CN110002103B - 环保铝箔纸及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了环保铝箔纸及其加工方法，环保铝箔纸，包括铝层和含有阻燃剂的涂布层，所述铝层的一面涂有含有阻燃剂的涂布层，所述铝层的另一面涂有荧光防伪层；阻燃剂的制备：首先将10‑20份纳米氢氧化铝从粉体打浆，在高剪切乳化机上进行高速分散，调节好转速和温度后，转速为800转/分钟，温度为150‑200℃，分别加入1‑2份分散剂和1‑2份改性剂，改性10‑30分钟后，进行抽滤、洗涤、干燥、粉碎、研磨、过筛得到活性氢氧化铝粉末；该环保铝箔纸，阻燃效果好，环保无毒，并且具有良好的抗老化效果，使用寿命长，固化设备固化效果好，具备净化的功能，避免气体污染环境。

Description

环保铝箔纸及其加工方法
技术领域
本发明涉及铝箔纸制造技术领域，具体涉及环保铝箔纸及其加工方法。
背景技术
铝箔纸是由铝箔衬纸与铝箔裱糊粘合而成的纸。质软容易变型，如纸一样，而且变形后不反弹。可以定性，保证遮光，不会掉落，不透光，无污染，价钱便宜，供高级卷烟、糖果等食品防潮和装饰包装用。
我国是世界上最大的卷烟生产和消费大国，目前我国有146家大型卷烟厂，年产卷烟总量3400万大箱，基本都采用香烟箔包装。为了树立企业形象、提升品牌价值，同时也为了防伪的需要，卷烟工业企业在保证卷烟内在质量的同时，越来越注重对卷烟包装内衬——铝箔纸的开发利用，纷纷在其上印刷图文，从此使卷烟铝箔纸进入图文并茂、精彩纷呈、防潮防伪功能兼有的全新发展时期。
现有技术中虽然在铝箔纸中涂布有阻燃剂，但是涂布的阻燃剂效果差，并且容易产生大量的毒气，危害人体健康，同时铝箔纸的使用寿命低，容易被氧化，并且现有固化设备，固化效果差，不具备净化的作用，容易污染环境。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供环保铝箔纸及其加工方法，解决现有技术中虽然在铝箔纸中涂布有阻燃剂，但是涂布的阻燃剂效果差，并且容易产生大量的毒气，危害人体健康，同时铝箔纸的使用寿命低，容易被氧化，并且现有固化设备，固化效果差，不具备净化的作用，容易污染环境等技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
环保铝箔纸，包括铝层和含有阻燃剂的涂布层，所述铝层的一面涂有含有阻燃剂的涂布层，所述铝层的另一面涂有荧光防伪层；
环保铝箔纸的加工方法,包括以下步骤：
步骤一：阻燃剂的制备：首先将10-20份纳米氢氧化铝从粉体打浆，在高剪切乳化机上进行高速分散，调节好转速和温度后，转速为800转/分钟，温度为150-200℃，分别加入1-2份分散剂和1-2份改性剂，改性10-30分钟后，进行抽滤、洗涤、干燥、粉碎、研磨、过筛得到活性氢氧化铝粉末，然后加入5-15份包覆红磷和10-15份抗老化剂，搅拌混合均匀，既可得改性到阻燃剂；
步骤二：荧光防伪层的制备，将300mL的三氯甲烷和30mL的二乙胺依次加入到烧瓶中，将反应液加热回流50-70小时，温度控制在65-75℃，既可得到透明荧光涂料；
步骤三：利用涂布辊将制备的阻燃剂涂布在铝层的一面，得到涂布层，将荧光涂料涂布在铝层的另一面，得到荧光防伪层，然后通过固化设备固化为一体，得到环保铝箔纸。
作为本发明进一步的方案：所述步骤一中抗老化剂的制备方法为：向三口烧瓶中加入硅烷偶联剂、纳米TiO2和纳米ZnO，搅拌混合10-15分钟，然后量取50mL的去离子水，放入250mL的三口烧瓶中搅拌20-40分钟，然后放入超声器内，超声1分钟，既可得到改性老化剂。
