CN113415090A - 一种全息模压涂料组合物、全息转移膜及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于防伪包装材料领域，更具体地，涉及一种全息模压涂料、全息转移膜及其制作方法。本发明提出了一种用于获得低附着力铝层的全息模压涂料组合物，将此涂料组合物涂布在PET与BOPP复合而成的复合基膜BOPP面上，模压激光全息防伪信息，再在全息防伪信息面真空镀铝，即可获得只转移镀铝层的激光全息转移膜。第一次铝层转移完成后，以后只需要多次重复在转移完铝层的转移膜涂层表面镀铝，把铝层进行转移即可，而不需要重新制作激光全息转移膜，因而生产效率更高，成本更低。

Description

一种全息模压涂料组合物、全息转移膜及其制作方法
技术领域
本发明属于防伪包装材料领域，更具体地，涉及一种全息模压涂料、全息转移膜及其制作方法。
背景技术
激光全息转移纸由于具备较高的防伪力度和良好的包装效果而在商品防伪包装领域得到了广泛的应用，目前已经形成了数百亿的市场规模。
激光全息转移纸是将激光全息转移膜上面的全息防伪信息通过胶水转移到纸张上面而成。激光全息转移纸的制作首先需要制备激光全息转移膜。激光全息转移膜的制作过程是：首先，在PET基膜上涂布一层热塑性高分子涂料(作为全息模压涂层，该涂层具备轻松从PET基膜上面剥离下来的功能)，然后将镍版上面的全息防伪信息通过模压机压印到PET基膜上面的热塑性高分子涂层上面，再在涂层上面真空镀铝以增加反射亮度，即得到激光全息转移膜。在复合设备上，在激光全息转移膜的铝层面涂上胶水，通过胶水将激光全息转移膜与纸张复合在一起，粘接固化后，剥离PET基膜，将高分子涂层连带铝层一起转移到纸张上面，即得到激光全息转移纸。该工艺方案所使用的全息模压涂层与PET基膜附着力较低，而与铝层附着力很强，转移时涂层和铝层作为一个整体一起被从PET基膜上转移到纸张上去。该工艺方案中，激光全息转移膜属于一次性应用，每次将涂层和铝层作为一个整体转移到纸张上后，都需要重新制作新的激光全息转移膜以实现再次生产，该过程中要重复使用涂层和基膜，浪费较大；重复制作激光全息转移膜也影响了生产效率。
为了节约资源，解决浪费问题，专利号为201810816725.6的专利公布了一种全息转移纸的制作方法，该方法通过复合胶中的渗透剂透过铝层，降低铝层与转移涂层间的附着力，单独转移含有全息微结构的铝层，实现了降低成本、节约资源的目的。但胶层中的渗透剂透过铝层需要时间，无法保证生产效率，在大规模生产应用中将会受到较大制约。因此，急需新的技术方案同时实现资源节约和生产效率提升。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种全息模压涂料及可重复利用的全息转移膜的制作方法，其通过对全息模压涂料主要配料组成、各组分的关键配料比、采用该模压涂料进行全息转移膜的制作工艺尤其是全息转移膜的制作思路上做出针对性研究设计，相应不仅能够降低铝层转移涂层间的附着力，单独转移含有全息微结构的铝层，实现了降低成本、节约资源的目的，而且本发明提出的只转移铝层的全息转移膜制作方法生产效率相对于现有技术显著提高。
为实现上述目的，本发明提供了一种全息模压涂料组合物，其按照重量份计，包含如下组分：
Figure BDA0003125291470000021
传统方法转移全息模压涂层时，涂层和铝层作为一个整体被从PET基膜上转移到纸张上去，如图1所示(图1中所示的全息模压涂料为现有技术采用的全息模压涂料配方)，激光全息转移膜属于一次性应用。重复使用涂层和基膜，浪费较大，且重复制作激光全息转移膜也影响生产效率，针对这一技术缺陷，本发明旨在提供一种转移全息模压涂层时单独转移含有全息微结构的铝层的全息模压涂料，使得该涂料与铝层的附着力下降，从而能够将含有全息微结构的铝层从模压涂料层上剥离下来。为此，本发明在设计该涂料配方时，向该涂料中加入聚四氟乙烯微粉用于降低该涂料的表面张力，试图降低涂层与铝层之间的附着力；然而实验中发现，当涂料表面张力下降，使得铝层和模压涂料层之间的附着力下降时，模压涂料层与PET基膜之间的附着力也随之下降，二者之间也容易剥离。因此，如何降低模压涂料层与铝层之间的附着力，同时克服模压涂料层与PET基膜之间的附着力下降的问题，是本发明需要解决的关键问题。
