转移法真空镀铝纸的生产及质量控制

易元锋

(贵州劲嘉新型包装材料有限公司，贵州 贵阳 550009)

转移法真空镀铝纸的生产及质量控制

易元锋

(贵州劲嘉新型包装材料有限公司，贵州 贵阳 550009)

作为一种绿色包装材料，真空镀铝纸因其优良的应用性能得到了消费者的青睐，其质量控制得到包装业界的重视。结合真空镀铝纸的实际生产情况分析了转移法真空镀铝纸生产工艺、生产材料性能要求，并对镀铝纸各生产环节质量控制及检测提出了相应的解决办法。

真空镀铝纸；性能要求；质量控制；检测

作为一种新型的绿色包装材料，真空镀铝纸因其具有卓越的印刷稳定性、可降解性、高阻隔性、防伪性、平整性、柔韧性以及高贵美观的金属光泽性等特性，现已在印刷与包装业界得到了越来越广泛地应用，如在高档礼品盒、烟酒盒、电子产品、化妆品及其他药品、食品标签上的应用，结合激光全息技术的应用，真空镀铝纸市场前景非常乐观。然而针对真空镀铝纸材料的特殊性，控制好原材料的质量和生产工艺技术，才能更好地保证镀铝纸产品的整体质量，满足产品的印刷、包装性能和质量要求。因此本文结合真空镀铝纸的实际生产情况探析其生产工艺及质量控制详情。

1 转移法真空镀铝纸简介

真空镀铝纸按其生产工艺可分为直接法（纸面镀铝）和转移法（膜面镀铝）两种[1]。其中转移法因与直接法相比具有更多的优点而深受印刷与包装企业的青睐。转移法大多是以PET、BOPP薄膜为基材，经过涂布分离层、上色、真空镀铝、涂布胶粘层、热压复合、分离等生产工序，使具有金属光泽的喷铝分子层与纸或纸板在胶粘作用下相结合并转移的方法，转移法生产镀铝纸（以下简称镀铝纸）工艺现在已经是一种应用较成熟的镀铝纸生产工艺[2,3]。其工艺流程如图1所示。

图1 转移法镀铝纸生产工艺流程

2 真空镀铝纸材料的性能要求

2.1 被镀薄膜基材

由于真空镀铝要在高温、高真空状态下才能得实现，并且要求镀铝纸铝层对纸附着牢固。因此，被镀基材应具备以下特点：

（1）基材应具有良好的耐热性，能耐真空蒸镀过程中的辐射热及冷凝潜热。

（2）基材表面光滑、平整、厚度均匀，挺度和摩擦系数适当，对蒸镀层的粘接性良好，对于非极性材料(如PP、PE等)，蒸镀前应对基材表面进行相应处理，如电晕处理或涂布粘合层等，以提高镀层的附着牢度，使之表面张力大于38-42Dyn/cm2或具有良好的粘合性。

（3）要求薄膜基材上不能产生过多的挥发性物质；蒸镀前需对吸湿性大的基材进行干燥处理, 控制基材含水量少于0.1 %。

熔点较高的聚丙烯膜（CPP、BOPP、IPP），聚酯膜（PET）、聚酰胺膜（PA）、聚乙烯膜（PE）、玻璃纸（PT）等薄膜是几种常用的镀铝基材，其中前三种基材生产的镀铝薄膜，能满足转移法镀铝纸的性能要求，被广泛用作包装印刷和电化铝烫印材料。另外，塑料薄膜(特别是非极性的塑料薄膜)与铝层之间的结合，缺乏作用能较强的取向力，而主要依靠比较弱的诱导力及色散力，因此它们间的附着牢度是相当低的。要增强分子间的附着力，需选取适当的塑料薄膜，或者通过对塑料薄膜的表面处理，使其表面分子具有较强的极性甚至带有含氢的官能团，使塑料薄膜的表面和镀铝层之间有可能通过较大的取向力乃至氢键结合，将大幅度提高镀铝层的结合牢度。

2.2 真空镀铝基纸

真空镀铝纸的加工过程中，基纸的性能对镀铝纸质量有着非常关键的影响，对包装印刷业，尤其是高档烟包行业而言，镀铝转移烟卡对底纸的紧度、厚度均匀性、平滑度、含水量有很高的要求[4,5]。较高的紧度，可以提高纸页抗胶液渗透能力，保证镀铝前涂布操作效果。均匀的厚度不仅关系到印刷流程和高速烟包包装设备的运转效率，也对印刷质量、速度的提高有着重要的影响。我公司使用的225±5g转移专用涂布纸，纸张厚度需控制在0.29±0.01mm。

