CN104153242B - 一种金属数码相纸制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种金属数码相纸制备工艺，属于数字印刷技术领域。先将离型涂料、珠光涂料、透明介质等涂料依次涂覆在PET薄膜上，再通过高性能转移胶水，将载有涂料层的薄膜与平滑的铜版纸复合，将PET薄膜剥离后，再在纸张涂层面涂覆一层电子油墨承印涂层，铜版纸的背面涂布有背涂层，最后得到从上而下涂层结构依次为承印涂层、离型层、珠光涂层、介质层、转移胶层、铜版纸和背涂层的金属数码相纸，通过该工艺制备得到的相纸结构简单，成本低廉，便于回收利用，具有独特的金属质感和良好的防水抗变形性能，能够满足数码影像印刷对高档纸张的要求。

Description

一种金属数码相纸制备工艺

技术领域

本发明涉及一种金属数码相纸制备工艺，特别与高端数码印刷承印介质和电子油墨承印介质的一种数字印刷承印纸张生产工艺有关，属于数字印刷技术领域。

背景技术

目前，数字印刷已经成为当今印刷不可逆转的主流发展技术，高端影像产品数码承印介质目前主要依靠进口，如德国古楼数码快印照片纸、日本三菱金属数码快印照片纸等，其性能特点是：纸质细腻、光滑，挺度佳，高度节省色墨，特殊涂层，印刷品质佳，彩印效果突出，适合数码彩印机的高速彩印。但上述进口纸张也存在以下几个缺陷：

1、生产工艺复杂，单价高，德国古楼纸每平米超出24元，三菱纸每平米超出12元；

2、上述进口纸一般采用双面淋PE处理，回收利用困难，不环保；

3、所有进口数码印刷相片纸均不能作为HP Indigo数码彩色印刷机承印介质用电子油墨直接印刷，均需用惠普专用预涂液先行涂布打底以增进纸张印刷适性，而此类预涂液较昂贵。

公开号为203623180U的专利，公开了一种哑光转移珠光数码相纸，包括底纸纸基层，底纸纸基层的背面涂布有背涂层，底纸纸基层的正面由内而外依次为转移胶层、珠光涂层、离型涂层及预涂层，上述结构的数码相纸，与进口纸相比，虽然具有结构简单，成本低廉等特点，但仍存在相纸金属质感弱，防水抗变形性差等缺陷。

为了解决上述问题，使高端数码影像纸张国产化，本发明人对此进行研究，开发出一种金属数码相纸制备工艺，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属数码相纸制备工艺，通过该工艺制备得到的相纸结构简单，成本低廉，便于回收利用，具有独特的金属质感和良好的防水抗变形性能，能够满足数码影像印刷对高档纸张的要求。

为了达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种金属数码相纸制备工艺，包括如下步骤：

步骤1、首先裁切所需要的PET薄膜；

步骤2、在上述PET薄膜上涂布离型层，离型层的离型涂料包括醋酸丁酸纤维素、硝化棉和第一混合溶剂，其中所述第一混合溶剂由丁酮、醋酸乙酯和乙二醇乙醚醋酸酯按比例搅匀混合而成，醋酸丁酸纤维素的质量占离型涂料总配料质量的 14%-18%；

步骤3、在上述离型层上涂布珠光涂层，所述珠光涂层的珠光涂料包括丙烯酸树脂、珠光粉和第二混合溶剂，第二混合溶剂由丁酮、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸丁酯组成；

步骤4、在上述珠光涂层上真空蒸镀介质，形成介质层，介质层厚度为 300±30埃；

步骤5、将载有上述各个涂层的转移膜的介质层所在面与平滑的铜版纸通过转移胶水复合，并在铜版纸的另一面涂布背涂层；转移胶水采用辊涂方式涂布，上胶量5.0-5.5g/㎡，居中复合，复合时环境湿度要求50％－60％RH，湿复设备开机时各节烘道温度控制为30±3℃/30±3℃/30±3℃/70±3℃/105±3℃/125±3℃/120±3℃/105±3℃，车速110m/min；转移胶层的作用为将哑光珠光转移膜上珠光涂层及离型涂层通过胶黏作用转移至铜版纸上；

