CN106965586A

CN106965586A - 医用蓝色激光打印胶片及制备方法

Info

Publication number: CN106965586A
Application number: CN201710177669.1A
Authority: CN
Inventors: 李冰洁; 李剑平
Original assignee: JIANGSU NAISI DIGITAL TECHNOLOGY Inc Ltd
Current assignee: JIANGSU NAISI DIGITAL TECHNOLOGY Inc Ltd
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2017-07-21
Anticipated expiration: 2037-03-23
Also published as: CN106965586B

Abstract

医用蓝色激光打印胶片及制备方法，所述的医用蓝色激光打印胶片包括透明PET基材；所述的透明PET基材正面设置有激光打印涂层，背面设置有蓝色防静电层；所述的制备方法，包括以下步骤：步骤①：激光打印涂层涂料的制备；步骤②：激光打印涂层涂布：采用坡流挤压涂布，用蒸汽加热烘干，烘干温度达到100℃以上；涂布干基厚度为10微米；步骤③：蓝色防静电层涂料的制备：步骤④：蓝色防静电层涂布：采用坡流挤压涂布，采用蒸汽加热烘干，烘干温度达到100℃以上；涂布干基厚度：2‑2.5微米；适用于高分辨激光打印，抗粘连、低摩擦系数、抗静电、高附着牢度、高光泽度、蓝色透明外观，耐酸碱性、耐磨性强，绿色环保，制造方法简便，适合批量生产。

Description

医用蓝色激光打印胶片及制备方法

技术领域

本发明涉及医疗用品技术领域，具体而言，涉及应用于医疗诊断结果图像输出的一种具有高分辨激光打印、抗粘连、低摩擦系数、抗静电、高附着牢度、高光泽度、蓝色透明外观的医用蓝色激光打印胶片及制备方法。

背景技术

传统医用影像胶片以卤化银感光材料为介质，经过曝光、显影、定影、干燥等多个环节才能得到一张用于诊断的医学影像胶片，这种湿加工工艺操作复杂、费时费力且污染严重，其使用受到越来越多的限制；随着技术的发展，数字化打印的激光打印胶片是近年来发展较快的一种新型影像胶片，可使用激光打印机打印；经过采集、处理的数字化医学影像，直接经激光打印机打印在胶片上，可用于医学超声和X射线等医疗检查报告和影像的输出；并且医生习惯于使用蓝色胶片，以方便背光透视诊断病情；目前，蓝色医用胶片是选择一种蓝色的PET片作为基材，涂布上特殊涂层，胶片的表观质量也很好，但是成本太高，蓝色PET片每平方米8.50元，而普通的PET每平方米只有3.01元，高昂的成本使产品在市场没有竞争优势。因此，只能从其它方面来考虑做蓝色胶片。但是，现有PET基材的医疗胶片的激光打印适应性仍然较差，有待改善；影响打印适应性的因素，主要就是墨粉承载量和走纸通过率。

其中墨粉承载量，在医疗诊断领域，为了能够更准确地辨别、诊断病情，对打印图像的清晰度要求越来越高；随之，激光打印机的墨粉输出量也大大增加，以实现激光打印图形的高分辨率；然而，市场上现有打印介质的墨粉承载量有限，经过高分辨率打印后，墨粉对其表面的附着牢度较差；打印后图形的深色区域，往往因为墨粉承载量不够，出现掉粉、掉色等不良现象，远不能满足高分辨率激光打印机的输出质量要求；因此，为了实现彩色打印，涂层的墨粉承载量要求也将大大提高；同时，打印过程中，定影温度高达200℃，定影熔化时产生较大的压力，这就要求我们的激光打印胶片打印吸墨层要具有很高的耐温性，打印吸墨层与基材要有很强的附着力，这样才能保证我们的医用激光打印胶片在高温、高压条件下打印吸墨层没有被熔化，与基材不脱离。

其次，为了追求更高的工作效率，激光打印输出速度不断提高，这又对打印介质的走纸通过率提出了新的要求；走纸通过率低的最突出表现就是：激光打印胶片在激光打印机上打印时，经常出现胶片间粘连；对一叠胶片进行连续打印时，数张胶片“粘结”在一起，随着打印机的传动装置，进入打印系统，发生堵塞现象；这将严重影响正常使用，并损坏打印机部件，损害打印机使用寿命；然而，市场上现有的PET胶片，对于这种片间粘连问题一直未有切实有效的解决办法，一直困扰着广大用户。

