真空镀铝工艺

真空镀铝工艺真空镀铝是在真空状态下，将铝金属加热熔融至蒸发，铝原子凝结在高分子材料表面，形成极薄的铝层。真空镀 铝要求基材表面光滑、平整、厚度均匀；挺度和摩擦系数适当；表面张力大于38 Dyn/Cm2热性能好，经得起蒸发 源的热辐射和冷凝热的作用；基材含水量低于0.1%。常用的镀铝基材有聚酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA）、 聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）等薄膜，工艺要求；真空度不得低于103PA，以免出现褐色条纹或铝层厚度不均现 象；控制好系统张力，开启冷却系统，避免薄膜受热出现拉伸变形；精确控制卷取速度（28 0320m/min）、送铝 速度（0.40. 7m/ min?2mm铝丝）及蒸发舟加热电流，以获得产品要求的铝层厚度（100300A ）；可预先在薄 膜上涂布一定干量的底胶，并充分干燥，再经真空镀铝，可提高铝层与薄膜的结合力。而后在铝膜上涂布一定量的 保护树脂，防止铝层氧化变质。经此工艺形成的镀铝薄膜，耐摩擦，且不易变质。真空镀铝常见质量问题及解决方 法如下：1、薄膜表面出现褐色条纹原因： 真空度低解决方法：清洁真空室内的送铝、蒸镀装置、冷却系统、放卷、卷取装置及导辊；检查抽真空系 统；降低环境湿度。 薄膜释放气体。解决方法：薄膜预干燥；延长抽真空时间。 喷铝过多。解决方法：提高车速；降低蒸发舟电流；降低送铝速度。 蒸发舟内有杂质。解决方法：清洁蒸发舟及热屏蔽板。 蒸发舟老化。解决方法：更换蒸发舟。2、镀铝时薄膜出现孔洞原因： 蒸发舟内铝料太满。解决方法：降低送铝速度；提高蒸发舟电流。 真空室内蒸发舟之间出现短路。解决方法：排除短路。 真空室内杂质飞溅解决方法：清洁真空室内壁、送铝蒸镀装置、冷却转鼓、放卷、卷取装置及各导辊。3、镀铝时薄膜出现拉伸现象原因： 基材张力太大。解决方法：调节放卷、卷取张力控制系统，适当减少张力。 冷却系统工作失常。解决方法：检查冷却系统，并排除故障。蒸发舟温度太高。解决方法：降低蒸发舟加热电流；提高车速。真空镀铝薄膜的主要作用是代替铝箔复合，使塑料软包装同样具有银白色的美丽光泽，提高软包装膜袋的阻隔性、 遮光性，从而降低产品成本。真空镀铝的被镀基材膜是熔点比较高的聚丙烯膜（包括CPP、IPP、BOPP）、聚酯膜（PET）、尼龙膜（NY）。 纸在采用预处理或调湿处理后也可以直接真空镀铝。聚乙烯膜（PE）、玻璃纸（PT）可以采用间接镀铝工艺。为了 提高镀铝的牢度，国外采用在被镀基材膜上涂布底层的方法，而国内普遍无底涂面，仅在表面进行电晕处理。薄膜的真空镀铝方法有两种可以在薄膜的面膜上进行反像印刷（里印），然后真空镀铝，再同底膜复合；也可以在 面膜上反像印刷，再同与真空镀铝的底膜进行干式复合。后者的底膜必须是耐热性能好且可以热封的CPP （未拉伸 聚丙烯膜）或IPP （吹胀聚丙烯膜）。在已印刷的面膜上进行真空镀铝时，虽然是“里印”，但却不必使用里印油墨，只需是耐热性优良的油墨即可。如果真 空镀铝后印刷品发暗，失去光泽，主要是因为油墨的耐热性差。在印刷面上进行真空镀铝，由于油墨中的黏结性树 脂是一个良好的底涂层，镀铝层的牢度比较好，尤其是印刷满版实地时，镀铝层的牢度更好。真空镀铝与铝箔相比，大大节约了用铝量。前者仅为后者的1/100-1/200，却具有金属光泽和阻隔性。