CN107399178A - 一种耐温全息烫印膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐温全息烫印膜，所述烫印膜包括依次层叠设置的基材层、离型层、成像层、金属反射层和背胶层，所述金属反射层各处厚度均匀，其与成像层上具有全息图像微纳米结构的表面紧密贴合，从而将所述成像层的全息图像微纳米结构拓印到金属反射层上，使之可以呈现成像层的全息图像微纳米结构，所述金属反射层和背胶层之间还设有结构保护层，该结构保护层与金属反射层紧密贴合，使得结构保护层与金属反射层的贴合面上形成恰好与成像层微纳米结构相对应的结构。本发明技术方案中的耐温全息烫印膜，通过增设结构保护层，避免了烫印膜在高温环境下出现雾化、防伪力度降低等问题；节省了模压设备成本，保证了模压成品率。

Description

一种耐温全息烫印膜

技术领域

本发明属于防伪技术领域，更具体地，涉及一种耐温全息烫印膜。

背景技术

激光全息防伪图案由于技术含量高、制备工艺复杂和具备特殊的光学效果，是目前重要的防伪技术手段之一。常见的产品形式之一为全息烫印膜，其包括基材、离型层、成像层、反射层和背胶层。使用时，背胶层与包装盒粘结，将基材层和离型层等多层结构剥离，即可使得激光全息图案层保留在包装对象上。该全息防伪图案可用于展现公司的logo、宣传标语等品牌图案，同时还可以通过图案中同位异像、微缩、透镜、动态等全息效果来实现防伪效果。

在一些特殊应用领域，如水转印工艺高温烘烤(150-200℃)、烫印后过打印机或者高速烫印等情况下，全息烫印膜会出现全息亮度下降或者发雾等问题。全息图像的图案信息来自于成像层表面微纳米结构与反射层界面的反射，而全息图像的亮度取决于微纳米结构的形态。由于成像层的热转化温度远大于胶层的热软化温度，微纳米结构的耐温性实际上取决于成像层的耐温性。当温度过高时，成像层出现软化，微纳米结构在高温下发生变化，从而导致全息亮度下降，影响到烫印膜的防伪力度和美观程度。实践中，大部分生产厂商采用提高成像层的玻璃化温度来提高全息烫印膜的耐温性，然而，成像层的温度提高会导致模压温度的提高，进而导致模压设备的使用寿命下降，模压成品率下降。类似的，现有技术中，CN103009849B公开了一种耐高温层叠证件材料的制造工艺，其采用提高全息涂层的耐高温性的方式，并在全息涂层表面进行真空镀铝，以提高层叠证件的材料的耐高温性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种耐温全息烫印膜，其目的在于在现有技术的基础上添加结构保护层从而对成像层与金属反射层的全息信息图案进行保护，由此解决现有技术的烫印膜在高温环境下容易雾化、防伪力度减弱的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明技术方案提供了一种耐温全息烫印膜，所述烫印膜包括依次层叠设置的基材层、离型层、成像层、金属反射层和背胶层，所述基材层作为最外侧的保护层，所述背胶层用于与标识物表面贴合，其特征在于，

所述金属反射层各处厚度均匀，其与成像层上具有全息图像微纳米结构的表面紧密贴合，从而将所述成像层的全息图像微纳米结构拓印到金属反射层上，使之可以呈现成像层的全息图像微纳米结构，所述金属反射层和背胶层之间还设有结构保护层，该结构保护层与金属反射层紧密贴合，使得结构保护层与金属反射层的贴合面上形成恰好与成像层微纳米结构相对应的结构，由此，全息图像信息被固定在成像层和结构保护层之间，从而实现对成像层微纳米结构的固化，保护烫印膜的全息图像信息在高温下不被破坏。

