СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЗИРОВАННОЙ ЭТИКЕТОЧНОЙ БУМАГИ
METHOD OF MANUFACTURING METALLISED LABEL PAPER

Изобретение относится к методам изготовления упаковочных материалов и может быть использовано при изготовлении этикеток.
Из заявки на патент №2003133220 известна упаковка для пищевых продуктов, содержащая металлизированную бумагу.
Из патентов №2338605 RU и №2072105 RU известно, что на бумагу можно наносить пленку из алюминия и свинца толщиной несколько десятков микрометров методом вакуумного напыления.
Также из патента №2134653RU известна бумажная упаковка, включающая полипропиленовую пленку, с нанесенным на нее слоем металла путем вакуумного напыления.
Из патента №2338605 RU известен способ металлизации путем налива водной пленкообразующей эмульсии.
Целью изобретения является повышение потребительских качеств этикеток.
Цель достигается за счет комплекса действий по обработке этикеточной и сеточной (оборотной) сторон бумаги. Во-первых, на этикеточную сторону наносят лак на основе полимера методом глубокой печати. Причем нанесение полимера на бумагу-основу производится по крайней мере в два слоя на двух секциях соответственно, первый слой полимера наносится методом «прямой» печати «direct gravure», а второй слой методом «reverse gravure» (когда вращение формного вала происходит против движения бумаги). При нанесении полимера диаметр формного вала, наносящего второй слой полимера методом «reverse gravure» больше диаметра вала «direct gravure» на 8-9%, при этом разница линейных скоростей валов составляет также 8-9%. Вязкость лака, наносимого методом «reverse gravure», ниже вязкости лака, наносимого методом «direct gravure». За счет этого достигается исключение образования «ряби» на поверхности пленки.
В качестве пленкообразующего вещества используются органорастворимые лаки на основе полимеров, таких как нитроцеллюлоза, эпоксидные смолы, полиэфиры и др., а также воднодисперсионные лаки на основе акриловых сополимеров, обладающие хорошей адгезией к алюминию.
Далее осуществляют нанесение металлического покрытия на слой лака методом осаждения паров алюминия в вакууме. Далее на металлическое покрытие наносят слой лака на основе вышеуказанных полимеров.
Далее осуществляют увлажнение сеточной (оборотной) стороны бумаги. В состав увлажняющего раствора могут входить водорастворимые эфиры целлюлозы (гидрокси-(карбокси-) этилцеллюлоза) и многоатомные спирты (например, глицерин) в качестве пластифицирующих и водоудерживающих добавок. За счет этого достигается контроль характеристик бумаги после сушки, а также стабильность характеристик бумаги при изменении влажности окружающей среды.
Далее осуществляют рельефное тиснение бумаги. За счет этого в слоях покрытий создаются микротрещины. В результате достигается быстрое размокание и смывание этикетки при обработке изделия с наклеенной этикеткой.
Осуществление изобретения
Способ изготовления заключается в следующем.
2
Для изготовления этикеточной металлизированной бумаги используется, как правило, бумага плотностью 65-80 г/м, не содержащая древесную целлюлозу, имеющая одностороннее мелование, повышенную гладкость и, по требованию заказчика, щелоче-влагостойкая. Основные требования к бумаге для изготовления этикеточной металлизированной бумаги приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Основные требования к бумаге для изготовления этикеточной металлизированной бумаги
Показатели
Единицы измерений
Нижнее значение
Требуемое значение
Верхнее значение
Гладкость по Бекку
сек
500
Кобб-тест оборотной стороны
г/м<sup>2</sup>
8
15
20
Прочность при растяжении в сухом состоянии (продольное напр.)
н/15 мм
45
Прочность при растяжении во влажном состоянии (продольное напр.)
н/15 мм
12
-
-
Прочность при растяжении в сухом состоянии (поперечное напр.)
