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電暈處理技術(shù)金屬包裝覆膜上的應用

2022-09-20【

金屬作為常見(jiàn)的包裝材料之一,因其可循環(huán)利用、綠色環(huán)保、良好的延展性、易成型性、阻隔性、裝潢性以及優(yōu)良的綜合防護性等優(yōu)勢,在食品、飲料、藥品、油脂、化工及化妝品等行業(yè)中占據著(zhù)重要地位。與塑料和玻璃相比,金屬的耐蝕性較差,化學(xué)性質(zhì)不穩定,易發(fā)生腐蝕現象。此外,金屬材料中可能含有的Pb,Be,Sn等重金屬離子會(huì )污染食品,對人體造成一定的危害。在傳統的金屬包裝制罐工藝中,會(huì )在內部進(jìn)行涂層處理來(lái)防止金屬的腐蝕。不過(guò)涂層中可能含有的雙酚A環(huán)境激素等物質(zhì),在特定條件下將會(huì )溶出,若溶出劑量超出標準,會(huì )對人體造成傷害。涂層在高溫烘干處理的過(guò)程中,將消耗大量的熱能,帶來(lái)VOCs尾氣排放與回收處理的問(wèn)題,因此,相較于傳統噴涂技術(shù),金屬覆膜技術(shù)更加符合綠色包裝的發(fā)展理念。它是一種將聚合物通過(guò)熱熔或粘合的方法附著(zhù)在金屬基板表面的技術(shù),同時(shí)具有金屬和薄膜的雙重特性。更重要的是,因其生產(chǎn)過(guò)程中不采用粘合劑和溶劑,所以減少了廢氣的排出。金屬覆膜技術(shù)主要包含2類(lèi)基材,分別是金屬基板與聚合物薄膜。鍍鉻板、馬口鐵和冷軋薄鋼板,以及銅板、鋁板等都可以用作金屬覆膜工藝中的覆膜板。鍍鉻鐵因其成本低、涂覆性能優(yōu)異,并且加工和耐腐蝕性能不遜于馬口鐵,現今已經(jīng)被作為覆膜鐵的主要材料。用作覆合薄膜的材料也非常廣泛,根據不同的使用要求,可以選擇尼龍和PP,PE,PET,PVC,VCM等作為薄膜材料。

在覆膜過(guò)程中,通常需要確保聚合物薄膜在加工過(guò)程中有著(zhù)優(yōu)異的成型性。聚合物既要有良好的熱塑性貼合能力,防止在高溫殺菌、熟化等過(guò)程中開(kāi)裂,又要保證良好的阻隔能力,以避免對金屬板的腐蝕,所以薄膜的選擇研制是非常重要的。通??梢酝ㄟ^(guò)表面改性的方法,增加薄膜表面極性基團的含量,提高與金屬基板的粘合強度。

電暈處理是比較常用的表面改性方法。該方法易于操作控制,并且耗時(shí)短、速度快;但是,電暈處理過(guò)一段時(shí)間后,薄膜的表面基團會(huì )重新排列移動(dòng),使得電暈效果持續的時(shí)間很短,表面能大大降低,所以電暈處理后的薄膜必須盡快進(jìn)行復合粘接等操作。

電暈處理原理:

電暈機電暈處理的原理是,在電極上施加高頻電壓,使其產(chǎn)生紫色細小火花,造成空氣電離放電,產(chǎn)生的高能粒子快速轟擊薄膜表面。同時(shí)電場(chǎng)中的氧氣變?yōu)槌粞?,使薄膜表面的分子氧化,增加極性基團,增強極性電暈機電暈處理的原理是,在電極上施加高頻電壓,使其產(chǎn)生紫色細小火花,造成空氣電離放電,產(chǎn)生的高能粒子快速轟擊薄膜表面。同時(shí)電場(chǎng)中的氧氣變?yōu)槌粞?,使薄膜表面的分子氧化,增加極性基團,增強極性。

電暈處理會(huì )使薄膜表面結構發(fā)生改變。薄膜經(jīng)過(guò)電暈處理后,在高能粒子的沖擊下,薄膜表面部分分子鍵會(huì )發(fā)生斷裂,從而發(fā)生鏈段交聯(lián)。另一方面,氧的自由基和C-C鍵被氧化,在薄膜膜表面可能會(huì )產(chǎn)生羧基、羰基、羥基。薄膜表面結構發(fā)生的變化在物理層面表現為表面平整性被破壞,變得凹凸不平、粗糙。

聚合物薄膜表面從光滑變得粗糙以及引入極性基團以后,其粘結性能會(huì )得到提高,因為這一特性,電暈處理常用于金屬包裝薄膜的印刷和復合。





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