CN104372712A - 一种带光变效果的磨砂镀铝纸及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带光变效果的磨砂镀铝纸及其制备方法，属于包装材料和装饰材料领域。带光变效果的磨砂镀铝纸包含纸基材、光变磨砂层、镀铝层。本发明提供的磨砂镀铝纸在光线的照射下随着观察角度的不同或光源照射角度的改变，随角异色光干涉层受光的干涉而发生变化，呈现出色彩渲染效果；该纸可回收、可降解，磨砂效果细腻逼真，金属质感厚重，磨砂与光变效果的结合，大大提高了产品的防伪性能。<b/>

Description

一种带光变效果的磨砂镀铝纸及其制备方法

 

技术领域

本发明涉及一种带光变效果的磨砂镀铝纸及其制备方法，属于包装材料和装饰材料领域。

背景技术

真空镀铝纸是一种绿色环保包装材料，经印刷后作为包装材料可应用于多种领域，具有高贵典雅的效果，深受消费者的喜爱。真空镀铝纸，在印刷图文信息时，若想获得具有质感丰富，立体感强，线条明快，色彩鲜艳的印制品，一般需要采用丝网印刷方式。但由于丝网印刷墨层厚实，30 μm以上，不适宜印刷线条精细的图案且丝网印刷相对于胶印而言，丝网印刷的印刷速度低，不适用于大批量包装材料的印制。此外，还耗墨量大，油墨溶剂挥发不充分，印制品在较长时间内有溶剂不断挥发，影响包装物品位。

 随着商品市场的日益扩大，假冒伪劣产品层出不穷，不仅造成了很大的经济损失，而且对人们的健康和生命造成了很大的威胁。为此，商品包装除了需要满足装饰性、显示性、陈列性等要求外，还需要具有一定的防伪功能。但真正能起到防伪作用的却不多，使包括烟、酒、食品和药品等高档包装常被人仿制，而不易被人发现。广大名牌产品企业和消费者都迫切希望能有一种防伪性强、且高贵美观的包装材料出现，保护消费者的合法利益。

发明内容

为了克服现有包装材料的防伪性不强等缺陷，本发明提供一种带光变效果的磨砂镀铝纸，并提供该带光变效果的磨砂镀铝纸的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种带光变效果的磨砂镀铝纸，其特殊之处在于：由上至下依次包括镀铝层、光变磨砂层以及纸基材，所述光变磨砂层既有随角异色性能，又有磨砂效果。

上述镀铝层的上表面还涂布有面涂层。

上述光变磨砂层是由磨砂涂料与光变颜料组成的光变磨砂涂料经涂布固化而成，所述光变磨砂涂料是水溶性光变磨砂涂料，或是光固化光变磨砂涂料，或是电子束固化光变磨砂涂料。

一种带光变效果的磨砂镀铝纸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】制备具有光变磨砂效果的光变磨砂涂料；

2】利用步骤1】所制备的光变磨砂涂料在纸基材上制作随角异色且又有磨砂效果的光变磨砂层；

3】真空条件下，在步骤2】所制备的光变磨砂层的表面上镀铝。

当步骤1】制备的是水溶性光变磨砂涂料时，步骤1】的具体制备过程是：在一种含水性丙烯酸乳液 45 - 60 重量份、聚乙烯醇 2 - 6 重量份、羧甲基纤维素 1 - 5 重量份、水 20 - 40 重量份的组合物中球磨分散均匀一种微米级的氧化硅粉末 6 - 10 重量份，形成一种具有磨砂效果的涂料混合体，然后再向涂料混合体中加入光变颜料 5 - 20重量份，分散搅拌均匀后得到一种水溶性光变磨砂涂料；

