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  在现代商品包装过程中,有些商品(尤其是食品)的包装,对于包装材料的各种性能有着严格的要求,如要求包装材料具有防潮、防水、阻隔气体、避光、耐热、耐油、耐高温、易于热封、易于印刷等等。同一的包装材料很难达到多项要求,因此,在包装生产过程中,常常将两种或两种以上具有不同特性的包装材料复合在一起,利用它们优良的综合性能,以达到商品包装的要求。

  常用的复合材料,主要是各种复合薄膜。所谓复合薄膜,是指以纸、玻璃纸、塑料薄膜、金属箔等柔性包装材料为基础材料,经过涂布复合、层压复合、共挤复合等各种复合加工方法所得到的具有综合性能的柔软性复合包装材料。复合包装材料的加工工艺和方法有多种,可以在印刷之前进行复合加工,也可以在印刷后进行复合加工。在很多情况下,为避免被包装的商品(尤其是食品)直接与印刷油墨层接触,常常在印刷后,在油墨层一侧复合一层或多层其它材料,以达到防止商品和油墨层直接接触的目的,同时利用复合层中多种材料的综合性能,以更好地保护商品。

  常用于包装材料印后复合加工的工艺和方法主要有:挤出复合工艺(有单挤出和共挤出两种,属于挤出-层压得合加工方法)、挤出涂布复合工艺(有单挤出和共挤出两种,属于涂布复合加工方法)、干法胶粘复合工艺、湿法胶粘得合工艺、蜡复合工艺、热压复合工艺(以上四种属于涂布-层压复合方法)、直空镀膜工艺等。在实际生产中,有时为了提高生产效率或产品加工的需要,常将两种或两种以上的复合工艺串联起来使用,比如挤出复合工艺中,如果某些基材需要涂布一层打底材料,常将干法胶粘复合的前部设备组装到挤出复合设备中,共同完成复合过程。这里主要介绍挤出复合工艺、真空镀膜工艺等五种复合材料加工工艺。

  一、挤出复合工艺。该工艺是实际生产中广泛应用的一种层压复合方法,是将聚乙烯、聚丙烯、EAA(乙烯-丙烯酸共聚物)、沙林(离子键聚合物)等聚合树脂或热熔性粘合剂,经挤出机热熔塑化后,挤出到待复合的两种基材通过中间层粘合在一起,形成复合材料。常用的基材有纸、铝箔、塑料等多种材料。

  该工艺中,如果挤出机用单流道模头挤出单一材料,则为单挤出复合工艺。该工艺主要生产设备由挤出机、机头、放卷部分、复合部分、收卷部分、切边装置以及传动装置、张力自动控制装置、放卷自动调偏装置、材料预处理装置、后处理装置等辅助装置组成。

  二、挤出涂布复合工艺。该工艺属于涂布复合加工方法,是将聚合物覆面材料(常用热熔塑料材料作为覆面材料,如聚乙烯、聚丙稀、丙烯-乙烯共聚物等)由挤出机加热熔融塑化后,经机头涂布到基材表面,形成复合材料。常用的基材很多,如纸、纸板、铝箔、玻璃纸、聚酯、拉伸聚丙烯、尼龙、高密度聚乙烯等。

  和挤出复合工艺相似,如果挤出机用单流道模头挤出单一材料,则为单挤出涂布复合工艺,所得到的覆面材料为单层;如果挤出机用多流道模头,同时挤出多种材料,则为共挤出涂丰复合工艺,所得到的覆面材料为多层。挤出涂布复合装置,主要由挤出机、机头、冷却辊和压紧辊等组成,另外还有放卷部分、收卷部分、切边装置和其他辅助装置等。

  挤出涂布复合工艺,聚合物涂料与基材之间以物理方式或化学方式结合。对于纸张等多孔性结构的基材,其结合方式是物理方式,聚合物涂料渗入孔隙中形成连续的涂覆薄膜层;对于玻璃纸、塑料薄膜、铝箔等光滑表面的基材,在复合前通常用粘全剂或紫外线照射等方法进行处理,以提高复合薄膜的复合牢度。

  三、干法胶粘复合工艺。干法胶粘复合,也叫干法层压复合,其工艺过程是:先将粘合层材料涂布液(粘合剂)用涂布装置均匀地涂布在第一层基材(强度较大的复合基层材料)表面,经过热烘道使粘合层材料涂布液(粘合剂)中的溶剂完全挥发,再与第二层基材经加温加压复合,经切边后卷限成卷材,完成复合加工。干法胶粘复合不仅刊登塑料薄膜之间的得合(如聚丙烯与聚乙烯,聚酯与聚乙烯,尼龙与聚乙烯等的复合),也刊登塑料薄膜与铝箔、纸张之间的复合(如双向拉伸聚丙稀、铝箔与聚乙烯三层复合,玻璃纸、铝箔与聚乙烯三层复合等)。

  这种工艺是涂布-层压复合方法的一种,它采用的粘合剂是用挥发性极强的有机溶剂制备的,是多种复合工艺中极其重要的一种,其生产设备主要由放卷部分、涂胶部分、烘干部分、复合部分、收卷部分等组成。

  四、湿法胶粘复合工艺。湿法胶粘复合,也叫湿法层压复合,其工艺过程是:第一层基材(如塑料薄膜、铝箔等)先经过涂布装置涂布粘合材料,在湿润的状态下即与第二层基材(如纸、玻璃纸等)一起通过复合装置进行挤压得合,然后再通过热烘道烘干除去溶剂,使两层基材复合在一起,经切边后卷取成卷材,完成复合加工。

  这种工艺也是涂布-层压复合方法的一种,所使用的粘合材料多为以水为溶剂的粘胶液或乳化液,主要有聚乙烯醇、硅酸钠、淀粉、聚醋酸乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、天然树脂等。该工艺常用于纸张与铝箔的复合材料的生产,具有操作简单,粘合剂用量少、成本低、复合速度快、不残留溶剂等优点。其生产设备与干法胶粘复合设备相似,只是烘干的顺序(或位置)不同,许多湿法胶粘复合设备,经简单改造,即可进行干法胶粘复合生产。

  五、真空镀膜工艺。真空镀膜工艺是一种有别于其它方法的包装材料复合加工方法。一般常用的是真空镀铝膜工艺,是在高真空条件下,利用真空蒸镀的方法,对聚酯、定向尼龙等塑料薄膜表面,镀覆一层非常薄的金属铝膜层,以提高塑料薄膜的装潢性能和阻隔性能。与铝箔复合材料的生产相比,它具有消耗铝材少、生产流程短、总能源消耗少、复合生产成本较低等优点。

  该工艺是在封闭的真空室内,在高真空条件下进行生产的。封闭的真空室与高真空系统相连接,真空室内装有基层材料卷的支承装置、冷却转鼓、已镀膜的复合材料卷取装置和蒸镀装置等。基材由支承装置支承,经过导辊、冷却转鼓和卷取装置的牵拉而逐步松展,电热坩埚内的蒸镀用铝材通电加热后蒸发成为金属铝蒸气粒子,从热屏蔽板的开口处飞出,到达经过冷却转鼓表面的塑料薄膜基材表面,金属铝蒸气粒子受到冷却而凝聚在基材表面,逐渐形成均匀的金属铝膜层,经卷取装置卷取成卷,完成整个工艺过程。经真空镀铝生产的薄膜,可以直接应用于食品等商品的包装,也可以进行其它复合加工,以进一步改善复合包装材料的性能。