Hur uppnår högbarriär aluminiserad husdjursfilm utmärkta barriäregenskaper och multifunktionella applikationer?

1. Analys av strukturen och barriärmekanismen för High Barrier Metallized Pet Film

Inom modern förpackningsmaterial sticker metalliserad husdjursfilm med sin utmärkta prestanda och har blivit det föredragna materialet för många branscher. För att djupt förstå varför det kan uppnå utmärkta barriäregenskaper och multifunktionella applikationer måste vi först utforska dess unika struktur och barriärmekanism.

PET (Polyetylene Tereftalate) -filmen har i sig vissa barriäregenskaper. Dess molekylkedjestruktur är regelbunden och nära ordnad, vilket kan blockera penetrering av gas och fukt i viss utsträckning. För att uppfylla högre barriärkrav tillämpas emellertid den aluminiserande processen på husdjursfilm och bildar således en högbarriär aluminiserad husdjursfilm.

Hög barriär aluminiserad husdjursfilm består vanligtvis av en flerskiktsstruktur. Det mest grundläggande är husdjursbasskiktet, som ger goda mekaniska egenskaper och bearbetningsegenskaper för hela filmen. Tjockleken på PET -basskiktet är i allmänhet mellan 12 och 50 mikron, och olika tjocklekar är lämpliga för olika applikationsscenarier. Till exempel, inom livsmedelsförpackningen, kan ett tunnare husdjursbasskikt (12-25 mikron) både säkerställa en viss styrka och minska kostnaderna; I vissa industriförpackningar med högre krav på mekanisk styrka kommer ett tjockare husdjursbasskikt (25-50 mikron) att användas.

Ovanpå husdjursbasskiktet är aluminiumbeläggningen. Aluminiumbeläggningen är en viktig del för att uppnå hög barriäregenskaper. Tjockleken är extremt tunn, vanligtvis mellan 30 och 100 nanometer. Aluminiumbeläggningsprocessen använder i allmänhet vakuumindunstning. I en högvakuummiljö värms aluminiumtråden till ett förångat tillstånd, och aluminiumånga avsätts på ytan av husdjursfilmen för att bilda ett kontinuerligt och tätt metallaluminiumskikt. Denna aluminiumbeläggning är som en solid barriär som effektivt kan blockera penetrationen av gaser och vätskor såsom syre och vattenånga. Aluminiumatomer är nära arrangerade med nästan inga porer, vilket gör det svårt för gasmolekyler och vattenmolekyler att passera igenom.

För att skydda aluminiumbeläggningen och förhindra att den skadas under efterföljande bearbetning och användning appliceras vanligtvis ett skyddsskikt ovanpå aluminiumbeläggningen. Det skyddande skiktet består vanligtvis av transparenta polymermaterial, såsom akrylharts, polyesterharts, etc., och dess tjocklek är mellan 0,5 och 2 mikron. Detta skyddande skikt kan inte bara förhindra att aluminiumbeläggningen repas och bärs, utan också förbättra filmens kemiska stabilitet och förbättra dess vädermotstånd.

Ur perspektivet av barriärmekanism uppnår metalliserad husdjursfilm huvudsakligen hög barriärprestanda genom fysisk barriär och kemisk verkan. När det gäller fysisk barriär ökar närvaron av det aluminiserade skiktet i hög grad väglängden för gas- och flytande molekyler att tränga igenom. När gas- eller flytande molekyler försöker passera genom filmen måste de kringgå de otaliga aluminiumatomerna i det aluminiserade skiktet, vilket gör penetrationsprocessen extremt svår. På grund av densiteten för det aluminiserade skiktet kan dessutom gas och flytande molekyler knappast passera direkt och kan bara tränga igenom defekter i det aluminiserade skiktet (såsom pinhol, sprickor etc.). I den faktiska produktionen, genom att strikt kontrollera den aluminiserade processen, kan antalet och storleken på dessa defekter kontrolleras inom ett mycket litet intervall och därmed ytterligare förbättra barriärprestanda.

När det gäller kemisk reaktion är aluminium en aktiv metall. När den kommer i kontakt med syre kommer ett mycket tunt lager av aluminiumoxid (AL2O3) -film snabbt att bildas på ytan. Denna aluminiumoxidfilm har god kemisk stabilitet och barriäregenskaper, vilket ytterligare kan förhindra penetrering av syre. Samtidigt, för vissa frätande gaser eller vätskor, kan aluminiumoxidfilmen också spela en viss skyddande roll, och skyddar aluminiumbeläggningen från korrosion och därmed bibehåller filmens barriäregenskaper.