由于真空镀 铝层的厚度比较薄，仅为0.4-0.6pm，不能用于代替需要高阻隔性的铝箔复合膜，如抽真空包装和高湿蒸煮袋。真空 镀铝膜成本比铝箔低，在食品、商标等领域广泛使用，近年来，在香烟、冷餐纸盒、口香糖等包装上正在逐步取代 铝箔。真空镀铝薄膜的制作及常见问题的解决2006-4-14真空镀铝薄膜的制作及常见问题的解决真空镀铝薄膜如VMPET （聚酯镀铝）、VMBOPP（双向拉伸聚丙烯镀铝）、VMCPP （流延 聚丙烯镀铝）、VMCPE（聚乙烯镀铝）、VMPVC （聚氯乙烯镀铝）等以优异的机械物理、导电及光学 美学性能，被广泛地应用于食品、医药、种子、农药、通讯、电子、化工及军工等领域的包装材料。 随着新技术的开发与应用，镀铝薄膜及其延伸材料如KVMPET、KVMBOPP、VMPVC等集高阻隔、卫生、 无味、经济、环保等功能于一体，愈来愈受到市场及业内人士的青睐，被誉为软包装材料的一支奇 葩。本文就镀铝薄膜的制作工艺、质量检测及常见质量问题的解决方法，镀铝薄膜在储存、运输、 使用过程中的注意事项与软包装同行共同探讨。一制作工艺真空镀铝是在真空状态下，将铝金属加热熔融至蒸发，铝原子凝结在高分子材料表面，形成极 薄的铝层。1. 对基材的要求真空镀铝要求基材表面清洁光滑、平整、厚度均匀；挺度和摩擦系数适当；表面润湿张力大于38dyn/cm；热性能好，经得起蒸发源的热辐射和冷凝热的作用；基材含水量低于0.1%。2. 对设备的要求要求真空系统的极限真空度达10-3pa，且不断工作，将膜卷放出的气体抽出；抽真空时间小 于20min；收、放卷张力恒定；冷却系统的工作温度在-1535C范围，制冷时间小于25min；膜卷 收卷平整。3. 工艺要求真空度不得低于10-3pa，以免出现褐色条纹或铝层厚度不均现象；控制好系统张力。开启冷 却系统，避免薄膜出现热变形；匹配好卷取速度(200350m/min)、送铝速度(0.41.0m/min山 2mm铝丝)、及蒸发舟加热电流，以获得要求的铝层厚度。可预先在薄膜涂布一定量的底胶如聚丙 烯酸类树脂，充分干燥后经真空镀铝，可提高铝层厚度和薄膜与铝层的结合力。二. 镀铝薄膜的检测及常见质量问题的解决方法1. 镀铝薄膜的外观要求铝层均匀光亮，无水纹、云雾；针孔数不超过0.5个/ m2；卷取平整，张力适当，无严重拉伸及 暴筋现象。其物理机械如水蒸汽透过率、氧气透过量等根据不同的薄膜、是否具有热封性能而采取 不同的测试方法。镀铝薄膜的铝层厚度根据GB/T15717-1995真空金属镀层厚度测试方法电阻 法，以方块电阻表示金属镀层厚度或直接计算其厚度。2. 常见质量问题的解决方法 薄膜表面出现褐色条纹原 因：a真空度低解决方法：清洁真空室内的送铝、蒸镀装置、冷却系统、放卷、卷取装置及导辊；检查真空系 统；降低环境湿度。b薄膜释放气体解决方法：薄膜预干燥；延长抽真空时间。c喷铝过多解决方法：提高车速；降低蒸发舟电流；降低送铝速度。d蒸发舟内有杂质解决方法：清洁蒸发舟及热屏蔽板e蒸发舟老化解决方法：更换蒸发舟 镀铝时薄膜出现孔洞原 因：a蒸发舟内铝料太满解决方法：降低送铝速度；提高蒸发舟电流。b真空室内蒸发舟之间出现短路解决方法：排除短路c真空室内杂质飞溅解决方法：清洁真空室内壁、送铝蒸镀装置、冷却转鼓、放卷、卷取装置及各导辊； 镀铝时薄膜出现拉伸现象原 因：a基材张力太大解决方法：调节放卷、卷取张力控制系统，适当减小张力。b冷却系统工作失常解决方法：检查冷却系统，并排除故障。c蒸发舟温度太高解决方法：降低蒸发舟加热电流，提高车速。