烟用内衬纸 VOCs与重金属影响因素分析

目的从生产工艺、产品类型等方面分析影响烟用内衬纸VOCs、重金属含量的程度。方法采用气相色谱/质谱联用法和电感耦合等离子体质谱法,对9种类型烟用内衬纸的18种VOCs和6种重金属进行检测。结果产品类型的不同对烟用内衬纸VOCs含量具有明显的影响,尤其是醇类物质,印刷类内衬纸高于未印刷内衬纸1倍以上,同时,随着印刷色数的增加,VOCs含量也成正方向增加;油墨和其他辅助材料对内衬纸重金属含量也有一定影响,尤其是铬(Cr)和铅(Pb)的含量,真空镀铝(转移)内衬纸仅是真空镀铝(直镀)内衬纸和复合铝内初纸的约50%和10%。结论不仅是基纸,而且油墨和辅助材料对内衬纸VOCs和重金属含量也有一定程度的影响。     

银墨内衬纸复合工艺参数研究

目的确定凹印纸铝复合的印刷速度和压力,为凹印银墨印刷生产烟标内衬纸提供基础生产数据。方法以幅宽650mm凹印复合机为基础,进行内衬纸原纸和银墨的复合印刷,并在预实验过程中采集数据,并通过插值拟合法对实验数据进行处理,确定最佳印刷速度和印刷压力。结果根据油墨转移量的实验结果可以得出,在1000 r/min,3 MPa条件下得到较好的油墨转移量;对上机实验所得的实验结果进行插值拟合,插值并进行十阶拟合计算后得出,在1050 r/min,2.79 MPa时,内衬纸表面银墨油墨转移量效果最佳。结论初步验证了凹印印刷银墨进行烟标内衬纸的可行性,为烟标内衬纸复合提供了一种新的复合思路和方法。     

镀陶烟用内衬纸防潮保润保香性研究

目的 研究对比陶制直镀内衬纸与常规直镀内衬纸的防潮保润保香性能。方法 对镀陶和常规直镀内衬纸进行SEM,BET和透湿率及透氧率检测,并将2种内衬纸卷制的成品卷烟放置于高温高湿、干燥、常温常湿等条件下平衡85 d,随后对拆包不同时长的卷烟进行烟支含水率检测,同时采用静态顶空气相色谱-质谱联用仪测定卷烟滤棒及烟丝中香精的主要成分含量。结果 与常规直镀内衬纸相比,镀陶直镀内衬纸的表面致密性和比表面积明显较优,且其氧气透过率略小,水蒸气透过率较小。在高温高湿和干燥条件下,镀陶样品的烟支含水率与初始设计值较为接近;在常温常湿条件下,2种内衬纸包装的烟支含水率虽在拆包前30 h无明显区别,但在35 h后,常规直镀内衬纸包装的烟支含水率显著下降,不满足设计要求。结论 镀陶直镀内衬纸的防潮效果较好、保香效果较好、保润效果略好。镀陶烟用内衬纸的工艺还有待进一步调整,以进一步提高其防潮保香保香效果。     

基于机器视觉的卷烟内衬纸光敏性差异分析

目的研究卷烟不同内衬纸对光的敏感程度,为优化机器视觉检测精度以提高卷烟的包装质量提供参考依据。方法基于机器视觉技术,通过RGB和HSV颜色模式对不同颜色、类型内衬纸的光学反应参数进行测试,采用方差分析对光敏性进行差异显著性分析,确定显著程度后再进行相关性分析,得出不同内衬纸与光敏性的关系,并验证缺陷内衬纸的光敏性。结果不同颜色、类型内衬纸间的光敏性均存在显著性差异,其中R对颜色的光敏性影响最大,且与颜色呈显著正相关,光敏性强弱依次为:红色浅金色银色金色。V对类型的光敏性影响最大,且与类型呈显著正相关,光敏性强弱依次为:压花复合铝箔型普通转移型直镀铝箔型复合铝箔型镭射型真空镀铝转移型。结论不同卷烟内衬纸的光敏性均存在差异,在实际生产中,企业可针对不同品牌内衬纸优化光敏性范围,通过调整光学参数R,V进行缺陷内衬纸的判断与剔除。     

