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???? 大量的卷狀鍍膜材料正廣泛地應用于包裝。有些是由于外觀裝飾效果原因選用，有些是因為功能原因，因為通常沉積材料會給予基材很好的阻隔性能。在此領域，卷狀鍍膜材料的絕大多數用戶是采用電阻蒸發沉積方法把鋁沉積在塑料薄膜上。但是，近來對透明阻隔鍍膜已表現出極大的興趣。
???? 本文將評述在包裝工業使用卷狀鍍膜材料的用途、為什么使用這些材料的理由以及加工過程的經濟性，并分析未來發展趨勢。
???? 一、用途
???? 在包裝工業，幾乎已經普遍使用真空鍍膜卷材，采用電阻蒸發沉積過程把鋁蒸鍍至塑料薄膜和紙張基材。在日本，已經使用SiOx和Al2O3透明阻隔鍍膜。其他還有少量的使用特殊沉積。當然，這些和用電阻蒸發鍍鋁相比顯得微不足道了。
???? 同樣地，在包裝行業，幾乎所有使用的真空卷繞鍍膜材料是柔性基材（亦即薄膜和紙張）。有一些采用金屬化卡紙和半硬質材料，但是同樣地和使用柔性基材相比是微不足道的。
???? 在卷繞鍍紙方面，大多使用直接金屬化紙。但是，轉移金屬化紙和卡紙也有著一定的用量。轉移工藝特別適合于厚的卡紙或質量差的紙張的金屬化。對于厚的卡紙，由于只能把有限長度的紙卷放入金屬化蒸鍍設備中，這樣使得蒸鍍加工成本很高。對于直接鍍紙，通常需要在紙上涂布涂料和粘土以得到一個光亮的表面效果。對于轉移加工，成品的光澤度取決于轉移膜而不是紙張的平滑度，因此可以使用比較粗糙的低成本紙。
???? 在軟包裝中通常使用的各種基材在表1和2中列出。
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???? 在大多數應用中，金屬化薄膜和其他材料復合并通常印刷以構成一個最終的包裝。而金屬化紙在大多數情況都是單獨使用的。
???? 目前所用的金屬化基材以及復合物的應用在表3中列出。
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???? 現在有些金屬化包裝材料的應用和有關卷狀鍍膜的改變是顯著的，也是值得關注的。比如在美國用于香味密封的金屬化PET膜，現在出現于各種品牌的卷煙上。在歐洲，習慣用PET/鋁箔/PE復合材料來真空包裝磨碎的咖啡。基于環保要求已逐步地由VMPET/PE復合膜取代。在美國和世界其他地方，在卷煙包裝中同樣基于環保要求，金屬化紙在開始替代鋁箔/紙復合。
???? 二、使用原因
???? 在包裝中使用金屬化材料是由于裝飾和功能的原因。對于它們使用在裝飾用途的理由是顯而易見的。鍍鋁膜和鍍鋁紙光亮的表面給予包裝無比的貨架吸引力，這正是包裝設計者所長期關注的。在金屬化膜上印刷透明油墨給出了極明亮的效果，并給予產品包裝一個高質量的外形。現在全息模壓膜已應用于包裝，大量地作為標簽來增加視覺效果。同樣地模壓的金屬化紙在多方面進入了市場，應用于包裝及禮品包裝。在功能方面，大量使用金屬化材料是由于它們的阻隔性能，但是還有其他的功能用途如用作電子元件的防靜電包裝。
???? 對于阻隔包裝，四個方面的性能必須考慮：
???? 氣體阻隔性：通常用氧氣透過率表示，測量為CC/m2/24h。
???? 水汽透過率：用WVTR表示（也有表示為MVTR）, 測量為g/m2/24h。
???? 香味阻隔性：通常和氣體阻隔性等同。
???? 光線阻隔性：特別是在紫外光譜段。
???? 不同的食品和其他的包裝產品有不同的阻隔要求，可能需要上面提出的阻隔要求中的一項或幾項。
