CN102642414A - 升华型热转印油墨碳带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于热转印技术领域，公开了一种升华型热转印油墨碳带及其制备方法。升华型热转印油墨碳带包括转印油墨层，该转印油墨层主要由升华型染料和粘合剂组成，所述粘合剂为氯化聚丙烯树脂，或为常用粘合剂树脂与氯化聚丙烯树脂重量比X在0<X≤1的混合物。利用氯化聚丙烯树脂作为粘合剂制成的升华型热转印油墨碳带，提高了转印灵敏度，改善了与基材的附着力，减少打印时染料层从基材剥离的现象。
Description
技术领域
本发明属于热转印技术领域，具体涉及一种升华型热转印油墨碳带及其制备方法。
背景技术
记录彩色画像的方法有电子照片法、喷墨方法、热转印法等，其中热转印记录方法具有打印时无噪音，设备维修容易的优点。
热转印记录方式中，使用滤色器将彩色画像(彩色画像是通过电气信号再现的)进行色分解，分为红(R)、绿(G)、黄(Y)三种画像，被分离的三种画像以电气信号的形式被转印至打印机的热元件。根据此信号，热元件给热转印油墨碳带的转印油墨层反面加热能，于是黄、红、青三种或洋红的4种色彩传至承印纸而获得画像。
根据转印油墨层的性质，热转印法分为溶解型方式及升华型方式。溶解型方式是转印油墨层具有热溶解性，转印油墨层通过热元件加的热被溶解，转印至承印纸以后再次被固化的方式。在此方式中，不仅色彩，连粘合剂成分也转印至承印纸。但升华型方式是转印油墨层由热升华性染料和粘合剂树脂组成，根据热元件所加的热的比例，只有染料被转到承印纸而形成画像的方法，又被称之为染料扩散型。升华型方式中，根据加的热能比例，调整转印染料量，具有转印画像中容易显现连续浓度剃度的优点。因此，升华型热转印记录方式能获取非常高品质的画像，广泛使用于传真机、复印机等办公自动化设备，还用于CAD，CAM等领域及图表设计领域，或用于用彩色打印机和彩影照相机中以电气形式显现的画像。另外，由于能够高速立即获得画像，最近使用范围扩大到立即发放身份证用。
升华型热转印记录介质由根据画像的电气信号转印染料的热转印油墨碳带和收容转印染料的承印纸构成。
升华型热转印油墨碳带包括基材及其正面涂覆的转印油墨层、反面涂覆的耐热润滑层，在转印油墨层和基材之间还设有附着层，附着层的目的在于提高油墨层和基材之间的附着力，耐热润滑层的目的是防止打印时因热元件所发生的热，基材薄膜粘在热元件上。另外，承印纸主要使用合成纸，其一面涂有承印层(能收容被转印染料)，最近为了用于身份证等的用途，还使用PVC卡等。
升华型热转印油墨碳带的转印油墨层是由用热转到承印纸的染料和将此染料以涂膜状态维持在基材薄膜为目的的粘合剂树脂组成。在升华型热转印油墨碳带的制造中，重要的是转印油墨层的组成，其中更重要的是选定转印油墨层的粘合剂成分--具有合适物性的高分子物质。粘合剂树脂所需物性如下：1) 为了获取高转印灵敏度，从转印油墨层往承印纸的染料转印应该容易。2) 与升华型热转印油墨碳带的基材使用的物质的附着性要优异。3) 打印时不应该与承印纸发生融合。4) 应该与染料有合适的亲和性，不该发生染料的再结晶化。5)为了获取优异的梯度显现，尽可能在低的许可能源中转印灵敏度要低。通常广泛使用于升华型热转印油墨碳带转印油墨层的粘合剂树脂有：醋酸丁酸纤维素、乙基纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素等纤维素系树脂[美国专利 第4,700,207号]，聚乙烯醇缩丁醛[美国专利 第4,650,494号]，或乙腈聚乙烯醇缩醛树脂[欧洲专利第0,271,861号]等。但作为粘合剂树脂，纤维素系树脂因缺乏与广泛使用于基材的聚对苯二甲酸(PET)薄膜的附着力，打印画像时会发生转印油墨层从基材薄膜剥离的现象。虽然聚乙烯醇缩丁醛树脂大体上能获取到转印灵敏度，但在低的许可能源中的转印灵敏度也高，因此梯度显现多少不便，与基材薄膜的附着力也多少不足。另外，乙腈聚乙烯醇缩醛树脂具有转印灵敏度低的缺点。
发明内容
