UV高效減排型鐳射全息噴鋁包裝材料開發與性能研究

曹繼剛

摘 ?要：目前國內外鐳射全息噴鋁紙常規生產工藝復雜，涂布生產工序有VOCs揮發，嚴重影響大氣環境，生產工序多，生產能耗大。本UV高效減排型鐳射全息噴鋁包裝材料開發通過PET-UV鐳射全息母膜的制備，通過轉鋁的技術方案制備鐳射全息噴鋁產品。研究了PET-UV鐳射全息母膜PET膜、UV涂層配方對其平整性、附著性、轉鋁性、鐳射效果等性能的影響，同時研究了制備UV高效減排型鐳射全息噴鋁包裝紙復合膠水、鋁層面涂對印刷模切壓痕爆口的性能影響。

關鍵詞：鐳射鍍鋁紙;UV涂布;鋁轉移

中圖分類號：TB484 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）18-0071-02

Abstract： At present， the conventional production process of laser holographic aluminum spray paper at home and abroad is complex， the coating production process has VOCs volatilization， seriously affects the atmospheric environment， many production processes， large production energy consumption. In this paper， the high efficiency and low emission laser holographic aluminum spray packaging material of UV is developed through the preparation of PET-UV laser holographic mother film and the technical scheme of aluminum conversion to prepare laser holographic aluminum spray products. The effects of PET-UV laser holographic mother film PET film and UV coating formula on its smoothness， adhesion， aluminum conversion and laser effect were studied. At the same time， the effects of composite glue and aluminum coating on the indentation burst of UV high efficiency reduced emission laser holographic aluminum spray packaging paper were studied.

Keywords： laser aluminized paper; UV coating; aluminum transfer

1 項目背景

目前國內外同行生產噴鋁紙均采用了涂布、模壓、鍍鋁、復合、剝離的生產環節，如需再生產必須對薄膜重新涂布并模壓鐳射圖案所有生產工序再進行一次，產品生產工序多，生產成本高，產品市場競爭力差。本UV高效減排型全息噴鋁包裝材料采用UV光固化化工原料和新工藝技術，可大幅降低涂料對環境的污染，并能有效縮減生產加工工序。

2 實驗材料與方法

2.1 材料

APU-315 UV涂料;APU-316UV涂料;APU-317 UV涂料;APU-318 UV涂料;APU-319UV涂料;18um電暈膜;22umBOPP鐳射全息膜;蒸鍍鋁絲（99.99%純度）;

ADM-1778聚氨酯水性涂料;4019水性面涂涂料;ADM-207聚氨酯水性復合膠;FH02丙烯酸水性復合膠;215g煙用白卡紙（太陽紙業）。

2.2 儀器

涂布線棒，型號3#，上海翁開爾有限公司;紫外光固化干燥機，型號RX-400-2;F9061過塑機，上海和合盛印刷材料有限公司;DC12B手動實線壓痕機，濟南高新開發區道頓科技發展有限公司;熱壓儀，型號HST-H3，濟南蘭光機電技術有限公司;旋轉粘度計NDJ-1S，上海平軒科學儀器有限公司;烘箱，型號DHG-9000吳江市永聯機械設備廠;IGT印刷適性儀，上海泛彩圖像設備有限公司;XLW系列智能電子拉力試驗機濟南蘭光機電技術有限公司;電子天平，FA1204B型，上海精科天美-上海天平儀器廠;恒溫恒濕箱，型號HS-225，揚州市江都區開源試驗機械廠;真空鍍鋁實驗機，型號VAKAI-REC0913，上海沃家真空設備科技有限公司;accu達因筆。

2.3 試驗

以PET膜、鐳射全息BOPP膜、UV涂料、水性涂料、水性膠粘劑、鋁絲、白卡紙等為原料所開發的UV高效減排型全息噴鋁包裝材料的實驗流程。

（1）PET——UV鐳射全息膜的制備。a.采用電子天平稱取APU-315 UV涂料、APU-316UV涂料、APU-317 UV涂料、APU-318 UV涂料、APU-319 UV涂料、APU-320 UV涂料六種UV涂料各1g分別置放在五張400×300mm PET膜電暈面，PET膜電暈面表面張力？芏52dyne/cm，用涂布線棒均勻地將UV涂料涂布展平整個PET面。b.取六張BOPP鐳射全息膜，將BOPP膜的鐳射全息面放置在以上已涂敷UV涂料的PET膜上，鐳射全息面與UV涂層接觸。c.已復合好的六張復合膜放入紫外固化機烘道內進行固化干燥。d.烘干后的復合膜冷卻5分鐘，然后將兩層膜手工剝離，干燥后的UV涂層留在PET膜上，并將BOPP膜上凹凸不平的鐳射全息圖案復制在PET-UV膜上，形成PET-UV鐳射全息膜。（2）PET-UV鐳射全息鍍鋁膜的制備。選取平整度好的PET-UV鐳射全息膜和1g蒸鍍鋁絲在真空鍍鋁實驗機內蒸鍍PET-UV鐳射全息膜面，形成PET-UV鐳射全息鍍鋁膜。（3）鐳射全息轉鋁紙的制備。采用電子天平稱取FH02丙烯酸水性復合膠、1031丁苯水性復合膠、ADM-2017聚氨酯水性復合膠各2g置放在PET-UV鐳射全息鍍鋁膜的鋁層面，裁切同等面積的215g白卡紙分別與PET-UV鐳射全息鍍鋁膜在過塑機復合;復合好的紙塑品放置在105℃烘箱內熱烘干燥，6秒鐘后取出，放置在室溫放置5分鐘冷卻;用手剝離PE-UV鐳射全息膜與紙張，PE-UV鐳射全息膜的鋁層轉移到白卡上，形成鐳射全息轉鋁紙。（4）鐳射全息噴鋁材料成品的制備。采用電子天平稱取ADM-1778聚氨酯水性涂料1g，用涂布線棒將ADM-1778聚氨酯水性涂料均勻地涂布在鐳射全息轉鋁紙鋁層面，放置在105℃烘箱內熱烘干燥，6秒鐘后取出，放置在室溫放置5分鐘冷卻，形成鐳射全息噴鋁材料成品。（5）PET-UV鐳射全息膜回用。（4）中剝離的PET-UV鐳射全息膜按照（2）、（3）、（4）中驗證合格的步驟重復試驗回用，重復形成鐳射全息噴鋁材料成品。