同时铝箔转剥到纸面时纸张纤维的纹理也会被大量折射，影响镀铝膜表面的光泽，因此保证底纸材料表面高平滑度也是需要强调的要素之一。另外，严格控制纸张含水量也很重要，若纸张含水量过大，镀铝工艺中极易造成卷曲，含水量不均还会导致印后模压、模切故障，从而影响包装的成品率和质量[6]。因此需要严格控制基纸含水量，生产前应提前12小时将纸张拉进作业环境与车间温湿度调匀，保证实际生产中纸基含水量控制在6.5±1.5%。

2.3 真空镀铝纸基膜涂料

镀铝纸基膜涂层主要有三层组成，即转移层涂料（也叫剥离层涂料），结合层涂料，信息层涂料。

（1）空镀铝纸基膜转移层涂料（剥离层涂料）

转移层涂料在转镀到纸张表面后，实际成了镀铝纸的最外层，因此转移层涂料不仅要具有优秀的可剥离性，还需具备好的耐溶剂性、良好的印刷适性和机械加工性能、耐磨擦性，又因转镀后转移层涂料在铝层之上的最外层，它的光亮度和透明性直接影响镀铝纸的金属光泽。

本公司主要采用“汕头昌丰”公司提供的涂料，其主要构成为离型涂料、丙烯酸、溶剂等，其中材料固含量＞17%，原料出厂粘度约45秒，上机作业时需要添加正丙酯、乙醇开稀，粘度调节至35±3秒，用甲醚调节干燥速度，一般原材料：溶剂=5:1。

（2）真空镀铝纸基膜结合层涂料

结合层涂料是铝分子与纸基附着的载体，因此，它要与铝分子和纸基之间有良好的结合力，并且还要有良好的流平性和透明性，涂层均匀、平整、透明才能制备光亮度好的镀铝纸。

（3）真空镀铝纸基膜信息层涂料

信息层涂料是激光镭射图案的载体，要求涂料有好的流平性、高的透明性。好的流平性可以保证模压复制全息图案的完整性，高的透明性可以保证镭射的光泽度和光亮度，对镭射效果影响很大。另外，涂料树脂的玻璃化温度与分解温度要具备一定的温差[7]。因所有的模压都在玻璃态以上完成，只有树脂分解温度与玻璃化温度具备一定的温差，才有利于合理调控模压温度，这也是生产出性能优异全息图案的保证。

3 真空镀铝纸质量控制及检测

3.1 塑料基膜底涂涂层的涂布

在真空镀铝纸的生产工艺流程中，对PET基膜或BOPP基膜进行底涂涂层的涂布处理是一至关重要的步骤，它直接影响到后期的作业效果，如镀铝层的平滑度、镀铝层从基膜的剥离程度等。因此控制好基膜底涂涂层的厚度是真空镀铝纸生产工艺中非常重要的一个环节，而在实际生产中，由于其涂层厚度只有几个微米，非常难以用常规手段检测出来。笔者在实际生产中，摸索出了一套检测经验，可以通过对薄膜涂层的涂料干涂量进行检测，来进行涂布工序质量控制,其操作方法如下：

第一步：制作1台面积为0.01m²的取样器。取样器可以为圆形，也可以为正方形。由于制作精度方面的因素，笔者单位选择的是自制一台裁切边长为0.1m的正方形取样器。检测时将涂布膜摊平放入切刀下面，下压取样器，即可截取得一块面积为0.01m²的涂布薄膜样品。

第二步：用高精度电子天平进行称重。

第三步：用乙酯将薄膜上的涂料洗涤干净。一般生产都是以水性涂料为主，极易溶解于乙酯溶剂中，并且乙酯挥发快，容易干燥。乙酯对人体皮肤有很强的腐蚀性，因此工人操作时候需要戴橡胶手套。

第四步：将洗涤干净的薄膜送入烘箱进行烘干。将烘箱设置到60-80℃，并开启热风，洗涤后的样品只需要干燥30-60秒即可。

第五步：按步骤二的操作要求再次测量样品膜重量。

第六步：计算。根据样品清洗前后测量值，可以计算出其干涂量，公式为：

（称量前-称量后）/试样面积=干涂量（g/m²）

根据笔者所在单位实际生产经验，我们在进行PET真空镀铝转移膜生产涂布时，需要将其涂层厚度（干涂量）控制在1.35±0.1g/m²范围内，才能获得最佳的转移效果。

3.2 真空蒸镀层质量控制及检测

3.2.1 镀铝层的厚度 真空镀铝膜常被用于阻隔性、遮光性包装，镀铝层的厚度将对以上性能具有直接的影响，镀铝层过薄，容易造成划伤，增加印品的废品率，过厚则会造成金属材3料浪费，所以镀铝层的厚度测量及厚度控制非常重要。本公司真空镀铝，采用1000±50℃温度，镀铝基膜生产速度350m/min的条件，通过控制铝丝的送料速度来控制铝丝摄入总量，铝丝蒸发后高温真空炉里的铝粉浓度决定铝层厚度。按直径1.5mm的铝丝生产，送丝速度为1300±50m/ min，铝层厚度通过光密度法表征，用透光镜测量，用透射密度来表示，即光学密度OD＝lg（入射光/透射光）或OD=lg（1/透光率），光学密度越大表示镀铝层越厚，本公司镀铝层厚度控制为1.8-1.9光密度，约合360-380埃。

