一种深纹浮雕纳米窄分子量转移材料及其制备方法与流程

本发明涉及包装材料领域，具体涉及一种深纹浮雕纳米窄分子量转移材料及其制备方法。

背景技术：

近几年，具有镭射效果的浮雕使包装材料外观更加绚丽，档次大幅提升，因此被烟包市场、化妆品市场及酒包市场大力推广使用，并得到消费者的广泛认可。市场上包含浮雕的材料主要以uv方式或溶剂型方式进行加工而成，其中，涂布流平和模压效率等因素使产品的真实合格率较低，提高了产品的成本，所以市场中仍以浮雕复膜方式为主，转移类材料比较少。

随着健康环保材料的安全要求，绿色环保包装材料日趋成为包装行业的发展趋势和未来，因此开发出一种既满足包装材料的功能性要求，而且又能提升外观效果和实现零voc排放的易分解、易降解的绿色环保材料是亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种深纹浮雕纳米窄分子量转移材料及其制备方法，该转移材料是一种多功能包装材料，包含可印刷、零voc、易降解、不回黏、剥离性好、透气性能好、光泽性好、可降解、耐爆性、耐水性、耐擦性、耐刮性、耐候性等功能，而且兼顾镭射高防伪、多彩绚丽、新颖外观的深纹浮雕效果。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种深纹浮雕纳米窄分子量转移材料，所述转移材料包含转移膜和转移纸，所述转移膜包括由下至上依次复合的基膜层、纳米窄分子量转移涂层、深纹浮雕讯息层和介质层，所述转移纸包括由下至上依次复合的背涂层、基纸层、胶水层、介质层、深纹浮雕讯息层和纳米窄分子量转移涂层。

优选地，所述基膜层选用购自常州钟恒新材料有限公司的厚度为14μm的pet转移级透明基膜，涂布面的表面张力≤42dyn/cm，采用actest达因笔在产品表面整门幅快速均匀涂抹一遍，达因液2秒钟内不收缩，则表面张力达到标准。

优选地，所述纳米窄分子量转移涂层的厚度为1.5-2.0um，由水性纳米级窄分子量分布丙烯酸共聚酯涂布得到，涂布的干量为3-3.5g/m²，所述水性纳米级窄分子量分布丙烯酸共聚酯由基础单体在纯水体系中加入乳化剂和引发剂聚合得到，玻璃化温度36-38℃，合成转化率96.5-97.5％，固含量为40％，所采用的水性纳米级窄分子量分布丙烯酸共聚酯是根据申请号为cn201810400560.4由上海先科化工有限公司拥有的专利中记载的制作方法制备得到的。所述水性纳米级窄分子量分布丙烯酸共聚酯的粒径为40-65nm，多分散指数pdi(mw/mn)<1.05，上机粘度为26-28pa*s(涂4杯25℃)。这种水性纳米级窄分子量分布丙烯酸共聚酯在干燥时，暴露在表面的粒子比表面积大，加之分子间范德华力作用的增强，因此具有成膜性能好、干燥速度快的特性，从而在树脂分子结构设计层面摆脱了对成膜助剂的依赖性，实现了零voc排放，同时该材料具备低粘度高固含特性，纳米尺寸、单分散、均整粒径分布、分子结构统一使之具有纳米特性、高的吸热性能、耐高温、可低温固化，成膜紧密、耐磨损、机械强度高，光泽度高、通透性强、干燥速度快等物理性能，且不吸水，不回粘，防水能力强，同时具备较好的涂布剥离性能，树脂自身性能完整无须使用有机助剂或使用总量<1％。

优选地，所述深纹浮雕讯息层中图案的深度为1.5-2.0um。

优选地，所述介质层的透过率为62-66％，所述介质层为金属铝层或硫化锌层，所述金属铝层的厚度为45-50nm，所述硫化锌层的厚度15-20nm。

优选地，所述背涂层的厚度为0.5-0.6um，由购自中山博海精细化工有限公司的纳米级水性保润聚氨酯树脂(为聚氨酯树脂)、无水乙醇和水混合成背涂液背涂得到，所述纳米级水性保润聚氨酯树脂的固含量为30％，粘度为40-60pa*s(涂4杯25℃)，细度为≤20um，ph值为6-7，所述背涂液的固含量为8％，粘度为15-20pa*s(涂4杯25℃)，所述无水乙醇和水的体积比为1:1。纳米级水性保润聚氨酯树脂光泽高、流平好，表面重涂效果好，耐水优良、耐磨、耐刮等性能好，干燥速度快，粘度低，耐候性能好，残留气味低、溶剂总量低于烟草包装类产品国家标准《yc207-2006》。