步骤6、在转移胶水干燥固化后，将PET薄膜剥离，然后在转移于铜版纸上的离型层上涂布数码印刷用的承印涂层，最后得到从上而下涂层结构依次为承印涂层、离型层、珠光涂层、介质层、转移胶层、铜版纸和背涂层的金属数码相纸，成品纸张水分控制在4-6%。

作为优选，上述步骤2所述离型层的离型涂料的醋酸丁酸纤维素、硝化棉和第一混合溶剂的质量比为7.5：1：42，其中所述第一混合溶剂由丁酮、醋酸乙酯和乙二醇乙醚醋酸酯以 3：5：1 的质量比例于搅匀混合而成。

上述步骤2所述离型层的离型涂料涂布过程中，烘箱温度为 65-125℃，进排风量为 25%-100%（即风门阀页开启百分比为25%-100%），放膜 / 收膜张力设置为 12×10N，摆辊张力(也称蘭莎张力)为 12PSI，涂布料槽内的离型涂料温度控制在40±1℃。

作为优选，上述步骤3所述珠光涂层的珠光涂料的丙烯酸树脂、珠光粉和第二混合溶剂的质量比为2：0.7~1.1：7，第二混合溶剂由丁酮、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸丁酯以4：3：1：2的质量比例混合而成，先在第二混合溶剂中加入珠光粉，搅拌 30分钟后再加入丙烯酸树脂，当环境温度≥ 25℃时，桨叶式搅拌设备搅拌1.5小时，当环境温度＜25℃时，搅拌2.5小时 。

上述步骤3所述珠光涂层的珠光涂料涂布过程中，烘箱温度为60-125℃，进排风量为 25%-100%，珠光涂料出料口使用过滤网过滤，珠光涂料固含量控制在 21±0.5％，粘度在 25±1秒。

作为优选，上述步骤4介质层的蒸镀介质为硫化锌（ZnS），介质层厚度为 300±30埃，且一个版距内介质厚度偏差不大于 30 埃，介质层蒸镀过程中，，车速 350-500m/min，送丝速度 65-75cm/min，这个过程车速保持不变。

作为优选，上述步骤5所述的转移胶层的转移胶水采用玻璃化温度达32℃-36℃的一种改性苯丙乳液，具体可以选择广州富思达化工制品有限公司生产的型号为3062的转移膜复合胶水，转移胶层的厚度为1.8-3.0μm，确保良好转移的同时，节省胶量及能耗。

作为优选，上述步骤6涂布电子油墨承印涂料时，联线剥离需启用静电消除装置；车速100m/min，设备主烘道温度为：70℃/105℃/120℃/120℃/105℃，收卷张力35×10N，收卷锥度15%。

上述承印涂层的承印涂料包括乙醇胺、水和水性丙烯酸树脂，质量比为0.5：8~9：1.0，先将乙醇胺加入到60-65℃的纯净水中，搅拌均匀后缓慢加入水性丙烯酸树脂，完全溶解后冷却过筛备用。

上述承印涂层的厚度为0.35-0.55μm。

采用上述制备工艺得到的的金属数码相纸，适用于惠普Indigo数码印刷机及其独特的电子油墨的照片级数码相纸，该金属数码相纸工艺与高端影像市场流行的日本金属数码相纸工艺相比，有如下优点和积极效果：

①先利用高平滑度的PET膜涂布各功能涂层，然后通过转移胶层将各功能涂层转移至纸基（铜版纸）上，最后剥离PET膜，既能得到高平滑度金属质感、防水抗变形性能好的相纸，又能使相纸使用后可循环回收利用，符合环保要求 ；

②真空镀介质层，使成品相纸具有低反射率视觉特点同时，还具有金属光泽，耐温性能好，涂层平滑耐摩擦及出色的吸墨性能等优点；

③整个制备工艺，不需要高昂的固定资产投资，不需工艺复杂、固定资产投入高的淋膜机、坡流涂布或微凹版精密涂布设备，只需普通凹版涂布机及复合机，纸基、涂料等原材料简单易得，成本低，制造费用约为进口纸的30%；而且各工序工艺操作简单，工序能力强，工艺损耗低。

