CN105252925A - 一种喷墨打印防水抗紫外pp合成纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喷墨打印防水抗紫外PP合成纸，包括吸墨涂层、中间层以及PP合成纸，中间层介于吸墨涂层与PP合成纸之间。本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：微米级二氧化硅的主要作用是在涂层中形成毛细小孔，高的空隙率使得墨水从打印机喷嘴落到涂层上时，能快速渗入进而避免出现混色现象，提高图像的打印精细度；改性聚乙烯醇的作用主要起粘结和防水作用，防止涂层剥离、掉粉、产生裂纹及提高涂层的防水性能；乙醇的主要作用是降低涂液在PP合成纸上的表面张力，同时降低涂液的粘度，加快涂层的干燥速度；聚合物乳液的主要作用是使涂层成膜并且防水；纯丙烯酸树脂的主要作用是增加吸墨涂层与PP合成纸的粘结牢度。

Description

一种喷墨打印防水抗紫外PP合成纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及PP合成纸领域，具体涉及一种喷墨打印防水抗紫外PP合成纸及其制备方法。
背景技术
随着电子信息技术的快速发展，数码产品的技术得到了不断的突破，传统的照相与广告制作越来越多的采用数码喷绘技术。由于喷绘技术具有记录速度快、易于彩色化、应用方便和无污染等特点，同时PP合成纸是一种可降解的环保型纸张，使得喷墨打印防水抗紫外PP合成纸的应用越来越普遍。但目前市场上所生产的普通喷墨打印防水PP合成纸均存在较多的弊端，有的喷墨打印防水PP合成纸在使用过程中因其涂层表面孔隙率较低，使得墨水从打印机喷嘴落在涂层上时，不能快速干燥，墨水因来不及吸收而横向扩散，常常会出现混色现象，极大的影响打印效果；有的喷墨打印防水PP合成纸固色性能较差，在保存期间容易出现不同颜色的互渗，造成图像模糊化；有的喷墨打印防水PP合成纸不具备吸收紫外线功能，长时间在户外暴露后，图像出现较严重的色彩偏差。
因此，发明一种打印效果好，防水性能强，抗紫外线，照片保存时间长的喷墨打印防水抗紫外PP合成纸一直是急待解决的新课题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种喷墨打印防水抗紫外PP合成纸。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种喷墨打印防水抗紫外PP合成纸的制备方法。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种喷墨打印防水抗紫外PP合成纸，包括吸墨涂层、中间层以及PP合成纸，中间层介于吸墨涂层与PP合成纸之间。
所述的吸墨涂层由下述重量份的原料制备而成：10-30份二氧化硅、45-70份水、5-30份乙醇、0.1-2份润湿剂、0.1-2份消泡剂、1-5份固色剂、1-9份改性聚乙烯醇、0.1-2份紫外线吸收剂、0.1-1.5份增白剂和3-18份聚合物乳液。
优选地，所述的紫外线吸收剂选自2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸、2-[2-羟基-4-(2，2，6，6-四甲基哌啶-4-氧基)羰基甲氧基苯基]-2H-苯并三唑和N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-N,N’-二醛基己二胺中的一种或多种的混合物。
更优选地，所述的紫外线吸收剂由40-60wt％2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和40-60wt％2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸混合而成。
优选地，所述的固色剂选自聚三甲基烯丙基氯化铵、聚二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或多种的混合物。
优选地，所述的增白剂选自二苯乙烯基双苯并噁唑、2.5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩、4,4'-双(2-磺酸钠苯乙烯基)联苯、2,2-(4,4’-二苯乙烯基)双苯并恶唑、4.4-双(2-二甲氧基苯乙烯基)联苯中的一种或多种的混合物。
优选地，所述的润湿剂为十二烷基磺酸钠、聚醚改性硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷中的一种或多种的混合物。
所述消泡剂为硅油、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、磷酸三丁酯、磷酸二丁酯中的一种或多种的混合物。
优选地，所述的二氧化硅的粒径为1-40μm。
优选地，所述的聚合物乳液选自醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液、苯乙烯-丙烯腈聚合物乳液和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯聚合物乳液中的一种或多种的混合物。
优选地，所述的改性聚乙烯醇选自硅烷醇改性聚乙烯醇和/或羧基改性聚乙烯醇。
优选地，所述的中间层为玻璃化温度(Tg)＝0-5℃的丙烯酸树脂。
优选地，所述吸墨涂层干基涂布量为15-25g/m2，中间层干基涂布量为0.1-2g/m2。
一种喷墨打印防水抗紫外PP合成纸的制备方法，包括以下步骤：
(1)向水中加入固色剂、增白剂、消泡剂、二氧化硅、聚合物乳液、改性聚乙烯醇、紫外线吸收剂、乙醇和润湿剂混合均匀，过滤，得到吸墨涂层原料；