Dessutom bidrar den molekylstrukturen i PET -basskiktet också till barriäregenskaperna. Estergruppen (-COO-) i PET-molekylkedjan är polär och kan interagera med vissa polära molekyler (såsom vattenmolekyler) för att hindra diffusionen av vattenmolekyler. Dessutom gör van der Waals kraft och vätebindning mellan PET -molekylkedjorna molekylkedjorna närmare ordnade, vilket ytterligare minskar genomträngningshastigheten för gas och flytande molekyler.

Multi-lagers strukturdesign och unik barriärmekanism för metalliserad husdjursfilm med hög barriär gör det möjligt att spela en viktig roll inom många områden. Oavsett om det är livsmedelsförpackningar, läkemedelsförpackningar eller elektronik, dagliga kemikalier och andra industrier, drar de alla nytta av de utmärkta barriäregenskaperna för detta material, vilket ger tillförlitligt skydd för lagring och transport av produkter.

2. Viktiga prestationsindikatorer: Vatten- och syrebarriär, mekanisk styrka och vädermotstånd

Anledningen till att metalliserad husdjursfilm med hög barriär är så populär på marknaden är nära besläktad med dess enastående viktiga prestationsindikatorer, bland vilka vatten- och syrebarriäregenskaper, mekanisk styrka och väderbeständighet är särskilt viktiga. Dessa prestationsindikatorer bestämmer direkt tillämpningen och tillförlitligheten för filmen i olika applikationsscenarier.

• Vatten- och syrebarriär är en av kärnegenskaperna för aluminiserad husdjursfilm. Inom livsmedelsförpackningen kommer närvaron av syre att få oljan i maten att oxidera och bli harsk, vilket får maten att producera lukt och försämras, vilket förkortar matens hållbarhet; Medan penetrationen av vattenånga kommer att göra maten fuktig och påverkar dess smak och kvalitet. För farmaceutisk förpackning kan intrång av syre och fukt utlösa kemiska reaktioner i läkemedlet, vilket gör att medicinen misslyckas eller till och med producerar skadliga ämnen. Hög barriär aluminiserad husdjursfilm kan effektivt blockera penetrationen av syre och vattenånga på grund av dess speciella struktur. Tätheten för det aluminiserade skiktet gör det svårt för syre och vattenånga att passera direkt. Dess barriärprestanda för syre kan vanligtvis nå 0,1 - 1,0 cm³/(m² ・ 24H ・ 1MPA), och dess barriärprestanda för vattenånga kan nå 0,1 - 1,5 g/(m² ・ 24H). Denna utmärkta vatten- och syrebarriärprestanda kan ge ett bra skydd för produkterna i paketet, förlänga produkternas hållbarhet och upprätthålla produkternas kvalitet och säkerhet.
• Mekanisk styrka är också en viktig indikator för att mäta prestanda för högbarriär aluminiserad husdjursfilm. Under produktionen, bearbetningen och användningen av filmen måste den motstå olika externa krafter som stretching, extrudering och friktion. Om filmens mekaniska styrka är otillräcklig är det lätt att bryta, riva och andra problem, vilket påverkar förpackningseffekten och produktkvaliteten. Petbasen ger en bra mekanisk prestationsstiftelse för filmen, som har hög draghållfasthet och töjning vid pausen. Generellt sett kan draghållfastheten hos högbarriär aluminiserad husdjursfilm nå 100-250 MPa, och förlängningen vid pausen är mellan 100-300%. Den högre draghållfastheten gör att filmen är mindre benägna att bryta under sträckningsprocessen och kan uppfylla kraven i olika förpackningsprocesser; Medan den större förlängningen vid pausen säkerställer att filmen har en viss flexibilitet när den sträcks av yttre krafter och inte är benägna att spröda sprickor. Dessutom är filmens punkteringsmotstånd också mycket kritisk, särskilt när man förpackar några skarpa föremål. God punkteringsmotstånd kan förhindra att filmen punkteras och undviker produktläckage eller förorening. Genom rimlig strukturell design och materialval kan högbarriär aluminiserad husdjursfilm ha god punkteringsmotstånd för att tillgodose förpackningsbehovet för olika produkter.
• Väderbeständighet avser förmågan hos högbarriär aluminiserad husdjursfilm att upprätthålla stabila prestanda under olika klimatförhållanden, såsom temperaturförändringar, ljus, fuktighet och andra miljöfaktorer. I faktiska applikationer kan filmen möta olika miljöförhållanden som hög temperatur, låg temperatur, fuktighet och direkt solljus. Om filmen har dåligt vädermotstånd kan den mjukas upp och deformera i en miljö med hög temperatur, vilket påverkar förseglingen av paketet; Det kan bli sprött och spricka i en miljö med låg temperatur; och det aluminiserade skiktet kan oxidera och falla av efter långvarig exponering för solljus, vilket resulterar i en minskning av barriärprestanda. För att förbättra filmmotståndet hos filmen, förutom att välja husdjursmaterial och aluminiserade processer med bra vädermotstånd, kommer vissa speciella tillsatser som UV -absorbenter och antioxidanter att läggas till det skyddande skiktet. UV -absorberare kan absorbera ultravioletta strålar för att förhindra att de skadar filmen; Antioxidanter kan hämma oxidationen av det aluminiserade skiktet och förlänga filmens livslängd. Den optimerade högbarriären aluminiserad husdjursfilm kan upprätthålla god prestanda i temperaturintervallet -40 ℃ till 80 ℃ och kan fortfarande upprätthålla sin barriärprestanda och mekaniska styrkstabilitet under långsiktiga ljus och fuktiga miljöer.

