CN101177081B - 一种热敏磁记录纸 - Google Patents
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Abstract
一种热敏磁记录纸，它包括纸基、磁层、热敏记录层和保护层，所述保护层含有的组分及其重量份数为：丙烯酸乳液40～400份，填料1～50份，润滑剂1～20份，固化剂1～40份，水200～500份。本发明采用具有核/壳结构的丙烯酸树脂制备，使保护层具有优良的抗水性、抗油性、抗增塑剂性、抗乙醇性和抗粘连特性，并具有更好的图像保存率。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁记录材料，特别涉及一种热敏磁记录纸。
背景技术
磁记录纸作为票券载体被广泛应用于铁路，公路，地铁，停车场，机场等场所，这些地方又是人员密集的地方，个人的持票习惯又不同，热敏面很容易受到水、油、增塑剂等污染，因此热敏保护层要求有更优良的品质。作为票据，热敏层要求有高画质的记录图像和有更高的图像保存率。
欧洲一项技术中公开了一种磁记录材料，该材料的保护层的粘合剂含有聚乙烯醇、羧甲基纤维素、淀粉以及苯乙烯-丁儿烯共聚物乳液等，其描述的保护层含水溶性粘合剂，抗水性很差。从有关文献中所获知的热敏记录纸的保护层中除含有水不溶性粘合剂外，还含有水溶性粘合剂，其抗水性虽然得到提高，但没有达到足够在屋外使用的耐水性，该保护层在纪录时，容易粘连热敏打印头。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种热敏磁记录纸，该热敏磁记录纸热敏面具有优良的抗水性、抗油性、抗增塑剂性，具有更好的图像保存率。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
一种热敏磁记录纸，包括纸基、磁层、热敏纪录层和保护层，其改进是，所述保护层含有的组分及其重量份数为：
丙烯酸乳液 40～400份，
填料 1～50份，
润滑剂 1～20份，
固化剂 1～40份，
水 200～500份。
上述热敏磁记录纸，所述丙烯酸树酯是核/壳结构的丙烯酸树酯。
上述热敏磁记录纸，所述填料是碳酸钙、高岭土、膨润土或二氧化硅。
上述热敏磁记录纸，所述二氧化硅是气相法二氧化硅或沉淀法二氧化硅。
上述热敏磁记录纸，所述润滑剂是硬脂酸锌、硬脂酸钙、石蜡、聚苯乙烯蜡、聚乙烯蜡或脂肪酸胺类蜡中的一种或几种。
上述热敏磁记录纸，所述固化剂是乙二醛、碳酸锆铵、氮丙啶化合物或聚酰胺表氯醇树脂。
适合于本发明的丙烯酸乳液可以是在一定条件下通过乳化聚合包含(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸酯类和含乙烯基单体获得的聚合物乳液，如大日本油墨化学工业生产的DICNAL系列，也可以是核是(甲基)丙烯酸酯的具有核/壳丙烯酸乳液，如三井化学生产的Bariastar系列，具有核/壳结构的丙烯酸树脂，特别优选具有玻璃化温度不低于200℃的具有核/壳结构的丙烯酸树脂。采用玻璃化温度低于200℃的丙烯酸树脂，会在记录信息过程中粘连热打印头，从而会影响到记录图像的品质。
适合于本发明的填料包含无定形硅、碳酸钙、高岭土、煅烧高岭土、膨润土、氧化铝、氢氧化铝等，优选无定形硅，更进一步优选气相法二氧化硅或沉淀法二氧化硅。在本发明的保护层中因含有二氧化硅，并且二氧化硅以包围丙烯酸粒子的状态存在，可以有效降低热量向丙烯酸粒子的传导，而且二氧化硅结合在丙烯酸粒子上时，由于其三维立体结构而在丙烯酸粒子的周围形成空隙，从而提高了隔热效果，丙烯酸树脂变得更加难以熔融，进一步降低在记录信息过程中粘连热打印头的问题。
