由于人們環(huán)保意識的增強，面對日益威脅生態(tài)環(huán)境的塑料廢棄物，世界各地紛紛展開(kāi)“禁塑”行動(dòng)。歐盟提案要求從2021年起歐盟范圍內禁止生產(chǎn)和銷(xiāo)售一次性塑料制品，如一次性塑料餐具、吸管等。2020年1月，中華人民共和國國家發(fā)展改革委網(wǎng)站發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強塑料污染治理的意見(jiàn)》，明確了禁塑的具體要求和期限，“禁塑”行動(dòng)提上議程。
淋膜紙杯作為塑料淋膜紙制品也將在“禁塑”之列。淋膜紙杯紙就是在紙杯原紙上淋一層塑料膜，在改善紙張耐液性同時(shí)，也可使淋膜紙杯紙經(jīng)加熱黏合制成紙杯，但是該塑料膜因不易降解對環(huán)境危害較大。因此，各大紙杯紙廠(chǎng)家正在尋找一種可降解的原料來(lái)替代淋膜紙上的塑料淋膜，目前研究應用較多的為無(wú)塑涂料。
無(wú)塑涂料紙杯紙是通過(guò)各種涂布工藝將液體涂料均勻涂覆在紙杯原紙表面，經(jīng)加熱干燥后，在紙面上形成一層涂料膜來(lái)滿(mǎn)足紙杯紙的使用要求，與淋膜紙杯紙相比，無(wú)塑涂料紙杯紙應具有以下性能：
(1）在滿(mǎn)足食品接觸用品安全、衛生指標要求同時(shí)，其經(jīng)過(guò)一段時(shí)間處置可自行降解，以達到綠色、生態(tài)、環(huán)保目的。
(2）對各種飲品具有優(yōu)良的阻隔、抗滲性能，包括熱飲、冷飲，如奶茶、茶水、可口可樂(lè )，以及酸性咖啡、果汁，甚至存放各種酒品等。
(3）為能利用現有制杯設備及保證紙杯良好的成型性，無(wú)塑涂料應具有良好的熱封性，即無(wú)塑涂膜與淋膜塑料膜具有相近的熱融性，另外要求涂膜經(jīng)過(guò)表面張力改善后具有較好的印刷適應性。
1 試驗
1.1試驗原料
250g/㎡未涂布紙杯原紙：別克平滑度（正/反）13.0/10.2s，吸水性（60s）22.3g/㎡，邊緣滲透寬度1.0mm，邊緣滲透重量0.85g/㎡。
兩種無(wú)塑涂料分別為A和B，兩者均符合安全、衛生指標要求，A涂料無(wú)法達到完全降解要求，但是可回收使用；B涂料填埋一段時(shí)間后可逐漸自行降解。
1.2試驗方法
為調整上涂量，將無(wú)塑涂料稀釋成不同濃度，并用25#鋼絲刮棒進(jìn)行刮涂，涂后在105℃的烘箱中放置10min，再在恒溫恒濕室放置8h后測相關(guān)指標。
1.3測試指標
邊緣滲透按QB/T4032-2010中5.14規定進(jìn)行測試：裁取試樣75mm（縱向）×25mm（橫向），放入90±1℃的蒸餾水中浸泡10min，用濾紙擦干試樣表面水分，稱(chēng)取測試前后試樣重量計算吸收水重量。紙杯原紙紙樣測試前需貼膠帶，淋膜或涂布紙杯紙紙樣則直接測試。滲透寬度為水從試樣橫截面滲入紙中最深寬度，單位mm；滲透重量為試樣橫截面單位面積吸水量，單位g/㎡。
表1 不同涂布量無(wú)塑涂料紙杯紙性能對比
| 測試項目 | 膜量 /(g/㎡) |
邊緣滲透 | 吸水性(60s)/(g/㎡) | 側封試驗 | ||
| 寬度/mm | 重量/（kg/㎡） | 膜與原紙 | 膜與膜 | |||
