Ako dosahuje hlinitý film s vysokým obsahom bariéry vynikajúce bariérové ​​vlastnosti a multifunkčné aplikácie?

1. Analýza štruktúry a mechanizmu bariéry Vysoko bariérová kovovaná domáce zvieratá

V oblasti moderných obalových materiálov vyniká vysoko bariérová kovová domáce zviera s vynikajúcim výkonom a stala sa preferovaným materiálom pre mnoho priemyselných odvetví. Aby sme hlboko pochopili, prečo dokáže dosiahnuť vynikajúce bariérové ​​vlastnosti a multifunkčné aplikácie, musíme najprv preskúmať jej jedinečnú štruktúru a bariérový mechanizmus.

Samotný film PET (polyetyléntereftalát) má určité bariérové ​​vlastnosti. Jeho štruktúra molekulárneho reťazca je pravidelná a úzko usporiadaná, čo môže do istej miery blokovať prienik plynu a vlhkosť. Aby sa však splnil vyššie požiadavky na bariéru, proces hlinizacieho sa uplatňuje na film PET, čím sa vytvára film s vysokými bariérovými hlinitými domácimi zvieratami.

Film pre domáce zvieratá s vysokým obsahom bariéry zvyčajne pozostáva z viacvrstvovej štruktúry. Najzákladnejšia je vrstva PET Base, ktorá poskytuje dobré mechanické vlastnosti a vlastnosti spracovania pre celý film. Hrúbka základnej vrstvy PET je vo všeobecnosti medzi 12 a 50 mikrónmi a rôzne hrúbky sú vhodné pre rôzne scenáre aplikácie. Napríklad v oblasti obalov potravín môže tenšia vrstva základnej PET (12-25 mikrónov) zabezpečiť určitú pevnosť a znížiť náklady; Zatiaľ čo v niektorých priemyselných balení s vyššími požiadavkami na mechanickú pevnosť sa použije hrubšia základná vrstva PET (25-50 mikrónov).

Na vrchole vrstvy základnej vrstvy PET je hliníkový povlak. Hliníkový povlak je kľúčovou súčasťou na dosiahnutie vysokých bariérových vlastností. Jeho hrúbka je extrémne tenká, zvyčajne medzi 30 a 100 nanometrmi. Proces hliníkového náteru vo všeobecnosti používa vákuové odparovanie. Vo vysokom vákuovom prostredí sa hliníkový drôt zahrieva do odparovaného stavu a hliníková para sa ukladá na povrch PET filmu, aby sa vytvorila kontinuálna a hustú kovovú hliníkovú vrstvu. Tento hliníkový povlak je ako pevná bariéra, ktorá môže účinne blokovať penetráciu plynov a kvapalín, ako je kyslík a vodná pary. Hliníkové atómy sú úzko usporiadané s takmer bez pórov, čo sťažuje prechádzanie molekúl plynu a molekúl vody.

Aby sa chránil povlak hliníka a zabránil jej poškodeniu počas následného spracovania a použitia, ochranná vrstva sa zvyčajne aplikuje na vrchol hliníkového povlaku. Ochranná vrstva sa všeobecne skladá z priehľadných polymérnych materiálov, ako je akrylová živica, polyesterová živica atď. A jej hrúbka je medzi 0,5 a 2 mikrónmi. Táto ochranná vrstva môže nielen zabrániť poškriabaniu a opotrebovaniu hliníkového povlaku, ale tiež zlepšiť chemickú stabilitu filmu a zvýšiť jeho odolnosť proti počasiu.

Z hľadiska bariérového mechanizmu dosahuje vysoko bariérový kovový film Pet predovšetkým vysoký výkon bariéry prostredníctvom fyzickej bariéry a chemického pôsobenia. Pokiaľ ide o fyzickú bariéru, prítomnosť hlinitej vrstvy výrazne zvyšuje dĺžku dráhy pre preniknutie molekúl plynu a kvapaliny. Keď sa molekuly plynu alebo kvapaliny snažia prejsť filmom, musia obísť nespočetné atómy hliníka v hlinitej vrstve, čo sťažuje proces penetrácie mimoriadne sťažným. Okrem toho, v dôsledku hustoty hlinitej vrstvy môžu plynové a kvapalné molekuly ťažko prechádzať priamo a môžu preniknúť iba defektmi v hlinitej vrstve (ako sú dierky, praskliny atď.). V skutočnej výrobe sa prísnym reguláciou hlinitého procesu môže počet a veľkosť týchto defektov kontrolovať vo veľmi malom rozsahu, čím sa ďalej zlepší výkon bariéry.