作为本发明进一步的方案：所述步骤三中的固化为：在温度为20-40℃的环境中放置12小时进行固化。
作为本发明进一步的方案：所述步骤三中固化设备包括加热箱体、固化箱体和净化箱体，所述固化箱体的一侧设置有加热箱体，所述加热箱体的一侧安装有进风管，所述加热箱体的内部安装有风扇，所述风扇的一侧安装有加热元件，所述加热箱体的另一侧安装有通气管，所述通气管伸入固化箱体，所述固化箱体的底部中心处竖直安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与转轴的一端连接，所述转轴的另一端伸入固化箱体内，且与固化箱体内部设置的放置盘固定连接，所述固化箱体的上端内壁两侧均安装有加热片，所述固化箱体的顶部通过进气管与净化箱体连接；
所述净化箱体的内部依次设置有活性炭层、沸石分子筛层和HEPA滤网，所述净化箱体的另一端安装有排气管。
作为本发明进一步的方案：所述固化箱体的底部两端对称安装有支架。
作为本发明进一步的方案：所述放置盘上均匀开设有通孔，且磁条用于固定铝箔纸。
本发明的有益效果：
1、本发明在制备过程中加入了阻燃剂，阻燃剂由纳米氢氧化铝和包覆红磷组成，氢氧化铝达到一定用量时,供水作用充分,使红磷在燃烧时的氢化产物迅速水化成磷酸,磷酸缩合生成聚偏磷酸玻璃状覆盖物,充分发挥了红磷的阻燃作用；聚偏磷酸的生成,加之氢氧化铝的存在，促进了燃烧时形成炭化层；此炭化层既可以阻挡热量和氧气进入,又可阻挡热解产生的小分子可燃性气体进入气相，环保、无毒、阻燃性好；
2、本发明还添加了抗老化剂，通过偶联剂对纳米粒子进行改性，提高其亲和性，纳米TiO2和ZnO对紫外线的吸收作用来源于它们的半导体特性,半导体能带理论认为,当激发光子能量高于半导体带隙能时,半导体就能吸收该光子的能量，从而具有良好的抗老化性能，提高使用寿命；荧光防伪层具有良好的防伪作用；
3、将铝箔纸放在放置盘上，通过磁条将其固定在放置盘上，放置盘为铁质材料，然后控制加热元件和加热片工作，风扇工作，通过风力将加热元件产生的热量通过通气管吹到固化箱体中，对铝箔纸进行加热固化，同时旋转电机通过转轴带动放置盘转动，进一步加快铝箔纸固化，最后气体通过进气管进入到净化箱体中，首先通过活性炭层吸附除去异味，然后通过沸石分子筛层进行净化，能吸附空气中的甲醛、硫化氢、氨气、苯等有毒有害气体，最后通过HEPA滤网进行净化后，通过排气管排出，具有良好的净化作用，更加环保，避免污染环境。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明环保铝箔纸整体结构示意图；
图2是本发明中固化设备整体结构示意图；
图3是本发明固化设备中净化箱体内部结构示意图。
图中：1、铝层；2、荧光防伪层；3、涂布层；4、进风管；5、风扇；6、加热元件；7、加热箱体；8、固化箱体；9、旋转电机；10、转轴；11、通孔；12、磁条；13、加热片；14、排气管；15、净化箱体；16、进气管；17、放置盘；18、通气管；19、活性炭层；20、沸石分子筛层；21、HEPA滤网。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3所示，环保铝箔纸及其加工方法；
实施例1：
环保铝箔纸，包括铝层1和含有阻燃剂的涂布层3，所述铝层1的一面涂有含有阻燃剂的涂布层3，所述铝层1的另一面涂有荧光防伪层2；
环保铝箔纸的加工方法,包括以下步骤：
