真空鍍鋁薄膜概述及工藝

真空鍍鋁薄膜概述及工

藝Themanuscriptwasrevisedontheeveningof2021一、概述真空蒸鍍金屬薄膜是在高真空（10-4mba以上）條件下，以電阻、高頻或電子束加熱使金屬熔融氣化，在薄膜基材的表面附著而形成復(fù)合薄膜的一種工藝。被鍍金屬材料可以是金、銀、銅、鋅、鉻、鋁等，其中用的最多的是鋁。在塑料薄膜或紙張表面鍍上一層極薄的金屬鋁即成為鍍鋁薄膜或鍍鋁紙。用于包裝上的真空鍍鋁薄膜具有以下特點(diǎn)：（1）和鋁箔相比大大減少了鋁的用量，節(jié)省了能源和材料，降低了成本。復(fù)合用鋁箔厚度多為7~9um,而鍍鋁薄膜的鋁層厚度約為400（）左右，其耗鋁量約為鋁箔的1/200,且生產(chǎn)速度可高達(dá)700m/min。（2）具有優(yōu)良的耐折性和良好的韌性，很少出現(xiàn)針孔和裂口，無(wú)揉曲龜裂現(xiàn)象，對(duì)氣體、水蒸汽、氣味、光線等的阻隔性提高。（3）具有極佳的金屬光澤，光反射率可達(dá)97％；且可以通過(guò)涂料處理形成彩色膜，其裝潢效果是鋁箔所不及的。（4）可采用屏蔽或洗脫進(jìn)行部分鍍鋁，以獲得任意圖案或透明窗口，能看到包裝的內(nèi)容物。（5）鍍鋁層導(dǎo)電性能好，能消除靜電效應(yīng)，尤其包裝粉末狀產(chǎn)品時(shí)，不會(huì)污染封口部分，保證了包裝的密封性能。（6）對(duì)印刷、復(fù)合等后加工具有良好的適應(yīng)性。由于以上特點(diǎn)，使鍍鋁薄膜成為一種性能優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)美觀的新型復(fù)合薄膜，在許多方面已取代了鋁箔復(fù)合材料。主要用于風(fēng)味食品、日用品、農(nóng)產(chǎn)品、藥品、化妝品以及香煙的包裝。黃山永新股份有限公司生產(chǎn)真空鍍鋁薄膜已有10多年的歷史，主要產(chǎn)品有VMPET、VMCPP、VMBOPP、VMBOPA、VMPE、VMPVC以及彩虹膜、激光防偽膜、網(wǎng)布等。2002年公司與英國(guó)REXAM公司進(jìn)行技術(shù)合作，將其CAMPLUS技術(shù)運(yùn)用在鍍鋁工藝中，大幅度提高了真空鍍鋁薄膜的鋁層牢度、阻隔性能，現(xiàn)已大量替代鋁箔應(yīng)用在奶粉、藥品等包裝領(lǐng)域。二、真空蒸鍍?cè)韺⒕硗矤畹拇儽∧せ难b在真空蒸鍍機(jī)的放卷站上，將薄膜穿過(guò)冷卻輥（蒸鍍輥）卷繞在收卷站上，用真空泵抽真空，使蒸鍍室中的真空度達(dá)到4X10-4mba以上，加熱蒸發(fā)舟使高純度的鋁絲在1300℃~1400℃的溫度下融化并蒸發(fā)成氣態(tài)鋁。啟動(dòng)薄膜卷繞系統(tǒng)，當(dāng)薄膜運(yùn)行速度達(dá)到一定數(shù)值后，打開擋板使氣態(tài)鋁微粒在移動(dòng)的薄膜基材表面沉積、冷卻即形成一層連續(xù)而光亮的金屬鋁層。真空鍍鋁示意圖見圖1。通過(guò)控制金屬鋁的蒸發(fā)速度、基材薄膜的移動(dòng)速度以及蒸鍍室內(nèi)的真空度等來(lái)控制鍍鋁層的厚度，一般鍍鋁層厚度在250~500。三、鍍膜基材由于真空蒸鍍工藝的特殊性，它對(duì)被鍍薄膜基材有以下幾點(diǎn)要求：1、耐熱性好，基材必須能耐受蒸發(fā)源的輻射熱和蒸發(fā)物的冷凝潛熱。2、從薄膜基材上產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)要少；對(duì)吸濕性大的基材，在蒸鍍前要進(jìn)行干燥處理。3、基材應(yīng)具有一定的強(qiáng)度。4、對(duì)蒸鍍層的粘接性良好；對(duì)于PP、PE等非極性材料，蒸鍍前應(yīng)進(jìn)行表面處理、以提高鍍層的附著牢度。常用的鍍鋁基材有：BOPET、BOPA、BOPP、CPP、PE、PVC等塑料薄膜和紙張類。塑料薄膜基材中BOPET、BOPA、BOPP三種基材生產(chǎn)的鍍鋁薄膜，具有極好的光澤和附著力，是性能優(yōu)良的鍍鋁薄膜，大量用作包裝材料和燙金材料。鍍鋁PE薄膜的光澤度較差，但成本較低，使用也較廣。以紙基材形成的鍍鋁紙，比鋁箔/紙的復(fù)合材料更薄而價(jià)廉；其加工性能好，印刷中不易產(chǎn)生卷曲，不留下折痕等，主要用作香煙、食品等內(nèi)包裝材料以及商標(biāo)材料等。各種基材鍍鋁前后的水蒸汽透過(guò)率變化情況基材厚度□m未鍍鋁時(shí)透過(guò)率g/()40℃鍍鋁后的透過(guò)率g/()40℃PET1240-45—CPP2510-15—OPP205-7—LDPE2515-25HDPE2510-20OPA15250-290—EVAL1724-252-3KOP204-51-MST#300800-10003-4$分頁(yè)符$四、工藝塑料薄膜的鍍鋁工藝一般采用直鍍法，即將鋁層直接鍍?cè)诨谋∧け砻?。BOPET、BOPA薄膜基材鍍鋁前不需進(jìn)行表面處理，可直接進(jìn)行蒸鍍。