为克服现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种转印灵敏度高、与基材的附着力好、打印时染料层从基材剥离现象减少的升华型热转印油墨碳带及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
升华型热转印油墨碳带，包括转印油墨层，该转印油墨层主要由升华型染料和粘合剂组成，其特别之处在于：所述粘合剂为氯化聚丙烯树脂，或为常用粘合剂树脂与氯化聚丙烯树脂重量比X在0<X≤1的混合物。也即是说，氯化聚丙烯树脂既可以单独含有，也可以跟转印油墨层粘合剂通常使用的公知树脂一并使用，均可得到本发明所需效果。
较好地，氯化聚丙烯树脂的氯含量为20~35%（质量百分比）。氯含量低的情况，像MEK或甲苯之类的溶剂溶解起来较为困难，溶液粘度高，制造高浓度的涂布液也较为困难，并且与染料也不能很好的混合，无法保证涂出均匀的涂布面。氯含量高的情况，会粘合力不足，打印时转移效果不好，影响产品的品质。
进一步，常用粘合剂树脂为纤维素树脂或乙烯系树脂。
再进一步，所述纤维素树脂为乙基纤维素、羟基乙基纤维素、甲基纤维素、醋酸甲酸纤维素、醋酸丙酸纤维素或醋酸丁酸纤维素中的一种或多种；所述乙烯系树脂为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇缩乙醛中的一种或多种。
较好地，粘合剂与升华型染料的重量比为1∶1.4~20。升华型染料可在本领域技术人员公知范围内选择使用，比如可使用洋红Magenta VP，MS Red G，Macrolex Red Violet R，MS Magenta HM-1450等红色系染料; Waxoline Yellow GFW，Kayaset Yellow GN，Foron Brilliant Yellow 6GL等黄色系染料；Kayaset Blue 714，Waxoline Blue AP-FW，MS Cyan HM-1238等青色系染料，这些染料最好单独使用。
优选地，除上述成分以外，根据其目的转印油墨层进一步还可包含有各种添加剂，所述添加剂为防氧化剂、紫外线吸收剂或染料结晶化控制剂中的一种或多种。这些添加剂及其用量也按本领域常规技术操作。
升华型热转印油墨碳带的制备方法，包括转印油墨层的制备，该转印油墨层按如下过程制备：用甲苯：N,N-二甲基甲酰胺=1∶4~4∶1的重量比组成的混合溶剂将粘合剂和升华型染料溶解以后，混合均匀得涂布液，经涂布、烘干即制得转印油墨层。
进一步，在混合溶剂将粘合剂和升华型染料溶解以后，加入添加剂，之后再混合均匀得涂布液。
所述转印油墨层厚度优选0.2~3.0μm。
本发明升华型热转印油墨碳带结构与本领域常规升华型热转印油墨碳带的结构相同：包括基材，基材一侧涂布耐热润滑层，另一侧由内至外分别涂布附着层、热转印油墨层。所述基材、耐热润滑层、附着层的组成和制备方法均按本领域技术人员常规技术进行。基材厚度优选2~20μm，可以使用的基材有聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯对苯二甲酸酯等聚酯薄膜，聚酰胺、聚丙烯、聚碳酸酯、纤维素酯、氟系树脂、聚醛或聚酰亚胺薄膜等。其中综合考虑经济方面及机械强度方面，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜最合适。设计耐热润滑层的目的是防止跟400℃的热元件接触时基材薄膜变形，并提高热元件和基材薄膜之间的行走性；作为此目的使用的物质有：聚氨酯树脂、聚丙烯酰胺树脂、磷酸盐、脂肪族胺盐、聚氧乙烯烷基酯、硅油或合成油等。设计附着层的目的在于提高与转印油墨层的附着力。对基材薄膜进行电晕放电或等离子处理也可以达到与设计附着层的相同目的。
本发明的发明人针对热升华型热转印油墨碳带的转印油墨层粘合剂成分，对多种高分子树脂进行了广泛实验。结果得知氯化聚丙烯树脂比其他种类的高分子树脂具有高转印灵敏度及优异的梯度性，并与基材薄膜的附着力优异。利用氯化聚丙烯树脂作为粘合剂制成的升华型热转印油墨碳带，提高了转印灵敏度，改善了与基材的附着力，减少打印时染料层从基材剥离的现象。
具体实施方式
实施例1
耐热润滑层涂布液组成：聚氨酯树脂 20%，甲苯 80%。
