SiOX鍍膜包裝材料的生產(chǎn)技術(shù)以塑料薄膜或紙為基材，在高真空條件下蒸發(fā)非金屬無(wú)機(jī)物(如SiOx、SiO2等)，使之在基材表面附積生成致密均勻、結(jié)合牢固的薄膜，起到良好的阻隔層作用。使用前再與其它基材如紙、塑等復(fù)合，構(gòu)成一種新型的高阻隔性能包裝材料。近年來(lái)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入大量的人力物力研究開(kāi)發(fā)這種新型的高阻隔性包裝材料。

1 SiOX鍍膜包裝材料研究開(kāi)發(fā)背景

傳統(tǒng)包裝的材料有紙、塑、玻璃、金屬、木材等五大類，塑料以其優(yōu)良的性能成為當(dāng)前的食品、藥品、化妝品等包裝領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的包裝材料之一，每年用于包裝的塑料占總產(chǎn)量的26％，2000年我國(guó)塑料包裝用量達(dá)到近300多萬(wàn)噸。隨著社會(huì)發(fā)展和人民生活水平日益提高，商品經(jīng)濟(jì)越來(lái)越發(fā)達(dá)，為了提高商品的流通周期與貨架壽命，商品包裝的作用日益重要，尤其對(duì)于食品、藥品、化妝品等易變質(zhì)的一類商品，采用高阻隔性能包裝材料包裝往往是最有效的手段。高阻隔性包裝材料傳統(tǒng)生產(chǎn)方法主要有復(fù)合加工、多層共擠、表面涂布等，同時(shí)也可以通過(guò)真空鍍鋁或與鋁箔等其它材料復(fù)合制成性能優(yōu)異、適合面更廣的包裝材料。

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(kāi)發(fā)新型的高阻隔性包裝材料--SiOX和其它非金屬氧化物鍍膜復(fù)合包裝材料，爭(zhēng)取在未來(lái)這一技術(shù)、材料市場(chǎng)上占據(jù)有利地位。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。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。

統(tǒng)計(jì)表明，國(guó)際市場(chǎng)SiOX鍍膜包裝材料產(chǎn)量和用量逐步增大，目前已接近數(shù)萬(wàn)噸規(guī)模；其中日本產(chǎn)量在世界占第一位；其次為歐盟、美國(guó)。專家預(yù)測(cè)，隨著SiOX鍍膜技術(shù)工藝的不斷完善、產(chǎn)品成本的進(jìn)一步降低，SiOX鍍膜包裝材料將具有十分廣闊的應(yīng)用前景，在大部分包裝領(lǐng)域?qū)⑻娲鷤鹘y(tǒng)的多層共擠、鋁塑復(fù)合、真空鍍鋁加工高阻隔性材料，成為應(yīng)用最廣的一種新型復(fù)合包裝材料。

2 SiOX鍍膜包裝材料的生產(chǎn)技術(shù)

用于SiOX鍍膜包裝材料生產(chǎn)的大型連續(xù)式真空鍍膜機(jī)，比普通真空鍍鋁設(shè)備復(fù)雜得多。同時(shí)對(duì)蒸鍍基材、蒸鍍?cè)�料、蒸發(fā)技術(shù)要求更加嚴(yán)格。

2��1 蒸鍍基材

SiOX鍍膜時(shí)，蒸鍍?cè)�料較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。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。

(1)聚丙烯(PP)

聚丙烯薄膜無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒，不吸水，化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)酸堿穩(wěn)定，熱變形溫度>100～120℃，可在110～120℃下連續(xù)使用，理論上是一種較好的SiOX非金屬鍍膜基材，由于SiO、SiO2氣化點(diǎn)和蒸發(fā)能較高，蒸發(fā)功率大，蒸鍍后的復(fù)合膜出現(xiàn)明顯的熱變形。另外，聚丙烯材料的低溫適應(yīng)性較差，在低于－5℃時(shí)沖擊強(qiáng)度急劇下降。要獲得滿意的使用效果，在塑料成膜加工前應(yīng)對(duì)樹(shù)脂型號(hào)進(jìn)行嚴(yán)格選擇并進(jìn)行改性加工處理。

(2)聚酯(PET)

聚酯即聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，聚酯薄膜強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定性好，吸水率低，無(wú)毒，耐弱酸與有機(jī)溶劑，化學(xué)性能穩(wěn)定，熱變形溫度高達(dá)200℃，可在120℃下長(zhǎng)時(shí)間使用。用SiOX、SiO2等作為蒸鍍?cè)�料，只要其它條件控制得當(dāng)，基材也不會(huì)發(fā)生明顯的熱變形，并且鍍膜附著牢度較高，是一種較相為理想的SiOX非金屬鍍膜基材。

(3)尼龍(PA)

尼龍具有良好的耐低溫性能，可在－30℃到－60℃下使用�；瘜W(xué)性能穩(wěn)定，耐油、抗溶劑、耐鹽水、無(wú)毒、無(wú)味；耐熱性好，熱變形溫度達(dá)141℃，可在180℃下連續(xù)使用，高溫下強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定性好。在使用SiOX、SiO2等作為蒸鍍?cè)�料時(shí)，即使在較高蒸發(fā)功率下，也未見(jiàn)尼龍基膜發(fā)生明顯的熱變形。在所實(shí)驗(yàn)的基材中其尺寸穩(wěn)定性最優(yōu)良。尼龍膜在真空蒸鍍技術(shù)應(yīng)用中的唯一缺陷是其水分含量明顯高于其它塑料膜，最高時(shí)可超過(guò)1％，一方面的高真空和高溫條件下，微量水分蒸發(fā)導(dǎo)致真空度顯著下降，使電子槍工作穩(wěn)定性降低。為了消除基材蒸發(fā)出的水蒸氣對(duì)真空度的影響，必須增大真空系統(tǒng)的功率和效率，或者將膜在真空室內(nèi)先進(jìn)行除氣處理，然后再進(jìn)行真空真空鍍膜加工，因而對(duì)生產(chǎn)速度和成本一定的負(fù)面影響。另一方面其表面水分還影響到鍍膜牢固度，除氣前后對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。

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