CN103568619A - 医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片及制备方法 - Google Patents
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Abstract
医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片，包括基材和基材上的涂层，基材为高光的PET片，涂层包括高光防水吸墨层、防静电层和胶粘层；在基材的一面涂有高光防水吸墨层，基材的另一面先涂上胶粘层，再在胶粘层上涂一层防静电层。高光防水吸墨层包括以下质量份数的组分：纳米级Al2O310%-15%，粘合剂1%-2%，分散剂0.1%-0.5%，固色剂1%-5%，水性增白剂0.3%-0.5%，表面活性剂0.2%-0.4%，PH值调节剂3%-5%，去离子水70%-80%，交联剂0.01%-0.1%，消泡剂0.01-0.05%。并公布了医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片的制备方法。该胶片具有出片速度快、零污染、不裉色、图像保存时间长等优点。
Description
技术领域
本发明涉及医疗用品技术领域，具体的说是涉及医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片及制备方法。
背景技术
传统的银盐感光胶片需要在暗房内显影、定影、水洗等一系列繁琐而又污染环境的工艺，并且出片周期长，所制的胶片为负片，在普通光线下不能正确立即反映病理情况。欧美早在几年前即采用数码喷墨打印技术取代传统的感光胶片，而在我国医疗行业，已自2011年悄然兴起，采用数码喷墨打印机直接打印出所需的彩色正面图像，替代了传统的X片、CT片，适用于医学图文报告和病理科等医学成像设备的图像和诊断等，但是，国外的数码喷墨打印胶片价格昂贵，而国内的数码喷墨打印技术不成熟，具有出片速度慢、易退色，图像保存时间短等缺点。专利CN201210233159.9 公开了一种数码喷墨打印吸墨涂层用粘合剂及其制备方法，其公开内容只限于打印吸墨涂层用的粘合剂；专利CN200810053538.3公开了一种用于印刷制版行业的防水喷墨打印制版透明胶片，但是该胶片为单层涂层，适用于广告业和印刷制版行业。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片及其制备方法，具有墨迹快干、不退色、高光泽等优点。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片，包括基材和基材上的涂层，所述的基材为高光的PET片，所述的涂层包括高光防水吸墨层、防静电层和胶粘层；在基材的一面涂有高光防水吸墨层，基材的另一面涂有胶粘层，胶粘层的另一面涂防静电层。
所述的高光防水吸墨层包括以下质量份数的组分：纳米级Al2O310%-15%，粘合剂1%-2%，分散剂0.1%-0.5%，固色剂1%-5%，水性增白剂0.3%-0.5%，表面活性剂0.2%-0.4%， PH值调节剂3%-5%，去离子水70%-80%，交联剂0.01%-0.1%，消泡剂0.01-0.05%。
所述的高光防水吸墨层包括以下质量份数的组分：纳米级Al2O3 10%，粘合剂1.5%，分散剂0.5%，固色剂4%，水性增白剂0.5%，表面活性剂0.2%， PH值调节剂3.2%，去离子水80%，交联剂0.05%，消泡剂0.05%。
所述的防静电层包括以下质量分数的组分：粘合剂40%-50%，消光粉10%-15%，聚苯胺抗静电剂10%-30%，分散剂1%-3%，流平剂3%-5%，溶剂4%-30%。
在高光防水吸墨层中AL2O3颗粒是纳米级的，从而确保所制涂层表面光泽度可以达到85%以上。纳米级AL2O3呈堆垒状，打印机喷头喷出的微小黑点落在该涂层上，通过堆垒间的间隙，墨水的颜料部分被阻断在间隙中，水可以渗透到下面去，吸墨层是由多孔的纳米AL2O3堆垒形成的类似海绵间隙组成具备很强的吸水能力，当水到达涂层表面时很快被吸干，达到对打印墨点的干燥。在该涂层中加入交联剂与PVA交联，可以达到较佳的防水效果，添加一定比例的固色剂，使之与打印墨水中的染料分子形成稳定络合物，即便打印结束后再浸泡于水中，由于染料分子与固色剂之间稳定络合化学键的存在，染料分子不再向水中扩散，再加入合适的表面活性剂，如氟碳类、有机硅类，可以有效降低涂料表面张力，为后期涂料的加工制作提供良好保障。
