CN102002894B - 一种含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有金属质感的含电子束固化涂层的真空直镀铝磨砂卡纸及其生产方法。一种含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸，特征是在纸基材(4)上依次覆盖用电子束固化的磨砂涂布层(3)、镀铝层(2)。生产方法：制备具有磨砂效果的电子束固化涂料组合物；在纸基材上涂布一层含电子束固化涂料组合物的磨砂涂布层；进入真空镀铝***进行直接镀铝，形成镀铝层。该卡纸可回收，可降解。后工序可进行印刷、涂布上色，经过普通胶印或凹印印刷，即可达到丝网印刷的效果。生产过程无溶剂挥发，效率高，能源消耗低，是一种环保型高效生产工艺。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种含电子束固化涂层的直接真空镀铝磨砂卡纸，属于包装材料和装饰材料技术领域。
二、背景技术
目前，公知的用于包装材料的镀铝卡纸有转移镀铝卡纸、覆膜镀铝卡纸、直接镀铝卡纸三种。
转移镀铝卡纸的基本工艺：先在PET薄膜上涂布一层适合镀铝的涂层，涂层经加热干燥，再在涂层上镀铝，然后用胶水在加压加热条件下，使铝层与卡纸结合在一起。然后经过剥离机使PET薄膜与铝层剥离，最后在剥离后的铝层上涂布一层保护层涂料，形成转移镀铝卡纸。此工艺优点是铝消耗量小，可降解；缺点是工艺较为复杂，涂料和胶水加热干燥过程中有大量的溶剂挥发到大气中去，容易造成大气和环境污染，即使采用水性涂料和水性胶水，一方面涂料和胶水中仍含有少量的有机助剂需要挥发，另一方面水具有较高的蒸发焓，水的干燥蒸发过程需要消耗大量的能源；复合过程容易产生气泡、白斑、印痕等弊病，效率和成品率较低。
覆膜镀铝卡纸的基本工艺：先在塑料(PET或OPP等)薄膜上镀铝，然后利用胶水在加热条件下和卡纸复合，达到含铝层的薄膜与卡纸结合牢固的目的，可以在含铝层的薄膜上涂布一层涂料形成保护层或装饰层。这种卡纸制作工艺的优点是纸成品的强度高，阻隔性好；缺点是工艺生产过程中采用加热的方式使胶水和涂料干燥，有溶剂挥发，耗能高，覆膜复合过程容易产生弊病，成品率较低。另外，塑料薄膜与卡纸复合在一起，不可回收，不易降解，丢弃后对环境污染严重。
直接镀铝卡纸基本工艺：在卡纸基材上涂布一层溶剂型或水性涂料作为底涂，加热干燥成膜，然后在真空条件下直接在底涂上镀铝，再在铝层上涂布一层溶剂型或水性涂料作为保护层或装饰层。该方法的优点是工艺简单，消耗的铝资源少，镀铝后的卡纸可降解，由于没有复合工序，成品率较高。但一般采用底涂涂料需要加热干燥，溶剂挥发，耗能仍然较高。
采用上述三种方法生产的镀铝卡纸，在印刷图文信息时，若想获得具有质感丰富，立体感强，线条明快，色彩鲜艳的印制品，一般需要采用丝网印刷方式，但由于丝网印刷墨层厚实，30微米以上，不适宜印刷线条精细的图案，相对于胶印而言，其印刷速度低，不适用大批量包装材料的印制。耗墨量大，油墨溶剂挥发不充分，印制品在较长时间内有溶剂不断挥发，影响包装物品位。
三、发明内容
本发明的目的就是要解决上述已有技术的不足，提供一种节能环保、适合高速胶印的含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸及其生产方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸，其特征是在纸基材4上依次覆盖用电子束固化的磨砂涂布层3、镀铝层2；
镀铝层2上还可以覆盖涂布保护层1。
上述含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸的生产方法，包括以下步骤：
(1)制备具有磨砂效果的电子束固化涂料组合物
在具有电子束固化功能的液态组合物中加入超细磨砂粉，通过高速分散机、或高速乳化机、或砂磨机等具有高剪切力分散设备分散，形成均质的涂料组合物，该组合物可以采用辊涂、喷涂的方式涂布于纸张、金属等表面，形成均匀的湿涂层。
(2)在纸基材4上制作含电子束固化的磨砂涂布层
将(1)所述的涂料组合物通过涂布方法(辊涂或喷涂方式)涂布于纸基材4光面上，形成厚度均匀的湿涂层，湿涂层在常温下经过高能电子束辐照射，激发涂料有机分子进行自由基聚合反应，在几毫秒的时间内将湿的可流动的涂层固化成与纸基材4结合牢固的具有磨砂效果的干涂层，即磨砂涂布层3。
