CN113980603A - 一种具有光变效应的防伪易撕膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有光变效应的防伪易撕膜，包括热封保护层、防伪标签、印刷图层、基底层和胶粘层；热封保护层、防伪标签、印刷图层、基底层胶和胶粘层依次贴合；印刷图层为具有光变效应的印刷图层，所述基底层为聚酯薄膜；具有光变效应的印刷图层组成为石墨烯、氯化亚铁、氯化铜、有机硅树脂、异氰酸酯、鞣酸、增粘剂、偶联剂、水和丙酮。本发明具有光变效应的防伪易撕膜具有良好的均一性、柔软性以及易撕性，其能够保持较好的拉伸强度的同时具备优秀的抗老化性能；本发明制备方法简单可行，具有优秀的产业化前景。

Description

一种具有光变效应的防伪易撕膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，具体的说涉及一种具有光变效应的防伪易撕膜及其制备方法。
背景技术
易撕薄膜较常见的是应用于产品包装领域，用于分装各种产品，因为易撕膜容易撕开，可以从任何位置撕开，并能防潮，收到消费者的喜爱。
目前市场存的易撕薄膜的分类主要有弹性体、酸性树脂和聚丁烯类；其中，弹性体的特点为其成本较低，但强度不可控，故主要是低端市场上的主力。目前最重要的使用方向是果冻盖膜；酸性树脂的特点为使用性能很好，可适用的种类最多，同时价格昂贵，加工困难，主要使用在极性材料的易撕，如PS酸奶杯、无菌医疗产品；聚丁烯的特点为可控的易撕强度，完好的密封效果，但是，其共混均匀的难度较大，价格也昂贵，主要的使用方向为医疗无菌包装、聚烯烃食品包装。
目前，常用的易撕薄膜通常采用专门的机械制作易撕线的包装，此种撕裂口不平整，且不具有完全密封性，或者为聚对苯二甲酸乙二醇酯材质易撕包装，存在撕裂向不可控，强度较低的缺点，还有就是复合易撕包装，此类包装无透光性，且价格偏高。
另外，现有的有机光致变色染料具有易老化、变色持续时间短、变色反应速率慢、稳定性差等缺点。
因此，提供一种不易老化、变色反应速率快且更加易撕的具有光变效应的防伪易撕膜是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种具有光变效应的防伪易撕膜及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有光变效应的防伪易撕膜，包括热封保护层、防伪标签、印刷图层、基底层和胶粘层；
其中，所述热封保护层、防伪标签、印刷图层、基底层胶和胶粘层依次贴合；
所述印刷图层为具有光变效应的印刷图层，所述基底层为聚酯薄膜；
所述具有光变效应的印刷图层包括以下重量份原料：石墨烯3-8份、氯化亚铁1-5份、氯化铜1-3份、有机硅树脂10-25份、异氰酸酯5-10份、鞣酸5-10份、增粘剂1-3份、偶联剂3-5份、水15-20份、丙酮20-25份。
进一步，所述热封保护层为聚乙烯薄膜。
采用上述进一步方案的有益效果在于：以聚乙烯薄膜作为热封层，在保证产品的透明度，不会对光敏变色产生任何影响，同时对防伪标签起到了一定的保护作用，增强了产品的防伪辨识度。
进一步，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
进一步，所述增粘剂为羧甲基纤维素钠。
采用上述进一步方案的有益效果在于：采用羟甲基纤维素钠能够增强印刷图层各原料的混合均匀度，从而保证了印刷图层变色的一致性。
进一步，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
本发明还提供了上述具有光变效应的防伪易撕膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取具有光变效应的印刷图层原料，将石墨烯分散于水中，同时将异氰酸酯和鞣酸分散于丙酮中；
(2)将增粘剂和偶联剂加入至步骤(1)的丙酮中，升温至80-100℃保温1-2h；
