[发明专利]纸基材激光全息图文成像涂料

说明书

本发明涉及一种激光全息图文成像及复制用涂料，特别是指用于印后纸基材上涂布用作承印全息图文涂层的涂料。

通常，作为激光全息图文成像复制是在具有热塑性的塑料膜或具有热塑性膜层的基材上进行的，然后再蒸镀金属层，并在金属层上印刷图案。而且全息成像与产品制造(印刷、成型)分别为两个独立过程，为了在印刷后显示出在纸塑铝复合制品上已获得的全息效果，需在金属层上采用透明油墨印刷(相当于金属印刷)，这不但要改变原有的印刷工艺，也大大提高了生产成本。而且由于这种成像方法是在塑料基材上进行的，所以仅限应用于塑料包装上，其应用范围很小，而实际应用得更多的是纸质包装制品。因而，在纸基材上进行激光全息图文成像已成了当今防伪技术的一个热门课题。特别是对于如何在印刷后的纸基材上进行激光全息图文复制更是一世界性的难题。由于纤维组织的原因，纸张表面本身并不能直接承印全息图文，而必须借助一层特殊的涂层；涂层的主要作用有两个：平整光洁纸张表面和承印全息图文。

涂层质量直接影响全息效果，涂料的选配是技术实施的关键技术之一。对涂层涂料的主要技术要求是：与纸张(油墨层)有足够的粘结牢度，优良的塑性变形特性(包括可变形和变形后的稳定性)，以及优良的理化性能和后加工适性。而至今尚未有一种适合于印后纸基材全息图文复制的涂料。因此极有待开发一种新的涂料。

现在，可供选择的涂料基本类型包括氧化聚合型涂料、溶剂聚合型涂料、热固化型涂料和光固化涂料等。上述各类涂料都有其自身的工艺优势：氧化聚合型涂料主要依靠空气中的氧发生聚合反应而干燥成膜，对干燥源要求不高，设备投资少；溶剂挥发型涂料依靠涂料中溶剂挥发干燥成膜，在涂布、干燥、成膜过程中具有较好的流平性，加工性能和适用范围宽；热固化型涂料依靠成膜树脂高分子结构中含有的活性官能基团和涂料中的催化剂遇热发生交联反应干燥成膜，固化快、生产效率高；光固化型涂料，通过涂料吸收辐射光能量后，涂料分子内部结构发生聚合反应干燥结膜，涂层的光泽度高，膜层的耐磨性、耐折性、耐热性能比较好。

本发明的目的是开发一种能适应于印后纸基材激光全息图文复制的纸基材激光全息成像涂料。该涂料既能平整光洁纸张表面，又能承印全息图文。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的，根据纸基材及激光全息图文成像的一些特性，选用溶剂型的共聚单体物，经过合成形成一种共聚树脂涂料作为纸基材激光全息图文成像复制涂料，该溶剂型涂料又分为醇溶性全息涂料和水溶性全息涂料两大类别。其涂料成分都由主剂、助剂和溶剂等三个部分组成，主剂(成膜树脂)是涂料的成膜物质，膜层的品质及理化性能，如光泽度、耐折性、后加工适性等均与主剂的选择有关。主剂可以以水性树脂为主剂，具有折光率高，能很好的承印全息图文，但涂膜较脆、抗水性较差。为此，又合成一种高固含量、较低黏度、柔韧性好、抗水性能十分优异水性乳液。将二者有机的结合起来、辅以助剂，制成一种高折光率、高光泽、耐磨、柔韧性、抗水性等综合性能优异，适应于纸张防伪、环保型全息涂料。主剂也可以以单体共聚合成树脂作为主剂，具有成膜性好、光泽度高、透明度高、耐磨、耐水、耐老化等一系列优良性能，而且适用性极强。

为改善涂料的理化性能及加工特性，还需加入一些助剂，例如：为改善主剂树脂的成膜性，增加膜层内聚强度而加入固化剂；为降低涂料的表面张力，提高其流平性而加入的表面活性剂；为便于涂布操作及涂料的合成而加入的消泡剂；为提高膜层弹性、增强耐水、耐折性能而加入的增塑剂等。各类助剂用量一般不超过总量的4-9％，尽管助剂的用量比例小，但是，涂料的各项性能受其影响很大。

溶剂的主要作用是，分散、溶解主剂和助剂。本涂料以溶剂的溶解性、挥发性等项指标有较高的要求。涂料的毒性、气味、干燥、流平性等一些理化性能同溶剂的选用直接有关。

可供选择的溶剂主要有：芳香类(如甲苯、二甲苯)；醇类(如乙醇、丁醇、异丙醇、甲醇)；酯类(如乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯等)。

芳香类溶剂蒸发热量比较低，挥发速度快，溶解性能高，涂布中机器干燥装置不需要过高的温度和过长的距离即可满足工艺要求，但是该类溶剂毒性较大，长期使用会影响操作人员的健康，并且给环境带来一定污染；

酯类溶剂溶解性能好，挥发速度快，成本低，但是气味比较大；

醇类溶剂在溶解性能、挥发速度上都不及芳香类和酯类，但是在无毒、无味、无污染方面则有很大优势。

本发明采用溶剂挥发型单体共聚物作为主剂，以水或醇类和醇醚类物质为溶剂，并加入适量助剂，经共聚反应和高速分散后过滤并形成水溶性或醇溶性全息涂料。