CN104626683A - 一种全水性体系涂层涂布铝箔复合纸及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全水性体系涂层涂布铝箔复合纸及其制备工艺，其完全采用水性工艺制备，工艺包括：在湿式复合机上将所述铝箔的其中一面预涂上一层胶粘剂，通过所述的胶粘剂将铝箔与白卡纸复合在一起，在烘干机上进行烘干，停放﹑固化12-24h，然后在铝箔的另一面涂上一层制备好的漆，然后打版、包装既得成品，本发明解决了传统油性工艺气味大、成本高、VOC残留大、容易因气体浓度引发安全事故、产品表面产生色差大、涂布不均匀等一系列问题。

Description

一种全水性体系涂层涂布铝箔复合纸及其制备工艺
技术领域
本发明属于铝箔复合包装纸加工领域，具体涉及一种全水性体系涂层涂布铝箔复合纸及其制备工艺。
背景技术
现有铝箔复合金、银卡纸在烟包、一些高档酒类、药类、化妆品、礼品包装等领域应用广泛。由于铝箔表面特有的金属效果及基材，其生产工艺一直局限于用油性工艺，主要溶剂为乙酸乙酯、正丙酯、丁酮、丙二醇甲醚等。但该工艺存在溶剂气味大，成本高（价格贵、涂布量10克/平方），VOC（有机挥发物）残留大，容易因气体浓度引发安全事故等一系列缺陷，并且由于使用的铝箔属于金属类基材，容易因为铝箔出油不干净、批次压榨工艺差异等因素使产品表面产生色差大、涂布不均匀的问题，限制了产品的推广应用。
因此，市场上迫切需求一种全水性体系涂布生产铝箔复合纸的制制备工艺。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无气味、无VOC残留、成本低、涂布均匀、印刷适应性好、色漆附着力好、产品色差值小、光泽度好的全水性体系涂层涂布铝箔复合纸及其制备工艺。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：本发明所述的铝箔复合纸包括铝箔复合金卡纸和银卡纸两种，其中，所述的铝箔金卡纸是由以下四层复合而成的：水性清漆与色漆的混合漆层、铝箔层、胶粘剂层、白卡纸层，所述的白卡纸层在最下面，白卡纸层的上表面涂有所述的胶粘层，所述的铝箔层通过所述的胶粘层与所述的白卡纸层复合，所述铝箔层的上面为水性清漆与色漆的混合漆层；所述的铝箔银卡纸是由以下四层复合而成的：水性清漆层、铝箔层、胶粘剂层、白卡纸层，所述的白卡纸层在最下面，白卡纸层的上表面涂有所述的粘层，所述的铝箔层通过所述的胶粘层与所述的白卡纸层复合，所述铝箔层的上面为水性清漆层。
本发明采用水性工艺制备，工艺包括：在湿式复合机上将所述铝箔的其中一面预涂上一层胶粘剂，通过所述的胶粘剂将铝箔与白卡纸复合在一起，在烘干机上以100-110m/min的速度进行烘干，烘干温度为80-120℃，烘干有效长度为10-25米，烘干之后进行停放﹑固化12-24h，然后在铝箔的另一面涂上一层制备好的漆，对于铝箔金卡纸，所述的漆为水性清漆与所需颜色的色漆的混合漆；对于铝箔银卡纸，所述的漆为水性清漆，然后打版、包装既得成品。
上述所述的水性清漆为水性丙烯酸脂清漆，水性丙烯酸脂清漆的制备是通过乳液聚合法完成的，具体步骤包括：
将乳化剂置于带有搅拌器、冷凝回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入部分蒸馏水，使其充分溶解，再将事先溶解好的碳酸氢钠溶液也加入四口烧瓶中，搅拌充分混合，将三种丙烯酸系列单体混合均匀，然后用剩余蒸馏水溶解引发剂，在四口烧瓶中加入全部混合单体，快速搅拌使其充分混合预乳化，持续30 min，之后将预乳化物全部倒出．取少部分预乳化物加入原四口烧瓶中，将油浴锅温度缓慢升至80℃-90℃，加入部分引发剂溶液，保温反应10-30 min．分别缓慢滴加剩余的乳化液，乳化液滴加0.5小时后跟着滴加剩余的引发剂，控制两者滴加速度，在4-6个小时内滴完，而且两者几乎同时滴完，滴完后，继续保温0.5-1小时，反应完成后，降温至50℃，用质量分数10％碳酸氢钠溶液或者是稀氨水、二甲基乙醇胺调节pH至中性。
