功能性包裝膜論略(四)

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，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蒸鍍薄膜領域，因為無色透明，加工時阻隔性降低少，得到了應用。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)應用。ェコシア－ルVE500、VE100經(jīng)印刷、復合以及扭結(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)