优选地，所述基纸层的基纸材质符合以下要求：无荧光剂、d65荧光亮度≤0.7％、甲醛≤10.00mg/kg、耐折度＞20次、表面粗糙度≤1.2um和平滑度正面≥110s。不同的包装形式选择不同克重、厚度、挺度的基纸材质。

优选地，所述胶水层的厚度为2.0-3.0um，由购自广州富思达化工制品有限公司的水性聚氨酯胶水上胶得到，上胶的湿量为3-3.5g/m²，所述水性聚氨酯胶水的ph值为7.5-9，粘度为30-40pa*s(涂4杯25℃时)，固含量为29-31％，离子性为阴离子。水性聚氨酯胶水具备成膜性能好，柔软抗耐折、抗耐爆性强、转移牢度好、柔韧性、耐折性好(冷不脆，热不回粘)、抗压优异(不倒光，不发花)、涂层光亮度好、平整光滑的优点，固含低上胶干量低。

一种所述深纹浮雕纳米窄分子量转移材料的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：

(a)取基膜层，采用水性纳米窄分子量转移树脂在基膜层上涂布得到纳米窄分子量转移涂料层；

(b)在纳米窄分子量转移涂料层上通过软压单版的方式模压多种防伪深纹浮雕镭射图案，得到深纹浮雕讯息层；

(c)在深纹浮雕讯息层上镀覆介质层，得到深纹浮雕纳米窄分子量转移膜；

(d)取基纸层，对其一面上胶得到胶水层，另一面背涂得到背涂层，并复合深纹浮雕纳米窄分子量转移膜中的介质层和胶水层，后熟化平衡并剥离基膜层，得到深纹浮雕纳米窄分子量转移纸，按照工艺参数复合背涂下机，确保纸张干燥充分，纸张含水率控制在5.5-6.5％。

优选地，步骤(a)中，涂布采用刮刀网线涂布设备，网线采用120线陶瓷网版，涂布设备各张力压力参数、烘箱温度热效检测正常，水性纳米窄分子量转移树脂的粘度可通过滴加纯水进行调整，设备烘箱的温度要140℃以上固化较好(热效检测满足85℃以上，此部分的“热效”指的是在小型贴纸上有一列方格，代表不同的温度值，当温度上升到该温度点时，方格会转化为黑色，即使温度降低后也不会回复到原来颜色，其检测数值有单位，85℃)，检测纳米窄分子量转移涂料层与基膜层的剥离性，透明3m600胶带匀速90度拉要求剥离干净，涂布的压力为1.5-1.8kg/cm²，涂布的温度为110-125℃，涂布的速度为90-100m/min，涂布的干量为3.0-3.5g/m²。

优选地，步骤(b)中，模压过程中采用3m胶带进行包版，注意版面整洁，各种版面的深浅也会决定模压温度的不同，主要以压透压亮压实为标准，呈现立体高低深纹图案，采用专用棕色杜邦胶辊进行模压，模压的温度为182-188℃，模压的压力为3-4kg，可根据实际深纹浮雕镭射效果增加压力，模压的车速为35-40m/min。模压的温度过高，加工时需要密切关注出现模压涂层表面是否出现裂版、龟裂等现象，特别是预涂膜门幅两侧位置；放膜张力不易过大，防止收卷变形、爆筋或者荷叶边。

优选地，步骤(c)中，当介质层为金属铝层时，采用真空镀铝机将高纯铝丝在10^-2-10^-3pa的真空条件下，加热到1500℃左右汽化，再经过冷却附着在纳米窄分子量转移涂料层，形成具有深纹浮雕镭射全息图案的金属效果；当介质层为硫化锌层时，采用真空镀铝机将硫化锌高温加热加热到1100℃汽化后，再冷却并沉积在纳米窄分子量转移涂料层，形成透明高亮层效果。

