CN106280697B

CN106280697B - Pet基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨

Info

Publication number: CN106280697B
Application number: CN201510275650.1A
Authority: CN
Inventors: 彭胜; 欧阳旭频; 高显波
Original assignee: Suzhou Beiely Polymer Materials Co ltd
Current assignee: Suzhou Beiely Polymer Materials Co ltd
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2020-08-04
Anticipated expiration: 2035-05-26
Also published as: CN106280697A

Abstract

本发明公开了一种PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨，混合溶剂DBE与分散剂，分散；然后依次加入固体聚酯树脂、固体丙烯酸改性聚酯树脂、炭黑与氧化铁黑；搅拌均匀，得到混合物；砂磨混合物；在砂磨后的混合物中加入PMMA蜡粉、有机硅消泡剂、有机硅流平剂，分散均匀后砂磨得到PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨。本发明的PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨组成合理，各组分协调性好，体系综合性能优异，并且粘度适用于丝网印刷，贮存性好。本发明的体系无需提高炭黑、消光粉等组分用量，避免了其对产品外观、遮光性的不利影响；并且仅经过一次印刷，在5微米的厚度下，就满足产品遮光要求，有利于工业应用。

Description

PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨

技术领域

本发明涉及油墨技术领域，尤其涉及一种用于PET基材的高遮盖黑色哑光丝印油墨。

背景技术

PET的分子为高度对称芳环的线性聚合物，易于取向和结晶，具有较高的强度和良好的成纤性及成膜性，结晶度为40％～60％，结晶速度慢。纯PET耐磨耗、低摩擦、吸水性小、尺寸稳定性高，但力学性能、耐热性和冲击性能较差，经玻璃纤维增强后PET的力学性能和耐热性大幅度提高，可用于工程塑料。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为聚对苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换法制成的聚合物，俗称涤纶，英文名称Polyethyleneterephthalate，简称PET。PET开始主要用于纤维和薄膜类制品，直到1966年日本带人公司开发出玻璃纤维增强制品后，才开始用于工程塑料领域。目前，PET用于纤维和塑料制品基本各半；塑料制品主要用于透明瓶、薄膜和片材，用作工程塑料正在迅速兴起。

PET片材的突出性能有阻隔性、力学性能和韧性好，PET玻璃纤维增强工程塑料的突出性能为力学性能高且受温度影响小、耐热温度高、冲击强度高、耐摩擦、耐蠕变性好、刚性大、硬度大及尺寸稳定性好，增强PET在力学性能、刚性、耐热性方面都超过增强PBT。在电子领域，PET片材大量用于电脑键盘、平板电脑遮光，PET遮光片为在透明或者白色PET基材上设置不透光油墨层，挡住LED补光源，要求油墨具有高的遮盖性。

现有技术中，提高黑色油墨遮盖力的方法是增加配方中炭黑的比例，但用量一旦超过临界体积浓度(CPVC)，树脂对色粉不能完全包覆，就易产生针孔，沙眼透光等现象；并且现有油墨光泽偏哑(光泽范围3-6GS)，需要加入一定量的消光粉，但由于消光粉是透明的，会降低涂层遮盖力。由于遮盖力的难以提升，导致印刷时必需通过增加膜厚的方法来满足遮光需求。

现有的油墨需要印刷两道(第一道：300目网版印刷；第二道：350目网版印刷)，印刷膜厚至少在8μm以上，一般为10微米才能完全遮住手机LED光。缺点主要有两点：①工艺比较复杂，需要丝印两道，操作耗时，效率较低。②印刷膜厚较厚易造成后续制程良率降低，尤其在冲切工段易出现爆边现象，印刷膜层较厚的话也不利于笔记本电脑在超薄上的管控。

因此，需要研发新的手段以有效的提高PET基材的高遮光性能，同时，作为油墨体系，除了具有高遮光性、哑光性，还需要与PET基材相容性好、附着力佳，并且对环境污染小。

发明内容

本发明的目的是提供一种PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨，其结合无机材料与高分子材料复合材料技术，设计独特，组成合理，制备方便，具有优异的高遮盖性能，并且与PET基材相容性好，对环境污染小；并且只需印刷一道即可达到遮光效果，工艺简单，生产效率高；膜厚较低，冲切良率高，产品报废少，利于降低成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨，按重量份计，由以下组分组成：