而BOPP、CPP、PE等非極性塑料薄膜，在蒸鍍前需對(duì)薄膜表面進(jìn)行電暈處理或涂布粘合層，使其表面張力達(dá)到38-42達(dá)因/厘米或具有良好的粘合性。蒸鍍時(shí)，將卷筒薄膜置放于真空室內(nèi)，關(guān)閉真空室抽真空。當(dāng)真空度達(dá)到一定（4X10-4mba以上）時(shí)，將蒸發(fā)舟升溫至1300℃~1400℃,然后再把純度為99.9%的鋁絲連續(xù)送至蒸發(fā)舟上。調(diào)節(jié)好放卷速度、收卷速度、送絲速度和蒸發(fā)量，開通冷卻源，使鋁絲在蒸發(fā)舟上連續(xù)地熔化、蒸發(fā)，從而在移動(dòng)的薄膜表面冷卻后形成一層光亮的鋁層即為鍍鋁薄膜。鍍鋁薄膜生產(chǎn)工藝流程：基材放卷f抽真空f(shuō)加熱蒸發(fā)舟f送鋁絲f蒸鍍f冷卻f測(cè)厚f展平f收卷五、蒸鍍?cè)O(shè)備：現(xiàn)在市場(chǎng)上用于塑料薄膜的真空鍍鋁設(shè)備主要有纏繞式和懸浮式兩種類型，但無(wú)論是纏繞式還是懸浮式，一般都是由真空系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、薄膜卷繞系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等主要部分組成。真空系統(tǒng)是由機(jī)械泵、羅茨泵、擴(kuò)散泵組成，抽真空過(guò)程分為三級(jí)，先是由機(jī)械泵進(jìn)行初抽，達(dá)到一定真空度后羅茨泵工作，當(dāng)真空室內(nèi)的達(dá)到一定的真空度（10-2mbar）擴(kuò)散泵才打開，由擴(kuò)散泵來(lái)進(jìn)一步提高并維持真空室內(nèi)的高真空度（10-4mbar）以滿足蒸鍍生產(chǎn)的需要。蒸發(fā)系統(tǒng)由蒸發(fā)舟夾座（電極）、蒸發(fā)舟變壓器、蒸發(fā)舟、鋁線盤支架、鋁線輸送電機(jī)等組成。蒸鍍時(shí)蒸發(fā)舟被固定在夾座上進(jìn)行加熱，正常生產(chǎn)時(shí)蒸發(fā)舟的溫度在1300-1400℃，高純度的鋁線由輸送電機(jī)將其連續(xù)送到蒸發(fā)舟上并被氣化。薄膜卷繞系統(tǒng)主要由放卷部、收卷部、展平輥等部件組成，它的作用是按照一定的速度和張力將基材薄膜輸送到蒸鍍區(qū)進(jìn)行蒸鍍后，再將鍍有鋁層的薄膜收卷成筒狀卷膜。通過(guò)控制薄膜卷繞的速度、張力、以及展平輥的角度等工藝參數(shù)，可以避免產(chǎn)生皺紋而得到收卷整齊的膜卷。冷卻系統(tǒng)主要由冷井、冷卻液、冷卻輥等部件組成，主要作用是提供薄膜蒸鍍時(shí)（或蒸鍍后）所需要的冷卻溫度（-20—-15℃），以防止薄膜受熱變形。冷卻系統(tǒng)所使用的冷卻液為水/乙二醇混合物或鹽水混合物，蒸鍍時(shí)由冷井將冷卻液冷卻至所需要的溫度，通過(guò)管道輸送至冷卻輥內(nèi)，再由冷卻輥對(duì)鍍鋁后的薄膜進(jìn)行冷卻?？刂葡到y(tǒng)包括張力控制、速度控制、蒸發(fā)量控制、鋁層厚度控制等子系統(tǒng)組成，在蒸鍍生產(chǎn)過(guò)程通過(guò)控制系統(tǒng)可以對(duì)薄膜的張力、運(yùn)行速度、蒸發(fā)舟的狀態(tài)和蒸發(fā)量、鍍鋁層的厚度等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整和控制。六、檢驗(yàn)與檢測(cè)鍍鋁薄膜通常應(yīng)用于具有阻隔性或遮光性要求的包裝上使用，因此，鍍鋁層的厚度和表面狀況以及附著牢度的大小將直接影響其上述性能。鍍鋁膜的檢驗(yàn)主要體現(xiàn)在厚度、鍍鋁層牢度和鍍鋁層的表面狀況等方面。鍍鋁層厚度測(cè)量由于真空鍍鋁薄膜上的鍍鋁層非常薄，因此不能用常規(guī)的測(cè)厚儀器檢測(cè)其厚度，常用的檢測(cè)方法有：電阻法?電阻法是利用歐姆定律來(lái)對(duì)鍍鋁層的厚度進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)歐姆定律R=PXL/S單位面積鍍鋁薄膜的電阻值越小，其鍍鋁層的厚度越厚，反之則越薄。電阻法檢測(cè)鍍鋁層的厚度用表面電阻來(lái)表示，單位是。/口，數(shù)值越大說(shuō)明鍍鋁層厚度越薄，一般真空鍍鋁薄膜的表面電阻值為-。/□，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15717-1995《真空金屬鍍層厚度測(cè)試方法電阻法》對(duì)這一方法進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。光密度法?光密度（OD）定義為材料遮光能力的表征。它用透光鏡測(cè)量。光密度沒有量綱單位，是一個(gè)對(duì)數(shù)值，通常僅對(duì)鍍鋁薄膜和珠光膜進(jìn)行光密度測(cè)量。光密度是入射光與透射光比值的對(duì)數(shù)或者說(shuō)是光線透過(guò)率倒數(shù)的對(duì)數(shù)。