CN106965582A - 一种3d图像效果预涂膜及其制备方法 - Google Patents

一种3d图像效果预涂膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种3D图像效果预涂膜，包括6层，依次为光栅层，底涂层，基材层，彩色印刷油墨层，保护层，胶粘层，所述的基材层为BOPP透明薄膜。本发明使用特殊涂层与无溶剂复合工艺，所制作的表面UV树脂3D产品，可以实现裸眼3D效果和有触感的UV涂层表面与图案的固化，实现亚光效果的图案。

Description

一种3D图像效果预涂膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种裸眼3D效果的特种预涂膜，特别涉及采用3D图像效果预涂膜。
背景技术
BOPP基材的3D薄膜材质柔软，适合在包装行业大范围使用。但是，BOPP基材的3D薄膜的耐温性能与市场上普通PET基材的3D薄膜差距很大，不能承受挤复、干式复合工艺需要，因此传统的复合工艺方法不能完成外观和图像高质量的3D预涂膜产品。
现在市场上常规3D产品均是BOPET基材制作，厚度在150—300μm，因为厚度过大，导致硬度大、印刷的适应性比BOPP薄膜相差很大、成本高，不适合模切与压痕工艺的制盒加工，不适合制作标准酒盒和更大范围的纸盒包装行业与产品的应用。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种3D图像效果预涂膜及其制备方法。
本发明的的技术方案是：
一种3D图像效果预涂膜，包括6层，依次为光栅层，底涂层，基材层，彩色印刷油墨层，保护层，胶粘层，所述的基材层为BOPP透明薄膜。
所述的光栅层为UV模压光栅层；所述的底涂层为底涂树脂层。
所述的胶粘层为聚氨酯胶粘剂涂层或热熔胶层；所述的保护层为添加钛白粉的双组份聚氨酯树脂层。
所述的3D图像效果预涂膜的制备方法，步骤为：
(1)在基材层上依次涂布底涂层和UV树脂，使用版辊按照预先设计的图案压印高低刻槽，通过紫外灯固化工艺，制作光栅条纹局部图案，形成具有3D效果的图案的光栅层；
(2)在基材层上通过UV印刷工艺制作光栅层后，在基材的背面印刷彩色图案，形成彩色印刷油墨层；
(3)在彩色印刷油墨层上，涂布白色保护树脂，其为双组份聚氨酯树脂中添加钛白粉，形成一保护层，制得3D成像薄膜；
(4)将步骤(3)制得的3D成像薄膜用无溶剂复合技术工艺结合另一预涂膜，即得；或挤出复合工艺与另一预涂膜结合，制得3D图像效果预涂膜。
所述步骤(4)中的无溶剂复合技术工艺为在室温状态下的无溶剂复合。
优选的，所述步骤(1)中所采用版辊由激光直接雕刻。
优选的，在UV树脂涂布过程中，使用通用型号的亮光UV树脂，模压深度≤0.2mm。
优选的，所述的彩色印刷油墨层印刷工艺是凹版里印或柔版彩印图案，并涂布白色背景的保护层。
优选的，所述步骤(4)中无溶剂复合工艺的步骤为：
1)在另一预涂膜的表面上预先涂布底涂层，底涂层为水性聚氨酯与水和乙醇的混合溶液，底涂层涂布量的干重为0.06-0.08g/m2，厚度为0.03～0.05μm；
2)所述的3D效果薄膜与BOPP预涂膜涂布底涂层的表面再通过双组份聚氨酯胶粘剂涂层作为胶粘层粘接。
优选的，所述步骤(4)的中的挤复工艺包括：
1)在另一预涂膜的非预涂表面上预先涂布一底涂层，是水性聚氨酯与水和乙醇的混合溶液，底涂层涂布量的干重为0.06-0.08g/m2，厚度为0.03～0.05μm；所述的另一BOPP预涂膜包括但不限于：普通3D、裸眼3D、包含PET、BOPA、PVC、PE基材的预涂膜；
2)用挤出复合机流延热熔胶树脂，将热熔胶粒料经过干燥处理后投入挤出机，在215-235℃的熔融温度下挤出和流延于底涂层上，经冷却辊与挤压辊后，与BOPP薄膜复合在一起，热熔胶层作为胶粘层，所述的热熔胶层为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，厚度20μm；其剥离力值≥3.1N/15mm。