н/15 мм
20
-
-
Прочность при растяжении во влажном состоянии (поперечное напр.)
н/15 мм
9
-
-
Щелочеустойчивость бумаги, 30 мин
-
-
да
-
Первой стадией производства является нанесение на мелованную поверхность бумаги лака для придания поверхности большего глянца.
Для лакировки использовались следующие лаки:
А) На основе продуктов реакции бисфенола А с эпихлоргидрином (эпоксидные смолы), разбавленным до рабочей вязкости этилацетатом: (сольвентный).
Б) Воднодисперсионный лак на основе акриловых сополимеров.
Лакировка бумаги производилась на двухсекционной машине глубокой печати при скорости печати 100-200 м/мин и температурой воздуха в сушках 100-115°С при применении лаков на легколетучем растворителе и 115-180°С при использовании водоэмульсионных лаков.
Как правило, производится нанесение лака в два слоя. Первый заполняет поры на поверхности и второй - разглаживающий. Количество лака, наносимого на поверхность, рассчитывается из условия нанесения каждого слоя по 0,8-1,2 грамма на кв. метр после высыхания (сушки). При этом важным условием является поддержание вязкости лака на уровне 15-20 сек, измеренной воронкой DIN 4.
Первый слой лака наносится методом прямой печати («direct gravure») формным цилиндром с площадью печатных элементов более 60%. Диаметр формного цилиндра - 176-177 мм. Вязкость лака - 16-20 сек по DIN 4.
Второй слой лака наносится в режиме «reverse gravure». Прижим бумаги к формному валу производится сверху двумя валами, не соприкасающимися с формным валом, у которых при опускании нижняя линия образующей ниже верхней линии образующей формного цилиндра, а валы расположены по разные стороны формного цилиндра.
При этом диаметр формного вала - 191-192 мм, площадь печатных элементов - более 60%. Вязкость лака - 15-18 сек по DIN 4.
Применение формных валов существенно разного диаметра, в отличие от традиционно применяемой разнице диаметров 0,05-0,1 мм между предыдущим и последующим формными цилиндрами, позволяет при лакировании избежать образования «ряби» на поверхности пленки.
Также, для достижения качественной лакировки, второй слой лака имеет меньшую вязкость по сравнению с вязкостью лака при нанесении первого слоя.
На второй стадии производится нанесение на лакированную сторону бумаги алюминия методом осаждения его паров на поверхность бумажного полотна в условиях высокого вакуума.
После нанесения алюминия на металлизированную поверхность бумаги наносится один слой лака (праймера), функция которого заключается в придании поверхности восприимчивости к типографским краскам.
Нанесение производится на машине глубокой печати формным валом с площадью печатных элементов более 60%. Вязкость лака - 15-20 сек по DIN 4. Скорость лакировки - 100-200 м/мин, температура воздуха в сушке - 100-115°С при применении лаков на легколетучем растворителе и 115-180°С при использовании водоэмульсионных лаков.
Для придания бумаге требуемых потребительских качеств, таких как влажность, стабильность характеристик бумаги при изменении влажности окружающей среды, на следующей стадии производства проводится обработка оборотной стороны бумаги специальным увлажняющим раствором. Водный раствор содержит водорастворимые эфиры целлюлозы (гидрокси- (карбокси-) этилцеллюлоза) 1-5% и многоатомные спирты (например, глицерин) до 10%, а также одноатомные спирты до 10% в качестве пластифицирующих и водоудерживающих добавок, остальное вода. Увлажняющий раствор наносится на сеточную (оборотную) сторону бумаги на машине глубокой печати формным валом с площадью печатных элементов более 60%. Вязкость раствора - 13-14 сек по DIN 4. Скорость нанесения - 100-200 м/мин, температура воздуха в сушке - 60-100°С.
На заключительной стадии производства бумага может быть подвергнута рельефному тиснению гравированными валами на скорости 100-200 м/мин при давлении 5-10 тонн.