当步骤1】制备的是紫外光固化光变磨砂涂料时，步骤1】的具体制备过程是：在一种含环氧丙烯酸酯光敏树脂 30 - 50重量份、三丙二醇二丙烯酸酯 10 - 30重量份、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 15 - 30重量份、单马来酰亚胺树脂 1 - 5重量份、光引发剂 3 - 5重量份的组合物中，加入0.5-5重量份的分散剂和0.5-5重量份的流平剂，将微米级的氧化硅粉末 10 - 20 重量份均匀分散到该组合物中，形成一种具有磨砂效果的涂料混合体，然后再向涂料混合体加入光变颜料 5-10重量份，分散搅拌均匀后形成一种紫外光固化磨砂涂料；

当步骤1】制备的是电子束固化光变磨砂涂料时，步骤1】的具体制备过程是： 取环氧丙烯酸预聚物 35 - 50 重量份，三丙二醇二丙烯酸酯 20 - 35 重量份，聚氨酯丙烯酸酯 5 - 15 重量份，聚乙二醇丙烯酸酯 10 - 20 重量份，混合均匀，预聚合形成适宜电子束固化液态组合物涂料，再加入5 - 15 重量份的微米级氧化硅粉末，先用高速分散机进行预分散，然后用高速乳化机乳化分散，使磨砂粉在液态组合物涂料中充分分散均匀，形成均质体；然后再向上述均质体中加入光变颜料 1 - 15 重量份，分散搅拌均匀后形成一种电子束固化磨砂涂料。

步骤2】的具体步骤是：将步骤1】所制备光变磨砂涂料在涂布机上用 200 - 300 目网线辊均匀涂布于 50 - 300g/m²的纸张上，形成厚度均匀的湿涂层，湿涂层经固化后形成与纸基材结合牢固的具有光变磨砂效果的干涂层，即光变磨砂层。

当步骤1】制备的是水溶性光变磨砂涂料时，固化方式采用热固化，固化温度为80 -170℃；

    当步骤1】制备的是紫外光固化光变磨砂涂料时，固化方式采用紫外光固化；

    当步骤1】制备的是电子束固化光变磨砂涂料时，固化方式采用电子束固化，辐照电压 120KV，辐照剂量为 20 - 40KGy。

步骤3】的具体步骤是：在≤0.1Pa的高真空条件下，将铝丝在 1450 - 1500℃条件下原子化，原子化的铝在真空条件下向步骤2】所制备的光变磨砂层上喷镀一层金属铝层，真空喷镀速度为 400 - 1000m/min；金属铝层的厚度为20 - 50nm。

一种带光变效果的磨砂镀铝纸的制备方法，还包括步骤4】，在镀铝层的上表面涂布面涂层。

上述光变颜料是粉末状颜料；细度为3-30μm。

上述氧化硅粉末粒径为3-10μm。

基于上述方法的一种低耗墨高速的真空镀铝纸的制备方法，其特征在于：不仅包括前面的步骤1】-3】，还包括步骤5】，在步骤3】所获得的带光变效果的磨砂镀铝纸的基础上，采用普通的胶印或凹印印刷方式，印刷图文信息。较佳的，在步骤3】之后，步骤5】之前，在镀铝层的表面涂布面涂层。

本发明的光变效果是利用光的衍射原理，光变效果与光变颜料的粒径大小有关；在光线的照射下随着观察角度的不同或光源照射角度的改变，随角异色光干涉层受光的干涉而发生变化，呈现出不同的色彩效果。

    本发明的有益效果：

（1）本发明的带光变效果的磨砂镀铝纸，在光变磨砂层的表面镀铝，光变磨砂层既有随角异色性能又有磨砂效果，镀铝层极大地增强了光的反射率，这使产品的色彩更明艳靓丽，金属质感厚重，整体配合，很难被仿制，防伪性强。

（2）由于采用了合理的配方配比，选择微米级氧化硅以及光变颜料，氧化硅与光变颜料粒子起到互相填充的作用，使得磨砂效果细腻逼真，而且光变效果明显，外观亮丽美观。

（3）与转移工艺和覆膜工艺相比，工艺简单、只需要简单的3个步骤，生产效率高，能源消耗低，相对于丝网印刷，节省了大量油墨，是一种节能型生产工艺。

（4）本发明在镀铝纸上经过普通的胶印或凹印印刷即可达到丝网印刷质感丰富、立体感强的效果。相对于丝网印刷，极大的减少溶剂挥发后印制品的溶剂残留，并且该纸可回收、可降解，是一种环保型生产工艺。