所述的纳米级Al2O3 为广州慧谷化学有限公司的SPL-100铝粉，所述的粘合剂为PVA235，所述的交联剂为硼酸，所述的表面活性剂为聚醚类表面活性剂SN-126，所述的消泡剂为正丁醇。
为了使打印胶片具有很高的表面光泽度，墨迹快干，先后试用了进口铝粉、国产铝粉。进口纳米级AL2O3粉体为德国沙索尔的HP-14，该粉体做出来的涂层表面光泽度高，各项指标均合格，唯一缺点在于进口铝粉价格昂贵，生产成本居高不下；后选用天津博苑产纳米级铝粉，该铝粉制成涂层打印后，图像颜色偏红失真，是由于该铝粉在后处理中渗入可溶于水的极性基团，该基团能使铝粉在水中有更大的溶解度，但对打印染料有间接影响，影响涂层吸墨性；最后选择广州慧谷化学的SPL-100铝粉作为基础粉体，获得成功，该铝粉在水中分散性以及粒径大小方面均达到最佳，打印图像鲜明生动。
为了使粉体具备一定的强度，我们选择PVA为粘结剂，首先采用PVA3088为粘合剂，但是PVA3088的粘接能力一般，特别是对于纳米级粉体，粘接性能较差；后尝试用日本产PVA135，粘粉能力很强，而且防水效果也很好，但日本PVA135长期缺货，并不能稳定供应；最终选取PVA235为粘合剂，在确保粘接强度的同时，可以做出最高的粉胶比。
由于PVA235醇解度较低，具备一定的水溶性，因此所制涂层在防水性能方面有所欠缺，必须加入适量的交联剂来提高涂层的耐水性能。首先采用了硼砂作为交联剂，防水改善明显但涂料放置时间严重缩短，主要表现在当硼砂加入该涂料体系后，涂料粘度上升速度较快，对后期涂布工艺增加难度；后选用乙二醛作为交联剂，由于乙二醛为有机交联剂，在涂料加工过程中，当PVA与乙二醛发生交联反应时，PVA的内应力急剧增加，导致涂层表面收缩严重，并且由于乙二醛为有机化合物，所制得涂层略显黄色；最终确定以硼酸用为交联剂，由于硼酸的交联速度仅为硼砂的1/3，无疑为涂料存放提供了便利，且硼酸在交联过程中对PVA并不造成大的应力变化。
在使用过程中，出现打印不清晰、打印后浸水染料扩散严重等现象，后经证实有两方面因素引起：其一，在涂料配制过程中应严格控制PH值，确保纳米AL2O3得到充分分散，需要加入PH值调节剂；其二，在固色过程中，单靠Al3+固色效果并不是最佳，需要加入适当的固色剂来协助。由于固色剂与染料分子间存在稳定的络合化学键，能使得打印的墨水牢牢吸附在涂层里，从而保证了打印图像的高清晰度。
由于内应力和涂料粘合度偏稀，在过程中容易出现鱼眼、废点、火山口等涂布缺陷，先后试用了多种表面活性剂，首先用3M氟碳类表面活性剂，生产实践证明该表面活性剂非水溶性，在涂料分散过程中虽然短时间内可以分散开来，但在存放过程中，分散开来的油性物质还是会重新凝聚在一起，并不能从根本上消除废点；后选用天津赛菲D504表面活性剂，该表面活性剂也不能够溶于水，在涂布烘干过程中，涂层表面仍有然眼出现；最终选用一种聚醚类表面活性剂SN-126，该表面活性剂能彻底的在水中溶解，达到了很好的润湿流平效果。
医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：粘合剂的溶解
在反应釜内注入常温的去离子水，投入粒状粘合剂，开启搅拌器搅拌30分钟，开蒸汽（条件为1 kg/cm2～1.5kg/cm2 ）对反应釜夹套进行加温，升温至90℃，保温2小时，往夹套内通入冷却水进行冷却，降温后出釜入存贮桶，静置24小时消泡待用；
步骤2： 纳米级AL2O3分散液制备
在不锈钢桶内加入去离子水，并加入分散剂搅拌15分钟，加入PH值调节剂待PH值（控制PH值在3~4）恒定以后，缓缓投入铝粉，强力搅拌3小时；
步骤3：高光防水吸墨层的涂布液制备
待纳米级AL2O3分散液制备完成后，再加入步骤1中所溶解好的粘合剂胶体，高速搅拌1小时后，加入配方量的固色剂、消泡剂、固色剂、表面活性剂、水性增白剂和交联剂，继续搅拌0.5小时，结束打入恒温槽中备用；
步骤4：涂布实施过程：
采用坡流挤压的方法把高光防水吸墨层的涂布液涂布到基材的一面，基材的另一面先涂上胶粘层，再在胶粘层上涂上防静电层。