聚乙烯醇基分子筛涂布聚乙烯膜的制备与表征

目的通过调节包装内的湿度,以达到果蔬生长的适宜湿度环境,从而延缓新鲜果蔬的霉变及腐烂速率,延长其保质期,并降低产品损失率。方法将高吸水性树脂PVA与纳米分子筛均匀混合,配制成具有保湿功能的涂布溶胶,采用涂布法将该溶胶与包装基体材料PE相复合,得到一种具有防霉保鲜功能的新型食品包装薄膜。利用电子万能试验机、透氧测试仪、透湿测试仪等仪器测定该复合薄膜的力学性能、阻隔性和透湿性。结果 PVA纳米分子筛/PE复合薄膜在纳米粉体质量分数为1.0%左右时对薄膜物理性能的影响较低,且具有较高的保湿性能,其透气性系数相比未做涂布处理的基材PE大幅降低,透湿量下降20%。结论该复合薄膜在新鲜果蔬的运输、贮存等方面具有潜在的应用价值。     

智能包装检测系统中光源波长研究

目的通过优化智能包装检测系统中的光源条件,提高多层包装中缺陷内衬纸智能检测的识别率和包装的良品率。方法在智能包装检测系统中,通过改变光源的波长来检测不同颜色的缺陷内衬纸,并对缺陷内衬纸面积检测的像素数量进行分析,来确定合适的光源波长。结果色相性导致红光、绿光及蓝光等可见单色光不能使相同颜色的内衬纸在智能包装检测系统中成像,但在白光、红外光和紫外光照射下可以检测出所有的缺陷内衬纸。进一步分析得知,智能包装检测系统在红外光照射下缺陷内衬纸的成像效果最好;在白光、红外光和紫外光照射下的识别率分别为90.5%, 99.5%, 96.5%,红外光照射下的识别率最高。结论在实际包装车间生产中,为使智能包装检测系统的准确率最高,可根据色相性选择光源或者直接选择红外光光源。     

Ce~(4+)/纳米ZnO涂布PE薄膜的包装性能研究

制备Ce~(4+)/纳米ZnO粉体,分散至PVA溶胶中,采用涂布法制备Ce~(4+)/纳米ZnOPE复合薄膜。利用透射电镜表征Ce~(4+)/纳米ZnO粒子的微观结构变化;利用电子万能试验机、透氧测试仪、透湿测试仪和贴膜法分析复合薄膜的力学、阻隔和抗菌性能,并考察其对樱桃的保鲜效果。结果表明,该复合薄膜在纳米粉体含量为1.5%时可获得良好的力学性能;纳米粉体含量0~2%时阻隔性能持续上升;纳米粉体含量为1%时,复合薄膜避光、自然光和紫外光条件下的抗菌率分别达94%,98%和99%以上;复合薄膜用于樱桃包装保鲜实用效果较佳。     

PVA纳米涂布PE抗菌薄膜制备及其包装性能研究

采用KH570改性纳米Zn O、NDZ-101改性纳米Ti O2,利用FT-IR和TEM表征改性粉体表面结构和性质变化。配制PVA纳米溶胶,采用涂布法制备PVA纳米Zn O/PE和PVA纳米Ti O2/PE复合薄膜。利用电子万能试验机、透氧测试仪、透湿测试仪和贴膜法研究分析复合薄膜的力学、阻隔和抗菌性能。结果表明,PVA纳米Zn O/PE和PVA纳米Ti O2/PE在纳米粉体添加量为1%左右时可获得良好的力学性能和阻隔性能;PVA纳米Zn O/PE薄膜在避光、自然光和紫外光下抗菌率均达90%以上,PVA纳米Ti O2/PE薄膜在自然光和紫外光下抗菌率达97%以上。     

