CN103820046B - 一种适用于喷墨打印机的贴膜及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于喷墨打印机的贴膜及其制造方法。电子产品的贴膜包括基材、吸墨涂层、多孔结构的颜料墨水保护涂层、位于基材下面的胶水层和位于胶水层下面的不粘材料层，吸墨涂层涂布在基材的上面，颜料墨水保护涂层涂布在吸墨涂层的上面。本发明的贴膜产品，适合终端消费者在家庭中或办公室里用普通的喷墨打印机打印所需要的个性化图案或文字，经过简单的加热处理后就可以贴合在电子设备的表面上。

Description

一种适用于喷墨打印机的贴膜及其制造方法

[技术领域]

本发明涉及贴膜，尤其涉及一种适用于喷墨打印机的贴膜及其制造方法。

[背景技术]

近年来，随着电子技术的迅速发展，市场上出现各种各样的手持电子设备，包括手机、平板电脑、笔记本电脑、音乐播放器、数字照相机、数码摄像机、卫星导航仪、以及其他电子产品。在使用过程中，许多消费者为了突出自己的个性，同时与其他消费者的类似电子产品区分开来，他们采用了花样繁多的各种附件来包装他们的电子设备。常见的附件包括手机/平板电脑的保护套，贴膜等各种产品。目前的这种附件产品通常由生产厂家来进行花案设计，然后进行生产。同一种型号的产品有相当数量的产品量，投放不同的市场，然后由消费者选择并购买。这种附件产品还不能由消费者在家中进行个性化的设计和生产，同时满足长期使用的要求。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种便于终端消费者用喷墨打印机打印所需要的个性化图案或文字，经过简单的加热处理后就可以贴合在设备、用具或家具表面上的贴膜。

本发明进一步要解决的技术问题是提供一种使用耐磨性好、使用寿命长的贴膜。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种上述贴膜的制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种适用于喷墨打印机的贴膜，包括基材、吸墨涂层、多孔结构的颜料墨水保护涂层、位于基材下面的胶水层和位于胶水层下面的不粘材料层，吸墨涂层涂布在基材的上面，颜料墨水保护涂层涂布在吸墨涂层的上面。

以上所述的适用于喷墨打印机的贴膜，所述的基材为纸张、塑料薄膜或无纺布，所述的纸张、塑料薄膜或无纺布为白色或无色透明。

以上所述的适用于喷墨打印机的贴膜，所述的基材为玻璃化转变温度在100摄氏度以上的塑料薄膜。

以上所述的适用于喷墨打印机的贴膜，所述的吸墨涂层为膨润型的吸墨涂层或多孔型的吸墨涂层，多孔型的吸墨涂层包含有粘合剂和比表面积大于或等于20m2/g的粉末材料。

以上所述的适用于喷墨打印机的贴膜，所述的颜料墨水保护涂层包括聚合物微球、无机粉末填料和粘合剂，无机粉末填料的平均粒径大于聚合物微球的平均粒径。

以上所述的适用于喷墨打印机的贴膜，聚合物微球的玻璃化转变温度为50-200摄氏度；聚合物微球的平均粒径小于2微米，无机粉末填料的平均粒径大于5微米。

以上所述的适用于喷墨打印机的贴膜，聚合物微球的玻璃化转变温度为80-150摄氏度。

以上所述的适用于喷墨打印机的贴膜，聚合物微球的平均粒径小于1微米，无机粉末填料的平均粒径大于10微米。

以上所述的适用于喷墨打印机的贴膜，按重量比，聚合物微球：无机粉末填料>2。

一种上述的适用于喷墨打印机的贴膜的制造方法，包括以下步骤：在基材的正面涂覆一层吸墨涂层并干燥，在吸墨涂层的上面在涂覆一层颜料墨水保护涂层并干燥；在基材的背面涂覆一层胶水层并干燥，胶水层的外面复合一层不粘材料，得到上述的贴膜产品。

本发明的贴膜产品，适合终端消费者在家庭中或办公室里用普通的喷墨打印机打印所需要的个性化图案或文字，经过简单的加热处理后就可以贴合在电子设备的表面上。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例贴膜的剖面结构示意图。