胶片粘连问题由多种原因造成：1.透明PET胶片在使用过程中，经过摩擦，表面易积累电荷，产生静电吸附的现象；2.人们也注意到，当胶片的光滑表面紧密接触而且几乎完全隔绝空气，分离时产生局部负压或真空；3.特别是，当胶片两面涂上了光滑涂层，一叠胶片堆积后，由于压力和温度变化，引起接触表面粘连；温度越高涂层越越柔软，压力越大，收卷后两表面接触越充分，粘连问题更严重。

因此，为了顺应市场需求，我们逐一解决了高分辨激光打印、抗粘连、低摩擦系数、抗静电、高附着牢度、蓝色透明外观等技术难题，经过研发人员的大量实验，获得了本发明。

发明内容

本发明目的是提供一种具有高分辨激光打印、抗粘连、低摩擦系数、抗静电、高附着牢度、高光泽度、蓝色透明外观的医用蓝色激光打印胶片及制备方法，解决了以上技术问题。

为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：医用蓝色激光打印胶片，包括透明PET基材；其特征在于：所述的透明PET基材正面设置有激光打印涂层，背面设置有蓝色防静电层。

作为优选的技术方案：所述的医用蓝色激光打印胶片的制备方法，包括以下步骤：

步骤①：激光打印涂层涂料的制备；

步骤②：激光打印涂层涂布：采用坡流挤压涂布，用蒸汽加热烘干，烘干温度达到100℃以上；涂布干基厚度为10微米；

步骤③：蓝色防静电层涂料的制备：

步骤④：蓝色防静电层涂布：采用坡流挤压涂布，用蒸汽加热烘干，烘干温度达到100℃以上；涂布干基厚度：2-2.5微米。

作为优选的技术方案：所述的步骤①，激光打印涂层，由以下重量份组成：苯丙乳液：100份；离子交换型硅溶胶：20份；大粒径硅溶胶：12份；水：63份；聚苯乙烯磺酸钠：0.5份。

作为优选的技术方案：所述的步骤①，激光打印涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤a：以PH值为8-9的苯丙乳液为基料，缓慢掺入硅溶胶，500rpm转速下搅拌1小时，将物料混合均匀；

步骤b：再加入聚苯乙烯磺酸钠的水稀释液，低速搅拌10分钟后，300目过滤网过滤，静置消泡待用。

作为优选的技术方案：所述的步骤③，蓝色防静电层，由以下重量份组成：丙烯腈改性水性丁苯胶乳：90-110份；蓝色颜料色浆：0.1-0.2份；聚苯胺类抗静电剂：4-6份；流平剂：0.05-0.15份；消泡剂：0.05-0.15份；水：45-55份。

作为优选的技术方案：所述的步骤③，蓝色防静电层，由以下重量份组成：丙烯腈改性水性丁苯胶乳：100份；蓝色颜料色浆：0.15份；聚苯胺类抗静电剂：5份；流平剂：0.1份；消泡剂：0.1份；水：50份。

