CN110696474A - 一种采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合‑转移工艺，该工艺包括转移膜与纸张的复合和转移基膜的剥离，转移膜与纸张复合的胶水为平均相对分子量为1000‑6000的单组分无溶剂聚氨酯胶水，其游离NCO‑含量为2‑10%，胶水在55‑85°C下的粘度为200‑800mpa.s；转移膜与纸张复合的装置包括涂布单元、加湿单元、复合单元、冷却单元和收卷单元；涂布单元是由储胶钢辊、计量钢辊、转移胶辊、涂布钢辊和涂布压辊构成的五辊递胶涂布结构；转移膜与纸张复合后经过熟化工序后再进行转移基膜的剥离。本发明的复合‑转移工艺，通过控制胶水的NCO‑含量、粘度、相对平均分子量和控制涂布均匀性和涂层厚度，来获得耐折性好、附着力强和抗湿变性能的烟包转移卡纸。
Description
技术领域
本发明涉及纸塑复合-转移工艺，尤其涉及一种应用于烟包转移卡纸生产的纸塑复合-转移工艺，更具体是涉及一种应用于烟包转移卡纸生产且采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺。
背景技术
香烟包装盒主要是用于保护烟支，方便卷烟储存和运输。目前用于制作香烟包装盒的纸张，主要为硬包的白卡纸和软包的铜版纸，这些纸张均属于高档包装纸。为了增加香烟包装盒的装饰性和防伪性，通常是采用白卡纸或铜版纸与转移膜复合后剥离基膜得到的转移卡纸（烟包转移卡纸）作为盒体的制作材料。目前烟包转移卡纸均是采用湿法复合工艺生产：即通过在转移膜的转移膜面（镀铝层或硫化锌层）涂布自交联型改性丙烯酸酯高分子聚合乳液后与纸张进行压合，进入烘箱进行热固化，再剥离基膜，达到复合-转移的目的，这种工艺具有涂布施工方便、流平性好，无有机溶剂挥发等优点，但产品存在复合牢固度和耐折性较差（尤其是湿强度差）等性能缺陷一直无法克服；另外，该复合工艺是通过三辊递胶方式给转移膜的转移膜面上胶，三辊递胶结构主要由网纹钢辊、上胶胶辊、涂布压辊构成，其传递方式主要是由网纹钢辊从胶槽中把胶传递给上胶胶辊，再通过涂布压辊施压把胶水涂布到基材表面，这种三辊递胶方式无法涂布高粘度的无溶剂胶水，均匀性很差，而且是压力控制上胶量，精确度更差。
发明内容
为克服以上存在的问题，本发明的目的是提供一种采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，由该方法获得的烟包转移卡纸具有优越的复合牢固度和耐折性。
为实现以上目的，本发明的采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，包括转移膜与纸张的复合工序和转移基膜的剥离工序，其特征在于：所述转移膜与纸张的复合工序中，转移膜与纸张复合的胶水为平均相对分子量为1000-6000的单组分无溶剂聚氨酯胶水，其游离NCO-含量为2-10%，胶水在55-85°C下的粘度为200-800mpa.s；转移膜与纸张复合的装置依转移膜运行的方向依次包括涂布单元、加湿单元、复合单元、冷却单元和收卷单元；涂布单元是由储胶钢辊、计量钢辊、转移胶辊、涂布钢辊和涂布压辊构成的五辊递胶涂布结构；所述复合-转移工艺还包括有半成品熟化工序，该熟化工序设置在转移基膜的剥离工序前。
优选的，上述复合-转移工艺中，所述胶水是由如下的组分及重量配比制备得到：聚酯多元醇树脂10-20、聚醚多元醇树脂60-120、二苯基甲烷二异氰酸酯50-70、有机锡催化剂0.01-0.03、丁二醇扩链剂0.5-3、原甲酸三乙酯除水剂0.1-1。
优选的，上述复合-转移工艺中，所述聚酯多元醇树脂优选聚乙二醇，聚醚多元醇树脂优选聚氧化丙烯二醇和/或聚氧化丙烯三醇。
优选的，上述复合-转移工艺中，所述转移膜与纸张的复合工序中，转移膜上胶水的干凃量优选2.5-3.6g/m2，涂布速度优选150-200m/min。
优选的，上述复合-转移工艺中，优选的，上述复合-转移工艺中，所述储胶钢辊、计量钢辊和涂布钢辊均设有导热油或热水的循环道，涂布时，储胶钢辊、计量钢棍和涂布钢辊的温度控制在80-85℃。
优选的，上述复合-转移工艺中，所述复合单元复合辊的温度为40-50℃，复合压力0.2-0.4mpa。
优选的，上述复合-转移工艺中，所述熟化工序是在温度为25-40℃、湿度为60%±10的环境下熟化8-24小时。
优选的，上述复合-转移工艺中，所述涂布单元和加湿单元之间还设有经上胶后的转移膜通过的保温通道，保温通道的温度为40-42℃。
优选的，上述复合-转移工艺中，所述加湿单元是采用超声波雾化水分，雾化后的环境湿度保持在50%到80%。
优选的，上述复合-转移工艺中，所述冷却单元是采用双S冷却辊进行冷却，冷却温度为20-22℃。
优选的，上述复合-转移工艺中，所述收卷单元为双曲线和直线两种锥度张力控制模式，收卷的张力为25-35Kg、锥度为60%。
本发明的采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，与现有湿法复合工艺相比，具有如下的优点：
