一種可逆日光變色防偽預(yù)涂膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功能性膜技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種可逆日光變色防偽預(yù)涂膜。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)涂膜應(yīng)用于印后處理領(lǐng)域，經(jīng)過預(yù)涂膜處理后印刷品，由于表面多了一層薄而透明的塑料薄膜，表面更加平滑光亮，從而提高了印刷品的光澤度和牢度，圖文顏色更鮮艷，富有立體感，同時還具有防水、防污、耐磨、耐折、耐化學(xué)腐蝕等作用，因此預(yù)涂膜技術(shù)廣泛應(yīng)用于書刊、畫冊、封面、證件、廣告說明書的表面裝飾以及各種紙制包裝制品的表面裝潢處理。但隨著競爭日益炙熱化，具有更多功能的預(yù)涂膜越來越多的受到廠家的青睞，其中能夠在日光下變色的預(yù)涂膜是其中一種。
[0003]所述的日光變色防偽預(yù)涂膜主要是其中包括日光變色化合物的一類預(yù)涂膜，日光變色化合物，是指該化合物在陽光照射時可由無色變?yōu)榧t色、藍色、紫色等顏色，具有“直觀易識別”和“安全難仿造”的特性，特別適合應(yīng)用在直觀防偽領(lǐng)域。
[0004]目前，日光變色防偽預(yù)涂膜主要應(yīng)用在高檔產(chǎn)品的直觀防偽領(lǐng)域，例如人民幣、身份證、護照、國庫券、股票等有價證券、銀行存單、銀行存折、信用卡、郵票、報關(guān)單、發(fā)票、機密文件等，除此之外在公眾經(jīng)常接觸到的化妝品、藥品、保健用品、食品、煙酒、輕工業(yè)品等均需要防偽驗證，產(chǎn)品應(yīng)用面很廣。
[0005]在行業(yè)內(nèi)也有從業(yè)人員研宄光致變色防偽技術(shù)，如中國專利201210302507.3 —
種光致變色復(fù)合薄膜，該方法為使用流延成膜法將聚乙烯醇在玻璃上形成薄膜，然后將光致變色微膠囊混合于水中，采用高壓噴槍噴灑變色膠囊于聚乙烯醇上，風(fēng)干形成復(fù)合薄膜。該工藝所制備的復(fù)合薄膜具備一定的防偽能力，但是其微膠囊附著力值較低，不耐刮磨，其噴射涂布法不易于大規(guī)模標準化生產(chǎn)，限制了部分應(yīng)用。
[0006]基于上述需求以及現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種日光變色防偽預(yù)涂膜及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種可逆日光變色防偽預(yù)涂膜。所述預(yù)涂膜具有直觀易識另IJ、安全難仿造、完全可逆多次重復(fù)的特性，可以有效的起到防偽作用，同時可以應(yīng)用在大多數(shù)印后覆膜產(chǎn)品，為產(chǎn)品提供保護。
[0008]本發(fā)明的另一個目的是提出上述可逆日光變色防偽預(yù)涂膜的制備方法。
[0009]本發(fā)明所述的可逆日光變色防偽預(yù)涂膜，從上到下依次包括表層、芯層、內(nèi)層、底涂層和粘合層；所述芯層的上下表面分別與表層下表面和內(nèi)層上表面相互緊密結(jié)合；所述底涂層的上表面與內(nèi)層的下表面緊密結(jié)合；所述粘合層的上表面與底涂層的下表面緊密結(jié)合；其中所述表層為可逆日光變色防偽層，厚度為3?8微米，其中包括重量百分比為10%?30%的稀土氧化物日光變色粉體。
[0010]所述表層的厚度優(yōu)選4-6微米；
[0011]本發(fā)明所述的可逆日光變色防偽預(yù)涂膜，各層都具有其功能，如表層具有可逆日光變色防偽功能；芯層主要是基材膜的結(jié)構(gòu)層，起支撐作用；內(nèi)層用于促進基材與底涂層的附著；底涂層用于促進粘合層與內(nèi)層的附著；以及粘合層的主要作用是與印刷品復(fù)合時起粘結(jié)作用。
[0012]其中，所述表層由包括以下重量份數(shù)的組分制成:60%?80%均聚聚丙烯、10%?30%稀土氧化物日光變色粉體、3%?10%顏料分散劑、0.1%?1%防粘連劑。優(yōu)選的，所述表層由包括以下重量份數(shù)的組分制成:70%?80%均聚聚丙烯、15%?20%稀土氧化物日光變色粉體、7%?10%顏料分散劑、0.1%?0.5%防粘連劑。