作为优选的技术方案：所述的步骤③，蓝色防静电层的制备方法，包括以下步骤：

步骤A:以丙烯腈改性水性丁苯胶乳为主剂，缓慢添加聚苯胺类抗静电剂，600rpm转速下搅拌0.5小时，将物料混合均匀；

步骤B：加入流平剂、消泡剂和水的混合溶液，300rpm转速下搅拌0.5小时以上；

步骤C：加入蓝色颜料色浆的水稀释液，低速搅拌10分钟后，使用标准色卡校准颜色；

步骤D：最后，300目过滤网过滤，静置消泡待用。

作为优选的技术方案：所述的蒸汽加热烘干，压力条件为1 kg/cm²～1.5kg/cm²。

本发明的有益效果是：医用蓝色激光打印胶片及制备方法，在透明PET基材基础上，正面设置有具有抗静电、抗粘连、低摩擦系数、高打印色密度、高温附着牢度、耐候性的激光打印涂层，背面设置有具有高附着牢度、高光泽度、抗静电、高硬度、蓝色透明外观的蓝色防静电层；使得医用蓝色激光打印胶片具有高分辨激光打印、抗粘连、低摩擦系数、抗静电、高附着牢度、高光泽度、蓝色透明外观等性能；两面涂层均作了抗静电处理，可以杜绝静电吸附的影响；正面涂层为透明涂层，在经过激光打印的高温滚筒后，仅是短暂地与正面涂层接触，背面涂层不受影响，不会有颜料变色反应，不易出现色差；同时，正面采用低摩擦系数爽滑涂层，背面采用高硬度蓝色防静电涂层，可以避免两面涂层在摩擦时产生划痕对医生读片、诊断时的精确度产生影响；两面涂层均为水性体系，零VOCs排放，无溶剂残余，绿色环保,制造方法简便，适合批量生产；在病人、医生使用和接触的过程中，不会对身体造成危害；背面蓝色防静电层选择丙烯腈改性水性丁苯胶乳作为成膜剂，其涂层产品的防水性、耐污性、耐酸碱性、耐磨性、内聚强度和黏合强度、涂层柔韧性、不透水性、耐粉化性能均表现优异；经测试，涂层的表面硬度达到4H，涂层在透明PET基材上的180°剥离强度达到11.8 N/m，耐水≥120 h，耐曲率半径1mm弯折，并添加了聚苯胺类抗静电剂，当添加比例为5%时，制作的防静电层在相对湿度45%～80%的范围内，表面电阻测得为10⁸～10⁹Ω。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述；

在图1中：医用蓝色激光打印胶片，包括透明PET基材1；所述的透明PET基材1正面设置有激光打印涂层2，背面设置有蓝色防静电层3。

所述的医用蓝色激光打印胶片的制备方法，包括以下步骤：

步骤①：激光打印涂层2涂料的制备；激光打印涂层2，由以下重量份组成：苯丙乳液：100份；离子交换型硅溶胶：20份；大粒径硅溶胶：12份；水：63份；聚苯乙烯磺酸钠：0.5份；激光打印涂层2的制备方法，包括以下步骤：

步骤②：激光打印涂层2涂布：采用坡流挤压涂布，用蒸汽加热烘干，压力条件为1kg/cm²～1.5kg/cm²，烘干温度达到100℃以上；涂布干基厚度为10微米；

步骤③：蓝色防静电层3涂料的制备：蓝色防静电层3，由以下重量份组成：丙烯腈改性水性丁苯胶乳：90-110份；蓝色颜料色浆：0.1-0.2份；聚苯胺类抗静电剂：4-6份；流平剂：0.05-0.15份；消泡剂：0.05-0.15份；水：45-55份；蓝色防静电层3的制备方法，包括以下步骤：

步骤D：最后，300目过滤网过滤，静置消泡待用。

步骤④：蓝色防静电层3涂布：采用坡流挤压涂布，用蒸汽加热烘干，压力条件为1kg/cm²～1.5kg/cm²，烘干温度达到100℃以上；涂布干基厚度：2-2.5微米。

蓝色防静电层3组份实施例1

由以下重量份组成：丙烯腈改性水性丁苯胶乳：90份；蓝色颜料色浆：0.1份；聚苯胺类抗静电剂：4份；流平剂：0.05份；消泡剂：0.05份；水：45份。

蓝色防静电层3组份实施例2（优选实施例）

由以下重量份组成：丙烯腈改性水性丁苯胶乳：100份；蓝色颜料色浆：0.15份；聚苯胺类抗静电剂：5份；流平剂：0.1份；消泡剂：0.1份；水：50份。

蓝色防静电层3组份实施例3

由以下重量份组成：丙烯腈改性水性丁苯胶乳：110份；蓝色颜料色浆：0.2份；聚苯胺类抗静电剂：6份；流平剂：0.15份；消泡剂：0.15份；水：55份。

本发明的具体实施：

一、针对正面激光打印涂层2：

激光打印涂层2具备了极佳的高温附着牢度、耐侯性、高打印色密度、抗静电性能和抗粘连性等多种优点；

1、选择带有甲基短侧基、酯基-COOR强极性侧基以及苯环的一些聚合单体（包括：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、苯乙烯等），使用乳液聚合技术，合成了一种低柔顺性、低摩擦系数的苯丙乳液；利用侧基的物理特性，限制了分子链的柔顺性，提高涂层强度，降低表面摩擦系数；同时，使用了交联单体双丙酮丙烯酰胺以提高聚合物的内交联度；涂层固化后，通过交联点之间的反应，涂层由线性分子转变成体型分子，涂层的耐刮擦性、表面强度等力学性能均大幅增强，而摩擦系数则有一定的减小；