步骤一：阻燃剂的制备：首先将10份纳米氢氧化铝从粉体打浆，在高剪切乳化机上进行高速分散，调节好转速和温度后，转速为800转/分钟，温度为150℃，分别加入1份分散剂和1份改性剂，改性10分钟后，进行抽滤、洗涤、干燥、粉碎、研磨、过筛得到活性氢氧化铝粉末，然后加入5份包覆红磷和10份抗老化剂，搅拌混合均匀，既可得改性到阻燃剂；
步骤二：荧光防伪层2的制备，将300mL的三氯甲烷和30mL的二乙胺依次加入到烧瓶中，将反应液加热回流50小时，温度控制在65℃，既可得到透明荧光涂料；
步骤三：利用涂布辊将制备的阻燃剂涂布在铝层1的一面，得到涂布层3，将荧光涂料涂布在铝层1的另一面，得到荧光防伪层2，然后通过固化设备固化为一体，在温度为20℃的环境中放置12小时进行固化，得到环保铝箔纸。
步骤一中抗老化剂的制备方法为：向三口烧瓶中加入硅烷偶联剂、纳米TiO2和纳米ZnO，搅拌混合10分钟，然后量取50mL的去离子水，放入250mL的三口烧瓶中搅拌20分钟，然后放入超声器内，超声1分钟，既可得到改性老化剂。
将该实施例制备的环保铝箔纸进行氧指数测试，测试得到的氧指数为32％，并在一定阳光的照射下进出抗老化测试，测试得到的该环保铝箔纸的红外线反射率为80.3％。
实施例2：
环保铝箔纸，包括铝层1和含有阻燃剂的涂布层3，所述铝层1的一面涂有含有阻燃剂的涂布层3，所述铝层1的另一面涂有荧光防伪层2；
环保铝箔纸的加工方法,包括以下步骤：
步骤一：阻燃剂的制备：首先将20份纳米氢氧化铝从粉体打浆，在高剪切乳化机上进行高速分散，调节好转速和温度后，转速为800转/分钟，温度为200℃，分别加入2份分散剂和2份改性剂，改性30分钟后，进行抽滤、洗涤、干燥、粉碎、研磨、过筛得到活性氢氧化铝粉末，然后加入15份包覆红磷和13份抗老化剂，搅拌混合均匀，既可得改性到阻燃剂；
步骤二：荧光防伪层2的制备，将300mL的三氯甲烷和30mL的二乙胺依次加入到烧瓶中，将反应液加热回流60小时，温度控制在70℃，既可得到透明荧光涂料；
步骤三：利用涂布辊将制备的阻燃剂涂布在铝层1的一面，得到涂布层3，将荧光涂料涂布在铝层1的另一面，得到荧光防伪层2，然后通过固化设备固化为一体，在温度为30℃的环境中放置12小时进行固化，得到环保铝箔纸。
步骤一中老化剂的制备方法为：向三口烧瓶中加入硅烷偶联剂、纳米TiO2和纳米ZnO，搅拌混合13分钟，然后量取50mL的去离子水，放入250mL的三口烧瓶中搅拌30分钟，然后放入超声器内，超声1分钟，既可得到改性老化剂。
将该实施例制备的环保铝箔纸进行氧指数测试，测试得到的氧指数为31.3％，并在一定阳光的照射下进出抗老化测试，测试得到的该环保铝箔纸的红外线反射率为81.2％。
实施例3：
环保铝箔纸，包括铝层1和含有阻燃剂的涂布层3，所述铝层1的一面涂有含有阻燃剂的涂布层3，所述铝层1的另一面涂有荧光防伪层2；
环保铝箔纸的加工方法,包括以下步骤：
步骤一：阻燃剂的制备：首先将20份纳米氢氧化铝从粉体打浆，在高剪切乳化机上进行高速分散，调节好转速和温度后，转速为800转/分钟，温度为200℃，分别加入2份分散剂和2份改性剂，改性30分钟后，进行抽滤、洗涤、干燥、粉碎、研磨、过筛得到活性氢氧化铝粉末，然后加入15份包覆红磷和15份抗老化剂，搅拌混合均匀，既可得改性到阻燃剂；
步骤二：荧光防伪层2的制备，将300mL的三氯甲烷和30mL的二乙胺依次加入到烧瓶中，将反应液加热回流70小时，温度控制在75℃，既可得到透明荧光涂料；
