镀铝纸废弃PET膜循环利用技术探讨

汤树海

镀铝纸作为一种高档包装材料，具有外观精美、阻隔效果良好、价格适中等优点。其中，PET转移镀铝纸制作技术是目前镀铝纸的主流制作工艺，其大致流程是：先在PET膜上涂布转移涂料，然后在涂层表面进行模压、镀铝，再使用胶黏剂将PET膜与纸张进行复合，最后剥离PET膜。目前，国内绝大部分薄膜供应商生产的PET膜最多可循环利用3次，且第二、三次一般只能用于要求较低的产品，于是便产生了大量的废弃PET膜，无形中增加了印刷企业的生产成本。

在行业大力倡导绿色印刷的大背景下，镀铝纸生产中废弃PET膜的循环再利用是目前亟待解决的技术难题，然而国内现有的退铝工艺和设备都比较落后，退铝效率也不高，退铝后的PET膜达不到重复利用的标准，致使目前镀铝纸包装产品的生产成本和废弃PET膜的回收问题一直得不到改善。经过实验研究，笔者采用碱式退铝法进行退铝，并对后续工艺进行改进，使退铝后得到的PET膜达到循环再利用的标准，有效降低了印刷企业的生产成本，实现了绿色印刷生产的目的。

实验部分

1.实验材料

PET转移镀铝纸（带有铝层和固化胶）、氢氧化钠、碳酸钠、聚醚改性有机聚硅氧烷。

2.实验设备

退铝流水线（由我公司与佛山三简包装机械有限公司合作研发）、涂布流水线、复合流水线、SEM电子显微镜。

3.实验部分

（1）实验1，分别在35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃这10个温度下，使用由6wt%氢氧化钠和3wt%碳酸钠配制的碱性溶液在退铝流水线上对样品进行洗涤（洗涤长度为200m），分别标记，然后对洗涤后的PET膜进行涂布、模压、镀铝、复合、剥离等处理，最后使用SEM电子显微镜观察PET膜的最终效果。

（2）实验2，在40℃温度下分别使用由2wt%、4wt%、6wt%、8wt%、10wt%的氢氧化钠与3wt%碳酸钠配制的碱性溶液，以及6wt%氢氧化钠和6wt%碳酸钠配制的碱性溶液对样品进行洗涤（洗涤长度为200m），分别标记，然后使用SEM电子显微镜对洗涤后的PET膜样品进行观察。接下来，再对PET膜进行涂布、模压、镀铝、复合、剥离等处理，最后使用SEM电子显微镜观察PET膜的最终效果。

（3）实验3，在40℃温度下使用6wt%氢氧化钠和3wt%碳酸钠配制的碱性溶液对样品进行洗涤（洗涤长度为800m），将聚醚改性有机聚硅氧烷添加至涂布转移涂料中，添加量分别为0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%，分别对样品涂布200m，同时使用无添加聚醚改性有机聚硅氧烷的转移涂料对样品涂布200m进行对照，以上样品分别做标记，然后对PET膜进行模压、镀铝、复合、剥离等处理，最后使用SEM电子显微镜观察PET膜的最终效果。

（4）实验4，在40℃温度下，使用6wt%氢氧化钠和3wt%碳酸钠配制的碱性溶液对样品进行洗涤（洗涤长度为800m）后，使用添加量为3wt%的聚醚改性有机聚硅氧烷涂布转移涂料进行涂布，再进行模压、镀铝，复合，复合时烘箱温度分别设置为50℃、60℃、70℃、80℃（烘箱分为四段，上述4个温度值是每次实验中四段温度的平均值），样品在每个温度下通过200m，分别标记，然后再进行剥离，最后使用SEM电子显微镜观察PET膜的最终效果。

需要说明的是：在上述四项实验中，PET膜复合后均须经过24h的熟化后再进行剥离。

结果与讨论

1.不同洗脱温度的影响

实验1中，不同温度下洗脱铝层及胶层所需时间如图1。随着温度的升高，洗脱铝层及胶层所需要的时间不断缩短。当温度升高至70℃时，温度的升高对洗脱速度的影响不再明显，此时用SEM电子显微镜观察到的PET膜表面状态如图2所示。