De tre viktigaste prestandaindikatorerna för vatten och syrebarriär, mekanisk styrka och vädermotstånd är sammanhängande och ömsesidigt inflytelserika och bestämmer gemensamt den omfattande prestanda för högbarriär aluminiserad husdjursfilm. I olika applikationsfält, enligt produktens egenskaper och användningsmiljön, är kraven för dessa tre prestationsindikatorer också olika. Endast genom att helt förstå och behärska dessa viktiga prestationsindikatorer kan vi bättre spela fördelarna med högbarriär aluminiserad husdjursfilm och möta marknadens allt mer diversifierade efterfrågan på förpackningsmaterial.

3. Effekt av aluminiumpläteringsprocess på barriäregenskaper hos husdjursfilm

Aluminiumpläteringsprocess är en av de viktigaste faktorerna som bestämmer barriäregenskaperna för aluminiumpläterad husdjursfilm med hög barriär. Olika aluminiumpläteringsprocessparametrar och metoder kommer att ha en betydande inverkan på filmens struktur och egenskaper. Fördjupad forskning om förhållandet mellan aluminiumpläteringsprocess och barriäregenskaper är av stor betydelse för att förbättra filmkvaliteten och möta marknadens efterfrågan.

För närvarande är den mest använda processen för aluminiumplätering av husdjursfilm vakuumindunstning. Under vakuumindunstningsprocessen finns det flera viktiga parametrar som kommer att påverka kvaliteten på aluminiumpläteringsskiktet och barriäregenskaperna för filmen, inklusive vakuumgrad, indunstningstemperatur, aluminiumpläteringshastighet, filmkörningshastighet, etc.