由于具有电子束固化功能的组合物本身涂布后，经过电子束辐射后进行自由基聚合，100％固化，形成具有致密光滑的高光泽涂膜，加入粒径超细纳米级磨砂粉后，粒子在涂料组合物中均匀分散，固化后粒子有的处于有机分子包裹之中，有的部分裸露于涂层表面，增加光的散射，达到消光效果，从而形成具有磨砂效果的哑光层，磨砂粉的加入还可增强涂层的耐磨性和强度。
(3)直接真空镀铝
在高真空条件下，将铝丝在1450～1500℃条件下原子化，原子化的铝在真空条件下向(2)所述的卡纸的涂层上流动、沉积，在卡纸上形成一层20～45nm厚的铝层，铝层覆盖于磨砂涂层的表面，极大增强光的反射率，突现金属质感，形成具有极强金属感的磨砂效果的直接真空镀铝卡纸。该卡纸可以印刷各种图案，也可涂布上色形成多种色彩的具有金属质感的磨砂彩色卡纸。
本发明具体操作步骤：
(1)取环氧丙烯酸预聚物质量份40-50份，三丙二醇二丙烯酸酯25-35份，单官能团甲基丙烯酸酯6-15份，聚乙二醇丙烯酸酯10-20份，混合均匀，常温预聚合24小时以上，形成适宜电子束固化液态组合物涂料，加入质量份1-5份磨砂粉(气相氧化硅)，先用高速分散机进行预分散，消除磨砂粉成团大颗粒，然后用高速乳化机乳化分散，使磨砂粉在液态组合物涂料中充分分散均匀，形成均质体。
(2)将该均质体用200-300目网线辊涂布于80-250g/m2的纸基材光面上，涂布后的纸基材按照600-1000米/分钟速度进入电子束辐照室氮气保护下进行辐照，辐照电压120KV，辐照剂量为23000-27000KGym/min，固化后形成和纸基材结合牢固的具有磨砂效果的电子束固化涂层。
(3)进入真空镀铝***进行镀铝，真空度≤0.1Pa，铝丝在1450～1500℃高温下原子化，原子化的铝沉积在纸基材涂布层上，形成镀铝层，镀铝速度可在400～1000m/min范围内根据需要调节，镀铝层具有厚重金属感的磨砂效果，含电子束固化的真空镀铝磨砂卡纸即制成。该卡纸适宜印刷图案，或上色制成多种色彩的磨砂卡纸，这样经过普通胶印印刷即可达到丝网印刷的效果。
本发明的有益效果：工艺简单、固化时间短，生产效率高，无溶剂和水挥发，是一种节能环保型生产工艺，磨砂效果细腻逼真，金属质感厚重，所生产的磨砂卡纸经过普通的胶印或凹印印刷即可达到丝网印刷的效果，节省大量油墨，极大的减少溶剂挥发后印制品的溶剂残留。
四、附图说明
图1：一种含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸结构示意图
图中：1、涂布保护层，2、镀铝层，3、磨砂涂布层，4、纸基材
五、具体实施方式
以下给出本发明的具体实施方式，用来对本发明的构成进行进一步说明。
实施例1：
(1)取环氧丙烯酸预聚物质量份40份，三丙二醇二丙烯酸酯25份，单官能团甲基丙烯酸酯6份，聚乙二醇丙烯酸酯10份，混合均匀，常温预聚合24小时以上，形成适宜电子束固化液态组合物涂料，加入质量份1份磨砂粉(气相氧化硅)，先用高速分散机进行预分散，消除磨砂粉成团大颗粒，然后用乳化机乳化分散，使磨砂粉在液态组合物涂料中充分分散均匀，形成均质体。
(2)将该均质体用200目网线辊涂布于80g/m2的纸基材光面上，涂布后的纸基材按照600-1000米分钟速度进入电子束辐照室氮气保护下进行辐照，辐照电压120KV，辐照剂量为23000-27000KGym/min，固化后形成和纸基材结合牢固的具有磨砂效果的电子束固化涂层。
(3)进入真空镀铝***进行镀铝，真空度≤0.1Pa，铝丝在1450～1500℃高温下原子化，原子化的铝沉积在纸基材涂布层上，形成镀铝层，镀铝速度可在400～1000m/min范围内根据需要调节，镀铝层具有厚重金属感的磨砂效果，含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸即制成。该卡纸适宜印刷图案，或上色制成多种色彩的磨砂卡纸。
实施例2：
(1)取环氧丙烯酸预聚物质量份45份，三丙二醇二丙烯酸酯32份，单官能团甲基丙烯酸酯8.5份，聚乙二醇丙烯酸酯14.5份，混合均匀，常温预聚合24小时以上，形成适宜电子束固化液态组合物涂料，加入质量份3份磨砂粉(气相氧化硅)，先用高速分散机进行预分散，消除磨砂粉成团大颗粒，然后用乳化机乳化分散，使磨砂粉在液态组合物涂料中充分分散均匀，形成均质体。
(2)将该均质体用250目网线辊涂布于120g/m2的纸基材光面上，涂布后的纸基材进入电子束辐照室氮气保护下进行辐照，辐照电压120KV，辐照剂量为23000-27000KGym/min，固化后形成和纸基材结合牢固的具有磨砂效果的电子束固化涂层。