真空镀铝内衬纸在包装设备上的适应性研究

目的通过分析影响特殊型真空镀铝内衬纸上机包装适应性的因素,以解决特殊型真空镀铝内衬纸成形过程易出现折皱、折叠不到位、爆墨等问题,提高其上机包装适应性。方法分别设定不同梯度的原纸定量、印刷涂料、压纹工艺参数,对特殊型真空镀铝内衬纸上机包装适应性的影响进行分析。结果原纸定量为56 g/m2,可减少折皱、折叠不到位现象;印刷涂料为改性丙烯酸酯水性涂料,且在250线的版辊工艺条件下,可提高内衬纸表面油墨的耐磨性;预压纹压力参数为4.41 MPa,可获得压纹图案完整性。结论改进后的特殊型真空镀铝内衬纸上机包装时,无折皱、折叠不到位、爆墨等现象,设备包装速度由原先的每分钟300盒提高到390盒,设备有效作业率也由原先的85%提升到95%,有效提升了真空镀铝内衬纸上机包装适应性。     

颜料协同作用对涂布装饰原纸性能的影响

目的研究颜料协同作用对装饰原纸性能的影响,达到改善纸张表面结构、优化其物理性能的目的。方法优选阔叶木浆和针叶木浆(有效成分的绝对质量比为4∶1)混合打浆至打浆度(SR)38°,再添加二氧化钛填料、PAM、PAE、硫酸铝等抄造装饰原纸;以PVA、阳离子淀粉为胶黏剂,加以蒸馏水、颜料(TiO_2分别与Al_2O_3,Clay,Al_2SiO_5,SiO_2协同)、分散剂、消泡剂、润滑剂、保水剂制备用于装饰纸表面用涂料,采用涂布机和压光机对原纸进行涂布压光,之后浸渍压板,采用凹版进行印刷,探究颜料复配涂布对原纸涂层结构和印刷适性作用。结果颜料协同改性中添加一定的SiO_2颜料有助于纸张表面被有效均匀地涂覆,并能观察到细小的颜料颗粒,形成良好紧密涂层结构,装饰原纸涂布含有SiO_2协同作用颜料后,吸水高度提高了135%,平滑度提高了130%,干抗张强度提高了175%,湿抗张强度提高了160%。印刷性能方面,协同改性添加SiO_2涂料涂布装饰原纸在相对较小的涂层厚度下纸张涂层具有良好的油墨接受性,有助于印刷油墨的吸收固着,进而抑制网点扩大和颜色整体阶调再现范围变大。结论颜料协同改性涂布添加SiO_2有助于改善装饰原纸的物理性能和印刷适性。     

The transport properties of polymer membrane-fabric composites

Breathable waterproof fabrics used in this study were prepared by polyurethane coating and polytetrafluoroethylene (PTFE) laminating processes. Outer garments manufactured from these materials can improve wearer comfort by increasing the transport properties of the fabrics. Water vapor permeability, water resistance, water repellency, air permeability, and the other characteristics were measured to evaluate the changes of transport properties with various finishing methods. In the case of the coated fabrics, wet coating A type had high water vapor permeability and low waterproof value, but dry coating A type showed opposite results. Air permeability at low pressure and airflow rate with differential pressure up to 350 kPa were different according to finishing methods. Significant differences in transport properties appeared as the coating methods or amounts of coating solution added to base fabrics were changed. Water vapor permeability and air permeability decreased, and water resistance increased with the amount of coating dope. On the other hand, the transport properties of laminated fabrics were relatively uniform regardless of two or three layers although some tactile properties might have been changed with laminated layers.     

