CN107839328B - 镀铝膜、微波复合膜及其制备方法 - Google Patents

镀铝膜、微波复合膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镀铝膜、微波复合膜及其制备方法。该镀铝膜的制备方法包括如下步骤：将BOPET薄膜置于真空室中，抽真空和低温处理后，通过在线等离子处理，在BOPET薄膜上形成一等离子处理层，再送铝丝并对所述BOPET薄膜进行蒸镀以形成一镀铝层，即可。本发明采用结合等离子处理方法的改进后的真空镀铝工艺，制得了镀铝层厚度仅相当于常规水平10％的镀铝膜，且显著提高了BOPET薄膜与镀铝层的粘结质量，镀铝层的牢度好、分布均匀，镀铝膜的强度也得到了保证；使用该种镀铝膜与食品级用纸复合得到的微波复合膜聚温区的温度分布均匀，传热效果好，应用领域广泛。

Description

镀铝膜、微波复合膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种镀铝膜、微波复合膜及其制备方法。
背景技术
当前社会的生活节奏越来越快，微波加热作为一种方便快捷的食物处理方式得到了广泛的应用，例如，近几年流行的爆米花、爆薯条、热狗等是人们喜爱的微波加热食品。微波加热食品为了体现方便的特性，一般将食品与包装同时加热，即包装同时起到食品容器和微波加热介质的作用。现有的微波加热食品的包装一般采用复合双层食品级防油纸，防油纸之间还粘附有反射膜，该反射膜为镀铝膜，通过镀铝膜形成的聚温区加热食品。但常规镀铝膜的铝层牢度欠佳、均匀度较差，聚温区温度分布不均匀，当微波加热时，加热时间短食品容易夹冷夹生，时间长食品又容易局部烧焦发糊；另外，常规镀铝膜由于铝层较厚，一定程度上也会阻碍食品级防油纸的透气性，甚至会因局部聚温过高产生爆炸的危险。
发明内容
本发明要解决的是现有技术中的镀铝膜铝层牢度欠佳、厚度不均，易造成所制得的微波复合膜聚温区热量分布不均的问题，提供了一种镀铝膜、微波复合膜及其制备方法。
本发明通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供了一种镀铝膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将BOPET薄膜置于真空室中并在-5～5℃条件下冷却，抽气直至所述真空室内的气压为10-5～10-6mbar；
(2)通过在线等离子处理，在所述BOPET薄膜上形成一等离子处理层；
(3)送铝丝于蒸发舟内并对所述BOPET薄膜进行蒸镀，在所述等离子处理层上形成一镀铝层，即可；
其中，所述铝丝的送丝速度为128～165mm/min，所述蒸镀的卷绕速度为8～12m/s，所述镀铝层的厚度为50～65埃米。
本发明中，所述BOPET薄膜即指双向拉伸聚酯薄膜，所述双向拉伸聚酯薄膜为本领域常规使用的双向拉伸聚酯薄膜。
本发明中，所述BOPET薄膜的厚度较佳地为12～23μm。
本发明中，所述BOPET薄膜较佳地为无回料添加的原膜。
本发明中，步骤(1)中，所述抽气为本领域常规操作，所述抽气的时间较佳地为30～120min。
本发明中，步骤(2)中，所述等离子处理的气体较佳地为氧气、氩气、氮气和空气中的一种。
本发明中，步骤(2)中，所述等离子处理的气体流速较佳地为260～300sccm。
本发明中，步骤(2)中，所述等离子处理的电压较佳地为330～370V。
本发明中，步骤(2)中，所述等离子处理的功率较佳地为3～4kW。
本发明中，步骤(3)中，所述蒸发舟的工作功率较佳地为2500～3500kW。
本发明中，步骤(3)中，所述铝丝与所述BOPET薄膜之间的蒸发距离较佳地为13～20cm。
本发明中，步骤(3)中，所述铝丝的蒸发面积较佳地为25～35cm2。
本发明还提供了一种由上述镀铝膜的制备方法所制得的镀铝膜。
本发明还提供了一种微波复合膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将低密度聚乙烯淋膜于食品级用纸上，形成一淋膜层；
(2)将食品级用纸的淋膜层与镀铝膜的镀铝层连接，即可；
其中，所述镀铝膜通过上述镀铝膜的制备方法制得。
本发明中，所述低密度聚乙烯(LDPE)为本领域常规使用的低密度聚乙烯，一般为LDPE粒子。