图2是本发明实施例贴膜表面的颜料墨水保护涂层100在加热后处理之前的内部结构示意图。

图3是本发明实施例贴膜产品的制造工艺流程图

图4是本发明实施例使用者在贴膜上打印个性化内容并使用的流程图。

[具体实施方式]

如图1所示，本发明提供的新型贴膜产品是一种含多种涂层材料的薄膜产品，可以是以成卷形式存在的产品，也可以是单张的有固定尺寸的产品。该贴膜产品也可以符合某种特定电子产品的外形，例如符合某种手机的背壳的尺寸，同时预留出相机、商标等其他部件或标识的空白位置。该贴膜产品也可以是一张薄膜产品，在使用者打印其个性化内容后再进行裁剪，然后贴合在其特定电子产品的表面。

该贴膜产品包括一个基材300；在基材300的正面包括至少两层涂层材料，在下面的一层材料是一个可用于喷墨打印的吸墨涂层200，在吸墨涂层200之上是一个疏松多孔结构的颜料墨水保护涂层100；在基材300的背面还包括至少一个胶水层400,在胶水层400的表面还附合有一层不粘材料500。该贴膜产品适合消费者在家庭或办公室的数码喷墨打印机上使用颜料型墨水打印其个性化的内容，如照片、图片、文字等，然后在经过简单的加热后处理就可贴合在其特定电子设备或其他设备与用品或者家具的表面，例如手机、平板电脑、笔记本电脑、便携式音乐播放器、家具、冰箱、洗衣机等。同时该产品也适合该类产品的经销商或相关企业或公司给他们的客户提供个性化的贴膜产品。同时该产品也可用于其他任何含个性化内容的贴膜产品。

该产品的一个重要发明点在于其打印面的最上层有一个疏松多孔结构的颜料墨水保护涂层100。该颜料墨水保护涂层100在正常的条件下是一个疏松多孔的结构，可以满足使用颜料型墨水的喷墨打印机的使用要求。其多孔结构可以在打印时，让颜料型墨水中的溶剂或水以及其他液体无阻碍地穿过此颜料墨水保护涂层100，从而使得下面的吸墨涂层200可以充分吸收墨水中的大量液体，保证打印后的产品迅速干燥，可以立即使用。同时墨水的色粉还驻留在颜料墨水保护涂层100的表面，从而形成使用者所需要的高质量的打印照片、图像、文字或其他个性化产品。

打印步骤完成后，在外加的温度和/或压力的作用下，该颜料墨水保护涂层100内部的聚合物微球会经历一个变形、或者烧结、或者成膜的过程，涂层内的聚合物微球从一个的堆砌状态转变成微球之间相互融合，形成一个微球相互牢固连接的网状结构或者致密的薄膜结构，从而提高该涂层内部的连接强度和使用性能。同时，该保护涂层中的聚合物微球在转变过程中会和在表面的色粉颗粒融合，使得打印的个性化内容与此涂层紧密结合，显著加强色粉颗粒与该涂层的结合力，进而使得打印的个性化内容的耐磨性和其他使用性能得到明显改善，满足长期使用的要求。

该贴膜产品可以在普通的喷墨打印机上使用，例如办公室或者家庭常见的喷墨打印机。这些打印机可以是不同公司生产的产品，例如惠普、佳能、爱普生、施乐、以及其他公司的产品。打印机使用的墨水可以是水性墨水，也可以是溶剂型墨水，或者UV墨水。该贴膜产品更适合在使用色粉颜料的水性墨水的打印机上使用，例如惠普的OfficeJetPro8100打印机。

