خواص ضد آب و ضد روغن رول های کاغذی فنجانی با پوشش پلی اتیلن عمدتاً از فیلم پلی اتیلن (PE) پوشیده شده روی سطح آن می آیند. پوشش پلی اتیلن نه تنها عملکرد عالی ضد آب را ارائه می دهد، بلکه به طور موثر از نفوذ گریس جلوگیری می کند. بنابراین، ضخامت پوشش، فرمولاسیون مواد و فرآیند تولید تأثیر مهمی در عملکرد نهایی آن دارد. در اینجا چندین راه برای بهینه سازی خواص ضد آب و ضد روغن با تنظیم ضخامت پوشش و فرمول وجود دارد:
ضخامت پوشش با عملکرد ضد آب همبستگی مثبت دارد. هرچه پوشش پلی اتیلن ضخیم تر باشد، عملکرد ضد آب قوی تر است، زیرا پوشش ضخیم تر می تواند به طور موثری از نفوذ آب به سطح کاغذ جلوگیری کند. با این حال، یک پوشش بیش از حد ضخیم ممکن است باعث شود که سطح کاغذ به اندازه کافی صاف یا انعطاف پذیر نباشد، بنابراین باید تعادلی پیدا کرد تا اطمینان حاصل شود که ضخامت پوشش برای ایجاد اثر ضد آب بدون تأثیر بر عملکرد کلی فنجان کافی است.
مشابه عملکرد ضد آب، ضخامت پوشش پلی اتیلن مستقیماً بر توانایی ضد روغن آن تأثیر می گذارد. مولکول‌های گریس می‌توانند راحت‌تر از مولکول‌های آب به داخل کاغذ نفوذ کنند، بنابراین الزامات برای عملکرد ضد روغن معمولاً بیشتر از عملکرد ضد آب است. هنگامی که ضخامت پوشش متوسط باشد، پوشش پلی اتیلن می تواند به طور موثری از نفوذ گریس جلوگیری کند. اما اگر روکش بیش از حد نازک باشد، گریس می تواند به راحتی به پوشش نفوذ کند و به سطح کاغذ نفوذ کند. بنابراین، ضخامت پوشش مناسب می تواند اثر ضد روغن را تضمین کند و در عین حال از استفاده بیش از حد از پوشش ها جلوگیری کند و در نتیجه هزینه ها را بهینه کند.
فرمولاسیون پوشش های پلی اتیلن (عمدتاً نوع پلی اتیلن، چسب ها، پرکننده ها و غیره) نیز تأثیر مهمی بر عملکرد ضد آب و ضد روغن دارد. با تنظیم مواد اصلی در فرمولاسیون، عملکرد پوشش را می توان بهبود بخشید:
انواع مختلف پلی اتیلن (مانند پلی اتیلن LDPE با چگالی کم، پلی اتیلن با چگالی بالا HDPE، پلی اتیلن خطی با چگالی کم LLDPE و غیره) ساختار مولکولی و خواص فیزیکی متفاوتی دارند و این انواع مختلف پلی اتیلن دارای ضد آب و ضد روغن متفاوتی هستند. خواص به عنوان مثال، پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) دارای انعطاف پذیری بهتر و اثرات پوشش یکنواخت تری است که برای کاربردهایی که نیاز به خواص ضد آب و ضد روغن بالاتری دارند، مناسب است. در حالی که پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) سفت‌تر است و برای کاربردهایی که فشار بالاتری را تحمل می‌کنند یا به خواص ضد نفوذ پیشرفته‌تری نیاز دارند، مناسب است.
افزودن برخی مواد افزودنی (مانند نرم کننده ها، آنتی اکسیدان ها، تثبیت کننده ها و غیره) به پوشش های پلی اتیلن می تواند عملکرد آنها را بیشتر بهبود بخشد. به عنوان مثال، نرم کننده ها می توانند انعطاف پذیری و شکل پذیری پوشش را افزایش دهند و از ترک خوردن یا افتادن پوشش جلوگیری کنند. در حالی که آنتی اکسیدان ها می توانند دوام پوشش های پلی اتیلن را بهبود بخشند و عمر مفید محصول را افزایش دهند. در عین حال، افزودن سورفکتانت ها به بهبود چسبندگی پوشش و افزایش پیوند بین پوشش و کاغذ کمک می کند و در نتیجه خواص ضد آب و ضد روغن آن را بهبود می بخشد.
گاهی اوقات برخی از پرکننده های غیر فعال (مانند پودر تالک، دی اکسید تیتانیوم، پودر گرافیت و غیره) به پوشش پلی اتیلن اضافه می شوند. این پرکننده ها می توانند خواص فیزیکی پوشش را بهبود بخشند، نفوذپذیری پوشش را کاهش دهند و اثرات ضد آب و ضد روغن را بهبود بخشند. افزودن مقدار مناسب پرکننده می تواند پوشش را یکنواخت تر کرده و دوام آن را بهبود بخشد.
