Hvordan oppnår aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere utmerkede barriereegenskaper og multifunksjonelle applikasjoner?

1. Analyse av strukturen og barrieremekanismen til høy barriere metallisert kjæledyrfilm

Innen moderne emballasjematerialer skiller metallisert kjæledyrfilm med høy barriere seg ut med sin utmerkede ytelse og har blitt det foretrukne materialet for mange bransjer. For dypt å forstå hvorfor det kan oppnå utmerkede barriereegenskaper og multifunksjonelle applikasjoner, må vi først utforske dens unike struktur og barriere -mekanisme.

PET (Polyethylene Terephthalate) -filmen har i seg selv visse barriereegenskaper. Den molekylære kjedestrukturen er regelmessig og tett anordnet, noe som kan blokkere penetrering av gass og fuktighet til en viss grad. For å oppfylle kravene til høyere barriere, brukes imidlertid den aluminiserende prosessen på PET -film, og danner dermed en aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere.

Aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere består vanligvis av en flerlagsstruktur. Det mest grunnleggende er kjæledyrbaselaget, som gir gode mekaniske egenskaper og prosesseringsegenskaper for hele filmen. Tykkelsen på PET -baselaget er vanligvis mellom 12 og 50 mikron, og forskjellige tykkelser er egnet for forskjellige applikasjonsscenarier. For eksempel, innen matemballasje, kan et tynnere kjæledyrbaselag (12-25 mikron) begge sikre en viss styrke og redusere kostnadene; Mens i en industriell emballasje med høyere krav til mekanisk styrke, vil et tykkere kjæledyrbaselag (25-50 mikron) bli brukt.

På toppen av kjæledyrbunnlaget er aluminiumbelegget. Aluminiumsbelegget er en sentral del for å oppnå høye barriereegenskaper. Tykkelsen er ekstremt tynn, vanligvis mellom 30 og 100 nanometer. Aluminiumsbeleggingsprosessen bruker vanligvis vakuumfordamping. I et høyt vakuummiljø varmes aluminiumtråden opp til en fordampet tilstand, og aluminiumdampen blir avsatt på overflaten av kjæledyrfilmen for å danne et kontinuerlig og tett metallaluminiumlag. Dette aluminiumsbelegget er som en solid barriere som effektivt kan blokkere penetrering av gasser og væsker som oksygen og vanndamp. Aluminiumatomer er tett anordnet med nesten ingen porer, noe som gjør det vanskelig for gassmolekyler og vannmolekyler å passere gjennom.

For å beskytte aluminiumsbelegget og forhindre at det blir skadet under påfølgende prosessering og bruk, blir et beskyttende lag vanligvis påført på toppen av aluminiumbelegget. Det beskyttende laget er vanligvis sammensatt av gjennomsiktige polymermaterialer, så som akrylharpiks, polyesterharpiks, etc., og tykkelsen er mellom 0,5 og 2 mikron. Dette beskyttende laget kan ikke bare forhindre at aluminiumbelegget blir riper og slitt, men også forbedre den kjemiske stabiliteten til filmen og forbedre værmotstanden.

Fra perspektivet til barrieremekanisme oppnår metallisert kjæledyrfilm med høy barriere hovedsakelig høy barriereytelse gjennom fysisk barriere og kjemisk virkning. Når det gjelder fysisk barriere, øker tilstedeværelsen av det aluminiserte laget i stor grad banelengden for gass- og flytende molekyler for å trenge gjennom. Når gass- eller flytende molekyler prøver å passere gjennom filmen, må de omgå de utallige aluminiumatomene i det aluminiserte laget, noe som gjør penetrasjonsprosessen ekstremt vanskelig. I tillegg, på grunn av tettheten av det aluminiserte laget, kan gass og flytende molekyler knapt passere direkte og kan bare trenge gjennom defekter i det aluminiserte laget (for eksempel pinholes, sprekker osv.). I faktisk produksjon, ved å strengt kontrollere den aluminiserte prosessen, kan antallet og størrelsen på disse defektene kontrolleres innenfor et veldig lite område, og dermed forbedre barriereytelsen ytterligere.