双组份聚氨酯聚树脂层可以使用CN201610813600.9的方法：由甲剂系及乙剂系按照1：1～2的重量比例组成；其中，甲剂系由以下重量份数的组分制成：聚醚多元醇50～70份、分子调节剂2～5份、甲苯二异氰酸酯15～20份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯2～5份、稀释剂3～7份；乙剂系由以下重量份数的组分制成：固化剂20～30份、增塑剂7～15份、钛白粉15～30份、无机填料40～60份、增稠剂0.5～2份、颜料3～5份。
双组份聚氨酯聚树脂层还可以使用CN201010138074.3的方法，包括A、B两个组分，A组分包括含羟基丙烯酸树脂、氟碳树脂、聚酯树脂、非纳米级钛白粉、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅以及各种助剂；B组分包含多异氰酸酯固化剂、溶剂和除水剂。按质量比4∶1～5∶1混合A组分和B组分，即获得所述的聚氨酯涂料。
本发明的有益效果：
在本发明的3D效果BOPP基材预涂膜的制作方法中，首次采用无溶剂复合工艺，解决了挤复、干式复合、湿式复合过程中，3D表面光栅不耐高温致使图像退化、热变形、划伤等问题，这是本发明的核心。另外，在BOPP薄膜上涂布UV树脂，控制其粘接牢度的工艺也是本发明的一个工艺特点。
本发明对诸多种薄膜和类型的复合工艺均可以适合。这是因为无溶剂复合过程中，在室温下使用不同型号的聚氨酯树脂复合与熟化，3D图像的效果没有明显的影响，只有其间剥离力的不同。
涂聚酯底涂树脂在BOPP薄膜上的涂布工艺，保证UV光栅树脂与BOPP薄膜之间的结合力。
本发明产品采用涂布UV树脂、模压、固化工艺，并保证UV光栅树脂与BOPP之间的结合力。
通过计算机软件设计的光栅深度与密度设定的图案，同时具有防伪功能。
结合上述多项技术工艺组合而制造的3D效果预涂膜，是一种综合3D外观效果、预涂膜功能的新型包装类复合薄膜，应用于文具、服饰、家具装饰、汽车内饰、奢侈品包装和金属板覆膜等多种产品的覆膜。
尤其本发明使用特殊涂层与无溶剂复合工艺，所制作的表面UV树脂3D产品，可以实现裸眼3D效果和有触感的UV涂层表面与图案的固化，实现亚光效果的图案。具有设备通用、UV树脂通用和成本较低，具有较高硬度、较高牢度及表面触感3D图案效果，是一种综合多项技术工艺的新型包装和装饰产品。
附图说明
图1：裸眼3D原理示意图；
图2：本发明的结构示意图；
其中：1：光栅层，2：底涂层，3：基材层，4：彩色印刷油墨层，5：保护层，6：胶粘层。
具体实施方式
以下所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1：
一种BOPP基材3D图像效果预涂膜：在聚丙烯(BOPP)基材上涂布底涂层树脂，模压UV树脂成型的裸眼光栅3DBOPP薄膜，经过彩色印刷和涂布保护树脂层，再经过聚氨酯胶粘剂涂层与另一(BOPP/ex.EVA20)预涂膜复合进行无溶剂复合，形成的3D效果预涂膜。对应挤出复合工艺，本发明制备方法包括如下步骤。
步骤1、3D效果BOPP薄膜的制作工序：
1)在十色凹版印刷机上，厚度15μm、幅宽1280mm的BOPP基材上通过200#网辊涂布水性聚氨酯底涂树脂涂层，经过50℃/18m长烘道烘干，底涂层表面朝外收卷。
2)涂布UV树脂，使用刻槽版辊压印高低刻槽的光栅并同步进行紫外固化，经过水冷辊后，将3D刻槽表面朝外收卷。
3)在上述3D效果薄膜的背层上，使用凹印机印刷彩色图案。对应彩印版辊安装在印刷机的第二单元上，在宽度1280mm、厚度15μm的BOPP薄膜的里层，印刷凹版里印型聚氨酯双组份油墨和产生彩印图案，油墨层平均厚度1.6μm,印刷宽度1270mm。
4)将激光雕刻的200#网辊安装在印刷机的第八单元上，满版涂布白色保护树脂，其为双组份聚氨酯树脂中添加钛白粉，形成背景反光层与保护层。将3D刻槽表面朝外收卷。涂布宽度1260mm。油墨与保护层设于印刷机的第二和第八单元的目的是，保证油墨与保护层树脂的充分干燥，防止树脂层反粘现象的出现。
步骤2、另一BOPP20预涂膜的制作工序：
