轉移法真空鍍鋁紙的生產(chǎn)及質量控制

易元鋒

(貴州勁嘉新型包裝材料有限公司，貴州 貴陽 550009)

轉移法真空鍍鋁紙的生產(chǎn)及質量控制

易元鋒

(貴州勁嘉新型包裝材料有限公司，貴州 貴陽 550009)

作為一種綠色包裝材料，真空鍍鋁紙因其優(yōu)良的應用性能得到了消費者的青睞，其質量控制得到包裝業(yè)界的重視。結合真空鍍鋁紙的實際生產(chǎn)情況分析了轉移法真空鍍鋁紙生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)材料性能要求，并對鍍鋁紙各生產(chǎn)環(huán)節(jié)質量控制及檢測提出了相應的解決辦法。

真空鍍鋁紙；性能要求；質量控制；檢測

作為一種新型的綠色包裝材料，真空鍍鋁紙因其具有卓越的印刷穩(wěn)定性、可降解性、高阻隔性、防偽性、平整性、柔韌性以及高貴美觀的金屬光澤性等特性，現(xiàn)已在印刷與包裝業(yè)界得到了越來越廣泛地應用，如在高檔禮品盒、煙酒盒、電子產(chǎn)品、化妝品及其他藥品、食品標簽上的應用，結合激光全息技術的應用，真空鍍鋁紙市場前景非常樂觀。然而針對真空鍍鋁紙材料的特殊性，控制好原材料的質量和生產(chǎn)工藝技術，才能更好地保證鍍鋁紙產(chǎn)品的整體質量，滿足產(chǎn)品的印刷、包裝性能和質量要求。因此本文結合真空鍍鋁紙的實際生產(chǎn)情況探析其生產(chǎn)工藝及質量控制詳情。

1 轉移法真空鍍鋁紙簡介

真空鍍鋁紙按其生產(chǎn)工藝可分為直接法（紙面鍍鋁）和轉移法（膜面鍍鋁）兩種[1]。其中轉移法因與直接法相比具有更多的優(yōu)點而深受印刷與包裝企業(yè)的青睞。轉移法大多是以PET、BOPP薄膜為基材，經(jīng)過涂布分離層、上色、真空鍍鋁、涂布膠粘層、熱壓復合、分離等生產(chǎn)工序，使具有金屬光澤的噴鋁分子層與紙或紙板在膠粘作用下相結合并轉移的方法，轉移法生產(chǎn)鍍鋁紙（以下簡稱鍍鋁紙）工藝現(xiàn)在已經(jīng)是一種應用較成熟的鍍鋁紙生產(chǎn)工藝[2,3]。其工藝流程如圖1所示。

圖1 轉移法鍍鋁紙生產(chǎn)工藝流程

2 真空鍍鋁紙材料的性能要求

2.1 被鍍薄膜基材

由于真空鍍鋁要在高溫、高真空狀態(tài)下才能得實現(xiàn)，并且要求鍍鋁紙鋁層對紙附著牢固。因此，被鍍基材應具備以下特點：

（1）基材應具有良好的耐熱性，能耐真空蒸鍍過程中的輻射熱及冷凝潛熱。

（2）基材表面光滑、平整、厚度均勻，挺度和摩擦系數(shù)適當，對蒸鍍層的粘接性良好，對于非極性材料(如PP、PE等)，蒸鍍前應對基材表面進行相應處理，如電暈處理或涂布粘合層等，以提高鍍層的附著牢度，使之表面張力大于38-42Dyn/cm2或具有良好的粘合性。