3.2.2 镀铝层附着牢度 镀铝层附着牢度检测方法有定性（胶带检测法）和定量检测两种。定性是将长15-20cm的3M Scotch胶带（0.5-1inch宽）与镀铝薄膜的镀铝层贴合，压紧，匀速剥离胶带，观测镀铝层被剥离的面积，剥离面积小于10%为一级、小于30%为二级、大于30%为三级[8]。但通常此法只适合于一般的定性检测，当镀铝层的附着牢度超过胶带的粘结力，则不能分辨镀铝层附着牢度的差异。定量检测方法即在规定的时间、压力和温度下，用厚度20-50µm，AA含量一般在9%左右的EAA薄膜与镀铝膜的镀铝层进行热封，将样品裁成15mm宽的测试样，在拉力试验机上进行剥离试验，以剥离力的大小和镀铝层被剥离的面积来表征附着牢度。

3.3 真空镀铝常见问题及解决办法

真空镀铝纸生产工艺复杂，影响因素众多，只有严格控制各环节的生产流程和生产原材料等，才能生产出质量上承的镀铝纸。下面就主要的镀铝纸生产常见质量问题做出分析。

（1）针状孔洞 对着灯光观察时出现针孔状小洞，过多的针孔会造成薄膜阻隔性能的下降。一般情况下，镀铝薄膜的针孔数不能超过2-3个/m2。

产生针孔的原因可能有：

① 蒸发舟蒸发温度控制不良，或者表面温度不稳定，造成铝液发生溅射；

② 真空室内铝液外溢到铜接头处造成蒸发舟短路，导致铝液溅射；

③ 送铝速度过快蒸发舟内铝料太满，需降低送铝速度，同时提高蒸发舟电流；

④ 真空室内不够清洁，导致杂质飞溅，需对真空室内各装置进行清洁。

（2）镀空线（轨道线）在缠绕式真空镀铝机蒸镀较软的基材如CPP、PE等薄膜时，基膜在蒸镀区卷绕机构的各部分存在皱褶，则叠在里层的基膜会出现镀空的现象，表现为或斜向、或纵向的线条状的浅白色或白色线条，这些线条区域被称为镀空线，基膜材质、形变，卷绕辊之间的平行度，弯辊的角度，张力的调整，拱高、宽幅等因素都会对镀空线有较大影响。

（3）镀铝面刮伤（划痕）表现为涂布层表面不平整，有明显划痕，灯光下呈线条状，用粘性胶带将铝层粘掉，则划痕在基膜上消失；产生的原因可能是镀铝薄膜在运转过程中被隔板或导辊上的异物损伤造成，又或者是蒸镀机构轴承不灵活，失速造成。

4 结语

随着真空镀铝纸在市场上产生的效益越来越高，质量要求也越来越严格，而对其生产成本要求却是越来越低，因此结合各种高新技术及生产经验控制好真空镀铝纸生产环节的质量，将是真空镀铝纸未来的发展方向，也是真空镀铝纸生产企业的奋斗目标。

[1]楚高利，成刚虎. 真空镀铝纸的制作及胶印工艺研究[J]. 包装工程,2007,28(5):179-181.

[2]王翀. 真空镀铝纸的现状分析[J].黑龙江造纸,2015,(1):30-31.

[3]胡维友. 真空镀铝啤酒标胶印工艺研究[J]. 包装与食品机械,2013,31(2):52-55.

[4]韩祥龙. 烟包真空镀铝纸凹印工艺与质量控制[J].印刷技术,2012,(3):23-26.

[5]郭向飞，葛惊寰. 浅谈真空镀铝纸生产工艺流程中的质量控制[J]. 广东印刷,2014,(4):46-48.

[6]朱瑾. 浅析真空镀铝纸及其烟印适性[J]. 印刷质量与标准化,2013,(10):44-48.

[7]董海普. 烟包中转移镀铝纸与转移涂料[J].印刷杂志,2005,(6):27-29.

[8]乔永洛，黄霖，申亮. 真空镀铝纸面漆用水性丙烯酸树脂的制备[J].涂料工业,2014,44(4):45-48.

易元峰（1975-），男，贵州劲嘉新型包装材料有限公司技术中心主任。E-mail:383289003@qq.com.

2017-01-23