为此进一步地，本发明的申请人对传统的全息转移膜结构进行了改进，在传统的基膜与全息模压涂层之间增设极性较低的聚丙烯材料层(BOPP)，如图2所示(图2中所示全息模压涂料为本发明提出的全息模压涂料配方)。因此，将铝层从改进后的表面张力较低的模压涂料层上剥离时，由于BOPP层表面张力较低，其与该模压涂料层之间粘附力较好，不至于剥离下来，而能够实现单独铝层的剥离。
更进一步地，考虑到在全息转移过程中，需要将镍版上面的全息防伪信息通过模压机压印到PET基膜和BOPP膜上热塑性涂层上，由于聚四氟乙烯微粉的引入，模压涂料层的耐压强度以及模压强度会降低(低表面能物质的加入降低了高分子的内聚力)，当加热压印时，会产生粘版和掉点等现象，为了克服其强度降低带来的一系列问题，本发明在模压涂料配方中同时还加入热固性丙烯酸酯以及交联剂，目的在于在190-200℃模压过程中，一方面将全息防伪信息压印至涂层上，另一方面在该过程中热固性丙烯酸酯以及交联剂发生交联反应，形成交联网络，提升模压层的强度，避免粘版和掉点等质量问题。同时，本发明模压涂料配方中还含有聚氨酯热塑弹性体，可以增强体系的韧性，提高涂层耐冲击性能。
热塑性丙烯酸树脂由丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物(如酯类、腈类、酰胺类)聚合制成的一类热塑性树脂。优选方案中，所述热塑性丙烯酸树脂为聚甲基丙烯酸甲酯(分子量30000～50000)、聚甲基丙烯酸乙酯(分子量50000～60000)、聚甲基丙烯酸丁酯(分子量20000～30000)中的一种或几种。
热固性丙烯酸树脂(英文名称thermosetting acrylic resin)是指以丙烯酸酯系单体(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯等)为基本成分，经交联成网络结构的不溶、不熔丙烯酸系聚合物。也称交联型或反应型丙烯酸树脂。优选方案中，所述热固性丙烯酸树脂为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸羟丙酯按3:2:4:1的单体比例共聚而成，分子量10000～20000。
优选方案中，所述交联剂为线型脂肪族类环氧树脂，分子量为5000～10000。
优选方案中，所述聚氨酯热塑弹性体为聚酯型，其玻璃化温度为110～120℃。
优选方案中，所述聚四氟乙烯微粉的粒径为1～3μm。
优选方案中，所述溶剂为丁酮、丁酯、丙酯、丙二醇甲醚中的一种或多种。
优选方案中，该全息模压涂料组合物中还含有0.1～0.5重量份的填料，以及0.1～1份的助剂。
优选方案中，所述填料为纳米级二氧化硅。
优选方案中，所述助剂包括增稠剂、分散剂、消泡剂、流平剂中的三种或者三种以上。
优选方案中，增稠剂为羧甲基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或多种，分散剂为聚乙烯醇200和/或聚乙烯醇400；消泡剂为聚二甲基硅氧烷和/或月桂酸；流平剂为丁基纤维素和/或二丙酮醇。
按照本发明的另一个方面，还提供了一种全息转移膜结构，其包括依次层叠设置的复合基膜层、全息模压涂料层和铝层，所述复合基膜层为由BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)层和PET(对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物，俗称涤纶树脂)膜通过复合胶层连接得到，且其中所述BOPP层和所述全息模压涂料层相邻设置；所述全息模压涂料层采用的材料为如上所述的全息模压涂料组合物。
优选方案中，所述PET膜厚度为15-25μm，所述BOPP层的厚度为12-15μm，所述全息模压涂料层的厚度为1-2μm，所述的铝层厚度为250-450埃。
按照本发明的另一个方面，提供了一种激光全息转移膜的制作方法，其包括如下步骤：
(1)将PET膜和BOPP采用复合胶水复合在一起，得到由BOPP层和PET膜复合而成的复合基膜，其中，复合温度区间为90℃-130℃-100℃，机速100-120m/min；
