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        功能性包裝膜論略(四)

        2015-07-13 07:35:38陳昌杰
        塑料包裝 2015年4期
        關(guān)鍵詞:阻隔性氧化硅基膜

        陳昌杰

        (上海市包裝技術(shù)協(xié)會)

        (上接《塑料包裝》2015年第3期)

        7、無機雙元蒸鍍

        (1)無機雙元蒸鍍的一般情況

        無機二元阻隔性蒸鍍薄膜是蒸鍍薄膜中的一種較新的品種,松田修成在文獻中,介紹了無機二元阻隔性蒸鍍薄膜的基本情況。

        所謂無機二元阻隔性蒸鍍薄膜,指在塑料薄膜的表面上,同時蒸鍍氧化硅和氧化鋁兩種物質(zhì)的薄膜。其蒸鍍用基膜,可以是PA薄膜也可以是PET薄膜,由于同時蒸鍍了兩種氧化物,較之只蒸鍍一種氧化物的一元蒸鍍薄膜,可以具有一系列的優(yōu)點。氧化鋁、氧化硅二元蒸鍍薄膜的主要特征如下。

        該膜的特征是兼具優(yōu)良的阻隔性、無色透明性以及受加工影響小的特征。蒸鍍薄膜的模型圖見圖5。

        圖5

        表9 無機雙元蒸鍍薄膜“ェコシア-ル”主要牌號及特征

        從圖可以看出,采用二元蒸鍍,蒸鍍薄膜的主要特征是可以蒸鍍較高的密度,蒸鍍層柔軟且阻隔性好,阻隔氧氣的性能佳,而且無色透明。如果只蒸鍍氧化硅,密度低時阻隔性不足,密度高時會產(chǎn)生顏色。如果只蒸鍍氧化鋁,則鍍膜較硬易龜裂,蒸鍍密度不宜過高,且 一旦蒸鍍層龜裂,則會導(dǎo)致阻隔性明顯降低。

        (2)日本東洋紡績株式會社的無機雙元蒸鍍薄膜

        日本東洋紡績株式會社利用無機雙元蒸鍍,開發(fā)的系列工業(yè)化產(chǎn)品“ェコシア-ル”,該無機雙元蒸鍍薄膜“ェコシア-ル”主要牌號及特征見表9。

        尼龍基膜類雙元蒸鍍薄膜

        在無機雙元蒸鍍薄膜中,以PA為基膜的透明蒸鍍阻隔性薄膜特別值得關(guān)注,尤其是其中的高阻隔、高耐針孔性薄膜VN400。VN400與常用共擠出尼龍薄膜、PVDC涂布型尼龍薄膜的比較,見表10。

        表10 無機雙元蒸鍍薄膜VN400與共擠出尼龍薄膜、PVDC涂布型尼龍薄膜的比較

        從表可以看出,阻隔氧氣、阻隔水蒸氣以及耐針開性等主要指標,無機雙元蒸鍍尼龍薄膜VN400,較共擠出尼龍薄膜和聚偏二氯乙烯涂布尼龍薄膜均要好。幾種阻隔性薄膜的阻氧性、阻隔水蒸氣的定量指標值的比較見表11。

        表11 無機雙元蒸鍍薄膜VN400、共擠出尼龍薄膜、PVDC涂布型尼龍薄膜的阻隔性

        耐針孔性

        由于ェコシア-ルVN400選用獨特的耐針孔性尼龍薄膜N2000系列為基膜,通過與很薄的蒸鍍阻隔膜層的協(xié)同效應(yīng),因此它耐針孔性特別優(yōu)良。用三種模式進行試驗后,用有色墨水測定薄膜的通孔,結(jié)果如下。