???? 金屬化薄膜的加工過程提高了此薄膜對氣體和水汽的阻隔性能，但不是給予最終的阻隔性，比如金屬化PET的阻隔性和金屬化PP就是不同的。但是對于光線的阻隔顯然直接取決于金屬鍍層的厚度，與基材無關。表4給出了一些常用包裝薄膜的透過率數據。
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???? 目前金屬化紙一般不提供任何的阻隔性能，當然光線阻隔是肯定的。在此方面正在進行一些研發，對包裝者具有吸引力。
???? 本文沒有詳細地討論卷狀鍍膜基材的阻隔性能或金屬化薄膜和紙的其他性能。簡要關注附著力和抗彎曲性這兩個在軟包裝中的重要參數。
???? 通常包含鍍鋁薄膜的包裝復合膜需要一個對應用有足夠的層間結合強度。但是在這樣的復合膜中的薄弱點是在鋁和聚合物的界面上，在包裝應用中這非常關鍵，在經過特別處理的聚合物表面金屬化可以改善層間結合強度，最近有消息說含有金屬化CPP的復合膜已經達到了極高的結合強度。
???? 在鋁層厚度為200~500時，金屬層足以可塑，金屬化薄膜將可經受彎曲而不顯著失去阻隔性，性能要比鋁箔好。雖然對于透明阻隔薄膜到現在為止有了點經驗，但是也有人認為對于750~1000的SiOX鍍層的彎曲龜裂性能是有問題的，對于AlOX的鍍膜，使用較薄的鍍層到200~500，可以減少此類材料彎曲龜裂的可能性。
???? 三、經濟性
???? 如上所述，現在用于包裝的絕大多數卷狀鍍膜材料是用蒸發鍍鋁的塑料薄膜和紙。這種金屬化加工過程是提供包裝裝飾效果或包裝材料阻隔性能非常經濟的方法。
???? 在今天包裝領域所用的卷繞鍍膜設備是高速運行的設備，典型的鍍膜速度達600m/min以上，高度自動化，鍍膜過程自動控制。設備的鍍膜寬度可超過4m。兩種典型基材鍍鋁的成本和產量數據在表5中給出。
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???? 注：以上數據按24h/天，7天/周運行計算。成本包括設備折舊以及所有的運行成本，但不包括基材。
???? 四、展望將來
???? 在考慮包裝工業用卷狀鍍膜材料新的發展時，必須完全了解用戶特別是食品公司的要求，意識到所有包裝產品增長的需求，包括膜卷鍍膜種類，并應盡可能環保。不清楚了解這兩個基本要求，卷繞鍍膜工業將處于危險的發展。
???? 1、設備和加工過程的發展
???? 設備的發展包括蒸鍍系統、控制系統、卷繞系統等，現在各設備制造廠家都正在進行中。電阻蒸發的改進，電子束蒸發，濺射和等離子體沉積技術都已有報道。
???? 由于基材薄膜變薄，使得材料有時更加熱敏感，基材的熱負荷成了限制卷繞鍍膜設備速度性能的顯著因素。對特別薄的薄膜和紙高質量地卷繞鍍膜的高速度卷繞系統現在已經問世。監測系統和閉環控制的發展已經顯著地改進了在高鍍膜速度和寬薄膜寬度時非常均勻的鍍層。
???? 2、透明阻隔薄膜
???? 近年來透明阻隔鍍膜得到了很大的關注。常規的鍍鋁材料和透明阻隔鍍層材料的比較在表6中給出。對于一些特別的用途，要求包裝內容可見或可微波加熱，并不需要光線阻隔時，透明阻隔薄膜有它的市場發展機會。這樣的例子是在日本市場上出現的貨架擺放穩定且可微波加熱的食品，另外是替代不環保的PVDC涂布PET以及其他用于MAP和CAP包裝蓋材薄膜。
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???? 由表6可見，氧化鋁鍍層具有和氧化硅鍍層類似的阻隔性能，并且有特殊的優點，可以和鍍鋁接近的線速度生產，因而在價格上僅比鍍鋁稍高。