Pokiaľ ide o chemickú reakciu, hliník je aktívny kov. Keď príde do kontaktu s kyslíkom, na povrchu sa rýchlo vytvorí veľmi tenká vrstva filmu oxidu hlinitého (AL2O3). Tento film oxidu hliníka má dobrú chemickú stabilitu a bariérové ​​vlastnosti, čo môže ďalej zabrániť penetrácii kyslíka. Zároveň môže pre niektoré korozívne plyny alebo kvapaliny film oxidu hliníka tiež zohrávať určitú ochrannú úlohu, čím chráni hliníkový povlak pred koróziou, čím sa udržiava bariérové ​​vlastnosti filmu.

Molekulárna štruktúra základnej vrstvy PET tiež prispieva k vlastnostiam bariéry. Esterová skupina (-Coo-) v molekulárnom reťazci PET je polárna a môže interagovať s niektorými polárnymi molekulami (ako sú molekuly vody), aby bránili difúzii molekúl vody. Okrem toho silná sila van der Waals a vodíková väzba medzi molekulárnymi reťazcami PET zvyšujú podrobnejšie molekulárne reťazce, čím sa ďalej znižuje rýchlosť priepustnosti molekúl plynu a kvapaliny.

Návrh viacvrstvovej štruktúry a jedinečný bariérový mechanizmus filmu s kovovým miláčikom s vysokým bariérom mu umožňujú hrať dôležitú úlohu v mnohých oblastiach. Či už ide o balenie potravín, farmaceutické balenie alebo elektroniku, denné chemikálie a iné odvetvia, všetky majú úžitok z vynikajúcich bariérových vlastností tohto materiálu a poskytujú spoľahlivú ochranu na skladovanie a prepravu výrobkov.

2. Kľúčové ukazovatele výkonnosti: voda a kyslíková bariéra, mechanická pevnosť a odolnosť proti počasiu

Dôvod, prečo je na trhu veľmi populárny kovový film s vysokými bariérmi, je úzko spojený s jeho vynikajúcimi kľúčovými ukazovateľmi výkonnosti, medzi ktorými sú obzvlášť dôležité vlastnosti vody a bariéry kyslíka, mechanická pevnosť a odolnosť proti poveternostným vplyvom. Tieto ukazovatele výkonnosti priamo určujú použiteľnosť a spoľahlivosť filmu v rôznych scenároch aplikácií.