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1为实施例1的金属数码相纸制备工艺流程图；

图2为实施例1的金属数码相纸结构图。

具体实施方式

实施例1~3

一种金属数码相纸制备工艺，包括如下步骤：

步骤101、首先裁切所需要的PET薄膜，采用PET薄膜可以使转移的涂层平整性更好，进而保证成品相纸的平滑度。

步骤201、在上述PET薄膜上涂布离型层：所述离型层的离型涂料包括质量比为7.5：1：42的醋酸丁酸纤维素、硝化棉和第一混合溶剂，其中第一混合溶剂由丁酮、醋酸乙酯和乙二醇乙醚醋酸酯以 3：5：1 的比例于搅匀混合而成，醋酸丁酸纤维素的质量占离型涂料总配料质量的 14%-18%。

以下是离型涂料的具体配制方法：

第一步，先关闭料桶和料槽之间的循环，必须先按比例称取第一混合溶剂 85KG（预留25KG放入专用加热容器)加入料桶加热，后称醋酸丁酸纤维素 15KG 加入料桶加热，料桶中用循环气泵把底部的料抽到上部不断循环，使冷料受热均匀，料温 40±1℃；

第二步，称硝化棉，用电子秤需称添加剂100KG*2.0%=2.0KG（电子秤最大量程0.5公斤）；

第三步，用水浴加热第一步中预留的第一溶剂，一边加热一边搅拌，同时加入秤好的添加剂硝化棉，不断搅拌直到硝化棉溶解完全，溶解后再保温30S；（拿到灯光下观察液体底部，如果没有固体颗粒，表示已溶解）

第四步 ，把加热溶解好的硝化棉加入料桶中，加入稀释时须满足两个条件（料桶液体≥ 40℃，料桶上部和下部在循环中），料加入料桶后，料桶上部和下部循环 5 分钟；

第五步，把配好的溶液加入大循环桶。

上述离型层涂布时，首先选择200线电雕辊作为涂布辊，设置好适当的烘箱温度和进排风量，其中，温度为 65-125℃和进排风量 25%-100%，放膜 / 收膜张力设置为 12×10N，摆辊张力（蘭莎张力）为 12PSI ，其中蘭莎张力是从设备购买方的使用手册中音译文（dancer roller tension）直接翻译引用，中文意思为摆辊张力，是气缸对摆辊产生作用力，PSI为控制气缸张力的压力值，这在本行业中的技术人员是熟知技术常识 ；接着把加热溶液的循环桶温度设定为 50-60℃，以保证涂布料槽溶液温度为 40±1℃度，溶液加热循环桶出料口使用过滤网，溶解好的添加剂加入保温桶后循环 10 分钟以上，在确保保温桶内搅拌叶以上至少有20公分溶液 ；最后等各种仪表显示都达到设定要求时方可正常开机，每卷膜涂布完停机时用丁酮擦洗刮刀。

步骤301、在上述离型层上涂布珠光涂层：所述珠光涂层的珠光涂料包括质量比为2：0.7：7的丙烯酸树脂、珠光粉和第二混合溶剂，第二混合溶剂由丁酮、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸丁酯以质量比为4：3：1：2混合而成，先在第二混合溶剂中加入珠光粉，搅拌 30分钟后再加入丙烯酸树脂，当环境温度≥ 25℃时，桨叶式搅拌设备搅拌1.5小时，当环境温度＜25℃时，搅拌2.5小时 。

所述珠光涂层涂布时，首先选择 200 线电雕辊作为涂布辊，设置好适当的烘箱温度和进排风量，设置好张力系统，温度60-125℃和进排风量的范围 25%-100%，其次控制珠光涂料固含量在 21±0.5％，粘度在 25±1秒（2#察恩粘度杯，25℃），出料口使用过滤网过滤，最后等各种仪表显示都达到设定要求时方可正常开机，补充涂料中溶剂挥发滴加时使用丁酮，料槽中必须使用消泡袋消泡，涂布干量控制在1.3±0.1g，注意每卷膜涂布完停机时必须用丁酮擦洗刮刀。

步骤401、在上述珠光涂层上真空蒸镀介质，形成介质层，在本实施例中，所述蒸镀介质为硫化锌（ZnS）。真空蒸镀硫化锌介质步骤中采用进口镀铝机蒸镀，，车速 350-500m/min，送丝速度 65-75cm/min，蒸镀过程中不得随意变动车速 ；介质层厚度为 300±30 埃，且一个版距内介质厚度偏差不大于 30 埃 ；蒸镀后 5 小时内进行复卷。干膜层表面平滑耐磨，对光反射率低，具有金属光泽好，耐温性能好，对电子油墨相容性好等优点。

