高效激光全息模壓版清洗劑的研制

鄭成賦，張雪兵

(武漢華工圖像技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司，湖北 武漢 430223)

激光全息防偽材料由于防偽力度高、制作成本較低而且兼具良好的包裝效果，目前已經(jīng)在防偽和包裝領(lǐng)域形成了千億規(guī)模的應(yīng)用[1]。激光全息防偽材料的防偽信息通過(guò)模壓工藝完成信息從鎳版到材料的轉(zhuǎn)移。通常，記錄防偽信息的材料為高分子熱塑性樹(shù)脂。在模壓過(guò)程中，模壓機(jī)版輥的高溫(模壓溫度通常在185℃±5℃)使得樹(shù)脂軟化，然后通過(guò)壓力將固定在版輥上的鎳版上面的激光全息信息壓印到高分子樹(shù)脂上。模壓過(guò)程中，鎳版不可避免會(huì)粘附一些高分子樹(shù)脂，這些粘附的污漬會(huì)遮蓋模壓版上的激光全息信息，從而影響激光全息信息的壓印轉(zhuǎn)移[2]。因此，清洗激光全息模壓版對(duì)于批量制作激光全息防偽材料就顯得十分重要[3]。

目前市場(chǎng)上還沒(méi)有專門(mén)針對(duì)激光全息模壓版大面積清洗的清洗劑。行業(yè)里通常用擦版膏來(lái)清除鎳版上的污漬，這種方法對(duì)于局部少量污漬比較有效，對(duì)于大面積的污漬則無(wú)能為力，而且擦版膏的使用會(huì)使生產(chǎn)環(huán)境中充滿油霧而影響產(chǎn)品質(zhì)量。本文采用增溶劑與表面活性劑復(fù)配體系，先通過(guò)增溶劑溶解溶脹污漬，再通過(guò)表面活性劑來(lái)徹底去除[4]。該清洗劑為水溶性復(fù)配體系，清潔安全且去污能力強(qiáng)，能有效延長(zhǎng)全息鎳版使用壽命，節(jié)約成本并提高生產(chǎn)效率。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和儀器

1.1.1 試劑

辛基酚聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚，N，N'-雙油酰基乙二胺二乙磺酸鈉，乙二醇單丁醚。

1.1.2 儀器

集熱式恒溫磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；9070A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；FA114 型電子天平，上海海康電子儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

充分研究激光全息模壓版污漬特點(diǎn)，此污漬為高分子樹(shù)脂和色粉在高溫下長(zhǎng)期加熱而處于半固化狀態(tài)。通過(guò)水溶性增溶劑對(duì)污漬溶解溶脹，再通過(guò)表面活性劑將其徹底去除。表面活性劑在水溶液表面定向形成吸附膜并締合膠束，從而改變?nèi)芤旱男再|(zhì)。根據(jù)污漬特性選用表面活性劑并進(jìn)行復(fù)配，通過(guò)對(duì)復(fù)配組分去污能力測(cè)定，進(jìn)一步選取效果最好的復(fù)配體系， 改變不同表面活性劑與增溶劑復(fù)配比例，得到最終產(chǎn)品。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 配制溶液

取一定量辛基酚聚氧乙烯醚(OPE)，脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)，N，N'-雙油酰基乙二胺二乙磺酸鈉(DTM)，分別配置成濃度 0.02 mol/L的水溶液(在恒溫磁力攪拌器50℃的條件下攪拌溶解，冷卻室溫)，備用。另外取一定量乙二醇單丁醚(EB)備用。

1.3.2 污損鎳版取樣

將污損鎳版按10 cm×10 cm規(guī)格取樣，并稱量其質(zhì)量。同時(shí)取沒(méi)有使用過(guò)的鎳版按同樣規(guī)格取樣稱量，作為標(biāo)準(zhǔn)鎳版。污損鎳版超出標(biāo)準(zhǔn)鎳版質(zhì)量部分視為污漬質(zhì)量。

1.3.3 去污力測(cè)試

由于激光全息模壓版的清洗是在高溫作業(yè)時(shí)稍作降溫即進(jìn)行清洗，因此本實(shí)驗(yàn)去污力測(cè)試也是在高溫下進(jìn)行。按規(guī)定規(guī)格取污損鎳版并稱量質(zhì)量，其質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)鎳版質(zhì)量的差視為污漬質(zhì)量。然后在烘箱中把污損鎳版加熱至100℃，然后用清洗劑均勻擦拭其表面10 s，用潔凈無(wú)紡布擦拭、干燥后再稱量其質(zhì)量。污損鎳版與其差值即為去除污漬質(zhì)量。由去除污漬質(zhì)量與污漬總質(zhì)量計(jì)算去污力。