有益效果：本发明采用高光防水吸墨涂层，能使成像保存时间长，具有防水功能，并不易折损，便于携带和存放，胶片不变形，可以在表面书写并留下字迹等特点；本发明具有出片速度快（仅15～20分钟）、零污染、不裉色、图像保存时间长等优点；由于是正片，不需要挂在灯箱上观察，彩色直观，清晰明了，一目了然；有效地填补了国内空白，达到欧美同类产品水平，而价格仅为进口价的1/2。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1.基材，2.高光防水吸墨层，3. 胶粘层，4.防静电层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例1
如图1所示，医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片，包括基材1和基材1上的涂层，所述的基材1为高光的PET片，所述的涂层包括高光防水吸墨层2、防静电层4和胶粘层3；在基材1的一面涂有高光防水吸墨层2，基材1的另一面涂有胶粘层3，胶粘层3的另一面涂防静电层4。
所述的高光防水吸墨层包括以下组分：广州慧谷化学有限公司的的SPL-100铝粉10kg，粘合剂PVA235 1.5kg，分散剂0.5kg，固色剂4kg，水性增白剂0.5kg，聚醚类表面活性剂SN-126 0.2kg， PH值调节剂3.2kg，去离子水80kg，硼酸0.05kg，正丁醇0.05kg。
医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：粘合剂的溶解
在反应釜内注入常温的去离子水20kg，投入粒状粘合剂PVA235 1.5kg，开启搅拌器搅拌30分钟，开1 kg/cm2 的蒸汽对反应釜夹套进行加温，升温至90℃，保温2小时，往夹套内通入冷却水进行冷却，降温后出釜入存贮桶，静置24小时消泡待用；
步骤2： 纳米级AL2O3分散液制备
在不锈钢桶内加入去离子水60kg，并加入分散剂0.5kg搅拌15分钟，加入PH值调节剂3.2kg待PH值恒定以后，缓缓投入广州慧谷化学有限公司的的SPL-100铝粉10kg，强力搅拌3小时；
步骤3：高光防水吸墨层的涂布液制备
待纳米级AL2O3分散液制备完成后，再加入步骤1中所溶解好的粘合剂胶体，高速搅拌1小时后，加入配方量的固色剂4kg、正丁醇0.05kg、聚醚类表面活性剂SN-126 0.2kg、水性增白剂0.5kg和硼酸0.05kg，继续搅拌0.5小时，结束打入恒温槽中备用；
步骤4：涂布实施过程
采用坡流挤压的方法把高光防水吸墨层的涂布液涂布到基材的一面，基材的另一面先涂上胶粘层，再在胶粘层上涂上防静电层。
实施例2
如图1所示，医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片，包括基材1和基材1上的涂层，所述的基材1为高光的PET片，所述的涂层包括高光防水吸墨层2、防静电层4和胶粘层3；在基材1的一面涂有高光防水吸墨层2，基材1的另一面涂有胶粘层3，胶粘层3的另一面涂防静电层4。
所述的高光防水吸墨层包括以下组分：广州慧谷化学有限公司的的SPL-100铝粉15kg，粘合剂PVA235 2kg，分散剂0.5kg，固色剂3kg，水性增白剂0.5kg，聚醚类表面活性剂SN-126 0.4kg， PH值调节剂3.5kg，去离子水75kg，硼酸0.05kg，正丁醇0.05kg。
医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：粘合剂的溶解
在反应釜内注入常温的去离子水20kg，投入粒状粘合剂PVA235 2kg，开启搅拌器搅拌30分钟，开1.5 kg/cm2 的蒸汽对反应釜夹套进行加温，升温至90℃，保温2小时，往夹套内通入冷却水进行冷却，降温后出釜入存贮桶，静置24小时消泡待用；
步骤2： 纳米级AL2O3分散液制备
在不锈钢桶内加入去离子水55kg，并加入分散剂0.5kg搅拌15分钟，加入PH值调节剂3.2kg待PH值恒定以后，缓缓投入广州慧谷化学有限公司的的SPL-100铝粉15kg，强力搅拌3小时；
步骤3：高光防水吸墨层的涂布液制备
待纳米级AL2O3分散液制备完成后，再加入步骤1中所溶解好的粘合剂胶体，高速搅拌1小时后，加入配方量的固色剂3kg、正丁醇0.05kg、聚醚类表面活性剂SN-126 0.4kg、水性增白剂0.5kg和硼酸0.05kg，继续搅拌0.5小时，结束打入恒温槽中备用；
步骤4：涂布实施过程
采用坡流挤压的方法把高光防水吸墨层的涂布液涂布到基材的一面，基材的另一面先涂上胶粘层，再在胶粘层上涂上防静电层。
实施例3
