一種自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜及其制造方法
【專利摘要】一種自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜，其包括基材層、基材表面的鍍氧化鋁層、氧化鋁層表面的自粘性丙烯酸涂層共三層結構；所述的自粘性丙烯酸涂料的固含量為31.3-38.4％，由含有下述重量百分比的原料配制成：2-5％丙烯酸、12-15％丙烯酸丁酯、3-5％甲基丙烯酸甲酯、5-10％丙烯酸甲酯、1-5％衣康酸、0.5-2％乙酰香蘭素、0.1-2％乳化劑、0.05-0.1％消泡劑、0.4-0.6％引發劑、0.05-0.1％氨水、61.6-68.7％去離子水。本發明制得的鍍氧化鋁薄膜不僅在印刷和加工時有了自粘性丙烯酸乳液涂層的保護作用，而且具有熱封性能。
【專利說明】一種自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜及其制造方法
【背景技術】
[0001] 鍍氧化鋁膜是目前世界上高阻隔性包裝材料之一，其因擁有透明性好，阻氧、阻濕 等性能非常優異，且在高溫高濕環境下其阻隔性能不會發生改變，大氣環境適應性優良，具 有高微波穿透性和環保性，而廣泛應用于食品、飲料、肉制品、調味品、乳品、電子零件、精密 儀器配件、微波制品、醫藥等多個領域的包裝。
[0002] 但是實驗證明，鍍氧化鋁膜易龜裂，容易造成機械損傷，在實際應用中，鍍氧化鋁 膜一般都需要印刷復合再包裝食品，鍍氧化鋁膜柔韌性差，印刷和加工時容易產生龜裂而 導致阻氧阻濕性能降低，影響其使用。
[0003]綜上所述，為了能避免鍍氧化鋁膜在印刷和加工時產生龜裂，可以在鍍氧化鋁膜 上涂布一層自粘性丙烯酸乳液涂層，不僅對氧化鋁膜進行保護，使其在進行印刷和加工時 不會遭到損傷，且具備很好的印刷性能。中國專利201110232155. 4公開了一種涂布用自粘 性丙烯酸涂料及其制造方法，這種自粘性丙烯酸涂料無需底涂就可以直接在基材上涂布， 涂布固化后涂層無脫落現象且依然保持高透明性，然而制得的這種自粘性丙烯酸玻璃化轉 變溫度高，且涂布于鍍氧化鋁層表面不具有熱封性能，無法滿足現代市場上包裝食品對熱 封性能的需求，使其使用范圍受到局限。
【發明內容】
[0004]針對目前鍍氧化鋁膜在后續印刷和復合加工方面對設備要求苛刻的問題，本發明 提供一種自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜及其制造方法。其創新點在于：通過在PET 基材真空鍍上氧化鋁后再在線涂布一層自粘性丙烯酸乳液涂層，對鍍氧化鋁膜進行保護且 使其具有熱封性能。在自粘性丙烯酸乳液的制備過程中添加了適量的乙酰香蘭素，同時結 合合適含量的軟單體丙烯酸丁酯及制備工藝，最終制得的自粘性丙烯酸乳液玻璃化轉變溫 度低、硬度低，經涂布后涂層的附著力強，將形成光亮、致密且穩定的膜層，使鍍氧化鋁膜強 度明顯增強，在印刷時起到很好的保護作用，仍然保持著高透明和高阻隔性能，同時具備了 很好的熱封性能。
[0005]本發明提供一種自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜，其包括基材、基材表面的 鍍氧化鋁層、氧化鋁層表面的自粘性丙烯酸涂層共三層結構（見附圖1)。所述的基材為PET 薄膜，其厚度為10-15ym;所述的氧化鋁層為在1400°C下鋁條和高純氧反應生成氧化鋁真 空鍍在PET基材上形成的氧化鋁層，該層厚度為300-350A;所述的自粘性丙烯酸涂層為由 自粘性丙烯酸乳液涂布于鍍氧化鋁層表面并烘干后形成的涂層，其厚度為1-3um;該薄膜 總厚度為11-18Um。
[0006]所述的自粘性丙烯酸乳液的固含量為31. 3-38. 4%，其由含下述重量含量的原 料配制成：2-5%丙烯酸、12-15%丙烯酸丁酯、3-5%甲基丙烯酸甲酯、5-10%丙烯酸甲酯、 1-5%衣康酸、0. 5-2%乙酰香蘭素、0. 1-2%乳化劑、0. 05-0. 1 %消泡劑、0. 4-0. 6%引發劑、 0? 05-0. 1%氛水、61. 6-68. 7%去尚子水。
[0007]所述反應性乳化劑為醇醚磺基琥珀酸單酯二納鹽、2-烯丙基醚-3-羥基丙 烷-1-磺酸鈉、烷基酚烯丙基聚醚硫酸鈉中的一種或任意組合；