本发明技术方案中的烫印膜，其关键在于在现有技术的基础上，在金属反射层和背胶层之间添加了结构保护层，结构保护层的主要作用就是为了对成像层和金属反射层中的全息防伪信息进行保护。一般来说，全息图像的图案信息来自于成像层表面微纳米结构与金属反射层界面的反射，而全息图像的亮度取决于微纳米结构的形态，也就是说，成像层表面的微纳米结构的稳定性十分关键。微纳米结构稳定则烫印膜不易雾化，也能保持较好的防伪效果。本发明技术方案中，成像层、金属反射层和结构保护层依次叠加设置。其中，金属反射层厚度均匀，贴合在成像层具有微纳米结构的表面上，从而对成像层中包含全息信息的微纳米结构进行反射，以使全息图案呈现出更好的视觉效果。也就是说，在成像层的表面上均匀的覆盖了一层金属，覆盖了金属层以后，该金属层也可以反映出成像层全息图案的微纳米结构，本发明技术方案中，在上述可以反应成像层微纳米结构的金属层的基础上，添加了结构保护层，该结构保护层与金属反射层贴合的面上，形成了与成像层全息图案微纳米结构相对应的结构。而结构保护层具有较高的玻璃化温度，对成像层的微纳米结构起到进一步保护的作用，以防止成像层在高温环境下软化从而导致其中包含全息信息图案的微纳米结构在高温下被破坏。也就是说，结构保护层上形成了与成像层全息图案微纳米结构相互对应的结构，两者可以完全贴合，金属反射层在结构保护层和成像层之间，起到进一步支撑和呈现成像层的全息图案的作用。这样的话，即使成像层在高温环境下软化，其中包含全息信息图案的微纳米结构也会在结构保护层的保护下不会发生结构改变，也就是保证了全息图案的亮度和防伪力度。

作为本发明技术方案的一个优选，结构保护层厚度优选0.2～3微米，更优选的是0.5-1.0微米。

烫印膜的厚度一般在数十微米，结构保护层的厚度在0.2～3微米之间为宜。在此厚度下，结构保护层可以拓印出成像层的微纳米结构，并在一定温度下保持该结构不变，从而实现对成像层全息图案微纳米结构的保护。更优选的，结构保护层的厚度为0.5-1.0微米。厚度过薄时，虽然结构保护层可以拓印出成像层的微纳米结构，但是其本身厚度过薄，即使具有较高的玻璃化温度，在高温环境下结构保护层还是很容易发生形变，难以对成像层的微纳米结构起到保护作用。而厚度较大时虽然不会发生上述结构改变的问题，但是过厚的结构保护层不仅会导致烫印膜整体的厚度大幅度增加，影响烫印性能；同时，涂布较厚的结构保护层也对烫印膜制备设备提出了新的要求，增加了成本支出。

作为本发明技术方案的一个优选，结构保护层为树脂层，所述树脂层优选采用热塑性树脂和/或交联体系树脂。

热塑性树脂遇热软化，遇冷凝固，无论加热和冷却重复进行多少次，均能保持这种性能。其只在极端条件下才会发生化学反应，具有良好的化学结构稳定性。而交联体系树脂是线型或支型高分子链间以共价键连接所形成网状或体型高分子，其具有良好的力学强度、弹性、尺寸稳定性和耐溶剂性等。因为热塑性树脂和交联体系可以具有良好的耐温性和结构稳定性，并且玻璃化温度较高，本发明技术方案中，选择热塑性树脂或交联体系树脂或二者混合体作为结构保护层。

作为本发明技术方案的一个优选，热塑性树脂为纤维素硝酸酯、乙酸丁酸纤维素、聚碳酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯咔唑、苯乙烯-马来酸酐共聚物和丙烯酸树脂中的一种或多种。

作为本发明技术方案的一个优选，交联体系树脂为多羟基丙烯酸树脂、异氰酸酯的交联体系。

本发明技术方案中的烫印膜，结构保护层需要具有较好的耐高温性和结构稳定性才能对成像层的微纳米结构起到保护作用，而实践中，纤维素硝酸酯、乙酸丁酸纤维素、聚碳酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯咔唑、苯乙烯-马来酸酐共聚物和丙烯酸树脂的的熔融温度均130℃左右，在130℃左右的使用温度下，其结构也可以保持相对稳定；而多羟基丙烯酸树脂、异氰酸酯的交联体系具有良好的力学强度、弹性、尺寸稳定性和耐溶剂性。本发明技术方案的实施例中，结构保护层的玻璃化温度在130℃以上。

