软塑包装讲座(四) 第四讲 玻璃纸、铝箔及真空镀铝膜、硅镀膜[1].pdf

2 0 0 1 年第 4 期 总第 8 2期 中国包装工 业 CHI NA PACKAGI NG I NDUS I R Y NO 4 Ge n e r a 1 2 0 01 N0 8 2 T r 璃 纸 铝箔及真空镀铝膜 行剧烈的竞争 玻璃纸的产量逐 伙都是软包装 中的重要基材 渐下降 例如 以前几乎全部用 膜 由于玻璃 纸 的生产方法特 殊 其性能也不同于一般 的塑料 薄膜 所 以我们另作叙述 一 玻璃纸 玻 璃 纸 又 叫 赛 路 芬 薄 膜 c e l l o p h a n e fi l m 它 自 1 9 2 4年 美 国 D u p o n t 公 司第一个工 业化 生产以来 一直是重要的包装材 料 到 1 9 6 0年玻璃纸的生产达 到最高峰 仅美国年产量就达到 2 0 0万 k g 但是在以后 的日子里 由于广泛使 用塑料薄 膜同它 进 玻璃纸包 装的面包 袋改用价 格 便宜 的 P E薄膜包装 夺走 了不 少市场 其它食品包装市场也连 年萎缩 到 目前为止 在美 国的 市场上大约还有 3 O种商品是使 用各种类型的玻璃纸包装 的 玻璃纸 生产 是用特 殊 的高 级木浆制作 木浆捣碎后用苛性 钠处理而成为苛性纤维素酯 然 后熟化成粘稠 的糖浆样材料 叫 粘胶 粘胶过滤 脱气 漂 白 泵 送到硫酸浴中凝胶 半透 明的纤 维 素酯 凝胶再 添加各 种化学品 及 软 化 剂 后 成 型 为泡 材 及 薄 膜 玻璃 纸一 般 以卷筒 型式 出 售 宽 度 一 般 在 3 8 1 m m 1 2 1 9 2 mm之 间 厚 度在 1 9 m一 4 2 6 m之 间 其规格用号码来 称呼 以每磅薄膜所能得到的薄 膜平方 英寸 的面积来称 呼 例 如 2 5 0 玻璃纸是 1磅重的玻璃 纸具 有 2 5 0 0 0英 寸 的面积 虽然玻 璃纸 本身 是一个 强 韧的包装材 料 但 是它不 能热 封 防水性较差 并且有强烈的 吸湿性 吸湿后的阻隔性下降 维普资讯 中国包装工业 2 0 0 1 年第 4 期 玻璃纸 铝箔及真空镀铝膜 硅镀膜 周祥兴 为 了改善玻 璃纸 的这 些性 能 上 的不足 常常在玻璃纸单面或双 面上进行处理 例如 日本 D公 司生产的涂布了P V D C的玻璃纸 称为 K玻璃纸 有 3 5 0 K牌号 4 5 0 K牌号 3 0 0 K N牌号 3 0 0 沾染灰尘油腻 容易同其它材料 层 合 一般 玻璃纸 上涂胶量 在 2 5 3 5 g F 日本 T公司 生产 的玻璃 纸有 N S T型 K O T 型 均是涂布了 P V D C MO T型是 涂布了硝化棉 而 Q缠包装 型是 表 1 铝箔的厚度和针孔数 的电解铝熔 融后用压 延机压制 成箔的 在压延加工过程中 为 了防止熔化了的铝被粘附在钢 辊上 要在压延辊筒上施加高沸 点润滑油脂 在铝箔成型后 要 通 过有机 溶剂清洗 槽把这些 高 厚 度 m 6 5 7 8 9 1 1 0 1 1 5 2 0 2 3 针孔数 个 2 2 0 l 1 0 3 0 2 0 l 0 5 2 0 透湿性 g d 7以下 5以下 一 2 5以下 0 0 表 2 铝箔和其它金属箔的性能 比较 金属箔种类 厚度 m 抗张强度 l p a 伸长率 曲折次数 铁箔 3 0 4 0 3 4 0 2 3 3 2 6 2 5 铝箔 硬质 3 0 1 8 3 1 7 8 2 2 1 2 8 铝箔 软质 3 0 8 2 8 5 2 铜箔 3 5 2 2 l 8 3 2 钢箔 6 