步骤501、将载有上述各个涂层的转移膜的介质层所在面与平滑的铜版纸通过转移胶水复合，并在铜版纸的另一面涂布背涂层；背涂层的作用主要是保证相纸的平整度，预防后工序走纸产生静电，而且对铜版纸具有保护作用，防水防腐蚀。

上述转移胶层的转移胶水采用玻璃化温度达32℃-36℃的一种改性苯丙乳液，具体可以选择广州富思达化工制品有限公司生产的型号为3062的转移膜复合胶水，所述转移胶为辊涂方式涂布而成，其作用为将哑光珠光转移膜上珠光涂层及离型涂层通过胶黏作用转移至底纸上。转移胶层的厚度控制在1.8-3.0μm，确保良好转移，同时节省胶量及能耗。珠光介质转移膜湿复时为转移面上胶，选用耐高温、干膜透光率高转移胶水，上胶量5.0-5.5g/㎡，居中复合，复合时环境湿度要求50％－60％RH。湿复设备，开机时烘道温度控制为30/30/30/70/105/125/120/105（±3℃ ），车速110m/min。复合后放置4小时以上剥离。

步骤601、在转移胶水干燥固化后，将PET薄膜剥离，然后在转移于铜版纸上的珠光涂层上涂布数码印刷用的承印涂层，最后得到从上而下涂层结构依次为承印涂层1、离型层2、珠光涂层3、介质层4、转移胶层5、铜版纸6和背涂层7的金属数码相纸，如图2所示，成品纸张水分控制在4-6%。

上述承印涂层的承印涂料由质量比为0.5：8：1.0的乙醇胺、水和水性丙烯酸树脂组成，承印涂料配制步骤为 ：a、在装有高速搅拌设备的反应釜中加入定量纯净水，通入蒸汽加温至60--65℃,然后再加入单乙醇胺；b、开动分散机搅拌（400转/min）并缓慢加入水性丙烯酸树脂，防止形成团粒或块状。C、待树脂完全溶解后，开始冷却，检查PH值，用乙醇胺调整PH值，达到所需技术标准即可。d、250目振动筛过滤备用。物料配比需精确到 20g ；涂料固含量控制在 16±0.5％，粘度控制在 17±1 秒（2#察恩粘度杯，25℃）。

所述的电子油墨承印涂层是聚氨酯改性丙烯酸乳液涂布形成的涂层，其厚度为0.35-0.55μm。涂布电子油墨承印涂料时，联线剥离需启用静电消除装置； 车速100m/min，收卷张力35×10N，收卷锥度15%；250目陶瓷辊涂布电子油墨承印涂料。 设备主烘道温度为：70℃/105℃/120℃/120℃/105℃。

所述的卷状成品纸张放置24小时以上、48 小时以内必须横切，检查纸张质量，并两边分切，分切成客户所需规格（如755mm*525mm)，按平张产品要求包装。

表1为实施例1~3各涂层涂料的组分质量比，其中，实施例2和3的制备工艺基本同实施例1一致，主要区别在于各涂层涂料的组分比不同。其中，珠光涂料：随着珠光粉用量递增，成品纸金属质感增强； 承印涂料：随着水质量递增，环境相同时制程中涂层干燥速率会递减，主要是根据操作环境温湿度调整。

表1：实施例1~3各涂层涂料的组分质量比

表2为本实施例所述的制备工艺生产的金属数码相纸与日本三菱金属相纸的特点对比。

表2：

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (9)

1.一种金属数码相纸制备工艺，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、首先裁切所需要的PET薄膜；

步骤2、在上述PET薄膜上涂布离型层，离型层的离型涂料包括醋酸丁酸纤维素、硝化棉和第一混合溶剂，其中所述第一混合溶剂由丁酮、醋酸乙酯和乙二醇乙醚醋酸酯按比例搅匀混合而成，醋酸丁酸纤维素的质量占离型涂料总配料质量的 14%-18%；