本发明中，所述淋膜为本领域常规操作，一般通过淋膜机进行。
本发明中，所述镀铝层与所述淋膜层较佳地通过干式复合法或热熔复合法连接。
本发明还提供了一种由上述微波复合膜的制备方法所制得的微波复合膜。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明采用了结合等离子处理方法的改进后的真空镀铝工艺，得到了镀铝层厚度仅相当于常规水平10％的镀铝膜，且显著提高了BOPET薄膜与镀铝层的粘结质量，镀铝层的牢度好、分布均匀，镀铝膜强度也得到了保证；使用该种镀铝膜与食品级用纸复合得到的微波复合膜聚温区的温度分布均匀，传热效果好，应用领域广泛。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的镀铝膜结构示意图。
附图标记说明：1-BOPET膜层，2-等离子处理层，3-镀铝层。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
本发明实施例中的BOPET薄膜、铝丝、等离子处理工艺中使用的工艺气体和LDPE粒子均为市售的本领域常规产品；其中，BOPET薄膜的各项理化性能符合中华人民共和国国家标准GB/T16958-2008(包装用双向拉伸聚酯薄膜)的各项合格品指标。
本发明实施例中的真空镀铝设备为PRO-M2100型包装材料卷材镀膜系统，购自德国莱宝光电技术有限公司；在线镀铝层厚度测量装置为中国专利号200820055437.5中所述的在线测定镀铝薄膜微涂层厚度变化测量的装置和软件著作权登记号2008SR36733中所述的在线式红外透射测量系统。
本发明实施例中的产品性能测试根据中华人民共和国行业标准BB/T0030-2004(包装用镀铝薄膜)测试得到。
实施例1
(1)将厚度为12μm的无回料添加的BOPET薄膜置于真空镀铝设备的真空室中并在0℃条件下冷却，抽气30min直至所述真空室内的气压为10-6mbar；
(2)开启在线等离子处理，等离子处理的功率为4kW，等离子处理的气体为氩气，氩气流速为280sccm，等离子处理的电压为350V；
将蒸发舟打开预热至70～80％之间，蒸发舟的工作功率调节为3000kW；
然后开启送丝，铝丝的送丝速度为128mm/min，打开设备挡板进行蒸镀，蒸镀的卷绕速度为8m/s，铝丝与BOPET薄膜之间的蒸发距离为15cm，铝丝的蒸发面积为30cm2，铝蒸汽冷凝在BOPET薄膜等离子处理面上形成一镀铝层；
根据在线镀铝层厚度测量装置所测得的镀铝层厚度调整卷绕速度，控制镀铝层的厚度在50埃米；
(3)BOPET薄膜整卷生产完毕后，停机、冷却蒸发舟、卸膜、展平、收卷，即得；
如图1所示，本实施例所得的镀铝膜包括BOPET膜层1，等离子处理层2和镀铝层3。
实施例2
(1)将厚度为23μm的无回料添加的BOPET薄膜置于真空镀铝设备的真空室中并在-5℃条件下冷却，抽气120min直至所述真空室内的气压为10-5mbar；
(2)开启在线等离子处理，等离子处理的功率为3.5kW，等离子处理的气体为氮气，氮气流速为300sccm，等离子处理的电压为370V；
将蒸发舟打开预热至70～80％之间，蒸发舟的工作功率调节为2500kW；
然后开启送丝，铝丝的送丝速度为155mm/min，打开设备挡板进行蒸镀，蒸镀的卷绕速度为10.2m/s，铝丝与BOPET薄膜之间的蒸发距离为17cm，铝丝的蒸发面积为35cm2，铝蒸汽冷凝在BOPET薄膜等离子处理面上形成一镀铝层；
根据在线镀铝层厚度测量装置所测得的镀铝层厚度调整卷绕速度，控制镀铝层的厚度在55埃米；
(3)BOPET薄膜整卷生产完毕后，停机、冷却蒸发舟、卸膜、展平、收卷，即得；
实施例3
(1)将厚度为18μm的无回料添加的BOPET薄膜置于真空镀铝设备的真空室中并在-3℃条件下冷却，抽气80min直至所述真空室内的气压为6*10-6mbar；
(2)开启在线等离子处理，等离子处理的功率为3kW，等离子处理的气体为氧气，氧气流速为260sccm，等离子处理的电压为330V；
将蒸发舟打开预热至70～80％之间，蒸发舟的工作功率调节为3500kW；
然后开启送丝，铝丝的送丝速度为165mm/min，打开设备挡板进行蒸镀，蒸镀的卷绕速度为12m/s，铝丝与BOPET薄膜之间的蒸发距离为13cm，铝丝的蒸发面积为25cm2，铝蒸汽冷凝在BOPET薄膜等离子处理面上形成一镀铝层；
