CN108284677B - 一种热敏记录复合材料及其生产工艺 - Google Patents

一种热敏记录复合材料及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种热敏记录复合材料及其生产工艺，热敏记录复合材料依次包括载体、中间涂层和热敏记录层，所述热敏记录层上设有防护层，所述防护层为BOPET膜；本发明使用性能特殊的BOPET薄膜对热敏显色层进行保护，其耐溶剂性和耐刮擦性等得到显著提升，简化了生产工艺，大幅降低了生产成本。

Description

一种热敏记录复合材料及其生产工艺
技术领域
本发明属于热敏记录材料技术领域，具体涉及一种热敏记录复合材料及其生产工艺。
背景技术
热敏记录材料广泛应用于制造业、物流、超市等行业，用于打印条形码，二维码，文字，数字，图案等可变信息的数码打印材料。目前的热敏记录材料主要有两种，一种是在纸张表面涂热敏涂层，叫热敏纸；另一种是在塑料薄膜表面涂热敏涂层，叫热敏薄膜。
热敏纸用于常温常湿环境，热敏膜主要用于低温、潮湿的环境中，这两类热敏记录材料的共同点都是在基材表面涂热敏涂层，热敏涂层直接暴露在外部环境中，其结构示意图见图1，图1中，11、防护层；12、热敏记录层；13、底涂层；14、载体材料，图1显示现有的热敏记录材料是先在载体材料14上涂底涂层13，烘干，再涂热敏记录层12，再烘干后涂防护层11，防护层11的性能决定了热敏记录材料的质量，防护层太厚影响打印质量，太薄则防护性能就差，但由于防护层的厚度要求必须不大于2μｍ，难以达到表面光滑的效果，但若是防护层表面很粗糙，则对打印头的寿命影响很大。
根据使用环境的要求，热敏显色层必须具备耐潮湿、耐刮擦、耐乙醇汽油等多种有机溶剂的性能，但由于热敏显色层材料本身怕水、见水易变质，影响保质期，这就对热敏显色层的配方设计、涂料制造和涂布工艺等方面提出了更高的要求，也进一步增加了制造成本。在热敏记录材料的生产过程中，也往往要设计出底涂层、热敏涂显色层、保护涂层等多层结构，配方成本高，且涂布工艺复杂。
发明内容
本发明针对现有技术中热敏记录材料的结构设计和生产工艺存在的问题，提供一种热敏记录复合材料及其生产工艺，使用性能特殊的BOPET薄膜对热敏显色层进行保护，其耐溶剂性和耐刮擦性等得到显著提升，同时由于BOPET薄膜的使用，简化了生产工艺，大幅降低了生产成本。
本发明采用如下技术方案：
一种热敏记录复合材料，其依次包括载体、中间涂层和热敏记录层，所述热敏记录层上设有防护层，所述防护层为BOPET膜；
其中，所述载体是纸张或塑料薄膜，纸张的克重在40—150克，薄膜的厚度在25—150微米，薄膜可以是PET、PP、PE或其中任意两者的复合薄膜；
所述热敏记录层由热敏显色材料组成，热敏显色材料包括热敏染料，例如2-苯氨基-3-甲基-6-二丁氨基荧烷（ ODB-2）、3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷（ODB-1）等；
热敏显色剂，例如4'-羟基-4'-异丙氧基二苯砜(D-8) 、4,4'-磺酰基双[2-(2-丙烯基)]苯酚（TGSH)等；
分散剂，可选用聚乙烯醇；
表面活性剂，可选用十二烷基磺酸钠；
连结料，选用水性三聚氰胺树脂（固含量为50wt%）或聚乙烯吡咯烷酮，且热敏记录层的厚度为4—12微米。
所述热敏显色材料的制备工艺如下：
A、热敏染料制备，先用分散工艺将PVA205制备成10%的溶液，然后加入30% 的热敏染料，用砂磨机进行研磨，直至粒径小于2微米。
B、热敏显色剂制备：先用分散工艺将PVA205制备成10%的溶液，然后加入30%热敏显色剂，用砂磨机进行研磨，直至粒径小于2微米。
C、将A和B以1：5的比例混合，并加入10%的水性树脂三聚氰胺树脂（50%）和5%的表面活性剂十二烷基磺酸钠搅拌均匀即可。
优选地，所述BOPET膜表面涂布有有机硅材料层，涂布厚度为0.1—1.0微米，采用常规涂布工艺即可。
优选地，所述有机硅材料层选用有机硅改性丙烯酸树脂或有机硅改性聚氨酯树脂。
优选地，所述BOPET膜的厚度为3.0—6.0微米。
优选地，所述中间涂层的厚度为5—20微米。
优选地，所述中间涂层为水性丙烯酸酯压敏粘合剂。
优选地，所述中间涂层为热熔粘合剂。
上述热敏记录复合材料的生产工艺，包括以下步骤：
（1）首先将热敏记录层涂布在BOPET膜的一面并烘干处理；
（2）再将中间涂层涂布在载体的一面并烘干处理；当使用热熔粘合剂时需要冷却处理；
