青州市中拓镀膜机械科技有限公司

真空镀铝机生产厂家讲解镀铝技术及应用

2021-08-23 09:37:24

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真空镀铝机生产厂家讲解镀铝技术及应用



真空镀铝机说白了就是通过真空镀铝工艺将高纯度的铝丝在高温(1100~1200℃)下蒸发成气态,之后塑料薄膜经过真空蒸发室时,气态的铝分子沉淀到塑料薄膜表面而形成光亮金属色彩的薄膜。塑料薄膜在铝达到熔点时会变形

试想铝熔化需要370℃以上,蒸发则需要加热达到1400℃以上,

耐高温最高的BOPET薄膜只能瞬间耐温180℃,

BOPP薄膜极限热变形温度是120℃,

而CPVC薄膜在70℃就变形。

那么高的温度薄膜都熔融、变形了,那样薄膜上附着的油墨就不存在了,所以根本谈不到油墨的变色问题。

再者塑料印刷油墨中,耐高温最高蒸煮型油墨,也只能耐120 ℃左右。

能耐焊锡熔化液那么高温度的电子油墨,也经受不了铝水的高温。

 

真空镀铝机有效隔绝了铝蒸发时产生的高温

真空镀铝机的真空工作室分上下两部分,下部(铝蒸发室)将高纯铝锭(含量99.99%)或高纯铝丝、钛铝丝熔化蒸发。熔化加热的方式有两种(电流高频加热和电弧融化),高纯铝锭是电流高频加热熔融的,钛铝丝和高纯铝丝则是电弧熔化的。

铝锭坩埚式镀铝的特点是镀铝层均匀、光亮度高、镀铝层厚实,较铝丝电弧式加工成本高。铝丝电弧式镀铝的特点是吐铝丝的快慢、电流大小都会影响到镀铝层的均匀和厚度,而且容易产生铝飞溅(钛铝丝镀出来的铝膜,光亮度较差且发黄色)。

 

铝蒸发后经挡铝板升至镀铝机的上部(蒸镀铝室),通过骤然冷却将铝凝结在卷取行进中的塑料薄膜上(薄膜卷取速度直接影响到镀铝层的厚度)。蒸发铝室的温度一般都不会超过50℃,因而连耐温70℃的CPVC(聚氯乙烯)塑料薄膜都不会变形,所以根本就不存在塑料薄膜遇热变形和油墨不耐高温而变色的问题。

镀铝膜既具有塑料薄膜的特性,又在某种程度上替代了铝箔,起到提高产品档次的作用,而且相对而言成本较低,所以,在饼干、休闲食品的包装方面应用甚广。但在生产过程中,常常会发生镀铝层转移的问题,从而导致复合膜的层简剥离强度降低,使产品性能下降,严重的甚至会影响包装内容物的质量。镀铝层转移的原因有哪些?在复合工艺的操作当中,该注意些什么?

为何镀铝层容易脱层?

目前使用最多的镀铝膜有CPP镀铝膜的PET镀铝膜两种,相应的复合膜结构则有OPP/CPP镀铝,PET/CPP镀铝,PET/PET铝等几种。在实际应用当中,最容易出问题的是PET复合PET镀铝。

分析其中的原因,主要是作为镀铝的基材,CPP与PET在拉伸性能方面存在很大差别,PET的刚性较大,一旦与同样也有极大刚性的材料进行复合,在胶膜固化成型的过程中,由于有内聚力的存在,很容易造成对镀铝层的附着性的破坏,从而使镀铝层发生迁移。另外,胶液本身的渗透作用对其也有一定影响。

在复合工艺操作时的注意事项:

对此,在复合工艺的操作当中,须注意以下几方面:

(1)选用合适的胶粘剂。在复合镀铝膜时,注意不要使用粘度太低的胶粘剂,因为低粘度的粘合剂分子量小,分子间的作用力较弱,分子的活性因而比较强,易于透过薄膜的镀铝层破坏其附着于基材的强度。

(2)增强胶膜的柔软性。具体的方法是在配工作胶液时,减少固化剂的用量,使主剂与固化剂的交联反应程度有所降低,从而减少了胶膜的脆性,使其保持良好的柔韧度和伸展性,有利于控制镀铝层的转移。

(3)上胶量要适当。上胶量过小,无疑会造成复合牢度较小,容易剥离;但上胶量太大的话也不好,首先是不经济,其次,涂布的胶量大,固化时间长,对镀铝层的渗透作用就强。所以应该选择一个合理的上胶量。

(4)控制好张力。在镀铝放卷时,张力须控制好,勿太大。原因是镀铝膜在张力作用下会拉伸,产生弹性形变。其镀铝层相应地容易松动,附着力也相对减小了。

(5)熟化速度。原则上应提高熟化的温度,加快熟化速度,从而使粘合剂分子快速固化,减少渗透破坏作用。

产生镀铝转移的主要原因:

(1)胶水内应力的原因

双组份粘合剂在高温熟化过程中,主剂与固化剂快速相互交联产生的内应力造成镀铝转移。这个原因可以用一个简单的实验证明:如果将复合好的镀铝膜不进熟化室,在常温下熟化(需要数天的时间才能完全固化,没有实际生产意义,仅仅是实验),或在常温下熟化数小时后再进熟化室熟化,镀铝转移现象都会大幅度缓解或消除。