1、采用单组份无溶剂潮湿固化型聚氨酯胶粘剂作为纸塑复合的胶水，在软硬单体比例方面可调，从而可控制端NCO-含量，而NCO-基团通过与纸张里的微量水分或活性氢基团进行反应生成的脲键、氢键等化学键，可与纸张产生牢固的化学粘结，同时脲键与铝层（或硫化锌层）之间通过氢键螯合形成酰脲-金属氧化物络合物，又能与铝层（或硫化锌层）牢固的结合起来，使得复合产品具有更优越的耐折、附着力及抗湿变性能。
2、胶水的分子量较高、粘度较大，在纸塑复合过程中，胶水不易渗透到纸张的内部，同时没有小分子产生，胶水也不易透过铝层，可以在较少涂胶量的情况下，确保复合产品的强度以及保证转移效果。
3、采用五辊递胶方式进行胶水的涂布，通过计量钢棍将胶水传递给转移胶辊，可确保准确的上胶量，而通过对储胶钢辊、计量钢辊和涂布钢辊的加热，可降低胶水的粘度、提高胶水的流动性、让涂布更加均匀，从而保证高涂布量下涂层的均匀性和涂层厚度的一致性。
4、本发明的复合-转移工艺，采用的转移胶水为100%固含，不含任何溶剂，生产及应用过程达到零排放和不附加VOCs的残留，在复合过程中无需对胶水进行烘干，可以大幅度降低能耗，实现环保节能的目的。
5、本发明的复合-转移工艺，可以实现平均200 m/min的生产速度，相比较目前湿法复合100m/min的生产速度，能大幅提高纸塑复合的生产效率。
附图说明
图1是本发明纸塑复合-转移工艺的工艺步骤流程图。
图2是本发明纸塑复合-转移工艺中转移膜与纸张的复合工序的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，包括转移膜与纸张的复合工序1、复合半成品的熟化工序2和转移基膜的剥离工序3；如图2所示，在转移膜与纸张的复合工序中，转移膜与纸张复合的装置依转移膜运行的方向依次设置有涂布单元11、保温通道12、加湿单元13、复合单元14、冷却单元15和收卷单元16，涂布单元是由储胶钢111、计量钢辊112、转移胶辊113、涂布钢辊114和涂布压辊115构成的五辊递胶涂布结构，由供胶机向储胶辊供胶，储胶钢辊和计量钢辊储存胶水，由计量钢辊把胶水传递给转移胶辊，转移胶辊再传递给涂布钢辊，通过涂布压辊施压把胶水涂布到转移膜的表面；供胶机中的胶水通过加热盘加热降低粘度，导热油或水通过模温机加热后连通储胶钢辊、计量钢辊和涂布钢辊的循环道，实现对储胶钢辊、计量钢辊和涂布钢辊温度的控制。
本发明涂布单元的计量钢辊及转移胶辊独立控制，可准确调整上胶量，保证高涂布量下涂布更均匀；加湿单元采用超声波雾化水分，目的是保证胶水有足够的水分参与反应；复合单元采用热压复合，主要是让胶层保持一定的温度，使粘度不至于下降过快，同时使胶层变软，增加胶水的初粘力、达到更好的复合牢度；冷却单元采用双S冷却辊冷却方式，可使胶层得到充分冷却，从而增大粘度，提高胶层的内聚强度，同时释放应力，减少胶水的蠕动能力、达到定型的作用；收卷单元采用双曲线和直线两种锥度张力控制模式，主要是考虑由于无溶剂纸塑复合工艺胶水初粘力较低，收卷时必须要确保整齐控制好张力锥度，避免纸张隧道效应；保温通道的设置是防止冬天温度太低而造成胶膜粘度上升过快、造成胶纹现象，夏天是不需要的。
下面是本发明采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺的具体实施例，该实施例只是对本发明纸塑复合-转移工艺的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围。
实施例
1. 胶水的制备
（1） 胶水配方：
表1
（2） 制备方法：
A.按上述配方将聚乙二醇、聚氧化丙烯二醇和聚氧化丙烯三醇放于四口烧瓶中，升温至110-120℃，真空-0.1MPa条件下，脱水1-2小时，检测体系含水量少于0.05％为合格，降温至40℃、待用；
B.向四口烧瓶中加入二苯基甲烷二异氰酸酯，用有机锡作为催化剂，依次加入丁二醇扩链剂、原甲酸三乙酯除水剂，升温至85～95℃，反应4小时，降温至40℃即得目标产物。
（3）检测上述方法制备得到的目标产物的技术参数，结果如下：
表2
2、纸塑复合-转移工艺的工艺技术参数如下：
表3
3、复合-转移
采用配方1、配方2的胶水分别按上述的工艺参数进行纸塑复合-转移，其工艺流程是：转移膜10从第一放卷装置4放出，经五辊递胶涂布单元11涂上胶水，涂有胶水的转移膜20膜面向上，通过保温通道12和加湿单元13后与从第二放卷装置5放出的白卡纸或铜版纸30在复合单元14进行纸塑热压复合，复合后的半成品40经冷却单元15冷却后，由收卷单元16进行收卷，收卷后的半成品在熟化工序中进行熟化，熟化后的半成品进行基膜剥离，收卷得到转移卡纸1、转移卡纸2，如图1、2所示。
4、对转移卡纸1、转移卡纸2的性能进行测试，结果如下：
表4
从上述结果可以看出，由本发明复合-转移方法获得的转移卡纸，其耐折和附着力性能比传统湿法复合获得的转移卡纸有明显提升，同时其他相关性能都能满足印刷要求。