[0008] 所述消泡劑為乙醇和辛醇按1 :2比例混合后形成的復合消泡劑；
[0009] 所述的引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉中的一種或任意組合；
[0010] 所述的氨水為28%濃度的工業級氨水。
[0011] 相應地，本發明還提供了一種自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜的制造方法， 包括以下步驟：
[0012] 1.自粘性丙烯酸乳液的制備：
[0013] (1)將2-5%丙烯酸、12-15%丙烯酸丁酯、3-5%甲基丙烯酸甲酯、5-10%丙烯酸 甲酯、1-5%衣康酸、0. 5-2%乙酰香蘭素、0. 1-2%乳化劑以及占61. 6-68. 7%去離子水總量 的90-95 %的去離子水逐一加至反應釜中，勻速攪拌，攪拌速度控制100-120轉/分鐘，保持 1-2小時。
[0014] (2)將0. 4-0. 6%的引發劑用剩余的去離子水溶解配成引發劑溶液，待用。
[0015] (3)將攪拌速度降至到70-100轉/分鐘，逐漸滴加引發劑溶劑至反應釜中，控制滴 加速度在6-8小時內滴加完。
[0016] (4)在引發劑滴加完后，加入0.05-0. 1 %的氨水調節乳液的pH至8-9,最后添加 0. 05-0. 1%消泡劑，過濾出料，即制得本發明自粘性丙烯酸乳液，固含量為31. 3-38. 4%。
[0017] 2?鍍氧化鋁膜的制造：
[0018] 在9. 5-12. 5N的恒定放卷張力下，將厚度為10-15ym卷筒形基材PET放卷，設 置設備運行速度為280-315m/min，經過氧化鋁機（當真空度達到4Xl(T4mba以上，在高溫 1400°C下鋁片和99. 9 %的高純氧氣反應生成氧化鋁氣體），將氧化鋁氣體噴涂在基材PET 上，氧化鋁氣體接觸到基材PET即變成液滴狀，經導輥展平后，采用光波波長為2?3ym的 遠紅外干燥和烘箱熱空氣干燥。紅外線干燥的目的是在最短的時間內提高整個涂層溫度， 烘箱烘干溫度設定為100-1KTC，烘干后，基材表面即鍍上了一層光亮的氧化鋁層，隨即對 其進行電暈處理，使表面發生化學反應，產生具有分子極性的基團，同時表面狀態也發生變 化，如形成微觀上的凹凸不平，增大了比表面積，提供了更大的粘合面。再采用在線凹版涂 布，將上述制得的自粘性丙烯酸乳液涂布到鍍氧化鋁層上，控制張力為25-32N;再次以上 述同樣的烘干工藝進行烘干，隨后冷卻到室溫，放到固化室固化36個小時，最后，經收卷、 分切得總厚度為11-18ym的鍍氧化鋁膜，其中鍍氧化鋁層的厚度為300-350A:自粘性丙 烯酸涂層的厚度為1-3ym。
[0019] 取上述制得的鍍氧化鋁膜樣品進行印刷后檢測，其性能對比如表1和表2所示。 其中，如表1所示，根據實驗可知，若鍍氧化鋁膜在印刷后出現龜裂則其阻隔性會大幅度下 降。本發明的一種自粘性丙烯酸涂布的鍍氧化鋁薄膜印刷后的氧氣透過率為〇. 5-1. 5cc/ (m2 ? 24h)，水蒸汽透過率為0. 5-1. 5gAm2 ? 24h)，其阻隔性能與涂布自粘性丙烯酸在印刷 前的鍍氧化鋁膜相媲美；且印刷后的氧氣和水蒸氣透過率小于涂布常規的自粘性丙烯酸乳 液，遠遠小于未涂布任何乳液的鍍氧化鋁膜；說明涂布本發明的自粘性丙烯酸乳液后，很好 的保護了鍍氧化鋁膜，使其印刷后沒有出現龜裂現象，仍然保持著常規鍍氧化鋁膜的阻隔 性。另外，如表2所示，涂布本發明的自粘性丙烯酸乳液不僅沒有出現脫落現象且具有很好 的熱封性能，熱封強度達到1.8-2. 2N/15mm(熱封條件為：127°C，0. 14MPa，0. 75s)，滿足了 現代市場上包裝食品對熱封性能的要求。
[0020] 表1涂布本發明與常規自粘性PVDC乳液于鍍氧化鋁膜表面上在印刷后與印刷前 的阻隔效果對比
【權利要求】
1. 一種自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜，包括基材、基材表面的鍍氧化鋁層、氧 化鋁層表面的自粘性丙烯酸涂層共三層結構；所述的基材為PET薄膜；所述的氧化鋁層為 在1400°C下鋁條和高純氧反應生成氧化鋁真空鍍在PET基材上形成的氧化鋁層；所述的 自粘性丙烯酸涂層為由自粘性丙烯酸乳液涂布于鍍氧化鋁層表面并烘干后形成的涂層； 其特征在于：所述的自粘性丙烯酸乳液由含有下述重量百分比的原料配制成：12-5%丙烯 酸、12-15%丙烯酸丁酯、3-5%甲基丙烯酸甲酯、5-10%丙烯酸甲酯、1-5%衣康酸、0. 5-2% 乙酰香蘭素、〇. 1-2 %乳化劑、0. 05-0. 1 %消泡劑、0. 4-0. 6 %引發劑、0. 05-0. 1 %氨水、 61.6-68.7(%去尚子水。