由挤出复合机涂布底涂层和挤出复合热熔胶树脂，采用常规工艺制作产品结构为BOPP15/sf.EVA20的预涂膜，将其作为3D预涂膜的复合部分基材。
1)所述的热熔胶层为乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物，乙烯-丙烯酸甲酯(EMA)共聚物，乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物中的一种或几种混合物为主要成分的热熔胶树脂。
2)所述底涂层由聚乙烯亚胺或乙烯-丙烯酸共聚物或高分子聚酯水溶液制成，固含量为0.8％～5.0％；底涂层干重为0.075g/m2，厚度为0.04～0.05μm。
3)预涂热熔胶树脂工艺：用挤出复合机流延热熔胶树脂，所述的热熔胶层为乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物，厚度20μm。
4)将熔融指数MI＝15g/10min(190℃，2.16kg)，熔点85℃的热熔胶粒料经过干燥处理后投入挤出机，在215-235℃的熔融温度下挤出和流延于底涂层上，经冷却辊与挤压辊后，与BOPP薄膜复合在一起形成热熔胶层。其剥离力值≥3.1N/15mm，分切修边后成为普通BOPP预涂膜。
步骤3、无溶剂复合工序：
在无溶剂复合机上，将步骤2中制得的普通BOPP预涂膜与步骤1制得的3D膜进行常温下的复合，使用无溶剂型双组份聚氨酯粘合剂树脂，经28℃冷却辊与挤压辊的作用，将BOPP薄膜与总厚度35μm热熔型预涂膜复合成为一体。热熔胶面朝里。室温下自然熟化24h，常见的产品厚度范围是35-250μm，其剥离力值大于10N/15mm。经分切修边后，制成型预涂膜。其过程如下。
1)在将这种3D薄膜的白色保护层表面与BOPP预涂膜的表面非预涂表面，进行不加热的无溶剂复合制作产品。
2)BOPP表面预先涂布的底涂层，是水性聚氨酯与水和乙醇的混合溶液，底涂层涂布量的干重为0.06-0.08g/m2，厚度为0.03～0.05μm。
3)BOPP表面UV涂布过程中，使用通用型号的亮光UV树脂，模压深度≤0.2mm，表面具有高硬度与韧性。
4)所述的3D效果薄膜与BOPP预涂膜的非预涂表面是以双组份聚氨酯胶粘剂涂层为粘接剂。
5)所述的产品是挤复、无溶剂复合组合工艺制造，是BOPP的3D薄膜外观质量的保证。
6)对于采用本发明的产品，包含同步印刷与涂布及复合工艺，以及可能与多种印刷联机作业方式制造的3D效果预涂膜。
7)所述3D效果BOPP薄膜可以包括与现有市场上销售的普通3D、裸眼3D、以及包含PET、BOPA、PVC、PE等其他塑料基材的预涂膜、经过多重复合工艺而成为本发明产品。
实施例2：
一种3D图像效果预涂膜，包括6层，依次为光栅层，底涂层，基材层，彩色印刷油墨层，保护层，胶粘层，所述的基材层为BOPP透明薄膜；
所述的光栅层为UV模压光栅层；所述的底涂层为底涂树脂层；
所述的胶粘层为聚氨酯胶粘剂涂层或热熔胶层；所述的保护层为添加钛白粉的双组份聚氨酯树脂层；
双组份聚氨酯聚树脂层可以使用CN201610813600.9的方法：由甲剂系及乙剂系按照1：1～2的重量比例组成；其中，甲剂系由以下重量份数的组分制成：聚醚多元醇50～70份、分子调节剂2～5份、甲苯二异氰酸酯15～20份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯2～5份、稀释剂3～7份；乙剂系由以下重量份数的组分制成：固化剂20～30份、增塑剂7～15份、钛白粉15～30份、无机填料40～60份、增稠剂0.5～2份、颜料3～5份。
实施例3：
一种3D图像效果预涂膜，包括6层，依次为光栅层，底涂层，基材层，彩色印刷油墨层，保护层，胶粘层，所述的基材层为BOPP透明薄膜；
所述的光栅层为UV模压光栅层；所述的底涂层为底涂树脂层；
所述的胶粘层为聚氨酯胶粘剂涂层或热熔胶层；所述的保护层为添加钛白粉的双组份聚氨酯树脂层；