适合本发明的固化剂选自乙二醛、碳酸锆铵、氮丙啶化合物或聚酰胺表氯醇树脂，优选聚酰胺表氯醇树脂，使用固化剂可以改善保护层的抗水性，并产生更好的抗粘连性，抗粘连性包括磁记录纸产品间的层间粘连和对热打印头的粘连。
一般用于磁记录纸的磁层由磁粉、炭黑、分散剂、粘合剂和溶剂配制而成。其磁层配方可以采用有机溶剂体系也可以采用水性体系，就对环境保护而言，现在大多采用水性体系。本发明的磁层的配方包括但不限于下列配方：
钡铁氧体 50份
乙炔碳黑 6份
十二烷基磺酸钠 2份
聚乙烯醇10％水溶液 66.7份
聚氨酯乳液(含固量30％) 111份
水 70份
将上述组成混合并经进行行星搅拌约2小时预分散，然后在35℃～45℃范围进行恒温砂磨，制成磁层浆，采用棒涂、凹板涂布、挤压涂布或反转辊涂布等方法将磁层涂布在纸基上。
一般用于磁记录纸的热敏记录层由隐色染料，显色剂，增感剂，填料，粘合剂和水配制而成。适用于本发明的热敏层的配方包括但不限于下列配方：
<隐性染料组成>
3-二丁基氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷(ODB-2) 10份
聚乙烯醇10％水溶液 20份
水 20份
用砂磨机将上述各成分砂磨、分散，得到平均粒径1μm的分散液A。
<显色剂组成>
4，4′-二羟基二苯基砜 20份
间三苯 5份
碳酸钙 25份
聚乙烯醇10％水溶液 60份
水 100份
用砂磨机将上述各成分砂磨、分散，得到平均粒径1μm的分散液B。
<热敏层浆的调制>
分散液A 50份
分散液B 110份
聚乙烯醇10％水溶液 60份
水 34份
把上述组成的化合物混合，得到所需的热敏层浆。
其中，适合于热敏层的隐色染料可以是三苯甲烷型隐色染料，荧烷型隐色染料，芴型隐色染料、联乙烯型隐色染料等，优选荧烷型隐色染料，该染料可以是以下具体化合物，但是本发明中并不限于这些：3-二乙基-6-甲基荧烷，2-苯胺基-3-甲基-6-N-乙基-N-仲丁胺基荧烷，3-二丁基氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷，3-二(正戊胺基)-6-甲基-7-苯胺基荧烷，3-(N-异戊基-N-乙胺基)-6-甲基-7-苯胺基荧烷，3-(N-正己基-N-乙胺基)-6-甲基-7-苯胺基荧烷等；适合于热敏层的显色剂可以是酚性化合物，水杨酸衍生物及其多价金属盐，优选酚性化合物，该酚性化合物可以是以下具体化合物，但是本发明中并不限于这些：2，4-双(苯磺酰基)苯酚，2，4′-双(4-羟基苯酚丙烷，2，4-双(2，5-二甲基苯磺酰基)苯酚，4-叔丁基苯酚，4-苯基苯酚，4-羟基二酚盐，4，4′-仲亚异辛基二苯酚，4，4′-仲亚丁基二苯酚，4-叔辛基苯酚，4-对苯酚基苯酚，对羟基苯甲酸苄基酯，4-羟基-4′-异丙基氧二苯砜4，4′-二羟基二苯基砜等；适合于热敏层的增感剂可以是硬脂酸酰胺，亚乙基二酰胺，二苯基砜，对-苯偶酰联苯，β-苄氧基萘，间三联苯，1，4-二乙氧基萘等；适合于热敏层的填料可以是无机或有机填料如硅石，硬脂酸锌，碳酸钙，高岭土，滑石，二氧化硅等；适合于热敏层的粘合剂可以是淀粉，改性淀粉、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇，聚氧化乙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物乳液，醋酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液，醋酸乙烯酯-氯乙烯-乙烯共聚物乳液，丙烯酸乳液等，但并不只限于这些。