2. 如權利要求1所述的自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜，其特征在于：所述的基 材層的厚度為10-15 μ m。
3. 如權利要求1所述的自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜，其特征在于：所述的鍍 氧化鋁層的厚度為300-350 A。
4. 如權利要求1所述的自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜，其特征在于：所述的自 粘性丙烯酸涂層的厚度為1-3 μ m。
5. 如權利要求1所述的自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜，其特征在于：自粘性丙 烯酸乳液的固含量為31. 3-38. 4%。
6. 如權利要求1所述的自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜，其特征在于：所述反應 性乳化劑為醇醚磺基琥珀酸單酯二納鹽、2-烯丙基醚-3-羥基丙烷-1-磺酸鈉、烷基酚烯丙 基聚醚硫酸鈉中的一種或任意組合。
7. 如權利要求1所述的自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜，其特征在于：所述消泡 劑為乙醇和辛醇按1 :2比例混合后形成的復合消泡劑。
8. 如權利要求1所述的自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜，其特征在于：所述的引 發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨、過硫酸鈉中的一種或任意組合。
9. 如權利要求1所述的自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜，其特征在于：所述的氨 水為28 %濃度的工業級氨水。
10. 如權利要求1所述的自粘性丙烯酸乳液涂布的鍍氧化鋁膜的制造方法，其特征在 于包括以下步驟： (1) 自粘性丙稀Ife乳液的制備： ① 將2-5%丙烯酸、12-15%丙烯酸丁酯、3-5%甲基丙烯酸甲酯、5-10%丙烯酸甲酯、 1-5 %衣康酸、0. 5-2 %乙酰香蘭素、0. 1-2 %乳化劑以及占61. 6-68. 7 %去離子水總量的 90-95%的去離子水逐一加至反應釜中，勻速攪拌，攪拌速度控制100-120轉/分鐘，保持 1-2小時； ② 將0. 4-0. 6%的引發劑用剩余的去離子水溶解配成引發劑溶液，待用； ③ 將攪拌速度降至到70-100轉/分鐘，逐漸滴加引發劑溶劑至反應釜中，控制滴加速 度在6-8小時內滴加完； ④ 在引發劑滴加完后，加入0. 05-0. 1 %的氨水調節乳液的pH至8-9，最后添加 0. 05-0. 1%消泡劑，過濾出料，即制得本發明自粘性丙烯酸乳液，固含量為31. 3-38. 4% ; (2) 鍍氧化鋁膜的制造： 在9. 5-12. 5N的恒定放卷張力下，將厚度為10-15 μ m卷筒形基材PET放卷，設置設備 運行速度為280-315m/min，將氧化鋁氣體噴涂在基材PET上，經導輥展平后，采用光波波長 為2?3μπι的遠紅外干燥和烘箱熱空氣干燥，烘箱烘干溫度設定為100-1KTC，烘干后，隨 即對其進行電暈處理，再采用在線凹版涂布，將上述制得的自粘性丙烯酸乳液涂布到鍍氧 化鋁層上，控制張力為25-32Ν，再次以上述同樣的烘干工藝進行烘干，隨后冷卻到室溫，放 到固化室固化36個小時，最后，經收卷、分切得總厚度為11-18 μ m的鍍氧化鋁薄膜。
【文檔編號】C08F2/26GK104369495SQ201410570826
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】黃宏存, 朱清梅, 宋軍軍 申請人:海南賽諾實業有限公司