Når det gjelder kjemisk reaksjon, er aluminium et aktivt metall. Når det kommer i kontakt med oksygen, vil det raskt dannes et veldig tynt lag med aluminiumoksyd (AL2O3) film på overflaten. Denne aluminiumoksydfilmen har gode kjemiske stabilitets- og barriereegenskaper, noe som kan forhindre penetrering av oksygen ytterligere. Samtidig, for noen korrosive gasser eller væsker, kan aluminiumoksydfilmen også spille en viss beskyttende rolle, og beskytte aluminiumbelegget mot korrosjon, og dermed opprettholde filmenes barriereegenskaper.

I tillegg bidrar molekylstrukturen til PET -baselaget også til barriereegenskapene. Estergruppen (-COO-) i PET-molekylkjeden er polar og kan samhandle med noen polare molekyler (for eksempel vannmolekyler) for å hindre diffusjonen av vannmolekyler. Videre gjør van der Waals -kraft og hydrogenbinding mellom PET -molekylkjedene molekylkjedene nærmere anordnet, noe som reduserer permeasjonshastigheten for gass og flytende molekyler ytterligere.

Flerlagsstrukturdesign og unik barrieremekanisme for metallisert kjæledyrfilm med høy barriere gjør det mulig å spille en viktig rolle på mange felt. Enten det er matemballasje, farmasøytisk emballasje eller elektronikk, daglige kjemikalier og andre bransjer, drar de alle fordel av de utmerkede barriereegenskapene til dette materialet, og gir pålitelig beskyttelse for lagring og transport av produkter.

2. Viktige ytelsesindikatorer: Vann- og oksygenbarriere, mekanisk styrke og værmotstand

Årsaken til at metallisert kjæledyrfilm med høy barriere er så populær i markedet er nært knyttet til de enestående viktige ytelsesindikatorene, blant dem vann- og oksygenbarriereegenskaper, mekanisk styrke og værmotstand er spesielt viktig. Disse ytelsesindikatorene bestemmer direkte anvendeligheten og påliteligheten til filmen i forskjellige applikasjonsscenarier.

• Vann- og oksygenbarriere er en av kjerneegenskapene til aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere. I feltet med matemballasje vil tilstedeværelsen av oksygen føre til at oljen i maten oksiderer og blir harsk, og får maten til å produsere lukt og forverres, forkorte holdbarheten til maten; Mens penetrasjonen av vanndamp vil gjøre maten fuktig, påvirker smaken og kvaliteten. For farmasøytisk emballasje kan inntrenging av oksygen og fuktighet utløse kjemiske reaksjoner i medisinen, noe som får medisinen til å mislykkes eller til og med produsere skadelige stoffer. Aluminisert PET -film med høy barriere kan effektivt blokkere penetrasjonen av oksygen og vanndamp på grunn av dens spesielle struktur. Tettheten av det aluminiserte laget gjør det vanskelig for oksygen og vanndamp å passere direkte. Den barriereytelsen for oksygen kan vanligvis nå 0,1 - 1,0 cm³/(m² ・ 24 timer ・ 1MPa), og dens barriereytelse for vanndamp kan nå 0,1 - 1,5 g/(m² ・ 24 timer). Denne utmerkede ytelsen til vann og oksygenbarriere kan gi god beskyttelse for produktene i pakken, forlenge holdbarheten til produktene og opprettholde kvaliteten og sikkerheten til produktene.
• Mekanisk styrke er også en viktig indikator for å måle ytelsen til aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere. Under produksjonen, behandlingen og bruken av filmen må den motstå forskjellige ytre krefter som strekk, ekstrudering og friksjon. Hvis den mekaniske styrken til filmen er utilstrekkelig, er det lett å bryte, rive og andre problemer, og dermed påvirke emballasjeeffekten og produktkvaliteten. Pet Base gir et godt mekanisk ytelsesfundament for filmen, som har høy strekkfasthet og forlengelse i pause. Generelt sett kan strekkfastheten til aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere nå 100-250 MPa, og forlengelsen ved pause er mellom 100-300%. Den høyere strekkfastheten gjør filmen mindre sannsynlig å bryte under strekkprosessen og kan oppfylle kravene til forskjellige emballasjeprosesser; Mens den større forlengelsen i pausen sikrer at filmen har en viss fleksibilitet når den strekkes av ytre krefter og ikke er utsatt for sprø sprekker. I tillegg er punkteringsmotstanden til filmen også veldig kritisk, spesielt når du pakker noen skarpe gjenstander. God punkteringsmotstand kan forhindre at filmen blir punktert og unngå lekkasje eller forurensning av produktet. Gjennom rimelig strukturell design og materialvalg kan aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere ha god punkteringsmotstand for å imøtekomme emballasjebehovene til forskjellige produkter.
• Værmotstand refererer til evnen til aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere til å opprettholde stabil ytelse under forskjellige klimatiske forhold, for eksempel temperaturendringer, lys, fuktighet og andre miljøfaktorer. I faktiske bruksområder kan filmen møte forskjellige miljøforhold som høy temperatur, lav temperatur, fuktighet og direkte sollys. Hvis filmen har dårlig værmotstand, kan den myke opp og deformeres i et miljø med høyt temperatur, og påvirker forseglingen av pakken; Det kan bli sprøtt og sprekke i et miljø med lav temperatur; Og det aluminiserte laget kan oksidere og falle av etter langvarig eksponering for sollys, noe som resulterer i en reduksjon i barriereytelsen. For å forbedre værmotstanden til filmen, i tillegg til å velge PET -materialer og aluminiserte prosesser med god værmotstand, vil noen spesielle tilsetningsstoffer som UV -absorbenter og antioksidanter bli lagt til beskyttelseslaget. UV -absorbenter kan absorbere ultrafiolette stråler for å forhindre dem i å skade filmen; Antioksidanter kan hemme oksidasjonen av det aluminiserte laget og forlenge filmens levetid. Den optimaliserte aluminiserte kjæledyrfilmen med høyt barriere kan opprettholde god ytelse i temperaturområdet -40 ℃ til 80 ℃, og kan fremdeles opprettholde sin barriereytelse og mekaniske styrke stabilitet under langsiktige lys- og fuktige miljøer.