所述的苯丙乳液，由以下重量份组成：甲基丙烯酸甲酯：24份，甲基丙烯酸：3份，甲基丙烯酸丁酯：40份，丙烯酸丁酯：12份，丙烯酸-2-乙基已酯：8份，苯乙烯：13份，双丙酮丙烯酰胺：0.6份，过硫酸铵：0.6份，乳化剂OP-10：2份，十二烷基磺酸钠：1份，磷酸氢二钠：0.3份，水：100份；合成的苯丙乳液涂覆在光滑薄膜上，使用FPT-F1摩擦系数/剥离试验仪测试，滑块重量为500g，测得的动摩擦系数μk=0.15，静摩擦系数μs=0.30。

2、本发明选用硅粉一步水解法和离子交换法两种不同硅溶胶相互配合，产生突起的同时，又不会损害涂层表面性能；硅溶胶具有一定量成膜溶解的特性，涂膜致密且较硬，不产生静电，空气中各种尘埃难粘附；硅粉一步水解法硅溶胶选用的是大粒径硅溶胶，其SiO₂胶粒直径≥50nm，由于粒径大，涂层干燥后，二氧化硅粒子在涂层表面形成微小凸起，有助于解决涂层间的闭气问题；使用离子交换法硅溶胶，提高了涂层的抗污防尘、耐刮擦性。同时提高了涂层的光滑度，避免了摩擦产生静电的问题；

经过硅粉一步水解法和离子交换法两种不同硅溶胶按照一定比例配合，添加到苯丙乳液中；所得的涂层涂覆在光滑薄膜上，经过测试，负压/真空吸附问题得到了明显改善；并且，使用FPT-F1摩擦系数/剥离试验仪测试，滑块重量为500g，测得的动摩擦系数μk=0.12，静摩擦系数μs=0.22，达到高滑表面的要求。

3、本发明选择离子型抗静电剂——聚苯乙烯磺酸钠，增加制品表面的离子浓度，从而增加导电性。也可增加薄膜表面的光滑性，降低摩擦系数，防止摩擦起电；配合使用上述离子交换法硅溶胶，其涂膜致密且较硬，不产生静电；当聚苯乙烯磺酸钠的添加量达到涂料总量0.25%时，可使产品表面电阻达到10⁸～10¹⁰Ω，达到防静电体（静电耗散）的标准。

二、针对背面涂层蓝色防静电层3：

1、选用纳米蓝色颜料色浆以获得蓝色胶片的外观性能

较为常用的水溶性染料在水中的溶解度较小，导致在添加染料色浆的同时也加入了大量的水，改变了涂料本身的表面张力等性能，对涂料的涂布流平性和干燥工艺有很大影响，影响连续化生产效率，而且水溶性染料在存放和使用过程中，涂层遇水或者潮湿环境，易发生褪色现象，使用性能较差；

经试验论证，选择使用纳米级粒径的水性颜料色浆，其粒径分布均匀，透光性好，适用于透明材料使用。

2、选用丙烯腈改性水性丁苯胶乳作为成膜剂

针对丙烯酸乳液、水性聚氨酯、环氧树脂、PVC乳液、VAE乳液、乙基纤维素、氯醋树脂等多种成膜树脂进行了大量试验；由于上述乳液直接涂布在透明PET基材上的附着牢度均不佳，都需要加涂一层底胶层，造成产品生产成本增加；而且，上述乳液涂层的玻璃化温度低、易反粘、表面硬度差，易造成摩擦系数增大，影响最终产品的走纸通过率。

因此，本发明选择丙烯腈改性水性丁苯胶乳作为成膜剂，其涂层产品的防水性、耐污性、耐酸碱性、耐磨性、内聚强度和黏合强度、涂层柔韧性、不透水性、耐粉化性能均表现优异；经测试，涂层的表面硬度达到4H，涂层在透明PET基材上的180°剥离强度达到11.8 N/m，耐水≥120 h，耐曲率半径为1mm弯折。

