您现在的位置:首页 >> 农业机械厂家

HB1高阻隔镀铝复合膜研制与应用分析

2022-04-28 来源:宣威市农业机械网

HB-1高阻隔镀铝复合膜研制与应用分析

摘要:本文介绍了HB-1高阻隔镀铝复合膜的材质结构、工艺路线以及其阻隔性能、复合强度等关键技术指标的影响因素。镀铝聚酯薄膜(VMPET)采用丙烯酸类树脂预先涂覆处理再真空镀铝,解决了铝层容易转移问题,使得镀铝层厚度从常规的320~420A提升到500~550A,且复合强度优良。HB-1高阻隔镀铝复合膜具有显著的技术创新、性能指标先进性和竞争性成本优势,因此应用前景广阔。

关键词:阻隔性能 丙烯酸类树脂 涂覆 镀铝 复合膜

一、 前言/

随着社会发展和人民生活水平日益提高,商品经济越来越发达,为了提高商品的流通周期与货架寿命,商品包括的作用日益重要,尤其对于食品、药品、化妆品、农药、洗涤用品等易变质的一类商品,采用高阻隔性能包装材料往往是最有效的手段。目前包装领域可通过选用阻隔性薄膜材料[1][2][3][4]如含EVOH树脂共挤薄膜、涂覆PVDC薄膜、蒸镀氧化物薄膜、铝箔以及真空镀铝薄膜等,经过一遍(或多遍)复合可以满足以上产品的包装要求。

EVOH树脂共挤薄膜、涂覆PVDC薄膜和蒸镀氧化物薄膜等一类透明性材料有着良好的阻隔性能,但是这些材料相对成本较高,且在有些需要避光保存的场合不能应用。作为软塑包装上使用的铝箔,具有突出的阻隔性能,但是铝箔有一个致命的缺陷——弯曲后,铝箔很容易产生断裂,影响铝箔的阻隔性,同时价格还是相对较贵。后来,人们开始在不影响阻隔指标要求的前提下,改用真空镀铝膜来代替铝箔,从而降低包装成本。真空镀铝膜有着良好的柔韧性能,可以避免铝箔曲绕龟裂而导致的阻隔性能大幅度降低的问题,但是传统的真空镀膜仍有不少缺陷,即镀铝层厚度一般控制在320~420A,阻氧值在6.0ml/m2.24hr.23℃.50%RH,阻水值在1.5g/m2.24hr.38℃.90%RH,在阻隔性能上与铝箔仍有一定差距;同时复合以后,铝层转移至胶粘层的现象时有发生。针对此种情形,我司开发了HB-1高阻隔镀铝复合膜,即在镀铝基材PET薄膜表面上先涂一层丙烯酸类树脂专用涂层,再真空镀铝,专用涂层与镀铝基材PET、铝层的界面结合牢度好,与其它基材复合后剥离强度很高,镀铝层不会向任何一层转移,同时可以将镀铝层厚度提高到500~550A,阻氧值在1.0ml/m2.24hr.23℃.50%RH以下,阻水值在0.5g/m2.24hr.38℃.90%RH以下,达到可以与铝箔相媲美的高阻隔性能,它将成为复合软包装领域内最具发展前景的新型包装材料。

二、 材质结构设计

在本结构中,表层PET(或OPP)具有较高的拉伸强度,同时其优良的透明性可以充分展现精美的印刷。高阻隔镀铝PET薄膜属阻隔层,其中镀铝层厚度达500~550A,对于包装内容物的保质保香起着关键作用。内层PE(或CPP)膜属于热封层,是与包装内容物直接接触的材料。其中高阻隔镀铝PET薄膜属于HB-1高阻隔镀铝复合膜的核心技术部分。

三、 工艺路线

1)高阻隔镀铝PET薄膜

基膜制造—→涂布*—→真空镀铝—→卷取

* 注:与基膜制造工序同步进行

2)HB-1高阻隔镀铝复合薄膜

印刷—→第一遍复合*—→第二遍复合—→熟化—→分切或制袋

* 注:与高阻隔镀铝PET薄膜进行第一遍复合

四、 产品关键技术指标分析与讨论

(一)镀铝层厚度与阻隔性能

镀铝层厚度通常可以用铝层的真实厚度(常用A为单位,1A=10-2um)来表示,它是影响镀铝复合薄膜阻隔性能决定性因素。传统的真空镀铝复合膜,镀铝层厚度一般控制在320~420A,这主要是因为镀铝层厚度增加剥离强度会大幅下降。高阻隔镀铝复合膜,通过在镀铝层和镀铝基材PET薄膜之间置有一层提高镀铝层与聚酯薄膜结合力的专用涂层(丙烯酸类树脂),增强了镀铝层的附着力,镀铝层的厚度可以从常规的320~420A提高到500~550A,从而使得镀铝复合膜的阻隔性能得到大幅的提高。