如图1所示，医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片，包括基材1和基材1上的涂层，所述的基材1为高光的PET片，所述的涂层包括高光防水吸墨层2、防静电层4和胶粘层3；在基材1的一面涂有高光防水吸墨层2，基材1的另一面涂有胶粘层3，胶粘层3的另一面涂防静电层4。
所述的高光防水吸墨层包括以下组分：广州慧谷化学有限公司的的SPL-100铝粉10kg，粘合剂PVA235 1kg，分散剂0.3kg，固色剂3kg，水性增白剂0.48kg，聚醚类表面活性剂SN-126 0.2kg， PH值调节剂5kg，去离子水80kg，硼酸0.01kg，正丁醇0.01kg。
医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：粘合剂的溶解
在反应釜内注入常温的去离子水20kg，投入粒状粘合剂PVA235 1kg，开启搅拌器搅拌30分钟，开1.5 kg/cm2 的蒸汽对反应釜夹套进行加温，升温至90℃，保温2小时，往夹套内通入冷却水进行冷却，降温后出釜入存贮桶，静置24小时消泡待用；
步骤2： 纳米级AL2O3分散液制备
在不锈钢桶内加入去离子水60kg，并加入分散剂0.3kg搅拌15分钟，加入PH值调节剂5kg待PH值恒定以后，缓缓投入广州慧谷化学有限公司的的SPL-100铝粉10kg，强力搅拌3小时；
步骤3：高光防水吸墨层的涂布液制备
待纳米级AL2O3分散液制备完成后，再加入步骤1中所溶解好的粘合剂胶体，高速搅拌1小时后，加入配方量的固色剂3kg、正丁醇0.01kg、聚醚类表面活性剂SN-126 0.2kg、水性增白剂0.48kg和硼酸0.01kg，继续搅拌0.5小时，结束打入恒温槽中备用；
步骤4：涂布实施过程
采用坡流挤压的方法把高光防水吸墨层的涂布液涂布到基材的一面，基材的另一面先涂上胶粘层，再在胶粘层上涂上防静电层。
实施例4
如图1所示，医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片，包括基材1和基材1上的涂层，所述的基材1为高光的PET片，所述的涂层包括高光防水吸墨层2、防静电层4和胶粘层3；在基材1的一面涂有高光防水吸墨层2，基材1的另一面涂有胶粘层3，胶粘层3的另一面涂防静电层4。
所述的高光防水吸墨层包括以下组分：广州慧谷化学有限公司的的SPL-100铝粉15kg，粘合剂PVA235 2kg，分散剂0.3kg，固色剂5kg，水性增白剂0.48kg，聚醚类表面活性剂SN-126 0.2kg， PH值调节剂5kg，去离子水72kg，硼酸0.01kg，正丁醇0.01kg。
医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：粘合剂的溶解
在反应釜内注入常温的去离子水20kg，投入粒状粘合剂PVA235 2kg，开启搅拌器搅拌30分钟，开1.25 kg/cm2 的蒸汽对反应釜夹套进行加温，升温至90℃，保温2小时，往夹套内通入冷却水进行冷却，降温后出釜入存贮桶，静置24小时消泡待用；
步骤2： 纳米级AL2O3分散液制备
在不锈钢桶内加入去离子水52kg，并加入分散剂0.3kg搅拌15分钟，加入PH值调节剂5kg待PH值恒定以后，缓缓投入广州慧谷化学有限公司的的SPL-100铝粉15kg，强力搅拌3小时；
步骤3：高光防水吸墨层的涂布液制备
待纳米级AL2O3分散液制备完成后，再加入步骤1中所溶解好的粘合剂胶体，高速搅拌1小时后，加入配方量的固色剂5kg、正丁醇0.01kg、聚醚类表面活性剂SN-126 0.2kg、水性增白剂0.48kg和硼酸0.01kg，继续搅拌0.5小时，结束打入恒温槽中备用；
步骤4：涂布实施过程
采用坡流挤压的方法把高光防水吸墨层的涂布液涂布到基材的一面，基材的另一面先涂上胶粘层，再在胶粘层上涂上防静电层。
实施例5
如图1所示，医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片，包括基材1和基材1上的涂层，所述的基材1为高光的PET片，所述的涂层包括高光防水吸墨层2、防静电层4和胶粘层3；在基材1的一面涂有高光防水吸墨层2，基材1的另一面涂有胶粘层3，胶粘层3的另一面涂防静电层4。
所述的高光防水吸墨层包括以下组分：广州慧谷化学有限公司的的SPL-100铝粉12.5kg，粘合剂PVA235 2kg，分散剂0.3kg，固色剂1kg，水性增白剂0.3kg，聚醚类表面活性剂SN-126 0.3kg， PH值调节剂3.5kg，去离子水80kg，硼酸0.05kg，正丁醇0.05kg。