基材300：该贴膜产品的基材300的主要用途是在生产和使用过程中保持其它各种材料的形状，并提供此产品的机械性能。基材300可以常见的各种薄膜形状的材料，例如纸张、无纺布、塑料薄膜、纺织品等。基材300可以是单一的材料，例如普通的纸张或者塑料薄膜；也可以是一种复合的薄膜材料，例如表面有涂层的纸张产品、或者多种薄膜材料压合在一起的薄膜产品。考虑到该贴膜产品经常会在各种不同的环境下使用，例如雨天、雾天、雪天、或者在其他情况下与水接触，因此基材300优选使用塑料薄膜材料或者无纺布材料，更优选塑料薄膜材料。同时该贴膜产品在打印后会经历一个加热的后处理过程，因此基材300优选玻璃化转变温度（Tg）在100摄氏度以上的塑料薄膜产品，更优选Tg在130摄氏度以上的薄膜产品，例如PET、PP、PC、PMMA等薄膜产品。该贴膜产品会用来打印各种个性化内容，因此基材300的颜色优选白色或者无色透明的薄膜材料，保证使用者打印的个性化内容的色彩不会受到基材300颜色的影响。

吸墨涂层200：在基材300上面至少包括一个吸墨涂层200。该吸墨涂层200需要具有大的吸墨容量，同时有较快的吸墨速度。在使用者打印个性化内容时，吸墨涂层200能够快速吸收墨水的各种溶剂和液体成分，提供一个迅速干燥并可以立即使用的打印产品。同时该吸墨涂层200还要提供丰富的色彩表现力和很好的图像分辨率，给使用者提供达到照片级的打印产品。吸墨涂层200可以是膨润型的吸墨涂层，也可以是多孔型的吸墨涂层。本贴膜产品优选多孔型的吸墨涂层200。在吸墨涂层200中包含至少一种有高比表面积的粉末材料，该粉末材料的比表面积大于20m²/g；以及至少一种粘合剂。同时吸墨涂层200还可以包括涂布生产和使用所需要的其他各种助剂，例如表面活性剂、消泡剂、流变控制剂、pH调节剂、润滑剂、荧光剂、着色剂、分散剂和其他必须的助剂。吸墨涂层200可以通过常见的涂布方法涂覆在基材300上面，例如浸涂、辊涂、迈氏辊涂、刮涂、气刀刮涂、帘式涂布、凹印涂布、流延涂布、铸涂以及其他类似的涂布方法。在吸墨涂层200中的粉末材料在涂布并干燥后会形成一个疏松多孔型的涂层。在这个涂层里粉末颗粒之间会形成大量的微小尺寸的空隙，从而产生一个有很大吸墨容量和较快吸墨速度的涂层。粉末材料包括但不限于气相二氧化硅（fumedsilica）、硅胶（silicagel）、沉淀二氧化硅（precipitatedsilica）、胶体二氧化硅（colloidalsilica）、水软铝石（boehmite）、三氧化二铝、二氧化钛、碳酸钙、高岭土、烧结高岭土等材料及其混合物。吸墨涂层200中的粘合剂可以选自以下的一种材料或者他们之间的混合物：聚乙烯醇、聚乙烯醇的衍生物、聚乙二醇、聚乙二醇的衍生物、聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、淀粉的衍生物、明胶、明胶的衍生物、纤维素、纤维素的衍生物、聚顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸酐的共聚物、聚丙烯酸酯、丙烯酸酯的共聚物、聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯的共聚物、聚丙烯酰胺、以及乳胶树脂。其中，乳胶树脂可以是以下一种单体的聚合物及其共聚物，单体包括但不限于苯乙烯-丁二烯、丙烯酸、苯乙烯-丙烯酸、苯乙烯-甲基丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯晴、苯乙烯-顺丁烯二酸酐、乙烯基丙烯酸、乙烯基乙酸酯、乙烯基酯、和乙烯醚。

颜料墨水保护涂层100：在吸墨涂层200上面还至少包括一个颜料墨水保护涂层100。由于该颜料墨水保护涂层100不能影响吸墨涂层200吸收墨水的速度以及最终的图像质量，因此颜料墨水保护涂层的厚度要小于10微米，优选要小于5微米。该颜料墨水保护涂层100中至少含有一种聚合物微球110、一种无机粉末填料120和一种粘合剂。同时该颜料墨水保护涂层100还可以包括涂布生产和使用所需要的其他各种助剂，例如表面活性剂、消泡剂、流变控制剂、pH调节剂、润滑剂、荧光剂、着色剂、分散剂和其他必须的助剂。该颜料墨水保护涂层100可以通过常见的涂布方法涂覆在基材300上面，例如浸涂、辊涂、迈氏辊涂、刮涂、气刀刮涂、帘式涂布、凹印涂布、流延涂布、铸涂以及其他类似的涂布方法。

