UV高效减排型镭射全息喷铝包装材料开发与性能研究

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　　摘  要：目前国内外镭射全息喷铝纸常规生产工艺复杂，涂布生产工序有VOCs挥发，严重影响大气环境，生产工序多，生产能耗大。本UV高效减排型镭射全息喷铝包装材料开发通过PET-UV镭射全息母膜的制备，通过转铝的技术方案制备镭射全息喷铝产品。研究了PET-UV镭射全息母膜PET膜、UV涂层配方对其平整性、附着性、转铝性、镭射效果等性能的影响，同时研究了制备UV高效减排型镭射全息喷铝包装纸复合胶水、铝层面涂对印刷模切压痕爆口的性能影响。
　　关键词：镭射镀铝纸;UV涂布;铝转移
　　中图分类号：TB484         文献标志码：A         文章编号：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 项目背景
　　目前国内外同行生产喷铝纸均采用了涂布、模压、镀铝、复合、剥离的生产环节，如需再生产必须对薄膜重新涂布并模压镭射图案所有生产工序再进行一次，产品生产工序多，生产成本高，产品市场竞争力差。本UV高效减排型全息喷铝包装材料采用UV光固化化工原料和新工艺技术，可大幅降低涂料对环境的污染，并能有效缩减生产加工工序。
　　2 实验材料与方法
　　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电晕膜;22umBOPP镭射全息膜;蒸镀铝丝（99.99%纯度）;
　　ADM-1778聚氨酯水性涂料;4019水性面涂涂料;ADM-207聚氨酯水性复合胶;FH02丙烯酸水性复合胶;215g烟用白卡纸（太阳纸业）。
　　2.2 仪器
　　涂布线棒，型号3#，上海翁开尔有限公司;紫外光固化干燥机，型号RX-400-2;F9061过塑机，上海和合盛印刷材料有限公司;DC12B手动实线压痕机，济南高新开发区道顿科技发展有限公司;热压仪，型号HST-H3，济南兰光机电技术有限公司;旋转粘度计NDJ-1S，上海平轩科学仪器有限公司;烘箱，型号DHG-9000吴江市永联机械设备厂;IGT印刷适性仪，上海泛彩图像设备有限公司;XLW系列智能电子拉力试验机济南兰光机电技术有限公司;电子天平，FA1204B型，上海精科天美-上海天平仪器厂;恒温恒湿箱，型号HS-225，扬州市江都区开源试验机械厂;真空镀铝实验机，型号VAKAI-REC0913，上海沃家真空设备科技有限公司;accu达因笔。
　　2.3 试验
　　以PET膜、镭射全息BOPP膜、UV涂料、水性涂料、水性胶粘剂、铝丝、白卡纸等为原料所开发的UV高效减排型全息喷铝包装材料的实验流程。
　　（1）PET——UV镭射全息膜的制备。a.采用电子天平称取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分别置放在五张400×300mm PET膜电晕面，PET膜电晕面表面张力？芏52dyne/cm，用涂布线棒均匀地将UV涂料涂布展平整个PET面。b.取六张BOPP镭射全息膜，将BOPP膜的镭射全息面放置在以上已涂敷UV涂料的PET膜上，镭射全息面与UV涂层接触。c.已复合好的六张复合膜放入紫外固化机烘道内进行固化干燥。d.烘干后的复合膜冷却5分钟，然后将两层膜手工剥离，干燥后的UV涂层留在PET膜上，并将BOPP膜上凹凸不平的镭射全息图案复制在PET-UV膜上，形成PET-UV镭射全息膜。（2）PET-UV镭射全息镀铝膜的制备。选取平整度好的PET-UV镭射全息膜和1g蒸镀铝丝在真空镀铝实验机内蒸镀PET-UV镭射全息膜面，形成PET-UV镭射全息镀铝膜。（3）镭射全息转铝纸的制备。采用电子天平称取FH02丙烯酸水性复合胶、1031丁苯水性复合胶、ADM-2017聚氨酯水性复合胶各2g置放在PET-UV镭射全息镀铝膜的铝层面，裁切同等面积的215g白卡纸分别与PET-UV镭射全息镀铝膜在过塑机复合;复合好的纸塑品放置在105℃烘箱内热烘干燥，6秒钟后取出，放置在室温放置5分钟冷却;用手剥离PE-UV镭射全息膜与纸张，PE-UV镭射全息膜的铝层转移到白卡上，形成镭射全息转铝纸。（4）镭射全息喷铝材料成品的制备。采用电子天平称取ADM-1778聚氨酯水性涂料1g，用涂布线棒将ADM-1778聚氨酯水性涂料均匀地涂布在镭射全息转铝纸铝层面，放置在105℃烘箱内热烘干燥，6秒钟后取出，放置在室温放置5分钟冷却，形成镭射全息喷铝材料成品。（5）PET-UV镭射全息膜回用。（4）中剥离的PET-UV镭射全息膜按照（2）、（3）、（4）中验证合格的步骤重复试验回用，重复形成镭射全息喷铝材料成品。 　　3 结果与探讨
