CN107253409B - 电化铝 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电化铝，包括依次层叠设置的基膜层、离型层、色层、镀铝层和胶粘层，离型层包括以下重量份的物质：水蜡2～5份，离板蜡1～3份，乙醇20～30份，去离子水20～30份，离板蜡为具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡。离型层中添加改性氧化聚乙烯蜡作为离板蜡，改性氧化聚乙烯蜡具有硅羟基(Si‑OH)，能够提高离型层的耐摩擦性能，使得离型层具有滑爽、饱满的手感，从而具有良好的剥离性能；同时该改性氧化聚乙烯蜡能够与水蜡相互配合，使得离型层具有良好的抗酸、抗碱及抗硬水的性能，还能够提高色层在离型层上涂布的均匀性。通过调整改性氧化聚乙烯蜡的添加量，可以使电化铝具有不同程度的耐摩擦性能及抗酸、抗碱及抗硬水的性能，从而能够更好的满足应用需求。

Description

电化铝
技术领域
本发明涉及接装纸技术领域，特别是涉及电化铝。
背景技术
电化铝烫印图案因具有特殊的金属光泽和夺目显现的效果而被越来越广泛地应用在包装印刷上，近年来逐渐被印刷厂家开发利用，加工手段也日益多样化，合理设计烫金效果是现在高档接装纸生产的趋势，同时在提高产品美观度和档次的同时也为印刷厂家增值不少。
电化铝是由聚酯薄膜(PET)和在其表面涂布的多层化学涂层组成，不同涂层在电化铝烫印中起到不同的作用。离型层主要是保证在烫印过程中电化铝能很好的从基材上转移，而色层主要起到装饰效果，镀铝层则主要是赋予色层高亮光泽，表现出特定的金属效果，不同的涂层适用于不同基材。电化铝烫印是包装印刷中非常重要的一道工序，通过烫印赋予文字，图案一种光亮的金属效果，达到突出产品名称或者商标等作用。但是目前市场上的电化铝，经过烫印之后，性能不够好，在使用过程中，对环境的耐受力不够，因而使用寿命不够好。
发明内容
基于此，有必要针对传统的电化铝烫印后性能不够好，对环境的耐受力不够的问题，提供一种电化铝。
一种电化铝，包括依次层叠设置的基膜层、离型层、色层、镀铝层和胶粘层，所述离型层包括以下重量份的物质：水蜡2～5份，离板蜡1～3份，乙醇20～30份，去离子水20～30份，所述离板蜡为具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡。
在其中一个实施例中，所述改性氧化聚乙烯蜡的分子量为1000～10000。
在其中一个实施例中，所述离型层还包括0.1～1份的消泡剂。
在其中一个实施例中，所述离型层还包括2～5份润湿分散剂。
在其中一个实施例中，所述水蜡包括马来酸酐改性聚乙烯蜡或乙烯醋酸乙烯共聚物改性聚丙烯蜡。
在其中一个实施例中，所述离型层厚度为1～2um。
在其中一个实施例中，所述色层包括以下重量份的物质：水性丙烯酸乳液20～30份，改性二氧化钛3～5份，水性染料5～10份，去离子水20～40份。
在其中一个实施例中，所述改性二氧化钛为无机表面改性剂改性二氧化钛，包括氧化铝包覆的二氧化钛及二氧化硅包覆的二氧化钛中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述改性二氧化钛的粒径为50～100nm。
在其中一个实施例中，所述胶粘层包括以下重量份的物质：水性丙烯酸树脂20～30份，水性萜烯树脂5～10份，二氧化硅3～7份，去离子水20～30份。
上述电化铝，离型层中添加改性氧化聚乙烯蜡作为离板蜡，改性氧化聚乙烯蜡具有硅羟基(Si-OH)，能够提高离型层的耐摩擦性能，使得离型层具有滑爽、饱满的手感，从而具有良好的剥离性能；同时该改性氧化聚乙烯蜡能够与水蜡相互配合，使得离型层具有良好的抗酸、抗碱及抗硬水的性能，还能够提高色层在离型层上涂布的均匀性。通过调整改性氧化聚乙烯蜡的添加量，可以使电化铝具有不同程度的耐摩擦性能及抗酸、抗碱及抗硬水的性能，从而能够更好的满足应用需求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下对本发明的具体实施例进行描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种电化铝，包括依次层叠设置的基膜层、离型层、色层、镀铝层和胶粘层，离型层包括以下重量份的物质：水蜡2～5份，离板蜡1～3份，乙醇20～30份，去离子水20～30份，其中离板蜡为具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡。