(2)PP合成纸在涂布机上涂布中间层原料形成中间层，然后在中间层上涂布吸墨涂层原料形成吸墨涂层，得到所述喷墨打印防水抗紫外PP合成纸。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：微米级二氧化硅的主要作用是在涂层中形成毛细小孔，高的空隙率使得墨水从打印机喷嘴落到涂层上时，能快速渗入进而避免出现混色现象，提高图像的打印精细度；在喷墨打印防水抗紫外PP合成纸含有固色剂时，其喷墨打印后形成的图像更加清晰，色密度高，还具有防水的功能；在喷墨打印防水抗紫外PP合成纸含有紫外线吸收剂时，其喷墨打印后形成的图像长时间在户外暴露后颜色依旧保持不变；改性聚乙烯醇的作用主要起粘结和防水作用，防止涂层剥离、掉粉、产生裂纹及提高涂层的防水性能；乙醇的主要作用是降低涂液在PP合成纸上的表面张力，同时降低涂液的粘度，加快涂层的干燥速度；聚合物乳液的主要作用是使涂层成膜并且防水；纯丙烯酸树脂的主要作用是增加吸墨涂层与PP合成纸的粘结牢度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。
实施例各原料介绍：
润湿剂采用十二烷基磺酸钠，CAS号：2386-53-0。
消泡剂采用硅油，CAS号：63148-62-9。
增白剂采用2.5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩，CAS号：7128-64-5。
乙醇，CAS号：64-17-5。
二氧化硅，CAS号：7631-86-9，采用深圳市蓝博士环保科技有限公司生产的型号为Jc-SI045，粒度为30-37μm的二氧化硅。
固色剂，CAS号：26062-79-3，采用聚二甲基二烯丙基氯化铵，采用无锡市蓝森化工产品有限公司生产的型号为PDLS45的聚二甲基二烯丙基氯化铵。
改性聚乙烯醇采用羧基改性聚乙烯醇，采用上海汇沪实业有限公司生产的型号为KD-181的羧基改性聚乙烯醇。
2-苯基苯并咪唑-5-磺酸，CAS号：27503-81-7。
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸，CAS号：4065-45-6。
聚合物乳液采用广西广维化工有限责任公司生产的型号为GW-707的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(又称VAE乳液)。
PP合成纸采用福州市红山纸业有限公司生产的350g/m2的PP合成纸。
丙烯酸树脂，CAS号：79-10-7，采用山东开泰石化股份有限公司生产的丙烯酸。
实施例1
吸墨涂层原料(重量份)：20份二氧化硅、60份去离子水、20份乙醇、1份十二烷基磺酸钠、1份硅油、2份聚二甲基二烯丙基氯化铵、5份羧基改性聚乙烯醇、0.5份2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、0.5份2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸、0.5份2.5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩和10份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液。
中间层采用Tg为3℃的纯丙烯酸树脂作底涂胶。若吸墨层直接涂在PP合成纸表面，粘结不牢，容易导致脱落，故必须增加一层底涂，增加吸墨涂层与PP合成纸的粘结牢度。
喷墨打印防水抗紫外PP合成纸的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备吸墨涂层原料：在不锈钢桶中加入去离子水，开动搅拌，转速300转/分；加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌6分钟；加入2.5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩，搅拌10分钟；加入硅油，搅拌5分钟；将转速调整为3000转/分，加入二氧化硅，搅拌60分钟；再将转速调整为700转/分，加入醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，搅拌10分钟；加入羧基改性聚乙烯醇，搅拌15分钟；加入2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸，搅拌10分钟；加入乙醇，搅拌10分钟；加入十二烷基磺酸钠，搅拌20分钟，用200目滤布过滤出釜备用。
(2)制备喷墨打印防水抗紫外PP合成纸：PP合成纸在涂布机上经过高压电晕处理后涂纯丙烯酸树脂，温度65℃，8秒钟烘干，形成中间层，所述中间层干基涂布量为0.6g/m2(即PP合成纸上涂布的纯丙烯酸树脂烘干后克量为0.6g/m2)；然后涂布吸墨涂层原料，经过40m弧形烘道，温度设置为80℃，烘干时间为2分钟，线速度为20m/min，形成吸墨涂层，所述吸墨涂层干基涂布量为20g/m2(即PP合成纸上涂布的吸墨涂层烘干后克量为20g/m2)，即成半成品。半成品至分切车间经分切成所需规格，再内外包装，即为成品入库。
实施例2
按照实施例1所述的原料配比和方法制备喷墨打印防水抗紫外PP合成纸，区别仅仅在于：
吸墨涂层原料(重量份)：20份二氧化硅、60份去离子水、20份乙醇、1份十二烷基磺酸钠、1份硅油、2份聚二甲基二烯丙基氯化铵、5份羧基改性聚乙烯醇、1份2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、0.5份2.5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩和10份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(即紫外线吸收剂仅为2-苯基苯并咪唑-5-磺酸，不加入2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸)。
实施例3
按照实施例1所述的原料配比和方法制备喷墨打印防水抗紫外PP合成纸，区别仅仅在于：