其中，聚合物微球110的平均粒径要求小于2微米，优选小于1微米，进一步优选小于0.5微米。在涂布过程中，具有如此微小平均粒径的聚合物微球可以在颜料墨水保护涂层100中产生大量的微孔、间隙和微小通道。在打印过程中，这些微孔、间隙和微小通道可以让墨水中的液体成分快速透过颜料墨水保护涂层100，进而被颜料墨水保护涂层100下面的吸墨涂层200所吸收。这样颜料墨水保护涂层就不会影响打印的画面品质。同时，这些具有微小平均粒径的聚合物微球也有助于形成一个平整的和光滑的产品表面。聚合物微球110可以由人工合成的或者天然的聚合物组成。人工合成的聚合物可以是以下一种聚合物或者这些聚合物的混合物：聚乙烯、聚丙烯、石蜡、聚氨酯、环氧树脂、硅橡胶树脂、聚酰胺树脂、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯酯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、或者以上聚合物的衍生物。天然的聚合物可以是以下一种聚合物或者这些聚合物的混合物：天然产生的蜡、明胶、明胶的衍生物、纤维素、纤维素的衍生物、淀粉、淀粉的衍生物。第一种聚合物微球110可以是粉末，也可以是分散液或者乳胶液。

同时，聚合物微球110的玻璃化转变温度（Tg）在50-200摄氏度之间，其Tg优选在70-200摄氏度之间，进一步优选在80-150摄氏度之间。玻璃化转变温度是指非晶态聚合物或部分结晶聚合物中非晶相向晶相转变所对应的温度，通常是指聚合物在玻璃态和高弹态之间的转变温度。聚合物微球110所要求的玻璃化转变温度可以使其在涂布生产、其他生产步骤和打印过程中维持微球原有的形状，不会发生形变或者成膜。这样可以让颜料墨水保护涂层100中产生大量的微孔、间隙和微小通道，从而让墨水中的液体成分在打印过程中顺利渗透穿过颜料墨水保护涂层100被吸墨涂层200所吸收。同时，在打印之后的后处理步骤中，聚合物微球110在高温、压力或者高温和压力的共同作用下发生形变、烧结或者成膜，增加打印产品的耐磨性和使用性能。后处理步骤的温度需要比聚合物微球110的玻璃化转变温度至少高10摄氏度以上。聚合物微球110的形状可以是球形的，也可以是球形以外的其他形状，甚至没有固定的形状。聚合物微球110可以是实心的微球，也可以是中空的微球，甚至是有多空结构的微球，或者这几种结构的混合物。同时在颜料墨水保护涂层100中，聚合物微球110的含量要求比无机粉末填料120的含量高，优选要求聚合物微球110含量是无机粉末填料120含量的两倍以上。

在颜料墨水保护涂层100中，无机粉末填料120的平均粒径要求显著大于聚合物微球110的平均粒径。在打印后，由于无机粉末填料的粒径较大，无机粉末颗粒会突出在颜料墨水保护涂层的表面，甚至会突出在打印后的墨水颜料颗粒层的表面。当打印图像在遇到外界刮擦的时候，外来器物会首先接触到突出在打印图像表面的无机粉末颗粒，避免了墨水颜料颗粒直接受到外来器物的刮擦，从而提高打印产品的耐磨性。无机粉末填料120的平均粒径要求至少大5于微米，优选大于8微米，进一步优选大于10微米。无机粉末填料120的形状可以是球形的，也可以是球形以外的其他形状，甚至没有固定的形状。无机粉末填料120可以是实心的材料，也可以是中空的或者具有多孔结构的材料，或者这几种材料的混合物。无机粉末填料可以包括但不限于气相二氧化硅（fumedsilica）、硅胶（silicagel）、沉淀二氧化硅（precipitatedsilica）、胶体二氧化硅（colloidalsilica）、水软铝石（boehmite）、三氧化二铝、二氧化钛、碳酸钙、高岭土、烧结高岭土等材料及其混合物。

