انواع روکش‌های بسته‌بندی مواد غذایی

آسان ترین روش بهبود ویژگی های کاغذ یا فیلم،افزودن روکش به آن است.هزینه این کار از لامینه کردن کمتر است؛زیرا روکش اغلب از سبک ترین فیلم هایی که بدین منظئر به کار می روند نیز نازکتر است. لذا استفده از مواد سبک تر،کاهش هزینه را در پی خواهد داشت.
روش کاربرد تا حدی به ویسکوزیته ماده مورد اسیتفاده برای روکش بستگی دارد.برای مثال،امولسیون برای روکش اکستروژن بیش از حد نازک است؛اما با “کارد هوا” به خوبی کار میکند. در عوض پلی اتیلن در روکش اکستروژن بهترین کاربرد را دارد و کارد هوا با ماده ای با این ویسکوزیته کار نمی کند.

روکش واکس
قدیمی ترین و شاید یکی از معمول ترین مواد قابل استفاده برای روکش کاری،واکس است.گرچه واکس گاهی اوقات شکننده است و سیل حرارتی ضعیفی دارد اما عایق خوبی در برابر رطوبت به شمار می رود و بسیار مقرون به صرفه است.اولفین ها را تا حدی به جای موم به کار می برند.اگر به انعطاف بیشتر یا سیل قوی تری نیاز باشد از ترکیب واکس و پلی اتیلن استفاده می شود.

برای واکس کاغذ،دو روش (واکس زنی خشک) و (واکس تر)کاربرد دارد.در فرایند واکس زنی خشک،کاغذ پس از روکش کاری از روی غلتک گرم عبور داده می شود؛با این کار،واکس به درون کاغذ نفوذ می کند و در سطح آن نمی ماند.در واکس زنی تر،واکس با گذشتن از حمام آب به سرعت سرد می شود.به این ترتیب،بدون آن که در کاغذ نفوذ نماید،در سطح آن باقی می ماند و موجب شفاف شدن آن می شود.پارافین برای واکس زنی خشک به کار می رود؛اما برای واکس زنی تر از نوعی ترکیب مخلوط(مثل ۶۰ درصد واکس پارافین،۳۵درصد واکس میکرو کریستالی و ۵درصد پلی اتیلن)استفاده می کنند.با این کار شفافیت و انعطاف پذیری بالا می رود و تمایل به انسداد یا بلوکه شدن پایین می آید.در شکل زیر بافت کاغذ واکس خورده با دو روش تر و خشک نشان داده شده است.
دو روش واکس زنی در شکل نشان داده شده است.در روش واکس زنی خشک،کاغذ پس از روکش کاری،حرارت داده می شود و واکس در درون آن نفوذ می کند؛اما در روش واکس زنی تر،وکس پیش از نفوذ به درون کاغذ سرد می شود.

واکس های اولیه که در بسته بندی به کار می رفتند نقطه ذوب حدود ۱۲۸ درجه سانتی گراد داشته و در آب و هوای بسیار گرم،گرایش شدید به انسداد یا بلوک شدن داشتند.واکس پارافین که امروزه به کار می رود تا حد چشمگیری بهبود یافته و نقطه ذوب حدود ۱۳۵ درجه سانتی گراد دارد. غلات صبحانه ای به کاغذ گلاسین ۷۰۰/۱۲ کیلوگرم(۲۸ پوند)با میزان واکس ۶۲۸/۳کیلوگرم در ۹۲۹۰۳۰در سانتی متر مکعب(۸پوند در ۱۰۰۰ فو مربع)در هر طرف نیاز دارد؛گرچه برای برخی انواع غلات که حساسیت بیشتری نسبت به رطوبت دارند از دو صفحه ۰۷۲/۹ کیلوگرم(۲۰پوند)که با واکس میکروکریستالی ۲۶۸/۲ کیلوگرم(۵ پوند)لامینه شده،استفاده می کنند و البته هر دو طرف سطوح نیز با واکس پارافین به میزان ۶۲۸/۳ کیلو گرم(۸ پوند)پوشیده شده است.وقتی محصولی به حداکثر محافظت در برابر عوامل محیطی نیاز داشته باشد،با بیش از ۰۷۲/۹ کیلوگرم(۲۰ پوند)واکس میکرو کریستالی و فویل آلومینیوم همراه با ۵۶/۳۸۵ کیلوگرم(۵/۸ پوند) کاغذ تیشو که چسبیذده شده است،به کار می رود.با بالا بردن گرما در سیل حرارتی،واکس درون کاغذ نفوذ می کند و نوعی سیل بدون منفذ به وجود می آورد که مجراهای حاصل از چین و چروک و تاخوردگی های کاغذ را پر می کند.
تعریف روشنی برای واکس های میکروکریستالی نمی تئان یافت.آنها را گاهی «واکس میکروکریستالی» نیز می خوانند.یک روش برای طبقه بندی واکس ها،قرار دادن تمامی آن ها با ویسکوزیته بالاترCentistokes 10 در دمای ۲۱۰ درجه فارنهایت تحت عنئان واکس های میکرو کریستلی است.
مخلوط های پلاستیکی روز به روز رایج تر می شوند.به کارگیری پلی اتیلن برای این منظور به سال ۱۹۴۸ باز می گردد.مواد دیگر به ویژه اتیل وینیل استات و آکریلیت نیز برای بهبود چقرمگی(تافنس)،انعطاف پذیری و چسبندگی به کار گرفته می شوند.تئجه لازم در تذکیب واکس های پایه باید مدنظر قرار گیرد.شفافیت ممکن است شدیداً تحت تاثیر افزودنی ها واقع شود.آزمون های کافی در طی چند روز باید روی ترکیب های جدید انجام شوند.
اگر واکس ها در عملیات روکش کاری در دمای بیش از حد قرار گیرند،ممکن است اکسیداسیون صورت گیرد و این موجب بدبو شدن ماده می گردد.لازم به توضیح است که برخی از ترکیب های جدیدتر در دماهایی تا ۸/۱۴۸ درجه سانتی گراد روکش می‌شوند که این موضوع باعث ایجاد پراکسید های بودار می شوند؛همجنین اگر مس یا آلومینیوم در تجهیزات یافت شود؛این کار را می توان تا حدی زیادی با مواد ضد اکسایش مانند (BHT) DI_Tertiary Butyl Paracresol تحت کنترل درآورد.

