蒸镀透明阻隔薄膜在包装上的应用分析(一)

2007/8/10 15:04:24

具有阻隔性的包装材料用基材，从来都是以铝箔为代表。但是如果要求透明性，铝箔就无法满足。因此透明性阻隔基材就成为一个开发方向。东洋油墨制造株会社等企业已开始探索利用真空蒸镀的方法来开发透明阻隔薄膜。需要透明阻隔性能的领域有食品包装、医药包装、电子材料等。本文着重叙述在食品包装领域的运用情况。　　勿用多言，防止内容物变质是包装的基本功能。为了满足这些要求的一部分或大部分，作为容器用基材，必须具有高阻氧性、阻水蒸气性、蒸煮杀菌处理耐性，还有电炉灶适性、透明性等要求。仅仅利用现有的包装基材进行组合，可以部分满足上述要求，但是要完全满足上述要求，仅靠现有材料是困难的。　　基于以上情况，下面概要叙述新基材即蒸镀透明阻隔薄膜的性质，并看它是否能满足上述要求。　　一、玻璃质蒸镀阻隔性薄膜　　作为包装容器，玻璃兼有透明性、阻氧性、耐蒸煮性及电炉灶适性。如果能够把玻璃薄膜化，涂在塑料薄膜上，玻璃就可以柔软，像蒸镀铝薄膜一样作为包装材料作用。　　但是实际上利用蒸镀的方法在塑料薄膜上形成玻璃薄膜会遇到很多困难。　　1．玻璃质的蒸镀　　这里所说的玻璃是指符合ASIM定义的“玻璃是熔体冷却后无结晶析出且可以固化的无机物质”。利用这种无机物质进行蒸镀而使其薄膜化。即使是无机物质，作为食品容器用基材使用时，自然而然对其种类有所限制。再考虑到经济性，到目前为止，能够使用且最为有效的是以非晶质无水硅酸为主体的玻璃质。　　2．蒸镀方法概要　　像SiO2那样的升华性物质进行蒸镀时，可以利用现有的蒸镀铝所用的高频诱导加热和电阻加热蒸镀装置加以适当改造，或者使用EB蒸镀中有代表性的高熔点材料用蒸发源。另外可以使用阴极蒸镀和离子镀等方法。实际上在进行工业蒸镀时采用哪种方式最好，仍是今后的一个大课题。　　二、氧化硅蒸镀薄膜的基本性质　　现有就氧化硅蒸镀薄膜的基本性质中的物理性质做一概述。东洋油墨制造（株）一般把氧化硅蒸镀薄膜称为GT薄膜。在本文中所使用的GT薄膜就是指氧化硅蒸镀薄膜。　　1．关于膜厚　　虽然说膜厚就是以长度单位表示的蒸镀层厚度，可实际进行测量却是一件困难的事。也就是说，蒸镀层并不是一个完整的整体，它比纯粹的该物质的密度要低。　　即使是蒸镀铝薄膜也是如此。蒸镀铝通常是测其导电性然后换算成膜厚。换算时为了得到必要的基准，因此必须使用某些方法来测定实际厚度；在重量分析法中，如果不知道蒸镀膜的外在密度，那就没有意义。由此可见膜厚测定的困难程度。本报告中以触针法所得结果作为基础。　　2．阻氧性与膜厚　　阻氧性当然随着膜厚的增加而增加。如图1所示，它与铝箔呈同一倾向。　　3．实用上的氧气阻隔性　　在实用的包装材料中，蒸镀薄膜一般不单独使用，而是与热封层复合后使用，这时复合膜具有很重要的实用阻氧性。　　一般情况下，为了推定高分子薄膜复合后的阻隔性，可以采用与并联电路总电阻相同的计算式进行近似计算。可是在很多情况下，蒸镀薄膜采用这样的计算式是不适合的。例如：氧气透过率为5ml/m2·24hr的蒸镀薄膜与2000ml/m2·24hr的聚乙烯薄膜复合后的综合氧气透过率为1．0ml/m2·24hr以下。这是因为在很多情况下蒸镀层存在微小的物理缺陷。我们可以通过层合而弥补。　　表1 蒸镀膜的光学折射率氧化物折射率1.SO 2.06-2.152.Si3O4 1.80-1.903.Si2O3 1.654-1.6584.SiO2 1.425-1.5945．蒸镀膜 1.66-1.80

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