作为本发明技术方案的一个优选，基材层优选厚度为12-30微米的BOPET材料或BOPP材料。

本发明技术方案中，基材层采用BOPET材料或BOPP材料，厚度12-30微米。基材层作为烫印膜涂布的基础，使用时，通过离型层与烫印膜的其他结构剥离，再将剩余部分贴合到标识物上。如果基材层过薄，剥离的时候，基材层容易破损变形，影响烫印膜的使用；反之，如果基材层过厚，整个烫印膜的热传导性不足，导致烫印温度过高。厚度为12-30微米的基材层，其与烫印膜其他部分的粘合力度大小均匀，可以快速有效地实现上述剥离过程，不会影响到烫印膜的使用。

作为本发明技术方案的一个优选，离型层优选氧化聚乙烯蜡、石蜡、蒙旦蜡和巴西棕榈蜡中的一种或多种涂布而成，涂布厚度0.01-0.1微米。

离型层是为了烫印膜使用时具有全息图像信息部分与基材层剥离而设置，本发明技术方案中，采用氧化聚乙烯蜡、石蜡、蒙旦蜡和巴西棕榈蜡中的一种或多种，涂布厚度0.01-0.1微米。上述材料粘度较低，同时结构稳定，采用较小的力即可将离型层两侧的结构分开，0.01-0.1微米的厚度即可满足烫印膜的需求。过薄或者过厚的离型层不仅不利于剥离，也会影响烫印膜本身的美观性。

作为本发明技术方案的一个优选，成像层优选丙烯酸酯树脂材料涂布而成，涂布厚度0.8-1.8微米。

作为本发明技术方案的一个优选，金属反射层优选厚度20～60nm的铝层。

作为本发明技术方案的一个优选，金属反射层通过真空镀沉积于成像层的表面。

成像层作为全息防伪信息的主要载体，优选采用丙烯酸酯树脂材料涂布而成，涂布厚度0.8-1.8微米，在此厚度下，其可以满足全息模压机器的需求，在形成具有全息防伪信息的同时还能保持较高的透明度。由于成像层具有一定的透明度，为了更好地展示其中的全息信息图案，成像层具有全息信息的一侧还设置了一个金属反射层，金属反射层的主要作用是进一步凸显成像层中的全息防伪信息，其厚度较薄。本发明技术方案中，金属反射层优选20～60nm的铝层，金属铝优选采用真空镀的方式沉积到成像层的表面，这种方式可以使得金属层均匀覆盖成像层。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于设置了结构保护层，能够取得下列有益效果：

(1)本发明技术方案中的耐温全息烫印膜，其较普通全息烫印膜，在金属反射层和背胶层之间增设了结构保护层，结构保护层固定了铝层的全息纳米结构，使其在高温下结构不变形，即全息图像的亮度不损失，提高了全息烫印膜的耐温性，满足了水转印工艺要求(150-220℃烘烤)、烫印后激光打印等高温加工要求，从而避免烫印膜在高温环境下出现雾化、防伪力度降低等问题；

(2)本发明技术方案中的耐温全息烫印膜，其耐温性取决于结构保护层，成像层为普通全息烫印膜的成像材料，通过增加结构保护层，在高温环境下，不需要提高成像层的玻璃化温度，采用普通的模压设备在普通温度下还能够保持烫印膜的亮度和全息信息的完整度，节省了模压设备成本，保证了模压成品率。

附图说明

图1是本发明技术方案的耐温全息烫印膜的实施例的结构剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本发明实施例所构建的耐温全息烫印膜的结构剖视图。如图1中所示，该烫印膜从上到下依次包括包括基材层11、离型层12、成像层13，金属反射层14、结构保护层15和背胶层16等主要结构，下面将逐一对其进行详细说明。

基材层11作为支撑材料，本发明技术方案中优选PET或者PP材料，厚度为12-30微米。烫印后，基材层与其它层剥离。

离型层12具有离型功能，在烫印时，将基材层11与成像层13及以下多层剥离，本发明的全息烫印膜的剥离值0.01-0.2N(Labthink的FTP-F1测试仪，速度100mm/min，样品20mm宽)；优选氧化聚乙烯蜡、石蜡、蒙旦蜡、巴西棕榈蜡等乳液，涂布厚度0.01-0.1微米。