(3)将石墨烯分散液与步骤(2)的丙酮混合，然后加入氯化亚铁、氯化铜和有机硅树脂搅拌均匀，得到具有光变效应的印刷液；
(4)将基底层装在印刷机的放卷架上，然后通过印刷机将具有光变效应的印刷液印刷在基底层的表面，然后对基底层进行烘干；
(5)将防伪标签贴附于印刷图层上，然后采用干式复合机，在基底层的另一侧面上涂覆上胶黏剂后形成胶粘层，然后再将热封保护层热压复合在防伪标签上，得到具有光变效应的防伪易撕膜。
进一步，步骤(3)中所述搅拌速率为120-180r/min，搅拌时间为40-80min。
采用上述进一步方案的有益效果在于：上述限定能够使各原料混合均匀，在印刷后使防伪易撕膜变色均匀。
进一步，步骤(4)中所述印刷速度为60-80M/min。
更进一步，步骤(4)中所述烘干温度为70-85℃，烘干时间为2-3h。
采用上述进一步方案的有益效果在于：能够保证印刷液完全与基底层贴合。
进一步，步骤(5)中热封压力3-5MPa，热封温度为100-120℃。
采用上述进一步方案的有益效果在于：能够对防伪标签进行保护，提高防伪易撕膜的防伪辨识度。
本发明的有益效果在于：本发明将鞣酸接枝到异氰酸酯中，然后与亚铁和铜形成络合物，由于额外添加了石墨烯分散液，在石墨烯分散液的亲水效应条件下，能够有效提高亚铁和铜的变色效果；添加有机硅树脂不仅能够增强本发明光变效应涂层的变色能力，还能够使变色涂层与基底层更加贴合。
本发明具有光变效应的防伪易撕膜具有良好的均一性、柔软性以及易撕性，其能够保持较好的拉伸强度的同时具备优秀的抗老化性能；另外，本发明采用原料不会对环境造成破坏，无需使用难以降解或者对环境污染的化学药品或试剂，本发明制备方法简单可行，具有优秀的产业化前景。
具体实施方式
下面将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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
一种具有光变效应的防伪易撕膜，包括热封保护层、防伪标签、印刷图层、基底层和胶粘层；其中，热封保护层、防伪标签、印刷图层、基底层胶和胶粘层依次贴合；
在一个实施例中，印刷图层为具有光变效应的印刷图层，基底层为聚酯薄膜；
在一个实施例中，热封保护层为聚乙烯薄膜；
实施例1
具有光变效应的防伪易撕膜的制备方法：
(1)称取具有光变效应的印刷图层原料：石墨烯3kg、氯化亚铁5kg、氯化铜1kg、有机硅树脂10kg、甲苯二异氰酸酯10kg、鞣酸5kg、羧甲基纤维素钠3kg、钛酸酯偶联剂3kg、水15kg、丙酮25kg；
将石墨烯分散于水中，同时将异氰酸酯和鞣酸分散于丙酮中；
(2)将增粘剂和偶联剂加入至步骤(1)的丙酮中，升温至100℃保温1h；
(3)将石墨烯分散液与步骤(2)的丙酮混合，然后加入氯化亚铁、氯化铜和有机硅树脂180r/min搅拌40min，得到具有光变效应的印刷液；
(4)将基底层装在印刷机的放卷架上，然后通过印刷机以80M/min的速度将具有光变效应的印刷液印刷在基底层的表面，然后对基底层70℃烘干3h；
(5)将防伪标签贴附于印刷图层上，然后采用干式复合机，在基底层的另一侧面上涂覆上胶黏剂后形成胶粘层，然后再将热封保护层3MPa、120℃下热压复合在防伪标签上，得到具有光变效应的防伪易撕膜。
将制得的防伪易撕膜在紫外光辐照下，明显由无色变为蓝绿色的薄膜，透光率降低。
实施例2
具有光变效应的防伪易撕膜的制备方法：
(1)称取具有光变效应的印刷图层原料：石墨烯8kg、氯化亚铁1kg、氯化铜3kg、有机硅树脂25kg、异佛尔酮二异氰酸酯5kg、鞣酸10kg、羧甲基纤维素钠1kg、钛酸酯偶联剂5kg、水20kg、丙酮20kg；
将石墨烯分散于水中，同时将异氰酸酯和鞣酸分散于丙酮中；
(2)将增粘剂和偶联剂加入至步骤(1)的丙酮中，升温至80℃保温2h；
(3)将石墨烯分散液与步骤(2)的丙酮混合，然后加入氯化亚铁、氯化铜和有机硅树脂120r/min搅拌80min，得到具有光变效应的印刷液；