روکش ورنی
رزین های بسیاری هستند که به تنهایی یا به صورت ترکیب به عنوان روکش کاغذ به کار می روند.برخی از این ها را با الکل رقیق می کنند یا اگر واکس داشته باشند.از نفتا برای رقیق کردن استفاده می کنند؛این مواد «ورنی الکلی»نام دارند.سایز ورنی ها تحت عنوان ورنی های فشار خوانده می شوند که بدون حلال به کار می روند و به جای حلال های فرار به وسیله اکسیداسیون خشک می گردند.هر دو نوع مذکور در فرآیند چاپ،کاربرد فراوان دارند و موجب حفاظت روکش می شوند.این روکش ها از محو شدن مرکب جلوگیری می کنند و سطحی شفاف(جلادار)به وجود می آورند.قیمت این مواد در این گونه مصارف پایین و کاربردشان آسان می باشد.کارایی آن ها تا حدی به مقدار مورد استفاده بستگی دارد.روکش کاری به میزان ۲۲۶/۰کیلوگرم(نیم پوند)از مواد جامد در ۹۲۹۰۳۰ سانتی متر مکعب(۱۰۰۰ فوت مربع)مسلماً به خوبی میزان ۹۰۷/۰کیلوگرم در ۹۲۹۰۳۰سانتی متر مکعب (۲ پوند در ۱۰۰۰فوت مربع)نخواهد بود.اگر فقط ظاهر هر ماده مورد نظر باشد،روکش سبک تر کفایت می تماید؛اما اگر منظور حفاظت در مقابل خراشیدگی باشد،باید مسئول چاپ را از این مسئله مطلع کرد.اگر ورنی فقط در قسمت خاصی چاپ شود،ورنی موضعی خوانده می شود.این ورنی ها را در صورت لزوم،برای مثابل برای جلوگیری از زرد شدن قسمت های سفید در اثر گذشت زمان،تسهیل چسب کاری یا مهرزنی و یا برای درج علایم قیمت یا اعداد کد می توان حذف کرد.
برای روکش کاری بهتر میتوان از لاک ها استفاده کرد؛البته با این مواد هزینه کمی بالاتر می رود.این مواد از رزین هایی از نوع وینیل ساخته شده اند و نسبت بهورنی ها،حلال های فرارتری به شمار می روند.روکش های از نوع اپوکسی، پیچیده تر هستند. آن ها از رزین های گرما سخت تشکیل شده اند و برای سخت شدن، به کوره های مخصوصی نیاز دارند.سطحی که این لاک ها ایجاد می کنند،سخت و براق می باشد که به هیچ طریق دیگری نمی توان آن را درست کرد. شکل بالا برای به کار بردن محلول ها و سوسپانسیون ها روی لایه، روش های مختلفی وجود دارد. در شکل نمونه هایی از این روش ها نشان داده شده است.فنئن به کار رفته به ویسکوزیته،نوع حلال،سطح و ضخامت روکش مورد نیاز بستگی دارد.