步骤三：利用涂布辊将制备的阻燃剂涂布在铝层1的一面，得到涂布层3，将荧光涂料涂布在铝层1的另一面，得到荧光防伪层2，然后通过固化设备固化为一体，在温度为40℃的环境中放置12小时进行固化，得到环保铝箔纸。
步骤一中抗老化剂的制备方法为：向三口烧瓶中加入硅烷偶联剂、纳米TiO2和纳米ZnO，搅拌混合15分钟，然后量取50mL的去离子水，放入250mL的三口烧瓶中搅拌40分钟，然后放入超声器内，超声1分钟，既可得到改性老化剂；
将该实施例制备的环保铝箔纸进行氧指数测试，测试得到的氧指数为33.4％，并在一定阳光的照射下进出抗老化测试，测试得到的该环保铝箔纸的红外线反射率为79.5％。
本发明在制备过程中加入了阻燃剂，阻燃剂由纳米氢氧化铝和包覆红磷组成，氢氧化铝达到一定用量时,供水作用充分,使红磷在燃烧时的氢化产物迅速水化成磷酸,磷酸缩合生成聚偏磷酸玻璃状覆盖物,充分发挥了红磷的阻燃作用；聚偏磷酸的生成,加之氢氧化铝的存在，促进了燃烧时形成炭化层；此炭化层既可以阻挡热量和氧气进入,又可阻挡热解产生的小分子可燃性气体进入气相，环保、无毒、阻燃性好；
同时添加了抗老化剂，通过偶联剂对纳米粒子进行改性，提高其亲和性，纳米TiO2和ZnO对紫外线的吸收作用来源于它们的半导体特性,半导体能带理论认为,当激发光子能量高于半导体带隙能时,半导体就能吸收该光子的能量，从而具有良好的抗老化性能，提高使用寿命；
荧光防伪层2具有良好的防伪作用。
参阅图2-3所示，步骤三中固化设备包括加热箱体7、固化箱体8和净化箱体15，固化箱体8的一侧设置有加热箱体7，加热箱体7的一侧安装有进风管4，加热箱体7的内部安装有风扇5，风扇5的一侧安装有加热元件6，加热箱体7的另一侧安装有通气管18，通气管18伸入固化箱体8，固化箱体8的底部中心处竖直安装有旋转电机9，旋转电机9的输出轴与转轴10的一端连接，转轴10的另一端伸入固化箱体8内，且与固化箱体8内部设置的放置盘17固定连接，固化箱体8的上端内壁两侧均安装有加热片13，固化箱体8的顶部通过进气管16与净化箱体15连接；净化箱体15的内部依次设置有活性炭层19、沸石分子筛层20和HEPA滤网21，净化箱体15的另一端安装有排气管14。
固化箱体8的底部两端对称安装有支架，便于支撑固化箱体8；放置盘17上均匀开设有通孔11，通过通孔11加快铝箔纸的固化，且磁条12用于固定铝箔纸。
本发明的工作原理：将铝箔纸放在放置盘17上，通过磁条12将其固定在放置盘17上，放置盘17为铁质材料，然后控制加热元件6和加热片13工作，风扇5工作，通过风力将加热元件6产生的热量通过通气管18吹到固化箱体8中，对铝箔纸进行加热固化，同时旋转电机9通过转轴10带动放置盘17转动，进一步加快铝箔纸固化，最后气体通过进气管16进入到净化箱体15中，首先通过活性炭层19吸附除去异味，然后通过沸石分子筛层20进行净化，能吸附空气中的甲醛、硫化氢、氨气、苯等有毒有害气体，最后通过HEPA滤网21进行净化后，通过排气管14排出，更加环保，避免污染环境。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.环保铝箔纸，包括铝层(1)和含有阻燃剂的涂布层(3)，其特征在于，所述铝层(1)的一面涂有含有阻燃剂的涂布层(3)，所述铝层(1)的另一面涂有荧光防伪层(2)；
其中，阻燃剂通过下述步骤制备得到，首先将10-20份纳米氢氧化铝从粉体打浆，在高剪切乳化机上进行高速分散，调节好转速和温度后，转速为800转/分钟，温度为150-200℃，分别加入1-2份分散剂和1-2份改性剂，改性10-30分钟后，进行抽滤、洗涤、干燥、粉碎、研磨、过筛得到活性氢氧化铝粉末，然后加入5-15份包覆红磷和抗老化剂，搅拌混合均匀，既可得改性到阻燃剂；