根据在线镀铝层厚度测量装置所测得的镀铝层厚度调整卷绕速度，控制镀铝层的厚度在65埃米；
(3)BOPET薄膜整卷生产完毕后，停机、冷却蒸发舟、卸膜、展平、收卷，即得；
实施例4
(1)将厚度为23μm的无回料添加的BOPET薄膜置于真空镀铝设备的真空室中并在5℃条件下冷却，抽气40min直至所述真空室内的气压为3*10-6mbar；
(2)开启在线等离子处理，等离子处理的功率为3.5kW，等离子处理的气体为空气，空气流速为280sccm，等离子处理的电压为360V；
将蒸发舟打开预热至70～80％之间，蒸发舟的工作功率调节为2800kW；
然后开启送丝，铝丝的送丝速度为155mm/min，打开设备挡板进行蒸镀，蒸镀的卷绕速度为11m/s，铝丝与BOPET薄膜之间的蒸发距离为20cm，铝丝的蒸发面积为33cm2，铝蒸汽冷凝在BOPET薄膜等离子处理面上形成一镀铝层；
根据在线镀铝层厚度测量装置所测得的镀铝层厚度调整卷绕速度，控制镀铝层的厚度在60埃米；
(3)BOPET薄膜整卷生产完毕后，停机、冷却蒸发舟、卸膜、展平、收卷，即得；
实施例5
(1)将LDPE粒子通过淋膜机淋膜于食品级用纸上，形成一淋膜层；
(2)将食品级用纸的淋膜层与实施例1所得镀铝膜的镀铝层通过干式复合法连接，即得微波复合膜；
实施例6
(1)将LDPE粒子通过淋膜机淋膜于食品级用纸上，形成一淋膜层；
(2)将食品级用纸的淋膜层与实施例2所得镀铝膜的镀铝层通过热熔复合法连接，即得微波复合膜；
对比例1
本例为现有常规镀铝膜的制备方法，步骤如下：
(1)将厚度为12μm的含15％回料添加的PET薄膜置于真空镀铝设备的真空室中并在-20℃条件下冷却，抽气25min直至所述真空室内的气压为3*10-4mbar；
(2)将蒸发舟打开预热至80～90％之间，蒸发舟的工作功率调节为3500kW；
然后开启送丝，铝丝的送丝速度为920mm/min，打开设备挡板进行蒸镀，蒸镀的卷绕速度为8m/s，铝丝与PET薄膜之间的蒸发距离为10cm，铝丝的蒸发面积为20cm2，铝蒸汽冷凝在PET薄膜等离子处理面上形成一镀铝层；
(3)PET薄膜整卷生产完毕后，停机、冷却蒸发舟、卸膜、展平、收卷，即得；
对比例2
(1)将厚度为12μm的无回料添加的BOPET薄膜置于真空镀铝设备的真空室中并在-20℃条件下冷却，抽气30min直至所述真空室内的气压为8*10-6mbar；
(2)开启在线等离子处理，等离子处理的功率为4kW，等离子处理的气体为氩气，氩气流速为280sccm，等离子处理的电压为350V；
将蒸发舟打开预热至70～80％之间，蒸发舟的工作功率调节为3000kW；
然后开启送丝，铝丝的送丝速度为128mm/min，打开设备挡板进行蒸镀，蒸镀的卷绕速度为8m/s，铝丝与BOPET薄膜之间的蒸发距离为15cm，铝丝的蒸发面积为30cm2，铝蒸汽冷凝在BOPET薄膜等离子处理面上形成一镀铝层；
根据在线镀铝层厚度测量装置所测得的镀铝层厚度调整卷绕速度，控制镀铝层的厚度在55埃米；
(3)BOPET薄膜整卷生产完毕后，停机、冷却蒸发舟、卸膜、展平、收卷，即得；
对比例3
(1)将厚度为12μm的无回料添加的BOPET薄膜置于真空镀铝设备的真空室中并在0℃条件下冷却，抽气30min直至所述真空室内的气压为5*10-6mbar；
(2)开启在线等离子处理，等离子处理的功率为4kW，等离子处理的气体为氩气，氩气流速为280sccm，等离子处理的电压为350V；
将蒸发舟打开预热至70～80％之间，蒸发舟的工作功率调节为3000kW；
然后开启送丝，铝丝的送丝速度为600mm/min，打开设备挡板进行蒸镀，蒸镀的卷绕速度为16m/s，铝丝与BOPET薄膜之间的蒸发距离为15cm，铝丝的蒸发面积为30cm2，铝蒸汽冷凝在BOPET薄膜等离子处理面上形成一镀铝层；
根据在线镀铝层厚度测量装置所测得的镀铝层厚度调整卷绕速度，控制镀铝层的厚度在55埃米；
(3)BOPET薄膜整卷生产完毕后，停机、冷却蒸发舟、卸膜、展平、收卷，即得；
对比例4
将食品级用纸与实施例1所得镀铝膜的镀铝层通过食品级粘合剂连接，即得；
对比例5
(1)将LDPE粒子通过淋膜机淋膜于食品级用纸上，形成一淋膜层；