附图说明

图1 ：一种带光变效果的磨砂镀铝纸结构示意图；

图中：1、面涂层，2、镀铝层，3、光变磨砂层，4、纸基材。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但本发明不限于本发明中所描述的具体实施例。

实施例1

（1）在一种含水性丙烯酸乳液、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、水的组合物中球磨分散均匀一种微米级的氧化硅粉末( 磨砂粉)，形成一种具有磨砂效果的涂料混合体，然后再向该涂料混合体中分散一定量的光变颜料，分散混合均匀，即得到一种水溶性光变磨砂涂料；

水溶性光变磨砂涂料各组分的质量为：

水性丙烯酸乳液45kg；

聚乙烯醇 3kg；

羧甲基纤维素 3kg；

氧化硅粉末 8kg；

水 20kg；

粉末状的光变颜料10kg，光变颜料的细度为30μm。

常规情况下，制作磨砂涂料时加入的氧化硅粉末为纳米级或较小的微米级，一般粒径为2μm以下，重量份数为1-5份，而本发明加入微米级的氧化硅粉末，粒径为3-15μm，重量份数为6-10份，带来的技术效果是磨砂质感更强，与光变颜料粒子起到互相填充的作用。如果颗粒太大，磨砂质感将会显得粗糙不细腻，且手感不好，同时还有影响后期的镀铝和面涂的平滑性。

（2） 将（1）所述的水溶性光变磨砂涂料在涂布机上用250 目网线辊涂布于80g/m² 的卡纸光面上，涂布后的卡纸在80 ～ 170℃温度的热烘道进行干燥成膜，车速100m/min，固化后形成和卡纸结合牢固的具有光变磨砂效果的磨砂涂布层 3。

水溶性光变磨砂涂料本身经涂布固化后，形成具有致密光滑的高光泽涂膜。该膜具有磨砂效果和光变效果，当从不同角度观察时，涂层显示不同的颜色。

（3） 然后，含具有光变磨砂效果的磨砂涂布层的卡纸进入真空镀铝系统进行镀铝，真空度≤ 0.1Pa，铝丝在1450 ～ 1500℃高温下原子化，原子化的铝沉积在纸磨砂层上，形成镀铝层2，镀铝速度为500m/min，根据需要调节；铝层覆盖于磨砂涂布层的表面，极大增强光的反射率，突现金属质感，形成具有极强金属感的磨砂效果的直接真空镀铝卡纸。这种卡纸可以印刷各种图案，也可涂布上色形成多种色彩的具有金属质感的磨砂彩色卡纸。

    铝层覆盖于光变磨砂涂层的表面，极大增强光的反射率，突现金属质感，形成具有极强金属感的光变磨砂效果的真空镀铝纸。采用普通的胶印或凹印印刷方式，印刷图文信息。这样经过普通胶印印刷即可达到丝网印刷的效果。

    如上所述，喷镀铝层后，镀铝纸的光致变色效果更加明显，随着观察角度的改变，镀铝纸显示出色彩流动的效果，在 0°与 60°视角观察时，纸张呈现两种完全不同的颜色。

（4） 选用透明的水性丙烯酸涂料，进行表面上光保护，用200目网线辊将透明的水性丙烯酸涂料涂布于（3）所述卡纸的镀铝面上，涂布后的卡纸在100 ～ 150℃温度的热烘道进行干燥成膜，车速120m/min，固化后形成和铝层结合牢固的面涂层1。此步骤中，选用水性丙烯酸涂料面涂保护，不仅起到保护铝层的作用，而且本发明产品的印刷适应性也变好。