計(jì)算公式為OD=log10（入射光/透射光）或OD=log10（1/透光率）通常鍍鋁膜的光密度值為1－3（即光線透過(guò)率為10％－％），數(shù)值越大鍍鋁層越厚，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局的ANSI/NAPM對(duì)試驗(yàn)條件做了詳細(xì)規(guī)定。OD值、方阻值和鋁層厚度對(duì)照表鍍鋁層附著牢度的檢測(cè)鍍鋁層牢度通常的檢測(cè)方法是膠帶檢測(cè)法，即將長(zhǎng)15-20cm，寬inch的3MScotch膠帶貼合在鍍鋁薄膜的鍍鋁層上并將其壓平，然后以均勻的速度將膠帶剝離，觀察并估計(jì)鍍鋁層被剝離的面積，面積小于10％為一級(jí)、小于30％為二級(jí)、大于30％為三級(jí)。膠帶檢測(cè)法只是一種定性的檢測(cè)方法，只適合于一般的定性比較，如果鍍鋁層的附著牢度超過(guò)膠帶的粘結(jié)力，則分別不出鍍鋁層附著牢度的差別?，F(xiàn)在常用的定量檢測(cè)方法是在一定的溫度、壓力和時(shí)間下，用EAA薄膜（厚度20-50um,AA含量一般在9%左右）與鍍鋁膜的鍍鋁層進(jìn)行熱封，將熱封后的樣品裁成15mm寬，在拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行剝離試驗(yàn)，觀察并記錄剝離力的大小以及鍍鋁層被剝離的面積。外觀檢驗(yàn)鍍鋁薄膜的外觀檢驗(yàn)主要包括如下方面的內(nèi)容：（1）針孔（濺射點(diǎn)）鍍鋁時(shí)如蒸發(fā)舟的溫度控制不良或送絲點(diǎn)的位置不好等情況會(huì)造成鋁液發(fā)生濺射，如濺射的鋁液達(dá)到薄膜上會(huì)在薄膜上形成小的針孔，鍍鋁薄膜上的針孔過(guò)多會(huì)造成薄膜阻隔性能的下降。一般情況下允許鍍鋁薄膜的針孔數(shù)量為2-3個(gè)/m2。（2）鍍空線（軌道線）用纏繞式真空鍍鋁機(jī)生產(chǎn)鍍鋁薄膜時(shí)，如基材薄膜在蒸鍍區(qū)有皺折，則折疊在里面的薄膜就不會(huì)有鋁層附著，從而在鍍鋁薄膜上形成線狀的鋁層較淺的區(qū)域被稱為鍍空線。鍍空線主要在CPP、PE等性質(zhì)較軟的基材薄膜上產(chǎn)生。（3）鍍鋁面刮傷（劃痕）這種現(xiàn)象主要是由于鍍鋁薄膜在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，鍍鋁層被導(dǎo)輥上的異物損傷造成。$分頁(yè)符$七、鍍鋁薄膜使用中的常見問題真空鍍鋁薄膜由于既具有塑料薄膜的特性，又具有金屬的特性，是一種價(jià)廉美觀、性能優(yōu)良、實(shí)用性強(qiáng)的包裝材料，因此，鍍鋁膜已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等產(chǎn)品的包裝，比如快餐食品、茶葉、咖啡和化妝品的包裝。鍍鋁薄膜干式復(fù)合應(yīng)用中的常見問題及解決辦法：1、復(fù)合后鍍鋁膜的鍍鋁層發(fā)生遷移現(xiàn)象問題原因：（1）鍍鋁層與基膜之間的結(jié)合牢固度比較差。（2）所選用的膠粘劑不合適。（3）復(fù)合膜的固化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。（4）涂膠量過(guò)大，膠粘劑干燥不充分，殘留的溶劑逐步滲透到鍍鋁層，造成鍍鋁層的遷移。（5）張力控制不當(dāng)，鍍鋁膜的基膜在較大張力下發(fā)生彈性形變，從而影響到鍍鋁層的附著力，這也是促使鍍鋁膜的鍍鋁層發(fā)生遷移的因素之一。解決辦法：（1）更換質(zhì)量較好的鍍鋁膜。（2）更換合適的膠粘劑，最好是鍍鋁膜專用膠粘劑。（3）適當(dāng)提高固化溫度并縮短固化時(shí)間，加快膠粘劑的固化反應(yīng)速度，防止膠粘劑逐漸滲透到鍍鋁膜的鍍鋁層，并削弱鍍鋁膜基膜與鍍鋁層之間的附著力。（4）控制涂膠量，或者調(diào)整干式復(fù)合工藝的干燥溫度、通風(fēng)量及復(fù)合線速度等，保證膠粘劑充分干燥，將殘留溶劑量控制在最低限度之內(nèi)，減少其對(duì)鍍鋁層的影響。（5）調(diào)整張力設(shè)置，注意張力適當(dāng)小一些，防止鍍鋁膜發(fā)生較大的彈性形變。2、復(fù)合膜出現(xiàn)斑點(diǎn)問題原因：（1）膠粘劑選用不當(dāng)，普通膠粘劑對(duì)鍍鋁層親和力較差，涂布性能差，如果涂布不均勻，就會(huì)出現(xiàn)斑點(diǎn)現(xiàn)象。（2）膠液中的殘留溶劑較多，印刷膜復(fù)合后，墨層被膠液中的殘留溶劑所浸潤(rùn)，從而有可能產(chǎn)生斑點(diǎn)現(xiàn)象。（3）油墨的遮蓋力不足，尤其是淺色油墨，光線穿過(guò)油墨層而被鋁層反射回來(lái)，產(chǎn)生斑點(diǎn)。（4）涂膠量不足或者涂膠不均勻，復(fù)合膜中夾雜有氣泡。解決辦法：（1）選擇適當(dāng)?shù)哪z粘劑，如鍍鋁膜專用膠粘劑。