铝塑无胶复合用铝箔及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于包装材料及其制备技术领域，具体涉及一种铝塑无胶复合用铝箔及其制备方法。
【背景技术】
[0002]铝箔具有质轻、延展性好、阻隔性高、无毒、价格低廉等特点，被广泛用作各类复合包装材料的阻隔层。铝塑复合包装材料可以充分发挥铝箔和塑料的优点，能够大幅度提高包装材料的阻隔性、防水防潮性、适印性和热封性等性能，因而受到了包装行业和用户的青睐。然而传统的铝塑复合膜需要使用具有粘合力的中间层将铝箔和塑料薄膜粘合在一起从而形成铝塑复合膜。目前铝塑复合工艺上常用的方法是干法复合和湿法复合。所谓湿法复合是将粘合剂均匀涂布在铝箔或塑料薄膜基底上，然后将铝箔和塑料薄膜在一定的压力下复合，然后通过烘箱把粘合剂中的溶剂挥发掉。而干法复合是指将粘合剂均匀涂布于铝箔或塑料薄膜基底上，通过烘箱将粘合剂中溶剂挥发后再在一定的压力下复合。然而，无论是干法复合还是湿法复合都需要使用大量的有机溶剂，对环境造成巨大的污染，在越来越注重低碳、健康、安全环保、资源节约和绿色生态的今天，对耗用如此大量的有机溶剂所带来的负面影响已经越来越受到人们的关注。铝塑无胶复合由于没有溶剂挥发，对环境无污染，因而备受关注。然而，到目前为止，有关铝塑复合用铝箔的制备方法和技术的报道甚少，这也是导致目前铝塑无胶复合还没有大面积应用的关键因素。因此，发明一种铝塑无胶复合用铝箔的制备方法对于推动铝塑无胶复合工业的快速发展、降低铝塑复合生产对环境的影响具有非常重要的意义。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种初粘力强、剥离强度大、与塑料薄膜复合时无需任何胶粘剂便可实现较好复合的铝塑无胶复合用铝箔及其制备方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种铝塑无胶复合用铝箔，所述铝塑无胶复合用铝箔的表面结构为纳米柱阵列结构(即表面由圆柱形纳米颗粒阵列组成)，所述纳米柱的高度为0.5微米?3微米，所述纳米柱的直径为80纳米?300纳米，所述纳米柱之间的间距为100纳米?2000纳米(该间距是指两纳米柱中心之间的距离)。
[0005]上述的铝塑无胶复合用铝箔中，优选的，所述铝塑无胶复合用铝箔的厚度为20微米?30微米。
[0006]作为一个总的技术构思，本发明还提供一种铝塑无胶复合用铝箔的制备方法，包括以下步骤:
(I)先在铝箔表面涂布光刻胶，然后在所述光刻胶上覆盖纳米孔阵列掩模，所述纳米孔阵列掩模中纳米孔的孔径为80纳米?300纳米，孔深度为0.5微米?3微米，孔间距为100纳米?2000纳米；
(2)将覆盖有所述纳米孔阵列掩模的铝箔在紫外光下进行曝光和显影，使所述铝箔表面形成纳米柱阵列，然后用酸液对铝箔表面进行腐蚀，再去除铝箔表面的光刻胶，经清洗后，得到表面结构为纳米柱阵列结构的铝塑无胶复合用铝箔。
[0007]上述的铝塑无胶复合用铝箔的制备方法中，优选的，所述步骤(2)中，所述曝光的时间为0.5h?lh，所述显影的时间为0.5h?1.5h。
[0008]上述的铝塑无胶复合用铝箔的制备方法中，优选的，所述步骤(2)中，所述酸液为盐酸溶液，所述盐酸溶液的浓度为0.lmol/L?lmol/L。
[0009]上述的铝塑无胶复合用铝箔的制备方法中，优选的，所述步骤(2)中，所述酸液腐蚀的时间为5分钟?30分钟。
[0010]上述的铝塑无胶复合用铝箔的制备方法中，优选的，所述步骤(2)中去除铝箔表面的光刻胶的过程为:用丙酮对酸液腐蚀后的铝箔进行浸泡。
[0011]上述的铝塑无胶复合用铝箔的制备方法中，优选的，所述步骤(2)中，所述浸泡的时间为3小时?5小时。
[0012]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1、本发明的铝塑无胶复合用铝箔的初粘力强、剥离强度大，与聚乙烯等塑料薄膜复合时无需任何胶粘剂便可实现较好的复合，且能够满足铝塑复合包装材料的力学性能要求。
[0013]2、本发明的铝塑无胶复合用铝箔的制备方法简单、可控性好。
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例的铝塑无胶复合用铝箔的主视图。
[0015]图2为本发明实施例的铝塑无胶复合用铝箔的俯视图。
[0016]图例说明:
1、铝箔本体层；2、纳米柱阵列结构。
【具体实施方式】
[0017]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0018]以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
[0019]实施例1:
一种本发明的铝塑无胶复合用铝箔，如图1和图2所示，该铝塑无胶复合用铝箔的表面结构为纳米柱阵列结构2 (表面结构以下为铝箔本体层I )，纳米柱的高度为0.5微米，纳米柱的直径为80纳米，纳米柱之间的间距(中心之间的距离，下同)为100纳米。
[0020]本实施例中，铝塑无胶复合用铝箔的厚度为20微米。
[0021]一种上述本实施例的铝塑无胶复合用铝箔的制备方法，包括以下步骤:
(I)首先在铝箔表面涂布光刻胶(可采用可紫外光固化的水性聚氨酯，但不限于此)，然后在光刻胶上覆盖纳米孔阵列掩模，掩模孔为圆形，孔径为80纳米，孔间距(即孔心间距，下同)为100纳米，孔深为0.5微米。
[0022](2)将覆盖掩模的铝箔在紫外光下曝光0.5小时，然后显影0.5小时(显影液为水，但不限于此)，在铝箔表面得到纳米柱阵列；然后用0.lmol/L的盐酸溶液对铝箔表面腐蚀5分钟，再用丙酮对腐蚀后的铝箔浸泡3小时，去除铝箔表面的光刻胶，用去离子水清洗后，便得到表面由圆柱形纳米颗粒阵列(即纳米柱阵列)组成的铝塑无胶复合用铝箔。本实施例获得的铝箔与聚乙烯薄膜在一对上下加热的滚筒的温度和压力作用下即可实现复合，其复合后的粘合性能满足包装材料剥离强度的要求。
[0023]实施例2:
一种本发明的铝塑无胶复合用铝箔，如图1和图2所示，该铝塑无胶复合用铝箔的表面结构为纳米柱阵列结构2 (表面结构以下为铝箔本体层I )，纳米柱的高度为3微米，纳米柱的直径为300纳米，纳米柱之间的间距为2000纳米。
[0024]本实施例中，铝塑无胶复合用铝箔的厚度为30微米。
[0025]一种上述本实施例的铝塑无胶复合用铝箔的制备方法，包括以下步骤:
(I)首先在铝箔表面涂布光刻胶，然后在光刻胶上覆盖纳米孔阵列掩模，掩模孔为圆形，孔径为300纳米，孔间距为2000纳米，孔深为3微米。
[0026](2)将覆盖掩模的铝箔在紫外光下曝光I小时、显影I小时，在铝箔表面得到纳米柱阵列；然后用0.lmol/L的盐酸溶液对铝箔表面腐蚀30分钟，再用丙酮对腐蚀后的铝箔