• Vodná a kyslíková bariéra je jednou z hlavných vlastností filmu PET s vysokým obsahom bariéry. V oblasti obalu potravín spôsobí prítomnosť kyslíka olej v potravinách a stane sa žltá, čo spôsobí, že jedlo produkuje zápach a zhoršenie, skrátenie trvanlivosti potravín; Zatiaľ čo penetrácia vodnej pary spôsobí vlhkú potravinu, čo ovplyvní jeho chuť a kvalitu. V prípade farmaceutického obalu môže vniknutie kyslíka a vlhkosť vyvolať chemické reakcie v lieku, čo spôsobí, že liek zlyhá alebo dokonca spôsobuje škodlivé látky. Vysoko bariérový hlinitý film PET môže účinne blokovať penetráciu kyslíka a vodnej pary kvôli jeho špeciálnej štruktúre. Hustota hlinitej vrstvy sťažuje priamo kyslíkom a vodnou parou. Jeho bariérová výkonnosť kyslíka môže zvyčajne dosiahnuť 0,1 - 1,0 cm³/(m² ・ 24H ・ 1MPa) a jeho výkon bariéry pre vodnú paru môže dosiahnuť 0,1 - 1,5 g/(m² ・ 24H). Tento vynikajúci výkon vodnej a kyslíkovej bariéry môže poskytnúť dobrú ochranu výrobkov v balíku, predĺžiť trvanlivosť výrobkov a udržiavať kvalitu a bezpečnosť výrobkov.
• Mechanická pevnosť je tiež dôležitým ukazovateľom merania výkonu vysokorýchlostného hlinitého filmu PET. Počas výroby, spracovania a používania filmu musí vydržať rôzne vonkajšie sily, ako sú napínanie, vytláčanie a trenie. Ak je mechanická pevnosť filmu nedostatočná, je ľahké sa zlomiť, roztrhať a iné problémy, čo ovplyvňuje efekt balenia a kvalitu produktu. PET Base poskytuje pre film dobrý základný výkon, ktorý má pri prestávke vysokú pevnosť v ťahu a predĺženie. Všeobecne povedané, pevnosť v ťahu vysokohorského hlinitovaného domáceho filmu môže dosiahnuť 100 až 250 MPa a predĺženie pri prestávke je medzi 100-300%. Vyššia pevnosť v ťahu spôsobuje, že film sa počas procesu napínania menší a môže spĺňať požiadavky rôznych procesov balenia; Zatiaľ čo väčšie predĺženie v prestávke zaisťuje, že film má určitú flexibilitu, keď je natiahnutý vonkajšími silami a nie je náchylný na krehké praskanie. Okrem toho je veľmi kritický odpor vpichu filmu, najmä pri balení niektorých ostrých objektov. Dobrý odpor punkcie môže zabrániť prepichnutiu filmu a vyhnúť sa úniku produktu alebo kontaminácii. Prostredníctvom primeraného konštrukčného dizajnu a výberu materiálu môže mať vysokohodnotný hlinitý domácich miláčikov dobrý odpor punkcie na uspokojenie potrieb obalov rôznych výrobkov.
• Odolnosť voči poveternostným vplyvom sa týka schopnosti vysokovýkonného hlinitého filmu PET udržiavať stabilný výkon v rôznych klimatických podmienkach, ako sú zmeny teploty, svetlo, vlhkosť a ďalšie faktory životného prostredia. V skutočných aplikáciách môže film čeliť rôznym podmienkam prostredia, ako je vysoká teplota, nízka teplota, vlhkosť a priame slnečné svetlo. Ak má film zlý odpor počasia, môže zjemniť a deformovať v prostredí s vysokou teplotou, čo ovplyvňuje tesnenie balenia; Môže sa stať krehkým a prasknutím v prostredí s nízkou teplotou; a hlinitá vrstva môže oxidovať a spadnúť po dlhodobom vystavení slnečnému žiareniu, čo vedie k zníženiu výkonnosti bariéry. Aby sa zlepšila odolnosť voči poveternostným vplyvom filmu, okrem výberu materiálov PET a hlinitých procesov s dobrým odporom počasia sa do ochrannej vrstvy pridajú niektoré špeciálne prísady, ako sú UV absorbéry a antioxidanty. UV absorbéry môžu absorbovať ultrafialové lúče, aby im zabránili poškodiť film; Antioxidanty môžu inhibovať oxidáciu hlinikej vrstvy a predĺžiť životnosť služby filmu. Optimalizovaný vysokovýkonný hlinitý film PET si môže udržiavať dobrý výkon v teplotnom rozsahu -40 až 80 ℃ a stále si môže udržiavať výkonnosť bariéry a stabilitu mechanickej pevnosti v dlhodobom svetle a vlhkom prostredí.

Tri kľúčové ukazovatele výkonnosti vodnej a kyslíkovej bariéry, mechanickej pevnosti a odolnosti proti poveternostným vplyvom sú vzájomne prepojené a vzájomne vplyvné a spoločne určujú komplexný výkon vysoko bariérového hlinitovaného filmu PET. V rôznych aplikačných oblastiach sa podľa charakteristík produktu a prostredia používania aj požiadavky na tieto tri ukazovatele výkonnosti líšia. Iba úplným porozumením a zvládnutím týchto kľúčových ukazovateľov výkonnosti môžeme lepšie hrať výhody vysoko bariérového hlinitého filmu PET a uspokojiť čoraz viac diverzifikovaný dopyt po obalových materiáloch.