（2）適當(dāng)提高烘道的干燥溫度，或者適當(dāng)降低復(fù)合線速度，保證膠粘劑能夠充分干燥。（3）選擇遮蓋力強(qiáng)的油墨或加厚油墨墨層。（4）適當(dāng)提高膠粘劑的涂膠量，并檢查橡膠壓輥的狀態(tài)，以保證涂膠均勻。3、復(fù)合膜層間剝離強(qiáng)度差問題原因：（1）鍍鋁層的牢固度差，容易脫落。（2）膠粘劑類型、質(zhì)量不當(dāng)。（3）膠粘劑干燥不夠充分，殘留的乙酸乙酯滲透到油墨層中，使印刷油墨軟化、松動(dòng)，乃至脫層，從而造成復(fù)合膜的剝離牢度比較差。（4）涂膠量不足，影響復(fù)合膜的粘結(jié)強(qiáng)度（5）稀釋劑乙酯乙酯的純度不高，其中水分或醇等活性物質(zhì)的含量偏高，消耗掉了一部分固化劑，造成膠粘劑中主劑與固化劑的實(shí)際比例不適當(dāng)，從而使復(fù)合強(qiáng)度下降。（6）復(fù)合鋼輥表面的溫度偏低，或者復(fù)合壓力太小，也會(huì)造成復(fù)合強(qiáng)度差。（7）復(fù)合膜固化不完全，從而影響復(fù)合強(qiáng)度。解決辦法：（1）更換高質(zhì)量的鍍鋁膜。（2）更換高質(zhì)量的鍍鋁膜專用膠粘劑，提高復(fù)合強(qiáng)度。（3）調(diào)整復(fù)合工藝，提高烘道的干燥溫度，或者適當(dāng)降低復(fù)合線速度，保證膠粘劑能夠充分干燥。（4）適當(dāng)提高涂膠量。（5）更換質(zhì)量合格的稀釋劑，而且要嚴(yán)格控制對(duì)稀釋劑的檢測(cè)工作。（6）適當(dāng)提高復(fù)合鋼輥的表面溫度，或者適當(dāng)加大復(fù)合壓力。（7）適當(dāng)提高固化溫度，保證復(fù)合膜能夠充分固化。八、真空鍍鋁薄膜的發(fā)展隨著真空蒸鍍技術(shù)以及后處理工藝的發(fā)展，真空鍍鋁薄膜的品種及用途不斷擴(kuò)大，廣泛應(yīng)用于包裝、裝飾等領(lǐng)域，其中典型的應(yīng)用有電化鋁燙印材料、鍍鋁紙和透明鍍膜等。1、為了增強(qiáng)印刷品的裝飾效果，在印后加工中有采用燙金的辦法。用銅鋅凸版在燙印機(jī)上，通過(guò)加熱把金箔或銀箔燙印在印刷品上，使其看起來(lái)光彩奪目富麗堂皇。電化鋁燙金材料是在經(jīng)過(guò)處理的PET薄膜上真空鍍鋁以后，再涂布一層膠粘層而制作成的，一般由5層構(gòu)成。（1）基體層。它是承托電化鋁材料的基體，一般由PET薄膜加工而成，厚度12~25微米。（2）剝離層。在基體層上涂布一層剝離，電化鋁燙印后，鍍鋁層和染色層就能順利地脫離基體層，粘附到印刷品表面。（3）染色層。選擇透光性、成膜性、粘附性都較好的樹脂，經(jīng)染色以后涂布在剝離層上而成。染色層染上什么顏色，電化鋁就呈現(xiàn)什么顏色，有金黃、橙、綠、青、藍(lán)、品紅等各種顏色。（4）鍍鋁層。采用真空蒸鍍的方法，將金屬鋁蒸鍍到基體的染色層上。蒸鍍的鋁層具有很高的金屬光澤，通過(guò)燙印轉(zhuǎn)移后，能把染色層的顏色像鏡面一樣反射出來(lái)，大大提高了印刷品華貴富麗的裝飾效果。（5）膠粘層。將熱熔性膠粘物質(zhì)熔化以后，均勻地涂布到電化鋁材料的表面。燙印時(shí)在金屬版加熱、加壓條件下，膠粘物質(zhì)熔化，離開燙印版之后，膠粘層樹脂立即冷卻固著，并將鋁箔層和染色層緊緊粘結(jié)到印刷品表面上。電化鋁材料的生產(chǎn)工藝流程：基材薄膜檢驗(yàn)f涂布剝離層f涂布染色層f真空鍍鋁f涂布膠粘劑f成品2、鍍鋁紙主要由原紙、鋁層和涂層組成，因光澤度和平滑度好，柔韌性好，鋁層牢度高，美觀環(huán)保，同時(shí)有良好的印刷性能和機(jī)械加工性能，因此可廣泛用于煙、酒、瓶貼、茶葉、食品、化妝品、日化、百貨、禮品、工藝品等產(chǎn)品的精美包裝，也可用于建筑裝潢材料。鍍鋁紙按其生產(chǎn)工藝分為直接蒸鍍法和轉(zhuǎn)移法兩種：直接法是將紙直接置于真空鍍鋁機(jī)進(jìn)行鍍鋁的方法；轉(zhuǎn)移法是將涂有剝離劑和保護(hù)層的BOPP或PET膜鍍鋁后，涂膠與紙復(fù)合，再將基膜剝離，鋁層通過(guò)膠粘作用轉(zhuǎn)移到紙板表面上去。兩者比較，直鍍法適合生產(chǎn)較低克重（50g/m2）的鍍鋁紙，轉(zhuǎn)移法適合生產(chǎn)較高克重（100g/m2）的鍍鋁紙。鍍鋁紙的生產(chǎn)工藝流程圖如下：非金屬鍍膜九十年代以來(lái)，迅速發(fā)展微波加熱技術(shù)給微波食品包裝及需經(jīng)微波殺菌消毒的一類商品的包裝提出了新的要求，即包裝材料不僅要具有優(yōu)良的阻隔性能，而且還要耐高溫、微波透過(guò)性好等特性，傳統(tǒng)的包裝材料很難全面具備這些特點(diǎn)。因此近年來(lái)日本、德國(guó)、英國(guó)、意大利、加拿大、美國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入大量的人力物力研究開發(fā)新型的高阻隔性包裝材料—-SiOX和其它金屬氧化物鍍膜復(fù)合包裝材料。