吸墨涂层原料(重量份)：20份二氧化硅、60份去离子水、20份乙醇、1份十二烷基磺酸钠、1份硅油、2份聚二甲基二烯丙基氯化铵、5份羧基改性聚乙烯醇、1份2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸、0.5份2.5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩和10份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(即紫外线吸收剂仅为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸，不加入2-苯基苯并咪唑-5-磺酸)。
对比例1
按照实施例1所述的原料配比和方法制备PP合成纸，区别仅仅在于：不添加紫外线吸收剂。得到对比例1的PP合成纸。
测试例1
吸墨性能的测定：PP合成纸的吸墨性能是通过吸收一定量墨水的时间来表征的，即PP合成纸的吸墨时间。而本实验对吸墨时间的测定采用了国家标准GB1728-79的测试方法。即在PP合成纸上喷上一定量的墨水，然后开始记时，当用手指轻触涂膜表面，若感到发粘，但无油墨粘在手上，可认为涂膜表面已干燥，即刻停止记时，所得的时间即为PP合成纸的吸墨时间。吸墨时间越短，表明吸墨速度越快。
PP合成纸清晰度的测定：PP合成纸的清晰度是通过墨滴喷射到PP合成纸上扩散后的直径与扩散前墨滴的直径的比值来表征的，该比值越小，清晰度越好。本实验采用GB1216-85型外径千分尺测量喷射前、后墨滴的直径。
对实施例1-3和对比例1制得的PP合成纸进行吸墨性能和清晰度测试，具体结果见表1：
表1：PP合成纸吸墨性能和清晰度测试结果表
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
吸墨时间(s) 45.4 49.8 51.7 59.1
清晰度 1.052 1.079 1.090 1.191
比较实施例1与实施例2-3，实施例1(2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸复配)PP合成纸吸墨性能和清晰度明显优于实施例2-3(2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸中单一原料)。
测试例2
对实施例1-3和对比例1制得的PP合成纸用同样的图案进行彩色喷墨打印，按照GB/T22771-2008标准中的测试条件，对喷墨后的PP合成纸进行氙灯加速耐光性测试，箱体空气温度44℃，相对湿度50％，辐照度1.10W/m2，340nm。使用仪器测量法得到了曝晒样品的颜色变化△E*，采用CIEL*a*b*颜色单位，D65光源和10度观察角。具体结果见表2：
表2：氙灯加速耐光性测试结果表
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
△E*-5h 0.75 1.38 1.44 3.75
△E*-10h 0.95 1.61 1.66 5.64
△E*-20 1.49 2.32 2.39 7.86
△E*-40 2.51 5.41 5.68 11.32
比较实施例1与实施例2-3，实施例1(2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸复配)PP合成纸图案耐光性能明显优于实施例2-3(2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸中单一原料)。

Claims (8)

1.一种喷墨打印防水抗紫外PP合成纸，包括吸墨涂层、中间层以及PP合成纸，中间层介于吸墨涂层与PP合成纸之间，其特征在于，所述的吸墨涂层由下述重量份的原料制备而成：10-30份二氧化硅、45-70份水、5-30份乙醇、0.1-2份润湿剂、0.1-2份消泡剂、1-5份固色剂、1-9份改性聚乙烯醇、0.1-2份紫外线吸收剂、0.1-1.5份增白剂和3-18份聚合物乳液。
2.如权利要求1所述的喷墨打印防水抗紫外PP合成纸，其特征在于，所述的紫外线吸收剂由40-60wt％2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和40-60wt％2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸混合而成。
3.如权利要求1或2所述的喷墨打印防水抗紫外PP合成纸，其特征在于，所述的固色剂选自聚三甲基烯丙基氯化铵、聚二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或多种的混合物。
4.如权利要求1或2所述的喷墨打印防水抗紫外PP合成纸，其特征在于，所述的增白剂选自二苯乙烯基双苯并噁唑、2.5-双(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩、4,4'-双(2-磺酸钠苯乙烯基)联苯、2,2-(4,4’-二苯乙烯基)双苯并恶唑、4.4-双(2-二甲氧基苯乙烯基)联苯中的一种或多种的混合物。
5.如权利要求1或2所述的喷墨打印防水抗紫外PP合成纸，其特征在于，所述的聚合物乳液选自醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液、苯乙烯-丙烯腈聚合物乳液和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯聚合物乳液中的一种或多种的混合物。
6.如权利要求1或2所述的喷墨打印防水抗紫外PP合成纸，其特征在于，所述的中间层为Tg＝0-5℃的丙烯酸树脂。
7.如权利要求1或2所述的喷墨打印防水抗紫外PP合成纸，其特征在于，所述吸墨涂层干基涂布量为15-25g/㎡，中间层干基涂布量为0.1-2g/㎡。
8.如权利要求1-7中任一项所述的喷墨打印防水抗紫外PP合成纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向水中加入固色剂、增白剂、消泡剂、二氧化硅、聚合物乳液、改性聚乙烯醇、紫外线吸收剂、乙醇和润湿剂混合均匀，过滤，得到吸墨涂层原料；
(2)PP合成纸在涂布机上涂布中间层原料形成中间层，然后在中间层上涂布吸墨涂层原料形成吸墨涂层，得到所述喷墨打印防水抗紫外PP合成纸。
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