3、选择添加聚苯胺类抗静电剂

为了进一步提升产品整体的抗静电效果，本发明在背涂涂层中也添加一定量的抗静电剂，使得产品可以双面排除电荷，杜绝静电吸附效应；

抗静电主要分为外部抗静电剂和内部抗静电剂两大类型；按结构可分为阴离子、阳离子、非离子和两性抗静电剂等；国内外的研究机构表明：导电高分子材料是实用性较好的抗静电剂，它包括聚噻吩类抗静电剂、聚喹啉类抗静电剂、聚苯胺类抗静电剂、聚吡咯类抗静电剂、聚乙炔类抗静电剂、聚苯硫醚抗静电剂、聚对苯乙炔抗静电剂、聚1,6-庚二炔抗静电剂、聚硫萘类抗静电剂和聚酰氨类抗静电剂；经过大量实验，我们发现聚噻吩类抗静电剂和聚喹啉类抗静电剂直接涂布，抗静电效果虽然很好，可达到10⁶Ω，但涂层附着牢度不好且单位面积的成本太高；两种抗静电剂在树脂中的相容性和分散性较差，涂料易出现沉淀现象，影响涂布的均匀性，从而导致涂层的抗静电导电网络不连贯，难以获得理想的抗静电效果；而聚吡咯类抗静电剂即使不断提高抗静电剂的添加量，涂层的表面电阻率也仅仅维持在10¹²～10¹³Ω左右，抗静电效果并不明显；其余抗静电剂，也多有上述两种问题。

最终，本发明优选聚苯胺类抗静电剂作为防静电层的主要成分；根据调整配方中抗静电剂的用量，经实验发现随着抗静电剂用量的增加，涂层的抗静电效果越好，涂层的表面电阻从最初的10¹³Ω下降至10⁶Ω，涂层具有半导体材料的特性；但随之而来的是抗静电涂层与基材的粘结牢度下降，静电涂层不耐刮擦，根据产品要求，最终选择实验的添加比例为5%。制作的防静电层在相对湿度45%～80%的范围内，表面电阻测得为10⁸～10⁹Ω。

本发明达到的性能指标：

技术性能指标	测试值
		透光率	>85%
表面电阻率	10⁸～10⁹Ω
		打印走纸通过率	≥1000张不卡纸
激光打印色分辨率	1200×1200dpi以上
		耐湿性	泡水≥120h
溶剂残余	≤0.001%

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims

1.医用蓝色激光打印胶片，包括透明PET基材（1）；其特征在于：所述的透明PET基材（1）正面设置有激光打印涂层（2），背面设置有蓝色防静电层（3）。

2.根据权利要求1所述的医用蓝色激光打印胶片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤①：激光打印涂层（2）涂料的制备；

步骤②：激光打印涂层（2）的涂布：采用坡流挤压涂布，用蒸汽加热烘干，烘干温度达到100℃以上；涂布干基厚度为10微米；

步骤③：蓝色防静电层（3）涂料的制备：

步骤④：蓝色防静电层（3）的涂布：采用坡流挤压涂布，用蒸汽加热烘干，烘干温度达到100℃以上；涂布干基厚度为2-2.5微米。

3.根据权利要求2所述的医用蓝色激光打印胶片的制备方法，其特征在于：所述的步骤①，激光打印涂层（2），由以下重量份组成：苯丙乳液：100份；离子交换型硅溶胶：20份；大粒径硅溶胶：12份；水：63份；聚苯乙烯磺酸钠：0.5份。

4.根据权利要求2所述的医用蓝色激光打印胶片的制备方法，其特征在于：所述的步骤①，包括以下步骤：

5.根据权利要求2所述的医用蓝色激光打印胶片的制备方法，其特征在于：所述的步骤③，蓝色防静电层（3），由以下重量份组成：丙烯腈改性水性丁苯胶乳：90-110份；蓝色颜料色浆：0.1-0.2份；聚苯胺类抗静电剂：4-6份；流平剂：0.05-0.15份；消泡剂：0.05-0.15份；水：45-55份。

6.根据权利要求5所述的医用蓝色激光打印胶片的制备方法，其特征在于：所述的步骤③，蓝色防静电层（3），由以下重量份组成：丙烯腈改性水性丁苯胶乳：100份；蓝色颜料色浆：0.15份；聚苯胺类抗静电剂：5份；流平剂：0.1份；消泡剂：0.1份；水：50份。

7.根据权利要求2所述的医用蓝色激光打印胶片的制备方法，其特征在于：所述的步骤③，包括以下步骤：

步骤D：最后，300目过滤网过滤，静置消泡待用。

8.根据权利要求2所述的医用蓝色激光打印胶片的制备方法，其特征在于：所述的蒸汽加热烘干，压力条件为1 kg/cm²～1.5kg/cm²。