成像层13作为全息图像的载体，优选丙烯酸酯树脂材料，涂布厚度0.8-1.8微米。涂布后，通过热模压的方式，将全息镍板上的微纳米结构转移到成像层的下表面。结合金属反射层14，实现高亮度的全息图像。同时，金属反射层14通过真空镀层的方式沉积于成像层的表面，厚度20-60nm，铝层的结构与成像的微纳米结构一致。本发明技术方案中的金属反射层优选铝层。

结构保护层15是具有较高玻璃化温度树脂层，起到固定金属反射层微纳米结构的作用，使其在较高的温度下不变形，即保持全息图像的亮度和全息信息的完整；优选的高玻璃化温度的树脂为1)高玻璃化温度的热塑性树脂，如聚丙烯酰胺、高玻璃化温度丙烯酸树脂(120-150℃)及其共混体系；2)交联体系，如多羟基丙烯酸树脂/异氰酸酯的交联体系。结构保护层的厚度为0.2-3微米，优选地0.5-1.0微米。

背胶层16处于膜体的最下侧，并用于通过烫印方式附着于各类包装件的表面，离型层剥离，将全息图像转移到被烫物表面。

下面将示范性介绍按照本发明的耐温的全息烫印膜的制备流程。

(1)选择基材，本发明技术方案的实施例中优选双向拉伸的PET膜作为基材层。在基材层上涂布离型层，本发明技术方案的实施例中，优选石蜡乳液作为离型层涂层，网纹辊涂布。涂布温度为80℃～120℃，涂布速度为60～90m/min，离型层的厚度为0.01-0.1微米。

(2)在步骤(1)的基础上，在离型层上涂布成像层。本发明技术方案的实施例中优选邦固PET-808型号涂料，网纹辊涂布，涂布温度为80℃～150℃，涂布速度为60～90m/min，成像层厚度为1.0-1.5微米。进一步的，本实施例采用三友全息模压机，将设计好的激光全息图案在180℃～240℃的条件下，由镍板表面的微纳米结构转移到的丙烯酸酯树脂层(即成像层)的下表面，从而形成含有全息信息的成像层。

(3)在步骤(2)的成像层表面，添加金属反射层，以对成像层的全息信息进行进一步的展示和保护。具体来说,本实施例中使用真空镀膜机，以200m/min～250m/min的速度在成像层的表面蒸镀了一层铝反射层，其厚度优选20～60nm。

(4)本实施例中，进一步地在金属反射层的表面设置了结构保护层，以对成像层和金属反射层中所包含的全息信息进行保护。具体来说，在一个优选的实施例中，采用苯乙烯-马来酸酐/聚甲基丙烯酸甲酯为主体树脂，加入硝化棉、流平剂、消泡剂，得到结构保护层涂料，以网纹辊涂布的方式，将上述涂料涂布于铝反射层的表面，形成结构保护层。在另一个优选实施例中，结构保护层的涂料为交联体系，即以丙烯酸树脂、带羟基丙烯酸树脂为主体，配以异氰酸酯固化剂，得到丙烯酸树脂涂料，采用网纹辊涂布的方式，将上述涂料涂布在金属反射层上，形成结构保护层。

(5)结构保护层的表面设置有背胶层，本实施例中，优选采用东莞曾氏胶水作为背胶，涂布厚度0.8-1.8微米。

经过上述步骤，所得产品即为本发明技术方案的实施例中的耐温全息烫印膜。该烫印膜材料通过烫印转移到贴合物表面，从而发挥激光全息防伪的作用。

本实施例中的耐温烫印膜，其通过激光打印机，虽然会经过高温环境，但是其仍然可以保持较高的亮度，不会发雾。同时，由于本实施例中采用结构保护层对金属反射层和成像层的全息信息图案进行了进一步的结构保护，及时成像层出现软化，也不会影响全系亮度和烫印膜的防伪力度和美观程度。