（3）要求薄膜基材上不能產(chǎn)生過多的揮發(fā)性物質；蒸鍍前需對吸濕性大的基材進行干燥處理, 控制基材含水量少于0.1 %。

熔點較高的聚丙烯膜（CPP、BOPP、IPP），聚酯膜（PET）、聚酰胺膜（PA）、聚乙烯膜（PE）、玻璃紙（PT）等薄膜是幾種常用的鍍鋁基材，其中前三種基材生產(chǎn)的鍍鋁薄膜，能滿足轉移法鍍鋁紙的性能要求，被廣泛用作包裝印刷和電化鋁燙印材料。另外，塑料薄膜(特別是非極性的塑料薄膜)與鋁層之間的結合，缺乏作用能較強的取向力，而主要依靠比較弱的誘導力及色散力，因此它們間的附著牢度是相當?shù)偷摹Ｒ鰪姺肿娱g的附著力，需選取適當?shù)乃芰媳∧?，或者通過對塑料薄膜的表面處理，使其表面分子具有較強的極性甚至帶有含氫的官能團，使塑料薄膜的表面和鍍鋁層之間有可能通過較大的取向力乃至氫鍵結合，將大幅度提高鍍鋁層的結合牢度。

2.2 真空鍍鋁基紙

真空鍍鋁紙的加工過程中，基紙的性能對鍍鋁紙質量有著非常關鍵的影響，對包裝印刷業(yè)，尤其是高檔煙包行業(yè)而言，鍍鋁轉移煙卡對底紙的緊度、厚度均勻性、平滑度、含水量有很高的要求[4,5]。較高的緊度，可以提高紙頁抗膠液滲透能力，保證鍍鋁前涂布操作效果。均勻的厚度不僅關系到印刷流程和高速煙包包裝設備的運轉效率，也對印刷質量、速度的提高有著重要的影響。我公司使用的225±5g轉移專用涂布紙，紙張厚度需控制在0.29±0.01mm。

同時鋁箔轉剝到紙面時紙張纖維的紋理也會被大量折射，影響鍍鋁膜表面的光澤，因此保證底紙材料表面高平滑度也是需要強調的要素之一。另外，嚴格控制紙張含水量也很重要，若紙張含水量過大，鍍鋁工藝中極易造成卷曲，含水量不均還會導致印后模壓、模切故障，從而影響包裝的成品率和質量[6]。因此需要嚴格控制基紙含水量，生產(chǎn)前應提前12小時將紙張拉進作業(yè)環(huán)境與車間溫濕度調勻，保證實際生產(chǎn)中紙基含水量控制在6.5±1.5%。

2.3 真空鍍鋁紙基膜涂料

鍍鋁紙基膜涂層主要有三層組成，即轉移層涂料（也叫剝離層涂料），結合層涂料，信息層涂料。

（1）空鍍鋁紙基膜轉移層涂料（剝離層涂料）

轉移層涂料在轉鍍到紙張表面后，實際成了鍍鋁紙的最外層，因此轉移層涂料不僅要具有優(yōu)秀的可剝離性，還需具備好的耐溶劑性、良好的印刷適性和機械加工性能、耐磨擦性，又因轉鍍后轉移層涂料在鋁層之上的最外層，它的光亮度和透明性直接影響鍍鋁紙的金屬光澤。

本公司主要采用“汕頭昌豐”公司提供的涂料，其主要構成為離型涂料、丙烯酸、溶劑等，其中材料固含量＞17%，原料出廠粘度約45秒，上機作業(yè)時需要添加正丙酯、乙醇開稀，粘度調節(jié)至35±3秒，用甲醚調節(jié)干燥速度，一般原材料：溶劑=5:1。

（2）真空鍍鋁紙基膜結合層涂料

結合層涂料是鋁分子與紙基附著的載體，因此，它要與鋁分子和紙基之間有良好的結合力，并且還要有良好的流平性和透明性，涂層均勻、平整、透明才能制備光亮度好的鍍鋁紙。

（3）真空鍍鋁紙基膜信息層涂料

信息層涂料是激光鐳射圖案的載體，要求涂料有好的流平性、高的透明性。好的流平性可以保證模壓復制全息圖案的完整性，高的透明性可以保證鐳射的光澤度和光亮度，對鐳射效果影響很大。另外，涂料樹脂的玻璃化溫度與分解溫度要具備一定的溫差[7]。因所有的模壓都在玻璃態(tài)以上完成，只有樹脂分解溫度與玻璃化溫度具備一定的溫差，才有利于合理調控模壓溫度，這也是生產(chǎn)出性能優(yōu)異全息圖案的保證。

3 真空鍍鋁紙質量控制及檢測

3.1 塑料基膜底涂涂層的涂布

在真空鍍鋁紙的生產(chǎn)工藝流程中，對PET基膜或BOPP基膜進行底涂涂層的涂布處理是一至關重要的步驟，它直接影響到后期的作業(yè)效果，如鍍鋁層的平滑度、鍍鋁層從基膜的剝離程度等。因此控制好基膜底涂涂層的厚度是真空鍍鋁紙生產(chǎn)工藝中非常重要的一個環(huán)節(jié)，而在實際生產(chǎn)中，由于其涂層厚度只有幾個微米，非常難以用常規(guī)手段檢測出來。筆者在實際生產(chǎn)中，摸索出了一套檢測經(jīng)驗，可以通過對薄膜涂層的涂料干涂量進行檢測，來進行涂布工序質量控制,其操作方法如下：

第一步：制作1臺面積為0.01m2的取樣器。取樣器可以為圓形，也可以為正方形。由于制作精度方面的因素，筆者單位選擇的是自制一臺裁切邊長為0.1m的正方形取樣器。檢測時將涂布膜攤平放入切刀下面，下壓取樣器，即可截取得一塊面積為0.01m2的涂布薄膜樣品。

第二步：用高精度電子天平進行稱重。

第三步：用乙酯將薄膜上的涂料洗滌干凈。一般生產(chǎn)都是以水性涂料為主，極易溶解于乙酯溶劑中，并且乙酯揮發(fā)快，容易干燥。乙酯對人體皮膚有很強的腐蝕性，因此工人操作時候需要戴橡膠手套。

第四步：將洗滌干凈的薄膜送入烘箱進行烘干。將烘箱設置到60-80℃，并開啟熱風，洗滌后的樣品只需要干燥30-60秒即可。

第五步：按步驟二的操作要求再次測量樣品膜重量。

第六步：計算。根據(jù)樣品清洗前后測量值，可以計算出其干涂量，公式為：

（稱量前-稱量后）/試樣面積=干涂量（g/m2）

根據(jù)筆者所在單位實際生產(chǎn)經(jīng)驗，我們在進行PET真空鍍鋁轉移膜生產(chǎn)涂布時，需要將其涂層厚度（干涂量）控制在1.35±0.1g/m2范圍內，才能獲得最佳的轉移效果。

3.2 真空蒸鍍層質量控制及檢測

3.2.1 鍍鋁層的厚度 真空鍍鋁膜常被用于阻隔性、遮光性包裝，鍍鋁層的厚度將對以上性能具有直接的影響，鍍鋁層過薄，容易造成劃傷，增加印品的廢品率，過厚則會造成金屬材3料浪費，所以鍍鋁層的厚度測量及厚度控制非常重要。本公司真空鍍鋁，采用1000±50℃溫度，鍍鋁基膜生產(chǎn)速度350m/min的條件，通過控制鋁絲的送料速度來控制鋁絲攝入總量，鋁絲蒸發(fā)后高溫真空爐里的鋁粉濃度決定鋁層厚度。按直徑1.5mm的鋁絲生產(chǎn)，送絲速度為1300±50m/ min，鋁層厚度通過光密度法表征，用透光鏡測量，用透射密度來表示，即光學密度OD＝lg（入射光/透射光）或OD=lg（1/透光率），光學密度越大表示鍍鋁層越厚，本公司鍍鋁層厚度控制為1.8-1.9光密度，約合360-380埃。

3.2.2 鍍鋁層附著牢度 鍍鋁層附著牢度檢測方法有定性（膠帶檢測法）和定量檢測兩種。定性是將長15-20cm的3M Scotch膠帶（0.5-1inch寬）與鍍鋁薄膜的鍍鋁層貼合，壓緊，勻速剝離膠帶，觀測鍍鋁層被剝離的面積，剝離面積小于10%為一級、小于30%為二級、大于30%為三級[8]。但通常此法只適合于一般的定性檢測，當鍍鋁層的附著牢度超過膠帶的粘結力，則不能分辨鍍鋁層附著牢度的差異。定量檢測方法即在規(guī)定的時間、壓力和溫度下，用厚度20-50μm，AA含量一般在9%左右的EAA薄膜與鍍鋁膜的鍍鋁層進行熱封，將樣品裁成15mm寬的測試樣，在拉力試驗機上進行剝離試驗，以剝離力的大小和鍍鋁層被剝離的面積來表征附著牢度。

3.3 真空鍍鋁常見問題及解決辦法

真空鍍鋁紙生產(chǎn)工藝復雜，影響因素眾多，只有嚴格控制各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)流程和生產(chǎn)原材料等，才能生產(chǎn)出質量上承的鍍鋁紙。下面就主要的鍍鋁紙生產(chǎn)常見質量問題做出分析。

（1）針狀孔洞 對著燈光觀察時出現(xiàn)針孔狀小洞，過多的針孔會造成薄膜阻隔性能的下降。一般情況下，鍍鋁薄膜的針孔數(shù)不能超過2-3個/m2。

產(chǎn)生針孔的原因可能有：

① 蒸發(fā)舟蒸發(fā)溫度控制不良，或者表面溫度不穩(wěn)定，造成鋁液發(fā)生濺射；

② 真空室內鋁液外溢到銅接頭處造成蒸發(fā)舟短路，導致鋁液濺射；

③ 送鋁速度過快蒸發(fā)舟內鋁料太滿，需降低送鋁速度，同時提高蒸發(fā)舟電流；

④ 真空室內不夠清潔，導致雜質飛濺，需對真空室內各裝置進行清潔。

（2）鍍空線（軌道線）在纏繞式真空鍍鋁機蒸鍍較軟的基材如CPP、PE等薄膜時，基膜在蒸鍍區(qū)卷繞機構的各部分存在皺褶，則疊在里層的基膜會出現(xiàn)鍍空的現(xiàn)象，表現(xiàn)為或斜向、或縱向的線條狀的淺白色或白色線條，這些線條區(qū)域被稱為鍍空線，基膜材質、形變，卷繞輥之間的平行度，彎輥的角度，張力的調整，拱高、寬幅等因素都會對鍍空線有較大影響。

（3）鍍鋁面刮傷（劃痕）表現(xiàn)為涂布層表面不平整，有明顯劃痕，燈光下呈線條狀，用粘性膠帶將鋁層粘掉，則劃痕在基膜上消失；產(chǎn)生的原因可能是鍍鋁薄膜在運轉過程中被隔板或導輥上的異物損傷造成，又或者是蒸鍍機構軸承不靈活，失速造成。

4 結語

隨著真空鍍鋁紙在市場上產(chǎn)生的效益越來越高，質量要求也越來越嚴格，而對其生產(chǎn)成本要求卻是越來越低，因此結合各種高新技術及生產(chǎn)經(jīng)驗控制好真空鍍鋁紙生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質量，將是真空鍍鋁紙未來的發(fā)展方向，也是真空鍍鋁紙生產(chǎn)企業(yè)的奮斗目標。

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[2]王翀. 真空鍍鋁紙的現(xiàn)狀分析[J].黑龍江造紙,2015,(1):30-31.

[3]胡維友. 真空鍍鋁啤酒標膠印工藝研究[J]. 包裝與食品機械,2013,31(2):52-55.

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[5]郭向飛，葛驚寰. 淺談真空鍍鋁紙生產(chǎn)工藝流程中的質量控制[J]. 廣東印刷,2014,(4):46-48.

[6]朱瑾. 淺析真空鍍鋁紙及其煙印適性[J]. 印刷質量與標準化,2013,(10):44-48.

[7]董海普. 煙包中轉移鍍鋁紙與轉移涂料[J].印刷雜志,2005,(6):27-29.

[8]喬永洛，黃霖，申亮. 真空鍍鋁紙面漆用水性丙烯酸樹脂的制備[J].涂料工業(yè),2014,44(4):45-48.

易元峰（1975-），男，貴州勁嘉新型包裝材料有限公司技術中心主任。E-mail:383289003@qq.com.

2017-01-23