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烫印型模压全息高分子材料的组成

2022-04-15

  烫印型模压全息高分子材料是目前应用最为广泛的模压全息高分子材料,也是一种具有多层结构的复合材料。烫印型模压全息高分子材料中每层的组成不同,其发挥的功能也不同,下面逐一进行简要介绍。

  一、基膜

  在模压全息高分子材料中,基膜主要起支撑作用,可使用聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、铝箔等。

  PVC基膜透光率高、绝缘性好、价格低廉,但在热、光作用下不稳定,加工时需添加稳定剂。此外,PVC基膜中还添加有抗氧剂、润滑剂、抗静电剂、增塑剂等助剂,易迁移,部分还有毒,严重影响了基膜的美观度和安全性。PET基膜透光率很高(可达91%~93%),光泽度好,力学强度比PVC基膜高20%以上,无毒,但PET的耐光老化性能不佳。PP基膜力学性能好、阻水阻气性佳、价格低廉,但PP基膜的表面张力较低(29×10-5~30×10-5N/cm),需通过电晕等处理才能提高其表面张力(>40×10-5N/cm),而且PP易结晶导致其透光性不佳。EVA基膜表面结构致密、柔韧性好、无毒、抗氧化性强,但其熔点较低(84~95℃),难以适应后续的模压及烫印工艺。TPU基膜耐磨损、韧性好、抗静电,但成本较高、耐光老化性能不佳,因此也不常用。铝箔在包装行业中广泛使用,装饰性强、易于清洁、遮光性好、阻隔性好、化学稳定性高、力学性能优良,但透光性差。因此,通常选择综合性能较好的PET薄膜作为烫印型模压全息高分子材料的基膜。

  二、剥离层

  在烫印型模压全息高分子材料中,剥离层的主要作用在于使基膜与全息记录层更易分离。剥离层通常含有石蜡、巴西棕榈蜡、聚乙烯蜡、有机硅氧烷等离型剂。

  一般地,在烫印过程中,基膜与全息记录层的剥离形式有两种:

  ①基膜剥离层之间的黏结力比全息记录层-剥离层之间的黏结力弱,因此基膜与剥离层分离时,剥离层黏附在全息记录层表面,与反射层一起转移、黏结在承印物表面。在使用过程中,剥离层作为全息高分子材料的最外层起保护作用,因此这种烫印型模压全息高分子材料一般具有良好的耐溶剂性和耐磨性。

  ②全息记录层-剥离层之间的黏结力比基膜-剥离层之间的黏结力弱,因此基膜和剥离层一起与全息记录层剥离。在使用过程中,全息记录层直接暴露在最外层,因此要求全息记录层具有良好的耐磨性和稳定性。

  三、反射层

  模压全息图在镀反射层前亮度较低,蒸镀一层较薄的反射层可以增强入射光的反射强度,从而增强全息图的亮度。由于入射光与再现光在全息图同一侧,因此这种全息图被称为不透明型全息图。为获得透明型全息图,可在全息记录层与热熔胶层之间蒸镀透明、高折射率的介质(如二氧化钛、二氧化锆、硫化锌)作为反射层,也可蒸镀网点状的不透明介质(如铝)作为反射层。在光照下,有反射层的网点产生光反射,没有反射层的位置则直接透光。透过透明或网点状的反射层可观察到底部承印物的文字及图像,因此可在承印物上附加防伪信息。透明型全息图已于1996年应用于身份证件的防伪。

  四、热熔胶层

  烫印型模压全息高分子材料通过底部热熔胶(又称热敏胶)与承印物黏结。在高温和压力作用下,热熔胶熔融并浸润承印物表面,与承印物发生物理或化学作用,降温后迅速固化,从而将模压全息高分子材料与承印物牢固黏结在一起。一般地,热熔胶以热塑性树脂或弹性体为基体材料,以增黏剂、蜡类、抗氧化剂、稳定剂、无机填料等为助剂复配而成,常用的基体材料有EVA、低分子量环氧树脂、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氨酯(PU)、聚酰胺(PA)、丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)等。

  文章内容引用自专业教材,以便高分子科学工程、光学工程等领域的科技工作者作研究参考,未经本书原作者的许可,任何第三方不得复制或者转载本文内容。