三. 储存、运输、使用过程中的注意事项镀铝薄膜其表面的铝层极易受潮或着水氧化，因而在复卷过程中控制好环境相对湿度，防止将 水蒸气卷入膜内。要包装严实，在整洁、阴凉、干燥的环境中储存。运输时防止雨淋、日晒。在进 行印刷、干复时要控制好环境湿度，特别是在潮湿多雨的南方地区，要将打开包装的膜卷一次性用 完，防止受潮氧化变质。随着我国真空镀膜技术的不断进步，以及镀膜设备正向宽幅化、高效率、低能耗、环保型方向 发展，镀铝薄膜及其延伸材料正以高性能、低成本凸显竞争优势，为软包装市场带来新的活力；同 时说明：以技术进步不断优化价值链和实行低成本差异化策略是软包装企业市场制胜的法宝。真空镀铝薄膜介绍（上）一、概述真空蒸镀金属薄膜是在高真空(104mba以上)条件下，以电阻、高频或电子束加热使金属熔融气化， 在薄膜基材的表面附着而形成复合薄膜的一种工艺。被镀金属材料可以是金、银、铜、锌、铬、铝等，其中用 的最多的是铝。在塑料薄膜或纸张表面镀上一层极薄的金属铝即成为镀铝薄膜或镀铝纸。用于包装上的真空镀铝薄膜具有以下特点：(1) 和铝箔相比大大减少了铝的用量，节省了能源和材料，降低了成本。复合用铝箔厚度多为9um，而镀 铝薄膜的铝层厚度约为400A (0.04um)左右，其耗铝量约为铝箔的1/200，且生产速度可高达700m/min。(2) 具有优良的耐折性和良好的韧性，很少出现针孔和裂口，无揉曲龟裂现象，对气体、水蒸汽、气味、光 线等的阻隔性提高。(3) 具有极佳的金属光泽，光反射率可达97%；且可以通过涂料处理形成彩色膜，其装潢效果是铝箔所不及 的。(4) 可采用屏蔽或洗脱进行部分镀铝，以获得任意图案或透明窗口，能看到包装的内容物。(5) 镀铝层导电性能好，能消除静电效应，尤其包装粉末状产品时，不会污染封口部分，保证了包装的密封 性能。(6) 对印刷、复合等后加工具有良好的适应性。由于以上特点，使镀铝薄膜成为一种性能优良、经济美观的新型复合薄膜，在许多方面已取代了铝箔复合 材料。主要用于风味食品、日用品、农产品、药品、化妆品以及香烟的包装。黄山永新股份有限公司生产真空镀铝薄膜已有10多年的历史，主要产品有VMPET、VMCPP、VMBOPP、 VMBOPA、VMPE、VMPVC以及彩虹膜、激光防伪膜、网布等。2002年公司与英国REXAM公司进行技术 合作，将其CAMPLUS技术运用在镀铝工艺中，大幅度提高了真空镀铝薄膜的铝层牢度、阻隔性能，现已大 量替代铝箔应用在奶粉、药品等包装领域。二、真空蒸镀原理将卷筒状的待镀薄膜基材装在真空蒸镀机的放卷站上，将薄膜穿过冷却辊(蒸镀辊)卷绕在收卷站上，用 真空泵抽真空，使蒸镀室中的真空度达到4x104mba以上，加热蒸发舟使高纯度的铝丝在1300C1400C的 温度下融化并蒸发成气态铝。启动薄膜卷绕系统，当薄膜运行速度达到一定数值后，打开挡板使气态铝微粒在 移动的薄膜基材表面沉积、冷却即形成一层连续而光亮的金属铝层。真空镀铝示意图见图1。通过控制金属铝 的蒸发速度、基材薄膜的移动速度以及蒸镀室内的真空度等来控制镀铝层的厚度，一般镀铝层厚度在25050 0 A。三、镀膜基材由于真空蒸镀工艺的特殊性，它对被镀薄膜基材有以下几点要求：1、耐热性好，基材必须能耐受蒸发源的辐射热和蒸发物的冷凝潜热。2、从薄膜基材上产生的挥发性物质要少；对吸湿性大的基材，在蒸镀前要进行干燥处理。3、基材应具有一定的强度。4、对蒸镀层的粘接性良好；对于PP、PE等非极性材料，蒸镀前应进行表面处理、以提高镀层的附着牢度。