易元鋒

(貴州勁嘉新型包裝材料有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550009)

轉(zhuǎn)移法真空鍍鋁紙的生產(chǎn)及質(zhì)量控制

易元鋒

(貴州勁嘉新型包裝材料有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550009)

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

真空鍍鋁紙；性能要求；質(zhì)量控制；檢測(cè)

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(lái)越廣泛地應(yīng)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(biāo)簽上的應(yīng)用，結(jié)合激光全息技術(shù)的應(yīng)用，真空鍍鋁紙市場(chǎng)前景非常樂(lè)觀。然而針對(duì)真空鍍鋁紙材料的特殊性，控制好原材料的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝技術(shù)，才能更好地保證鍍鋁紙產(chǎn)品的整體質(zhì)量，滿足產(chǎn)品的印刷、包裝性能和質(zhì)量要求。因此本文結(jié)合真空鍍鋁紙的實(shí)際生產(chǎn)情況探析其生產(chǎn)工藝及質(zhì)量控制詳情。

1 轉(zhuǎn)移法真空鍍鋁紙簡(jiǎn)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(zhuǎn)移法（膜面鍍鋁）兩種[1]。其中轉(zhuǎn)移法因與直接法相比具有更多的優(yōu)點(diǎn)而深受印刷與包裝企業(yè)的青睞。轉(zhuǎn)移法大多是以PET、BOPP薄膜為基材，經(jīng)過(guò)涂布分離層、上色、真空鍍鋁、涂布膠粘層、熱壓復(fù)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(jié)合并轉(zhuǎn)移的方法，轉(zhuǎn)移法生產(chǎn)鍍鋁紙（以下簡(jiǎn)稱鍍鋁紙）工藝現(xiàn)在已經(jīng)是一種應(yīng)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(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)，并且要求鍍鋁紙鋁層對(duì)紙附著牢固。因此，被鍍基材應(yīng)具備以下特點(diǎn)：

（1）基材應(yīng)具有良好的耐熱性，能耐真空蒸鍍過(guò)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(dāng)，對(duì)蒸鍍層的粘接性良好，對(duì)于非極性材料(如PP、PE等)，蒸鍍前應(yīng)對(duì)基材表面進(jìn)行相應(yīng)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(guò)多的揮發(fā)性物質(zhì)；蒸鍍前需對(duì)吸濕性大的基材進(jìn)行干燥處理, 控制基材含水量少于0.1 %。

熔點(diǎn)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(zhuǎn)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(jié)合，缺乏作用能較強(qiáng)的取向力，而主要依靠比較弱的誘導(dǎo)力及色散力，因此它們間的附著牢度是相當(dāng)?shù)偷摹Ｒ鰪?qiáng)分子間的附著力，需選取適當(dāng)?shù)乃芰媳∧?，或者通過(guò)對(duì)塑料薄膜的表面處理，使其表面分子具有較強(qiáng)的極性甚至帶有含氫的官能團(tuán)，使塑料薄膜的表面和鍍鋁層之間有可能通過(guò)較大的取向力乃至氫鍵結(jié)合，將大幅度提高鍍鋁層的結(jié)合牢度。

2.2 真空鍍鋁基紙

真空鍍鋁紙的加工過(guò)程中，基紙的性能對(duì)鍍鋁紙質(zhì)量有著非常關(guān)鍵的影響，對(duì)包裝印刷業(yè)，尤其是高檔煙包行業(yè)而言，鍍鋁轉(zhuǎn)移煙卡對(duì)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(yè)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(guān)系到印刷流程和高速煙包包裝設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，也對(duì)印刷質(zhì)量、速度的提高有著重要的影響。我公司使用的225±5g轉(zhuǎn)移專用涂布紙，紙張厚度需控制在0.29±0.01mm。

同時(shí)鋁箔轉(zhuǎn)剝到紙面時(shí)紙張纖維的紋理也會(huì)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(qiáng)調(diào)的要素之一。另外，嚴(yán)格控制紙張含水量也很重要，若紙張含水量過(guò)大，鍍鋁工藝中極易造成卷曲，含水量不均還會(huì)導(dǎo)致印后模壓、模切故障，從而影響包裝的成品率和質(zhì)量[6]。因此需要嚴(yán)格控制基紙含水量，生產(chǎn)前應(yīng)提前12小時(shí)將紙張拉進(jìn)作業(yè)環(huán)境與車間溫濕度調(diào)勻，保證實(shí)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(zhuǎn)移層涂料（也叫剝離層涂料），結(jié)合層涂料，信息層涂料。

（1）空鍍鋁紙基膜轉(zhuǎn)移層涂料（剝離層涂料）

轉(zhuǎn)移層涂料在轉(zhuǎn)鍍到紙張表面后，實(shí)際成了鍍鋁紙的最外層，因此轉(zhuǎn)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(jī)械加工性能、耐磨擦性，又因轉(zhuǎn)鍍后轉(zhuǎn)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(gòu)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(jī)作業(yè)時(shí)需要添加正丙酯、乙醇開(kāi)稀，粘度調(diào)節(jié)至35±3秒，用甲醚調(diào)節(jié)干燥速度，一般原材料：溶劑=5:1。

（2）真空鍍鋁紙基膜結(jié)合層涂料

結(jié)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(jié)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(fù)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(duì)鐳射效果影響很大。另外，涂料樹(shù)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(shù)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(diào)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(zhì)量控制及檢測(cè)