علاوه بر تنظیم ضخامت و فرمول پوشش، فرآیند اعمال پوشش (مانند روش پوشش، دما، فشار و غیره) نیز تأثیر مهمی بر ضد آب و ضد روغن بودن آن دارد:
روش های رایج کاربرد پوشش پلی اتیلن شامل پوشش ریخته گری، پوشش تیغه و پاشش می باشد. روش های مختلف پوشش بر روی یکنواختی و ضخامت پوشش تأثیر می گذارد و در نتیجه اثرات ضد آب و ضد روغن را تحت تأثیر قرار می دهد. پوشش ریخته گری معمولاً ضخامت پوشش یکنواخت تری را فراهم می کند، بنابراین به بهبود خواص ضد آب و ضد روغن کمک می کند. در حالی که پوشش و پاشش تیغه ممکن است برای برخی کاربردهای خاص مناسب تر باشد و باید با توجه به نیاز محصول انتخاب شود.
فرآیند پخت پوشش برای عملکرد آن بسیار مهم است. پس از پوشش، پوشش پلی اتیلن باید حرارت داده و پخته شود تا به سطح کاغذ بچسبد و یک لایه قوی تشکیل دهد. با تنظیم دما و زمان پخت، می توان چگالی و استحکام پوشش را کنترل کرد و در نتیجه اثرات ضد آب و ضد روغن آن را بهبود بخشید. در عین حال، کنترل فشار مناسب می تواند اطمینان حاصل کند که پوشش صاف و یکنواخت است، حباب ها یا نواحی ناهموار در پوشش را کاهش می دهد و از تأثیرگذاری بر خواص محافظتی آن جلوگیری می کند.
تنظیم ضخامت پوشش و فرمولاسیون نه تنها بر خواص ضد آب و ضد روغن تأثیر می گذارد، بلکه بر استحکام مکانیکی و چقرمگی خود کاغذ نیز تأثیر می گذارد. اگرچه پوشش‌های ضخیم‌تر می‌توانند خواص ضد آب و ضد روغن را بهبود بخشند، اما ممکن است باعث سخت‌تر شدن کاغذ شوند و بر شکل‌گیری و مقاومت فشاری فنجان تأثیر بگذارند. با بهینه سازی نسبت پلی اتیلن در فرمول و استفاده از مواد افزودنی، می توان انعطاف و استحکام کاغذ را حفظ کرد و در عین حال از اثرات ضد آب و ضد روغن اطمینان حاصل کرد.
رول های کاغذی با پوشش پلی اتیلن به طور گسترده در فنجان های نوشیدنی گرم استفاده می شود، بنابراین مقاومت در برابر حرارت آن نیز یک عامل مهم است. با تنظیم فرمولاسیون و ضخامت پوشش، می توان پایداری حرارتی پوشش پلی اتیلن را بهبود بخشید تا از ذوب، تغییر شکل یا شکست آن در شرایط دمای بالا جلوگیری شود.
علاوه بر عملکردهای معمولی ضد آب و ضد روغن، برخی از کاربردها ممکن است نیاز داشته باشند که پوشش دارای عملکردهای ویژه دیگری باشد. به عنوان مثال، پوشش ضد اشعه ماوراء بنفش (UV) می تواند به جلوگیری از اثرات اشعه ماوراء بنفش بر روی کاغذ و مایعات کمک کند. پوشش ضد باکتری می تواند به طور موثر رشد میکروارگانیسم ها را کاهش دهد و ایمنی مواد غذایی را در فنجان تضمین کند. برای رفع این نیازهای خاص، فرمول و ضخامت پوشش را می توان با توجه به نیازهای عملکردی خاص سفارشی کرد.
با تنظیم ضخامت پوشش و فرمول رول های کاغذی فنجانی با پوشش پلی اتیلن، خواص ضد آب و ضد روغن آن را می توان دقیقاً کنترل کرد. هرچه ضخامت پوشش ضخیم تر باشد، خواص ضد آب و ضد روغن قوی تر است، اما یک پوشش بیش از حد ضخیم ممکن است بر سایر ویژگی های فیزیکی کاغذ مانند انعطاف پذیری و استحکام تأثیر بگذارد. با انتخاب نوع پلی‌اتیلن مناسب، افزودنی‌ها، پرکننده‌ها و فرآیند پوشش، می‌توان سایر خواص محصول را بهینه کرد و در عین حال از اثرات ضد آب و ضد روغن اطمینان حاصل کرد. علاوه بر این، بهینه سازی فرآیند پوشش مانند کنترل معقول دما و فشار نیز می تواند به بهبود یکنواختی و چسبندگی پوشش کمک کند و در نتیجه کیفیت کلی محصول را بهبود بخشد.