其中，荧光防伪层(2)为荧光涂料，荧光涂料通过下述步骤制备得到：将300mL的三氯甲烷和30mL的二乙胺依次加入到烧瓶中，将反应液加热回流50-70小时，温度控制在65-75℃，既可得到透明荧光涂料；
所述抗老化剂的制备方法为：向三口烧瓶中加入硅烷偶联剂、纳米TiO2和纳米ZnO，搅拌混合10-15分钟，然后量取50mL的去离子水，放入250mL的三口烧瓶中搅拌20-40分钟，然后放入超声器内，超声1分钟，既可得到改性老化剂。
2.环保铝箔纸的加工方法,其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：阻燃剂的制备：首先将10-20份纳米氢氧化铝从粉体打浆，在高剪切乳化机上进行高速分散，调节好转速和温度后，转速为800转/分钟，温度为150-200℃，分别加入1-2份分散剂和1-2份改性剂，改性10-30分钟后，进行抽滤、洗涤、干燥、粉碎、研磨、过筛得到活性氢氧化铝粉末，然后加入5-15份包覆红磷和10-15份抗老化剂，搅拌混合均匀，既可得改性到阻燃剂；
步骤二：荧光防伪层(2)的制备，将300mL的三氯甲烷和30mL的二乙胺依次加入到烧瓶中，将反应液加热回流50-70小时，温度控制在65-75℃，既可得到透明荧光涂料；
步骤三：利用涂布辊将制备的阻燃剂涂布在铝层(1)的一面，得到涂布层(3)，将荧光涂料涂布在铝层(1)的另一面，得到荧光防伪层(2)，然后通过固化设备固化为一体，得到环保铝箔纸；
所述步骤一中抗老化剂的制备方法为：向三口烧瓶中加入硅烷偶联剂、纳米TiO2和纳米ZnO，搅拌混合10-15分钟，然后量取50mL的去离子水，放入250mL的三口烧瓶中搅拌20-40分钟，然后放入超声器内，超声1分钟，既可得到改性老化剂。
3.根据权利要求2所述的环保铝箔纸的加工方法,其特征在于，所述步骤三中的固化为：在温度为20-40℃的环境中放置12小时进行固化。
4.根据权利要求2所述的环保铝箔纸的加工方法,其特征在于，所述步骤三中固化设备包括加热箱体(7)、固化箱体(8)和净化箱体(15)，所述固化箱体(8)的一侧设置有加热箱体(7)，所述加热箱体(7)的一侧安装有进风管(4)，所述加热箱体(7)的内部安装有风扇(5)，所述风扇(5)的一侧安装有加热元件(6)，所述加热箱体(7)的另一侧安装有通气管(18)，所述通气管(18)伸入固化箱体(8)，所述固化箱体(8)的底部中心处竖直安装有旋转电机(9)，所述旋转电机(9)的输出轴与转轴(10)的一端连接，所述转轴(10)的另一端伸入固化箱体(8)内，且与固化箱体(8)内部设置的放置盘(17)固定连接，所述固化箱体(8)的上端内壁两侧均安装有加热片(13)，所述固化箱体(8)的顶部通过进气管(16)与净化箱体(15)连接；
所述净化箱体(15)的内部依次设置有活性炭层(19)、沸石分子筛层(20)和HEPA滤网(21)，所述净化箱体(15)的另一端安装有排气管(14)。
5.根据权利要求4所述的环保铝箔纸的加工方法,其特征在于，所述固化箱体(8)的底部两端对称安装有支架。
6.根据权利要求4所述的环保铝箔纸的加工方法,其特征在于，所述放置盘(17)上均匀开设有通孔(11)，且磁条(12)用于固定铝箔纸。
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