De tre viktige ytelsesindikatorene på vann- og oksygenbarriere, mekanisk styrke og værmotstand henger sammen og gjensidig innflytelsesrike, og bestemmer i fellesskap den omfattende ytelsen til aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere. I forskjellige applikasjonsfelt, i henhold til egenskapene til produktet og bruksmiljøet, er kravene til disse tre ytelsesindikatorene også forskjellige. Bare ved å forstå og mestre disse viktige ytelsesindikatorene, kan vi bedre spille fordelene med aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere og møte markedets stadig mer diversifiserte etterspørsel etter emballasjemateriell.

3. Effekt av aluminiumsplateringsprosess på barriereegenskaper til kjæledyrfilm

Aluminiumsplateringsprosess er en av de viktigste faktorene som bestemmer barriereegenskapene til aluminiumsbelagt kjæledyrfilm med høy barriere. Ulike aluminiumsplateringsprosessparametere og metoder vil ha en betydelig innvirkning på strukturen og egenskapene til filmen. Dybdeforskning på forholdet mellom aluminiumsplateringsprosess og barriereegenskaper er av stor betydning for å forbedre filmkvaliteten og møtet etterspørsel etter markedet.

For tiden er den mest brukte prosessen for aluminiumsplatering av kjæledyrfilm vakuumfordamping. Under vakuumfordampingsprosessen er det flere viktige parametere som vil påvirke kvaliteten på aluminiumsplateringslaget og barriereegenskapene til filmen, inkludert vakuumgrad, fordampningstemperatur, aluminiumsplateringshastighet, filmløpshastighet, etc.