Diffusion and permeation of vapors in composite polymer thin films

The moisture barrier properties of polyimide (PI) thin films used for passivation in microelectronic devices are poorer than those of many other polymers. The enhancement of the barrier properties of PI films obtainable by coating them with polymers of lower permeability to form multilayer composite membranes was investigated. In this paper we report a study of the diffusion and permeation of water vapor in four composite PI/polymer thin films: PI/polyethylene, PI/polyethylene-acrylic acid, PI/polyvinylidene fluoride and PI/poly(chloro-p-xylylene). The temperature-dependent permeability coefficient of single-layer and composite thin films was measured and found to follow the Arrhenius relation with low activation energies (lower than 6 kcal mol^?1). Enhancement in the barrier properties by a factor of 4–6 at 30°C is attained when 2–3 μm PI films are coated with 2 μm films of the four polymers investigated.     

苯基三甲氧基硅烷改性纳米纤维素纸基阻隔涂层的制备及性能

采用苯基三甲氧基硅烷为改性剂,对纳米纤维素(CNF)进行改性处理,随后将其涂覆于普通A4纸表面,经固化制得苯基三甲氧基硅烷改性纳米纤维素纸基阻隔涂层。利用视频光学接触测量仪和电子拉力机分别对空白纸、纳米纤维素纸基涂层(CNF涂层)、苯基三甲氧基硅烷改性纳米纤维素纸基涂层(M-CNF涂层)的疏水性和力学性能进行了测试。结果表明,M-CNF涂层样品表面的水接触角为120.3°,相比于空白纸提高了17.2°,具有较强的疏水性。M-CNF涂层样品的拉伸强度、弹性模量和韧性相比于空白纸分别提高了314.7%、332.8%和297.9%,样品表现出较强的力学性能。对涂层的阻隔性能测试显示,M-CNF涂层样品的空气透气度为2837s/25cm^3,相比于空白纸降低了1233倍;水蒸气透过率为3.586×10^3 g/(m^2·24h),相比于空白纸张下降了50.0%,阻隔性能较强。另外,M-CNF涂层样品的扫描电镜照片显示,粘连紧密的三维网络结构填补了CNF涂层未能填充的剩余纸张孔隙,赋予了涂层较强的阻隔性及韧性。     

硬脂酸改性聚乙烯醇/纳米纤维素复合阻隔涂料的制备

目的 为了以安全环保的方式提高聚乙烯醇(PVA)阻水阻气性,制备高阻隔PVA涂料,提高PVA的性能与应用范围。方法 在聚乙烯醇中填充纳米纤维素(Cellulose Nanofiber,CNF),并在此基础上添加硬脂酸进行耐水改性,探究对阻隔性能的影响,利用傅里叶红外光谱,X射线衍射,氧气、水蒸气透过率测试仪对其进行结构性能表征。结果 硬脂酸与PVA的酯化反应可以提高涂层的耐水性,PVA与CNF间能产生氢键,提高涂层结晶性能与阻隔性能,适量的硬脂酸的加入未降低CNF的结晶度,只降低了PVA的结晶性能,硬脂酸添加量为16%时涂层水蒸气透过率达到最低2.2 g/(m².d),氧气透过率达到1.3 cm³/(m².d)。结论 利用CNF填充与硬脂酸酯化协同改性制备的PVA阻隔涂料具有较高的阻隔性能,使其在阻隔涂层方面具有广阔的应用前景。     

Impact of different coating processes of microfibrillated cellulose on the mechanical and barrier properties of paper

This study presents a comparison of the mechanical and barrier properties of papers coated with microfibrillated cellulose (MFC) by two different coating processes: (i) bar coating and (ii) size press. Due to the high water content of MFC, water-treated papers were taken as references to highlight the effects of MFC on the properties of papers. Structural, mechanical and barrier properties of the ensued materials were performed respectively with SEM, tensile and stiffness testers, and air and oxygen permeability equipments. The properties of the water-treated papers were considerably damaged compared to those of the base paper that underlined the negative impact of both coating processes on the papers structure. With MFC, the air barrier and the bending stiffness were considerably improved (+90 and +50 % respectively), especially when the bar coating was used, i.e. with 7 g m^?2 of MFC. Size press was indeed not able to considerably improve papers properties as the MFC coat weight barely reached 4 g m^?2 resulting from ten successive MFC layers.     

