這一章將介紹聚合物分散體塗布(Polymer dispersion coating)技術及其產品的應用。所謂分散體塗布技術是指將分散於水中的聚合物,利用類似於顏料塗布的施塗方法將聚合物塗布在紙或紙板(或其他基材)上,使之形成一層具有阻隔功能的無孔隙固態薄膜的技術(有時也稱為“塗塑”);它有別於一般的顏料塗布和擠出塗布。但本章不包括用於改進外觀和操作性能的聚合物塗布,例如上光和塗清漆等技術。
熱蠟處理也屬於阻隔性分散體塗布。大約在20世紀50年代以後,為了方便顧客,國外越來越多的將牛奶裝在一次性塗蠟紙盒中出售。這種一次性塗蠟紙盒由於價格低廉,使用方便,極受顧客的歡迎,大大減少了傳統用玻璃瓶裝牛奶的數量。
這以後,國外塗蠟製品又逐漸擴展到其他領域的應用,例如塗蠟瓦楞紙箱可以經受冷凍食品(肉、魚、禽類)的水和潮濕的影響,擴大了瓦楞紙箱的用途而受到用戶的歡迎。此外,在包裹麵包的塗蠟紙、塗蠟紙杯和容器等方麵塗蠟品都取得了一定進展。具有良好剛性的塗蠟大紙杯的流行,甚至使體育運動用的許多冰塊都裝在大紙杯中出售,最後還擴展到了快餐業。
但牛奶塗蠟紙盒在運輸過程中,蠟皮易於破裂和脫落。顧客對掉落在牛奶中的蠟皮很有意見,運輸人員也因紙盒易泄漏而蒙受經濟損失。於是隨著20世紀60年代擠出塑料塗布技術的出現,使牛奶盒這個巨大的塗蠟市場迅速消退。由於同樣的原因,塗蠟製品在其他領域也遇到了嚴重的挑戰。目前塗蠟業雖然在瓦楞紙箱等方麵仍有一定市場,卻已無法挽回其日益衰落的頹勢。
與此同時,聚乙烯擠出塗布市場則迅速擴展,開始取代了塗蠟品市場,這是包裝工業產品瞬息萬變的一個著名而極端化的例子。據有關資料統計,全世界用於擠出塗布的聚乙烯,在1954年的年銷售量尚不超過45萬kg,而到1968年即達到了1.13億kg。
但擠出塗布技術的飛速發展也逐漸暴露了它的一些弱點。主要是它不易回收其廢舊包裝材料,最終導致對環境的不利影響。隨著環境要求的日益嚴格,擠出塗布受到了一定衝擊。因此擠出塗布技術在國外的某些包裝應用領域又逐漸讓位於塗布合成膠乳的“分散體塗布技術”。分散體塗布的紙板既有良好的阻隔性能,又很容易回收廢舊包裝物,不會對環境造成危害。
清楚地了解分散體塗布所用的阻隔聚合物和擠出塗布所用的阻隔聚合物之間的不同是很重要的。因為用於分散體塗布的聚合物並不是如擠出塗布中所用乙烯乙烯醇共聚物(EVAL)那樣的阻隔性聚合物,將它們稱為阻隔性膠乳、阻隔性分散體或聚合物分散體似更為貼切。