| 標準淋膜紙 | - | ≤4 | ≤1.5 | 不吸水 | 良好 | 良好 |
| 淋膜紙 | 16/20 | 1.0 | 0.87 | 0.0 | √ | √ |
| 無(wú)塑涂料 | 3.8 | 1.5 | 1.83 | 1.6 | 不粘 | √ |
| A涂布紙 | 6.2 | 0.5 | 1.11 | 0.0 | √ | √ |
| 8.8 | 0.5 | 0.99 | 0.2 | √ | √ | |
| 無(wú)塑涂料 | 3.6 | 紙潮 | 3.88 | 9.7 | 局部粘 | √ |
| B涂布紙 | 5.7 | 紙潮 | 3.14 | 6.6 | √ | √ |
| 9.0 | 紙潮 | 2.02 | 1.8 | √ | √ | |
吸水性按GB/T1540規定進(jìn)行測定，浸水時(shí)間為1min。
側封試驗：熱封試驗儀HST-H6，按照常規淋膜紙杯紙測試條件，設定溫度295℃、壓力490kPa和時(shí)間0.8s后，對涂布紙樣進(jìn)行熱封性測試，按照單PE和雙PE紙杯紙制杯要求，分別對膜與原紙面和膜與膜面進(jìn)行側封試驗。
2 結果與分析
2.1涂布量設定
常規淋膜紙杯紙淋膜量一般為14～24g/㎡，單膜紙杯紙淋膜量較高，雙膜紙杯紙未接觸液體面較低，但因為淋膜設備限制最低不低于12～14g/㎡，鑒于無(wú)塑涂料單價(jià)較高，且無(wú)最低上涂量限制，在滿(mǎn)足紙杯紙使用要求的同時(shí)，盡可能降低涂布量，本試驗無(wú)塑涂料上涂量設為3～10g/㎡，具體見(jiàn)表1。
2.2無(wú)塑涂膜抗液性：邊緣滲透和吸水性
(1）對比紙杯原紙或淋膜紙杯紙的邊緣滲透和吸水性指標可知：淋膜表面抗液性較好基本不滲水，邊緣滲透寬度和重量主要為紙樣橫截面對水的吸收引起。（2）較淋膜紙杯紙，無(wú)塑涂料涂布紙邊緣滲透和吸水性指標偏高，尤其在涂布量較低時(shí)候，說(shuō)明涂膜抗液性能不佳，尤其涂料B涂布紙，測試邊緣滲透后紙樣整體潮濕，應為水蒸氣透過(guò)涂膜滲進(jìn)原紙中引起，說(shuō)明其膜的抗液性或者其涂料成膜性較差。（3）隨著(zhù)無(wú)塑涂料涂布量增加，涂膜對原紙覆蓋性的改善，邊緣滲透重量和吸水性均逐漸降低；涂料B在涂布量6.2g/㎡時(shí)，其抗水指標達到紙杯紙標準要求，且較接近淋膜紙杯紙。
2.3無(wú)塑涂膜的熱封性
由表1可知：（1）上述兩種涂料，在涂布量低至3.6g/㎡時(shí)，涂膜間的熱封性較好，但涂膜與原紙間黏結較差，甚至不粘，在上涂量增加到近6g/㎡時(shí)涂膜與原紙間側封黏接良好，說(shuō)明涂膜與原紙間的黏結性相對較差。（2）在相近的涂布量下，兩種無(wú)塑涂料的熱封性對比，涂料B相對較好。（3）對于單膜紙，上涂量要適當提高，而雙膜紙，在滿(mǎn)足熱封要求的情況下非接觸液體面可大幅降低涂布量。
3 結論
3.1較塑料粒子，無(wú)塑涂料目前單價(jià)較高，但因其最低涂布量可調整，對于雙膜紙杯紙，涂膜之間較易熱封，只要能滿(mǎn)足制杯成型需要未接觸液體面最低涂布量可調為3g/㎡，甚至更低，無(wú)塑涂料在生產(chǎn)雙膜紙杯紙時(shí)更具優(yōu)勢。