聚乳酸单轴拉伸膜的包装特性研究

目的研究了不同拉伸比的PLLA薄膜的热学性能、阻隔性能和热收缩性能。方法采用双螺杆挤流延试验机单轴拉伸制备了不同拉伸比的PLLA热收缩膜和定向拉伸膜,采用差示扫描量热分析仪(DSC)、透湿仪和透氧仪对不同拉伸比的PLLA薄膜的热学性能和阻隔性能进行了评估,并对PLLA膜的热收缩性进行了测定。结果热收缩膜的拉伸比由1增大到6.5时,PLLA的结晶度由0.2%增加到41.8%,结晶速率明显提高,阻隔性得到了一定的改善。随着拉伸比例的增大,热收缩率随之增大。定向拉伸膜的结晶度得到了大幅度提高,其阻隔性也得到了改善,但不呈现热收缩性。结论通过单轴拉伸可以有效地提高PLLA薄膜的结晶速率和结晶度,经过中等拉伸比例的PLLA薄膜,其阻湿阻氧能力相对较强。     

SiOx/PET复合薄膜的力学性能及阻隔性能

目的基于氧化硅(SiO_x)镀层优异的性能,研究不同厚度的SiO_x层对SiO_x/PET复合薄膜力学性能和阻隔性能的影响,以期得到性能较优的SiO_x/PET复合薄膜。方法以自制的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜为基材,采用等离子体增强化学气相沉积法沉积得到SiO_x层厚度分别为40,150,230,320 nm的SiO_x/PET复合薄膜,并进行傅里叶变换红外线光谱分析、力学性能和阻隔性能测试,以及薄膜表观形貌分析。结果沉积SiO_x层后,SiO_x/PET复合薄膜拉伸强度和断裂伸长率随SiO_x层厚度的增大先增大后减小,氧气透过率和水蒸气透过率则出现明显衰减而后逐渐平缓的趋势。SiO_x层厚度达150~230 nm时,复合薄膜的力学性能和阻隔性能表现较优,拉伸强度、断裂伸长率、氧气透过率以及水蒸气透过率分别提高了约25.0%,20.9%,79.3%,77.3%。结论适宜厚度的SiO_x层可以使得SiO_x/PET复合薄膜同时具备较优的力学性能和阻隔性能。     

炭/炭复合材料用SiC-Glass涂层的高温氧化机理

采用包埋法和预涂-烧结法相结合的组合工艺在炭/炭(C/C)复合材料表面制得SiC-Glass复合涂层, 并借助X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对该复合涂层进行了表征, 研究了涂层C/C试样在不同温度下的氧化动力学规律。结果表明: 复合涂层具有双层结构, 包埋SiC内层由β-SiC相和少量游离硅相组成, 外层由MoSi₂颗粒掺杂的硼硅酸盐玻璃构成; 内外层之间结合紧密; 在1300~1600℃的空气气氛中, SiC-Glass涂层表现出良好的抗氧化性能, 其氧化激活能为118.1kJ/mol, 氧化主要受控于氧在Glass层中的体扩散速率; 在1600℃空气气氛中氧化65h后, SiC-Glass涂层C/C试样的氧化失重率仅为1.02%。      

Flexible Materialien mit ultrahohen Barriereeigenschaften

Flexible polymeric components are being increasingly sought after for applications in a variety of technical fields. Due to their relatively high permeability for various substances, such as gases or water vapor, the application of polymers remains limited. With particular regard for high added‐value areas, the required barrier properties are orders of magnitude higher than can be achieved by all available polymers. Therefore, additional barrier layers have to be deposited onto the polymeric substrates: inorganic and organic layers, via coating techniques in vacuum or atmospheric pressure. Highest barrier properties can be achieved via multi layer systems from inorganic and organic barrier layers. This article describes basic principles of the permeation of substances through such multi layer systems, approximations for predictive calculations of barrier properties, and the basic characteristics of the different materials and processes that are currently investigated in the Fraunhofer‐Alliance Polymer Surfaces.