這類材料除了阻隔性能可以與鋁塑復(fù)合材料相媲美外，同時(shí)還具有微波透過(guò)性好、耐高溫、透明、受環(huán)境溫度濕度影響小等優(yōu)點(diǎn)，特別在商品保香方面，效果如同玻璃瓶包裝一樣，長(zhǎng)期儲(chǔ)存或經(jīng)高溫處理后，不會(huì)產(chǎn)生異味，因此，也稱之為透明鍍膜。它能廣泛應(yīng)用于食品、藥品、化妝品、醫(yī)療器械等包裝安全衛(wèi)生性能要求高、貨架壽命較長(zhǎng)的一類商品的包裝；尤其適合作為微波加熱技術(shù)應(yīng)用的一類商品包裝材料。下表是國(guó)外非金屬鍍膜包裝材料的阻隔性能（基材：PET）國(guó)家蒸鍍膜阻隔性透氧性（ml/透濕性（g/日本ToyoinkSiOx意大利Ce.Te.VSiOx1?31~2瑞士PlexProductsSiOx德國(guó)LeyboldSiOx/加拿大SiOxIncAircoCoatingTechnologSiO2/Al2O31?非金屬鍍膜可采用蒸鍍?cè)峡刹捎肧i、SiOX、SiO2或其它氧化物，也可以采用共它氧化物如A12O3、MgO、Y203、TiO2、Gd203等，其中最常用的是SiOX、A1203。氧化物鍍膜的蒸發(fā)源有電阻式和電子束兩種，電阻式蒸發(fā)源以電阻通過(guò)發(fā)熱的原理來(lái)加熱蒸鍍?cè)?，最高加熱溫度可達(dá)1700℃。電子束蒸發(fā)源利用加速電子碰撞蒸鍍?cè)隙蛊湔舭l(fā)，蒸發(fā)源配有電子槍，用磁場(chǎng)或電場(chǎng)加速并聚集電子束，使電子束集中在蒸發(fā)材料的局部位置上而形成加熱束斑，束斑溫度可達(dá)3000~6000℃,能量密度最高可達(dá)20KW/cm2。非金屬鍍膜時(shí)，蒸鍍?cè)陷^高的氣化溫度和蒸發(fā)能導(dǎo)致在蒸發(fā)過(guò)程中蒸鍍區(qū)溫度較高，大量的輻射熱使得基材吸收過(guò)量的熱能而溫度升高；同時(shí)，氣化分子、離子和其它微粒在基材表面凝結(jié)成膜時(shí)放出的熱量致使基材溫度過(guò)高而發(fā)生嚴(yán)重的熱變形。熱變形后基材起皺，造成鍍膜不均勻或破裂，達(dá)不到提高阻隔性能的效果，因此，軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)較低的塑料薄膜蒸鍍效果較差。實(shí)驗(yàn)表明只有PP、PET、PA等材料才能較適合氧化物鍍膜加工。真空鍍鋁工藝真空鍍鋁是在真空狀態(tài)下，將鋁金屬加熱熔融至蒸發(fā)，鋁原子凝結(jié)在高分子材料表面，形成極薄的鋁層。真空鍍鋁要求基材表面光滑、平整、厚度均勻；挺度和摩擦系數(shù)適當(dāng)；表面張力大于38Dyn/Cm2；熱性能好，經(jīng)得起蒸發(fā)源的熱輻射和冷凝熱的作用；基材含水量低于%。常用的鍍鋁基材有聚酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA）、聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）等薄膜，工藝要求；真空度不得低于103PA，以免出現(xiàn)褐色條紋或鋁層厚度不均現(xiàn)象；控制好系統(tǒng)張力，開啟冷卻系統(tǒng)，避免薄膜受熱出現(xiàn)拉伸變形；精確控制卷取速度（280~320m/min）、送鋁速度（~0.7m/min?2mm鋁絲）及蒸發(fā)舟加熱電流，以獲得產(chǎn)品要求的鋁層厚度（100~300A°）,?可預(yù)先在薄膜上涂布一定干量的底膠，并充分干燥，再經(jīng)真空鍍鋁，可提高鋁層與薄膜的結(jié)合力。而后在鋁膜上涂布一定量的保護(hù)樹脂，防止鋁層氧化變質(zhì)。經(jīng)此工藝形成的鍍鋁薄膜，耐摩擦，且不易變質(zhì)。真空鍍鋁常見質(zhì)量問題及解決方法如下：1、薄膜表面出現(xiàn)褐色條紋原因：①真空度低解決方法：清潔真空室內(nèi)的送鋁、蒸鍍裝置、冷卻系統(tǒng)、放卷、卷取裝置及導(dǎo)輥；檢查抽真空系統(tǒng)；降低環(huán)境濕度。②薄膜釋放氣體。解決方法：薄膜預(yù)干燥；延長(zhǎng)抽真空時(shí)間。③噴鋁過(guò)多。解決方法：提高車速；降低蒸發(fā)舟電流；降低送鋁速度。④蒸發(fā)舟內(nèi)有雜質(zhì)。解決方法：清潔蒸發(fā)舟及熱屏蔽板。⑤蒸發(fā)舟老化。解決方法：更換蒸發(fā)舟。2、鍍鋁時(shí)薄膜出現(xiàn)孔洞原因：①蒸發(fā)舟內(nèi)鋁料太滿。解決方法：降低送鋁速度；提高蒸發(fā)舟電流。②真空室內(nèi)蒸發(fā)舟之間出現(xiàn)短路。解決方法：排除短路。③真空室內(nèi)雜質(zhì)飛濺解決方法：清潔真空室內(nèi)壁、送鋁蒸鍍裝置、冷卻轉(zhuǎn)鼓、放卷、卷取裝置及各導(dǎo)輥。3、鍍鋁時(shí)薄膜出現(xiàn)拉伸現(xiàn)象原因：①基材張力太大。解決方法：調(diào)節(jié)放卷、卷取張力控制系統(tǒng)，適當(dāng)減少?gòu)埩?。②冷卻系統(tǒng)工作失常。解決方法：檢查冷卻系統(tǒng)，并排除故障。