事实上，当温度达到45℃时，使用SEM电子显微镜观察，PET膜的表面已稍显粗糙，且随着温度的不断提高，PET膜表面的粗糙度越来越大。这是因为PET膜在常温或低温下与氢氧化钠溶液的反应极其微弱甚至不反应。而当温度高于40℃时，其反应速率就明显增快，此时氢氧化钠溶液与PET膜充分接触，其中的羟基与PET聚合物中的酯键发生水解反应，从而出现PET膜表面粗糙度增大的现象，这就会导致PET膜的润湿性能降低，影响涂布效果，最终造成涂层附着力不好、易脱落的后果。

2.不同浓度碱性溶液的影响

实验2中，在一定温度下，通过使用不同浓度的碱性溶液来洗涤样品，考察碱性溶液浓度对PET膜最终使用效果的影响。从表1可以看出，随着氢氧化钠添加量的增加，洗脱铝层及胶层的时间出现一定程度的缩短；而在氢氧化钠浓度不变的情况下，碳酸钠添加量的不同对于洗脱速度并无明显影响。可见，碳酸钠添加量的多少并不是影响洗脱速度的主要原因，其作用主要是稳定混合溶液的pH值，减弱混合溶液对PET膜和洗脱设备的侵蚀作用。

此外，从SEM电子显微镜的观察中可以看出，同等浓度的氢氧化钠溶液中碳酸钠的添加量越多，PET膜经洗脱后，表面光滑度越好。

3.不同剂量聚醚改性有机聚硅氧烷的影响

在实验3中，采用了不同剂量聚醚改性有机聚硅氧烷添加至涂布转移涂料中。实验结果表明，添加了聚醚改性有机聚硅氧烷的涂料涂布后，PET膜的流平性较无添加有所改善，当聚醚改性有机聚硅氧烷的添加量达到0.3wt%时，PET膜的流平性能达到最佳，且不影响涂布的功能与性质；当聚醚改性有机聚硅氧烷的添加量大于0.3wt%时，PET膜的涂布功能与性质逐渐受到影响，易产生流挂现象，不能再循环利用。

4.不同烘干温度的影响

实验4的主要目的是研究烘干温度对复合效果的影响。实验结果表明，在50℃温度下烘干，熟化24h后，胶黏剂的固化效果并不理想，局部未干燥；在60℃温度下烘干，熟化24h后，胶黏剂的固化程度和剥离效果都比较理想，得到的PET膜可以再次使用；在70℃温度下烘干，熟化24h后，剥离时发现PET膜表面有铝点脱落的现象，这是因为铝箔随着温度的升高而不断膨胀，最终导致个别铝点被挤脱，同样的问题出现在80℃温度条件下，且铝点脱落情况更为严重。由此可见，烘干温度对于PET膜最终的剥离效果有重要影响。

结论

在利用碱性溶液洗脱铝层和胶层的过程中，随着温度和氢氧化钠浓度的不断提高，洗脱速度不断加快，温度是主要影响因素，当温度达到70℃时，洗脱速度增长不明显。虽然温度的提高能加快洗脱速度，但同时也会加速碱性溶液对PET膜的侵蚀，使PET膜的表面粗糙度增大，影响PET膜的再次使用。因此，洗脱温度应控制在40～60℃，氢氧化钠的浓度应控制在6～8wt%。

而将聚醚改性有机聚硅氧烷添加到涂布转移涂料中，则可以起到抗黏结、改善PET膜流平性能的作用，能有效弥补碱性溶液对PET膜的侵蚀，但过量使用会产生流挂现象，影响PET膜的正常使用。实验表明，当聚醚改性有机聚硅氧烷的添加量为0.3wt%时，所得PET膜的性能最佳。

复合时烘干温度的控制对最终剥离效果有重要影响，过低会导致胶黏剂熟化不完全，过高则容易造成铝点脱落现象，实验证明，当平均温度达到60℃时，剥离效果最为理想。