3 結果與探討

（1）影響UV涂料在PET膜附著性的因素。從表1與表2可以看出，影響UV涂層與PET膜附著性的主要因素包括以下幾點：a.PET膜表面張力的大小直接影響UV涂料固化干燥后的附著性，且PET膜表面張力需？芏52dyne/cm，固需要對PET膜做電暈處理;b.UV單體HDDA對PET膜的附著性好，在配方比例上？芏15%;c.78-8-0乙烯三乙氧基硅烷對UV涂層固化干燥后的附著性有負面影響，UV配方中含量比例不得超過5%，否則會影響UV涂層固化干燥后的附著性。（2）影響UV涂料固化后對PET膜平整性的因素。從表2的實驗結果可以看出，在同類UV樹脂比例的情況下，UV單體的影響因素比較大，TMPTA、DPGDA、HDDA為固化收縮比大的UV單體，其固化后會帶動涂覆的PET膜一起收縮變形;為了平衡UV涂層的附著性，HDDA的比例需要控制，同時在不影響干燥速度的情況下盡可能添加固化收縮變形小的UV單體15EO-TMPTA，并添加一定比例固化收縮中等3EO-TMPTA;另外，眾所周知聚氨酯UV樹脂的柔韌好，其固化后的收縮比比其它丙烯酸、環氧類的UV樹脂少，涂覆PET膜類的UV涂料配方時在主體樹脂選擇上優選聚氨酯UV樹脂。（3）影響UV涂料固化鍍鋁后復合轉鋁效果的因素。從表2的實驗結果可以看出，添加聚氨酯UV樹脂、15EO-TMPTA、3EO-TMPTA單體固化后的表面張力比較高，UV干燥涂層與鍍鋁層的附著性好，較難剝離其上的鍍鋁層;添加78-8-0乙烯三乙氧基硅烷的UV涂層干燥固化后的表面張力下降明顯，添加比例越高，其表面張力越小，同時也影響UV涂層與PET膜的附著性。符合本實驗項目性能要求78-8-0乙烯三乙氧基硅烷的配方比例5%最佳。（4）影響UV高效減排型鐳射全息噴鋁紙模切壓痕爆口的主要影響因素。該型鐳射全息噴鋁紙開發的最終主要用途是高檔印刷包裝產品（如香煙包裝等），其印刷模切成型后壓痕線的爆口與否直接影響成品盒的外觀品質。在底紙型號、克重不變（215克太陽煙用白卡紙）的情況下，影響該型鐳射全息噴鋁紙爆口的因素主要從復合膠水、面涂兩個方面進行實驗研究。實驗采用APU-319UV鐳射轉鋁方案，選用兩種水性復合膠和兩種水性面涂料實驗室試制該型鐳射全息噴鋁紙，采用同類型UV膠印紅墨在印刷適性儀上印刷上墨并固化，采用壓痕試驗機同等條件下進行同向壓痕，對壓痕紙張同向手工內折和 ? ?外折各一次，對比查看壓痕處紙張露白程度。

實驗結果表明，該型鐳射全息噴鋁紙的印刷壓痕爆口與復合膠水、面涂的種類及涂布量有較大的關聯，基本的實驗結論如下：a.聚氨酯水性復合膠水的鐳射全息噴鋁紙壓痕耐折防爆口能力較丙烯酸類水性復合膠水高;b.聚氨酯型水性面涂的鐳射全息噴鋁紙壓痕耐折防爆口能力較丙烯酸類水性面涂強;c.水性膠水與面涂涂布量的提高有助于鐳射全息噴鋁紙壓痕耐折防爆口能力;d.水性膠水比水性面涂的鐳射全息噴鋁紙壓痕耐折防爆口能力強。

4 結論

為了滿足鐳射全息噴鋁包裝紙的印刷模切壓痕防爆口的應用技術要求，其復合膠水與鋁層表面面涂需選擇柔韌性優的水性聚氨酯膠水和水性聚氨酯面涂。

本實驗復合轉鋁鐳射全息試制產品的底基材料為白卡紙，底基基材也可以是PET膜、PP膜、PE膜等塑料薄膜，通過實驗選取適宜的復合膠水和面涂涂料，可推廣應用到高檔軟包裝印刷包裝品上。

參考文獻：

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