所述的碳酸氢钠溶液为单体质量的1%，质量分数为10%；所述的乳化剂为OP-10、十二烷基硫酸钠、壬基苯基聚氧乙基醚、烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠中的一种或者是任一两种的复合物，用量为单体质量的2-3%，乳化剂优选十二烷基硫酸钠与OP-10的复合物，比例为1：1-1：2。
所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸镁中的一种，用量为单体质量的5-8%。
丙烯酸单体包括：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸钠、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯腈、N-羟甲基丙烯酸酰酯。
所述的三种丙烯酸单体可以为体甲基丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸正丁酯，其质量比为5：15-20：15-20。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明采用丙烯酸水性铝箔清漆，在国内率先实现了全水性涂料涂布生产铝箔复合纸的工艺，彻底解决了传统油性工艺溶剂气味大，成本高，VOC残留大，容易因气体浓度引发安全事故等一系列缺陷，并且由于使用的铝箔属于金属类基材，容易因为铝箔出油不干净、批次压榨工艺差异等因素使产品表面产生色差大、涂布不均匀的问题。由于本发明采用全水性工艺，产品色差稳定，表面张力大，印刷适应性更好，色漆附着力更佳，产品光泽度好，无气味、基本无VOC残留、无油性挥发，对车间环境、员工身心健康、外界环境、材料降解等方面，有很大的改进意义，将涂布量从8.5-10克/平方降到了4-5克/平方，从而大大降低了企业的生产成本。
下表是在同样的工艺参数条件下传统油性工艺产品与本发明工艺产品VOC检测结果对比
序号 检测项目 油性工艺产品检测结果 本发明工艺产品检测结果
1 甲醇 0.95 0.47
2 乙醇 0.66 0.33
3 异丙醇 0.15 0.02
4 丙酮 2.5 0.07
5 乙酸甲酯 0.01 —
6 正丙醇 0.03 0.04
7 丁酮 5.5 0.22
8 乙酸乙酯 10.5 1.05
9 乙酸异丙酯 0.01 —
10 正丁醇 0.79 0.07
11 苯 0.0025 —
12 丙二醇甲醚 2.77 1.37
13 乙酸正丙酯 34.59 1.61
14 4-甲基-2-戊酮 — —
15 丙二醇乙醚 20.4 —
16 甲苯 0.1 —
17 乙酸正丁酯 0.48 0.01
18 乙苯 0.11 —
19 间/对二甲苯 0.10 0.007
20 邻二甲苯 0.004 —
21 苯乙烯 0.03 0.02
22 环己酮 0.22 —
从上表可以看出，同样的工艺参数条件下，水性工艺的VOC明显更低。
以下为传统油性工艺产品与本发明工艺产品主要检测指标数据对比明细表：
序号 检测指标 油性工艺产品 本发明工艺产品 对比结果
1 VOC残留数值 残留偏高，部分项超行业标准YC/T 207-2006 基本无残留，完全符合YC/T 207-2006 见对比明细表
2 色差值△E △E≤1.5 △E≤1.0 无油性挥发因素，色差更稳定
3 表面张力 ≥34 ≥40 印刷适应性更好，色漆附着力更佳
4 表面涂布量 8.5-10克/平方 4—5克/平方 成本明显降低，算上材料成本，预计降低60%
5 气  味 有刺鼻性气味 无任何异味 基本无气味
6 色漆附着力 用胶带破坏性180度较难拉离 用胶带破坏性180度不起涂层，附着力很好 水性色漆附着力更好
7 流平效果 很好 有油性工艺80%的效果 油性工艺较水性偏好
8 印刷适应性 很好 较好 油性较水性略微偏好
9 耐折性 较好 很好 水性较油性略微偏好
10 气泡 一般 基本无 水性较油性略微偏好
11 产品光泽度 较好 较好 接近油性
以上结果表明本发明工艺产品各方面性能具有明显优势。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明，但是本发明的保护范围并非局限于此。