本发明中，丙烯酸酯改性聚酯树脂，是一种兼有聚酯树脂和丙烯酸树脂综和性能的产品。采用多元醇，多元酸，含活泼双键的一元酸合成一种高柔性的带有活泼双键的聚酯多元醇；在以上述的带活泼双键的聚酯多元醇为核心，与丙烯酸酯类单体进行接枝共聚而成，比如上海兰奕S-800。聚酯树脂的分子量在15000-16000，适中的分子量可以兼顾润湿性(分子量太大，树脂对色粉的包覆润湿性差)和成膜性(分子量太小难成膜，涂层容易脆裂)，具有良好的光泽，硬度和耐热性，其对各种塑料薄膜和金属有良好的附着力，树脂的酸值(mgKOH/g)＜3；羟基含量(OH值)为20-25；比如韩国SK的ES100。

DBE为高沸点溶剂，为二元酸酯混合物，亦称二价酸酯，是一种低毒、低味，能生物降解的环保型高沸点溶剂；先由甲醇同混合的二元酸反应，然后水洗精馏分离提取制备。

优选的，按重量份计，所述PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨由以下组分组成：

上述PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨的制备方法，包括以下步骤：

(1)混合溶剂DBE与分散剂，分散；然后依次加入固体聚酯树脂、固体丙烯酸改性聚酯树脂、炭黑与氧化铁黑；搅拌均匀，得到混合物；砂磨混合物；

(2)在砂磨后的混合物中加入PMMA蜡粉、有机硅消泡剂、有机硅流平剂，分散均匀后砂磨得到PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨。

本发明中，稀释剂可以调节体系粘度，使得各组分分散均匀，增加各组分之间的界面作用，提高体系的协同性，从而得到综合性能优良的PET基材用热固性高阻燃哑光油墨。

上述技术方案中，分散剂为BYK-163；消泡剂为BYK-141；流平剂为BYK-333。

上述技术方案中，步骤(1)搅拌速率为1000rpm；搅拌时间为2小时。

上述技术方案中，步骤(1)砂磨混合物时，砂磨4遍，第一遍气压0.4mpa；第二、三、四遍气压都为0.2mpa。步骤(2)砂磨时气压为0.4mpa。

本发明中，分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液，其作用是均匀分散那些难于溶解于液体的固体颗粒，同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚；炭黑为一种中色素炭黑，吸油值(g/100g)为300，原生粒径为25nm，该炭黑除了显色作用之外，还使油墨在PET片上具有很好的遮盖力，同时也使油墨的耐溶剂性、耐热性等性能得以提升；氧化铁黑属于尖晶石型，具有饱和的蓝墨光黑色，遮盖力和着色力均很高，平均粒径在0.20～0.40μm，吸油值(g/100g)为25～35，在增加遮盖的同时可以提高油墨的印刷适性，减少涂层的针孔，镂空等不良现象；PMMA蜡粉为聚甲基丙烯酸微粉，平均粒径在5.2-6.2μm，其高交联的完美球型结构，优异的硬度，可提高涂层的抗刮能力；折射率1.49，不影响遮盖且能提供柔和的哑光效果；消泡剂为有机硅消泡剂，其作用是减少制造和使用过程中所产生的气泡；流平剂为有机硅流平剂，其作用是促进涂层表面的流平，形成光滑的表面。

本发明添加剂用量低，特别是炭黑与氧化铁黑的用量低，有利于树脂对填料的润湿包覆，从而避免出现针孔、沙眼透光现象；氧化铁黑可以增加遮盖且能增加油墨的流动性，提高油墨对PET素材的润湿能力，避免漏光现象的产生。

本发明中，先将固体树脂加入溶剂中，分散状态下，再加入炭黑进行分散，在固体树脂融化的过程中，对炭黑形成包覆浸润，增加了炭黑与树脂等其余有机体系的相容性，避免针孔等油墨层缺陷。

本发明中，通过接枝共聚制备丙烯酸酯改性聚酯树脂，其与聚酯树脂相容性好，混合后，在油墨层干燥时，存在两者体积收缩程度不一样，从而形成微观凹凸不平的粗燥表面，使得油墨光泽度下降，不需要消光粉达到消光效果，满足油墨哑光要求；避免了现有需要大量消光粉才能降低油墨光泽度的缺陷。

另外，两种树脂除了制造微观凹凸表面外，其对光折射率亦不同，有利于提高油墨层的遮光效果；与其余组分配合，可以有效提高油墨层的遮盖力，仅需5微米，即可遮盖LED光。

本发明的油墨体系稳定性好，不易变质，贮存后粘度变化小，对性能无影响；干燥时收缩性好，对于PET基材的涂布性能好，光洁度高，达到95％；油墨层的耐溶剂侵蚀，并具有好的耐候性，长时间不变色、不发黄。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明首次公开的高遮盖黑色哑光丝印油墨，设计独特，组成合理，制备方便，具有优异的高遮盖性能，并且与PET基材附着力好，在提高油墨遮光、耐热性能的同时，保证了油墨的粘接性、易加工性，避免了现有手段损坏油墨层品质的缺陷，同时对环境污染小。