更详细地说，现有技术中，为了应对烫印膜在高温环境下雾化、防伪力度减弱等问题，一般采用的是提高成像层的成像温度，这也就意味着在制备烫印膜的时候，需要提高温度才能够使得防伪信息有效地刻录到成像层表面上。而在此过程中，金属反射层只是起到增强成像层防伪信息显示效果的作用，进一步凸显成像层全息信息结构，对成像层本身的制备没有任何的影响。因此，烫印膜中微纳米结构的耐温性实际上取决于成像层的耐温性。在高温环境下，如果提高成像层的玻璃化温度，则对模压设备的具有较高的要求，现有的模压设备要么会在高温环境下降低使用寿命，要么需要更换耐高温的模压设备，直接带来烫印膜制备成本的提高。

本实施例中提出的技术方案，将改进点着重于提升对烫印膜中微纳米结构的保护。具体来说就是，通过增加结构保护层，将成像层与金属反射层中包含有全息信息图案的微纳米结构保护起来，使其在高温环境下不易产生形变，从而使其具有较高的耐温性。其原理在于，烫印膜的全息信息图案是通过全息模压机模压在成像层上的，其上覆盖有金属反射层，金属反射层完全贴合成像层设置，通过金属的反射效果，进一步立体呈现成像层的全息信息图案。通过在金属反射层的基础上进一步添加结构保护层，在该结构保护层具有较好的耐温性的情况下，即使成像层在高温环境下会发生软换，金属成像层在结构保护层的保护下，还可以维持其全息信息图案的完整性，从而避免烫印膜在高温环境下出现雾化、防伪力度降低等问题。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (10)

1.一种耐温全息烫印膜，其包括依次层叠设置的基材层、离型层、成像层、金属反射层和背胶层，其中，所述基材层作为最外侧的保护层，所述背胶层用于与标识物表面贴合，其特征在于，

所述金属反射层各处厚度均匀，其与成像层上具有全息图像微纳米结构的表面紧密贴合，从而可将所述成像层的全息图像微纳米结构拓印到金属反射层上，使之可以呈现成像层的全息图像微纳米结构；所述金属反射层和背胶层之间还设有结构保护层，该结构保护层与金属反射层紧密贴合，使得结构保护层与金属反射层的贴合面上形成恰好与成像层微纳米结构相对应的结构；由此，全息图像信息被固定在成像层和结构保护层之间，从而可实现对成像层微纳米结构的固化，保护烫印膜的全息图像信息在高温下不被破坏。

2.根据权利要求1或2所述的耐温全息烫印膜，其中，所述结构保护层厚度优选0.2～3微米，更优选的是0.5-1.0微米。

3.根据权利要求1或2所述的耐温全息烫印膜，其中，所述结构保护层为树脂层，所述树脂层优选采用热塑性树脂和/或交联体系树脂。

4.根据权利要求3所述的耐温全息烫印膜，其中，所述热塑性树脂为纤维素硝酸酯、乙酸丁酸纤维素、聚碳酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯咔唑、苯乙烯-马来酸酐共聚物和丙烯酸树脂中的一种或多种。

5.根据权利要求3或4所述的耐温全息烫印膜，其中，所述交联体系树脂为多羟基丙烯酸树脂、异氰酸酯的交联体系。

6.根据权利要求1或2所述的耐温全息烫印膜，其中，所述基材层优选厚度为12-30微米的PET材料。

7.根据权利要求1或2所述的耐温全息烫印膜，其中，所述离型层优选氧化聚乙烯蜡、石蜡、蒙旦蜡和巴西棕榈蜡中的一种或多种涂布而成，涂布厚度0.01-0.1微米。

8.根据权利要求1或2所述的耐温全息烫印膜，其中，所述成像层优选丙烯酸酯树脂材料涂布而成，涂布厚度0.8-1.8微米。

9.根据权利要求1或2所述的耐温全息烫印膜，其中，所述金属反射层优选厚度20～60nm的铝层。

10.根据权利要求1或2所述的耐温全息烫印膜，其中，所述金属反射层通过真空镀沉积于成像层的表面。