步骤3、在上述离型层上涂布珠光涂层，所述珠光涂层的珠光涂料包括丙烯酸树脂、珠光粉和第二混合溶剂，第二混合溶剂由丁酮、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸丁酯组成；

步骤4、在上述珠光涂层上真空蒸镀介质，形成介质层，所述介质层的蒸镀介质为硫化锌，介质层厚度为 300±30 埃，且一个版距内介质厚度偏差不大于 30 埃，介质层蒸镀过程中，，车速350-500m/min，送丝速度 65-75cm/min，这个过程车速保持不变；

步骤5、将载有上述各个涂层的转移膜的介质层所在面与平滑的铜版纸通过转移胶水复合，并在铜版纸的另一面涂布背涂层；转移胶水采用辊涂方式涂布，上胶量5.0-5.5g/㎡，居中复合，复合时环境湿度要求50％－60％RH，湿复设备开机时各节烘道温度控制为30±3℃/30±3℃/30±3℃/70±3℃/105±3℃/125±3℃/120±3℃/105±3℃，车速110m/min；转移胶层的作用为将哑光珠光转移膜上珠光涂层及离型涂层通过胶黏作用转移至铜版纸上；

步骤6、在转移胶水干燥固化后，将PET薄膜剥离，然后在转移于铜版纸上的珠光涂层上涂布数码印刷用的承印涂层，最后得到从上而下涂层结构依次为承印涂层、离型层、珠光涂层、介质层、转移胶层、铜版纸和背涂层的金属数码相纸，成品纸张水分控制在4-6%。

2.如权利要求1所述的一种金属数码相纸制备工艺，其特征在于：步骤2所述离型层的离型涂料的醋酸丁酸纤维素、硝化棉和第一混合溶剂的质量比为7.5：1：42，其中所述第一混合溶剂由丁酮、醋酸乙酯和乙二醇乙醚醋酸酯以 3：5：1 的质量比搅匀混合而成。

3.如权利要求1所述的一种金属数码相纸制备工艺，其特征在于：步骤2所述离型层的离型涂料涂布过程中，烘箱温度为 65-125℃，进排风量为 25%-100%，放膜 / 收膜张力设置为 12×10N，摆辊张力为 12PSI，涂布料槽内的离型涂料温度控制在40±1℃。

4.如权利要求1所述的一种金属数码相纸制备工艺，其特征在于：步骤3所述珠光涂层的珠光涂料的丙烯酸树脂、珠光粉和第二混合溶剂的质量比为2：0.7~1.1：7，第二混合溶剂由丁酮、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸丁酯以4：3：1：2的质量比例混合而成，先在第二混合溶剂中加入珠光粉，搅拌 30分钟后再加入丙烯酸树脂，当环境温度≥ 25℃时，桨叶式搅拌设备搅拌1.5小时，当环境温度＜25℃时，搅拌2.5小时 。

5.如权利要求1所述的一种金属数码相纸制备工艺，其特征在于：步骤3所述珠光涂层的珠光涂料涂布过程中，烘箱温度为60-125℃，进排风量为 25%-100%，珠光涂料出料口使用过滤网过滤，珠光涂料固含量控制在 21±0.5％，粘度在 25±1秒。

6.如权利要求1所述的一种金属数码相纸制备工艺，其特征在于：步骤5所述的转移胶层的转移胶水采用玻璃化温度达32℃-36℃的改性苯丙乳液，转移胶层的厚度为1.8-3.0μm。

7.如权利要求1所述的一种金属数码相纸制备工艺，其特征在于：步骤6涂布电子油墨承印涂料时，联线剥离需启用静电消除装置；车速100m/min，设备主烘道温度为：70℃/105℃/120℃/120℃/105℃，收卷张力35×10N，收卷锥度15%。

8.如权利要求1所述的一种金属数码相纸制备工艺，其特征在于：所述承印涂层的承印涂料包括乙醇胺、水和水性丙烯酸树脂，质量比为0.5：8~9：1.0，先将乙醇胺加入到60-65℃的纯净水中，搅拌均匀后缓慢加入水性丙烯酸树脂，完全溶解后冷却过筛备用。

9.如权利要求8所述的一种金属数码相纸制备工艺，其特征在于：所述承印涂层的厚度为0.35-0.55μm。