???? 1、阻隔的金屬化紙
???? 這種產品目前還不存在。但是有關單位正在進行試驗生產這樣的產品。這是非常有意義的創新。紙張視為比薄膜更為環保的產品，盡管大量的鍍鋁紙用于包裝，除了阻隔光線外無疑是利用它的阻隔性能。一旦在這方面取得成功，和許多包裝采用的不環保的鋁箔和紙的復合膜相比有非常顯著的優點，從而進行替代，肯定會大大增加卷狀鍍鋁紙的用量。
???? 2、環境考慮
???? 軟包裝特別是塑料包裝已經受到政府和公眾大量的評論，壓力正在增加。由于各種原因，廢棄物焚燒是一種不能接受的方法。因此，對包裝材料驅動的環境力量首先是能源和資源效率高的材料，然后是可再生。
???? 表7給出了生產某些包裝材料所需的能源，展示出了卷繞鍍膜塑料薄膜的效率。
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???? 對于阻隔包裝，還沒有薄膜生產廠家開發出可以滿足許多食品包裝需求的高阻隔可熱封的單層聚合膜，因此大多數包裝薄膜都是復合物材料。
???? 不含真空卷繞鍍膜的復合物常常采用的材料是不能再生的復合材料，主要是含鋁箔的復合材料。復合材料紙/PE/鋁箔/PE理論上能再生，但現在所建議的處理過程很費錢，且本身在環保方面是不健全的。對于采用鍍鋁的真空卷繞鍍膜復合材料，在常規的鍍鋁膜情況，金屬層厚度比所用的塑料薄膜薄200倍（作為對比，鋁箔厚度和塑料薄膜是同一個數量級），因而整個復合材料在許多情況可以再生。現在在美國至少有一個生產VMPET/PE復合產品的供應商是在采用復合過程中的邊料和廢料碾碎后擠出的薄膜。這種PE薄膜可能至少包含20%的再生復合物（約5%的VMPET）。得到的薄膜是不透明的，但是在PE/VMPET/PE三層復合中作為外層使用， 在性能方面沒有任何明顯的降低。
???? 對于鍍鋁紙來說，產品再生目前已經得到了普遍的使用。此外相信前面所提到的新高阻隔鍍鋁紙將也是可以再生的。
???? 鍍氧化硅和氧化鋁的透明阻隔薄膜也可以采用和鍍鋁膜差不多的方法再生。當再生料用作擠出薄膜的用途時，由于沒有像印刷油墨等材料的污染，鍍氧化硅和氧化鋁膜再生料所生產的薄膜應該比鍍鋁膜相對透明。
???? 但是必須指出，除了卷繞鍍膜外確定包裝復合物再生能力的方向更加重要。決定性的方向是所用材料的性質和各種聚合物的相容性。比如PP和PP的復合膜是可以再生的，薄的PET和厚的PE復合膜也許也可以再生，PET、EVOH和PE的復合膜也許不能，含有紙和鋁箔或薄膜和鋁箔的復合物也不能。印刷油墨的量和型號以及所用的復合膠水也起著重要作用。表8給出了各種包裝材料再生能力的定性比較。
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???? 五、結論
???? 在包裝領域卷繞鍍膜是一個有活力及增長的工業產品。環境對于包裝的挑戰意味著對卷繞鍍膜的挑戰。但是，這種挑戰是一個巨大的機遇，極大地與卷繞鍍膜可以鍍極薄的鍍層而不妨礙所用材料的再生能力，又給予基材阻隔性能這個事實有關。的確，在一些例子中利用卷繞鍍膜可以使一些復合物例如具有高阻隔的鍍膜PP和印刷PP復合，從而替代那些包含不同材料的不理想復合膜。
???? 對于鍍鋁薄膜的一個危險來自于不知情的消費者，把鍍鋁膜和鋁箔混為一談，無知地指責鍍鋁材料。對于這一點，有關的行業協會應該多做宣傳普及教育公眾的工作。