0 8 2 8 7 9 6 l l l 0 3 K M X牌号 以及 3 0 0 的 k l C牌 号 这些涂布了 P V D C的玻璃纸 不仅保持了玻璃纸原有的高透 明性 高强度 抗静电性 而且还 赋于玻璃纸有 良好的热封性 高 度的阻气阻湿性 尽管玻璃纸上 K涂层厚度仅 5一l 0 m 但是 阻 隔性的提高是明显的 玻璃纸最廉价的涂布是硝 基纤维素溶液胶的涂布 称为 M 型和 MS型玻璃纸 是阻湿性玻 璃纸 Ms具有热封性 而 M具有 溶剂密封性 具有良好防潮 保 香性 玻璃纸印刷性好 挺刮 不 涂 布了 P V C 玻璃纸尽管受到塑 料 薄膜 的竞 争而失 去了过去 的 光辉 但是由于其光泽好 印刷 后的外表美丽动人 强度又比较 高 还是有不少人喜爱用它来作 包装材料 二 铝箔 铝箔具有银白色光泽 直接 在铝箔上印刷透明油墨 可以有 特有金属光泽 铝箔有良好的遮 光性 阻气性 阻湿性 有 良好的 导热性 电磁屏蔽性 因而在软 塑包装基材膜中 铝箔是不可欠 缺的材料 铝 箔是把 9 9 5 以上纯度 沸点油脂从铝箔上清洗干净 但 是即使这样 也难免有少量油脂 会残留在铝箔表面 从而影响到 铝箔的印刷牢度及复合牢度 为 了提高铝箔的复合牢度和印刷 牢度 可以用丙酮进一步擦试表 面 或者进行电晕处理 处理后 能有效地提高复合牢度 铝箔有硬质 半硬质和软质 之分 硬质 半硬质的铝箔拉伸 强度较高 伸长率较小 仅 2 3 而软质铝箔强度比较小 伸 长率稍大 软塑包装中使用的大 多为软质铝箔 为此 铝箔薄的 时候 放卷收 卷张力应 尽量小一 维普资讯 中国包装工业 2 0 0 1 年第 4期 玻璃纸 铝箔及真空镀铝膜 硅镀膜 周祥兴 点 避免被拉断 经过的辊筒应 尽量少一点 避免曲折太多 在 铝箔中产生裂纹 影响铝箔的阻 隔性 铝箔的厚度和针孔数如表 1中所示 表 2为铝箔 和其 它金 属箔 的性能 比较 由表 2可见软质铝箔有良 好的耐曲折性 比其它箔好得 多 软塑包装上使用的铝箔 一 般在 9 2 0 1 t in厚度之间 铝箔的 特点是 一 铝箔无毒无 嗅无 味 有良好防挥发 防腐蚀 防变 质 防退色和遮光性 二 铝箔 在 2 5 4 m厚度 以上就无针孔 因而无渗透性 三 铝箔在 一 7 3 一3 7 1 之间无涨缩 无变 形 尺寸稳定 四 反光率可达 9 5 是良好的太阳能抛物体集 能器的反光材料 用于管道保护 的纸 塑 铝复合材料 能良好地 保护管道内流体不受太 阳光的 影响 五 铝箔不耐酸碱 铝是 二性金属 同酸和碱均能起反 应 铝箔本身可进行表面上胶层 合 可作标签纸 罐头村垫 电磁 屏蔽材料 可以上蜡层合作香烟 包装 巧克力包装 铝箔同P E复 合可用于脱水食品包装 调味料 包装 香料包装 快餐食品包装 等 医药包装使用铝箔单色印刷 后 上清漆顶辣 反面辣布可热 封胶 然后同 P V C真空吸塑泡 罩 组成 P T P材料 包装锭片状 药丸 由于铝箔价格较贵 现在不 少地方改用真空镀铝膜来包装 以代替铝 箔而叉具有铝箔 的包 装特性 可降低包装成本 三 真空蒸镀膜 真 空蒸镀是 在高 真空度 下 把低沸点的金属 如 铝熔融汽 化并堆积在冷却鼓上的塑料薄 膜上 形成一层具有 良好金属光 泽 的 镀 铝 膜 镀 铝 膜 厚 度 仅 4 O 0 6 0 o A 但是可大大提高原 有基材膜阻氧和阻湿性 如表 3 所示 为 了提 高真空镀 铝层 同基 材膜之间的附着力 基材要先 电 晕处理 然后用溶胶涂布或挤出 涂布一层底胶 底胶是天然橡胶 及合成橡胶乳胶或有机溶液胶 也 可以是极性强 的合成树脂溶 