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玻璃纸

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玻璃纸是由再生纤维素制成的透明薄膜。它对空气、油脂、细菌和水的低渗透性使它可用于食品包装。但是玻璃纸对水蒸气具有很高的渗透性,可以通过涂覆硝基漆来解决这个问题。

除了食品包装,玻璃纸也用于透明包装压敏带、管道和许多其他类似的应用。

与许多其他类似的材料不同,玻璃纸是可生物降解的。但是,它的制造过程中使用了有毒化学物质。

“Cellophane”在一些国家是通用术语,在其它国家是注册商标。

1 生产编辑

纤维素来自木材, 棉花, 大麻,或其他来源溶解在碱和二硫化碳做一个叫做纤维胶,然后通过狭缝挤出到稀释浴中硫酸和硫酸钠将粘胶重新转化成纤维素。然后,薄膜再经过几个浴槽,一个要去除硫磺,一个用于漂白薄膜,一个用于添加软化材料,例如 甘油 以防止薄膜变脆。

使用孔(喷丝头)代替狭缝,类似工艺可用来制造称为人造丝的纤维。化学组成上来说,玻璃纸、人造丝和纤维素均为葡萄糖的聚合物,它们之间的差异主要来自结构上的不同而非化学性质不同。

2 历史编辑

玻璃纸是瑞士化学家雅克·E·布兰登伯格在Blanchisserie et Teinturerie de Thaon公司任职期间发明的。1900年,受到酒洒在餐馆桌布上的启发,他决定发明一种可以排斥液体而不是吸收液体的布料。首先,他在织物上喷涂防水涂层,他选择了粘胶纤维。最终得到的涂层织物太硬,但是透明薄膜很容易与背衬分离。由于很可能发明一种全新材料,他放弃了最初的想法。

布兰登伯格花了十年时间来完善他的薄膜。在研究初期,他对该薄膜的主要改进是添加甘油来软化材料。到1912年,他成功建造了一台机器来制造这种薄膜,并把其命名为“Cellophane”,由“cellulose”(纤维素)和“diaphane”(透明)两个单词组成。同年,玻璃纸获得了专利。[1] 次年,Comptoir des Textiles Artificiels (CTA)公司收购了Thaon公司在玻璃纸上的知识产权,并且成立了一家新公司——La Cellophane SA。[2]

用碱和二硫化碳对纤维素进行处理,得到粘胶。

各种颜色的玻璃纸,用于杂货店包装不同的产品。

Whitman's糖果公司于1912年在美国开始使用玻璃纸包装Whitman's Sampler糖果。他们一直是从法国进口玻璃纸的最大客户,直到1924年杜邦在美国建立了第一家玻璃纸制造厂。玻璃纸起初在美国的销量有限,因为虽然它是防水的,但并不防潮——它能防水,但能透过水蒸气。这意味着它不适合包装需要防潮的产品。杜邦公司聘请了化学家威廉·海尔·查奇,他花了三年时间研发出了可以应用于玻璃纸防潮的硝化纤维涂层。[3] 继1927年发明防潮玻璃纸后,该材料的销售额在1928年至1930年间翻了三倍,1938年,玻璃纸占杜邦销售额的10%,利润的25%。[2]

罗杰·霍洛维茨说,玻璃纸在发展鲜肉自助零售方面发挥了至关重要的作用,他对肉类包装行业发展历史进行了一项研究。玻璃纸的可见性能够帮助顾客在购买前了解肉的质量。制造商通过控制玻璃纸的氧气和水分水平来控制产品的外观,以防止食品变色。[4]

1930年,英国纺织公司Courtaulds公司的粘胶技术使其能够多样化生产粘胶薄膜,并将其命名为“Viscacelle”。然而,与赛璐玢公司的竞争是其销售的一个障碍,1935年,它与赛璐玢公司及其法国母公司CTA共同创立了英国赛璐玢有限公司(BCL)。[5] 1935年至1937年,BCL在英国萨默塞特郡的布里奇沃特建造了一个主要生产设施,雇用了3000名工人。BCL随后在安大略省康沃尔建造了工厂(加拿大BCL),作为现有Courtaulds粘胶人造丝工厂的辅助工厂(从该厂购买了粘胶溶液(AKA涂料)),并于1957年在坎布里亚的巴罗因弗内斯建造工厂。后两家工厂在20世纪90年代关闭了。

3 现况编辑

自20世纪30年代中期以来,纤维素薄膜一直在不断生产,至今仍在使用。除了包装各种食品外,还有工业上的应用,例如透明胶带和Scotch 胶带等自粘胶带的基底、某类型电池中的半透膜、透析管(Visking tube)以及玻璃纤维和橡胶产品制造中的脱模剂。玻璃纸是制造雪茄包装最受欢迎的材料。由于雪茄在储存时必须能够“呼吸”,玻璃纸的透湿性使其能够完美应用于雪茄包装。

自20世纪60年代以来,由于包装材料有更多的替代选择产品,玻璃纸的销量一直在下降。二硫化碳和粘胶纤维生产过程中的其他副产品造成的污染也可能是销量下降的原因之一。但是,玻璃纸本身是100%生物可降解的,这增加了它作为食品包装的受欢迎程度。

4 材料特性编辑

当置于两个平面偏振滤光片之间时,玻璃纸由于其双折射特性而产生彩虹色。艺术家们利用这种效果创造出动感和互动的彩色玻璃般的作品。

玻璃纸是可生物降解的,但大多数玻璃纸生产中使用高毒性二硫化碳。不同粘胶工厂向工人暴露的二硫化碳含量差异很大,大多数工厂都没有提供关于其定量安全限值和长期暴露的结果的信息。[6][7]

5 品牌编辑

在英国和许多国家,“Cellophane”是注册商标,为总部设在英国坎布里亚威顿的英国Futamura化学有限公司所有。[8] 在美国和其他一些国家,“Cellophane”已经通用化,通常非正式地用来指代各种各样的塑料薄膜产品,[9] 甚至一些不是由纤维素制成的塑料薄膜产品,如塑料包装。

参考文献

  • [1]

    ^Carlisle, Rodney (2004). Scientific American Inventions and Discoveries, p.338. John Wiley & Sons, Inc., New Jersey. ISBN 0-471-24410-4..

  • [2]

    ^Hounshell, David A.; John Kenly Smith (1988). Science and Corporate Strategy: Du Pont R&D, 1902–1980. Cambridge University Press. p. 170. ISBN 0-521-32767-9..

  • [3]

    ^Winkler, John K. (1935). The Dupont Dynasty. Baltimore, MD: Waverly Press, Inc. p. 271..

  • [4]

    ^Hisano, Ai. "Cellophane, the New Visuality, and the Creation of Self-Service Food Retailing" (PDF). Harvard Business School..

  • [5]

    ^Davenport-Hines, Richard Peter Treadwell (1988). Enterprise, Management, and Innovation in British Business, 1914-80. Routledge. p. 61. ISBN 0-7146-3348-8..

  • [6]

    ^https://web.archive.org/web/20221026005309/http://www.abc.net.au/radionational/programs/healthreport/the-health-burden-of-viscose-rayon/8286870.

  • [7]

    ^Michelle Nijhuis. "Bamboo Boom: Is This Material for You?". Scientific American..

  • [8]

    ^"Performance Films for Beverages" (PDF). Innovia Films. Archived from the original (PDF) on 31 March 2012. Retrieved 29 November 2010..

  • [9]

    ^Modern petro based Cello Bags.

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