工藝技術(shù)真空蒸鍍金屬薄膜工藝

1、真空蒸鍍金屬薄膜工藝一、概述真空蒸鍍金屬薄膜是在真空條件下， 將金屬蒸鍍?cè)诒∧せ牡谋?面而形成復(fù)合薄膜的一種新工藝。被鍍金屬材料可以是金、銀、銅、 鋅、鉻、鋁等，其中用的最多的是鋁。在塑料薄膜或紙張表面（單面 或雙面）鍍上一層極薄的金屬鋁即成為鍍鋁薄膜， 它廣泛地用來代替 鋁箔復(fù)合材料如鋁箔 / 塑料、鋁箔/ 紙等使用。鍍鋁薄膜與鋁箔復(fù)合材 料相比具有以下特點(diǎn)：（1）大大減少了用鋁量，節(jié)省了能源和材料，降低了成本，復(fù) 合用鋁箔厚度多為78pm,而鍍鋁薄膜的鋁層厚度約為0.05nm左右, 其耗鋁量約為鋁箔的1/1401/180,且生產(chǎn)速度可高達(dá)450m/min。（2）具有優(yōu)良的耐折性和良好的韌

2、性,很少出現(xiàn)針孔和裂口, 無揉曲龜裂現(xiàn)象, 因此對(duì)氣體、 水蒸汽、氣味、光線等的阻隔性提高。（3）具有極佳的金屬光澤,光反射率可達(dá) 97%；且可以通過涂 料處理形成彩色膜,其裝潢效果是鋁箔所不及的。（4）可采用屏蔽式進(jìn)行部分鍍鋁,以獲得任意圖案或透明窗口, 能看到內(nèi)裝物。（ 5）鍍鋁層導(dǎo)電性能好,能消除靜電效應(yīng)；其封口性能好,尤 其包裝粉末狀產(chǎn)品時(shí),不會(huì)污染封口部分,保證了包裝的密封性能。（6）對(duì)印刷、復(fù)合等后加工具有良好的適應(yīng)性。由于以上特點(diǎn), 使鍍鋁薄膜成為一種性能優(yōu)良、 經(jīng)濟(jì)美觀的新型 復(fù)合薄膜，在許多方面已取代了鋁箔復(fù)合材料。主要用于風(fēng)味食品、 農(nóng)產(chǎn)品的真空包裝，以及藥品、化妝品、香煙

3、的包裝。另外，鍍鋁薄 膜也大量用作印刷中的燙金材料和商標(biāo)標(biāo)簽材料等。二、鍍膜基材鍍鋁薄膜的基材主要是塑料薄膜和紙張。 真空蒸鍍工藝對(duì)被鍍基材有以下幾點(diǎn)要求： （1）耐熱性好，基材必須能耐受蒸發(fā)源的輻射熱和蒸發(fā)物的冷 凝潛熱。（ 2）從薄膜基材上產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)要少；對(duì)吸濕性大的基材， 在鍍膜前理。（3）基材應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和表面平滑度。（4）對(duì)蒸鍍層的粘接性良好；對(duì)于 PP、PE 等非極性材料，蒸 鍍前應(yīng)進(jìn)行表面處理、以提高與鍍層的粘接性。常用的薄膜基材有：BOPET、BONY、BOPP、PE、PVC等塑料 薄膜和紙張類。塑料薄膜基材中BOPET、BONY、BOPP三種基材形 成的鍍鋁薄膜，具

4、有極好的光澤和粘結(jié)力，是性能優(yōu)良的鍍鋁薄膜， 大量用作包裝材料和印刷中的燙金材料。鍍鋁PE薄膜的光澤度較差， 但成本較低，使用也較廣。 以紙基材形成的鍍鋁紙，其成本比鍍鋁塑 料薄膜低；比鋁箔 /紙的復(fù)合材料更薄而價(jià)廉；其加工性能好，印刷 中不易產(chǎn)生卷曲，不留下折痕等。因此大量取代鋁箔 / 紙復(fù)合材料， 用作香煙、食品等內(nèi)包裝材料以及包裝商標(biāo)材料等。1.真空蒸鍍?cè)?。將被鍍薄膜基材（筒狀）裝在真空蒸鍍機(jī)中，用真空泵抽真空，使鍍膜中的真空度達(dá)到1.3X10-21.3xiO3Pa加熱坩鍋使高純度的鋁 絲在1200C1400C的溫度下溶化并蒸發(fā)成氣態(tài)鋁。氣態(tài)鋁微粒在移 動(dòng)的薄膜基材表面沉積、 經(jīng)冷卻還

5、原即形成一層連續(xù)而光亮的金屬鋁 層。真空蒸鍍金屬示意圖見圖 14-9。通過控制金屬鋁的蒸發(fā)速度、 薄膜基材的移動(dòng)速度以及鍍膜室的真空度等來控制鍍鋁層的厚度，一般鍍鋁層厚度在25500nm,鍍鋁薄膜的寬度為 800mm 2000mm。圖14-9真空蒸鍍金屬示意圖1-泵 2-放卷 3-冷卻輥筒 4-隔熱掩膜 5-料源 6-收卷2.蒸鍍方法。在基材表面蒸鍍鋁的方法有直接蒸鍍法和轉(zhuǎn)移法 兩種。（1）直接蒸鍍法。是被鎮(zhèn)基材直接通過真空鍍膜機(jī),將金屬鋁 蒸鍍?cè)诨谋砻娑纬慑冧X薄膜。 直接蒸鍍法對(duì)基材的要求較高, 尤 其是要形成表面光亮的金屬膜,必須要求基材具有較好的表面平滑度。如果紙張的表面較粗糙， 要

