As embalagens de alimentos e bens de consumo estão passando por significativas atualizações tecnológicas. Por um lado, o mercado exige maior prazo de validade dos alimentos e menor dependência de conservantes; por outro, o desenvolvimento sustentável e a conformidade com as regulamentações impulsionam a transformação dos materiais de embalagem em direção à reciclabilidade e biodegradabilidade. Nesse contexto, a demanda por propriedades de barreira em embalagens de papel e cartão aumentou significativamente, especialmente em termos de barreira ao oxigênio, gordura e óleo mineral.
Filmes plásticos tradicionais (como PE e PP) têm desempenho limitado como barreira ao oxigênio, enquanto materiais compósitos multicamadas, embora ofereçam excelente desempenho, aumentam a dificuldade de reciclagem e conformidade. Em contrapartida, revestimentos de barreira à base de água podem melhorar significativamente a funcionalidade do material sem alterar substancialmente a estrutura do substrato de papel, proporcionando às embalagens de papel um desempenho próximo ao de materiais de alta barreira, mantendo uma boa reciclabilidade.
Entre os diversos materiais de barreira à base de água, os revestimentos de álcool polivinílico (PVOH) tornaram-se uma solução importante para a atual tecnologia de barreira de embalagens à base de papel, devido às suas excelentes propriedades de barreira ao oxigênio e à gordura, além da sua base de aplicações industriais consolidada. O KURARAY POVAL (POVAL 6-98Os produtos das séries ELVANOL e EXCEVAL são sistemas de materiais representativos baseados em PVOH.
1. Mecanismo de barreira PVOH e vantagens de desempenho em embalagens de papel
O álcool polivinílico (PVOH) é um polímero cristalino linear, não iônico e solúvel em água, cujas cadeias moleculares podem formar um grande número de ligações de hidrogênio. Essa organização molecular altamente ordenada dificulta a difusão das moléculas de oxigênio, o que é a razão fundamental para seu excelente desempenho como barreira ao oxigênio. Sob condições adequadas de revestimento e secagem, o revestimento de PVOH pode formar uma camada densa e contínua, reduzindo significativamente a taxa de transmissão de oxigênio (OTR) do substrato de papel.
Além disso, a natureza hidrofílica do PVOH o torna igualmente eficaz no bloqueio de gordura e óleo mineral, o que é particularmente crucial para embalagens de pão, café, produtos de panificação, etc. Ao revestir papel comum à base de amido com EXCEVAL HR-3010, com uma gramatura de revestimento de apenas 7 g/m², a taxa de transmissão de oxigênio (OTR) pode ser reduzida de >2000 mL/m²/d para <1 mL/m²/d (23℃, 50% UR), demonstrando uma eficiência de barreira extremamente alta.
♠ Comparado a outros materiais de barreira comuns, o PVOH é um material líder em termos de desempenho como barreira de oxigênio:
Polietileno, Polipropileno: Barreira fraca
PET, PA6: Barreira média
PVDC: Alta barreira, mas com preocupações ambientais.
EVOH / PVOH: Desempenho de barreira ao oxigênio extremamente alto
Ao mesmo tempo, o PVOH foi certificado pelo BfR e pelo FDA para regulamentações de contato com alimentos, tornando-o seguro para uso em sistemas de embalagens de alimentos, o que é um pré-requisito importante para seu uso generalizado no campo de revestimento de embalagens.
2. Sistema de revestimento de barreira PVOH e parâmetros de desempenho típicos
Oferecemos uma variedade de modelos de produtos PVOH adequados para revestimentos de barreira em embalagens de papel. Os diferentes modelos variam em viscosidade, foco de barreira e adequação à aplicação, permitindo a seleção com base nas necessidades reais. A seguir, uma tabela comparativa de desempenho:
Do ponto de vista da aplicação, modelos de baixa viscosidade (como EXCEVAL AQ-4104) são mais adequados para sistemas de revestimento de alta velocidade ou com baixa gramatura de revestimento, enquanto modelos de alta viscosidade (como ELVANOL 71-30Os produtos acima mencionados são benéficos para a formação de camadas de barreira mais espessas e densas. São compatíveis com diversos processos de revestimento comuns, como revestimento por lâmina, revestimento por rotogravura ou revestimento por cortina, e apresentam boa compatibilidade de processo.
Em resumo, os revestimentos de barreira à base de água com PVOH oferecem uma solução bem equilibrada para embalagens de papel em termos de desempenho, sustentabilidade e conformidade regulamentar, sendo especialmente adequados para embalagens de alimentos sensíveis ao oxigênio e à gordura.
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