烟包转移涂料的性能及发展趋势研究

liyusong · 发表于 2013-1-28 13:05:11

李育松（山东奥德美高分子材料有限公司）

摘要：综述了烟包转移涂料的发展趋势，转移涂料从性能到材质不断提升，其表现为从普通转移涂料到镭射转移涂料；从不耐温转移涂料到耐高温转移涂料；从两次涂布到一次涂布；从溶剂型转移涂料到水性转移涂料。

关键词：烟包涂料；转移涂料；镭射涂料

0引言

技术含量高、工艺复杂是我国烟包印刷有别于国外烟包印刷技术的明显特点。我国烟包印刷技术对工艺要求之高，已远远超过了欧美发达国家。早期的烟酒、食品、日用品等包装盒用的金银卡纸主要采用复合法工艺生产，即将铝箔或镀铝膜与纸张直接复合，产品里的铝箔和塑料薄膜无法降解和回收利用，造成环境污染和资源大量浪费。为保护环境和节约资源，之后开始出现了直镀法工艺和转移法工艺。直镀法工艺是将纸张直接用镀铝机蒸镀。它遇到的问题是：第一，在镀铝抽气时纸张水分变化量较大，即使采用了深冷的方法，也对纸张水分有较大影响，使纸张纤维的性能受到一定影响，在后工序加工中问题较多；第二，因为镀铝层的厚度通常只有30nm左右，所以如果不对纸张表面作预先涂布处理，就不可能使镀铝层均匀、平整，而且镀铝效果非常差，再者其后工序几乎没法使用。转移法工艺是在聚酯或其它涂膜上涂布转移镀铝涂料，干燥成膜后真空镀铝，然后涂布复合胶，将镀铝膜与纸张复合在一起，最后将薄膜剥离成为转移镀铝纸。与直镀法工艺相比，转移法工艺的突出优点是：对纸张要求低，可采用任意厚度的纸或纸板；可充分利用薄膜的平整度使纸面金属光泽更明亮。在转移法工艺中起关键作用的是转移镀铝涂料。它能赋予以下作用：与薄膜的易剥离性，以及与铝层的附着力、光亮度、滑爽度、耐磨性、印刷性、耐温性好等。

1转移涂料的特性

转移法工艺中涂布在聚酯或其它薄膜上的涂料为转移涂料。此涂料赋予转移镀铝纸印刷适应性，以及高档、精美和防伪的特性。它直接涂布于基膜表面，经90~140℃、6~20s连续烘干，固化成膜，再进入真空镀铝机镀铝，然后与纸张通过常用胶水复合并烘干，冷却至室温后，经剥离工段剥去表面的基膜，即可得到具有鲜艳金属光泽的转移镀铝包装纸。转移涂料应具有以下特性：

（1）良好的印刷适应性。转移涂料是转移镀铝纸的可印刷层，不仅要求凹印、胶印，还要适合如UV印刷等特性印刷。

（2）优异的可剥离性、耐溶剂性，同时与薄膜有适当的初期结合力。转移涂料涂布在薄膜上，在未进行剥离转移前，要进行多道工序的操作，如二次涂布结合层（信息层）、模压、真空镀铝、复合等。该涂料与薄膜的结合力，既要满足生产工艺的需要，又要满足剥离工艺的要求。在涂布结合层（信息层）时，不能有咬底现象，因此，转移层必须具有良好的耐溶剂特性。在配方设计时，树脂的选择、配比都要进行严格的试验和筛选。

（3）对耐摩擦性和透明性有较高的要求。转移剥离后，在转移镀铝纸张的表面时，转移涂料的耐摩擦性要好。铝层在转移涂料下面，转移涂料的光亮度和透明性直接影响到铝层的光亮度能否真实再现。这些都与转移涂料的连接料有关。

（4）对镀铝层表面具有抗氧化和防潮作用，否则，其下层的镀铝层吸潮起皱，氧化后失光、发暗、发黑。

（5）应易于涂布，干燥迅速。

2转移涂料的研究进展

近年来，随着人们生活水平和消费理念的不断提升，烟用包装材料的美观性、适用性和安全性受到广泛关注。转移涂料从性能到材质上都在不断提升，其表现为从普通转移涂料到镭射转移涂料；从不耐温转移涂料到耐高温转移涂料；从两次涂布到一次涂布；从溶剂型转移涂料到水性转移涂料。