所述的胶粘层为聚氨酯胶粘剂涂层；所述的保护层为添加钛白粉的双组份聚氨酯聚树脂层。双组份聚氨酯聚树脂层还可以使用CN201010138074.3的方法，包括A、B两个组分，A组分包括含羟基丙烯酸树脂、氟碳树脂、聚酯树脂、非纳米级钛白粉、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅以及各种助剂；B组分包含多异氰酸酯固化剂、溶剂和除水剂。按质量比4∶1～5∶1混合A组分和B组分，即获得所述的聚氨酯涂料。
所述的3D图像效果预涂膜的制备方法，步骤为：
(1)在基材层上依次涂布底涂层和UV树脂，使用版辊按照预先设计的图案压印高低刻槽，通过紫外灯固化工艺，制作光栅条纹局部图案，形成具有3D效果的图案的光栅层；
(2)在基材层上通过UV印刷工艺制作光栅层后，在基材的背面印刷彩色图案，形成彩色印刷油墨层；
(3)在彩色印刷油墨层上，涂布白色保护树脂，其为双组份聚氨酯树脂中添加钛白粉，形成一保护层，制得3D成像薄膜；
(4)将步骤(3)制得的3D成像薄膜用无溶剂复合技术工艺结合另一预涂膜，即得；或挤出复合工艺与另一预涂膜结合，制得3D图像效果预涂膜。
实施例4：
一种BOPP基材3D图像效果预涂膜，包括6层，依次为光栅层，底涂层，基材层，彩色印刷油墨层，保护层，胶粘层，所述的基材层为BOPP透明薄膜。所述的光栅层为UV模压光栅层；所述的底涂层为底涂树脂层；
所述的胶粘层为聚氨酯胶粘剂涂层；所述的保护层为添加钛白粉的双组份聚氨酯聚树脂层；
所述的BOPP基材3D图像效果预涂膜的制备方法，步骤为：
(1)在基材层上依次涂布底涂层和UV树脂，使用版辊按照预先设计的图案压印高低刻槽，通过紫外灯固化工艺，制作光栅条纹局部图案，形成具有3D效果的图案的光栅层；
(2)在基材层上通过UV印刷工艺制作光栅层后，在基材的背面印刷彩色图案，形成彩色印刷油墨层；
(3)在彩色印刷油墨层上，涂布白色保护树脂，其为双组份聚氨酯树脂中添加钛白粉，形成一保护层，制得3D成像薄膜；
(4)将步骤(3)制得的3D成像薄膜用无溶剂复合技术工艺结合另一预涂膜，即得；或挤出复合工艺与另一预涂膜结合，制得3D图像效果预涂膜；
所述步骤(4)中的无溶剂复合技术工艺为在室温状态下的无溶剂复合；
所述步骤(1)中所采用版辊由激光直接雕刻；
在UV树脂涂布过程中，使用通用型号的亮光UV树脂，模压深度≤0.2mm；
所述的彩色印刷油墨层印刷工艺是凹版里印或柔版彩印图案，并涂布白色背景的保护涂层；
所述步骤(4)中无溶剂复合工艺的步骤为：
1)在另一预涂膜的表面上预先涂布底涂层，底涂层为水性聚氨酯与水和乙醇的混合溶液，底涂层涂布量的干重为0.06-0.08g/m2，厚度为0.03～0.05μm；
2)所述的3D效果薄膜与BOPP预涂膜涂布底涂层的表面再通过双组份聚氨酯胶粘剂涂层作为胶粘层粘接。
实施例5：
一种BOPP基材3D图像效果预涂膜，包括6层，依次为光栅层，底涂层，基材层，彩色印刷油墨层，保护层，胶粘层，所述的基材层为BOPP透明薄膜。所述的光栅层为UV模压光栅层；所述的底涂层为底涂树脂层；
所述的胶粘层为聚氨酯胶粘剂涂层；所述的保护层为添加钛白粉的双组份聚氨酯聚树脂层；
所述的BOPP基材3D图像效果预涂膜的制备方法，步骤为：
(1)在基材层上依次涂布底涂层和UV树脂，使用版辊按照预先设计的图案压印高低刻槽，通过紫外灯固化工艺，制作光栅条纹局部图案，形成具有3D效果的图案的光栅层；
(2)在基材层上通过UV印刷工艺制作光栅层后，在基材的背面印刷彩色图案，形成彩色印刷油墨层；
(3)在彩色印刷油墨层上，涂布白色保护树脂，其为双组份聚氨酯树脂中添加钛白粉，形成一保护层，制得3D成像薄膜；
(4)将步骤(3)制得的3D成像薄膜用挤出复合工艺与另一预涂膜结合，制得3D图像效果预涂膜；
所述步骤(1)中所采用版辊由激光直接雕刻；
在UV树脂涂布过程中，使用通用型号的亮光UV树脂，模压深度≤0.2mm；
所述的彩色印刷油墨层印刷工艺是凹版里印或柔版彩印图案，并涂布白色背景的保护涂层；
所述步骤(4)的中的挤复工艺包括：
1)在另一预涂膜的非预涂表面上预先涂布一底涂层，是水性聚氨酯与水和乙醇的混合溶液，底涂层涂布量的干重为0.06-0.08g/m2，厚度为0.03～0.05μm；所述的另一BOPP预涂膜包括但不限于：普通3D、裸眼3D、包含PET、BOPA、PVC、PE基材的预涂膜；