(4)将基底层装在印刷机的放卷架上，然后通过印刷机以60M/min的速度将具有光变效应的印刷液印刷在基底层的表面，然后对基底层85℃烘干2h；
(5)将防伪标签贴附于印刷图层上，然后采用干式复合机，在基底层的另一侧面上涂覆上胶黏剂后形成胶粘层，然后再将热封保护层5MPa、100℃下热压复合在防伪标签上，得到具有光变效应的防伪易撕膜。
将制得的防伪易撕膜在紫外光辐照下，明显由无色变为蓝绿色的薄膜，透光率降低。
实施例3
具有光变效应的防伪易撕膜的制备方法：
(1)称取具有光变效应的印刷图层原料：石墨烯5kg、氯化亚铁3kg、氯化铜2kg、有机硅树脂14kg、异佛尔酮二异氰酸酯7kg、鞣酸7kg、羧甲基纤维素钠2kg、钛酸酯偶联剂4kg、水17kg、丙酮22kg；
将石墨烯分散于水中，同时将异氰酸酯和鞣酸分散于丙酮中；
(2)将增粘剂和偶联剂加入至步骤(1)的丙酮中，升温至90℃保温1h；
(3)将石墨烯分散液与步骤(2)的丙酮混合，然后加入氯化亚铁、氯化铜和有机硅树脂150r/min搅拌60min，得到具有光变效应的印刷液；
(4)将基底层装在印刷机的放卷架上，然后通过印刷机以70M/min的速度将具有光变效应的印刷液印刷在基底层的表面，然后对基底层80℃烘干2h；
(5)将防伪标签贴附于印刷图层上，然后采用干式复合机，在基底层的另一侧面上涂覆上胶黏剂后形成胶粘层，然后再将热封保护层4MPa、110℃下热压复合在防伪标签上，得到具有光变效应的防伪易撕膜。
将制得的防伪易撕膜在紫外光辐照下，明显由无色变为蓝绿色的薄膜，透光率降低。
实施例4
具有光变效应的防伪易撕膜的制备方法：
(1)称取具有光变效应的印刷图层原料：石墨烯7kg、氯化亚铁4kg、氯化铜1kg、有机硅树脂14kg、甲苯二异氰酸酯9kg、鞣酸6kg、羧甲基纤维素钠3kg、钛酸酯偶联剂3kg、水16kg、丙酮23kg；
将石墨烯分散于水中，同时将异氰酸酯和鞣酸分散于丙酮中；
(2)将增粘剂和偶联剂加入至步骤(1)的丙酮中，升温至85℃保温2h；
(3)将石墨烯分散液与步骤(2)的丙酮混合，然后加入氯化亚铁、氯化铜和有机硅树脂160r/min搅拌70min，得到具有光变效应的印刷液；
(4)将基底层装在印刷机的放卷架上，然后通过印刷机以65M/min的速度将具有光变效应的印刷液印刷在基底层的表面，然后对基底层75℃烘干3h；
(5)将防伪标签贴附于印刷图层上，然后采用干式复合机，在基底层的另一侧面上涂覆上胶黏剂后形成胶粘层，然后再将热封保护层3MPa、120℃下热压复合在防伪标签上，得到具有光变效应的防伪易撕膜。
将制得的防伪易撕膜在紫外光辐照下，明显由无色变为蓝绿色的薄膜，透光率降低。
实施例5
具有光变效应的防伪易撕膜的制备方法：
(1)称取具有光变效应的印刷图层原料：石墨烯4kg、氯化亚铁3kg、氯化铜3kg、有机硅树脂22kg、异佛尔酮二异氰酸酯6kg、鞣酸8kg、羧甲基纤维素钠2kg、钛酸酯偶联剂4kg、水16kg、丙酮24kg；
将石墨烯分散于水中，同时将异氰酸酯和鞣酸分散于丙酮中；
(2)将增粘剂和偶联剂加入至步骤(1)的丙酮中，升温至95℃保温1h；
(3)将石墨烯分散液与步骤(2)的丙酮混合，然后加入氯化亚铁、氯化铜和有机硅树脂130r/min搅拌55min，得到具有光变效应的印刷液；
(4)将基底层装在印刷机的放卷架上，然后通过印刷机以75M/min的速度将具有光变效应的印刷液印刷在基底层的表面，然后对基底层85℃烘干2h；
(5)将防伪标签贴附于印刷图层上，然后采用干式复合机，在基底层的另一侧面上涂覆上胶黏剂后形成胶粘层，然后再将热封保护层4MPa、115℃下热压复合在防伪标签上，得到具有光变效应的防伪易撕膜。
将制得的防伪易撕膜在紫外光辐照下，明显由无色变为蓝绿色的薄膜，透光率降低。
试验例1
使用Elmendorf法，测定实施例1-5制得的防伪易撕膜的撕裂强度，测定层数为5层。
将实施例1-5的防伪易撕膜与马口铁粘附以后进行开启力测。