　　（1）影响UV涂料在PET膜附着性的因素。从表1与表2可以看出，影响UV涂层与PET膜附着性的主要因素包括以下几点：a.PET膜表面张力的大小直接影响UV涂料固化干燥后的附着性，且PET膜表面张力需？芏52dyne/cm，固需要对PET膜做电晕处理;b.UV单体HDDA对PET膜的附着性好，在配方比例上？芏15%;c.78-8-0乙烯三乙氧基硅烷对UV涂层固化干燥后的附着性有负面影响，UV配方中含量比例不得超过5%，否则会影响UV涂层固化干燥后的附着性。（2）影响UV涂料固化后对PET膜平整性的因素。从表2的实验结果可以看出，在同类UV树脂比例的情况下，UV单体的影响因素比较大，TMPTA、DPGDA、HDDA为固化收缩比大的UV单体，其固化后会带动涂覆的PET膜一起收缩变形;为了平衡UV涂层的附着性，HDDA的比例需要控制，同时在不影响干燥速度的情况下尽可能添加固化收缩变形小的UV单体15EO-TMPTA，并添加一定比例固化收缩中等3EO-TMPTA;另外，众所周知聚氨酯UV树脂的柔韧好，其固化后的收缩比比其它丙烯酸、环氧类的UV树脂少，涂覆PET膜类的UV涂料配方时在主体树脂选择上优选聚氨酯UV树脂。（3）影响UV涂料固化镀铝后复合转铝效果的因素。从表2的实验结果可以看出，添加聚氨酯UV树脂、15EO-TMPTA、3EO-TMPTA单体固化后的表面张力比较高，UV干燥涂层与镀铝层的附着性好，較难剥离其上的镀铝层;添加78-8-0乙烯三乙氧基硅烷的UV涂层干燥固化后的表面张力下降明显，添加比例越高，其表面张力越小，同时也影响UV涂层与PET膜的附着性。符合本实验项目性能要求78-8-0乙烯三乙氧基硅烷的配方比例5%最佳。（4）影响UV高效减排型镭射全息喷铝纸模切压痕爆口的主要影响因素。该型镭射全息喷铝纸开发的最终主要用途是高档印刷包装产品（如香烟包装等），其印刷模切成型后压痕线的爆口与否直接影响成品盒的外观品质。在底纸型号、克重不变（215克太阳烟用白卡纸）的情况下，影响该型镭射全息喷铝纸爆口的因素主要从复合胶水、面涂两个方面进行实验研究。实验采用APU-319UV镭射转铝方案，选用两种水性复合胶和两种水性面涂料实验室试制该型镭射全息喷铝纸，采用同类型UV胶印红墨在印刷适性仪上印刷上墨并固化，采用压痕试验机同等条件下进行同向压痕，对压痕纸张同向手工内折和    外折各一次，对比查看压痕处纸张露白程度。
　　实验结果表明，该型镭射全息喷铝纸的印刷压痕爆口与复合胶水、面涂的种类及涂布量有较大的关联，基本的实验结论如下：a.聚氨酯水性复合胶水的镭射全息喷铝纸压痕耐折防爆口能力较丙烯酸类水性复合胶水高;b.聚氨酯型水性面涂的镭射全息喷铝纸压痕耐折防爆口能力较丙烯酸类水性面涂强;c.水性胶水与面涂涂布量的提高有助于镭射全息喷铝纸压痕耐折防爆口能力;d.水性胶水比水性面涂的镭射全息喷铝纸压痕耐折防爆口能力强。
　　4 结论
　　为了满足镭射全息喷铝包装纸的印刷模切压痕防爆口的应用技术要求，其复合胶水与铝层表面面涂需选择柔韧性优的水性聚氨酯胶水和水性聚氨酯面涂。
　　 本实验复合转铝镭射全息试制产品的底基材料为白卡纸，底基基材也可以是PET膜、PP膜、PE膜等塑料薄膜，通过实验选取适宜的复合胶水和面涂涂料，可推广应用到高档软包装印刷包装品上。
　　参考文献：
　　[1]徐红霞.局部喷铝纸及其制造方法[J].中华纸业，2017，38（16）：75-76.
　　[2]李小东，蔡佑星，何新快.真空喷铝纸的生产工艺与质量控制[J].包装工程，2008，29（12）：14-17.
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