在颜料墨水保护涂层100中还至少包括一种粘合剂，这样可以将此涂层内的聚合物微球相互粘结在一球。同时粘合剂还能将颜料墨水保护涂层100与基材300或吸墨涂层200粘结在一起。粘合剂可以选自以下的一种材料或者他们之间的混合物：聚乙烯醇、聚乙烯醇的衍生物、聚乙二醇、聚乙二醇的衍生物、聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、淀粉的衍生物、明胶、明胶的衍生物、纤维素、纤维素的衍生物、聚顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸酐的共聚物、聚丙烯酸酯、丙烯酸酯的共聚物、聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯的共聚物、聚丙烯酰胺、以及乳胶树脂。乳胶树脂可以是以下一种单体的聚合物及其共聚物，单体包括但不限于苯乙烯-丁二烯、丙烯酸、苯乙烯-丙烯酸、苯乙烯-甲基丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯晴、苯乙烯-顺丁烯二酸酐、乙烯基丙烯酸、乙烯基乙酸酯、乙烯基酯、和乙烯醚。

实施例1：颜料墨水保护涂层100的涂布液的配制

表1列举了两种涂布液的配方，其中所列举的分数均为各个组分的重量份数。其中塑性颜料DS-PP801（山东济宁东升高旭公司）是聚合物微球的乳胶液，其中聚合物微球的重量百分比是50%，聚合物微球的平均粒径0.5微米，玻璃化转变温度100摄氏度。SiO2消光粉和超细SiO2（广州彰麒环保科技有限公司）是二氧化硅的无机粉末填料，其平均粒径分别为5微米和10微米。粘合剂包括BayHydrolUH2606（上海拜耳）和聚乙烯醇1799（日本合成化学），表面活性剂是TegoWet500（Evonik）。按表1的涂布液配方，优选的塑性颜料与无机粉末填料的重量比是8:1，其中，聚合物微球与无机粉末填料的重量比是4:1。

所列举的两种涂布液的配制方法如下：将各组分按表中的份数称量好并混合在一个500毫升的烧杯中，并用机械搅拌器搅拌一个小时，静置待用。

表1.颜料墨水保护涂层100的涂布液配方：

实施例2：贴膜的制备及其测试结果

本发明电子产品的贴膜的制造方法，包括以下步骤：在基材的正面涂覆一层吸墨涂层并干燥，在吸墨涂层的上面在涂覆一层颜料墨水保护涂层并干燥；在基材的背面涂覆一层胶水层并干燥，胶水层的外面复合一层不粘材料，得到本发明的贴膜产品。

为了简化工艺，本实施例贴膜的试样直接在一种带背胶的水性喷墨灯片上制作。带背胶的水性喷墨灯片采用惠州艺都文化样品公司生产的PP背胶产品SP-180WGL。该灯片的基材300是厚度为120微米的无色透明PP薄膜，正面有一层含有水软铝石和聚乙烯醇的30微米厚的多空型吸墨涂层200，其中水软铝石的比表面积为200m²/g，聚乙烯醇为粘合剂。带背胶的水性喷墨灯片的背面有一层15微米厚的压敏胶400，压敏胶400的外面粘有一层不粘纸500。在这个灯片的吸墨涂层200上用6m涂布线棒均匀涂布一层在实施例1中制备的涂布液，然后在60摄氏度的烘箱中干燥30分钟，干燥后涂层的涂布重量为5g/m²。表2列举了本实施例制备的4种试样及刮擦测试结果。

