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软包装用铝箔的特点

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铝箔由于其特殊的性能及较低的成本在软包装上具有广泛的应用,本文主要讨论铝箔的特性与软包装质量的关系。

蒸煮包装用铝箔属于铝箔软包装类产品,其厚度一般在0.007-0.009mm,铝箔在压延、分切生产工序后需要进行成品完全退火,软状态发货。

1、软包装用铝箔的分类

此类铝箔在后续生产过程中还需与不同类型薄膜复合、制袋、装填内容物、抽真空、蒸煮等多道工序,对铝箔的全流程生产工艺技术、质量控制提出很高的要求,在生产过程中必须对与之相关的质量指标有相关的控制措施并全程监控。

软包装铝箔主要使用的是铝箔的金属光泽,隔光性,隔气性和一定的强度、延展性。
根据用途不同,强调的性能也不同,根据用途软包装用铝箔可分成三类:

根据我们公司多年从事蒸煮用铝箔生产的经验,总结出以下控制要求:

第一类,食品药品包装类,以密封为主,主要强调隔气性,隔光性,无毒性。
这类铝箔包括:药品、准药品包装类,0.02微米,0.015微米,0.009微米,0.007微米。

生产0.1mm以下铝箔产品可以选择不同类型的铝箔毛料,国内现有铝箔生产线其粗轧毛料厚度一般为0.3-0.6mm。
经过若干道次压延,最终双合精轧生产0.007-0.009mm铝箔成品。
铝箔毛料一般分为两类:

食品,准食品包装类,0.015,0.012,0.009,0.007微米。

铸轧-冷轧:熔化的液态铝通过铸轧机制成厚的铝带材,然后通过冷轧机压延生产铝箔毛料;

第二类,装饰类,以美观为主,主要强调表面光泽均匀。
这类铝箔包括:各种印刷外包装,广告类。

热轧-冷轧:熔化的液态铝冷却成铝板锭,通过热轧机列轧制成厚度2-4mm的卷材,然后通过冷轧机压延生产铝箔毛料;

第三类,介于一、二类之间,既要一定的密封性又要一定的美观性。
主要是香烟、酒、食品的外包装。

两种方法生产的铝箔毛料都可以通过后续铝箔轧机生产出双零级铝箔产品。
但是对于蒸煮包装用铝箔这一特殊产品而言,铸轧毛料由于液态铝直接冷却轧制成形,内部金属组织结构松散,晶粒较为粗大,在最终产品上表现为针孔直径大、密集、铝箔表面粗糙、产品纵横向机械性能差异大等缺陷,影响产品质量。

2、不同铝箔的主要技术指标

蒸煮包装用铝箔由于其阻氧、密闭性的要求,对铝箔的针孔度都会提出很高的要求。
铝箔用于此类包装产品主要利用铝箔良好的密闭性,加铝箔和不加铝箔是不同档次的包装,透气透水性相差一百万倍以上。
对于铝箔生产而言,尽量减少铝箔针孔,对生产的各个环节,从原材料的选择、道次压下率的配置、轧辊表面粗糙度的控制、轧制油及添加剂的调配、各道次张力/速度/轧制力/温度等工艺参数的选择、乃至车间生产环境的清洁度都有着很高的要求。
只有如此,生产出的铝箔产品其针孔度才有可能得到良好、稳定的控制。

不同用途的铝箔所要求的特性不相同。

铝箔板形指的是铝箔产品横断面的具体形状,这是铝箔成品后续与薄膜材料复合能否平衡,无皱折的主要控制指标,国内现阶段复合设备装备水平差异很大,铝箔用户对铝箔的板形又无法提出具体的指标性要求,这就要求铝箔生产厂家针对不同用户的使用特点,对铝箔生产中的板形加以有针对性的控制。
也就意味着并不是装备了先进的铝箔轧机就一定能生产出适合用户使用的铝箔产品,还必须针对不同用户、同时对铝箔毛料的原始板形加以近期制。
在生产过程中,对不同规格产品的轧辊选择、生产顺序安排做到科学、合理。

针孔是最重要的指标,特别对0.02,0.015微米的铝箔,由于铝箔作为主要包装材料,没有或很少的复合层,要求不能有针孔。
而0.009,0.007微米铝箔通常作为复合层之一,针孔数控制在30个/m2,铝箔起到了主要的密封作用,而复合层起到了支撑作用。
曾有理论认为针孔直径小于0.005mm就不会透气透水,但实践证明,是针孔就会透气透水。
只是透气透水率大小的问题。
无针孔铝箔可以认为透气透水率为零,每平方米1个φ0.3mm的针孔占总面积的一亿分之九,30个针孔占总面积的百万分之三,也就是采用铝箔复合后透气透水率较原材料降低一百万倍以上,通常针孔的直径在0.05mm-0.3mm左右,所以,可以确定针孔数和透气率的关系。
针孔的面积与直径的平方成正比,所以,0.03mm的针孔较0.3mm的针孔面积差100倍。
可以这么讲加铝箔和不加铝箔是不同档次的包装,透气透水性相差一百万倍以上,铝箔的遮光性也可以用类似的方法描述。
以上的描述适合统计意义,对具体包装由于针孔分布的不均匀性,例如:对10mm﹡10mm的包装如果有一个针孔,那么它的密封作用只能增加1000-10000倍。
铝箔的透气性和遮光性与其他材料的对比数据见下表。

作为软包装用铝箔,铝箔的表面质量关系到最终产品的美观特性。
如果外层与浅色甚至透明材料复合,铝箔的表面状态从包装物的外侧可以直接看到。
这就要求铝箔在生产过程中要对表面质量加以控制,具体有以下几方面需要加以关注:

该表格中的数据来自《铝加工手册》20年前试验,现在铝箔已可以做到0.013mm无针孔,所以0.013mm以上厚度的铝箔透湿度为零。
而0.009mm铝箔的针孔也只有几个。
这里只能作为一个参考数据,它表明铝箔的透气性远远小于各种薄膜。

道次压下率配置:过高的道次压下率会加剧铝箔表面的破损,造成表面粗糙。

该数据来自于瑞美公司测厚仪资料,可见,铝箔对射线的阻挡作用远远大于薄膜和纸张。
对可见光,无针孔铝箔是完全不透明的。

轧辊粗糙度的选择:轧辊磨削时砂轮的选择、粗糙度的控制都会影响轧辊表面状态,进而影响铝箔表面。

无毒性无污染是这种铝箔的主要要求之一,表面洁净无油污,铝箔成分符合食品包装标准要求。
目前,软包装铝箔主要使用1235,1145,1100等工业纯铝系列。
要求生产这种铝箔的轧制油及相关介质不能有毒性,符合食品级卫生标准。
表面张力要符合要求。
保证复合贴合强度。

轧制油配置:轧制油及其添加剂的配置关系到轧制过程中的润滑状态,一旦润滑不稳定,会在铝箔表面形成横纹、斜纹、人字纹等缺陷。

乐白家,机械性能要求是这类铝箔的特点之一,由于这类铝箔要做密封热压变形,合适的塑性就变得很重要,否则,热压密封时容易开裂。
同样,这类铝箔不易太薄,厚度一般要大于0.007mm。
厚度太薄容易破裂。

退火除油:铝箔成品退火不但要重新建立铝箔的机械性能,还负担着表面除油的功能,其温度、时间的选择直接关系到除油效果的好坏,不恰当的退火工艺会造成除油不净、粘连、色斑等缺陷。

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