③蒸發(fā)舟溫度太高。解決方法：降低蒸發(fā)舟加熱電流；提高車速。真空鍍鋁薄膜的主要作用是代替鋁箔復(fù)合，使塑料軟包裝同樣具有銀白色的美麗光澤，提高軟包裝膜袋的阻隔性、遮光性，從而降低產(chǎn)品成本。真空鍍鋁的被鍍基材膜是熔點(diǎn)比較高的聚丙烯膜（包括CPP、IPP、BOPP）、聚酯膜（PET）、尼龍膜（NY）。紙?jiān)诓捎妙A(yù)處理或調(diào)濕處理后也可以直接真空鍍鋁。聚乙烯膜（PE）、玻璃紙（PT）可以采用間接鍍鋁工藝。為了提高鍍鋁的牢度，國(guó)外采用在被鍍基材膜上涂布底層的方法，而國(guó)內(nèi)普遍無(wú)底涂面，僅在表面進(jìn)行電暈處理。薄膜的真空鍍鋁方法有兩種可以在薄膜的面膜上進(jìn)行反像印刷（里?。?，然后真空鍍鋁，再同底膜復(fù)合；也可以在面膜上反像印刷，再同與真空鍍鋁的底膜進(jìn)行干式復(fù)合。后者的底膜必須是耐熱性能好且可以熱封的CPP（未拉伸聚丙烯膜）或IPP（吹脹聚丙烯膜）。在已印刷的面膜上進(jìn)行真空鍍鋁時(shí)，雖然是“里印”，但卻不必使用里印油墨，只需是耐熱性優(yōu)良的油墨即可。如果真空鍍鋁后印刷品發(fā)暗，失去光澤，主要是因?yàn)橛湍哪蜔嵝圆?。在印刷面上進(jìn)行真空鍍鋁，由于油墨中的黏結(jié)性樹脂是一個(gè)良好的底涂層，鍍鋁層的牢度比較好，尤其是印刷滿版實(shí)地時(shí)，鍍鋁層的牢度更好。真空鍍鋁與鋁箔相比，大大節(jié)約了用鋁量。前者僅為后者的1/100—1/200，卻具有金屬光澤和阻隔性。由于真空鍍鋁層的厚度比較薄，僅為，不能用于代替需要高阻隔性的鋁箔復(fù)合膜，如抽真空包裝和高濕蒸煮袋。真空鍍鋁膜成本比鋁箔低，在食品、商標(biāo)等領(lǐng)域廣泛使用，近年來(lái)，在香煙、冷餐紙盒、口香糖等包裝上正在逐步取代鋁箔。真空鍍鋁薄膜的制作及常見問題的解決真空鍍鋁薄膜的制作及常見問題的解決真空鍍鋁薄膜如VMPET（聚酯鍍鋁）、VMBOPP（雙向拉伸聚丙烯鍍鋁）、VMCPP（流延聚丙烯鍍鋁）、VMCPE（聚乙烯鍍鋁）、VMPVC（聚氯乙烯鍍鋁）等以優(yōu)異的機(jī)械物理、導(dǎo)電及光學(xué)美學(xué)性能，被廣泛地應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、種子、農(nóng)藥、通訊、電子、化工及軍工等領(lǐng)域的包裝材料。隨著新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，鍍鋁薄膜及其延伸材料如KVMPET、KVMBOPP、VMPVC等集高阻隔、衛(wèi)生、無(wú)味、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等功能于一體，愈來(lái)愈受到市場(chǎng)及業(yè)內(nèi)人士的青睞，被譽(yù)為軟包裝材料的一支奇葩。本文就鍍鋁薄膜的制作工藝、質(zhì)量檢測(cè)及常見質(zhì)量問題的解決方法，鍍鋁薄膜在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)與軟包裝同行共同探討。一．制作工藝真空鍍鋁是在真空狀態(tài)下，將鋁金屬加熱熔融至蒸發(fā)，鋁原子凝結(jié)在高分子材料表面，形成極薄的鋁層。1．對(duì)基材的要求真空鍍鋁要求基材表面清潔光滑、平整、厚度均勻；挺度和摩擦系數(shù)適當(dāng)；表面潤(rùn)濕張力大于38dyn/cm；熱性能好，經(jīng)得起蒸發(fā)源的熱輻射和冷凝熱的作用；基材含水量低于%。2．對(duì)設(shè)備的要求要求真空系統(tǒng)的極限真空度達(dá)10-3pa，且不斷工作，將膜卷放出的氣體抽出；抽真空時(shí)間小于20min；收、放卷張力恒定；冷卻系統(tǒng)的工作溫度在-15?35℃范圍，制冷時(shí)間小于25min；膜卷收卷平整。3．工藝要求真空度不得低于10-3pa，以免出現(xiàn)褐色條紋或鋁層厚度不均現(xiàn)象；控制好系統(tǒng)張力。開啟冷卻系統(tǒng)，避免薄膜出現(xiàn)熱變形；匹配好卷取速度(200?350m/min)、送鋁速度(~1.0m/min?82mm鋁絲)、及蒸發(fā)舟加熱電流，以獲得要求的鋁層厚度。可預(yù)先在薄膜涂布一定量的底膠如聚丙烯酸類樹脂，充分干燥后經(jīng)真空鍍鋁，可提高鋁層厚度和薄膜與鋁層的結(jié)合力。二．鍍鋁薄膜的檢測(cè)及常見質(zhì)量問題的解決方法1．鍍鋁薄膜的外觀要求鋁層均勻光亮，無(wú)水紋、云霧；針孔數(shù)不超過(guò)個(gè)/m2；卷取平整，張力適當(dāng)，無(wú)嚴(yán)重拉伸及暴筋現(xiàn)象。其物理機(jī)械如水蒸汽透過(guò)率、氧氣透過(guò)量等根據(jù)不同的薄膜、是否具有熱封性能而采取不同的測(cè)試方法。鍍鋁薄膜的鋁層厚度根據(jù)GB/T15717-1995《真空金屬鍍層厚度測(cè)試方法電阻法》，以方塊電阻表示金屬鍍層厚度或直接計(jì)算其厚度。2．