• Vakuumgrad er en av de viktige faktorene som påvirker kvaliteten på aluminiumsplatering. Under vakuumfordampingsprosessen må trykket i beleggskammeret reduseres til et ekstremt lavt nivå, og vakuumgraden er generelt påkrevd for å nå 10⁻³ - 10⁻⁴ Pa. I et så høyt vakuummiljø er den gjennomsnittlige frie banen til aluminiums dampmolekyler lengre, og de kan bevege seg mer fritt og avsette seg. Hvis vakuumgraden er utilstrekkelig, vil gassmolekylene som er igjen i beleggskammeret kollidere med aluminiumsdampmolekyler, og hindrer bevegelsen av aluminium -dampmolekyler, noe Barriereegenskapene til filmen. Studier har vist at når vakuumgraden øker fra 10⁻³ PA til 10⁻² PA, vil antall pinhull i aluminiumbeleggslaget øke betydelig, og filmens barriereegenskaper til oksygen vil avta med omtrent 30%.
• Fordampningstemperaturen påvirker direkte fordampingshastigheten for aluminium og energien til dampmolekyler. Meltepunktet for aluminium er 660 ° C. Under vakuumfordampingsprosessen styres temperaturen på fordampningskilden vanligvis ved 1200-1400 ° C. Når fordampningstemperaturen er for lav, er fordampingshastigheten for aluminium langsom, og mengden aluminiumdamp fordampet per enhetstid er utilstrekkelig, noe som gjør det vanskelig å danne et kontinuerlig og tett aluminiumbeleggslag; Selv om fordampningstemperaturen er for høy, vil energien i aluminiumsdampmolekylene være for høy, og når den blir avsatt på overflaten av kjæledyrfilmen, kan den skade filmen og påvirke ytelsen til filmen. I tillegg vil for høy fordampningstemperatur også øke energiforbruket og produksjonskostnadene. Den passende fordampningstemperaturen kan sikre at aluminiumsdamp blir avsatt på overflaten av PET -filmen med en passende hastighet og energi for å danne et ensartet og tett aluminiumsbeleggslag, og dermed forbedre barriereegenskapene til filmen.
• Kampen mellom aluminiserende hastighet og løpshastigheten for film er også avgjørende. Den aluminiserende hastigheten refererer til massen av aluminium som er avsatt på overflaten av kjæledyrfilmen per tidsenhetstid, og filmløpshastigheten refererer til hastigheten som kjæledyrfilmen beveger seg i beleggskammeret. Hvis aluminiseringshastigheten er for rask og filmhastigheten er for langsom, vil aluminiumsdamp akkumuleres altfor på overflaten av filmen, og danner et tykt og ujevnt aluminiserende lag, og til og med skrelling av aluminium kan oppstå; Motsatt, hvis den aluminiserende hastigheten er for langsom og løpshastigheten er for rask, vil det aluminiserende laget være for tynt og ikke i stand til å danne en effektiv barriere, og barrierenes ytelse vil bli betydelig redusert. Derfor er det nødvendig å justere aluminiseringshastigheten nøyaktig og filmkjøringshastigheten i henhold til det spesifikke produksjonsutstyret og prosesskravene for å oppnå den beste samsvarende tilstanden for å oppnå den ideelle tykkelsen og kvaliteten på det aluminiserende laget.

I tillegg til vakuumfordampingsprosessparametere, vil ytelsen og strukturen til aluminiumsplateringsutstyret også påvirke aluminiumsplateringseffekten. For eksempel vil typen og utformingen av fordampningskilden påvirke enhetligheten og stabiliteten til fordampning av aluminium; Formen og størrelsen på beleggskammeret vil påvirke fordelingen av vakuum og diffusjon av aluminiumsdamp; Nøyaktigheten og stabiliteten til filmoverføringssystemet vil påvirke spenningen og driftstilstanden til filmen under aluminiumsplateringsprosessen. Avansert aluminiumsplateringsutstyr kan bedre kontrollere aluminiumsplateringsprosessparametrene, sikre stabiliteten og konsistensen av aluminiumsplateringsprosessen, og dermed produsere aluminiumsbelagte kjæledyrfilmer med høyere kvalitet og bedre barriereegenskaper.

Den aluminiserende prosessen har en avgjørende innvirkning på barriereegenskapene til kjæledyrfilm. Ved å optimalisere vakuumfordampingsprosessparametrene, velge passende aluminiserende utstyr og nøyaktig kontrollere hver kobling i aluminiserende prosess, kan kvaliteten på det aluminiserende laget forbedres effektivt, barrieregenskapene til filmen kan forbedres, og behovene til forskjellige bransjer for aluminisert petfilm med høy stang.

4. Applikasjonsfelt og fremtidige utviklingstrender for høye barriere metalliserte kjæledyrfilmer

Aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere har blitt mye brukt i mange felt på grunn av dens utmerkede barriereegenskaper, god mekanisk styrke og utmerket værmotstand. Med kontinuerlig utvikling av vitenskap og teknologi og endringer i etterspørselen etter markedet, har den fremtidige utviklingstrenden også vekket mye oppmerksomhet.