6、采用直接蒸鍍法， 在鍍鋁前需先進(jìn)行 表面涂布。另外， 在蒸鍍過程中基材的揮發(fā)物要少。因此直接蒸鍍法 對(duì)基材有較大的局限性， 它主要適合于蒸鍍塑料薄膜， 也可用于紙張 的蒸鍍，但紙張的質(zhì)量要求高，并對(duì)紙的定量有一定的限度。(2)轉(zhuǎn)移法。是借助載體膜 (真空鍍鋁膜 )將金屬鋁層轉(zhuǎn)移到基材的 表面而形成鍍鋁薄膜。 轉(zhuǎn)移法是在直接蒸鍍法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新 工藝，它克服了直接蒸鍍法對(duì)基材要求的局限性， 尤其適合于在各種 紙及紙板上進(jìn)行鍍鋁，也可用于塑料薄膜的鍍鋁。目前國外已將轉(zhuǎn)移法應(yīng)用到布、 纖維、皮革等基材的鍍鋁產(chǎn)品上。 我國主要采用轉(zhuǎn)移法生產(chǎn)鍍鋁紙。三、蒸鍍鋁工藝1塑料薄膜鍍鋁工藝。塑料薄膜的鍍鋁

7、工藝較簡單。 BOPET 、 BONY 、薄膜基材鍍鋁前不需進(jìn)行表面處理，可直接進(jìn)行蒸鍍。而用 BOPP、PE 等非極性塑料薄膜時(shí)， 在蒸鍍前需對(duì)薄膜表面進(jìn)行電暈處 理，使其表面張力達(dá)到38X105N40X10 5N。鍍膜時(shí)，將卷筒薄 膜置放于真空室內(nèi)，關(guān)閉真空室抽真空。當(dāng)真空度達(dá)到一定時(shí)，將蒸 發(fā)源升溫至1400C1500C，然后再把純度為99.9%的鋁金屬絲連續(xù) 送至蒸發(fā)源高溫區(qū)。調(diào)節(jié)好放卷、收卷速度、送絲速度和蒸發(fā)量，開 通冷卻源。使鋁絲在高溫區(qū)內(nèi)連續(xù)地熔化、蒸發(fā)，從而在移動(dòng)的薄膜 表面形成一層光亮的鋁層， 經(jīng)冷卻后即成成品。 制成的鍍鋁薄膜按規(guī) 格分切后即可用于印刷、復(fù)合制袋等。2紙張

8、蒸鍍鋁工藝。 紙張鍍鋁工藝有直接鍍鋁法和轉(zhuǎn)移法兩種。（1）直接鍍鋁法。直接鍍鋁法是先將被鎮(zhèn)的卷筒紙基材表面涂 覆一層膠層或復(fù)合一層 PE 薄膜，再經(jīng)真空鍍膜機(jī)直接鍍鋁，使紙的 表面形成一層金屬鋁膜， 然后將鍍鋁紙?jiān)龠M(jìn)行回潮處理即成產(chǎn)品。 如 果需要得到各種不同顏色的鍍鋁紙， 則需在鍍鋁紙表面再進(jìn)行著色處 理。直接鍍鋁法主要有以下特點(diǎn)： 生產(chǎn)工藝較簡單，成本較低。 對(duì)紙基材的表面質(zhì)量和強(qiáng)度要求較高。 鍍鋁時(shí)要求紙張的含水 率在3%以下，一般紙張的含水率為67%,含水率降低會(huì)使紙張發(fā) 脆、易斷裂。因此，要求紙張具有較高的強(qiáng)度。 產(chǎn)品的表面光澤度較低，印刷裝滿效果較差。直接鍍鋁法一般僅適應(yīng)干定量在

9、30g/m2以下的薄紙，較厚的紙 很難進(jìn)行鍍鋁。 直接鍍鋁法生產(chǎn)的鍍鋁紙, 雖質(zhì)量較差,但成本較低, 所以使用也比較廣泛。（2）轉(zhuǎn)移法；轉(zhuǎn)移法生產(chǎn)鍍鋁紙比直接鍍鋁法工藝先進(jìn)。它是 將鍍鋁塑料薄膜表面的鋁層轉(zhuǎn)移到紙基表面而形成鍍鋁紙。 首先把涂 料均勻地涂布在塑料薄膜基材上,一般采用 BOPET 薄膜和 BOPP 薄 膜；再將塑料薄膜基材在真空鍍膜室進(jìn)行鍍鋁, 使涂層表面形成金屬 鋁膜層；而后在鍍鋁塑料薄膜的鋁層表面涂布一層粘合劑； 按需要把 紙、紙板或基它基材與之復(fù)合,然后再進(jìn)行分離,使涂料層及鋁層從 塑料薄膜上分離下來。 其工藝流程見圖 1410。被分離后的塑料薄膜可以重復(fù)使用。重復(fù)使用的次數(shù)越多，產(chǎn)品的成本越低。采用轉(zhuǎn)移法生產(chǎn)鍍鋁紙主要有以下特點(diǎn)：圖 14 10 轉(zhuǎn)移法工藝流程圖 生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜、成本較高。 對(duì)基材的適應(yīng)范圍寬，定量在