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局部透明真空鍍鋁復合膜的生產工藝及應用問題分析
近年來,食品、藥品安全問題頻發,生產企業除了緊抓產品質量監管,更加重視對相應包裝的篩選、生產和研發工作,以降低流通過程中由包裝引發的內容物變質問題。真空鍍鋁復合包裝是*的阻隔性的包裝材料,該材料既有塑料薄膜的柔軟性和良好的力學性能,又兼具金屬材料的高阻隔特性,且成本較純鋁箔材料更低,這些優勢使其在肉類、糕點、干果和藥品等的包裝中得到了廣泛應用。然而,消費者在購物過程中往往忽視包裝材質的區別,更加信奉“眼見為實”,即親眼看到內容物的狀態才能判斷其品質好壞,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的優異特性,亦滿足了消費者的“可視化”需求,因而具有很好的推廣價值。
“局部透明”真空鍍鋁復合膜的生產工藝
真空鍍鋁復合膜呈現“局部透明”的技術,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,該技術分為“水洗鋁”和“酸/堿洗鋁”兩種。“水洗鋁”的基本原理如下:將醇水互溶型涂料預先涂布在透明基膜設計的透明區域上,經烘道烘干后,覆有涂料的基膜進入鍍鋁機,鋁分子連續均勻地蒸鍍在其表層,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,涂料連同附著的鋁層同時脫落,透明區域顯現。與“水洗鋁”的方法相比較,“酸/堿洗鋁”的工序有所變化,即首*行基膜鍍鋁,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后,浸入無機酸溶液(如*、稀硫酸等)或堿性溶液(如氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液等)中,無油墨保護的鋁層即被溶液腐蝕,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,目前行業趨向于以水洗工藝為主。
在“水洗鋁”工藝中,醇水互溶型涂料在整個過程中占據重要地位,決定著透明部位的清晰度和完整性,因此其質量和性能必須達到以下要求:與塑料基膜需保持一定的附著力;遇水易與基膜*分離;易涂布,抗高溫;無毒。
“局部透明”真空鍍鋁復合膜在包裝應用中的問題
1.制袋工藝的選擇
當“局部透明”真空鍍鋁復合膜應用于包裝時,一方面要滿足不同生產企業對透明區域的大小、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行制袋:
(1)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材質的彩印膜,再分切制袋。這種方式zui大的難點在于,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。為此,除了提高套印的性,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。
(2)首先,利用彩印機對基膜進行彩色套印,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鍍鋁機蒸鍍到基膜表層,此時鋁分子的溫度非常高,極易對基膜表層油墨的色澤產生影響,因此建議在鍍鋁環節前對彩印基膜涂覆特制保護油以防止油墨變色。接下來進入水洗工序,鍍鋁膜透明區域的鋁層*脫落,呈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熱封膜和分切制袋等。這種工藝的zui大特點在于將涂布涂料的環節融入彩色套印中,相對簡化了制袋工藝,提高了“洗鋁”的性,但它尚屬新工藝,仍需在實際操作中逐步完善。
2.阻隔性的變化
所謂阻隔性,是指材料阻隔滲透物質透過的能力。無論食品、藥品,氧氣和水蒸氣始終是導致其發生酸敗、霉變、漲袋和潮解等一系列質量問題的根源,因此,包裝材料對氧氣和水蒸氣的阻隔能力至關重要。
鍍鋁復合膜不但對水蒸氣、氧氣有著很強的阻隔性,也因其自身良好的反射性而具有顯著的遮光效果,這無疑大大延長了食品和藥品的貨架期和保質期。然而,經過“局部透明”工序制得的鍍鋁復合袋,透明區域的鋁層被洗除,僅剩基膜和熱封膜復合,該部分的阻隔性較其他鍍鋁區域必然有所下降。倘若內容物對水蒸氣、氧氣非常敏感,那么這種阻隔性的變化將會對內容物的品質產生重大影響,進而縮短相應的保質期。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,蘭光實驗室選取了一種“局部透明”真空鍍鋁復合膜材質的麻辣花生包裝袋,進行了膜材的氧氣透過量和水蒸氣透過率試驗,通過對比試驗數據對這種差異變化進行了綜合分析。
氧氣透過量試驗參考標準GB1038-2000,試驗設備采用VAC-V2壓差法氣體滲透儀;水蒸氣透過率試驗參考標準GB/T21529-2008,試驗設備采用蘭光W3/330水蒸氣透過率測試系統。
為了進行數據比對,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108mm×108mm的試樣若干,裝夾在兩臺儀器的測試腔內進行測試,測試結果的平均值見表。
由表中可以看出,3個試樣的氧氣透過量在53.9613~138.1073cm3/(m2.24h.0.1MPa)之間,水蒸氣透過率在1.617~2.542g/(m2.24h)之間,三者相對阻隔性優劣呈以下關系:
試驗證明,在“局部透明”真空鍍鋁復合膜中,局部透明部位的阻隔性zui差,而鍍鋁部位的阻隔性,二者的阻隔性確實存在不同程度的差異,這意味著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,這種差異性可以不作考慮;但用于肉類和高油脂的食物包裝時,這種差異應當倍加重視,并建議對包裝結構進行改善,如適當增加印刷層的厚度,或使用質量較好的鍍鋁膜和膠黏劑,防止油脂滲透帶來的鋁層脫落,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,但它兼具展示性和包裝性的雙重優點,使其在未來的應用領域潛力巨大。隨著包裝技術的不斷發展,“局部透明”真空鍍鋁復合膜的制備將更加成熟,從而成為主流的包裝材料。