• Vakuumgrad är en av de viktiga faktorerna som påverkar kvaliteten på aluminiumplätering. Under vakuumindunstningsprocessen måste trycket i beläggningskammaren reduceras till en extremt låg nivå, och vakuumgraden krävs i allmänhet för att nå 10⁻³ - 10⁻⁴ Pa. I en sådan hög vakuummiljö, den genomsnittliga fria vägen för aluminiumförångsmolekyler är längre, och de kan röra sig mer fritt och deponera på ytan av husdjurfilmen för att formas en enhetlig aluminiummolekyler längre. If the vacuum degree is insufficient, the gas molecules remaining in the coating chamber will collide with the aluminum vapor molecules, hindering the movement of the aluminum vapor molecules, resulting in uneven distribution of the aluminum vapor molecules during the deposition process, and defects such as pinholes and cracks will appear in the aluminum coating layer, thereby reducing the barrier properties av filmen. Studier har visat att när vakuumgraden ökar från 10⁻³ PA till 10⁻² PA kommer antalet nålhål i aluminiumbeläggningsskiktet att öka avsevärt, och filmens barriäregenskaper till syre kommer att minska med cirka 30%.
• Avdunstningstemperaturen påverkar direkt förångningshastigheten för aluminium och energi för ångmolekyler. Smältpunkten för aluminium är 660 ° C. Under vakuumindunstningsprocessen styrs vanligtvis temperaturen på förångningskällan vid 1200-1400 ° C. När indunstningstemperaturen är för låg är förångningshastigheten för aluminium långsam, och mängden aluminiumånga som indunstas per enhetstid är otillräcklig, vilket gör det svårt att bilda ett kontinuerligt och tätt aluminiumbeläggningsskikt; Även om indunstningstemperaturen är för hög, kommer energin i aluminiumånga -molekylerna att vara för höga, och när de deponeras på ytan av husdjursfilmen, kan det skada filmen och påverka filmens prestanda. Dessutom kommer en för hög förångningstemperatur att öka energiförbrukningen och produktionskostnaderna. Den lämpliga förångningstemperaturen kan säkerställa att aluminiumånga avsätts på ytan av husdjursfilmen med en lämplig hastighet och energi för att bilda ett enhetligt och tätt aluminiumbeläggningsskikt och därmed förbättra filmens barriäregenskaper.
• Matchen mellan den aluminiserande hastigheten och filmkörningshastigheten är också avgörande. Den aluminiserande hastigheten hänvisar till massan av aluminium avsatt på ytan av husdjursfilmen per tidsenhet, och filmkörningshastigheten hänvisar till hastigheten med vilken husdjursfilmen rör sig i beläggningskammaren. Om den aluminiserande hastigheten är för snabb och filmkörningshastigheten är för långsam, kommer aluminiumånga att ackumuleras överdrivet på ytan av filmen, bildar ett tjockt och ojämnt aluminiserande skikt och till och med aluminiumskiktskylning kan uppstå; Omvänt, om den aluminiserande hastigheten är för långsam och filmens körhastighet är för snabb, kommer det aluminiserande skiktet att vara för tunt och inte kunna bilda en effektiv barriär, och filmens barriärprestanda kommer att reduceras avsevärt. Därför är det nödvändigt att exakt justera den aluminiserande hastigheten och filmkörningshastigheten enligt den specifika produktionsutrustning och processkrav för att uppnå det bästa matchande tillståndet för att få den ideala tjockleken och kvaliteten på det aluminiserande skiktet.

Förutom parametrarna för vakuum förångningsprocess kommer prestanda och struktur för aluminiumpläteringsutrustningen också att påverka aluminiumpläteringseffekten. Till exempel kommer typen och utformningen av förångningskällan att påverka enhetligheten och stabiliteten i aluminiumindunstning; Formen och storleken på beläggningskammaren kommer att påverka fördelningen av vakuum och diffusion av aluminiumånga; Noggrannheten och stabiliteten i filmöverföringssystemet kommer att påverka filmens spänning och driftstillstånd under aluminiumpläteringsprocessen. Avancerad aluminiumpläteringsutrustning kan bättre kontrollera parametrarna för aluminiumpläteringsprocesser, säkerställa stabiliteten och konsistensen i aluminiumpläteringsprocessen och därmed producera aluminiumpläterade husdjursfilmer med högre kvalitet och bättre barriäregenskaper.

Den aluminiserande processen har en avgörande inverkan på barriäregenskaperna hos husdjursfilm. Genom att optimera parametrarna för vakuum förångningsprocess, välja lämplig aluminiseringsutrustning och noggrant kontrollera varje länk i den aluminiserande processen, kan kvaliteten på det aluminiserande skiktet förbättras, kan barriäregenskaperna för filmen förbättras och behoven hos olika branscher för högbarriär aluminiserat husdjur kan uppfyllas.

4. Applikationsfält och framtida utvecklingstrender för metalliserade husdjursfilmer med hög barriär

Hög barriär aluminiserad husdjursfilm har använts i stor utsträckning på många områden på grund av dess utmärkta barriäregenskaper, god mekanisk styrka och utmärkt väderbeständighet. Med den kontinuerliga utvecklingen av vetenskap och teknik och förändringar i marknadens efterfrågan har dess framtida utvecklingstrend också väckt mycket uppmärksamhet.