• Innen matemballasje er aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere den mest brukte. Det kan effektivt blokkere oksygen, vanndamp og lys, forhindre mat fra oksidasjon, fuktighet og forringelse og forlenge holdbarheten til mat. For eksempel, i emballasjen av puffet mat som potetgull og kjeks, kan aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere opprettholde den skarpe smaken av mat og forhindre oljeoksidasjon og harskhet; I emballasjen av kokt mat som kjøtt og fisk, kan det blokkere oksygen, hemme bakterievekst og sikre friskheten og sikkerheten til maten. I tillegg har aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere også god utskrift, og kan brukes til å produsere utsøkte emballasjemønstre gjennom fargetrykk for å tiltrekke forbrukernes oppmerksomhet og forbedre markedskonkurransen til produktene.
• Farmasøytisk emballasje har ekstremt høye krav til materialsikkerhets- og barriereegenskaper, og aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere oppfyller nettopp disse kravene. Det kan forhindre at medisiner kommer i kontakt med oksygen, fuktighet, lys osv. I det ytre miljø, og unngår kjemiske reaksjoner som fører til at medisiner blir ineffektive. I blisteremballasjen av tabletter, kapsler og andre medisiner, brukes aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere i kombinasjon med aluminiumsfolie, PVC og andre materialer for å danne en flerlags emballasjestruktur, og gir all-round beskyttelse for medisiner. Samtidig kan den gode tetningen effektivt forhindre at medisiner blir forurenset under transport og lagring, noe som sikrer sikkerheten til pasientenes medisinering.
• I elektronikkindustrien brukes aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere hovedsakelig til fuktsikre og antioksidasjonsemballasje av litiumbatterier og elektroniske produkter. Under produksjon og bruk av litiumbatterier er de veldig følsomme for miljøfuktighet og oksygeninnhold. Aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere kan effektivt blokkere inntrenging av fuktighet og oksygen, forhindre kortslutning eller kjemiske reaksjoner inne i litiumbatterier og forbedre sikkerhets- og levetiden til litiumbatterier. For noen presisjons elektroniske komponenter, for eksempel integrerte kretsløp og sensorer, kan aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere brukes som et fuktsikkert og antioksidasjonsemballasjemateriale for å beskytte elektroniske komponenter mot miljøfaktorer under transport og lagring, noe som sikrer deres stabile ytelse.
• Aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere blir i økende grad brukt i emballasjen til daglige kjemiske produkter. Parfymer, sjampo, kosmetikk og andre daglige kjemiske produkter er utsatt for flyktighet og forverring. Aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere kan effektivt forhindre de aktive ingrediensene i produktene fra å flyve og oksidere når de er i kontakt med luft, og dermed opprettholde kvaliteten og aromaen til produktene. I tillegg bidrar det vakre utseendet og den gode utskriftseffekten til å forbedre merkevarebildet av daglige kjemiske produkter.

Utviklingstrenden med metallisert kjæledyrfilm med høy barriere gjenspeiles hovedsakelig i følgende aspekter. Med kontinuerlig forbedring av miljøbevissthet, vil utviklingen av grønt og miljøvennlig aluminisert kjæledyrfilm med høyt barriere bli en viktig retning. På den ene siden, forskning på nedbrytbare kjæledyrmaterialer for å redusere forurensning til miljøet; Optimaliser på den annen side den aluminiserende prosessen for å redusere energiforbruk og avfallsutslipp i produksjonsprosessen. For det andre, for å imøtekomme markedets etterspørsel etter multifunksjonelle emballasjematerialer, vil aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere utvikle seg i retning av multifunksjonell kompositt. For eksempel sammensatt med antibakterielle materialer for å gi filmens antibakterielle egenskaper, brukt på mat- og medikamentemballasje, noe som ytterligere forlenger produktets holdbarhet; Kompositt med smarte materialer for å gi filmfølelsesfunksjonene som temperatur og fuktighet, og overvåke miljøstatusen i pakken i sanntid. Videre, med kontinuerlig utvikling av nanoteknologi, vil nano-beleggsteknologi bli brukt på produksjonen av aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere. Ved å belegge barrierematerialer på nanoen på overflaten av filmen, kan filmenes barriereegenskaper forbedres ytterligere, samtidig som du reduserer tykkelsen på filmen, reduserer mengden materialer som brukes og reduserer kostnadene.

Aluminisert kjæledyrfilm med høy barriere har spilt en viktig rolle på mange felt for tiden og har brede utviklingsutsikter i fremtiden. Gjennom kontinuerlig innovasjon og teknologisk fremgang vil den imøtekomme behovene til flere felt og gi mer bekvemmelighet og verdi til folks liv og industriproduksjon.