在面涂层的基础上，采用普通的胶印或凹印印刷方式，印刷图文信息。此时，虽然采用胶印或凹印印刷方式的印刷方式，却可达到丝网印刷的效果。因而节省大量油墨，极大的减少溶剂挥发后印制品的溶剂残留。丝印属于孔板印刷，印刷时通过一定的压力使油墨通过孔版的孔眼转移到承印物上形成图象和文字；丝印的墨层厚，印刷出来的图案立体感强，用手都可触摸到凹凸感；此外，丝网印刷油墨溶剂残留多，印刷速度低，也不适用于大规模高速印刷。胶印和凹印是平板印刷，墨层厚度薄，用墨量少，但是图案没有立体感，没有手感；先磨砂再胶印（凹印），既有手感，还减少了油墨量的使用量。

该实施例选用水性体系涂料，成分均对环境没有污染，因此，制作出来的产品安全环保、无污染；用该体系制得的产品随角异色效果明显、磨砂效果细腻逼真，金属质感厚重。

实施例2

（1）在一种含环氧丙烯酸酯光敏树脂、三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、单马来酰亚胺树脂、甲基乙醇胺的组合物中，加入少量的光引发剂、分散剂和流平剂，将氧化硅粉末和光变颜料均匀分散到该组合物中形成一种可发生光变效果的紫外光固化磨砂涂料。

　　可紫外光固化的光变磨砂涂料各组分的配比为：

　　环氧丙烯酸酯光敏树脂 32kg

　　三丙二醇二丙烯酸酯15kg

　　丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 15kg

　　单马来酰亚胺树脂5 kg

蜡改性氧化硅粉末 12kg

光引发剂 5 kg

    光变颜料8kg

分散剂、流平剂均采用行业常用的市售产品适量，用来调节涂料性能。

光引发剂的作用是：在紫外光照射下，引发不饱和树脂不饱和键的自由基聚合反应，使树脂自交联固化成膜。光引发剂是和光的入射波长相关，光引发剂量越多，固化速度越快。量太小，固化速度太慢，固化不充分；量太大，光引发剂会存留在体系中，引起残留双键发生反应，膜的抗老化能力降低，且成本不经济。

依次添加分散剂和流平剂、氧化硅粉末、光变颜料，依次加入可使氧化硅粉末、光变颜料的分散效果更好。分散剂和流平剂都是液态的，保证涂料的均匀性。待涂料乳液形成均匀体后，再把磨砂料和光变料这两种固体颗粒加入，通过机械方式就能使其分散均匀。

（2）将（1）所述的可紫外光固化的光变磨砂涂料在涂布机上用250 目网线辊以200 m/min速度涂布于175g/m² 的纸光面上，涂布后的纸在紫外光固化通道中固化。固化后形成和纸结合牢固的具有光变磨砂效果的磨砂涂布层。

（3）含有光变磨砂层的纸进入真空镀铝系统进行镀铝，真空度≤ 0.1Pa，铝丝在1450 - 1500℃高温下原子化，原子化的铝沉积在纸磨砂层上，形成镀铝层，镀铝速度为500m/min。铝层覆盖于光变磨砂涂层的表面，极大增强光的反射率，突现金属质感，形成具有极强金属感的磨砂效果的真空镀铝纸。这种纸可以印刷各种图案，也可涂布上色形成多种色彩的具有金属质感的磨砂彩色纸。

    （4）将可紫外光固化的面涂涂料用250 目网线辊以250 m/min速度涂布于所述镀铝纸的镀铝面上，涂布后的纸在紫外光固化通道中固化成膜，固化后形成和铝层结合牢固的面涂层1。

　　以上实施例具有如下的有益效果：

　　该工艺制得的镀铝纸随角异色效果明显、磨砂效果细腻逼真，金属质感厚重，所生产的光变磨砂纸经过普通的胶印或凹印印刷即可达到丝网印刷的效果，节省大量油墨，极大的减少溶剂挥发后印制品的溶剂残留。

 