常見質(zhì)量問題的解決方法①薄膜表面出現(xiàn)褐色條紋原因：2真空度低解決方法：清潔真空室內(nèi)的送鋁、蒸鍍裝置、冷卻系統(tǒng)、放卷、卷取裝置及導(dǎo)輥；檢查真空系統(tǒng)；降低環(huán)境濕度。b薄膜釋放氣體解決方法：薄膜預(yù)干燥；延長(zhǎng)抽真空時(shí)間。c噴鋁過(guò)多解決方法：提高車速；降低蒸發(fā)舟電流；降低送鋁速度。d蒸發(fā)舟內(nèi)有雜質(zhì)解決方法：清潔蒸發(fā)舟及熱屏蔽板e(cuò)蒸發(fā)舟老化解決方法：更換蒸發(fā)舟②鍍鋁時(shí)薄膜出現(xiàn)孔洞原因：a蒸發(fā)舟內(nèi)鋁料太滿解決方法：降低送鋁速度；提高蒸發(fā)舟電流。b真空室內(nèi)蒸發(fā)舟之間出現(xiàn)短路解決方法：排除短路。真空室內(nèi)雜質(zhì)飛濺解決方法：清潔真空室內(nèi)壁、送鋁蒸鍍裝置、冷卻轉(zhuǎn)鼓、放卷、卷取裝置及各導(dǎo)輥；③鍍鋁時(shí)薄膜出現(xiàn)拉伸現(xiàn)象原因：a基材張力太大解決方法：調(diào)節(jié)放卷、卷取張力控制系統(tǒng)，適當(dāng)減小張力。b冷卻系統(tǒng)工作失常解決方法：檢查冷卻系統(tǒng)，并排除故障。c蒸發(fā)舟溫度太高解決方法：降低蒸發(fā)舟加熱電流，提高車速。三．儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)鍍鋁薄膜其表面的鋁層極易受潮或著水氧化，因而在復(fù)卷過(guò)程中控制好環(huán)境相對(duì)濕度，防止將水蒸氣卷入膜內(nèi)。要包裝嚴(yán)實(shí)，在整潔、陰涼、干燥的環(huán)境中儲(chǔ)存。運(yùn)輸時(shí)防止雨淋、日曬。在進(jìn)行印刷、干復(fù)時(shí)要控制好環(huán)境濕度，特別是在潮濕多雨的南方地區(qū)，要將打開包裝的膜卷一次性用完，防止受潮氧化變質(zhì)。隨著我國(guó)真空鍍膜技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及鍍膜設(shè)備正向?qū)挿?、高效率、低能耗、環(huán)保型方向發(fā)展，鍍鋁薄膜及其延伸材料正以高性能、低成本凸顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為軟包裝市場(chǎng)帶來(lái)新的活力；同時(shí)說(shuō)明：以技術(shù)進(jìn)步不斷優(yōu)化價(jià)值鏈和實(shí)行低成本差異化策略是軟包裝企業(yè)市場(chǎng)制勝的法寶。真空鍍鋁薄膜介紹（上）一、概述真空蒸鍍金屬薄膜是在高真空（10-4mba以上）條件下，以電阻、高頻或電子束加熱使金屬熔融氣化，在薄膜基材的表面附著而形成復(fù)合薄膜的一種工藝。被鍍金屬材料可以是金、銀、銅、鋅、鉻、鋁等，其中用的最多的是鋁。在塑料薄膜或紙張表面鍍上一層極薄的金屬鋁即成為鍍鋁薄膜或鍍鋁紙。用于包裝上的真空鍍鋁薄膜具有以下特點(diǎn)：（1）和鋁箔相比大大減少了鋁的用量，節(jié)省了能源和材料，降低了成本。復(fù)合用鋁箔厚度多為7~9um,而鍍鋁薄膜的鋁層厚度約為400（）左右，其耗鋁量約為鋁箔的1/200,且生產(chǎn)速度可高達(dá)700m/min。（2）具有優(yōu)良的耐折性和良好的韌性，很少出現(xiàn)針孔和裂口，無(wú)揉曲龜裂現(xiàn)象，對(duì)氣體、水蒸汽、氣味、光線等的阻隔性提高。（3）具有極佳的金屬光澤，光反射率可達(dá)97％；且可以通過(guò)涂料處理形成彩色膜，其裝潢效果是鋁箔所不及的。（4）可采用屏蔽或洗脫進(jìn)行部分鍍鋁，以獲得任意圖案或透明窗口，能看到包裝的內(nèi)容物。（5）鍍鋁層導(dǎo)電性能好，能消除靜電效應(yīng)，尤其包裝粉末狀產(chǎn)品時(shí)，不會(huì)污染封口部分，保證了包裝的密封性能。（6）對(duì)印刷、復(fù)合等后加工具有良好的適應(yīng)性。由于以上特點(diǎn)，使鍍鋁薄膜成為一種性能優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)美觀的新型復(fù)合薄膜，在許多方面已取代了鋁箔復(fù)合材料。主要用于風(fēng)味食品、日用品、農(nóng)產(chǎn)品、藥品、化妝品以及香煙的包裝。黃山永新股份有限公司生產(chǎn)真空鍍鋁薄膜已有10多年的歷史，主要產(chǎn)品有VMPET、VMCPP、VMBOPP、VMBOPA、VMPE、VMPVC以及彩虹膜、激光防偽膜、網(wǎng)布等。2002年公司與英國(guó)REXAM公司進(jìn)行技術(shù)合作，將其CAMPLUS技術(shù)運(yùn)用在鍍鋁工藝中，大幅度提高了真空鍍鋁薄膜的鋁層牢度、阻隔性能，現(xiàn)已大量替代鋁箔應(yīng)用在奶粉、藥品等包裝領(lǐng)域。