2)用挤出复合机流延热熔胶树脂，将热熔胶粒料经过干燥处理后投入挤出机，在215-235℃的熔融温度下挤出和流延于底涂层上，经冷却辊与挤压辊后，与BOPP薄膜复合在一起形成热熔胶层，所述的热熔胶层为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，厚度20μm；其剥离力值≥3.1N/15mm。

Claims (10)

1.一种3D图像效果预涂膜，其特征在于：包括6层，依次为光栅层，底涂层，基材层，彩色印刷油墨层，保护层，胶粘层，所述的基材层为BOPP透明薄膜。
2.根据权利要求1所述的3D图像效果预涂膜，其特征在于：所述的光栅层为UV模压光栅层；所述的底涂层为底涂树脂层。
3.根据权利要求1至2任一所述的3D图像效果预涂膜，其特征在于：所述的胶粘层为聚氨酯胶粘剂涂层或热熔胶层；所述的保护层为添加钛白粉的双组份聚氨酯树脂层。
4.根据权利要求3所述的3D图像效果预涂膜的制备方法，其特征在于：步骤为：
(1)在基材层上依次涂布底涂层和UV树脂，使用版辊按照预先设计的图案压印高低刻槽，通过紫外灯固化工艺，制作光栅条纹局部图案，形成具有3D效果的图案的光栅层；
(2)在基材层上通过UV印刷工艺制作光栅层后，在基材的背面印刷彩色图案，形成彩色印刷油墨层；
(3)在彩色印刷油墨层上，涂布白色保护树脂，其为双组份聚氨酯树脂中添加钛白粉，形成一保护层，制得3D成像薄膜；
(4)将步骤(3)制得的3D成像薄膜用无溶剂复合技术工艺结合另一预涂膜，即得；或挤出复合工艺与另一预涂膜结合，制得3D图像效果预涂膜。
5.根据权利要求4所述的3D图像效果预涂膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的无溶剂复合技术工艺为在室温状态下的无溶剂复合。
6.根据权利要求4所述的3D图像效果预涂膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中所采用版辊由激光直接雕刻。
7.根据权利要求4所述的3D图像效果预涂膜的制备方法，其特征在于：在UV树脂涂布过程中，使用通用型号的亮光UV树脂，模压深度≤0.2mm。
8.根据权利要求4所述的3D图像效果预涂膜的制备方法，其特征在于：所述的彩色印刷油墨层印刷工艺是凹版里印或柔版彩印图案，并涂布白色背景的保护层。
9.根据权利要求4所述的3D图像效果预涂膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中无溶剂复合工艺的步骤为：
1)在另一预涂膜的表面上预先涂布底涂层，底涂层为水性聚氨酯与水和乙醇的混合溶液，底涂层涂布量的干重为0.06-0.08g/m2，厚度为0.03～0.05μm；
2)所述的3D效果薄膜与BOPP预涂膜涂布底涂层的表面再通过双组份聚氨酯胶粘剂涂层作为胶粘层粘接。
10.根据权利要求4所述的3D图像效果预涂膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)的中的挤复工艺包括：
1)在另一预涂膜的非预涂表面上预先涂布一底涂层，是水性聚氨酯与水和乙醇的混合溶液，底涂层涂布量的干重为0.06-0.08g/m2，厚度为0.03～0.05μm；所述的另一BOPP预涂膜包括但不限于：普通3D、裸眼3D、包含PET、BOPA、PVC、PE基材的预涂膜；
2)用挤出复合机流延热熔胶树脂，将热熔胶粒料经过干燥处理后投入挤出机，在215-235℃的熔融温度下挤出和流延于底涂层上，经冷却辊与挤压辊后，与BOPP薄膜复合在一起，热熔胶层作为胶粘层，所述的热熔胶层为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，厚度20μm；其剥离力值≥3.1N/15mm。
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