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阻氧涂料有助于克服包装业中阻隔技术的缺陷 包装物市场的确需要有更多功能的阻隔技术，阻隔技术能为许多食品用基材和其它包装物提供多种层次的保存和防护。包装产品需要提供延长保质期，以及可持续，可回收循环，不含金属和低消耗的解决方案。传统的玻璃，锡和金属箔的构造经常被认为是坚固的屏障，但是正如所有的阻隔技术一样，都有它们的不足之处。重量就是这类基材的限制因素。一种可印刷的阻隔涂料新技术取代了当前的阻隔技术。 塑料上的涂膜改进了阻隔的功能，包括减少聚偏二氯乙烯(PVdC)生成氯，降低了金属膜中的金属含量，减少了挤出复合膜的厚度，并且降低了氧化铝(AlOx)和氧化硅(SiOx)镀膜的天然脆性。现在，应用纳米复合材料类新技术能够弥补这些缺陷。另外，用这些技术制造的功能性涂料也适用于包装物的印刷。使用印刷机可以根据市场的需要而选择阻氧涂料，例如无卤，轻量化，更好的可持续性，能够循环利用，不含金属，透明，可替代昂贵阻隔膜。 纳米颗粒的价值 自二十世纪九十年代以来，纳米粒子有望成功用于涂料产品；尤其最近，在阻氧产品中表现出令人振奋的特性。在包装应用领域，它们除了其它性能还能够加强对气体，气味和UV紫外光的阻隔。早期的不稳定和低遮盖力的问题随着配方和液体静压技术的改进几乎已被消除。现在以聚酯在23°C和相对湿度50%时，经过24小时功能性氧气阻隔低于0.03cm3/100英寸2为例行标准。 在聚合物溶液/分散体系中，纳米粒子是细微的分散状态(插入型/夹层型)的硅酸盐。当纳米粒子在柔性膜基材上面自行堆积和排列时，生成一种“曲折回路”形态对气体造成阻碍。正如图1(第17页)所示，纳米粒子由聚集粘土运动到纳米复合材料(插层型)涂层。只要d2的距离大于d1，就出现了弯曲的路径，阻氧性能比未改性的聚合物基质有所改善。 
了解阻氧涂料 由于经济性和功能性的原因，阻氧涂料用于包装行业。这些纳米复合材料的阻隔性能得到了很好地改良，超越了专门用于包装薄膜的有代表性的PVdC以及聚乙烯醇(EVOH)阻隔树脂。虽然现在大多数的商业活动是在食品干货领域，但技术机理同样适用于液体包装和冷冻包装。凹版，柔版和辊涂这些大为改变的施工方式也取得了成功。 一个有代表性的例子是PET/mPET/PE这种常见的三层复合膜可以被涂了隔离涂层的PET/PE的产品替代。除了显而易见的少一层薄膜之外，胶黏剂的减少也带来了经济效益，产品的能见度也有改进。这种阻隔涂料在挠曲开裂方面也有优势，因为它们常常比mPET膜和氧化处理膜更加柔韧。事实上，挠曲开裂的改善更引人注目。在图2中显示了有代表性的包装膜上面的各种涂料在挠曲前后的阻氧性能，这是由揉搓实验仪进行的测试。 
另一个常见例子涉及了从商业化双重复合膜到一种新型的印刷有阻隔涂料的双重复合膜的转移。在图3，有PVdC涂层的PET膜被一种有阻隔涂层并且电晕处理过的PET所替代。然后薄膜按惯例与聚乙烯密封层进行层压。这种新型结构的好处在于可使氧气阻隔比目前的结构提高10倍，不含卤素，并延长保质期。 
图4显示的例子是用阻氧涂层强化一种商业化的三重层压膜，这种新型的三重层压膜加上了可印刷阻隔涂层。这种阻隔层的优势是具有比其它的高性能阻隔物更低的成本。 最近，阻氧涂料的应用扩大到定向聚丙烯(OPP)和生物降解膜，也能够形成交联。这类涂料也能够与无溶剂，100%固含量以及固体基材的胶粘剂有良好的相容性。它们甚至可以在已经限定的基材上和水性胶一起成功的进行测试。利用这些特性也可以研发屏蔽型胶粘剂。 现在可印刷阻隔涂料正以800到1000英尺/分钟的压延速度进行测试，这个速度是为了适应以高速压延进行在线同步印刷时涂料快干的更高需求。然而阻隔涂料大多数的成功是离线应用，可以在同一印刷数量选择最多的颜色。 实际问题 阻隔涂料的使用量是获得高阻隔量的关键。可根据基材的需要调整使用量从而获得所期望的阻隔效果。在图5，详细说明了使用量和阻氧性能之间的关系。 
网纹辊和凹版印刷的供应商能根据期望的沉积量提供线条和网点的最佳组合。纳米土涂料经常用于双组分或多组分涂料，这些涂料需要用前混合。侧压气动搅拌机通常适用于在使用之前混合这些组分。更加新型的方法是在单组份体系的应用，这种方法应该避免发生结块。薄膜在涂布之前应作电晕处理，这样能够提高附着力，改善层压粘结强度。基材应尽可能避免灰尘和污垢，而且要首先使用油墨，其它材料作为第二层。 多重效益 印刷阻氧涂料和选择可行的现有替代品，能够大幅度改善典型的软包装材料的透氧率。图6显示的阻气涂料适用于室内温度和相对湿度下的多种基材，这些基材包括聚酯，定向聚丙烯和OPA。 
在PET和OPP上的纳米复合涂层可提供优异的阻隔性能，干膜重量低至0.2/m2。阻气涂层能改善柔韧和复合材料的完整性。阻氧涂料的效益在于：很好地阻隔空气和气味，替代PVdC和EVOH涂料，提高氧化膜和金属硬化膜的抗裂性能，以及延长保质期。 作者：Bob O’Boyle，太阳化学涂料产品经理 |