我们发现,用50%固含量的粘合剂,既低固含量的粘合剂去复合镀铝膜,转移现象也会好很多。这正是因为低固含量的粘合剂在交联过程中,形成的网状结构没有高固含粘合剂形成的网状结构致密,产生的内应力不那么均匀,不足以密集地均匀作用在镀铝层上,从而缓解或消除了镀铝转移现象。

一般的镀铝专用胶除去主剂与普通粘合剂的主剂略有不同外,固化剂一般也比普通粘合剂要少,这里也有减少或缓解固化过程中粘合剂交联产生内应力的目的,以减少镀铝层的转移。所以我个人认为"采取高温快速固化的方式来解决镀铝层转移"这个方法是不可行的,反而会适得其反。现在很多厂家在复合镀铝膜时都采用了水性粘合剂,从水胶的结构特性来看,也可以佐证。

(2)薄膜拉伸变形的原因

镀铝转移的另一种比较明显的现象,一般出在三层复合上,尤其是PET//VMPET//PE这种结构。一般我们是先复合PET//VMPET。在这层复合时,镀铝层一般是不转移的。只有在复合了第三层PE后,镀铝层才发生转移。通过实验我们发现,在剥离三层复合好的样品时,如果给样品施加一定的张力(就是人为的把样品拉紧),镀铝层也不会转移,而一旦去掉张力,镀铝层就会马上转移。这说明PE膜的收缩变形,产生了类似于粘合剂固化过程中所产生的内应力的作用。故复合这类三层结构的产品时,应该尽量减少PE膜的拉伸变形,来减少或消除镀铝转移的现象。

镀铝转移的主要原因还是薄膜变形,次要原因才是粘合剂。同时,镀铝结构最怕水,哪怕是有一滴水渗透到镀铝膜复合层,都会产生严重的脱层。

镀铝薄膜通常应用于具有阻隔性或遮光性要求的包装上使用,因此,镀铝层的厚度和表面状况以及附着牢度的大小将直接影响其上述性能。镀铝膜的检验主要体现在厚度、镀铝层牢度和镀铝层的表面状况等方面。

1、镀铝层厚度测量由于真空镀铝薄膜上的镀铝层非常薄,因此不能用常规的器检测其厚度,常用的检测方法有:电阻法电阻法是利用欧姆定律来对镀铝层的厚度进行测量,根据欧姆定律R=ρ×L/S单位面积镀铝薄膜的电阻值越小,其镀铝层的厚度越厚,反之则越薄。电阻法检测镀铝层的厚度用表面电阻来表示,单位是Ω/□,数值越大说明镀铝层厚度越薄,一般真空镀铝薄膜的表面电阻值为1.0-2.5Ω/□,国家标准GB/T 15717-1995《真空金属镀层厚度测试方法 电阻法》对这一方法进行了详细的规定。光密度法光密度(OD)定义为材料遮光能力的表征。它用透光镜测量。光密度没有量纲单位,是一个对数值,通常仅对镀铝薄膜和珠光膜进行光密度测量。光密度是入射光与透射光比值的对数或者说是光线透过率倒数的对数。计算公式为OD=log10(入射光/透射光)或OD=log10(1/透光率)通常镀铝膜的光密度值为1-3(即光线透过率为10%-0.1%),数值越大镀铝层越厚,美国国家标准局的ANSI/NAPM IT2.19对试验条件做了详细规定。OD值、方阻值和铝层厚度对照表

OPITICAL DENSITY/光密度OD值 RESISTIVITY/电阻值Ohm/Square 方阻值 AL THICKNESS/铝层厚度Å 埃

1.6 3 320

1.8 2.7 360

2.0 2.35 400

2.2 2.05 440

2.4 1.8 480

2.6 1.55 520

2.8 1.3 560

3.0 1.0 600

2、镀铝层附着牢度的检测镀铝层牢度通常的检测方法是胶带检测法,即将长15-20cm ,宽0.5-1 inch的3M Scotch胶带贴合在镀铝薄膜的镀铝层上并将其压平,然后以均匀的速度将胶带剥离,观察并估计镀铝层被剥离的面积,面积小于10%为一级、小于30%为二级、大于30%为三级。胶带检测法只是一种定性的检测方法,只适合于一般的定性比较,如果镀铝层的附着牢度超过胶带的粘结力,则分别不出镀铝层附着牢度的差别。现在常用的定量检测方法是在一定的温度、压力和时间下,用EAA薄膜(厚度20-50um,AA含量一般在9%左右)与镀铝膜的镀铝层进行热封,将热封后的样品裁成15mm宽,在拉力试验机上进行剥离试验,观察并记录剥离力的大小以及镀铝层被剥离的面积。

3、外观检验镀铝主要包括如下方面的内容:(1)针孔(溅射点) 镀铝时如蒸发舟的温度控制不良或送丝点的位置不好等情况会造成铝液发生溅射,如溅射的铝液达到薄膜上会在薄膜上形成小的针孔,镀铝薄膜上的针孔过多会造成薄膜阻隔性能的下降。一般情况下允许镀铝薄膜的针孔数量为2-3个/m2。(2)镀空线(轨道线) 用缠绕式真空镀铝机生产镀铝薄膜时,如基材薄膜在蒸镀区有皱折,则折叠在里面的薄膜就不会有铝层附着,从而在镀铝薄膜上形成线状的铝层较浅的区域被称为镀空线。镀空线主要在CPP、PE等性质较软的基材薄膜上产生。


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