实施例1
铝箔金卡纸是由以下四层复合而成的：水性清漆与色漆的混合漆层、铝箔层、胶粘剂层、白卡纸层，所述的白卡纸层在最下面，白卡纸层的上表面涂有所述的胶粘层，所述的铝箔层通过所述的胶粘层与所述的白卡纸层复合，所述铝箔层的上面为水性清漆与色漆的混合漆层。
铝箔金卡纸采用水性工艺制备，工艺包括：在湿式复合机上将所述铝箔的其中一面预涂上一层胶粘剂，通过所述的胶粘剂将铝箔与白卡纸复合在一起，在烘干机上以100m/min的速度进行烘干，烘干温度为80℃，烘干有效长度为15米，烘干之后进行停放﹑固化20h，然后在铝箔的另一面涂上一层水性清漆与所需颜色的色漆的混合漆；然后打版、包装既得成品。
所述的水性清漆为水性丙烯酸脂清漆，水性丙烯酸脂清漆的制备是通过乳液聚合法完成的，具体步骤包括：
将8.4 kg OP-10置于带有搅拌器、冷凝回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入部分蒸馏水，使其充分溶解，再将事先溶解好4.2 kg十二烷基硫酸钠和4.2kg质量分数为10%碳酸氢钠溶液也加入四口烧瓶中，搅拌充分混合，将甲基丙烯酸50kg、苯乙烯170 kg和丙烯酸正丁酯200 kg三种单体混合均匀，然后用剩余蒸馏水溶解过硫酸铵29.4 kg，在四口烧瓶中加入全部混合单体，快速搅拌使其充分混合预乳化，持续30 min，之后将预乳化物全部倒出．取5%的预乳化物加入原四口烧瓶中，将油浴锅温度缓慢升至80℃，加入部分过硫酸铵溶液，保温反应10 min．分别缓慢滴加剩余的乳化液，乳化液滴加0.5小时后跟着滴加剩余的引发剂，控制两者滴加速度，在4个小时内滴完，而且两者几乎同时滴完，滴完后，继续保温0.5小时，反应完成后，降温至50℃，用稀氨水调节pH至中性。
本实施例工艺制备的铝箔金卡纸色差值△E≤1.0，表面张力≥40，印刷适应性更好，色漆附着力更佳，产品光泽度≥160%，无气味、基本无VOC残留、无油性挥发，对车间环境、员工身心健康、外界环境、材料降解等方面，有很大的改进意义，将涂布量从8.5-10克/平方降到了4克/平方，从而大大降低了企业的生产成本。
实施例2
铝箔银卡纸是由以下四层复合而成的：水性清漆层、铝箔层、胶粘剂层、白卡纸层，所述的白卡纸层在最下面，白卡纸层的上表面涂有所述的粘层，所述的铝箔层通过所述的胶粘层与所述的白卡纸层复合，所述铝箔层的上面为水性清漆层。
铝箔银卡纸采用水性工艺制备，工艺包括：在湿式复合机上将所述铝箔的其中一面预涂上一层胶粘剂，通过所述的胶粘剂将铝箔与白卡纸复合在一起，在烘干机上以110m/min的速度进行烘干，烘干温度为90℃，烘干有效长度为20米，烘干之后进行停放﹑固化24h，然后在铝箔的另一面涂上一层水性清漆，然后打版、包装既得成品。
所述的水性清漆为水性丙烯酸脂清漆，水性丙烯酸脂清漆的制备是通过乳液聚合法完成的，具体步骤包括：
将8 kg OP-10置于带有搅拌器、冷凝回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入部分蒸馏水，使其充分溶解，再将事先溶解好4kg十二烷基硫酸钠和质量分数为10%4 kg碳酸氢钠溶液也加入四口烧瓶中，搅拌充分混合，将甲基丙烯酸甲酯50kg、苯乙烯150 kg和丙烯酸正丁酯200 kg三种单体混合均匀，然后用剩余蒸馏水溶解过硫酸钾24 kg，在四口烧瓶中加入全部混合单体，快速搅拌使其充分混合预乳化，持续30 min，之后将预乳化物全部倒出．取5%的预乳化物加入原四口烧瓶中，将油浴锅温度缓慢升至90℃，加入部分过硫酸钾溶液，保温反应15min．分别缓慢滴加剩余的乳化液，乳化液滴加0.5小时后跟着滴加剩余的引发剂，控制两者滴加速度，在5个小时内滴完，而且两者几乎同时滴完，滴完后，继续保温1小时，反应完成后，降温至50℃，用二甲基乙醇胺调节pH至中性。
本实施例工艺制备的铝箔金卡纸色差值△E≤1.0，表面张力≥40，印刷适应性更好，色漆附着力更佳，产品光泽度≥165%，无气味、基本无VOC残留、无油性挥发，对车间环境、员工身心健康、外界环境、材料降解等方面，有很大的改进意义，将涂布量从8.5-10克/平方降到了5克/平方，从而大大降低了企业的生产成本。