3. Vplyv procesu pokovovania hliníka na vlastnosti bariérového filmu Pet Film

Proces pokovovania hliníka je jedným z kľúčových faktorov, ktoré určujú bariérové ​​vlastnosti filmu PET s vysokým obsahom hliníka. Rôzne parametre a metódy procesu pokovovania hliníka budú mať významný vplyv na štruktúru a vlastnosti filmu. Hĺbkový výskum vzťahu medzi procesom pokovovania hliníkom a bariérovými vlastnosťami má veľký význam pre zlepšenie kvality filmu a uspokojenie dopytu na trhu.

V súčasnosti je najbežnejšie používaným procesom na pokovovanie hliníka PET filmu vákuum odparovanie. Počas procesu odparovania vákuu existuje niekoľko kľúčových parametrov, ktoré ovplyvnia kvalitu vrstvy na pokovovanie hliníkom a bariérové ​​vlastnosti filmu, vrátane stupňa vákua, teploty odparovania, rýchlosti pokovovania hliníka, rýchlosť behu filmu atď.

• Vákuový stupeň je jedným z dôležitých faktorov ovplyvňujúcich kvalitu hliníkového pokovovania. Počas procesu odparovania vákua je potrebné tlak v povlakovej komore zredukovať na extrémne nízku úroveň a vo všeobecnosti sa požaduje stupeň vákua, aby sa dosiahol 10 ⁻³ - 10 ⁻⁴ pa. V takom vysokom vákuovom prostredí je priemerná voľná cesta molekulov pary hliníkovej a hliníkovej paže a hliníkovej vrstvy sa môže pohybovať viac a môže sa pohybovať voľnejšou vrstvou a uniformou a hustoou naliehavej vrstvy. 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 of the film. Štúdie ukázali, že keď sa stupeň vákua zvýši z 10 ⁻³ PA na 10 ⁻² PA, počet dierok vo vrstve potiahnutia hliníka sa výrazne zvýši a vlastnosti bariéry filmu na kyslík sa zníži o približne 30%.
• Teplota odparovania priamo ovplyvňuje rýchlosť odparovania hliníka a energiu molekúl pary. Bod topenia hliníka je 660 ° C. Počas procesu odparovania vákuu sa teplota zdroja odparovania zvyčajne reguluje pri 1200-1400 ° C. Ak je teplota odparovania príliš nízka, rýchlosť odparovania hliníka je pomalá a množstvo hliníkovej pary odparovanej na jednotku času je nedostatočné, čo sťažuje tvorbu kontinuálnej a hustej vrstvy potiahnutia hliníka; Zatiaľ čo ak je teplota odparovania príliš vysoká, energia molekúl hliníkovej pary bude príliš vysoká a keď sa ukladá na povrch filmu PET, môže to poškodiť film a ovplyvniť výkon filmu. Okrem toho príliš vysoká teplota odparovania zvýši aj spotrebu energie a výrobné náklady. Vhodná teplota odparovania môže zabezpečiť, aby sa hliníková para ukladala na povrch filmu PET primeranou rýchlosťou a energiou, aby sa vytvorila rovnomerná a hustá vrstva potiahnutia hliníka, čím sa zlepšila bariérové ​​vlastnosti filmu.
• Zápas medzi hlinickou rýchlosťou a rýchlosťou behu filmu je tiež rozhodujúca. Miera hliníka sa vzťahuje na hmotnosť hliníka uloženého na povrchu filmu PET na jednotku času a rýchlosť behu filmu sa týka rýchlosti, akou sa film PET pohybuje v povlakovej komore. Ak je rýchlosť hliníka príliš rýchla a rýchlosť behu filmu je príliš pomalá, hliníková para sa nadmerne hromadí na povrchu filmu, tvorí silnú a nerovnomernú hlinitú vrstvu a môže sa vyskytnúť aj odlupovanie hliníkovej vrstvy; Naopak, ak je rýchlosť hliníka príliš pomalá a rýchlosť behu filmu je príliš rýchla, hlinizačná vrstva bude príliš tenká a neschopná vytvoriť účinnú bariéru a výkonnosť bariéry filmu sa výrazne zníži. Preto je potrebné presne upraviť rýchlosť hliníka a rýchlosť prebiehania filmu podľa špecifických výrobných zariadení a požiadaviek na proces, aby sa dosiahol najlepší zodpovedajúci stav, aby sa získala ideálna hrúbka a kvalita hlinizačnej vrstvy.