(2)将所述全息模压涂料组合物涂布在所述复合基膜的BOPP层上，得到涂布在复合基膜上的全息模压涂料层，其中全息模压涂料组合物的固含量为18-22％，涂层干量为1.0-1.2g/㎡；
(3)将镍板上的全息信息压印到所述全息模压涂料层上，然后在该全息模压涂料层上镀铝，得到所述激光全息转移膜。
优选方案中，步骤(1)所述复合胶水为苯丙或丁苯胶乳。
优选方案中，步骤(2)涂布速度为80-100m/min，烘道共5节，5节烘道的烘烤温度依次为90℃-100℃-120℃-120℃-90℃。
优选方案中，步骤(3)在模压机上，在镍版温度为170-195℃，压辊压力0.5-2.0MPa，走膜速度40-80m/min的条件下，将镍版上的全息信息压印到所述全息模压涂料层上。
优选方案中，步骤(3)镀铝时，走膜速度为400-800m/min，控制铝层厚度为250-450埃。
在复合机上，通过转移胶水将上述激光全息转移膜与纸张复合转移，即可将含有全息防伪信息的铝层转移到纸张上，转移完铝层的全息转移膜可以重复镀铝使用，而不需要重新制作全息转移膜。该方法节省了生产工序，节约了成本，提高了生产效率。
本制作方法中，与传统全息转移膜制作中采用PET作为基膜不同，本方法采用PET与BOPP的复合基膜作为基膜，涂层涂布在BOPP面。如果单纯采用PET为基膜，由于PET表面张力较大，则会出现涂层在PET表面附着不牢的情况，转移时会出现把涂层整体转移到纸张上的情况；如果单纯采用BOPP为基膜，由于BOPP拉伸强度不足且耐温性不好，拉伸烘烤过程中会出现形变，从而影响产品质量。
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，具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种全息模压涂料组合物，通过对其组成和配比进行重新设计，获得的涂料其表面能较低，涂料与BOPP基膜有较好的附着力，而铝层在该涂料上面附着力较低，可以轻松通过转移胶水将含有全息防伪信息的铝层转移到纸张上面，而把涂层留在基膜上；
(2)本发明提供的全息模压涂料组合物中包含热固性丙烯酸树脂，优选方案中，该热固性丙烯酸树脂为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸羟丙酯的共聚物。该共聚物体系中羟丙酯的羟基是仲羟基，反应活性较低，且本发明全息模压涂料组合物中热固性丙烯酸树脂含量较低，模压受热时会发生轻度交联反应，因此该涂料组合物体系为轻度交联复合体系。(热固性组分含量较低以及反应活性较低决定了整个涂料体系为轻度交联体系。轻度交联很关键，如果是完全交联，则无法模压上激光全息防伪信息)既保证了全息防伪信息能从镍版压印到涂料上，又增强了漆膜强度，漆膜强度增大能防止铝层转移时漆膜出现破损；
(3)本发明提供的激光全息转移膜的制作方法中，与传统全息转移膜制作中采用PET作为基膜不同，本方法采用PET与BOPP的复合基膜作为基膜，涂层涂布在BOPP面。如果单纯采用PET为基膜，由于PET表面张力较大，则会出现涂层在PET表面附着不牢的情况，转移时会出现把涂层整体转移到纸张上的情况；如果单纯采用BOPP为基膜，由于BOPP拉伸强度不足且耐温性不好，拉伸烘烤过程中会出现形变，从而影响产品质量。
(4)采用本发明提供的激光全息转移膜第一次铝层转移完成后，以后只需要多次重复在转移完铝层的转移膜涂层表面镀铝，把铝层进行转移即可，而不需要重新制作激光全息转移膜，因而生产效率更高，成本更低。
附图说明
图1是现有技术激光全息转移膜的结构示意图；
图2是本发明一些实施例中制备的激光全息转移膜的结构示意图。
图3是本发明实施例1将含有全息防伪信息的铝层转移到纸张上的转移效果图。
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。
以下为具体实施例：
实施例1
一种全息转移膜的制作方法，其包括以下步骤：
(1)采用厚度为15μm PET为母膜，采用苯丙复合胶水，将12微米的BOPP与PET在复合区间温度为90℃-130℃-100℃，机速120m/min的条件下复合在一起，制得复合基膜；