Claims (9)

1.一种全水性体系涂层涂布铝箔复合纸，其特征在于：它包括铝箔复合金卡纸和银卡纸两种，其中，所述的铝箔金卡纸是由以下四层复合而成的：水性清漆与色漆的混合漆层、铝箔层、胶粘剂层、白卡纸层，所述的白卡纸层在最下面，白卡纸层的上表面涂有所述的胶粘层，所述的铝箔层通过所述的胶粘层与所述的白卡纸层复合，所述铝箔层的上面为水性清漆与色漆的混合漆层；所述的铝箔银卡纸是由以下四层复合而成的：水性清漆层、铝箔层、胶粘剂层、白卡纸层，所述的白卡纸层在最下面，白卡纸层的上表面涂有所述的粘层，所述的铝箔层通过所述的胶粘层与所述的白卡纸层复合，所述铝箔层的上面为水性清漆层。
2.一种如权利要求1所述的全水性体系涂层涂布铝箔复合纸，其特征在于：它采用水性工艺制备，工艺包括：在湿式复合机上将所述铝箔的其中一面预涂上一层胶粘剂，通过所述的胶粘剂将铝箔与白卡纸复合在一起，在烘干机上进行烘干，然后进行停放﹑固化12-24h，然后在铝箔的另一面涂上一层制备好的漆，然后打版、包装既得成品。
3.一种如权利要求2所述的全水性体系涂层涂布铝箔复合纸，其特征在于：所述的烘干速度为100-110m/min，烘干有效长度为10-25米，烘干温度为80-120℃。
4.如权利要求2所述的一种全水性体系涂层涂布铝箔复合纸，其特征在于：对于铝箔金卡纸，所述的漆为水性清漆与所需颜色的色漆的混合漆；对于铝箔银卡纸，所述的漆为水性清漆。
5.如权利要求1-4任一所述的一种全水性体系涂层涂布铝箔复合纸，其特征在于：所述的水性清漆为水性丙烯酸脂清漆，水性丙烯酸脂清漆的制备是通过乳液聚合法完成的，具体步骤包括：
将乳化剂置于带有搅拌器、冷凝回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入部分蒸馏水，使其充分溶解，再将事先溶解好的碳酸氢钠溶液也加入四口烧瓶中，搅拌充分混合，将三种丙烯酸系列单体混合均匀，然后用剩余蒸馏水溶解引发剂，在四口烧瓶中加入全部混合单体，快速搅拌使其充分混合预乳化，持续30 min，之后将预乳化物全部倒出．取少部分预乳化物加入原四口烧瓶中，将油浴锅温度缓慢升至80℃-90℃，加入部分引发剂溶液，保温反应10-30 min．分别缓慢滴加剩余的乳化液，乳化液滴加0.5小时后跟着滴加剩余的引发剂，控制两者滴加速度，在4-6个小时内滴完，而且两者几乎同时滴完，滴完后，继续保温0.5-1小时，反应完成后，降温至50℃，用质量分数10％碳酸氢钠溶液或者是稀氨水、二甲基乙醇胺调节pH至中性。
6.如权利要求5所述的一种全水性体系涂层涂布铝箔复合纸，其特征在于：所述的碳酸氢钠溶液为单体质量的1%，质量分数为10%；所述的乳化剂为OP-10、十二烷基硫酸钠、壬基苯基聚氧乙基醚、烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠中的一种或者是任一两种的复合物，用量为单体质量的1-3%，乳化剂优选十二烷基硫酸钠与OP-10的复合物，比例为1：1-1：2。
7.如权利要求5所述的一种全水性体系涂层涂布铝箔复合纸，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸镁中的一种，用量为单体质量的5-8%。
8.如权利要求5所述的一种全水性体系涂层涂布铝箔复合纸，其特征在于：丙烯酸单体包括：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸钠、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯腈、N-羟甲基丙烯酸酰酯。
9.如权利要求5-8所述的一种全水性体系涂层涂布铝箔复合纸，其特征在于：所述的三种丙烯酸单体可以为体甲基丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸正丁酯，其质量比为5：15-20：15-20。
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