        ①通過ゲルポ法(扭結(jié)法)處理,對耐針孔性進行評價

        如圖6將復(fù)合薄膜制成筒狀,加以440度扭轉(zhuǎn),使樣品產(chǎn)生大的皺褶后,測定通孔數(shù)。在室溫條件下,經(jīng)2000次扭結(jié),看不出阻隔膜間大的差異,但在低溫下,僅僅經(jīng)過500次扭結(jié)處理,穿孔都大幅度增加,僅ェコシア-ルVN400不發(fā)生變化,處于明顯優(yōu)勢見表12。

        圖6 ゲルポ法(扭結(jié)法)處理

        表12 無機雙元蒸鍍薄膜VN400、共擠出尼龍薄膜、PVDC涂布型尼龍薄膜的耐針孔性(扭結(jié)法)

        ②用摩擦法,對耐針孔性進行評價

        樣品經(jīng)四折,角摩擦瓦楞紙,對耐針孔性進行評價見圖7。比較產(chǎn)生針孔前的距離,ェコシア-ルVN400和K-PA產(chǎn)生針孔前的距離長,表現(xiàn)出良好的耐摩擦針孔性。

        測試結(jié)果見表13。

        圖7

        表13 無機雙元蒸鍍薄膜VN400與共擠出尼龍薄膜、PVDC涂布型尼龍薄膜的耐針孔性(摩擦法)

        ③振動試驗對耐針孔性進行評價,振動試驗按圖8進行,振動處理后,測針孔數(shù),結(jié)果見表14。無論低溫或者常溫進行振動試驗,ェコシア-ルVN400的耐針孔性均處于優(yōu)勢地位。

        圖8

        首先,用于MDX6系列、EVOH系列阻隔性尼龍所使用的年糕、半熟點心、液體湯料乳酪等商品的包裝基材方面,耐針孔阻隔水蒸氣性好,結(jié)合新的標準,已經(jīng)積累了4~5年的實績。

        另外在傳統(tǒng)的透明PET蒸鍍薄膜領(lǐng)域,因為無色透明,加工時阻隔性降低少,得到了應(yīng)用。雖然沸煮、蒸煮包裝材料,可采用透明蒸鍍PET/PA/熱封層,但應(yīng)用PET/ェコシア-ルVN/熱封層可表現(xiàn)出新的優(yōu)點。

        表14 無機雙元蒸鍍薄膜VN400、共擠出尼龍薄膜、PVDC涂布型尼龍薄膜的耐針孔性(振動法)

        表15 扭結(jié)后薄膜透氧性的變化單位 ml/m2·24h·0.1MPa(cc/m2·24h)

        從重視成本的角度,PVA,EVOH,PVDC,蒸鍍鋁薄膜為中間層的3層結(jié)構(gòu),可能代之以ェコシア-ルVN/熱封層的2層復(fù)合產(chǎn)品。從容器再生法的角度看,對消減包裝的總量,也可寄予厚望。

        (3)PET為基膜型的高阻隔性品級ェコシア-ルVE500

        以PET為基膜的無機雙元蒸鍍薄膜,同樣可以獲得高耐針孔性。高耐針孔型薄膜ェコシア-ルVE500,在印刷、復(fù)合以及使用時,受龜裂引起的阻隔性的降低少,正是基于無機二元蒸鍍的工藝的開發(fā)應(yīng)用。ェコシア-ルVE500、VE100經(jīng)印刷、復(fù)合以及扭結(jié)試驗后,阻隔性降低測定結(jié)果,見表15,表16。由表中數(shù)據(jù)可以清楚地反映出,高耐針孔型薄膜ェコシア-ルVE500經(jīng)印刷、復(fù)合以及扭結(jié)試驗后,阻隔性幾乎沒有下降,而對比的一般阻隔用的VE100薄膜,阻隔性則有比較明顯的下降。耐針孔性,是阻隔性薄膜應(yīng)用中,保持阻隔性的極為重要的性能指標。無機雙元蒸鍍,可以獲得突出的耐針孔性,因此該工藝具有較強的實用性,值得我們高度關(guān)注。

        表16 扭結(jié)后薄膜透水蒸氣的變化 單位g/m2·24h

        (未完待續(xù):見本刊2015第5期)

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