(2)将10重量份的聚甲基丙烯酸甲酯(分子量30000～50000)、10重量份的聚甲基丙烯酸丁酯(分子量20000～30000)、3重量份的热固性丙烯酸树脂(甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸羟丙酯按3:2:4:1的单体比例共聚而成，分子量10000～20000)、3重量份的聚氨酯热塑弹性体、0.2重量份的环氧树脂(线型脂肪族类环氧树脂，分子量为5000～10000)、3重量份的聚四氟乙烯微粉(粒度为1-3μm)、70重量份的溶剂丁酮，0.1重量份的纳米级二氧化硅、0.1重量份的增稠剂甲基纤维素、0.2重量份的分散剂聚乙烯醇200、0.2重量份的消泡剂聚二甲基硅氧烷、0.2重量份的流平剂丁基纤维素充分搅拌混合，得到全息模压涂料。
(3)采用上述的全息模压涂料，在涂布机上，将涂料涂布在复合基膜的BOPP面，涂布速度100m/min，烘烤温度90℃-100℃-120℃-120℃-90℃。其中全息模压涂料固含量为18％。
(4)在模压机上，在镍版温度190℃，压辊压力1.5MPa，走膜速度50m/min的条件，将模压机镍版上的全息信息压印到复合基膜上的全息模压涂料上。
(5)在真空镀铝机上，在全息模压涂料面镀铝，走膜速度800m/min，控制铝层厚度为250埃，即可得到可重复利用的激光全息转移膜。
在复合机上，通过转移胶水将激光全息转移膜与纸张复合转移，实验发现仅将含有全息防伪信息的铝层转移到纸张上，且铝层转移时漆膜没有出现任何破损，如图3所示。转移完铝层的全息转移膜可以重复镀铝使用，而不需要重新制作全息转移膜。该方法节省了生产工序，节约了成本，提高了生产效率。
实施例2
一种全息转移膜的制作方法，其包括以下步骤：
(1)采用厚度为20μm PET为母膜，采用苯丙复合胶水，将12微米的BOPP与PET在复合区间温度为90℃-130℃-100℃，机速110m/min的条件下复合在一起，制得复合基膜；
(2)将8重量份的聚甲基丙烯酸甲酯(分子量30000～50000)、12重量份的聚甲基丙烯酸乙酯(分子量50000～60000)、3重量份的热固性丙烯酸树脂(甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸羟丙酯按3:2:4:1的单体比例共聚而成，分子量10000～20000)、2重量份的聚氨酯热塑弹性体、0.2重量份的环氧树脂(线型脂肪族类环氧树脂，分子量为5000～10000)、4重量份的聚四氟乙烯微粉(粒度为1-3μm)、70重量份的溶剂丁酯，0.1重量份的纳米级二氧化硅、0.1重量份的增稠剂羧甲基纤维素钠、0.2重量份的分散剂聚乙烯醇400、0.2重量份的消泡剂聚二甲基硅氧烷、0.2重量份的流平剂二丙酮醇充分搅拌混合，得到全息模压涂料。
(3)采用上述的全息模压涂料，在涂布机上，将涂料涂布在复合基膜的BOPP面，涂布速度90m/min，烘烤温度90℃-100℃-120℃-120℃-90℃。其中全息模压涂料固含量为19％。
(4)在模压机上，在镍版温度180℃，压辊压力2.0MPa，走膜速度55m/min的条件，将模压机镍版上的全息信息压印到复合基膜上的全息模压涂料上。
(5)在真空镀铝机上，在全息模压涂料面镀铝，走膜速度400m/min，控制铝层厚度为350埃，即可得到可重复利用的激光全息转移膜。
在复合机上，通过转移胶水将激光全息转移膜与纸张复合转移，实验发现仅将含有全息防伪信息的铝层转移到纸张上，且铝层转移时漆膜没有出现任何破损。转移完铝层的全息转移膜可以重复镀铝使用，而不需要重新制作全息转移膜。该方法节省了生产工序，节约了成本，提高了生产效率。
实施例3
一种全息转移膜的制作方法，其包括以下步骤：
(1)采用厚度为25μm PET为母膜，采用苯丙复合胶水，将15μmBOPP与PET在复合区间温度为90℃-130℃-100℃，机速100m/min的条件下复合在一起，制得复合基膜；
(2)将5重量份的聚甲基丙烯酸甲酯(分子量30000～50000)、15重量份的聚甲基丙烯酸丁酯(分子量20000～30000)、3重量份的热固性丙烯酸树脂(甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸羟丙酯按3:2:4:1的单体比例共聚而成，分子量10000～20000)、3重量份的聚氨酯热塑弹性体、0.2重量份的环氧树脂(线型脂肪族类环氧树脂，分子量为5000～10000)、3重量份的聚四氟乙烯微粉(粒度为1-3μm)、70重量份的溶剂乙酯，0.1重量份的纳米级二氧化硅、0.1重量份的增稠剂羟甲基纤维素、0.2重量份的分散剂聚乙烯醇200、0.2重量份的消泡剂月桂酸、0.2重量份的流平剂丁基纤维素充分搅拌混合，得到全息模压涂料。