液 胶或者挤 出涂布 真空镀铝 后 在镀铝层上顶涂双组分聚氨 酯胶以保护镀铝层不被磨损 镀 铝机有间歇式 半连续式及连 续 式三种 间歇式价格便宜 可以 任意重新排布高真空室中部件 的位置 以适应基材膜镀层的要 求 具有维修保养方便 结构简 单 要求操作及维修技术不高等 优点 但是也有能耗 水耗大 成 本高 镀膜质量的稳定性不如连 续式的等缺欠 连续式真空镀膜 机 是把基 材膜 的放 卷和收卷放 置在高真空蒸镀室外面 通过气 锁 a ir lo c k 使基材膜进入高真 空的蒸镀室 然后在冷却鼓上接 受 高温下汽化 了的金 属原子堆 积成铝层而得到蒸镀 最近 真空蒸镀又获得了发 表 3 真空镀铝前后水蒸汽透过性的比较 基材膜及其厚度 蒸镀前 蒸镀后 P E T 1 2 1 t in 4 0 4 5 0 3 0 6 P E T 2 5 1 t in 2 0 2 3 0 3 0 6 CP P 2 5 I t m l 5 2 0 1 O l 5 OP P 2 0 1 t in 5 7 O 8 1 2 OP P 2 5 1 t in 4 6 O 5 L DP E 2 5 g m l 5 2 5 0 6 HD P E 2 5 g m l 9 2 0 0 9 P E 单向定向 2 5 1t in 5 6 1 2 尼龙 1 5 g m 2 5 0 2 9 0 0 5一O 8 注 单住 为 C C M d 维普资讯 中国包装工业 2 0 0 1年第 4期 玻璃纸 铝箔及真空镀铝膜 硅镀膜 周祥兴 展 用真空溅射来镀膜 这是把 低分子的 0 N z 氦气以及甲烷 气体送人高真空室 使之形成等 离子体 而把蒸发源中出来的金 属高温粒子 在等离子体中离子 化 然后依靠电磁场的推力 把 离子 化 了的金 属粒 子带着 能量 射向被镀基材薄膜 这样得到的 真空溅射镀层牢度好 可以选择 的蒸镀金属面广 不仅可以是低 沸点的金属 也可以镀各种高沸 点金属 如 钢材 钨 锰等 甚至 可以镀无机物 S i O 等材料 作为 蒸发源的除了电阻加热器外 还 使用 了高频加 热器 和电子柬加 热器 咀提高电能的利用效率 镀铝膜 一般 是耐 温性 能较 好 的 B O P P B O P E T B O P A 6 C P P 等 对于一些吸水性强 含水量 高 的材料 不适 于直接真 空蒸 镀 因为在高真空室中 其中的 水分会蒸发出来 从而影响真空 度 使镀膜发黑 还会使基膜因 失水过多而发脆 例如 玻璃纸 聚乙烯醇等薄膜 对于熔点低的 塑料薄膜 例如 L D P E E V A之 类 也不适宜于直接真空蒸镀 而只能采用 间接 真空蒸 镀法来 生产蒸镀膜 所谓 间接真空蒸镀 是在 B O P E T薄膜上 涂布一层硅 离型剂层 然后在涂了离型剂的 B O P E T上进行直接真空蒸镀 再 在蒸镀了的 B O P E T镀层上 在干 式 复合机 上涂 复合用 的双组份 聚氨酯胶 然后同间接真空蒸镀 基材 压贴 复合 熟化后 再从 B O P E T上剥离下来 使不能直接 真空镀铝 的薄膜得到了镀层 四 硅镀膜 硅镀 膜是 一 种 2 0世纪 8 O年 代开 发的具有极 高阻隔性 的透 明包材 目前 世界上只有 日本 美国 德国 意大利等国生产 又 叫陶瓷镀膜 从镀层材料来分 基本有 二种 一种 是硅 氧化 物 S i O x X 1 5 1 7为最佳 x 愈 小 阻隔性愈好 但是色值上带 黄色 它实际上是 S i O和 S i O 的 混 合 物 另 一 种 镀 层 材 料 是 A h O 按硅镀膜 的蒸镀 方法来 分 有物理蒸镀法f p h y s i c a l V a p o r d e p o s i t i o n P V D法 它 是把 蒸镀 材料用各种方法加热熔融汽化 再在等离子体中离子化 然后在 电磁场力 下在 被镀基材 面上获 得镀层 另一种镀法 叫化学蒸 镀法 这种方法是在高真空室中 注入有机硅化合物 使之在等离 子体中分解 出硅 然后同等离子 体中的氧结合 而被镀到基材膜 上 化 学 蒸 镀 法 又 叫 C V D法 c h e m i c a l v a p o r d e p o s i t i o n 硅 镀膜 的最 大特点 是具有 极高的阻隔性 而且有良好 的透 明性 这种性能无论在多大的湿 度和温度下都可以保持不变 非 常适用于高温蒸煮用 可以不会 在高温 高湿度下 降低其 阻隔性 而在袋中进入空气和 H O 其缺 点是价格高 目前国内还无人生 产 第四讲问题及解答 一 使用国产的真空镀铝 C P P薄膜同B O P P 反印刷面膜用 2 8 0 3 3 0 的温度 挤 出 L D P E三 2 7 维普资讯 中国包装工业 2 0 0 1 年第 4 期 玻璃纸 铝箔及真空镀铝膜 硅镀膜 周祥兴 层 热 复 合 姑 果 鼻 空镀 铝 层 从 C P P上转 移 到 L D P E上 如 果使 用韩国进 口的真 空镀铝 C P P 就 不发生这种现象 为什 幺 这是 因为韩 国进 口的真空 镀铝 C P P膜是 一个 在 C P P镀铝 面上有底涂胶的镀铝膜 底涂可 用来提高镀铝层附着力 的重要 手段 这可以通过 C P P生产时采 用共挤出的方法 在 C P P膜上面 共挤出一层用量不大的橡胶或 粘结力强的树脂 如 E V A等材 料 底涂胶 中不 能使 用氯化橡 胶 氯化树脂或氯磺化树脂 是 因为 这些材料 遇到高温 的铝 原 子蒸汽粒子会发生分解 分解 出 来 的氯 同 铝 反 应 而 使 镀 膜 发 黑 此外国外的 C MA L C P P还在 镀层上使用双组分聚氨酯胶作 顶涂 用以保护镀层铝 为此不 会发生 V M A L层反粘到 L D P E薄 膜上 聚氨酯顶涂胶经过固化熟 化 后 已经 成了一个不熔 不溶顶 涂胶 再在其上涂复合胶时不会 渗透到镀铝层上 二 使 用 B O P P 反 印刷 P U 双 蛆 分 胶 VMAU Er P U 胶 L D P E膜 7 0 m 包装农药氯 杀灵 杀虫威 以及用上述结构 包装鱼药和镇脑宁等药片 结果 粉末状的农药氯杀灵将 L D P E内 层膜腐蚀掉 使用什 幺姑构的膜 比 较 好 对于腐蚀性较强 渗透性较 大的农药 的包装 内层材料不能 使用耐腐蚀性较差 的 L D P E 而 应当使用 c P P 薄膜 较好的农药 包装 应当是 P E T I 2 V MA L P E T C P P 7 0 m 大概可以有一年左右 的保存 期 L D P E耐药性 比 P P 差 正如榨菜袋一样 使用 P P比 P E耐蚀性好 为了提高包装袋 的阻隔性 还可 以使用 P E T 1 2 B O P A 6 1 2 C P P 7 0 Z m的结构 甚 至可 以使 用高 阻隔共挤膜 P P 粘 结性 树 脂 E V A L 粘 结 性 树 J J P P五层共挤膜作内封层 可 以阻 隔农 药往 外渗 透而引起 的 脱层现象 三 有能够透水蒸汽的薄 膜吗 有的 一般来讲 具有亲水 基团的高聚物生产的薄膜都有 较大的水蒸汽渗透性 例如 聚 乙烯醇薄膜 四 客户要承使 用 町 反 印 刷 双 组 分 P U胶 A L箔 P U 胶 L D P E包装避孕套 有