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(duì)PET基膜或BOPP基膜進(jìn)行底涂涂層的涂布處理是一至關(guān)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(gè)環(huán)節(jié)，而在實(shí)際生產(chǎn)中，由于其涂層厚度只有幾個(gè)微米，非常難以用常規(guī)手段檢測(cè)出來(lái)。筆者在實(shí)際生產(chǎn)中，摸索出了一套檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，可以通過(guò)對(duì)薄膜涂層的涂料干涂量進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)進(jìn)行涂布工序質(zhì)量控制,其操作方法如下：

第一步：制作1臺(tái)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(tái)裁切邊長(zhǎng)為0.1m的正方形取樣器。檢測(cè)時(shí)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(jìn)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(duì)人體皮膚有很強(qiáng)的腐蝕性，因此工人操作時(shí)候需要戴橡膠手套。

第四步：將洗滌干凈的薄膜送入烘箱進(jìn)行烘干。將烘箱設(shè)置到60-80℃，并開(kāi)啟熱風(fēng)，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(cè)量樣品膜重量。

第六步：計(jì)算。根據(jù)樣品清洗前后測(cè)量值，可以計(jì)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(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，我們?cè)谶M(jìn)行PET真空鍍鋁轉(zhuǎn)移膜生產(chǎn)涂布時(shí)，需要將其涂層厚度（干涂量）控制在1.35±0.1g/m2范圍內(nèi)，才能獲得最佳的轉(zhuǎn)移效果。

3.2 真空蒸鍍層質(zhì)量控制及檢測(cè)

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(duì)以上性能具有直接的影響，鍍鋁層過(guò)薄，容易造成劃傷，增加印品的廢品率，過(guò)厚則會(huì)造成金屬材3料浪費(fèi)，所以鍍鋁層的厚度測(cè)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(guò)控制鋁絲的送料速度來(lái)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(guò)光密度法表征，用透光鏡測(cè)量，用透射密度來(lái)表示，即光學(xué)密度OD＝lg（入射光/透射光）或OD=lg（1/透光率），光學(xué)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(cè)方法有定性（膠帶檢測(cè)法）和定量檢測(cè)兩種。定性是將長(zhǎng)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(cè)鍍鋁層被剝離的面積，剝離面積小于10%為一級(jí)、小于30%為二級(jí)、大于30%為三級(jí)[8]。但通常此法只適合于一般的定性檢測(cè)，當(dāng)鍍鋁層的附著牢度超過(guò)膠帶的粘結(jié)力，則不能分辨鍍鋁層附著牢度的差異。定量檢測(cè)方法即在規(guī)定的時(shí)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(jìn)行熱封，將樣品裁成15mm寬的測(cè)試樣，在拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行剝離試驗(yàn)，以剝離力的大小和鍍鋁層被剝離的面積來(lái)表征附著牢度。

3.3 真空鍍鋁常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法

真空鍍鋁紙生產(chǎn)工藝復(fù)雜，影響因素眾多，只有嚴(yán)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(zhì)量上承的鍍鋁紙。下面就主要的鍍鋁紙生產(chǎn)常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題做出分析。

（1）針狀孔洞 對(duì)著燈光觀察時(shí)出現(xiàn)針孔狀小洞，過(guò)多的針孔會(huì)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(guò)2-3個(gè)/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(nèi)鋁液外溢到銅接頭處造成蒸發(fā)舟短路，導(dǎo)致鋁液濺射；

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

④ 真空室內(nèi)不夠清潔，導(dǎo)致雜質(zhì)飛濺，需對(duì)真空室內(nèi)各裝置進(jìn)行清潔。

（2）鍍空線（軌道線）在纏繞式真空鍍鋁機(jī)蒸鍍較軟的基材如CPP、PE等薄膜時(shí)，基膜在蒸鍍區(qū)卷繞機(jī)構(gòu)的各部分存在皺褶，則疊在里層的基膜會(huì)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(zhì)、形變，卷繞輥之間的平行度，彎輥的角度，張力的調(diào)整，拱高、寬幅等因素都會(huì)對(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中被隔板或?qū)л伾系漠愇飺p傷造成，又或者是蒸鍍機(jī)構(gòu)軸承不靈活，失速造成。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著真空鍍鋁紙?jiān)谑袌?chǎng)上產(chǎn)生的效益越來(lái)越高，質(zhì)量要求也越來(lái)越嚴(yán)格，而對(duì)其生產(chǎn)成本要求卻是越來(lái)越低，因此結(jié)合各種高新技術(shù)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)控制好真空鍍鋁紙生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，將是真空鍍鋁紙未來(lái)的發(fā)展方向，也是真空鍍鋁紙生產(chǎn)企業(yè)的奮斗目標(biāo)。

[1]楚高利，成剛虎. 真空鍍鋁紙的制作及膠印工藝研究[J]. 包裝工程,2007,28(5):179-181.

[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(biāo)膠印工藝研究[J]. 包裝與食品機(jī)械,2013,31(2):52-55.

[4]韓祥龍. 煙包真空鍍鋁紙凹印工藝與質(zhì)量控制[J].印刷技術(shù),2012,(3):23-26.

[5]郭向飛，葛驚寰. 淺談?wù)婵斟冧X紙生產(chǎn)工藝流程中的質(zhì)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(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化,2013,(10):44-48.

[7]董海普. 煙包中轉(zhuǎn)移鍍鋁紙與轉(zhuǎn)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(shù)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(shù)中心主任。E-mail:383289003@qq.com.

2017-01-23