二、真空蒸鍍?cè)韺⒕硗矤畹拇儽∧せ难b在真空蒸鍍機(jī)的放卷站上，將薄膜穿過(guò)冷卻輥（蒸鍍輥）卷繞在收卷站上，用真空泵抽真空，使蒸鍍室中的真空度達(dá)到4x10-4mba以上，加熱蒸發(fā)舟使高純度的鋁絲在1300℃~1400℃的溫度下融化并蒸發(fā)成氣態(tài)鋁。啟動(dòng)薄膜卷繞系統(tǒng)，當(dāng)薄膜運(yùn)行速度達(dá)到一定數(shù)值后，打開擋板使氣態(tài)鋁微粒在移動(dòng)的薄膜基材表面沉積、冷卻即形成一層連續(xù)而光亮的金屬鋁層。真空鍍鋁示意圖見圖1。通過(guò)控制金屬鋁的蒸發(fā)速度、基材薄膜的移動(dòng)速度以及蒸鍍室內(nèi)的真空度等來(lái)控制鍍鋁層的厚度，一般鍍鋁層厚度在250-500。三、鍍膜基材由于真空蒸鍍工藝的特殊性，它對(duì)被鍍薄膜基材有以下幾點(diǎn)要求：1、耐熱性好，基材必須能耐受蒸發(fā)源的輻射熱和蒸發(fā)物的冷凝潛熱。2、從薄膜基材上產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)要少；對(duì)吸濕性大的基材，在蒸鍍前要進(jìn)行干燥處理。3、基材應(yīng)具有一定的強(qiáng)度。4、對(duì)蒸鍍層的粘接性良好；對(duì)于PP、PE等非極性材料，蒸鍍前應(yīng)進(jìn)行表面處理、以提高鍍層的附著牢度。常用的鍍鋁基材有：BOPET、BOPA、BOPP、CPP、PE、PVC等塑料薄膜和紙張類。塑料薄膜基材中BOPET、BOPA、BOPP三種基材生產(chǎn)的鍍鋁薄膜，具有極好的光澤和附著力，是性能優(yōu)良的鍍鋁薄膜，大量用作包裝材料和燙金材料。鍍鋁PE薄膜的光澤度較差，但成本較低，使用也較廣。以紙基材形成的鍍鋁紙，比鋁箔/紙的復(fù)合材料更薄而價(jià)廉；其加工性能好，印刷中不易產(chǎn)生卷曲，不留下折痕等，主要用作香煙、食品等內(nèi)包裝材料以及商標(biāo)材料等。各種基材鍍鋁前后的水蒸汽透過(guò)率變化情況基材厚度|jm未鍍鋁時(shí)透過(guò)率g/()40℃鍍鋁后的透過(guò)率g/()40℃PET1240-45—CPP2510-15—OPP205-7—LDPE2515-25HDPE2510-20OPA15250-290—EVAL1724-252-3KOP204-51-MST#300800-10003-4四、工藝塑料薄膜的鍍鋁工藝一般采用直鍍法，即將鋁層直接鍍?cè)诨谋∧け砻?。BOPET、BOPA薄膜基材鍍鋁前不需進(jìn)行表面處理，可直接進(jìn)行蒸鍍。而BOPP、CPP、PE等非極性塑料薄膜，在蒸鍍前需對(duì)薄膜表面進(jìn)行電暈處理或涂布粘合層，使其表面張力達(dá)到38-42達(dá)因/厘米或具有良好的粘合性。蒸鍍時(shí)，將卷筒薄膜置放于真空室內(nèi)，關(guān)閉真空室抽真空。當(dāng)真空度達(dá)到一定(4x10-4mba以上)時(shí)，將蒸發(fā)舟升溫至1300℃~1400℃,然后再把純度為99.9%的鋁絲連續(xù)送至蒸發(fā)舟上。調(diào)節(jié)好放卷速度、收卷速度、送絲速度和蒸發(fā)量，開通冷卻源，使鋁絲在蒸發(fā)舟上連續(xù)地熔化、蒸發(fā)，從而在移動(dòng)的薄膜表面冷卻后形成一層光亮的鋁層即為鍍鋁薄膜。鍍鋁薄膜生產(chǎn)工藝流程：基材放卷抽真空加熱蒸發(fā)舟送鋁絲蒸鍍冷卻測(cè)厚展平收卷五、蒸鍍?cè)O(shè)備：現(xiàn)在市場(chǎng)上用于塑料薄膜的真空鍍鋁設(shè)備主要有纏繞式和懸浮式兩種類型，但無(wú)論是纏繞式還是懸浮式，一般都是由真空系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、薄膜卷繞系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等主要部分組成。真空系統(tǒng)是由機(jī)械泵、羅茨泵、擴(kuò)散泵組成，抽真空過(guò)程分為三級(jí)，先是由機(jī)械泵進(jìn)行初抽，達(dá)到一定真空度后羅茨泵工作，當(dāng)真空室內(nèi)的達(dá)到一定的真空度（10-2mbar）擴(kuò)散泵才打開，由擴(kuò)散泵來(lái)進(jìn)一步提高并維持真空室內(nèi)的高真空度（10-4mbar）以滿足蒸鍍生產(chǎn)的需要。蒸發(fā)系統(tǒng)由蒸發(fā)舟夾座（電極）、蒸發(fā)舟變壓器、蒸發(fā)舟、鋁線盤支架、鋁線輸送電機(jī)等組成。蒸鍍時(shí)蒸發(fā)舟被固定在夾座上進(jìn)行加熱，正常生產(chǎn)時(shí)蒸發(fā)舟的溫度在1300-1400℃，高純度的鋁線由輸送電機(jī)將其連續(xù)送到蒸發(fā)舟上并被氣化。薄膜卷繞系統(tǒng)主要由放卷部、收卷部、展平輥等部件組成，它的作用是按照一定的速度和張力將基材薄膜輸送到蒸鍍區(qū)進(jìn)行蒸鍍后，再將鍍有鋁層的薄膜收卷成筒狀卷膜。通過(guò)控制薄膜卷繞的速度、張力、以及展平輥的角度等工藝參數(shù)，可以避免產(chǎn)生皺紋而得到收卷整齊的膜卷。冷卻系統(tǒng)