(二)镀铝层牢度、油墨附着牢度与复合强度

据我们调查,市场上的镀铝复合膜普遍存在复合强度较低的问题,发生这种情况通常会出现镀铝复合膜制品脱落、转移这一现象。同时镀铝复合膜印刷面料层通常为满版印刷,镀铝复合膜强度还与油墨在印刷基材上的附着牢度有关。

1)镀铝层牢度

1.1)镀铝层转移机理

用显微镜观察VM-PET镀铝,可以发现大量的纹隙和空隙。这是由于在真空蒸镀过程中PET产生拉伸形变,收卷后PET蠕变恢复而产生的结果,复合以后粘合剂分子会通过这些空隙渗入VM-PET界面,严重降低VMPET的复合牢度,从而造成剥离时镀铝层的转移。

此外,对于高阻隔镀铝复合膜一般要满足两方面的要求:1.阻隔性能要好,即材料的阻氧性能和阻水性能要好,而材料的阻隔性能取决于镀铝层的厚度;2.镀铝层与基材PET薄膜之间结合牢度要高,不会造成铝层转移。要满足这两方面的要求是矛盾的,因为要满足阻隔镀铝复合膜的阻隔性能必需保证足够厚的镀铝层,厚度为500~550A,而镀铝层越厚,脆性增大,铝层与镀铝基膜的膨胀系数差值越大,与其它基材复合后复合强度越低,越容易造成铝层转移。

1.2) HB-1高阻隔镀铝复合膜机理

我司采用预涂丙烯酸涂层的PET基膜,该涂层介于镀铝层和聚酯基膜之间从而起到一个缓冲层的作用,使PET在真空蒸镀收卷后蠕变产生的应力释放在该涂层,有效地避免了传统型的VMPET铝层存在大量纹隙和空隙的状况,提高了镀铝的致密度。此外,丙烯酸涂层的膨胀系数介于PET和镀铝层之间,涂层与PET、铝层的界面结合力很好,从而增强了镀铝层的附着力,镀铝层的厚度可以从常规320~420A提高到500~550A,镀铝复合膜复合强度较好。

2)油墨附着牢度

油墨附着牢度也是影响镀铝复合膜制品复合强度的关键因素之一,尤其在PET/VMPET复合结构膜中,若外层PET薄膜满版里印,则镀铝复合膜复合强度还与油墨在印刷基材上的附着牢度关系很大。

外层PET薄膜印前先对薄膜进行电晕处理(≥52dyn/cm),以大大提高油墨在印刷基材上的附着牢度,这是一般常识无需进一步讨论。但外层PET薄膜满版里印后,与VMPET薄膜干复时若使用耐蒸煮或抗腐蚀性胶粘剂(如耐蒸煮胶ZJ AD533/H5),油墨和胶粘剂的牢度往往大于油墨和PET的结合牢度,因此可能会出现油墨转移现象。为了使油墨在复合后仍与PET薄膜结合很牢,我司在油墨中加入少量的硬化剂。因为印刷油墨的连接料——化学树脂中含有许多活泼氢,例如:羟基、氨基等,与硬化剂含有异氰酸酯基,当硬化剂中异氰酸酯基与油墨树脂中活泼氢接触时,便会自动进行加成反应,生成交联产物聚氨酯,使油墨耐腐蚀、耐高温。

mOCN—R—NCO+nHO_R 1—OH—→

HO—R—[O—C—N—R—N—C—O—R 1] X—OH

同时,硬化剂中的异氰酸酯基(-NCO)是一种十分活泼的反应性基团,它除了能与油墨树脂中的活泼氢反应外,也可以跟被印刷基材表面物质分子中的活泼氢反应,生成化学键,与薄膜产生很强的结合力。

五、项目技术先进性及其应用前景

HB-1高阻隔镀铝复合膜综合了PET在线涂布、真空镀铝、凹版印刷复合等多项先进技术,使镀铝复合膜具有技术指标先进性(见表四),在结构和工艺上有创新性,且有一定的成本优势。HB-1高阻隔镀铝复合膜经上海市科学技术情报研究所检索判定“达到国际先进水平”,并及时申请国家专利(申请号:02266330.4),现被列入上海市高新技术成果转化项目和国家重点新产品计划。

HB-1高阻隔镀铝复层膜自从投产以来,得到了省巢、通用磨坊等众多著名跨国公司和国内知名企业的认可与使用,现已成为应用于奶粉、膨化食品、药品、农药等行业,取得了较好的经济和社会效益。据预测,随着中国入世,会有更多的跨国公司知名品牌进入中国市场,对彩印软塑高阻隔包装的需求将进一步加大。我司的HB-1高阻隔镀铝复合膜具有自主知识产权,在今后3~5年内其技术处于竞争优势地位,在经济全球一体化的今天,可大大提高我国塑料软包装行业参与国际市场竞争的能力。

来源: (上海紫江彩印包装有限公司)

声明:

本文来源于网络版权归原作者所有,仅供大家共同分享学习,如作者认为涉及侵权,请与我们联系,我们核实后立即删除。

银耳子面膜

小金筷眉笔

小雾镜散粉