2.本发明公开的PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨利用树脂体系之间的作用，无需使用消光粉即可达到消光效果以及遮光要求；避免了现有消光粉的使用带来的油墨层遮盖力下降的缺陷，取得了意想不到的效果。

3.本发明公开的PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨无需增加炭黑的量，依然取得了优异的遮光性，克服了现有只有增加炭黑的量才能提高遮光性的缺陷，避免了现有产品存在的针孔、沙眼等膜层缺陷；并且油墨层薄，厚度为5微米(远低于现有技术中的8微米)即可挡住LED补光源，取得了意想不到的技术效果。

4.本发明提供的PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨使用时无需对PET素材进行预处理，仅需一次印刷即可达到遮光效果，克服了现有技术都需要至少两次印刷的缺陷，大大地节约了成本，还能更加减少对环境的污染。

5.本发明提供的PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨使用和储存方便，而且在达到相同遮光性的前提下，只需一次印刷，用量少，对环境的污染更小，对人体的伤害更低；并且由于添加剂用量低，在树脂体系中浸润性好，有利于产品外观的提升，更适于工业化生产。

附图说明

图1为涂层的柔韧性测试；

图2为涂层的遮光性测试。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一

按重量份，取溶剂DBE 45份、分散剂(德国毕克化学BYK-163)8份，在分散状态下加入固体聚酯树脂(韩国SK ES100)12份、固体丙烯酸改性聚酯树脂(上海兰奕S-800)12份、碳黑18份、氧化铁黑6份，1000转每分钟的转速高速搅拌2小时，搅拌均匀后过砂磨机砂磨四遍，砂磨机气压第一遍：0.4mpa，第二、三、四遍气压均为0.2mpa；在上述砂磨成品中加入PMMA蜡粉1.5份、有机硅消泡剂(德国毕克化学BYK-141)0.8份、有机硅流平剂(德国毕克化学BYK-333)0.4份，分散机使其分散均匀，砂磨机砂磨一遍，砂磨机气压为0.4mpa；得到PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨。

所述炭黑为中色素炭黑，吸油值为300，平均粒径为25nm；所述氧化铁黑平均粒径为0.20μm，吸油值为28；所述PMMA蜡粉平均粒径在为5.2μm，折射率为1.4-1.5。

使用博力飞粘度计(7#50档)测试上述PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨粘度为2万cps(25±1℃)。

实施例二

按重量份，取溶剂DBE 50份、BYK-163分散剂8份，在分散状态下加入固体聚酯树脂14份、固体丙烯酸改性聚酯树脂14份、碳黑16份、氧化铁黑6份，1000转每分钟的转速高速搅拌2小时，搅拌均匀后过砂磨机砂磨四遍，砂磨机气压第一遍：0.4mpa，第二、三、四遍气压均为0.2mpa；在上述砂磨成品中加入PMMA蜡粉1.5份、有机硅消泡剂(德国毕克化学BYK-141)0.8份、有机硅流平剂(德国毕克化学BYK-333)0.4份，分散机使其分散均匀，砂磨机砂磨一遍，砂磨机气压为0.4mpa；得到PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨。所述炭黑为中色素炭黑，吸油值为300，平均粒径为25nm；所述氧化铁黑平均粒径为0.40μm，吸油值为25；所述PMMA蜡粉平均粒径在为6.2μm，折射率为1.4-1.5。

实施例三

按重量份，取溶剂DBE 40份、分散剂(德国毕克化学BYK-163)8份，在分散状态下加入固体聚酯树脂12份、固体丙烯酸改性聚酯树脂12份、碳黑16份、氧化铁黑8份，1000转每分钟的转速高速搅拌2小时，搅拌均匀后过砂磨机砂磨四遍，砂磨机气压第一遍：0.4mpa，第二、三、四遍气压均为0.2mpa；在上述砂磨成品中加入PMMA蜡粉1.5份、有机硅消泡剂(德国毕克化学BYK-141)0.8份、有机硅流平剂(德国毕克化学BYK-333)0.4份，分散机使其分散均匀，砂磨机砂磨一遍，砂磨机气压为0.4mpa；得到PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨。

所述炭黑为中色素炭黑，吸油值为300，平均粒径为25nm；所述氧化铁黑平均粒径为0.28μm，吸油值为32；所述PMMA蜡粉平均粒径在为5.8μm，折射率为1.4-1.5。