本发明的热敏磁记录纸的制备方法是：将磁层涂布在纸基上，在纸基另一面涂布热敏层，保护层，干燥，分切，得到热敏磁记录纸。可采用棒涂、凹板涂布、挤压涂布或反转辊涂布等方法。
本发明采用具有核/壳结构的丙烯酸树脂制备的保护层，从而具有优良的抗水性、抗油性、抗增塑剂性、抗乙醇性和抗粘连特性，使热敏层具有更好的图像保存率。
具体实施方式：
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
丙烯酸乳液(DICNAL RT25) 40份，
气相法二氧化硅 50份，
硬脂酸锌 5份，
乙二醛 1份，
水 345份，
将上述组成混合并经乳化机高速搅分散，制成保护层浆，备用。
在纸基上涂布磁层，然后在纸基的另一面涂布热敏层，把上述保护层浆按3g/m2涂布在热敏层上，然后干燥，分切，得到热敏磁记录纸，取样测其性能(见表中)。
实施例2
丙烯酸乳液(Bariastar B1000) 200份，
气相法二氧化硅 50份，
硬脂酸锌 10份，
乙二醛(固体含量40％) 20份，
水 390份，
将上述组成混合并经乳化机高速搅分散，制成保护层浆，备用。
在纸基上涂布磁层，然后在纸基的另一面涂布热敏层，把上述保护层浆按6g/m2涂布在热敏层上，然后干燥，分切，得到热敏磁记录纸，取样测其性能(见表中)。
实施例3
丙烯酸乳液(XFE 3571) 150份，
沉淀法二氧化硅 30份，
硬脂酸锌分散体 1份，
聚乙烯蜡分散体 25份，
聚酰胺表氯醇树脂 15份，
水 200份，
将上述组成混合并经乳化机高速搅分散，制成保护层浆，备用。
在纸基上涂布磁层，然后在纸基的另一面涂布热敏层，把上述保护层浆按3g/m2涂布在热敏层上，然后干燥，分切，得到热敏磁记录纸，取样测其性能(见表中)。
实施例4
丙烯酸乳液(Bariastar B2000) 400份，
沉淀法二氧化硅 20份，
硬脂酸锌分散体 14份，
聚乙烯蜡分散体 6份，
聚酰胺表氯醇树脂 9份，
水 500份，
将上述组成混合并经乳化机高速搅分散，制成保护层浆，备用。
在纸基上涂布磁层，然后在纸基的另一面涂布热敏层，把上述保护层浆按5g/m2涂布在热敏层上，然后干燥，分切，得到热敏磁记录纸，取样测其性能(见表中)。
实施例5
丙烯酸乳液(Bariastar B1000) 80份，
沉淀法二氧化硅 1份，
聚乙烯蜡分散体 5份，
聚酰胺表氯醇树脂 5份，
水 400份，
将上述组成混合并经乳化机高速搅分散，制成保护层浆，备用。
在纸基上涂布磁层，然后在纸基的另一面涂布热敏层，把上述保护层浆按3g/m2涂布在热敏层上，然后干燥，分切，得到热敏磁记录纸，取样测其性能(见表中)。
测试结果：
| 实施例 | 热敏印字发色密度 | 抗水性 | 抗增塑剂性 | 抗油性 | 抗乙醇性 | 抗粘连特性 | |||||
| 涂层强度 | 测试后热敏发色密度 | 抗水保存率 | 测试后热敏发色密度 | 抗增塑剂保存率 | 测试后热敏发色密度 | 抗油保存率 | 测试后热敏发色密度 | 抗乙醇保存率 | |||
| 1 | 1.40 | ○ | 1.03 | 73.6 | 1.24 | 88.6 | 1.28 | 91.4 | 0.98 | 70 | ○ |
| 2 | 1.40 | ◎ | 1.28 | 91.4 | 1.32 | 94.3 | 1.37 | 97.8 | 1.23 | 88 | ◎ |
| 3 | 1.40 | ◎ | 1.30 | 92.9 | 1.37 | 97.8 | 1.39 | 97.9 | 1.27 | 90.7 | ◎ |
| 4 | 1.40 | ◎ | 1.33 | 95 | 1.37 | 97.8 | 1.38 | 98.6 | 1.28 | 91.4 | ◎ |