“局部透明”真空鍍鋁復合膜的生產工藝
真空鍍鋁復合膜呈現“局部透明”的技術,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,該技術分為“水洗鋁”和“酸/堿洗鋁”兩種。“水洗鋁”的基本原理如下:將醇水互溶型涂料預先涂布在透明基膜設計的透明區域上,經烘道烘干后,覆有涂料的基膜進入鍍鋁機,鋁分子連續均勻地蒸鍍在其表層,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,涂料連同附著的鋁層同時脫落,透明區域顯現。與“水洗鋁”的方法相比較,“酸/堿洗鋁”的工序有所變化,即首*行基膜鍍鋁,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后,浸入無機酸溶液(如*、稀硫酸等)或堿性溶液(如氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液等)中,無油墨保護的鋁層即被溶液腐蝕,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,目前行業趨向于以水洗工藝為主。
在“水洗鋁”工藝中,醇水互溶型涂料在整個過程中占據重要地位,決定著透明部位的清晰度和完整性,因此其質量和性能必須達到以下要求:與塑料基膜需保持一定的附著力;遇水易與基膜*分離;易涂布,抗高溫;無毒。
“局部透明”真空鍍鋁復合膜在包裝應用中的問題
1.制袋工藝的選擇
當“局部透明”真空鍍鋁復合膜應用于包裝時,一方面要滿足不同生產企業對透明區域的大小、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行制袋:
(1)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材質的彩印膜,再分切制袋。這種方式zui大的難點在于,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。為此,除了提高套印的性,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。
(2)首先,利用彩印機對基膜進行彩色套印,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鍍鋁機蒸鍍到基膜表層,此時鋁分子的溫度非常高,極易對基膜表層油墨的色澤產生影響,因此建議在鍍鋁環節前對彩印基膜涂覆特制保護油以防止油墨變色。接下來進入水洗工序,鍍鋁膜透明區域的鋁層*脫落,呈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熱封膜和分切制袋等。這種工藝的zui大特點在于將涂布涂料的環節融入彩色套印中,相對簡化了制袋工藝,提高了“洗鋁”的性,但它尚屬新工藝,仍需在實際操作中逐步完善。
2.阻隔性的變化
所謂阻隔性,是指材料阻隔滲透物質透過的能力。無論食品、藥品,氧氣和水蒸氣始終是導致其發生酸敗、霉變、漲袋和潮解等一系列質量問題的根源,因此,包裝材料對氧氣和水蒸氣的阻隔能力至關重要。
鍍鋁復合膜不但對水蒸氣、氧氣有著很強的阻隔性,也因其自身良好的反射性而具有顯著的遮光效果,這無疑大大延長了食品和藥品的貨架期和保質期。然而,經過“局部透明”工序制得的鍍鋁復合袋,透明區域的鋁層被洗除,僅剩基膜和熱封膜復合,該部分的阻隔性較其他鍍鋁區域必然有所下降。倘若內容物對水蒸氣、氧氣非常敏感,那么這種阻隔性的變化將會對內容物的品質產生重大影響,進而縮短相應的保質期。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,蘭光實驗室選取了一種“局部透明”真空鍍鋁復合膜材質的麻辣花生包裝袋,進行了膜材的氧氣透過量和水蒸氣透過率試驗,通過對比試驗數據對這種差異變化進行了綜合分析。
氧氣透過量試驗參考標準GB1038-2000,試驗設備采用VAC-V2壓差法氣體滲透儀;水蒸氣透過率試驗參考標準GB/T21529-2008,試驗設備采用蘭光W3/330水蒸氣透過率測試系統。
為了進行數據比對,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108mm×108mm的試樣若干,裝夾在兩臺儀器的測試腔內進行測試,測試結果的平均值見表。
由表中可以看出,3個試樣的氧氣透過量在53.9613~138.1073cm3/(m2.24h.0.1MPa)之間,水蒸氣透過率在1.617~2.542g/(m2.24h)之間,三者相對阻隔性優劣呈以下關系:
試驗證明,在“局部透明”真空鍍鋁復合膜中,局部透明部位的阻隔性zui差,而鍍鋁部位的阻隔性,二者的阻隔性確實存在不同程度的差異,這意味著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,這種差異性可以不作考慮;但用于肉類和高油脂的食物包裝時,這種差異應當倍加重視,并建議對包裝結構進行改善,如適當增加印刷層的厚度,或使用質量較好的鍍鋁膜和膠黏劑,防止油脂滲透帶來的鋁層脫落,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,但它兼具展示性和包裝性的雙重優點,使其在未來的應用領域潛力巨大。隨著包裝技術的不斷發展,“局部透明”真空鍍鋁復合膜的制備將更加成熟,從而成為主流的包裝材料。
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