(3)采用上述的全息模压涂料，在涂布机上，将涂料涂布在复合基膜的BOPP面，涂布速度80m/min，烘烤温度90℃-100℃-120℃-120℃-90℃。其中全息模压涂料固含量为20％。
(4)在模压机上，在镍版温度170℃，压辊压力2.5MPa，走膜速度40m/min的条件，将模压机镍版上的全息信息压印到复合基膜上的全息模压涂料上。
(5)在真空镀铝机上，在全息模压涂料面镀铝，走膜速度500m/min，控制铝层厚度为300埃，即可得到可重复利用的激光全息转移膜。
在复合机上，通过转移胶水将激光全息转移膜与纸张复合转移，实验发现仅将含有全息防伪信息的铝层转移到纸张上，且铝层转移时漆膜没有出现任何破损。转移完铝层的全息转移膜可以重复镀铝使用，而不需要重新制作全息转移膜。该方法节省了生产工序，节约了成本，提高了生产效率。
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)

1.一种全息模压涂料组合物，其特征在于，按照重量份计，包含如下组分：
Figure FDA0003125291460000011
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述热塑性丙烯酸树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种；所述热固性丙烯酸树脂为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸羟丙酯的共聚物。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述交联剂为线型脂肪族类环氧树脂，分子量为5000～10000。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚氨酯热塑弹性体为聚酯型，其玻璃化温度为110～120℃。
5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚四氟乙烯微粉的粒径为1～3μm。
6.一种激光全息转移膜，其特征在于，其包括依次层叠设置的复合基膜层、全息模压涂料层和铝层，所述复合基膜层为由BOPP层和PET膜通过复合胶层连接得到，且其中所述BOPP层和所述全息模压涂料层相邻设置；所述全息模压涂料层采用的材料为如权利要求1至5任一项所述的全息模压涂料组合物。
7.如权利要求6所述的激光全息转移膜，其特在于，所述PET膜厚度为15-25μm，所述BOPP层的厚度为12-15μm，所述全息模压涂料层的厚度为1-2μm。
8.一种激光全息转移膜的制作方法，其包括如下步骤：
(1)将PET膜和BOPP采用复合胶水复合在一起，得到由BOPP层和PET膜复合而成的复合基膜；
(2)将如权利要求1至5任一项所述的全息模压涂料组合物涂布在所述复合基膜的BOPP层上，得到涂布在复合基膜上的全息模压涂料层；
(3)将镍板上的全息信息压印到所述全息模压涂料层上，然后在该全息模压涂料层上镀铝，得到所述激光全息转移膜。
9.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，步骤(2)涂布速度为80-100m/min，烘烤温度90℃-100℃-120℃-120℃-90℃。
10.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，步骤(3)在模压机上，在镍版温度为170-195℃，压辊压力0.5-2.0MPa，走膜速度40-80m/min的条件下，将镍版上的全息信息压印到所述全息模压涂料层上；步骤(3)镀铝时，走膜速度为400-800m/min，控制铝层厚度为250-450埃。
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