| 5 | 1.40 | ◎ | 1.32 | 94.3 | 1.38 | 98.6 | 1.39 | 97.9 | 1.28 | 91.4 | ◎ |
表中的各项性能的测试方法如下：
抗水性
(1)将一滴蒸馏水(25℃)滴在保护层上，用手指在记录部分擦20次，以评估涂层薄膜的强度。
符号表示：
◎保护层膜完整；
○保护层膜被轻微搓掉；
△保护层膜被显著搓掉。
(2)将热敏已印字发色的热敏磁记录纸浸到25℃的纯水中，放置24小时后，在50℃下干燥样片，测试发色部分的密度，计算保存率，数值越高，表示图像保存性越好。
抗水保存率＝[(在上述条件下放置后的密度)/(印字发色后立即测得的密度)]×100
抗增塑剂性
将一块橡皮压在热敏以印字发色的部分，在25℃和50％RH环境下放置24小时后，测试发色部分的密度，计算保存率，数值越高，表示图像保存性越好。
抗增塑剂保存率＝[(在上述条件下放置后的密度)/(印字发色后立即测得的密度)]×100
抗油性
将热敏已印字发色的热敏磁记录纸浸到色拉油中，在25℃和50％RH环境下放置24小时后，用滤纸擦净测试发色部分的密度，计算保存率，数值越高，表示图像保存性越好。
抗油保存率＝[(在上述条件下放置后的密度)/(印字发色后立即测得的密度)]×100
抗乙醇性
将热敏已印字发色的热敏磁记录纸浸到25℃ 50％体积浓度的乙醇中，放置24小时后，用滤纸吸干表面，测试发色部分的密度，计算保存率，数值越高，表示图像保存性越好。
抗乙醇保存率＝[(在上述条件下放置后的密度)/(印字发色后立即测得的密度)]×100
抗粘连特性
将5片(各自为10cm×10cm)热敏磁记录纸各自热敏面朝上层叠在一起，在最上面的片上放置200g的铜板(10cm×10cm)，使热敏磁记录纸在40℃和90％RH环境下放置7天，目视检测5片热敏磁记录纸之间的抗粘连情况。
◎没有观察到粘连的痕迹；
○可观察到少量的粘连痕迹；
△可观察到大量的粘连痕迹。
Claims (5)
1.一种热敏磁记录纸，包括纸基、磁层、热敏记录层和保护层，其特征是，所述保护层含有的组分及其重量份数为：
丙烯酸乳液 40份，
气相法二氧化硅 50份，
硬脂酸锌 5份，
乙二醛 1份，
水 345份；
所述气相法二氧化硅为无定形硅。
2.一种热敏磁记录纸，包括纸基、磁层、热敏记录层和保护层，其特征是，所述保护层含有的组分及其重量份数为：
丙烯酸乳液 200份，
气相法二氧化硅 50份，
硬脂酸锌 10份，
固体含量为40％的乙二醛 20份，
水 390份；
所述气相法二氧化硅为无定形硅。
3.一种热敏磁记录纸，包括纸基、磁层、热敏记录层和保护层，其特征是，所述保护层含有的组分及其重量份数为：
丙烯酸乳液 150份，
沉淀法二氧化硅 30份，
硬脂酸锌分散体 1份，
聚乙烯蜡分散体 25份，
聚酰胺表氯醇树脂 15份，
水 200份，
所述沉淀法二氧化硅为无定形硅。
4.一种热敏磁记录纸，包括纸基、磁层、热敏记录层和保护层，其特征是，所述保护层含有的组分及其重量份数为：
丙烯酸乳液 400份，
沉淀法二氧化硅 20份，
硬脂酸锌分散体 14份，
聚乙烯蜡分散体 6份，
聚酰胺表氯醇树脂 9份，
水 500份；
所述沉淀法二氧化硅为无定形硅。
5.一种热敏磁记录纸，包括纸基、磁层、热敏记录层和保护层，其特征是，所述保护层含有的组分及其重量份数为：
丙烯酸乳液 80份，
沉淀法二氧化硅 1份，
聚乙烯蜡分散体 5份，
聚酰胺表氯醇树脂 5份，
水 400份；
所述沉淀法二氧化硅为无定形硅。
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