近年來(lái),國(guó)際上出現(xiàn)了一種新型高阻隔性包裝材料鍍膜材料,它是以PET膜為基材,在其表面沉積SiOx蒸汽而形成的一種高阻隔性透明包裝薄膜,簡(jiǎn)稱GT薄膜。由于使用了SiOx這種制造玻璃的成分,所以GT薄膜也被稱為“軟玻璃”。目前,這種包裝材料在美國(guó)、日本及歐洲等國(guó)家和地區(qū)的商品包裝中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。1 GT薄膜的阻隔性能及其應(yīng)用GT薄膜不僅可以達(dá)到鋁塑復(fù)合材料的阻隔性能,而且還有許多顯著的特點(diǎn),如阻隔性能不會(huì)因溫度和濕度的變化而改變;保香性能優(yōu)于PVDC,能阻止外界的異味滲入;透明性、微波穿透性能優(yōu)良,適合微波食品包裝等;同時(shí)其包裝廢棄物有較好的環(huán)境適應(yīng)性。目前,這種包裝材料在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已得到廣泛應(yīng)用。如日本已用其包裝方便食品、酒類、飲料、果汁、洗滌劑以及作為軟管、蓋膜(如快餐食品、微波食品容器)、蒸煮袋等使用;美國(guó)則主要用SiOx/PE/Paper/PE屋脊形包裝盒包裝檸檬汁、混合果汁等飲料和用作快餐盒蓋材及藥品包裝等;歐洲用于餅干、巧克力、脫水湯料、肉制品、藥品等包裝(如德國(guó)市場(chǎng)上銷售的Buss牌帶有湯和熟食的可蒸煮、微波加熱的快餐即是用PET/SiOx/PET封蓋包裝的);另外,在歐洲市場(chǎng)上還有大量的用PE/SiOx/PET/Paper/PE制成的利樂(lè)包裝盒,用于果汁、飲料、牛奶等包裝,獲得與玻璃瓶一樣的保鮮、保香效果。目前,國(guó)內(nèi)SiOx鍍膜材料的開(kāi)發(fā)研究也已取得了一定成果。2 SiOx鍍膜材料的生產(chǎn)工藝和方法SiOx鍍膜材料的生產(chǎn)工藝和方法主要有物理蒸鍍法(PVD)和化學(xué)蒸鍍法(CVD)兩種。2.1物理蒸鍍法物理蒸鍍法是在高真空下以一氧化硅(SiO)作原材料,通過(guò)高溫加熱使之升華,并通過(guò)控制氧氣的導(dǎo)入量,在塑料基材(PET、OPPL、LDPE、BON等)表面形成x值不同的SiOx薄層。物理蒸鍍加熱有多種方式。一種是用電阻絲加熱方式,一般用片狀的一氧化硅原料;另一種方法是采用大功率電子槍發(fā)射強(qiáng)電子束,電子束集中轟擊一氧化硅某一點(diǎn),瞬間產(chǎn)生高溫,使之升華,進(jìn)而沉積在基材上。日本的尾池工業(yè)公司、瑞士的Flex product公司、德國(guó)的Van-leer公司、意大利的CeTev公司等都采用此種加熱方式。2.2化學(xué)蒸鍍法化學(xué)蒸鍍法是以液態(tài)的六甲苯二醚(HMDSO)、四甲基二硅烷(TMDSO)等有機(jī)硅化合物或氣態(tài)的硅烷為原料,在真空室內(nèi)通入作為載體的氦氣和起氧化作用的氧氣或氧化二氮(N2O),用高頻電磁波(一般采用13.56MHz)或微波(一般采用2.45GHz)使粒子離化、活化,然后以SiOx的形態(tài)沉積于塑料薄膜基材表面。因?yàn)槔玫入x子氣體的激活作用,所以此種方法也稱為等離子氣體強(qiáng)化蒸鍍法(PECVD)或者等離子體化學(xué)氣相沉積法。美國(guó)的AircoCoating公司是最早開(kāi)發(fā)這種方法的公司,它以六甲苯二硅醚為原料,采用最高頻電磁波高溫等離子法;而美國(guó)的ECD公司采用的是微波低溫等離子氣體法。為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品的阻隔性能,還有一種兩步化學(xué)法,此法以六甲苯二醚等有機(jī)硅化合物為原料,用低溫等離子法使蒸發(fā)粒子等離子化,在塑料基材上形成有機(jī)硅化合物的薄膜,然后再將其氧化成為硅氧化物。硅氧化物層表面更為光潔,可使阻隔性能提高1倍左右。在這兩種方法中,物理蒸鍍法所需的真空度較高,為10-2~ 10-3 Pa,溫度較高,涂層厚度可達(dá)到40~50nm,顏色淺黃,原材料利用率在25%左右,目前這種工藝的速度可達(dá)到500m/min;化學(xué)蒸鍍法所需真空度為2 Pa左右,涂層厚度15~30nm,明亮透明,原材料利用率大于或等于5%,阻隔性能高于物理蒸鍍法,生產(chǎn)速度較慢,只能達(dá)到90~300m/min。近年來(lái),國(guó)外對(duì)等離子氣體強(qiáng)化化學(xué)蒸鍍法進(jìn)行了較為深入的研究,雖然這種生產(chǎn)工藝設(shè)備投資較大,但原材料利用率高,產(chǎn)品性能好,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看應(yīng)該是發(fā)展趨勢(shì)。
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