“局部透明”真空鍍鋁復合膜的研制工藝及應用問(wèn)題分析
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摘要:真空鍍鋁復合膜呈現“局部透明”的技術(shù),依靠的是一種在特定工藝下能使鋁層與基膜相互分離的透明涂料(或臘克)。而依據特定工藝使用的材料不同,該技術(shù)可分為“水洗鋁”和“酸/堿洗鋁”兩種。然而,經(jīng)過(guò)“局部透明”工序制得的鍍鋁復合袋,透明區域的鋁層被洗除,僅?;ず蜔岱饽秃?,該部分的阻隔性較其他鍍鋁區域必然有所下降。倘若內容物對水、氧非常敏感,那么這種阻隔性的變化將會(huì )對內容物的品質(zhì)產(chǎn)生重大影響,進(jìn)而縮短相應的保質(zhì)期。
關(guān)鍵詞:局部透明 ,真空鍍鋁復合膜 ,阻隔性
濟南蘭光機電技術(shù)有限公司
1 引言
近 年來(lái),食品、藥品安全問(wèn)題頻發(fā),企業(yè)除了緊抓產(chǎn)品質(zhì)量監管,更加重視對相應包裝的篩選、生產(chǎn)和研發(fā)工作,以降低流通過(guò)程中由包裝引發(fā)的內容物變質(zhì)問(wèn)題。真 空鍍鋁復合包裝是公認的阻隔性極佳的包裝材料,該材料既有塑料薄膜柔軟性和良好的物理機械性能,又兼具金屬材料的高阻隔特性,且成本較純鋁箔材料更低,種 種優(yōu)勢使其在肉類(lèi)、糕點(diǎn)、干果、藥品等廣泛應用。然而消費者在購物過(guò)程中,往往忽視包裝材質(zhì)的區別,更加信奉“眼見(jiàn)為實(shí)”,即親眼看到內容物的狀態(tài)才能判斷其品質(zhì)好壞,因此“局部透明”真空鍍鋁復合包裝應運而生。這種包裝既不失鍍鋁包裝優(yōu)異特性,亦滿(mǎn)足了消費者的“可視化”需求,具有很好的推廣價(jià)值。
2 “局部透明”真空鍍鋁復合膜的研制
真空鍍鋁復合膜呈現“局部透明”的技術(shù),依靠的是一種在特定工藝下能使鋁層與基膜相互分離的透明涂料(或臘克)。而依據特定工藝使用的材料不同,該技術(shù)可分為“水洗鋁”和“酸/堿洗鋁”兩種?!八翠X”的 基本原理如下:將醇水互溶型涂料預先精確涂布在透明基膜設計的透明區域上,經(jīng)烘道烘干后,覆有涂料的基膜進(jìn)入鍍鋁機,鋁分子連續均勻的蒸鍍在其表層,非透 明區域鋁層與基膜緊密結合,而透明區域因覆有涂料而與鋁層有所隔離。后用水沖洗,涂料連同附著(zhù)的鋁層同時(shí)脫落,透明區域顯現。相比“水洗鋁”的方法,“酸/堿洗鋁”的工序有所變化,即首先基膜鍍鋁,在鍍鋁膜非透明區域涂覆一層耐酸/堿的透明聚酯油墨為保護層,浸入無(wú)機酸溶液(如稀鹽酸、稀硫酸等)或堿性溶液(如氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液等)中,無(wú)油墨保護的鋁層將被溶液腐蝕,以此達到透明的效果。由于“酸/堿洗鋁”的資源消耗較大,程序復雜,目前行業(yè)逐漸趨向于水洗工藝為主。
在“水洗鋁”工藝中,醇水互溶型涂料在整個(gè)過(guò)程中占據重要地位,決定著(zhù)透明部位的清晰度和完整性,因此其質(zhì)量和性能必須達到以下要求:①與塑料基膜保持一定的附著(zhù)力;②遇水易與基膜徹底分離;③易涂布,抗高溫;④無(wú)毒。
3 “局部透明”真空鍍鋁復合膜在包裝應用中的問(wèn)題
3.1 生產(chǎn)工序的調整
當“局部透明”真空鍍鋁復合膜應用于包裝時(shí),一方面要滿(mǎn)足不同企業(yè)對透明區域的大小、形狀和位置要求,另一方面需要考慮彩色印刷對制膜的影響。因此,可采用以下兩種工藝進(jìn)行制袋:
工藝一:在制得上述“局部透明”真空鍍鋁復合膜后,外層干式復合一層PET或BOPP材質(zhì)的彩印膜,分切制袋。這種方式最大的難點(diǎn)在于如何使鍍鋁復合膜的透明區域與彩印膜的透明區域一一重合。對此,除了提高套印的精準性,版輥設計亦非常重要。另外,由于鍍鋁復合膜被用作包裝的熱封層,其基膜需要選擇具備一定熱封性能的材料,如CPP等。