优选地，在介质层镀覆完毕后，把完成镀覆的深纹浮雕纳米窄分子量转移膜按照对应产品进行品检分切，不良品进行有效剔除，膜接头制作要求拼接平整且牢度无异常，收卷管芯通常按照3英寸或6英寸收卷加工，收卷端面整齐度≤1mm，此产品正常完成。

优选地，步骤(d)中，上胶的网线为200线，上胶的温度为110-120℃，背涂的湿量为3.0-3.5g/m²，背涂的温度为80-90℃。

优选地，步骤(d)中，复合时采用的复合压辊的门幅宽度比转移膜的宽度小2-3mm，转移膜的放膜张力为8-10kg，转移膜和胶水层的差速为0.9-0.95，首检停机确认转移牢度、表观效果、门幅尺寸检测数据并菲林套印，版距尺寸控制在±0.3mm，菲林套印图案偏差控制在±0.2mm，转移纸张含水控制在5.5-6.5％，平整度控制上下翘≤3mm；以卷筒方式收卷下机进行熟化平衡，同时取样进行理化检测卫生指标，溶剂总量低于烟草包装类产品国家标准《yc207-2006》。熟化的温度为20-25℃，熟化的时间为8h，将深纹浮雕纳米窄分子量转移纸定位裁切，选用高精度的螺旋定位裁切机，精度控制在±0.4mm，按照深纹浮雕镭射图案上的咬口和侧规线跟踪分切，每根线在0.2mm，控制±1根，纸板对角线控制在±0.5mm以内，整个加工过程控制纸粉纸毛、灰尘及静电等，甲板每3000张或4000张正常下机打包，端面规线整齐一致性，整个深纹浮雕纳米窄分子量转移纸板全部加工完成。深纹浮雕纳米窄分子量转移材料，根据终端产品或市场需求，浮雕全息镭射防伪效果可以是任意选择组合搭配，根据需求规格尺寸制作加工，可用于烟包产品及日化等产品。

本发明的转移膜和转移纸中的转移涂层均采用水性纳米级窄分子量分布丙烯酸共聚酯涂布得到，纳米窄分子量转移涂层有着以下优点：以分子段链功能团的方式替代大量添加助剂；以纳米尺寸和功能团的双重效果提高树脂应用中的附着力；以纳米粒径窄分子量的特性使转移涂层成膜时具有较快较好的干燥速度并且具备匀称致密的优点性能；以相界层控制方式得到低粘度高固含量，提高涂布使用的性能。并且考虑到后续要在纳米窄分子量转移涂层上加工深纹浮雕讯息层(深纹浮雕讯息层均为深纹图案)，在涂布转移涂层时需使涂布的干量达到3.0-3.5g/m²，以满足图案的高低效果使镭射更加清晰透亮；另外后续加工的温度会过高，转移涂层的干燥性能优越和耐温性能好的特点，可以减少和避免加工时出现模压涂层裂版、龟裂等现象，因此在制备深纹浮雕讯息层时模压的压力和温度与常规镭射材料相比都有所提升。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用水性纳米级窄分子量分布丙烯酸共聚酯涂布得到纳米窄分子量转移涂层，实现了零voc排放。

(2)深纹浮雕与环保绿色纳米级水性树脂组合，不仅使包装材料具备美观与防伪的多重金属浮雕镭射效果，刺激和吸引消费者的审美眼球，而且促进的包装材料行业的零voc环保概念的推广，减少企业对环境的污染影响，也大幅降低因为环保硬性要求对包装企业的压力。

(3)本发明所采用的材料均为水性环保材料，pet基膜层仅是加工中的载体，最终的产品中是无塑材料，是可降解、可分解的材料，减少了资源浪费和对环境有效控制。

(4)转移材料是一种多功能包装材料，包含可印刷、零voc、易降解、不回黏、剥离性好、透气性能好、光泽性好、可降解、耐爆性、耐水性、耐擦性、耐刮性、耐候性等功能，而且兼顾镭射高防伪、多彩绚丽、新颖外观的深纹浮雕效果。

