren"-udfordringen for fødevarer med højt fedtindhold: Oliemigrationstest

Fedtrige fødevarer, såsom pizza, stegt kylling, kager og kødprodukter, der indeholder animalsk fedt, udgør en primær udfordring for papirkasser: oliebarriereegenskaber. Olier har en høj migrationshastighed og kan hurtigt trænge ind i almindelig pap, hvilket får emballagen til at blive blød og pletter til at lække ud, hvilket alvorligt påvirker udseendet og den strukturelle styrke.

1. Fluorerede kemiske alternativer (PFAS-fri)

Den traditionelle løsning er at bruge PFAS-belægninger (perfluoralkyl og polyfluoralkylsubstanser), som effektivt modstår olieindtrængning på grund af deres fremragende lav-energi overfladeegenskaber. Men på grund af stadig strengere miljø- og fødevaresikkerhedsbestemmelser skifter markedet mod PFAS-fri oliebarriereteknologier.

Vandbaserede polymerbelægninger: Ved at bruge specielt modificerede vandbaserede polymeremulsioner blokerer disse belægninger fysisk olie og fedt ved at danne en tæt filmstruktur med lav porøsitet. Disse belægninger er kompatible med eksisterende flexografisk eller dybtryksudstyr, hvilket muliggør højpræcisionsbelægning.

Naturlig voks-baserede belægninger: Brug modificeret biovoks (såsom sojavoks eller bivoks) som dispergeringssystemet. Voksens hydrofobicitet giver grundlæggende vand- og olieafvisning, især til applikationer med lavt til medium olieindhold. De udviser også fremragende genbrugbarhed, hvilket gør dem genanvendelige.

Professionelle indikatorer: Olieblokerende ydeevne vurderes primært ved hjælp af kittesten. Foringer til fødevarekartoner af høj kvalitet skal opnå Kit Levels 8-12.

Fugtsikrende krav til fugtholdige/højfugtige fødevarer: WVTR og COBB Value Control

Fugtholdige/højfugtige fødevarer, såsom frosne fødevarer, friske salater, kølede mejeriprodukter og to-go kopper til varme drikke, kræver kartoner med fremragende modstandsdygtighed over for fugt og væske.

1. Traditionel PE-belægning og miljøvenlige alternativer

Polyethylen (PE) belægning: Dette er i øjeblikket det mest udbredte fugtspærrelag. Det opnås ved at klæbe PE-filmen tæt til kartonen gennem ekstruderingslamineringsteknologi. PE har en ekstrem lav MVTR (vanddamptransmissionshastighed), hvilket effektivt forhindrer vanddampindtrængning, opretholder kartonens strukturelle integritet og forhindrer boksen i at kollapse på grund af fugtabsorption. Genanvendeligheden af ​​PE er dog stadig kontroversiel.

PLA/PHA-coating: For at imødekomme den komposterbare trend er biobaserede materialer som polymælkesyre (PLA) og polyhydroxyalkanoater (PHA) dukket op som PE-alternativer. Disse materialer er biologisk nedbrydelige under visse forhold, mens de tilbyder lignende fugtbarriereegenskaber som PE. Det skal dog bemærkes, at PLA generelt kræver industrielle komposteringsforhold.

Professionelle målinger:

WVTR (Water Vapor Transmission Rate): Dette måler den hastighed, hvormed vanddamp trænger ind i barrierelaget, typisk udtrykt i g/(m²/24h). Frosne fødevarer emballage kræver en ekstrem lav WVTR for at forhindre fryser brænde.

COBB (Water Absorption Rate): Denne værdi måler paps evne til at absorbere vand over en bestemt periode og er en direkte indikator for overfladevandsbestandighed.

Iltbarrierestrategier for fødevarer, der kræver langvarig friskhed: OTR og gasbarrierer

For kaffebønner, nødder, dehydrerede supper og visse tilberedte fødevarer, der er modtagelige for oxidation og smagstab, er iltbarriereegenskaber afgørende ud over grundlæggende fugt- og olieresistens. Dette er direkte relateret til bevarelsen af ​​smag og næringsstoffer.

1. Højtydende barrierepolymerer og flerlagslamineringer

EVOH/PVDC: Ethylen-vinylalkohol-copolymer (EVOH) og polyvinylidenchlorid (PVDC) er anerkendt i industrien som højtydende oxygenbarrierematerialer. EVOH tilbyder fremragende oxygenbarriereegenskaber og er et nøglelag i mange avancerede papirbaserede kompositemballager, såsom Tetra Pak. Disse materialer kræver dog ofte flerlagskonstruktion eller laminering med aluminiumsfolie for at imødegå udfordringerne ved genbrugbarhed.

PVA/Kaolin-belægning: Dette belægningssystem kombinerer polyvinylalkohol (PVA) med et uorganisk mineral (såsom nano-grade kaolin eller mikrofibrilleret cellulose (MFC)). PVA udviser fremragende OTR (oxygen transmission rate) barriereegenskaber under tørre forhold og er vandopløseligt, hvilket letter genopløseligheden. PVA's barriereegenskaber påvirkes dog af fugt, hvilket nødvendiggør et ekstra fugtspærrelag for at sikre stabil ydeevne.

Professionelle målinger:

OTR (Oxygen Transmission Rate): Dette måler den hastighed, hvormed ilt trænger ind i barrierelaget, typisk udtrykt i cc/(m²⋅24h⋅atm). Jo lavere værdi, jo bedre iltbarriereydelse og jo længere holdbarhed.