常用的镀铝基材有：BOPET、BOPA、BOPP、CPP、PE、PVC等塑料薄膜和纸张类。塑料薄膜基材中B OPET、BOPA、BOPP三种基材生产的镀铝薄膜，具有极好的光泽和附着力，是性能优良的镀铝薄膜，大量用 作包装材料和烫金材料。镀铝PE薄膜的光泽度较差，但成本较低，使用也较广。以纸基材形成的镀铝纸，比 铝箔/纸的复合材料更薄而价廉；其加工性能好，印刷中不易产生卷曲，不留下折痕等，主要用作香烟、食品 等内包装材料以及商标材料等。各种基材镀铝前后的水蒸汽透过率变化情况基材厚度u m未镀铝时透过率g/ （m2.24h） 40C镀铝后的透过率g/ （m2.24h） 40CPET1240450.30.5CPP2510151.01.5OPP20570.81.2LDPE2515250.6HDPE2510200.9OPA152502900.50.8EVAL17242523KOP204511.5MST#300800100034四、工艺塑料薄膜的镀铝工艺一般采用直镀法，即将铝层直接镀在基材薄膜表面BOPET、BOPA薄膜基材镀铝 前不需进行表面处理，可直接进行蒸镀。而BOPP、CPP、PE等非极性塑料薄膜，在蒸镀前需对薄膜表面进行 电晕处理或涂布粘合层，使其表面张力达到38-42达因/厘米或具有良好的粘合性。蒸镀时，将卷筒薄膜置放 于真空室内，关闭真空室抽真空。当真空度达到一定（4x104mba以上）时，将蒸发舟升温至1300C1400S 然后再把纯度为99. 9%的铝丝连续送至蒸发舟上。调节好放卷速度、收卷速度、送丝速度和蒸发量，开通冷 却源，使铝丝在蒸发舟上连续地熔化、蒸发，从而在移动的薄膜表面冷却后形成一层光亮的铝层即为镀铝薄膜。镀铝薄膜生产工艺流程：基材放卷一抽真空一加热蒸发舟一送铝丝一蒸镀一冷却一测厚一展平一收卷五、蒸镀设备：现在市场上用于塑料薄膜的真空镀铝设备主要有缠绕式和悬浮式两种类型，但无论是缠绕式还是悬浮式， 一般都是由真空系统、蒸发系统、薄膜卷绕系统、冷却系统、控制系统等主要部分组成。真空系统是由机械泵、罗茨泵、扩散泵组成，抽真空过程分为三级，先是由机械泵进行初抽，达到一定真 空度后罗茨泵工作，当真空室内的达到一定的真空度（102mbar）扩散泵才打开，由扩散泵来进一步提高并 维持真空室内的高真空度（104mbar）以满足蒸镀生产的需要。蒸发系统由蒸发舟夹座（电极）、蒸发舟变压器、蒸发舟、铝线盘支架、铝线输送电机等组成。蒸镀时蒸 发舟被固定在夹座上进行加热，正常生产时蒸发舟的温度在1300-1400，高纯度的铝线由输送电机将其连 续送到蒸发舟上并被气化。薄膜卷绕系统主要由放卷部、收卷部、展平辊等部件组成，它的作用是按照一定的速度和张力将基材薄膜 输送到蒸镀区进行蒸镀后，再将镀有铝层的薄膜收卷成筒状卷膜。通过控制薄膜卷绕的速度、张力、以及展平 辊的角度等工艺参数，可以避免产生皱纹而得到收卷整齐的膜卷。冷却系统主要由冷井、冷却液、冷却辊等部件组成，主要作用是提供薄膜蒸镀时（或蒸镀后）所需要的冷 却温度（一20-15C），以防止薄膜受热变形。冷却系统所使用的冷却液为形乙二醇混合物或盐水混合物， 蒸镀时由冷井将冷却液冷却至所需要的温度，通过管道输送至冷却辊内，再由冷却辊对镀铝后的薄膜进行冷却。控制系统包括张力控制、速度控制、蒸发量控制、铝层厚度控制等子系统组成，在蒸镀生产过程通过控制 系统可以对薄膜的张力、运行速度、蒸发舟的状态和蒸发量、镀铝层的厚度等进行自动调整和控制。