附图说明

图1为深纹浮雕纳米窄分子量转移膜的结构示意图；

图2为深纹浮雕纳米窄分子量转移纸的结构示意图；

图3是剥离基膜层的状态示意图。

图中：1-基膜层；2-纳米窄分子量转移涂层；3-深纹浮雕讯息层；4-介质层；5-背涂层；6-基纸层；7-胶水层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1、2所示，一种深纹浮雕纳米窄分子量转移材料，包含转移膜和转移纸，转移膜包括由下至上依次复合的基膜层1、纳米窄分子量转移涂层2、深纹浮雕讯息层3和介质层4，转移纸包括由下至上依次复合的背涂层5、基纸层6、胶水层7、介质层4、深纹浮雕讯息层3和纳米窄分子量转移涂层2，纳米窄分子量转移涂层的厚度为1.5-2.0um，深纹浮雕讯息层中图案的深度为1.5-2.0um，背涂层的厚度为0.5-0.6um，胶水层的厚度为2.0-3.0um。

其中，基膜层1选用购自常州钟恒新材料有限公司的厚度为14μm的pet转移级透明基膜，涂布面的表面张力≤42dyn/cm。纳米窄分子量转移涂层由水性纳米级窄分子量分布丙烯酸共聚酯涂布得到，涂布的干量为3-3.5g/m²，其中，水性纳米级窄分子量分布丙烯酸共聚酯由基础单体在纯水体系中加入乳化剂和引发剂聚合得到，粒径为40-65nm，多分散指数pdi(mw/mn)<1.05，上机粘度为26-28pa*s(涂4杯25℃)，根据申请号为cn201810400560.4由上海先科化工有限公司拥有的专利中记载的制作方法制备得到。介质层的透过率为62-66％，为金属铝层或硫化锌层，其中，金属铝层的厚度为45-50nm，硫化锌层的厚度15-20nm。背涂层由购自中山博海精细化工有限公司的纳米级水性保润聚氨酯树脂、无水乙醇和水混合成背涂液背涂得到，其中，纳米级水性保润聚氨酯树脂的固含量为30％，粘度为40-60pa*s(涂4杯25℃)，细度为≤20um，ph值为6-7，所述背涂液的固含量为8％，粘度为15-20pa*s(涂4杯25℃)，其中，无水乙醇和水的体积比为1:1。基纸层的基纸材质符合以下要求：无荧光剂、d65荧光亮度≤0.7％、甲醛≤10.00mg/kg、耐折度＞20次、表面粗糙度≤1.2um和平滑度正面≥110s。胶水层由购自广州富思达化工制品有限公司的水性聚氨酯胶水上胶得到，水性聚氨酯胶水的ph值为7.5-9，粘度为30-40pa*s(涂4杯25℃时)，固含量为29-31％，上胶的湿量为3-3.5g/m²。

本实施例还提供一种深纹浮雕纳米窄分子量转移膜的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一，选择厚度为14μm的pet转移级透明基膜作为基膜层，涂布面的表面张力≤42dyn/cm，采用actest达因笔在产品表面整门幅快速均匀涂抹一遍，达因液2秒钟内不收缩，则表面张力达到标准。

步骤二，采用水性纳米窄分子量转移树脂作为转移涂料，使用刮刀网线涂布设备在基膜层上加工纳米窄分子量转移涂料层，得到水性纳米窄分子量转移预涂膜。其中，网线采用120线陶瓷网版，涂布设备各张力压力参数、烘箱温度热效检测正常，涂料的上机粘度控制在26-28pa*s(涂4杯25℃)，设备烘箱温度要140℃以上固化较好(热效检测满足85℃以上，此部分的“热效”指的是在小型贴纸上有一列方格，代表不同的温度值，当温度上升到该温度点时，方格会转化为黑色，即使温度降低后也不会回复到原来颜色，其检测数值有单位，85℃)，转移涂料的粘度可通过纯水滴加调整，涂布的压力为1.5-1.8kg/cm²，涂布的温度为110-125℃，涂布的速度为90-100m/min，加工完毕后，检测转移涂层与原膜的剥离性，透明3m600胶带匀速90度拉要求剥离干净，同时检测涂布干量控制在3.0-3.5g/m²。