[0013]其中，所述稀土氧化物日光變色粉體的粒徑為I?15微米，優(yōu)選2-5微米，其在日光照射下可實現(xiàn)無色到紅色、藍色、紫色等的變化，離開日光后可恢復(fù)至無色；所述分散劑主要是促進無機粉體與聚丙烯的融合，一般采用低分子蠟(分子量1000-8000)、離子聚合物中的一種，本發(fā)明優(yōu)先選用粉狀聚乙烯蠟，其熔點在105°C?120°C，分子量在1000?8000;所述防粘連劑為二氧化硅、碳酸鈣、聚甲基丙烯酸甲酯微球中的一種或兩種以上任意比例的組合。所述聚甲基丙烯酸甲酯微球是本領(lǐng)域常用的市購產(chǎn)品。
[0014]所述芯層的厚度為5?10微米，其由包括以下重量份數(shù)的組分制成:85%?95%均聚聚丙烯、I %?15%改性功能聚乙烯彈性體、0.1 %?I %抗靜電劑混合物。優(yōu)選90%?95%均聚聚丙烯、4%?7%改性功能聚乙烯彈性體、0.5%?I %抗靜電劑混合物。
[0015]其中，所述改性功能聚乙烯彈性體為馬來酸酐改性聚乙烯彈性體，其含量為0.3wt %?1.0wt %，熔點為55 °C?85 °C，熔融指數(shù)為1.3g/10min?5.8g/10min(190°C /2.16kg);所述抗靜電劑為輕乙基化脂肪胺、季錢鹽化合物、脂肪酸醋、二硫化氨基甲酸鹽中的一種或兩種以上任意比例的組合。
[0016]所述內(nèi)層的厚度為2?5微米，其由包括以下重量份數(shù)的組分制成:80%?90%均聚聚丙稀、5%?15%丙稀基彈性體、5%?10%增粘樹脂。
[0017]其中，所述的丙稀基彈性體為茂金屬催化劑合成產(chǎn)物，其恪流率為15g/10min?35g/10min，軟化溫度為45°C?65°C ;所述增粘樹脂為松香、芳烴改性C5石油樹脂、苯乙烯改性萜烯樹脂中的一種或兩種以上任意比例的組合。
[0018]所述底涂層是涂覆在內(nèi)層下表面得到的。
[0019]其中，所述底涂層由水性丙烯酸乳液涂覆、干燥以后得到，其中所述水性丙烯酸乳液中的固含量為0.5%?10%，涂布干重為0.001?0.01g/m2。
[0020]進一步的，所述粘合層為熱塑性樹脂，是采用擠出工藝得到的；一般厚度為6?20微米，優(yōu)選12-15微米，包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、熱塑性聚氨酯中的一種或兩種以上任意比例的組合。
[0021]本發(fā)明所述的可逆日光變色防偽預(yù)涂膜總厚度為20?50微米。
[0022]本發(fā)明所述的可逆日光變色防偽預(yù)涂膜可以采用先共擠，后拉伸制備出表層、芯層和內(nèi)層組成的膜后，在該膜上涂布底涂層，然后在底涂層下表面上擠出粘合層得到，其中共擠，拉伸和涂布的方法可采用本領(lǐng)域常用的常規(guī)方法。
[0023]在此，本發(fā)明還特別提供上述可逆日光變色防偽預(yù)涂膜的制備方法。
[0024]本發(fā)明所述的可逆日光變色防偽預(yù)涂膜的制備方法，包括以下步驟:
[0025]I)采用共擠方式，將聚丙烯、稀土氧化物日光變色粉體、顏料分散劑、防粘連劑按照比例混合均勻，輸送到表層擠出機料斗；將聚丙烯、改性功能聚乙烯彈性體、抗靜電劑按照比例混合均勻，輸送到芯層擠出機料斗；將聚丙烯、丙烯基彈性體、增粘樹脂按照比例混合均勻，輸送到內(nèi)層擠出機料斗；
[0026]2)將擠出機的溫度設(shè)定在215?255°C，將各層混合樹脂熔融，經(jīng)各自流道匯集于三層共擠模頭，流延成鑄片，冷卻鑄片；
[0027]3)將上述鑄片先縱拉后橫拉，拉伸形成分子取向增強薄膜，將將上述薄膜經(jīng)切邊、分切、收卷，得到本發(fā)明所述的可逆日光變色防偽預(yù)涂膜。
[0028]4)將上述預(yù)涂膜送至擠出涂覆生產(chǎn)線，光輥涂布水性丙烯酸乳液后干燥；
[0029]5)擠出機吸收熱塑性樹脂粒子進入腔體，加熱融化經(jīng)過模頭擠出涂布于底涂層下表面，然后通過20?30°C的粗糙冷卻輥與擠壓輥，形成粘合層。
[0030]具體的說，步驟2)中，步驟2)中，表層擠出機溫度設(shè)定在230?255°C，芯層擠出機溫度設(shè)定在220?245°C，內(nèi)層擠出機溫度設(shè)定在215?240°C ；