5、对比实例及检测结果
采用市面销售的单组份胶水（高盟胶水1、高盟胶水2、万力胶水1、万力胶水2），涂布方式和工艺参数与本发明相同，得到的产品与本发明采用配方1和配方2得到的产品性能进行比较，结果如表5-8所示：
表5（游离NCO-含量偏大的胶水）
表6（粘度偏大的胶水）
表7（相对分子质量与粘度偏大的胶水）
表8（相对分子质量与粘度偏小的胶水）
通过对比实验及检测结果可以看出，胶水的游离NCO-含量、粘度和平均相对分子量对最终获得产品的各方面性能有至关重要的影响。本发明的复合-转移工艺，通过控制胶水的NCO-含量、粘度、相对平均分子量和控制涂布均匀性和涂层厚度，来获得耐折性好、附着力强的烟包转移卡纸。
Claims (10)
1.一种采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，包括转移膜与纸张的复合工序和转移基膜的剥离工序，其特征在于：所述转移膜与纸张的复合工序中，转移膜与纸张复合的胶水为平均相对分子量为1000-6000的单组分无溶剂聚氨酯胶水，其游离NCO-含量为2-10%，胶水在55-85°C下的粘度为200-800mpa.s；转移膜与纸张复合的装置依转移膜运行的方向依次包括有涂布单元、加湿单元、复合单元、冷却单元和收卷单元；涂布单元是由储胶钢辊、计量钢辊、转移胶辊、涂布钢辊和涂布压辊构成的五辊递胶涂布结构；所述复合-转移工艺还包括有半成品熟化工序，该熟化工序设置在转移基膜的剥离工序前。
2.根据权利要求1所述的采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，其特征在于：所述胶水是由如下的组分及重量配比制备得到：聚酯多元醇树脂10-20、聚醚多元醇树脂60-120、二苯基甲烷二异氰酸酯50-70、有机锡催化剂0.01-0.03、丁二醇扩链剂0.5-3、原甲酸三乙酯除水剂0.1-1。
3.根据权利要求1或2所述的采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，其特征在于：所述聚酯多元醇树脂为聚乙二醇，聚醚多元醇树脂为聚氧化丙烯二醇和/或聚氧化丙烯三醇。
4.根据权利要求3所述的采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，其特征在于：所述转移膜与纸张的复合工序中，转移膜上胶水的干凃量为2.5-3. 6g/m2，涂布速度为150-200m/min。
5.根据权利要求4所述的采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，其特征在于：所述储胶钢辊、计量钢辊和涂布钢辊均设有导热油或水的循环道，涂布时，储胶钢辊、计量钢棍和涂布钢辊的温度控制在80-85℃。
6.根据权利要求5所述的采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，其特征在于：所述复合单元复合辊的温度为45-50℃，复合压力为0.2-0.4mpa。
7.根据权利要求6所述的采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，其特征在于：所述熟化工序是在温度为25-40℃、湿度为60%±10的环境下熟化8-24小时。
8.根据权利要求7所述的采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，其特征在于：所述加湿单元是采用超声波雾化水分，雾化后的环境湿度保持在50%到80%。
9.根据权利要求8所述的采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，其特征在于：所述冷却单元是采用双S冷却辊进行冷却，冷却温度为20-22℃；收卷单元为双曲线和直线两种锥度张力控制模式，收卷的张力为25-35Kg、锥度为60%。
10.根据权利要求1-9任一所述的采用单组份无溶剂胶水的纸塑复合-转移工艺，其特征在于：所述涂布单元和加湿单元之间还设有经上胶后的转移膜通过的保温通道，保温通道的温度为40-42℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Guorui Inventor after: Huang Xiaojia Inventor after: Li Guoquan Inventor after: Xu Zhijiang Inventor after: Zheng Jianwu Inventor before: Wang Guorui Inventor before: Li Guoquan Inventor before: Xu Zhijiang Inventor before: Zheng Jianwu |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |