Вакуумная металлизация
Данная технология представляет собой процесс покрытия выбранного материала слоем металла в вакуумной камере. Обычно покрытие осуществляется алюминием, который подается в металлизатор в виде алюминиевой проволоки. После загрузки рулона полимерной пленки или бумаги вакуумная камера закрывается, затем из нее автоматически выкачивается воздух с целью создания необходимого для металлизации разряжения (обычно 5x10?4 мбар). Одновременно нагреваются испарители (рабочая температура 1500 оC). Затем алюминиевая проволока подается в специальные устройства, где она плавится и испаряется. При этом пленка или бумага находятся на охлаждаемом валу для металлизации и защищены от высокой температуры испарителей подвижной заслонкой.
Нанесенный алюминиевый слой имеет толщину приблизительно 300?400 ангстремов (30?40 нм). Для достижения эффективности и прибыльности процесса металлизации необходимо учесть такие критические показатели как производительность, надежность оборудования, качество фасуемого продукта и расходы на производство.
При прямой металлизации бумаги или картона используются такие же процессы, что и при металлизации пленки, однако тут обрабатываемый материал сначала грунтуется (для повышения гладкости поверхности), а затем металлизируется и снова увлажняется (для компенсации влажности, потерянной в вакуумной камере). В завершении процесса бумага или картон покрываются восприимчивым к печати лаком.
Желаемая толщина покрытия и корректировка условий испарения в течение процесса металлизации осуществляются автоматически. Многоточечный бесконтактный монитор непрерывно измеряет параметры алюминиевого слоя по всей ширине металлизируемой пленки. Эти данные поступают в компьютер, который автоматически регулирует параметры нагрева каждой отдельной проволоки и мощность испарителя.
Таким образом, спроектированные для эффективной круглосуточной работы с широким диапазоном материалов металлизаторы компании Leybold Heraeus Ltd. показывают надежность и обеспечивают превосходное качество при высоких скоростях металлизации.
Чтобы улучшить качество наносимого покрытия и его долговечность, на линии до покрытия алюминием материала-основы осуществляется плазменная обработка поверхности последнего. Плазма формируется, когда газ или комбинация газов впрыскивается в изолированную зону, а затем ионизируется в вакуумных условиях, по-разному взаимодействуя с поверхностью материала-основы: удаляет влажность и загрязнения, а также обеспечивает однородность поверхности покрытия и уменьшает дефекты.
В процессе обработки плазмой материал поступает на верхнюю часть плазменного электрода, затем перемещается в зону испарения для покрытия алюминием (в этом случае пленка обрабатывается до покрытия ее металлом). Это эффективней по сравнению с обработкой коронным разрядом, которая происходит на воздухе (в отличие от активации коронатором среда в зоне плазменной обработки изолирована с помощью низкопроводящих изоляторов, а тип и потоки газов находятся под непосредственным контролем, что гарантирует стабильность результатов покрытия). Система управления имеет обратную связь и позволяет поддерживать неизменные условия в пределах зоны обработки за счет автоматической регулировки пропорции и скорости подачи газа (при этом осуществляется последовательная обработка в течение всего цикла металлизации).
Вакуумная металлизация: от упаковки до голографии
Упаковка для продуктов питания должна обеспечивать им максимальные сроки хранения. В качестве упаковки многих продуктов используются различные типы полимерных пленок, но без дополнительной обработки они не смогут обеспечить надежную защиту от влажности, воздействия кислорода и света, под влиянием которых продукт портится. Следовательно, полимерные пленки должны обладать определенными барьерными свойствами и обеспечивать товару достойную защиту от влияния внешних факторов, а также продолжительные сроки хранения. При разработке требований к барьерным свойствам упаковки (особенно для продовольственных продуктов) должно учитываться множество факторов. Классическое использование жесткой упаковки с применением фольги сейчас стремительно трансформируется в переход на легкие металлизированные полимерные пленки (например, ПП и ПЭТ).
При таком подходе достигается высокая экономия энергии, поскольку производство алюминия более энергоемкое по сравнению с вакуумной металлизацией полимерных пленок. Алюминиевая металлизация может обеспечивать надежные барьерные свойства по отношению к кислороду, влаге и свету. (Покрытие полимерных пленок тонким слоем алюминия в глубоком вакууме обеспечивает улучшение барьерности материала намного эффективнее по сравнению с необработанной пленкой.) Ориентированные полипропиленовые (ОПП) и ориентированные полиэстерные (ОПЭТ) пленки широко используются для фасования снеков (например, чипсов), жидкостей (упаковка bag in box), изготовления упаковки, устойчивой к излучению микроволновых (СВЧ) печей, голограмм, пленки для йогуртов, упаковки кофе, а также других видов упаковки (например, пленки для систем преобразования солнечной энергии). Бумагу также возможно металлизировать алюминием ? в этом случае она может использоваться для упаковки сигарет, изготовления этикеток, в качестве подарочной упаковки, голограмм, оберток для конфет и жевательной резинки, как упаковка для масла и продуктов быстрого приготовления.