Okrem parametrov procesu odparovania vákua, výkon a štruktúra zariadenia na pokovovanie hliníka tiež ovplyvní účinok pokovovania hliníka. Napríklad typ a dizajn zdroja odparovania ovplyvnia uniformitu a stabilitu odparovania hliníka; Tvar a veľkosť povlakovej komory ovplyvní distribúciu vákua a difúziu hliníkovej pary; Presnosť a stabilita systému prenosu filmu ovplyvní počas procesu pokovovania hliníkom napätie a prevádzku filmu. Pokročilé zariadenia na pokovovanie hliníka môže lepšie ovládať parametre procesu pokovovania hliníka, zabezpečiť stabilitu a konzistentnosť procesu pokovovania hliníka, a tak produkovať vysokorýchlostné hliníkové filmy s domácimi zvieratami s vyššou kvalitou a lepšími bariérovými vlastnosťami.

Proces hliníka má zásadný vplyv na bariérové ​​vlastnosti filmu PET. Optimalizáciou parametrov procesu odparovania vákua, výberu vhodného hlinizačného zariadenia a presným reguláciou každého spojenia v procese hliníka je možné účinne vylepšiť kvalitu hlinizačnej vrstvy, je možné vylepšiť bariérové ​​vlastnosti filmu a potreby rôznych priemyselných odvetví pre vysoké bariérové ​​hlinité domáce zvieratá je možné splniť.

4. Aplikačné oblasti a budúce vývojové trendy filmov s vysokými bariérmi

Film pre domáce zvieratá s vysokým obsahom bariéry sa v mnohých oblastiach široko používal v dôsledku vynikajúcich vlastností bariéry, dobrej mechanickej pevnosti a vynikajúcej odolnosti proti poveternostným vplyvom. S neustálym rozvojom vedy a technológií a zmenami dopytu po trhu pritiahla aj jeho budúci vývojový trend.