روکش ساران (PVDC)
روکشی که به طور فزاینده ایرواج پیدا کرد،اغلب به پلی وینیلیدن کلراید (PVDC) یا ساران شهرت دارد.زمانی که این پوشش روی سلوفان به کار می رود،روکش پلیمر نامیده می شود. این ماده برای نخستین بار در سال ۱۹۵۶ در آلمان به صورت امولسیون برای روکش کاری کاغذ به کار گرفته شد ؛ اما تا همین اواخر رواج زیادی در کشور نداشت. PVDC ترکیب کمکیابی از خواص نفوذناپذیری در خود دارد که محافظ خوبی در برابر چربی و روغن،بخار آب، بو و گازها به شمار می رود. برای محصولاتی مانند قهوه،سوپ های خشک،ادویه جات ،کره،مارگارین و دیگر غذاهای چرب و روغنی که عطر و بوی فرار دارند،روکش های PVDC نسبت به واکس یا پلی اتیلن بهتر عمل می کنند.

هزینه رزین پایه PVDC از رزین پایه پلی اتیلن یا اغلب مواد اولیه روکش کاری رایج بالاتر است؛اما هزینه نهایی آن ممکن است پایین تر باشد که این مسئله،به تعداد ماده استفاده شده و روش به کارگیری آن بستگی دارد.مقایسه هزینه ها باید بر اساس عملکردهای یکسان صورت گیرد.در پلی وینیلیدن کلراید خواص نفوذناپذیزی زیاد، قیمت بالاتر آن را جبران می کند.

استفاده از امولسیون PVDC برای کاغذ طی چند فرایند به شرح زیر میسر است:
۱. روکش کننده با کارد هوا
۲. روکش کننده تیغه ای
۳. روکش کننده با میله اندازه گیری
۴. روکش کننده گراوور
۵. روکش کننده پرده ای
۶. روکش کننده با نورد معکوس

در سه مرحله اول مقدار زیادی از ماده به کاغذ زده می شود و سپس اضافی آن جمع می گردد. با این کار فرورفتگی ها بیشتر از برآمدگی ها پر می شوند. گر چه تیغه کارد هوا این مسئله را نیز حل کرده است. در روش های دیگر مقدار مشخص از ماده به بافت (لایه) افزوده می شود. این روش ها را گاهی روکش کاری برجسته می نامند. زیرا همان مقدار ماده که به برآمدگی های کاغذ اضافه می شو به فرورفتگی ها نیز اضافه می گردد. روکش کننده پرده ای و نورد معکوس فقط برای روکش کاری های سنگین به کار می روند و برای روکش کاری های سبک که اغلب در بسته بندی استفاده می شوند، کاربردی ندارد. روکش کننده گراوور با توجه به بافت حک شده بر سیلندر، الگویی از روکش ایجاد می کند. روشی که روز به روز رواج بیشتری می یابد، روکش کاری کارد هوا است.
اغلب اوقات از بیش از یک روکش PVDC استفاده می شود. تجهیزاتی وجود دارند که با یک بار عبور، بیش از شش روکش متوالی را پدید می آورند. بلافاصله پس از هر روکش کاری، حرارت اعمال می شود تا آب موجود تبخیر شود و سپس رزین ذوب می شود، نقطه ذوب در شرایط مختلف متفاوت است. اما رزین اغلب در دمای حدود ۴/۲۰۴ درجه سانتی گراد ذوب می شود، سپس با غلتک سرد، عملیات خنک کردن صورت می گیرد.
کاغذی که روکش می شود، باید نرم و حداقل تراکم الیاف را داشته باشد. زیرا این ماده الیافی قهوه ای رنگ پخته شده (شایوز) دارد که روکش را سوراخ می کنند. مقدار سلولزی که تا حد زیاد چوبی شده نیز باید حداقل باشد. این مسئله حاصل پخت شدید است که منجر به فیتیله شدن می گردد. کاغذ باید به دقت آهارزنی درونی شود. آهارزنی سطحی از اهمیت چندانی برخوردار نیست. اگر آهارزنی کافی نباشد، به کارگیری آستر امولسیون لاتکس ضروری است. برای بهبود انعطاف پذیری می توان از روکش های با پایه لاتکس آکریلیک استفاده کرد. گاهی اوقات به هنگام کار با PVDC ، نزدیک ترین PH کاغذ به درجه خنثی ضروری می نماید.
روکش های دیگری مانند کازیین، نشاسته و پلی وینیل الکل از حلال ها یا سوسپانسیون های آب تهیه می شوند. گاهی نیز برای ثبات این روکش ها از بوراکس یا آلدییدها استفاده می کنند تا در حضور آب، وارد محلول نشوند.