附着层涂布液组成：p-氯酚 1.00%，甲苯 99.00%。
转印油墨层涂布液组成：
洋红染料（日本三井东压，Magenta VP） 7.00%，
氯化聚丙烯树脂（日本toyobo DX-526P，氯含量 26%） 5.00%，
甲苯 44.00%，
N,N-二甲基甲酰胺 44.00%；
以上各层涂布液均可用相应溶剂将对应组份溶解以后，混合均匀获得；以上所述百分数均为重量百分数。
制备方法：
（1）、在基材（聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜F531，日本东丽公司，厚度5.7μm）背面涂耐热润滑层涂布液，干燥后在60度的温度下保管24小时，得耐热润滑层（厚度0.5μm）；
（2）、在背面耐热处理过的基材的未处理面（正面）上，用挠性棒式涂布机涂附着层涂布液，烘干后得附着层（厚度0.5μm）；
（3）、在附着层上面，用挠性棒式涂布机涂转印油墨层涂布液，烘干后得转印油墨层（厚度1.0μm），此时即制成升华型热转印油墨碳带。
实施例2
除转印油墨层涂布液组成，作如下变更外，其它均同实施例1：
洋红染料（日本三井东压，Magenta VP） 11.43%；
氯化聚丙烯树脂（日本toyobo DX-526P，氯含量 26%） 0.57%；
甲苯 44.00%；
N,N-二甲基甲酰胺 44.00%。
实施例3
除转印油墨层涂布液组成，作如下变更外，其它均同实施例1：
洋红染料(日本三井东压，MS Magenta HM-1450) 7.00%；
氯化聚丙烯树脂（日本toyobo DX-526P，氯含量 26%） 5.00%；
甲苯 44.00%；
N,N-二甲基甲酰胺 44.00%。
实施例4
除转印油墨层涂布液组成，作如下变更外，其它均同实施例1：
青染料(日本火药，Kayaset Blue 714) 7.00%；
氯化聚丙烯树脂（日本toyobo DX-526P，氯含量 26%）5.00%；
甲苯 44.00%；
N,N-二甲基甲酰胺 44.00%。
实施例5
除转印油墨层涂布液组成，作如下变更外，其它均同实施例1：
青染料(日本火药，Kayaset Blue 714) 7.00%；
氯化聚丙烯树脂（日本toyobo DX-CPP 16LP，氯含量 32%） 5.00%；
甲苯 44.00%；
N,N-二甲基甲酰胺 44.00%。
实施例6
除转印油墨层涂布液组成，作如下变更外，其它均同实施例1：
洋红染料(日本三井东压，Magenta VP) 7.00%；
氯化聚丙烯树脂（日本toyobo DX-526P，氯含量 26%） 3.00%；
聚乙烯醇缩丁醛(日本积水化学，BX-L) 2.00%
甲苯 44.00%；
N,N-二甲基甲酰胺 44.00%。
实施例7
除转印油墨层涂布液组成，作如下变更外，其它均同实施例1：
洋红染料(日本三井东压，Magenta VP) 7.00%；
氯化聚丙烯树脂（日本toyobo DX-526P，氯含量 26%） 3.00%；
聚乙烯醇缩醛(日本积水化学，KS-1) 2.00%；
甲苯 44.00%；
N,N-二甲基甲酰胺 44.00重量%。
实施例8
除转印油墨层涂布液组成，作如下变更外，其它均同实施例1：
洋红染料(日本三井东压，Magenta VP) 7.00%；
氯化聚丙烯树脂（日本toyobo DX-526P，氯含量 26%） 3.00%；
醋酸丁酸纤维素 (日本 ACROSS) 2.00%；
甲苯 44.00%；
N,N-二甲基甲酰胺 44.00%。
比较例1
除转印油墨层涂布液组成，作如下变更外，其它均同实施例1：
洋红染料(日本三井东压，Magenta VP) 7.00%；
聚乙烯醇缩丁醛(日本积水化学，BX-L) 5.00%；
甲苯 44.00%；
N,N-二甲基甲酰胺 44.00%。
比较例2
除转印油墨层涂布液组成，作如下变更外，其它均同实施例1：
洋红染料(日本三井东压，Magenta VP) 7.00%；
聚乙烯醇缩醛(日本积水化学，KS-1) 5.00%；
甲苯 44.00%；
N,N-二甲基甲酰胺 44.00%。
比较例3
除转印油墨层涂布液组成，作如下变更外，其它均同实施例1：