• V oblasti obalu potravín je najčastejšie používaný hlinitý film o hlinitách. Môže účinne blokovať kyslík, vodnú paru a svetlo, zabrániť oxidácii potravín, vlhkosti a zhoršenia a predĺžiť trvanlivosť potravín. Napríklad pri balení nafúknutých potravín, ako sú zemiakové lupienky a sušienky, môže hlinitý hlinitý film s vysokým obsahom bariérov zachovať sviežu chuť potravín a zabrániť oxidácii oleja a žlčkosti; Pri balení varených potravín, ako je mäso a ryby, môže blokovať kyslík, inhibovať bakteriálny rast a zabezpečiť čerstvosť a bezpečnosť potravín. Okrem toho má hlinitý film s vysokým obsahom hlinitého hlinitého domáceho maznáčika tiež dobrú tlač a dá sa použiť na výrobu vynikajúcich obalových vzorov prostredníctvom farebnej tlače, aby pritiahla pozornosť spotrebiteľov a zvýšila konkurencieschopnosť trhu výrobkov.
• Farmaceutické balenie má extrémne vysoké požiadavky na bezpečnosť materiálu a vlastnosti bariéry a hlinitý hlinitý film s hlinitou PET práve spĺňa tieto požiadavky. Môže zabrániť drogám v kontakte s kyslíkom, vlhkosťou, svetlom atď. Vo vonkajšom prostredí a vyhnúť sa chemickým reakciám, ktoré spôsobujú neúčinné lieky. V pľuzgierovom balení tabliet, kapsúl a iných liekov sa hlinitý film s vysokým obsahom bazénov používa v kombinácii s hliníkovou fóliou, PVC a ďalšími materiálmi na vytvorenie viacvrstvovej obalovej štruktúry, ktorá poskytuje všestrannú ochranu liekov. Zároveň môže jeho dobré tesnenie účinne zabrániť kontaminovaniu liekov počas prepravy a skladovania, čím sa zabezpečí bezpečnosť liekov pacientov.
• V elektronickom priemysle sa vysoko hlinitý domáci film s vysokým obsahom bariérov používa hlavne na balenie lítiových batérií a elektronických výrobkov proti vlhkosti a antioxidácii. Počas výroby a používania lítiových batérií sú veľmi citlivé na environmentálnu vlhkosť a obsah kyslíka. Hlinitý hlinitý film PET s vysokým bariérom môže účinne blokovať vniknutie vlhkosti a kyslíka, zabrániť skratom alebo chemickým reakciám vo vnútri lítiových batérií a zlepšiť bezpečnosť a prevádzkovú životnosť lítiových batérií. V prípade niektorých presných elektronických komponentov, ako sú integrované obvody a senzory, sa môže vysoko hlinitý film PET s hlinitou používať ako materiál proti vlhkosti a antioxidačný obalový materiál na ochranu elektronických komponentov pred environmentálnymi faktormi počas prepravy a skladovania, čím sa zabezpečí ich stabilný výkon.
• Hlinitý hlinitý film PET sa stále viac používa pri balení denných chemických výrobkov. Parfémy, šampóny, kozmetika a iné denné chemické produkty sú náchylné na prchanie a zhoršenie. Hlinitý hlinitý PET film s vysokým bariérom môže účinne zabrániť aktívnym zložkám vo výrobkoch, aby sa volatilizácia a oxidácia v kontakte so vzduchom, a tak udržiavala kvalitu a arómu výrobkov. Okrem toho jeho krásny vzhľad a dobrý efekt tlače tiež pomáhajú vylepšiť imidž značky denných chemických výrobkov.

Vývojový trend filmu High Barrier Metalizovaný film PET sa odráža hlavne v nasledujúcich aspektoch. S neustálym zlepšovaním environmentálneho povedomia sa rozvoj zeleného a environmentálneho hlinitého hlinitého hlinitého filmu PET sa stane dôležitým smerom. Na jednej strane výskum degradovateľných materiálov pre domáce zvieratá na zníženie znečistenia na životné prostredie; Na druhej strane optimalizujte hlinizačný proces na zníženie spotreby energie a emisií odpadu vo výrobnom procese. Po druhé, s cieľom uspokojiť dopyt po trhu s multifunkčnými obalovými materiálmi sa vyvinie hliničný hlinitý film o hlinitách v balení v smere multifunkčného kompozitu. Napríklad kompozit s antibakteriálnymi materiálmi na poskytovanie antibakteriálnych vlastností filmu, aplikované na balenie potravín a liečiv, čo ďalej rozširuje trvanlivosť produktu; Kompozit s inteligentnými materiálmi, aby sa funkcie snímania filmov poskytovali, ako je teplota a vlhkosť, a monitorujte stav životného prostredia vo vnútri balíka v reálnom čase. Okrem toho sa s nepretržitým vývojom nanotechnológie nano-potiahnutá technológia aplikuje na výrobu filmu PET s vysokým obsahom bariéry. Potiahnutím bariérových materiálov na úrovni nanov na povrchu filmu sa môžu bariérové ​​vlastnosti filmu ďalej zlepšiť, pričom znižujú hrúbku filmu, znižujú množstvo použitých materiálov a zníženie nákladov.

Film pre domáce zvieratá s vysokým obsahom bariéry zohrával v súčasnosti dôležitú úlohu v mnohých oblastiach a v budúcnosti má rozsiahle vyhliadky na rozvoj. Prostredníctvom neustáleho inovácie a technologického pokroku spĺňa potreby viacerých oblastí a prinesie väčšiu pohodlie a hodnotu životom a priemyselnej výrobe ľudí. .