本发明的电化铝，离型层中添加改性氧化聚乙烯蜡作为离板蜡，改性氧化聚乙烯蜡具有硅羟基(Si-OH)，能够提高离型层的耐摩擦性能，使得离型层具有滑爽、饱满的手感，从而具有良好的剥离性能；同时该改性氧化聚乙烯蜡能够与水蜡相互配合，使得离型层具有良好的抗酸、抗碱及抗硬水的性能，还能够提高色层在离型层上涂布的均匀性。通过调整改性氧化聚乙烯蜡的添加量，可以使电化铝具有不同程度的耐摩擦性能及抗酸、抗碱及抗硬水的性能，从而能够更好的满足应用需求。
优选的，所述具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡，是在氧化聚乙烯蜡的侧链上连接具有硅羟基(Si-OH)的有机硅中间体，例如有机硅弹性嵌段中间体。
优选的，离板蜡为高密度改性氧化聚乙烯蜡，分子量为1000～10000，以进一步提高离型层的耐摩擦性能，提高离型层的表面的润滑度。水蜡为马来酸酐改性聚乙烯蜡，乙烯醋酸乙烯共聚物改性聚丙烯蜡中的一种；马来酸酐改性聚乙烯蜡的分子量优选为5000～8000，乙烯醋酸乙烯共聚物改性聚丙烯蜡的分子量优选为3000～5000。具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡与水蜡共同分散在乙醇及水溶剂中，使离型层为水溶性，可以有效降低电化铝在生产加工和使用过程中挥发有毒有害物质，极大地减小了对环境的污染，同时也降低了对人体造成的危害。
离型层还包括消泡剂，以减少水蜡和离板蜡在去离子水和乙醇中分散溶解时所产生的气泡，提高离型层的性能。消泡剂优选为有机硅类消泡剂中的一种，消泡剂的份数优选为0.1～1份。
离型层还可优选的包括润湿分散剂，以进一步提高水蜡和离板蜡在去离子水和乙醇中分散的效果。
离型层的厚度优选为1～2um，以增强离型层的耐摩擦性能，并提高烫印效果。
色层包括以下重量份的物质：水性丙烯酸乳液20～30份，改性二氧化钛3～5份，水性染料5～10份，去离子水20～40份。在色层中加入改性二氧化钛，能够有效提高烫印后色层的抗紫外老化性能，增强电化铝对环境的适应性，提高电化铝的使用寿命。该色层为水性色层，水性染料的选用，可以有效降低VOC(挥发性有机化合物)的含量，提高了电化铝的安全性，同时提高了电化铝在烫印后的耐水性。
改性二氧化钛优选为无机表面改性剂改性二氧化钛，无机表面改性剂可以为铝或硅的水合氧化物，例如氧化铝(Al2O3)或二氧化硅(SiO2)。无机表面改性剂改性二氧化钛，包括氧化铝包覆的二氧化钛及二氧化硅包覆的二氧化钛中的至少一种。经过无机表面改性剂包覆的二氧化钛在水性丙烯酸乳液中能更好的分散开来，可以极大地减少初级粒子在色层体系中团聚形成二级粒子，从而使改性二氧化钛在色层体系中发挥优良的抗紫外老化性能。
优选的，无机表面改性剂改性二氧化钛为纳米级，粒径为50-100nm，以更好的发挥无机表面改性剂改性二氧化钛的化学稳定性和非迁移性，从而提高色层的力学性能，增强电化铝烫印后的硬度。
可通过添加不同量的无机表面改性剂改性二氧化钛，来制备不同等级的耐紫外老化性能的色层。具体地，具有高无机表面改性剂改性二氧化钛含量的色层可用于使用周期较长的包装材料；而具有低无机表面改性剂改性二氧化钛含量的色层可用于普通包装材料。
优选的，水性丙烯酸乳液为聚丙烯酸类高分子聚合物，分子量为7000～12000。改性纤维素为羟基改性纤维素，分子量为5000～8000。
色层中还可包括消泡剂及润湿分散剂中的至少一种。消泡剂优选为有机硅类消泡剂，润湿分散剂优选为改性聚酯。
作为可选的实施例，色层中还可包括改性纤维素。优选的，改性纤维素的添加量为5～10份，以使电化铝具有更好的烫印速度。
胶粘层包括以下重量份的物质：水性丙烯酸树脂20～30份，水性萜烯树脂5～10份，二氧化硅3～7份，去离子水20～30份。胶粘层为水性胶粘层，安全性高。
优选的，水性丙烯酸树脂的分子量为5000～8000，玻璃化温度为20～30℃，水性萜烯树脂的分子量为8000～12000，玻璃化温度为80～100℃。
二氧化硅优选为气相，粒径优选为50～100nm。二氧化硅的添加，可以有效地减少电化铝烫印后的毛边，提高电化铝的成品率。
胶粘层还可以包括消泡剂，消泡剂优选为有机硅类消泡剂，以减少水性丙烯酸树脂和水性萜烯树脂在水和乙醇溶剂中分散时产生的泡沫，提高胶粘层的性能。
本发明还提供一种电化铝的制备方法，包括以下步骤：
S100，提供基层膜；