实施例四

按重量份，取溶剂DBE 45份、BYK-163分散剂10份，在分散状态下加入固体聚酯树脂12份、固体丙烯酸改性聚酯树脂12份、碳黑20份、氧化铁黑5份，1000转每分钟的转速高速搅拌2小时，搅拌均匀后过砂磨机砂磨四遍，砂磨机气压第一遍：0.4mpa，第二、三、四遍气压均为0.2mpa；在上述砂磨成品中加入PMMA蜡粉1.5份、有机硅消泡剂(德国毕克化学BYK-141)0.8份、有机硅流平剂(德国毕克化学BYK-333)0.4份，分散机使其分散均匀，砂磨机砂磨一遍，砂磨机气压为0.4mpa；得到PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨。

所述炭黑为中色素炭黑，吸油值为300，平均粒径为25nm；所述氧化铁黑平均粒径为0.34μm，吸油值为25；所述PMMA蜡粉平均粒径在为5.9μm，折射率为1.4-1.5。

实施例五

按重量份，取溶剂DBE 45份、分散剂BYK-163 10份，在分散状态下加入固体聚酯树脂12份、固体丙烯酸改性聚酯树脂12份、碳黑15份、氧化铁黑10份，1000转每分钟的转速高速搅拌2小时，搅拌均匀后过砂磨机砂磨四遍，砂磨机气压第一遍：0.4mpa，第二、三、四遍气压均为0.2mpa；在上述砂磨成品中加入PMMA蜡粉1.5份、有机硅消泡剂(德国毕克化学BYK-141)0.8份、有机硅流平剂(德国毕克化学BYK-333)0.4份，分散机使其分散均匀，砂磨机砂磨一遍，砂磨机气压为0.4mpa；得到PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨。

所述炭黑为中色素炭黑，吸油值为300，平均粒径为25nm；所述氧化铁黑平均粒径为0.22μm，吸油值为30；所述PMMA蜡粉平均粒径在为6.0μm，折射率为1.4-1.5。

实施例六

将上述PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨利用300目网版印刷一道于PET薄膜(透明的PET薄膜膜厚为65μm，白色的PET薄膜膜厚为8μm)上；然后IR烘道150℃烘烤45秒。

对上述干燥后的PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨/PET进行外观检测，膜厚5微米，涂层无针孔，沙眼，透光，缩油等印刷不良，刮板细度计检测细度小于5微米。

光泽、附着力(3M610胶带，百格法)、柔韧性(将印好的油墨/PET片来回对折三次)、遮光性(分光光度计)测试，结果见表1，可以看出本发明的PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨具有好的力学性能、遮光性能并且油墨与基材粘接性好、对环境污染小，不影响PET基材的外观。

图1为涂层的柔韧性测试，A为本发明产品的柔韧性照片，无开裂现象；B为现有产品，有开裂脱落现象。

图2为涂层的遮光性性测试，A、B为现有产品的的遮光性能，透光；C、D为本发明产品的遮光性能，不透光。

表1 PET基材用热固性高阻燃哑光油墨/PET的性能

	附着力	光泽(GS)	柔韧性	遮光性(OD)
					实施例一	5B	6	油墨层不开裂	5
实施例二	5B	6	油墨层不开裂	5
					实施例三	5B	5	油墨层不开裂	5
实施例四	5B	6	油墨层不开裂	5
					实施例五	5B	5	油墨层不开裂	5

以上结果表面本发明的PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨组成合理，各组分协调性好，体系综合性能优异，并且粘度适用于丝网印刷，贮存性好。本发明的体系无需提高炭黑等组分用量，不使用消光粉，避免了其对产品外观、遮光性的不利影响；并且仅经过一次印刷，在5微米的厚度下，就满足产品遮光要求，取得了意想不到的技术效果。

Claims

1.一种PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨，其特征在于，按重量份计，由以下组分组成：

所述固体丙烯酸改性聚酯树脂由丙烯酸单体和不饱和聚酯树脂接枝共聚而成；所述炭黑为中色素炭黑，吸油值为300，平均粒径为25nm；所述氧化铁黑平均粒径为0.20-0.40μm，吸油值为25-35；

所述PMMA蜡粉平均粒径在为5.2-6.2μm，折射率为1.4-1.5；

所述聚酯树脂的分子量为15000～16000；

所述PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨的制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨，其特征在于，所述分散剂为BYK-163；消泡剂为BYK-141；流平剂为BYK-333。

3.根据权利要求1所述PET基材用高遮盖黑色哑光丝印油墨，其特征在于：步骤(1)砂磨混合物时，砂磨4遍，第一遍气压0.4MPa；第二、三、四遍气压都为0.2MPa；步骤(1)搅拌速率为1000rpm；搅拌时间为2小时；步骤(2)砂磨时气压为0.4MPa。