将实施例2中制备的4种贴膜试样裁切成3×5英寸的尺寸，在惠普的OfficeJetPro8100打印相同的照片，然后将打印好的试样在130摄氏度的电烤箱（美的电烤箱MG25NF-AD）加热1分钟后，将每张试样分别贴在一个白色的iPhone5的塑料手机套表面，并用刀片挖出镜头的缺口。然后仔细观察每个试样，记录照片的清晰度和色彩鲜艳程度。另外用大拇指的指甲分别在每个试样的表面刮擦5次，并记录刮擦测试后照片的损坏程度。试样的测试结果也列在表2中。

从表2的结果可以看出，有颜料墨水保护涂层100的试样2，3，4的耐刮擦性能要比没有颜料墨水保护涂层100的试样1有大幅度的提高，其中颜料墨水保护涂层中有聚合物微球以及无机粉末填料的试样3，4的性能更好，其中试样4在指甲刮擦后没有明显的损坏。颜料墨水保护涂层100对照片的清晰度和色彩表现力没有明显的影响。

表2.贴膜样品的结构及刮擦测试的结果：

本发明以上实施例的贴膜产品，适合终端消费者在家庭中或办公室里用普通的喷墨打印机（使用颜料型墨水）打印所需要的个性化图案或文字，经过简单的加热处理后就可以贴合在特定电子设备或其他设备与用品或者家具的表面。

本发明以上实施例的贴膜产品耐磨性好，打印的图案或文字在使用过程中没有明显的磨损。

本发明以上实施例内含有一层颜料墨水保护涂层，在提供优异的色彩表现力和清晰度的同时，还可以经简单后处理极大幅度地提高打印图像的耐磨性、耐刮擦性和使用性能，使产品的使用性能与传统的胶印、凹印或照片相当。另外该产品将充分满足消费者对贴膜产品的个性化需求，在普通的办公室或家庭中即可打印含个性化内容的贴膜；同时该产品也可让中小企业和零售商出售类似于“立等可取”效应的“即时”个性化数码贴膜产品。

Claims (8)

1.一种适用于喷墨打印机的贴膜，包括基材、位于基材下面的胶水层和位于胶水层下面的不粘材料层，其特征在于，包括吸墨涂层和多孔结构的颜料墨水保护涂层，吸墨涂层涂布在基材的上面，颜料墨水保护涂层涂布在吸墨涂层的上面；所述的颜料墨水保护涂层包括聚合物微球、无机粉末填料和粘合剂，无机粉末填料的平均粒径大于聚合物微球的平均粒径；聚合物微球的玻璃化转变温度为50-200摄氏度；聚合物微球的平均粒径小于2微米，无机粉末填料的平均粒径大于5微米。

2.根据权利要求1所述的适用于喷墨打印机的贴膜，其特征在于，所述的基材为纸张、塑料薄膜或无纺布，所述的纸张、塑料薄膜或无纺布为白色或无色透明。

3.根据权利要求2所述的适用于喷墨打印机的贴膜，其特征在于，所述的基材为玻璃化转变温度在100摄氏度以上的塑料薄膜。

4.根据权利要求1所述的适用于喷墨打印机的贴膜，其特征在于，所述的吸墨涂层为膨润型的吸墨涂层或多孔型的吸墨涂层，多孔型的吸墨涂层包含有粘合剂和比表面积大于或等于20m²/g的粉末材料。

5.根据权利要求1所述的适用于喷墨打印机的贴膜，其特征在于，聚合物微球的玻璃化转变温度为80-150摄氏度。

6.根据权利要求5所述的适用于喷墨打印机的贴膜，其特征在于，聚合物微球的平均粒径小于1微米，无机粉末填料的平均粒径大于10微米。

7.根据权利要求1所述的适用于喷墨打印机的贴膜，其特征在于，按重量比，聚合物微球：无机粉末填料>2。

8.一种权利要求1所述的适用于喷墨打印机的贴膜的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：在基材的正面涂覆一层吸墨涂层并干燥，在吸墨涂层的上面在涂覆一层颜料墨水保护涂层并干燥；在基材的背面涂覆一层胶水层并干燥，胶水层的外面复合一层不粘材料，得到权利要求1所述的贴膜产品。