S200，在基层膜上涂布离型层，涂布速度为80m/min，涂布温度为100℃，干涂量为0.2～1.0g/m2；
S300，在离型层上涂布色层，涂布速度为100m/min，涂布温度为120℃，干涂量为0.6～1.2g/m2；
S400，对涂布有离型层和色层的基层膜进行真空镀铝，镀铝速度为80m/min，干涂量为0.2～0.5g/m2；以及
S500，对真空镀铝所得产物进行胶层涂布，涂布速度为100m/min，涂布温度为110℃，干涂量为0.6～1.2g/m2。
实施例1
组分：
基层膜：选取克重为18g/m2、厚度为12u的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)为基膜层。
水性离型层：乙烯醋酸乙烯共聚物改性聚丙烯蜡2.5份、具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡3份、有机硅消泡剂0.1份、乙醇25份、去离子水25份；
水性色层：水性丙烯酸乳液25份、水性洋红8份、改性纤维素10份，氧化铝包覆的二氧化钛(粒径60nm)5份，有机硅消泡剂0.2份，去离子水35份；
水性胶层：水性丙烯酸树脂25份，水性萜烯树脂5份，气相二氧化硅(粒径70nm)5份，去离子水30份，有机硅消泡剂0.3份。
制备：
将25份乙醇与25份去离子水加入反应釜中，置于转速为300转/分钟的分散机上，依次加入2.5份乙烯醋酸乙烯共聚物改性聚丙烯蜡，3份具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡，0.1份有机硅消泡剂，加入完毕后调节分散机转速为600转/分钟，震荡分散30min，形成水性离型层。
将35份去离子水加入反应釜中，置于转速为300转/分钟的分散机上，依次加入25份水性丙烯酸乳液，10份改性纤维素，8份立索尔水性洋红，5份氧化铝包覆的二氧化钛(粒径60nm)，0.2份有机硅消泡剂，加入完毕后调节分散机转速为600转/分钟，震荡分散30min，形成水性色层油墨。
将30份去离子水加入反应釜中，置于转速为300转/分钟的分散机上，依次加入25份水性丙烯酸树脂，5份水性萜烯树脂，5份气相二氧化硅(粒径70nm)，0.3份有机硅消泡剂，加入完毕后调节分散机机速为600转/分钟，震荡分散30min，形成水性胶层。
将所得水性离型层涂布到基层膜上，涂布速度为80m/min，涂布温度为100℃，干涂量为0.2～1.0g/m2；再将所得水性色层油墨涂布到水性离型层上，涂布速度为100m/min，涂布温度为120℃，干涂量为0.6～1.2g/m2；并对所得产物进行真空镀铝，镀铝速度为80m/min，干涂量为0.2～0.5g/m2；再将所得水性胶层涂布于所述镀铝层上，涂布速度为100m/min，涂布温度为110℃，干涂量为0.6～1.2g/m2，得到全水性电化铝。
对比例1
对比例1与实施例1的区别，仅在于水性离型层和水性色层的组分不同，水性离型层中不包含具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡；水性色层中不包含氧化铝包覆的二氧化钛(粒径60nm)。
基层膜：选取克重为18g/m2、厚度为12u的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)为基膜层；
水性离型层：乙烯醋酸乙烯共聚物改性聚丙烯蜡2.5份、有机硅消泡剂0.1份、乙醇25份、去离子水25份；
水性色层：水性丙烯酸乳液25份、水性洋红8份、改性纤维素10份，有机硅消泡剂0.2份，去离子水35份；
水性胶层：水性丙烯酸树脂25份，水性萜烯树脂5份，气相二氧化硅(粒径70nm)5份，去离子水30份，有机硅消泡剂0.3份。
对比例2
对比例2与实施例1的区别，仅在于水性离型层组分不同，水性离型层中不含具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡，包括3份氧化聚乙烯蜡。
基层膜：选取克重为18g/m2、厚度为12u的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)为基膜层；
水性离型层：乙烯醋酸乙烯共聚物改性聚丙烯蜡2.5份、氧化聚乙烯蜡3份、有机硅消泡剂0.1份、乙醇25份、去离子水25份；
水性色层：水性丙烯酸乳液25份、水性洋红8份、改性纤维素10份，氧化铝包覆的二氧化钛(粒径60nm)4份，有机硅消泡剂0.2份，去离子水35份；