1.3.4 清洗劑復(fù)配組分選擇

1.3.4.1 雙組份表面活性劑體系

分析雙組份表面活性劑的去污能力。保持總物質(zhì)的量濃度不變，改變兩種表面活性劑物質(zhì)的量比值，配置溶液并測(cè)得不同配比溶液的去污能力(重復(fù)三次，取平均值)，制成表格分析。

1.3.4.2 三組分表面活性劑體系

在雙組份表面活性劑體系實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，加入不同比例雙子表面活性劑N，N'-雙油酰基乙二胺二乙磺酸鈉，并測(cè)試其去污能力。

1.3.4.3 多組分復(fù)配體系

選擇上述去污能力最好的表面活性劑體系，加入不同比例增溶劑乙二醇單丁醚，測(cè)試其去污能力。

2 結(jié)果與討論

2.1 雙組分表面活性劑體系性能

表1給出了兩種表面活性劑復(fù)配體系的去污能力。可以看出，雙組份體系對(duì)污漬有一定的去除效果，但去污力較弱，其中以辛基酚聚氧乙烯醚(OPE)和脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)的比例為2∶1的體系較好。

表1 不同物質(zhì)的量比辛基酚聚氧乙烯醚(OPE)和脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)復(fù)配去污性能

2.2 三組分表面活性劑體系性能

表2 辛基酚聚氧乙烯醚(OPE)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)和不同物質(zhì)的量比的N，N'-雙油酰基乙二胺二乙磺酸鈉(DTM)復(fù)配去污性能

Table 2 Decontamination performance of OPE,AEO and DTM with different ratio of substances

n(OPE)∶n(AEO):n(DTM)去污力/%2∶1∶0.2702∶1∶0.4722∶1∶0.6782∶1∶0.8772∶1∶1 78

表2給出了三組分體系去污實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明，通過(guò)雙子表面活性劑N，N'-雙油酰基乙二胺二乙磺酸鈉(DTM)的加入，體系去污力有較大范圍提高。這可能是由于雙子表面活性劑的去污效率更高的緣故。但金屬鎳版的重復(fù)使用，表面污漬去除必須達(dá)到90%以上，因此本實(shí)驗(yàn)繼續(xù)探索新的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)提高去污力。

2.3 多組分復(fù)配體系性能

將辛基酚聚氧乙烯醚(OPE)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)和N，N'-雙油酰基乙二胺二乙磺酸鈉(DTM)的物質(zhì)的量的比穩(wěn)定不變，改變乙二醇單丁醚(EB)用量，得到復(fù)配體系并測(cè)試其去污性能。

表3 多組分復(fù)配體系去污性能

結(jié)果表明，通過(guò)增溶劑乙二醇單丁醚(EB)的加入，復(fù)配體系的去污能力進(jìn)一步得到提升，最高可以達(dá)到98%，滿足金屬鎳版重復(fù)使用要求。復(fù)配體系去污力的提高，可能是由于增溶劑更加親油，溶解溶脹了高分值樹(shù)脂污漬，然后在復(fù)配體系表面活性劑共同作用下提高了去污效果。

2.4 自制清洗劑的穩(wěn)定性

選取同一配方自制清洗劑放置在 30℃ 的保溫箱中 ，每隔一段時(shí)間觀察現(xiàn)象， 并測(cè)定其去污性能和 pH值。結(jié)果如表4所示。

表4 自制清洗劑的穩(wěn)定性

結(jié)果表明，自制清洗劑放置時(shí)長(zhǎng)達(dá)50天時(shí)仍無(wú)渾濁分層現(xiàn)象，去污力也無(wú)明顯下降，并且其pH值為6.8～6.9，接近中性，對(duì)金屬鎳版的腐蝕作用較小。

3 結(jié)論

采用表面活性劑與增溶劑復(fù)配技術(shù)，成功研制一種適于激光全息模壓鎳版清洗的清洗劑。該清洗劑延長(zhǎng)了鎳版使用壽命，提高了生產(chǎn)效率。當(dāng)辛基酚聚氧乙烯醚(OPE)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、N，N'-雙油酰基乙二胺二乙磺酸鈉(DTM)和乙二醇單丁醚(EB)的物質(zhì)的量的比為2∶1∶0.6∶3時(shí)，清洗劑綜合性能較好。