步骤三，在水性纳米窄分子量转移预涂膜上，通过软压单版的方式把各种防伪深纹浮雕镭射效果压印到转移涂层上，得到深纹浮雕讯息层。过程中特别注意使用3m胶带进行包版，注意版面整洁，各种版面的深浅也会决定模压温度的不同，主要以压透压亮压实为标准，呈现立体高低深纹图案，模压温度控制在182-188℃，模压采用专用棕色杜邦胶辊，模压的压力一般在3-4kg，可根据实际深纹浮雕镭射效果增加压力，车速在35-40m/min。模压温度过高，加工时需要密切关注出现模压涂层表面是否出现裂版、龟裂等现象，特别是预涂膜门幅两侧位置；放膜张力不易过大，防止收卷变形、爆筋或者荷叶边。

步骤四，当介质层为金属铝层时，采用真空镀铝机将高纯铝丝在1^0-2-10^-3pa的真空条件下，加热到1500摄氏度左右汽化，再经过冷却附着在转移涂层面上，形成具有深纹浮雕镭射全息图案的金属效果的金属铝层，金属铝层的厚度在45-50nm，尤其是48nm。当介质层为硫化锌时，采用真空镀铝机将硫化锌高温加热加热到1100℃汽化后，再冷却并沉积在纳米窄分子量转移涂料层，形成透明高亮层效果。

步骤五，把完成镀铝的深纹浮雕纳米窄分子量转移膜按照对应产品进行品检分切，不良品进行有效剔除，膜接头制作要求拼接平整且牢度无异常，收卷管芯通常按照3英寸或6英寸收卷加工，收卷端面整齐度≤1mm，此产品正常完成。

本实施例还提供一种深纹浮雕纳米窄分子量转移纸的制备方法，该制备方法是在深纹浮雕纳米窄分子量转移膜制备方法的基础上，进行纸张转移加工，包括以下步骤：

步骤一到步骤五同上述转移膜的步骤内容制作方法一致。

步骤六，以225克金太阳烟包级白卡涂布纸板作为基纸层为例，选用合适的湿式复合机刮刀上胶方式，上胶网线为200线，上胶的湿量控制在3-3.5g/m²，上胶的温度为110-120℃，背涂的湿量为3.0-3.5g/m²，使用清洁过的气泵把水性聚氨酯胶水打入料槽内，检测粘度(涂4杯25℃时)30-40s，此外，加工背涂层时，采用固含量为30％的纳米级水性保润聚氨酯树脂、无水乙醇和水混合成背涂液(无水乙醇和水作为调稀剂，体积比为1:1)，纳米级水性保润聚氨酯树脂的粘度在40-60s(涂4杯25℃)，背涂液的粘度为15-20s(涂4杯25℃)，固含量为8％，使用专用气泵将背涂液打入背涂料槽。复合时选择匹配的复合压辊，一般是压辊门幅尺寸小于膜宽2-3mm，把深纹浮雕纳米窄分子量转移膜安装到复合设备放卷座，放膜张力调整在8-10kg，设备差速调整在0.9-0.95，具体根据产品的版距尺寸标准进行微调，以保证在技术标准范围内。

步骤七，材料和设备工装准备一切就绪后，再确认烘箱温度达到设置的标准温度，正常开机，上胶时使用抹匀辊控制胶量稳定均匀，保障胶水和背涂的干燥效果，首检停机确认转移牢度、表观效果、门幅尺寸检测数据并菲林套印，版距尺寸控制在±0.3mm，菲林套印图案偏差控制在±0.2mm，转移纸张含水控制在5.5-6.5％，平整度控制上下翘≤3mm；以卷筒方式收卷下机进行熟化平衡，同时取样进行理化检测卫生指标，溶剂总量低于烟草包装类产品国家标准《yc207-2006》。

步骤八，卷筒方式的深纹浮雕纳米窄分子量转移纸板在20-25℃的温度下熟化平衡8小时后，进行pet基膜层剥离(如图3所示)和定位裁切，选用高精度的螺旋定位裁切机，精度控制在±0.4mm，按照深纹浮雕镭射图案上的咬口和侧规线跟踪分切，每根线在0.2mm，控制±1根，纸板对角线控制在±0.5mm以内，整个加工过程控制纸粉纸毛、灰尘及静电等，甲板每3000张或4000张正常下机打包，端面规线整齐一致性，整个深纹浮雕纳米窄分子量转移纸板全部加工完成。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

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