作者:王东京
ALOx-PET薄膜是常见的高阻隔材料,已在食品包装复合膜中得到了相当广泛的应用,在GB/T40266-2021《食品包装用氧化物阻隔透明塑料复合膜、袋质量通则》所列结构中,就包括了多种含ALOx-PET薄膜加工的复合膜结构类型。ALOx-PET薄膜具有优良的阻隔性能,在使用过程中也需要与其他单层膜保持良好的融合性,比如良好的复合强度、稳定的制袋适应性和适合特殊使用环境的功能。
本文结合此种薄膜特点简单谈谈它在食品包装复合膜应用中的几个问题。
一、ALOx-PET薄膜特点以及与普通阻隔膜的区别
通常所说的高阻隔膜,一种情况是本身就是高阻隔材料,比如铝箔、PVDC膜、EVOH膜、PVA膜等;另一类是含有PVDC、EVOH层的多层共挤膜;还有一种情况是高阻隔材料附着在基础薄膜上,形成高阻隔膜,比如各种K膜、PVA涂布膜、各种镀铝膜等,还有ALOx-PET和SiOx-PET这类陶瓷化蒸镀膜。
因此ALOx-PET薄膜是高阻隔材料附着在基膜上的一种高阻隔材料,通常透氧为:0.8~1.3ml/(m²·24h,23℃ 0%RH),透湿为1.2~1.5g/(m²·24h,38℃ 90%RH)。它本身具有以下的特点和比较优势:
1、透明度比较高,相对环保,能微波加热,作为食品包装来用时,能通过金属探测器;
2、高阻隔性,相对于K膜更有阻隔性优势;
3、稳定性强,受环境温湿度影响较小,这一点明显优于EVOH共挤膜和PVA、PVDC涂布膜;
4、作为印刷基材,蒸镀层电晕值比较高,可以确保油墨附着力优良;
5、经过特殊处理后耐热性能突出,可用于水煮和蒸煮产品。
二、ALOx-PET薄膜印刷级和复合级的区别
三、ALOx-PET薄膜复合后的脱层怎么解决
目前ALOx-PET薄膜做印刷复合材料,最头疼的问题就是复合后的脱层,脱层的情况包括普通产品和水煮、蒸煮产品。普通产品表现为剥离强度很低,制袋时热封边或加拉链时,拉链两端处的复合膜直接分层;水煮、蒸煮产品表现为蒸煮后蒸镀膜和另外一层膜分层。
很多同行可能遇到过这种情况,且绝大部分厂家没有找到有效的解决办法,仍然冒着很大的质量风险在使用。
1、影响因素
为什么会出现这个脱层问题,我认为有以下几大影响因素:
(1)基材膜的影响
ALOx-PET薄膜的基材是PET,在PET膜上蒸镀ALOx,附着牢度和PET基材有相当大的关系,如果蒸镀层附着牢度低,复合膜脱层的风险就非常大。基材膜的影响因素,包括基材膜的厚薄及均匀性、电晕值的大小或预涂层厚度和均匀性、基材膜存放的时间长短、助剂析出的影响等等。
(2)蒸镀工艺的稳定性和可靠性
一方面是蒸镀设备的先进性和稳定性,比如蒸镀室真空度的稳定性;另一方面是工艺的稳定性,工艺成熟稳定包括对膜的预处理要求,工艺参数的科学性和蒸镀后的再处理,比如涂布防护层。蒸镀工艺对镀层的牢度起决定性作用。
(3)印刷复合用油墨胶水和ALOx-PET薄膜的匹配性
油墨、胶水与蒸镀层接触,除了油墨胶水本身的性能外,蒸镀层本身与蒸煮层的防护层之间的匹配性也是重要影响因素。比如选用柔软性更好的胶水,减小内聚力破坏,可以缓解蒸镀层的剥离强度快速衰减造成脱层的问题。
(4)使用条件,包括材质结构、袋形和内容物的影响
使用条件包括,常温使用,水煮、蒸煮使用;材质结构如两层、三层或更多层;袋形和内容物对复合材料的要求也是蒸镀膜是否易脱层的影响因素,普通边封袋和异形袋、拉链袋等对脱层影响程度不同,另外,内容物的酸碱性强,有特殊物质对含有蒸镀层的复合膜脱层影响比较大。
(5)防护涂层的选择
防护涂层不管用改性丙烯酸,或者是聚氨酯,或者水性聚乙烯醇等一定要贴合使用条件,比如蒸煮型包装一定要选择聚氨酯防护涂层的材料。
2、解决方案
鉴于上述原因,要解决这个脱层问题,建议按如下方式实施:
(1)选择质量有保证的ALOx-PET薄膜,尤其是蒸镀层的附着牢度要符合使用要求,这一点尤其重要。确定ALOx-PET薄膜原材料的蒸镀层附着牢度,一般用如下方法:复合好的氧化铝膜,剥开复合膜,在两层膜之间涂上聚氨酯染色剂,看看染上蓝色多少,来判断氧化铝转移程度,如果转移程度较大,说明原材料可能存在质量问题。
为进一步判定原料是否有问题,在染色的基础上可以测试剥离强度,有蒸镀层大面积转移且剥离强度低,基本可以判定原材料有问题。也有特殊情况,比如,氧化铝有转移,但剥离强度很高,这就需要根据使用要求来判定是否可正常使用,一般非蒸煮型包装剥离强度在1.8~2.5N可正常使用,但用于蒸煮型包装剥离强度必须在2.5N以上。
(2)和自身使用油墨、胶水做好匹配测试,通过小批量试样,验证这些材料和ALOx-PET薄膜的匹配度,不要盲目大批量投入使用。
(3)充分了解袋形要求和内容物情况,这些都有可能给氧化铝蒸镀膜提出更高剥离强度要求,为防止脱层,必须充分试验。
四、ALOx-PET薄膜复合时应注意的几个问题
五、ALOx-PET复合膜做蒸煮产品的注意事项
六、发展趋势
高阻隔材料,包括ALOx-PET薄膜的发展和现代材料科技发展紧密相连,蒸镀技术也会融合新的工艺,比如纳米技术和纳米材料在蒸镀工艺上的应用,更能提升高阻隔材料的性能和稳定性;高阻隔材料以生物降解料为基材,更具有功能和环保的优势。随着功能性和稳定性增强,加上使用成本的不断降低,高阻隔性的ALOx-PET和SiOx-PET这类陶瓷化蒸镀膜应用范围将会更加广泛。
本文已刊登至《包装前沿》2024年9月刊,订阅杂志及广告合作请联系:小潘13310896471