(2)将食品级用纸的淋膜层与对比例1所得镀铝膜的镀铝层通过干式复合法连接，即得微波复合膜；
效果实施例1
将实施例1～4和对比例1～3所得镀铝膜产品通过中华人民共和国行业标准BB/T0030-2004(包装用镀铝薄膜)的方法测试其性能效果数据，结果汇总如表1所示。
表1镀铝膜性能测试汇总
Figure BDA0001117451750000081
Figure BDA0001117451750000091
由表1可见，实施例1相比对比例1(现有常规方法)，测试得到镀铝层均匀度由15％提高至5％，铝层脱落面积从≤20％提高至铝层脱落面积为0，由镀铝层附着力换算得到，镀铝层的剥离强度由原来的2.0N/10mm提高到2.5N/10mm，镀铝面表面张力38mN/m提高到60mN/m；实施例1的镀铝膜其镀铝层不仅与BOPET薄膜之间的连接强度高，其均匀性也较好，当用于微波加热时不易产生局部过热的现象。另外，根据具体条件的不同，镀铝膜的性能也会产生不同的变化：对比例2表明BOPET薄膜前处理温度过低会对最后成膜时镀铝层张力和附着力产生较大影响，而且处理温度与室温之间温差较大还会影响收卷时镀铝膜的表面处理(例如除去多余的凝结水)；对比例3则表明镀铝工艺参数包括铝丝送丝速度和蒸镀卷绕速度对于镀铝层和BOPET薄膜之间连接强度会产生影响。
效果实施例2
将实施例5～6和对比例4～5所得微波复合膜产品制成食品包装袋，并以加热爆米花为途径测试其微波加热性能效果数据，结果汇总如表2所示。
表2微波复合膜性能测试汇总
Figure BDA0001117451750000101
由表1可见，在实际使用过程中，采用常规的粘合连接方式制得的微波复合膜本身强度不足，纸层与镀铝膜之间的连接强度易受高温影响，进而影响微波复合膜的加热性能；而常规镀铝膜虽然满足镀铝膜合格品要求，但将其应用于微波镀铝膜时，会产生传热不均的情况，容易产生铝层分层，进而影响微波复合膜的粘接强度和传热性能。

Claims (8)

1.一种镀铝膜的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)将BOPET薄膜置于真空室中并在-5～5℃条件下冷却，抽气直至所述真空室内的气压为10-5～10-6mbar；
(2)通过在线等离子处理，在所述BOPET薄膜上形成一等离子处理层；
(3)送铝丝于蒸发舟内并对所述BOPET薄膜进行蒸镀，在所述等离子处理层上形成一镀铝层，即可；
其中，所述铝丝的送丝速度为128～165mm/min，所述蒸镀的卷绕速度为8～12m/s，所述镀铝层的厚度为50～65埃米；
步骤(2)中，所述等离子处理的气体流速为260～300sccm；所述等离子处理的电压为330～370V；所述等离子处理的功率为3～4kW；
步骤(3)中，所述蒸发舟的工作功率为2500～3500kW；所述铝丝与所述BOPET薄膜之间的蒸发距离为13～20cm；所述铝丝的蒸发面积为25～35cm2。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述BOPET薄膜的厚度为12～23μm；
和/或，所述BOPET薄膜为无回料添加的原膜。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述抽气的时间为30～120min。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述等离子处理的气体为氧气、氩气、氮气和空气中的一种。
5.一种如权利要求1～4中任一项所述的镀铝膜的制备方法所制得的镀铝膜。
6.一种微波复合膜的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)将低密度聚乙烯淋膜于食品级用纸上，形成一淋膜层；
(2)将食品级用纸的淋膜层与镀铝膜的镀铝层连接，即可；
其中，所述镀铝膜通过如权利要求1～4中任一项所述的镀铝膜的制备方法制得。
7.如权利要求6所述的微波复合膜的制备方法，其特征在于，所述镀铝层与所述淋膜层通过干式复合法或热熔复合法连接。
8.一种如权利要求6或7所述的微波复合膜的制备方法所制得的微波复合膜。
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