水性胶层：水性丙烯酸树脂25份，水性萜烯树脂5份，气相二氧化硅(粒径70nm)5份，去离子水30份，有机硅消泡剂0.3份。
对比例3
对比例3与实施例1的区别，仅在于水性色层组分不同，水性色层中不含氧化铝包覆的二氧化钛(粒径60nm)，包括5份二氧化钛(粒径60nm)。
基层膜：选取克重为18g/m2、厚度为12u的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)为基膜层；
水性离型层：乙烯醋酸乙烯共聚物改性聚丙烯蜡2.5份、具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡3份、有机硅消泡剂0.1份、乙醇25份、去离子水25份；
水性色层：水性丙烯酸乳液25份、水性洋红8份、改性纤维素10份，二氧化钛(粒径60nm)5份，有机硅消泡剂0.2份，去离子水35份；
水性胶层：水性丙烯酸树脂25份，水性萜烯树脂5份，气相二氧化硅(粒径70nm)5份，去离子水30份，有机硅消泡剂0.3份。
效果检测
将实施例1及对比例1～3所得电化铝进行烫印，并对所得电化铝烫印膜分别进行以下性能测试：
1)耐酸性测试，将电化铝烫印膜置于质量分数为5％的H2SO4溶液中浸泡24小时，观察有无变色、气泡、腐蚀等缺陷；
2)耐碱性测试，将电化铝烫印膜置于质量分数为5％的NaOH溶液中浸泡24小时，观察有无变色、气泡、腐蚀等缺陷；
3)耐碱性测试，将电化铝烫印膜置于德国硬度为30的硬水中浸泡72小时，观察有无明显气泡；
4)电化铝抗老紫外化性能测试，将电化铝烫印膜置于SN-R900氙灯耐气候试验箱中，进行人工加速老化20天，观察光泽度变化，根据电化铝保光率＝老化后烫印层光泽度/未老化烫印层光泽度，计算保光率；
5)硬度测试，用摆杆硬度计对电化铝烫印膜的硬度进行测试。
对实施例1～3及对比例1～2所得电化铝烫印膜的性能进行测试，结果如下表所述：
表1具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡及氧化铝包覆的二氧化钛对电化铝烫印膜性能的影响
从表1可以看出，实施例1的电化铝烫印膜的抗酸、抗碱、抗硬水、抗紫外老化性能及硬度明显均高于对比例1、对比例2和对比例3，说明，本发明实施例的电化铝，通过在离型层中添加具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡及在色层中添加氧化铝包覆的二氧化钛，使得电化铝在烫印后具有良好的性能，对环境的适应性良好，因而具有良好的使用寿命，降低了电化铝的成本，有利于节约能源。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电化铝，其特征在于，包括依次层叠设置的基膜层、离型层、色层、镀铝层和胶粘层，所述离型层包括以下重量份的物质：水蜡2～5份，离板蜡1～3份，乙醇20～30份，去离子水20～30份，所述离板蜡为具有硅羟基的改性氧化聚乙烯蜡。
2.根据权利要求1所述的电化铝，其特征在于，所述改性氧化聚乙烯蜡的分子量为1000～10000。
3.根据权利要求1所述的电化铝，其特征在于，所述离型层还包括0.1～1份的消泡剂。
4.根据权利要求1所述的电化铝，其特征在于，所述离型层还包括2～5份润湿分散剂。
5.根据权利要求1所述的电化铝，其特征在于，所述水蜡包括马来酸酐改性聚乙烯蜡或乙烯醋酸乙烯共聚物改性聚丙烯蜡。
6.根据权利要求1所述的电化铝，其特征在于，所述离型层厚度为1～2um。
7.根据权利要求1所述的电化铝，其特征在于，所述色层包括以下重量份的物质：水性丙烯酸乳液20～30份，改性二氧化钛3～5份，水性染料5～10份，去离子水20～40份。
8.根据权利要求7所述的电化铝，其特征在于，所述改性二氧化钛为无机表面改性剂改性二氧化钛，包括氧化铝包覆的二氧化钛及二氧化硅包覆的二氧化钛中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的电化铝，其特征在于，所述改性二氧化钛的粒径为50～100nm。
10.根据权利要求1所述的电化铝，其特征在于，所述胶粘层包括以下重量份的物质：水性丙烯酸树脂20～30份，水性萜烯树脂5～10份，二氧化硅3～7份，去离子水20～30份。
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