2.1从普通转移涂料到镭射转移涂料

初期的普通转移涂料为溶剂型涂料，其作用是将真空镀铝在薄膜上的铝层转移复合在纸张上，为平衡良好的剥离性和与镀铝层的附着性，一般采用二次涂布：第一层为分离层，要求有非常好的成膜性，良好的柔韧性和抗划伤性，以及低附着力和良好的印刷适应性，常用的材料多为CAB（醋酸丁酸纤维素）、硝基纤维素、聚丙烯酸酯树脂等；第二层为“着色层或者耐温层”，要求与分离层有较好的亲合性，较高的耐温性，与铝层的结合力好。目前分离和着色技术较成熟，关键技术是分离层分离效果要好，成膜好，且着色层与分离层结合牢固，能成膜，耐温达140℃以上。随着包装防伪及精美要求的不断提升，镭射全息转移纸应用越来越广。全息转移是在转移涂料上进行全息化模压，将镭射全息的图案或信息文字信号转移到转移涂料上，要求模压温度在140~200℃之间；模压时不能黏版，能耐常用溶剂等。所以只能选用微交联的树脂来完成，单一的线性树脂不能满足此要求。镭射全息转移纸集防伪、环保和装饰于一体，为防伪包装印刷行业开辟了新的材料来源。镭射全息转移纸在包装上的应用，为我国防伪包装和包装印刷进一步上档次、上水平提供了物质基础。由于镭射全息转移纸具有理想的印刷适应性，加上纸张上的全息图案具有显著的防伪功能，在防伪包装领域发挥了巨大作用。它作为一种环保、时尚的防伪包装材料，已广泛用于各种名烟、名酒、中高档药品、食品的防伪包装。

2.2从亮光转移涂料到亚光转移涂料

早期的转移镀铝纸追求光亮的色泽及闪光效果，要求镀铝层上的转移涂料也必须透明、高光，以便充分展现镀铝层的光泽。随着消费者审美观点的变化，消费者追求包装材料呈现磨砂亚光效果。转移涂料层也从光亮透明发展到亚光，从而实现整体的磨砂亚光效果。一般采用在转移涂料中添加二氧化硅亚光粉的方法来达到消光目的，但制备的涂料在成膜过程中易产生消光不均、暗纹、消光程度不够理想、亚光粉沉降等缺点。全亚光的转移镀铝纸涂料是利用某些高分子材料间不相容的原理，将高分子树脂溶解在溶剂中制备成涂料，用凹版方法涂布涂膜，涂膜在烘干过程中，由于树脂间的不相容性而相互析出，形成砂磨状凹凸表面，产生光漫反射而消光。

2.3从不耐温转移涂料到耐高温转移涂料

转移涂层作为铝层的保护层起隔离保护作用，在后期的镭射模压、印刷工序中需经受温度、摩擦、溶剂环境，转移涂层需耐温、耐摩擦、耐溶剂侵蚀才能保护铝层的持久光亮、不起皱、不氧化。转移涂料也从不耐高温涂料改进为耐高温涂料。

2.4从两次涂布到一次涂布

为了使薄膜转移干净，常常要在普通薄膜上进行两次涂布。由于是两次涂布，需两次干燥，导致能耗高、生产效率较低，也容易出现两层之间结合不牢、分层的弊病。从两次涂布到一次涂布形成的单涂层转移涂料具备以下优点：一次涂布，相比较两次涂布工序简单，生产效率高，能耗小，排放少，涂布量小，成本低；产品的工艺适应性好，适用不同厂家的不同工艺条件；涂布综合性能和剥离性能优异，与铝附着力好，耐磨性、耐温性、耐溶剂性、柔韧性好，表面光亮度高，与油墨印刷适应性好。涂料组分有纤维素类树脂、氯醋树脂、聚丙烯酸酯树脂、溶剂等。

2.5从溶剂型转移涂料到水性转移涂料

近几年，随着人们生活水平和消费理念的不断提升，烟用包装材料的适用性和安全性受到广泛关注。一旦包装材料中残留的有机溶剂过量，很可能影响卷烟产品的吸味，甚至危害消费者的健康。研究表明：某些卷烟产品存在的异常气味，大部分与包装材料中的挥发性有机化合物（VOC）有关。这就要求转移涂料从溶剂型向水性化转化。

水性转移涂料具有以下优点：

（1）环保和成本优势。以水为主要分散介质，基本不含有机溶剂，挥发性有机化合物（VOC）含量极低，生产成本低；（2）印刷适应性好。相比溶剂型体系，水性体系在树脂与溶剂极性上的不同，赋予其良好的耐溶剂性，更适应于对耐溶剂性要求高的印刷方式（如凹版印刷、丝网印刷）。