工 藝二:首先,利用彩印機對基膜進(jìn)行彩色套印,醇水互溶型涂料作為油墨的一種涂布在設計的透明區域,而普通油墨則正常印刷在非透明區域。完成印刷后,真空鍍 鋁彩印基膜,熔融后的鋁分子通過(guò)鍍鋁機蒸鍍到基膜表層,此時(shí)的鋁分子的溫度非常高,極易對基膜表層油墨的色澤產(chǎn)生影響,因此建議在鍍鋁環(huán)節前對彩印基膜涂 覆特制保護油以防止油墨變色。接下來(lái)進(jìn)入水洗工序,鍍鋁膜透明區域的鋁層完全脫落,展現出局部透明的效果。后續皆為正常的制袋流程,如復合PE、CPP熱封膜等,分切制袋等。這種工藝的最大特點(diǎn)在于將涂布涂料的環(huán)節融入彩色套印中,相對簡(jiǎn)化了制袋工藝,提高了“洗鋁”的精確性,但該工藝尚且新穎,仍需在實(shí)際操作中逐步完善。
3.2 阻隔性的變化
所謂阻隔性,是指材料阻隔滲透物質(zhì)透過(guò)的能力。無(wú)論食品、藥品,氧氣和水蒸氣始終是導致其發(fā)生酸敗、霉變、漲袋、潮解等一系列質(zhì)量問(wèn)題的根源,因此,包裝材料氧氣和水蒸氣的阻隔能力至關(guān)重要。
鍍鋁復合膜,不但對水蒸氣、氧氣有著(zhù)很強的阻隔性,因其自身具有良好的反射性,所以遮光效果顯著(zhù),這就大幅延長(cháng)了食品和藥品的貨架期和保質(zhì)期。然而,經(jīng)過(guò)“局部透明”工 序制得的鍍鋁復合袋,透明區域的鋁層被洗除,僅?;ず蜔岱饽秃?,該部分的阻隔性較其他鍍鋁區域必然有所下降。倘若內容物對水、氧非常敏感,那么這種阻 隔性的變化將會(huì )對內容物的品質(zhì)產(chǎn)生重大影響,進(jìn)而縮短相應的保質(zhì)期。為了詳細比較鍍鋁復合膜透明區域和非透明區域阻隔性的差異,蘭光實(shí)驗室選取了一種“局部透明”真空鍍鋁復合膜材質(zhì)的麻辣花生包裝袋,進(jìn)行了膜材的氧氣透過(guò)量和水蒸氣透過(guò)率試驗,通過(guò)對比試驗數據對這種差異變化進(jìn)行了綜合分析:
試驗項目:氧氣透過(guò)量 (參考標準GB 1038-2000);試驗設備:VAC-V2壓差法氣體滲透儀。
試驗項目:水蒸氣透過(guò)率(參考標準GB/T 21529-2008);試驗設備:W3/330水蒸氣透過(guò)率測試系統。
為了進(jìn)行數據比對,分別從包裝的全鍍鋁部位、半鍍鋁半透明部位和全透明部位各制取Φ97mm和108*108mm的試樣若干,裝夾在兩臺儀器的測試腔內進(jìn)行測試,測試結果的平均值見(jiàn)表1:
表1 三種不同部位的鍍鋁復合膜的阻隔性數據比較
由表1可以看出,三種試樣的氧氣透過(guò)量在53.9613~138.1073 cm3/(m2·24h·0.1MPa)之間,水蒸氣透過(guò)率在1.617~2.542 g/(m2·24h)之間,三者相對阻隔性?xún)?yōu)劣呈以下關(guān)系:
試驗證明,“局部透明”真空鍍鋁復合膜中,局部透明部位的阻隔性最差,而鍍鋁部位的阻隔性最好,二者的阻隔性確實(shí)存在不同程度的差異,這意味著(zhù)相應包裝袋的阻隔性也有所不同。因此,當“局部透明”真 空鍍鋁復合膜用于干果、蜜餞等受氧氣、水蒸氣影響較小的包裝時(shí),這種差異性可以不做考慮;但用于肉類(lèi)和高油脂的食物包裝時(shí),這種差異應當倍加重視,并建議 對包裝結構進(jìn)行改善,如適當增加印刷層的厚度,或使用質(zhì)量較好的鍍鋁膜和膠黏劑,防止油脂滲透帶來(lái)的鋁層脫落,以此提高整體包裝的阻隔性。
雖然“局部透明”真空鍍鋁復合膜的制備工藝較普通鍍鋁復合膜復雜,且成本較高,但兼具展示性和包裝性的雙重優(yōu)點(diǎn),使其在未來(lái)的應用領(lǐng)域潛力巨大。隨著(zhù)包裝技藝的不斷發(fā)展,“局部透明”真空鍍鋁復合膜的制備將更加成熟,成為主流的包裝材料。
江蘇申凱包裝高新技術(shù)股份有限公司成立于2002年,公司注冊資本8000萬(wàn)RMB,天交所上市企業(yè),,股權代碼000057,高新技術(shù)企業(yè),公司總投資超過(guò)2.1億RMB,擁有20000余平方米普包廠(chǎng)區;擁有13000平方米的藥包廠(chǎng)區, 11000平方米的辦公面積。公司擁有二位行業(yè)頂尖研發(fā)博士,每年新增超過(guò)100多個(gè)專(zhuān)利,專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)食品包裝膜(袋)、藥用包裝膜(袋)、化工包裝膜(袋)、電子監管碼防偽包裝等各類(lèi)彩印復合包裝膜(袋)?,F位于無(wú)錫新區碩放中通路99號,毗鄰上海車(chē)程2小時(shí)內。