[0031]所述冷卻采用螺旋流道無間隙冷輥冷卻；
[0032]步驟3)中，所述拉伸如下進行:縱拉前預(yù)熱溫度設(shè)定為135°C，拉伸溫度設(shè)定為1450C，拉伸倍率為4?6倍；橫拉前預(yù)熱溫度設(shè)定為165°C，拉伸溫度設(shè)定為170°C，定型溫度設(shè)定為165°C，拉伸倍率為7?9倍。
[0033]步驟4)中，在涂布之前，還包括，將所述預(yù)涂膜經(jīng)過電暈機處理，電暈機采用陶瓷電極，強度設(shè)定為4.5KVA?6.0KVA。
[0034]其中所述涂布的水性丙烯酸乳液中的固含量為0.5%?10%，涂布干重為0.001 ?0.01g/m2
[0035]進一步的，步驟5)中:所述擠出機的溫度設(shè)定為160°C、190°C、210°C、220°C、230°C、235°C、240?260°C、240?260°C、240?260°C ;所述擠出機的模頭裝有3?10層過濾網(wǎng)，孔徑為20?80目，所述擠出機的擠出速度為30?200MPM。
[0036]最后經(jīng)電暈、切邊、收卷后形成產(chǎn)品。
[0037]與現(xiàn)有的預(yù)涂膜相比，本發(fā)明所述的可逆日光變色防偽預(yù)涂膜，可以在陽光照射下實現(xiàn)由無色到紅色、藍色、紫色等轉(zhuǎn)變，具有直觀易識別、安全難仿造、完全可逆多次重復(fù)的優(yōu)點，無需任何防偽器械只需肉眼識別，不受環(huán)境、場地的限制，極大了方便了人們的使用；其制備方法效率高，成品合格率高，非常適合大工業(yè)生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0038]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例可逆日光變色防偽預(yù)涂膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]其中:1為表層，2為芯層，3為內(nèi)層，4為底涂層，5為粘合層
【具體實施方式】
[0040]所述實施例是為了說明本發(fā)明，但不用于限制本發(fā)明所要求保護的范圍。如沒有特別指明，所述的設(shè)備都是本領(lǐng)域常用的設(shè)備。
[0041]其中，采用以下方法檢測所述的可逆日光變色防偽預(yù)涂膜的變色響應(yīng)時間為:采用國際CIE1976標準色度系統(tǒng)，對每種方案樣品初始態(tài)、變色態(tài)測量相應(yīng)的L*a*b值，通過計算色差變化Λ E = { Δ L2+ Δ a2+ Δ b2}1/2，測算防偽預(yù)涂膜變色響應(yīng)時間，色差由O變化到最大值穩(wěn)定后所需要的時間就是變色響應(yīng)時間，使用國產(chǎn)SC-80C全自動色差計分別測得對應(yīng)的Lab值。
[0042]實施例1
[0043]如圖1所示，本申請所提供的可逆日光變色防偽預(yù)涂膜，其結(jié)構(gòu)包括表層、芯層、內(nèi)層、底涂層、粘合層，所述預(yù)涂膜總厚度為32微米。
[0044]上述表層為該預(yù)涂膜的防偽功能承擔(dān)層，厚度為4微米，其包括77%均聚聚丙烯、15%稀土氧化物日光變色粉體、7.5%顏料分散劑、0.5%防粘連劑。
[0045]其中稀土氧化物日光變色粉體的粒徑在3微米，其在日光照射下可實現(xiàn)無色到紅色變化，離開日光后可恢復(fù)至無色；分散劑為粉狀聚乙烯蠟，其熔點在105°C，分子量3000 ;防粘連劑為合成二氧化硅和碳酸鈣重量比1:1的混合物。
[0046]上述芯層厚度為7微米，為95 %均聚聚丙烯、4 %改性功能聚乙烯彈性體、I %抗靜電劑混合物。改性功能聚乙烯彈性體為馬來酸酐改性，其含量為0.5wt%，熔點為62°C，熔融指數(shù)為1.3g/10min(190°C /2.16kg);所述抗靜電劑為輕乙基化脂肪胺。
[0047]上述內(nèi)層厚度為3微米，包括85%均聚聚丙烯、10%丙烯基彈性體、5%增粘樹脂。丙烯基彈性體為茂金屬催化劑合成產(chǎn)物，其熔流率為17g/10min，軟化溫度為52°C ;所述增粘樹脂為松