低溫亮金花紙研發與生產設備改進

王振華　李文金　藍華誠　李林鑫

摘 要：采用綠色印制新技術工藝，將傳統的金膏印刷技術改為電化鋁箔水轉印技術；將傳統的亮金和亮金底墨中有污染的顏料改為環氧樹脂和染料等環保材料；采用低溫花紙后，使用傳統的覆膜機磨損大，瀘州金鑫印務有限公司又開發了適合低溫花紙的覆膜機設備，覆膜機輥筒的橡膠材質的硬度為70～95HB，該設計已獲得實用新型專利授權（專利名稱：一種覆膜機輥筒；專利號：ZL201220601241.8）。在使用這種亮金花紙時，只需要100～180℃的低溫烘烤10～30min，即可達到設計目的。

關鍵詞：低溫 亮金 花紙 覆膜機

中圖分類號：TS85 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（a）-0096-01

1 低溫亮金花紙研發內容

設計思路是通過節能減排、環境保護、低碳經濟的設計理念，改善傳統工藝中存在的不足，提高本項目產品的耐磨性、耐高溫性、安全性等方面性能[4]。主要從以下幾個方面進行研發。

（1）研究金膏的替代物，以降低生產成本和產品價格；

（2）研究含有鉛、鎘、鋰等重金屬有害物體的顏料的替代物；

（3）研究印刷中的副產物的回收再利用，避免造成資源浪費；

（4）研究低溫烤花粘貼，以降低能源消耗，降低被附著物的破損率，降低大氣污染[5]；

（5）對被熱合材料進行熱合的主動輥，其硬度適度，彈性和韌性好，能夠長時間保持平整，并且，可使被熱合材料受熱均勻。

2 低溫花紙研發及設備工藝改進方案

2.1 金膏替代物開發

在選擇開發金膏替代物時，初選采用了色箔替代，樣品試制出來后進行燙印試驗，發現燙印后顏色不夠鮮艷、厚實飽滿，特別是與被燙物表面色差大時，原料稍有差異，就會出現漏底、花版、變色、糊版等質量問題；此后，瀘州金鑫印務有限公司進行了討論研究，改變方案，采用色片替代金膏再次試制樣品進行燙印試驗，該次試驗改善了色箔替代金膏時時存在的問題，燙印后效果很好，具有顏色鮮艷、燙跡厚實飽滿、色質純正、遇光后不易反射等優點，但由于色片無支撐體，易破碎，不易連續燙印，成本高，不適于瀘州金鑫印務有限公司大批量生產的需要；公司通過再次調研，針對該問題進行了第三次討論研究，選擇了電化鋁箔替代金膏，試制樣品進行燙印試驗，發現效果非常好，圖案清晰、美觀、色彩鮮艷、光彩奪目、耐磨、耐候，且成本低，便于公司大批量生產，最終本項目決定選用電化鋁為替代金膏材料。

2.2 環保顏料的開發

在選擇開發顏料的替代物時，瀘州金鑫印務有限公司最初選用環保的粉末環氧樹脂顏料替代，但通過試驗，發現粉末樹脂的固化溫度較高（180～220℃），固化時間長（10～30min），使其僅能應用于金屬等耐熱基材，而且相對能耗大、費時，且由于其熔融流平和固化開始階段有一定重疊，控制不好，涂層就會出現平整度上的缺陷，如縮孔、桔皮等問題[6]；為此經過公司調研討論，開發采用了UV固化粉末環氧樹脂涂料，UV固化粉末涂料是無溶劑的環保涂料，無刺激性危害，一次涂裝并可用于熱敏基材，低溫流動性好，固化速度快，固化空間小，熔融流動性和固化步驟分離，使得UV固化環氧樹脂粉末涂料在固化前達到最佳流平狀態，保證涂膜質量，但通過檢測發現，顏料中含有大量的可揮發有機化合物（VOC），會對環境和人體造成危害；通過和顏料廠家溝通分析，環氧樹脂本身無毒，但是由于在制備過程中添加了溶劑及其它有毒物，造成了環氧樹脂顏料“有毒”。在了解了有毒物來源后，項目組人員通過向顏料廠家多次咨詢和試驗，開發出了對“有毒”環氧樹脂材料的水性改性技術，保持了環氧樹脂“無毒”本色。

2.3 副產物的回收

副產物的回收再利用方面，因采用了電化鋁技術，避免了采用金膏時，圖案間隙的金膏中的貴金屬不能回收，造成資源浪費，封面膠膜不可撕，不可再利用，造成資源浪費；采用電化鋁時，圖案空隙部分的電化鋁箔可經回收再利用，可節約資源；封面膠膜可撕，并回收再利用，避免資源浪費。

3 產品生產工藝過程

瀘州金鑫印務有限公司的低溫亮金花紙印制方法，依次包括以下步驟。

（1）制作圖案：一般在電腦制作圖案。

（2）制菲林片：根據電腦制作的圖案，按照同一顏色制作同一菲林片的方法，分別制作菲林片。

（3）制版：根據不同顏色的圖案制作的菲林片，按照同一顏色制作同一印刷絲網版的方法，分別制作印刷絲網版[8]。

（4）取市售水溶性小膜底紙并干燥底紙：控制好干燥溫度和時間。

（5）上亮金底墨：用步驟（3）制作的印刷絲網版，并用燙金底油，按照同一顏色印刷一次的方法，分別將不同顏色的圖案印刷在步驟（4）處理后的底紙上，即成亮金底墨[9]。

（6）干燥亮金底墨：控制好干燥溫度和時間。

（7）轉印亮金：根據不同顏色的亮金圖案的需要，按照同一顏色印刷一次的方法，用覆膜機將電化鋁箔分別轉印在步驟（5）得到的亮金底墨上，控制好覆膜機滾筒加熱溫度：溫度低了，不能全部將電化鋁箔轉印到亮金底墨上，而高了就浪費能源，成為不必要，甚至會不同程度地損壞輥筒、底墨等[10]。

（8）干燥亮金：每次轉印亮金后，都進行干燥，控制好干燥溫度和時間。

（9）上保護光油：涂一層燙金面油作為保護光油[11]。

（10）干燥保護光油：控制好干燥溫度和時間。

（11）上可撕封面膠膜：上一層聚丙乙烯可撕封面膠膜，采用聚丙乙烯材料的封面膠膜，可以防止環境污染，采用上可撕封面膠膜，可以減少浪費。

（12）干燥封面膠膜：控制好干燥溫度和時間。

（13）檢驗。

（14）包裝入庫。

4 結語

產品采用瀘州金鑫印務公司有限創新開發的具有自主知識產權的原創性發明技術工藝，解決了低溫亮金花紙制備所需的電化鋁箔水轉印、綠色環保亮金底墨印制、低溫烘烤粘貼、覆膜機熱合等關鍵技術工藝問題，是國內外首次成功地開發出具有“高性能、高效率、低耗材、低能耗、低成本、無毒害、再利用”的技術工藝，從設計、制造、使用到報廢整個產品生命周期中環境污染最小化，符合環境保護要求能源消耗最低。該產品生產工藝于2013年12月產品成功通過省級科技成果鑒定，項目技術處于國內領先水平。

參考文獻

[1] 郭凌華，張美云，王興.高溫熱轉移印花紙印刷質量評價探析[J].包裝工程，2011，32（5）：97-98.

[2] 翟新崗.日用陶瓷花紙裝飾常見缺陷分析[J].佛山陶瓷，2010，20（5）：15-18.

[3] ROGERST John. Printing Techniques for Plastic Electronics[J]. Journal of Imaging Science and Technology， 2003 （4）：296-303.