医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：粘合剂的溶解
在反应釜内注入常温的去离子水20kg，投入粒状粘合剂PVA235 2kg，开启搅拌器搅拌30分钟，开1.5 kg/cm2 的蒸汽对反应釜夹套进行加温，升温至90℃，保温2小时，往夹套内通入冷却水进行冷却，降温后出釜入存贮桶，静置24小时消泡待用；
步骤2： 纳米级AL2O3分散液制备
在不锈钢桶内加入去离子水60kg，并加入分散剂0.3kg搅拌15分钟，加入PH值调节剂5kg待PH值恒定以后，缓缓投入广州慧谷化学有限公司的的SPL-100铝粉12.5kg，强力搅拌3小时；
步骤3：高光防水吸墨层的涂布液制备
待纳米级AL2O3分散液制备完成后，再加入步骤1中所溶解好的粘合剂胶体，高速搅拌1小时后，加入配方量的固色剂1kg、正丁醇0.05kg、聚醚类表面活性剂SN-126 0.3kg、水性增白剂0.3kg和硼酸0.05kg，继续搅拌0.5小时，结束打入恒温槽中备用；
步骤4：涂布实施过程
采用坡流挤压的方法把高光防水吸墨层的涂布液涂布到基材的一面，基材的另一面先涂上胶粘层，再在胶粘层上涂上防静电层。
Claims (6)
1.医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片，包括基材和基材上的涂层，其特征在于：所述的基材为高光的PET片，所述的涂层包括高光防水吸墨层、防静电层和胶粘层；在基材的一面涂有高光防水吸墨层，基材的另一面涂有胶粘层，胶粘层的另一面涂防静电层；
所述的高光防水吸墨层包括以下质量份数的组分：纳米级Al2O310%-15%，粘合剂1%-2%，分散剂0.1%-0.5%，固色剂1%-5%，水性增白剂0.3%-0.5%，表面活性剂0.2%-0.4%， PH值调节剂3%-5%，去离子水70%-80%，交联剂0.01%-0.1%，消泡剂0.01-0.05%。
2.如权利要求1所述的医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片，其特征在于：所述的高光防水吸墨层包括以下质量份数的组分：纳米级Al2O310%，粘合剂1.5%，分散剂0.5%，固色剂4%，水性增白剂0.5%，表面活性剂0.2%， PH值调节剂3.2%，去离子水80%，交联剂0.05%，消泡剂0.05%。
3.如权利要求2所述的医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片，其特征在于：所述的纳米级Al2O3 为SPL-100铝粉，所述的粘合剂为PVA235，所述的交联剂为硼酸，所述的表面活性剂为聚醚类表面活性剂SN-126，所述的消泡剂为正丁醇。
4.医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：粘合剂的溶解
在反应釜内注入常温的去离子水，投入粒状粘合剂，开启搅拌器搅拌30分钟，开蒸汽对反应釜夹套进行加温，升温至90℃，保温2小时，往夹套内通入冷却水进行冷却，降温后出釜入存贮桶，静置24小时消泡待用；
步骤2： 纳米级AL2O3分散液制备
在不锈钢桶内加入去离子水，并加入分散剂搅拌15分钟，加入PH值调节剂待PH值恒定以后，缓缓投入铝粉，强力搅拌3小时；
步骤3：高光防水吸墨层的涂布液制备
待纳米级AL2O3分散液制备完成后，再加入步骤1中所溶解好的粘合剂胶体，高速搅拌1小时后，加入配方量的固色剂、消泡剂、表面活性剂、水性增白剂和交联剂，继续搅拌0.5小时，结束打入恒温槽中备用；
步骤4：涂布实施过程
采用坡流挤压的方法把高光防水吸墨层的涂布液涂布到基材的一面，基材的另一面先涂上胶粘层，再在胶粘层上涂上防静电层。
5.如权利要求4所述的医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片的制备方法，其特征在于：蒸汽加热的条件为1 kg/cm2～1.5kg/cm2 。
6. 如权利要求4所述的医用高光防水数码喷墨打印彩色胶片的制备方法，其特征在于：所述的纳米级AL2O3分散液制备过程中，PH值调节剂待PH值恒定以后， PH值的范围为3～4。
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