(3)进入真空镀铝***进行镀铝，真空度≤0.1Pa，铝丝在1450～1500℃高温下原子化，原子化的铝沉积在纸基材涂布层上，形成镀铝层，镀铝速度可在400～1000m/min范围内根据需要调节，镀铝层具有厚重金属感的磨砂效果，含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸即制成。该卡纸适宜印刷图案，或上色制成多种色彩的磨砂卡纸。
实施例3：
(1)取环氧丙烯酸预聚物质量份50份，三丙二醇二丙烯酸酯35份，单官能团甲基丙烯酸酯15份，聚乙二醇丙烯酸酯20份，混合均匀，常温预聚合24小时以上，形成适宜电子束固化液态组合物涂料，加入质量分5份磨砂粉(气相氧化硅)，先用高速分散机进行预分散，消除磨砂粉成团大颗粒，然后用乳化机乳化分散，使磨砂粉在液态组合物充分分散均匀，形成均质体。
(2)将该均质体用300目网线辊涂布于200g/m2的卡纸光面上，涂布后的卡纸按照600-1000米/分钟速度进入电子束辐照室氮气保护下进行辐照，辐照电压120KV，辐照剂量为23000-27000KGym/min，固化后形成和卡纸结合牢固的具有磨砂效果的电子束固化涂层。
(3)进入真空镀铝***进行镀铝，真空度≤0.1Pa，铝丝在1450～1500℃高温下原子化，原子化的铝沉积在卡纸涂布层上，形成镀铝层，镀铝速度可在400～1000m/min范围内根据需要调节，镀铝层具有厚重金属感的磨砂效果，含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸即制成。该卡纸适宜印刷图案，或上色制成多种色彩的磨砂卡纸。
以上三个实施例制成的含电子束固化的真空镀铝磨砂卡纸，都可以直接采用胶印和凹印的方式印刷，形成的图案具有和丝网印刷相当的质感。实例2的效果最好。
实施例4
使用实施例2中(1)所描述的涂料，采用喷涂的方式在纸基材光面形成湿涂层，固化条件和真空镀铝条件和实例2中所述相同，制成含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸。
使用喷涂的方式制成的磨砂层和辊涂方式制成的磨砂层相比，均匀性稍差一些，镀铝后亮度均匀性稍差，在印制色差精度要求不是很高的条件下可以使用，喷涂设备成本较低是其优势。采用辊涂方式制做磨砂层，必须使用专用涂布机，涂布均匀，磨砂效果和亮度好，印制后的产品色差小。
Claims (2)
1.一种含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸的生产方法，其特征在于，所述含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸的生产方法包含以下步骤：
(1)制备具有磨砂效果的电子束固化涂料组合物；
(2)在纸基材(4)上涂布一层含电子束固化涂料组合物的磨砂涂布层(3)；
(3)具有磨砂效果的电子束固化涂层的卡纸进入真空镀铝***进行直接镀铝，形成镀铝层(2)；其中：
所述的制备具有磨砂效果的电子束固化涂料组合物的具体步骤为：
取环氧丙烯酸预聚物质量份40-50份，三丙二醇二丙烯酸酯质量份25-35份，单官能团甲基丙烯酸酯质量份6-15份，聚乙二醇丙烯酸酯质量份10-20份，混合均匀，常温预聚合24小时以上，形成适宜电子束固化液态组合物涂料，加入质量份1-5份气相氧化硅，先用高速分散机进行预分散，然后用乳化机乳化分散均匀，形成均质体；
所述的在纸基材(4)上涂布一层含电子束固化涂料组合物的磨砂涂布层(3)的具体步骤为：
将已调好的具有磨砂效果的电子束固化涂料组合物用200-300目网线辊涂布于80-250g/m2的纸基材光面上，涂布后的纸基材(4)按照600-1000米/分钟速度进入电子束辐照室氮气保护下进行辐照，辐照电压120KV，辐照剂量为23000-27000KGym/min，固化后形成和纸基材(4)结合牢固的具有磨砂效果的含电子束固化涂料组合物的磨砂涂布层(3)；
所述的在含电子束固化涂料组合物的磨砂涂布层(3)上进行直接镀铝，形成镀铝层(2)的具体步骤为：
在真空度≤0.1Pa条件下，将铝丝在1450～1500℃条件下原子化，原子化的铝沉积在含电子束固化涂料组合物的磨砂涂布层(3)上，形成镀铝层(2)，原子化的铝镀速度在400～1000m/min范围内根据需要调节。
2.一种根据权利要求1所述的含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸的生产方法制备得到的含电子束固化涂层的真空镀铝磨砂卡纸，其特征在于：是在纸基材(4)上依次覆盖用电子束固化的磨砂涂布层(3)、镀铝层(2)；所述镀铝层(2)上覆盖涂布保护层(1)。
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