实施例3

（1）在一种含环氧丙烯酸酯预聚物、三丙二醇二丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯的组合物，加入少量的分散剂和流平剂，混合均匀。常温预聚合24 小时以上，形成适宜电子束固化液态组合物涂料，加入重量份磨砂粉( 气相氧化硅)和光变颜料，先用高速分散机进行预分散，消除磨砂粉成团大颗粒，然后用乳化机乳化分散，使磨砂粉在液态组合物涂料中充分分散均匀，形成均质体。即得到一种可发生光变效果的电子束固化磨砂涂料。

　　可光变的电子束固化磨砂涂料各组分的配比为：

　　取环氧丙烯酸预聚物35kg

　　三丙二醇二丙烯酸酯23kg

　　聚氨酯丙烯酸酯10kg

聚乙二醇丙烯酸酯10kg

氧化硅粉末7kg

    光变颜料5kg

　　分散剂、流平剂均采用行业常用的市售产品适量。

　　（2）将（1）所述的均质体用250 目网线辊涂布于125g/m² 的纸基材光面上，涂布后的纸基材按照400 m/min速度进入电子束辐照室氮气保护下进行辐照，辐照电压120KV，辐照剂量大约为20-40KGy，固化后形成和纸基材结合牢固的具有磨砂效果的电子束固化涂层。

（3）进入真空镀铝系统进行镀铝，真空度≤ 0.1Pa，铝丝在1450 - 1500℃高温下原子化，原子化的铝沉积在纸基材涂布层上，形成镀铝层，镀铝速度为500m/min，镀铝层具有厚重金属感的磨砂效果，含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂纸即制成。该纸适宜印刷图案，都可以直接采用胶印和凹印的方式印刷，形成的图案具有和丝网印刷相当的质感。

（4）将面涂光油用200目网线辊涂布于（3）所述的镀铝纸上，涂布后的纸基材按照600 m/min速度进入电子束辐照室氮气保护下进行辐照，辐照电压120KV，辐照剂量大约为20-40KGym/min，固化后形成和铝层结合牢固的具有上光保护作用的电子束固化面涂层1。

　  以上实施例具有如下的有益效果：

用电子束进行固化、工艺简单、固化时间短，生产效率高，无溶剂和水挥发，是一种节能环保型生产工艺。该工艺制得的镀铝纸，随角异色效果明显、磨砂效果细腻逼真，金属质感厚重，所生产的光变磨砂纸经过普通的胶印或凹印印刷即可达到丝网印刷的效果，节省大量油墨，极大的减少溶剂挥发后印制品的溶剂残留。

上述的三个实施例中，光变颜料的细度之所以选择3-30μm，一是要满足涂层的要求，项目涂层厚度小于15μm，3-30μm的粒子固化后，粒子可部分处于有机分子包裹之中，部分裸露于涂层表面，若光变料粒径太大，会影响后续的镀铝层和面涂层。二是，颗粒太大影响涂料的流变性，不利于涂布；粒径太小，粒子在涂料组合物中均匀分散，固化后粒子完全处于有机分子包裹之中，涂层外没有裸露部分，导致光致变色效果变差。

Claims (10)

1.一种带光变效果的磨砂镀铝纸，其特征在于：由上至下依次包括镀铝层、光变磨砂层以及纸基材，所述光变磨砂层既有随角异色性能，又有磨砂效果。 

2.根据权利要求1所述的带光变效果的磨砂镀铝纸，其特征在于：所述镀铝层的上表面还涂布有面涂层。 

3.根据权利要求1或2所述的带光变效果的磨砂镀铝纸，其特征在于：所述光变磨砂层是由磨砂涂料与光变颜料组成的光变磨砂涂料经涂布固化而成，所述光变磨砂涂料是水溶性光变磨砂涂料，或是光固化光变磨砂涂料，或是电子束固化光变磨砂涂料。 