洋红染料(日本三井东压，Magenta VP) 7.00%；
醋酸丁酸纤维素(日本ACROSS) 5.00%；
甲苯 44.00%；
N,N-二甲基甲酰胺 44.00%。
比较例4
除转印油墨层涂布液组成，作如下变更外，其它均同实施例1：
洋红染料(日本三井东压，MS Magenta HM-1450) 7.00%；
聚乙烯醇缩醛(日本积水化学，KS-1) 5.00%；
甲苯 44.00%；
N,N-二甲基甲酰胺 44.00%。
比较例5
除转印油墨层涂布液组成，作如下变更外，其它均同实施例1：
青染料(日本Kayaset Blue 714) 7.00%；
聚乙烯醇缩醛(日本积水化学，KS-1) 5.00%；
甲苯 44.00%；
N,N-二甲基甲酰胺 44.00%。
实验例
对上述实施例1～8及比较例1～5制造的升华型热转印油墨碳带，观察了转印灵敏度、与基材薄膜用PET薄膜的附着力及实际打印时染料层是否发生撕破现象。
转印灵敏度是利用两种打印介质，分别为Sony 承印纸和Pvc card，对应使用的打印机则分别为日本索尼公司的热升华转印方式热转印打印机UP CR-10L和美国Fargo公司的打印卡用Persona Cheetah Ⅱ，将梯度画像转印以后，用美国X-rite公司的光学密度测定装置—spectroEye测定了光学密度。此时使用的梯度画像是用Adobe冲印店的软件，将洋红及青色相的256梯度分为10能级（打印机能级）制造的。
与基材薄膜用PET薄膜的附着力是用美国3M公司的透明胶带，将转印油墨层被撕破的面积，按以下基准分为5个阶段，进行了评价：0% → A，1～25% → B，26～50% → C，51～75% → D，76～100% → E。
染料层转移与否是用美国Fargo公司制造的打印卡用 Persona Cheetah Ⅱ，肉眼观察了打印梯度评价画像时，是否因为染料层融合在 PVC 卡，从基材薄膜剥离。
评价结果显示在下表1。结果表明：含热转印油墨层粘合剂成分--氯化聚丙烯树脂的升华型热转印油墨碳带能提高转印灵敏度，改善与基材的附着力，打印时能减少染料层从基材薄膜剥离的现象。
表1
Claims (8)
1.升华型热转印油墨碳带，包括转印油墨层，该转印油墨层主要由升华型染料和粘合剂组成，其特征在于：所述粘合剂为氯化聚丙烯树脂，或为常用粘合剂树脂与氯化聚丙烯树脂重量比X在0<X≤1的混合物。
2.如权利要求1所述的升华型热转印油墨碳带，其特征在于：氯化聚丙烯树脂的氯含量为20~35%。
3.如权利要求1所述的升华型热转印油墨碳带，其特征在于：常用粘合剂树脂为纤维素树脂或乙烯系树脂。
4.如权利要求3所述的升华型热转印油墨碳带，其特征在于：所述纤维素树脂为乙基纤维素、羟基乙基纤维素、甲基纤维素、醋酸甲酸纤维素、醋酸丙酸纤维素或醋酸丁酸纤维素中的一种或多种；所述乙烯系树脂为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇缩乙醛中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的升华型热转印油墨碳带，其特征在于：粘合剂与升华型染料的重量比为1∶1.4~20。
6.如权利要求1~5之任意一项所述的升华型热转印油墨碳带，其特征在于：转印油墨层包含有添加剂，所述添加剂为防氧化剂、紫外线吸收剂或染料结晶化控制剂中的一种或多种。
7.制备如权利要求1~5之任意一项所述的升华型热转印油墨碳带的方法，包括转印油墨层的制备，其特征在于该转印油墨层按如下过程制备：用甲苯∶N,N-二甲基甲酰胺=1∶4~4∶1的重量比组成的混合溶剂将粘合剂和升华型染料溶解以后，混合均匀得涂布液，经涂布、烘干即制得转印油墨层。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：在混合溶剂将粘合剂和升华型染料溶解以后，加入添加剂，之后再混合均匀得涂布液；所述添加剂为防氧化剂、紫外线吸收剂或染料结晶化控制剂中的一种或多种。
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