对实施例实施例1-5的防伪易撕膜进行力学硬度、断裂伸长率、拉伸强度和1500h光照老化拉伸强度保持率进行测试。
结果见表1。
Figure BDA0003310176430000081
实验结果证明，本发明提供的防伪易撕膜具备良好的易撕性能。
试验例2
对实施例实施例1-5的防伪易撕膜进行拉伸强度和1500h光照老化拉伸强度保持率进行测试。
结果见表2。
项目 拉伸强度(Mpa) 1500h光照老化拉伸强度保持率(％)
实施例1 62 99.6
实施例2 60 99.7
实施例3 64 99.6
实施例4 63 99.8
实施例5 62 99.8
实验证明，本发明制备的防伪易撕膜具有较高的拉伸强度，其拉伸强度在60Mpa以上，并且经过1500小时光照老化实验后拉伸强度保持率能接近100％。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种具有光变效应的防伪易撕膜，其特征在于，包括热封保护层、防伪标签、印刷图层、基底层和胶粘层；
其中，所述热封保护层、防伪标签、印刷图层、基底层胶和胶粘层依次贴合；
所述印刷图层为具有光变效应的印刷图层，所述基底层为聚酯薄膜；
所述具有光变效应的印刷图层包括以下重量份原料：石墨烯3-8份、氯化亚铁1-5份、氯化铜1-3份、有机硅树脂10-25份、异氰酸酯5-10份、鞣酸5-10份、增粘剂1-3份、偶联剂3-5份、水15-20份、丙酮20-25份。
2.根据权利要求1所述一种具有光变效应的防伪易撕膜，其特征在于，所述热封保护层为聚乙烯薄膜。
3.根据权利要求1所述一种具有光变效应的防伪易撕膜，其特征在于，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述一种具有光变效应的防伪易撕膜，其特征在于，所述增粘剂为羧甲基纤维素钠。
5.根据权利要求1所述一种具有光变效应的防伪易撕膜，其特征在于，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
6.一种权利要求1-5任一项所述具有光变效应的防伪易撕膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取具有光变效应的印刷图层原料，将石墨烯分散于水中，同时将异氰酸酯和鞣酸分散于丙酮中；
(2)将增粘剂和偶联剂加入至步骤(1)的丙酮中，升温至80-100℃保温1-2h；
(3)将石墨烯分散液与步骤(2)的丙酮混合，然后加入氯化亚铁、氯化铜和有机硅树脂搅拌均匀，得到具有光变效应的印刷液；
(4)将基底层装在印刷机的放卷架上，然后通过印刷机将具有光变效应的印刷液印刷在基底层的表面，然后对基底层进行烘干；
(5)将防伪标签贴附于印刷图层上，然后采用干式复合机，在基底层的另一侧面上涂覆上胶黏剂后形成胶粘层，然后再将热封保护层热压复合在防伪标签上，得到具有光变效应的防伪易撕膜。
7.根据权利要求6所述一种具有光变效应的防伪易撕膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述搅拌速率为120-180r/min，搅拌时间为40-80min。
8.根据权利要求6所述一种具有光变效应的防伪易撕膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述印刷速度为60-80M/min。
9.根据权利要求6所述一种具有光变效应的防伪易撕膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述烘干温度为70-85℃，烘干时间为2-3h。
10.根据权利要求6所述一种具有光变效应的防伪易撕膜的制备方法，其特征在于，步骤(5)中热封压力3-5MPa，热封温度为100-120℃。
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