高效激光全息模压版清洗剂的研制

郑成赋，张雪兵

(武汉华工图像技术开发有限公司，湖北 武汉 430223)

激光全息防伪材料由于防伪力度高、制作成本较低而且兼具良好的包装效果，目前已经在防伪和包装领域形成了千亿规模的应用[1]。激光全息防伪材料的防伪信息通过模压工艺完成信息从镍版到材料的转移。通常，记录防伪信息的材料为高分子热塑性树脂。在模压过程中，模压机版辊的高温(模压温度通常在185℃±5℃)使得树脂软化，然后通过压力将固定在版辊上的镍版上面的激光全息信息压印到高分子树脂上。模压过程中，镍版不可避免会粘附一些高分子树脂，这些粘附的污渍会遮盖模压版上的激光全息信息，从而影响激光全息信息的压印转移[2]。因此，清洗激光全息模压版对于批量制作激光全息防伪材料就显得十分重要[3]。

目前市场上还没有专门针对激光全息模压版大面积清洗的清洗剂。行业里通常用擦版膏来清除镍版上的污渍，这种方法对于局部少量污渍比较有效，对于大面积的污渍则无能为力，而且擦版膏的使用会使生产环境中充满油雾而影响产品质量。本文采用增溶剂与表面活性剂复配体系，先通过增溶剂溶解溶胀污渍，再通过表面活性剂来彻底去除[4]。该清洗剂为水溶性复配体系，清洁安全且去污能力强，能有效延长全息镍版使用寿命，节约成本并提高生产效率。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

1.1.1 试剂

辛基酚聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚，N，N'-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠，乙二醇单丁醚。

1.1.2 仪器

集热式恒温磁力搅拌器，巩义市予华仪器有限责任公司；9070A 型电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；FA114 型电子天平，上海海康电子仪器厂。

1.2 实验原理

充分研究激光全息模压版污渍特点，此污渍为高分子树脂和色粉在高温下长期加热而处于半固化状态。通过水溶性增溶剂对污渍溶解溶胀，再通过表面活性剂将其彻底去除。表面活性剂在水溶液表面定向形成吸附膜并缔合胶束，从而改变溶液的性质。根据污渍特性选用表面活性剂并进行复配，通过对复配组分去污能力测定，进一步选取效果最好的复配体系， 改变不同表面活性剂与增溶剂复配比例，得到最终产品。

1.3 实验步骤

1.3.1 配制溶液

取一定量辛基酚聚氧乙烯醚(OPE)，脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)，N，N'-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠(DTM)，分别配置成浓度 0.02 mol/L的水溶液(在恒温磁力搅拌器50℃的条件下搅拌溶解，冷却室温)，备用。另外取一定量乙二醇单丁醚(EB)备用。

1.3.2 污损镍版取样

将污损镍版按10 cm×10 cm规格取样，并称量其质量。同时取没有使用过的镍版按同样规格取样称量，作为标准镍版。污损镍版超出标准镍版质量部分视为污渍质量。

1.3.3 去污力测试

由于激光全息模压版的清洗是在高温作业时稍作降温即进行清洗，因此本实验去污力测试也是在高温下进行。按规定规格取污损镍版并称量质量，其质量与标准镍版质量的差视为污渍质量。然后在烘箱中把污损镍版加热至100℃，然后用清洗剂均匀擦拭其表面10 s，用洁净无纺布擦拭、干燥后再称量其质量。污损镍版与其差值即为去除污渍质量。由去除污渍质量与污渍总质量计算去污力。

1.3.4 清洗剂复配组分选择

1.3.4.1 双组份表面活性剂体系

分析双组份表面活性剂的去污能力。保持总物质的量浓度不变，改变两种表面活性剂物质的量比值，配置溶液并测得不同配比溶液的去污能力(重复三次，取平均值)，制成表格分析。

1.3.4.2 三组分表面活性剂体系

在双组份表面活性剂体系实验基础上，加入不同比例双子表面活性剂N，N'-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠，并测试其去污能力。

1.3.4.3 多组分复配体系

选择上述去污能力最好的表面活性剂体系，加入不同比例增溶剂乙二醇单丁醚，测试其去污能力。

2 结果与讨论

2.1 双组分表面活性剂体系性能

表1给出了两种表面活性剂复配体系的去污能力。可以看出，双组份体系对污渍有一定的去除效果，但去污力较弱，其中以辛基酚聚氧乙烯醚(OPE)和脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)的比例为2∶1的体系较好。

表1 不同物质的量比辛基酚聚氧乙烯醚(OPE)和脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)复配去污性能

2.2 三组分表面活性剂体系性能

表2 辛基酚聚氧乙烯醚(OPE)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)和不同物质的量比的N，N'-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠(DTM)复配去污性能

Table 2 Decontamination performance of OPE,AEO and DTM with different ratio of substances

n(OPE)∶n(AEO):n(DTM)去污力/%2∶1∶0.2702∶1∶0.4722∶1∶0.6782∶1∶0.8772∶1∶1 78

表2给出了三组分体系去污实验结果。结果表明，通过双子表面活性剂N，N'-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠(DTM)的加入，体系去污力有较大范围提高。这可能是由于双子表面活性剂的去污效率更高的缘故。但金属镍版的重复使用，表面污渍去除必须达到90%以上，因此本实验继续探索新的实验方案来提高去污力。

2.3 多组分复配体系性能

将辛基酚聚氧乙烯醚(OPE)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)和N，N'-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠(DTM)的物质的量的比稳定不变，改变乙二醇单丁醚(EB)用量，得到复配体系并测试其去污性能。

表3 多组分复配体系去污性能

结果表明，通过增溶剂乙二醇单丁醚(EB)的加入，复配体系的去污能力进一步得到提升，最高可以达到98%，满足金属镍版重复使用要求。复配体系去污力的提高，可能是由于增溶剂更加亲油，溶解溶胀了高分值树脂污渍，然后在复配体系表面活性剂共同作用下提高了去污效果。

2.4 自制清洗剂的稳定性

选取同一配方自制清洗剂放置在 30℃ 的保温箱中 ，每隔一段时间观察现象， 并测定其去污性能和 pH值。结果如表4所示。

表4 自制清洗剂的稳定性

结果表明，自制清洗剂放置时长达50天时仍无浑浊分层现象，去污力也无明显下降，并且其pH值为6.8～6.9，接近中性，对金属镍版的腐蚀作用较小。

3 结论

采用表面活性剂与增溶剂复配技术，成功研制一种适于激光全息模压镍版清洗的清洗剂。该清洗剂延长了镍版使用寿命，提高了生产效率。当辛基酚聚氧乙烯醚(OPE)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、N，N'-双油酰基乙二胺二乙磺酸钠(DTM)和乙二醇单丁醚(EB)的物质的量的比为2∶1∶0.6∶3时，清洗剂综合性能较好。