• Inom livsmedelsförpackningen är högbarriär aluminiserad husdjursfilm den mest använda. Det kan effektivt blockera syre, vattenånga och ljus, förhindra mat från oxidation, fukt och försämring och förlänga hållbarheten för mat. I förpackningen av puffade livsmedel som potatischips och kex kan till exempel högbarriär aluminiserad husdjursfilm behålla den skarpa smaken av mat och förhindra oljeoxidation och harskhet; I förpackningen av kokt mat som kött och fisk kan det blockera syre, hämma bakterietillväxt och säkerställa matens färskhet och säkerhet. Dessutom har högbarriär aluminiserad husdjursfilm också god utskriftbarhet och kan användas för att producera utsökta förpackningsmönster genom färgutskrift för att locka konsumenternas uppmärksamhet och förbättra marknadens konkurrenskraft.
• Läkemedelsförpackningar har extremt höga krav på materiella säkerhets- och barriäregenskaper, och högbarriär aluminiserad husdjursfilm uppfyller bara dessa krav. Det kan förhindra att läkemedel kontaktas med syre, fukt, ljus etc. i den yttre miljön och undvika kemiska reaktioner som får läkemedel att bli ineffektiva. I blisterförpackningen av surfplattor, kapslar och andra läkemedel används aluminiserad husdjursfilm med hög barriär i kombination med aluminiumfolie, PVC och andra material för att bilda en förpackningsstruktur med flera lager, vilket ger allroundskydd för läkemedel. Samtidigt kan dess goda tätning effektivt förhindra att läkemedel förorenas under transport och lagring, vilket säkerställer säkerheten för patientens medicinering.
• Inom elektronikindustrin används hög barriär aluminiserad husdjursfilm huvudsakligen för fuktsäker och antioxidationsförpackning av litiumbatterier och elektroniska produkter. Under produktion och användning av litiumbatterier är de mycket känsliga för miljöfuktighet och syreinnehåll. Högbarriär aluminiserad husdjursfilm kan effektivt blockera intrång av fukt och syre, förhindra kortkretsar eller kemiska reaktioner i litiumbatterier och förbättra säkerheten och livslängden för litiumbatterier. För vissa precisionslektroniska komponenter, såsom integrerade kretsar och sensorer, kan högbarriär aluminiserad husdjursfilm användas som ett fuktsäkert och anti-oxidationsförpackningsmaterial för att skydda elektroniska komponenter från miljöfaktorer under transport och lagring, vilket säkerställer deras stabila prestanda.
• Högbarriär aluminiserad husdjursfilm används alltmer i förpackningen av dagliga kemiska produkter. Parfymer, schampon, kosmetika och andra dagliga kemiska produkter är benägna att förångning och försämring. Högbarriär aluminiserad husdjursfilm kan effektivt förhindra de aktiva ingredienserna i produkterna från att flyktiga och oxidera vid kontakt med luft och därmed upprätthålla kvaliteten och doften hos produkterna. Dessutom hjälper dess vackra utseende och bra tryckeffekt också att förbättra varumärkesbilden av dagliga kemiska produkter.

Utvecklingstrenden för metalliserad husdjursfilm med hög barriär återspeglas huvudsakligen i följande aspekter. Med den kontinuerliga förbättringen av miljömedvetenhet kommer utvecklingen av grön och miljövänlig högbarriär aluminiserad husdjursfilm att bli en viktig riktning. Å ena sidan forskning på nedbrytbara husdjursmaterial för att minska föroreningar till miljön; Å andra sidan, optimera den aluminiserande processen för att minska energiförbrukningen och avfallsutsläppen i produktionsprocessen. För det andra, för att möta marknadens efterfrågan på multifunktionella förpackningsmaterial, kommer högbarriär aluminiserad husdjursfilm att utvecklas i riktning mot multifunktionell komposit. Till exempel sammansatt med antibakteriella material för att ge filmen antibakteriella egenskaper, tillämpade på livsmedels- och läkemedelsförpackningar, vilket ytterligare förlänger produktens hållbarhet; Komposit med smarta material för att ge filmavkänningsfunktionerna som temperatur och luftfuktighet och övervaka miljöstatusen i paketet i realtid. Vidare, med den kontinuerliga utvecklingen av nanoteknologi, kommer nanobeläggningsteknik att tillämpas på produktionen av högbarriär aluminiserad husdjursfilm. Genom att belägga nano-nivå barriärmaterial på filmen ytan kan filmens barriäregenskaper förbättras ytterligare, samtidigt som filmens tjocklek minskar mängden material som används och minskar kostnaderna.

Hög barriär aluminiserad husdjursfilm har spelat en viktig roll inom många områden för närvarande och har breda utvecklingsutsikter i framtiden. Genom kontinuerlig innovation och tekniska framsteg kommer det att tillgodose behoven hos fler områden och ge mer bekvämlighet och värde för människors liv och industriproduktion.