4.带光变效果的磨砂镀铝纸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： 

1】制备具有光变磨砂效果的光变磨砂涂料； 

2】利用步骤1】所制备的光变磨砂涂料在纸基材上制作随角异色且又有磨砂效果的光变磨砂层； 

3】真空条件下，在步骤2】所制备的光变磨砂层的表面上镀铝。 

5.根据权利要求4所述的带光变效果的磨砂镀铝纸的制备方法，其特征在于： 

当步骤1】制备的是水溶性光变磨砂涂料时，步骤1】的具体制备过程是：在一种含水性丙烯酸乳液45-60重量份、聚乙烯醇2-6重量份、羧甲基纤维素1-5重量份、水20-40重量份的组合物中球磨分散均匀一种微米级的氧化硅粉末6-10重量份，形成一种具有磨砂效果的涂料混合体，然后再向涂料混合体中加入光变颜料5-20重量份，分散搅拌均匀后得到一种水溶性光变磨砂涂料； 

当步骤1】制备的是紫外光固化光变磨砂涂料时，步骤1】的具体制备过程是：在一种含环氧丙烯酸酯光敏树脂30-50重量份、三丙二醇二丙烯酸酯10-30重量份、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯15-30重量份、单马来酰亚胺树脂1-5重量份、光引发剂3-5重量份的组合物中，加入0.5-5重量份的分散剂和0.5-5重量份的流平剂，将微米级的氧化硅粉末10-20重量份均匀分散到该组合物中，形成一种具有磨砂效果的涂料混合体，然后再向涂料混合体加入光变颜料5-10重量份，分散搅拌均匀后形成一种紫外光固化磨砂涂料； 

当步骤1】制备的是电子束固化光变磨砂涂料时，步骤1】的具体制备过程是：取环氧丙烯酸预聚物35-50重量份，三丙二醇二丙烯酸酯20-35重量份，聚氨酯丙烯酸酯5-15重量份，聚乙二醇丙烯酸酯10-20重量份，混合均匀，预聚合形成适宜电子束固化液态组合物涂料，再加入5-15重量份的微米级氧化硅粉末，先用高速分散机进行预分散，然后用高速乳化机乳化分散，使磨砂粉在液态组合物涂料中充分分散均匀，形成均质体；然后再向上述均质体中加入光变颜料1-15重量份，分散搅拌均匀后形成一种电子束固化磨砂涂料。 

6.根据权利要求4或5所述的带光变效果的磨砂镀铝纸的制备方法，其特征在于： 

步骤2】的具体步骤是：将步骤1】所制备光变磨砂涂料在涂布机上用200-300目网线辊均匀涂布于50-300g/m²的纸张上，形成厚度均匀的湿涂层，湿涂层经固化后形成与纸基材结合牢固的具有光变磨砂效果的干涂层，即光变磨砂层。 

7.根据权利要求6所述的带光变效果的磨砂镀铝纸的制备方法，其特征在 于： 

当步骤1】制备的是水溶性光变磨砂涂料时，固化方式采用热固化，固化温度为80-170℃； 

当步骤1】制备的是紫外光固化光变磨砂涂料时，固化方式采用紫外光固化； 

当步骤1】制备的是电子束固化光变磨砂涂料时，固化方式采用电子束固化，辐照电压120KV，辐照剂量为20-40KGy。 

8.根据权利要求4或5所述的带光变效果的磨砂镀铝纸的制备方法，其特征在于： 

步骤3】的具体步骤是：在≤0.1Pa的高真空条件下，将铝丝在1450-1500℃条件下原子化，原子化的铝在真空条件下向步骤2】所制备的光变磨砂层上喷镀一层金属铝层，真空喷镀速度为400-1000m/min；金属铝层的厚度为20-50nm。 

9.根据权利要求5所述的带光变效果的磨砂镀铝纸的制备方法，其特征在于：所述光变颜料是粉末状颜料；细度为3-30μm；所述氧化硅粉末粒径为3-10μm。 

10.基于权利要求4-9的一种低耗墨高速的真空镀铝纸的制备方法，其特征在于：还包括步骤4】，在步骤3】所获得的带光变效果的磨砂镀铝纸的基础上，采用普通的胶印或凹印印刷方式，印刷图文信息。