（3）最后将步骤（1）所得涂布有热敏记录层的BOPET膜与步骤（2）所得涂布有中间涂层的载体复合在一起，即得。
本发明的有益效果如下：
传统的热敏记录材料打印后，热敏记录层受热变色显示的信息在防护层之下，由于防护层在涂布时不可能做到绝对均匀致密，如果防护层有缺陷，就会影响热敏显色信息的效果和寿命。
而本发明所用的BOPET膜表面涂布有机硅材料，能够达到其表面光滑致密的要求，且防潮、防水，防静电、耐热性好。由于热敏记录层被BOPET膜覆盖保护，达到了防护层均匀致密的要求，不仅防潮、防水、防各种溶剂，而且打印时由于BOPET膜很薄，传热效果很好，不会影响热敏发生层的显色效果。
此外，这种具有特殊性能的BOPET薄膜所具有的爽滑性和耐刮擦性能够有效地保护打印头，延长打印头的使用寿命，这也是现在的防护层功能无法达到的。
附图说明
图1为现有技术中热敏记录复合材料的结构图；
图2为本发明所述热敏记录复合材料的结构图；
图3为本发明热敏记录层的涂布工艺示意图；
图4为本发明中间涂层的涂布工艺示意图；
图5为本发明所述热敏记录复合材料生产工艺示意图；
图中：1、BOPET膜放料卷；2、热敏记录涂层涂布装置；3、支撑轴；4、第一烘干箱；5、复合橡胶压辊；6、复合钢辊；7、第二烘干箱；8、中间涂层涂布装置；9、载体材料放料卷；10、收料卷；
11防护层；12、热敏记录层；13、底涂层；14、载体层；15、中间涂层； 17、BOPET薄膜；
18、储料槽； 19、涂布版辊； 20、橡胶版辊；
17、BOPET膜；21、热敏涂料槽；22、支撑轴；23、粗丝棒；24、细丝棒；25、递料辊。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明，但所述实施例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
一种热敏记录复合材料，如图2所示，其依次包括载体层14、中间涂层15和热敏记录层12，所述热敏记录层12上设有防护层，所述防护层为BOPET膜17；
其中，所述载体层14选用PP薄膜，PP薄膜的厚度为50微米；
所述热敏记录层由热敏显色材料组成，热敏显色材料包括热敏染料，例如2-苯氨基-3-甲基-6-二丁氨基荧烷（ ODB-2）、3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基荧烷（ODB-1）等；
热敏显色剂，例如4'-羟基-4'-异丙氧基二苯砜(D-8) 、4,4'-磺酰基双[2-(2-丙烯基)]苯酚（TGSH)等；
分散剂，可选用聚乙烯醇；
表面活性剂，可选用十二烷基磺酸钠；
连结料，选用水性三聚氰胺树脂（固含量为50wt%）或聚乙烯吡咯烷酮，且热敏记录层的厚度为4—12微米；
所述BOPET膜17的厚度为4.0微米，BOPET膜17表面涂布有有机硅改性丙烯酸树脂，涂布厚度为0.3微米；
所述中间涂层15采用热熔粘合剂，厚度为5—20微米。
上述热敏记录复合材料的生产工艺，包括以下步骤：
（1）首先将热敏显色材料涂布在BOPET膜17的一面并烘干处理，形成热敏记录层12；
（2）再将热熔粘合剂涂布在载体14的一面并烘干处理，形成中间涂层15；当使用热熔粘合剂时需要冷却处理；
（3）最后将步骤（1）所得涂布有热敏记录层的BOPET膜与步骤（2）所得涂布有中间涂层的载体复合在一起，即得。
如图5所示，BOPET膜经经BOPET膜放料卷1放出，并在收料卷10的牵引作用下，首先在热敏记录涂层涂布装置中涂布热敏记录层之后，经第一烘干箱4烘干处理，烘干温度在50——80℃之间，然后涂布有热敏记录层的BOPET膜进入到复合橡胶压辊5与复合钢辊6之间的空隙中；
同时载体材料经载体材料放料卷9放出，并在收料卷10的牵引作用下，首先在中间涂层涂布装置8中涂布粘合剂后，经第二烘干箱7烘干处理，烘干温度在50——80℃之间，然后涂布有粘合剂的载体进入到复合橡胶压辊5与复合钢棍6之间的空隙中；
其中复合橡胶压辊5的邵氏硬度为A60—A90，复合钢辊6是镀铬镜面辊且固定设置，复合橡胶压辊5在气缸作用下可移动从而给复合钢辊6施加一定的压力，使得步骤（1）所得涂布有热敏记录层的BOPET膜与步骤（2）所得涂布有中间涂层的载体复合在一起，即得本发明所述热敏记录复合材料。
其中，步骤（1）中，涂布工艺选用丝棒涂布的方式，如图3所示，丝棒标号OSP4.5—30号且粗丝棒23标号是细丝棒24标号的1.2—1.5倍；支撑轴22用于支撑BOPET膜的牵引，BOPET膜牵引时经递料辊25涂布热敏显色材料，热敏显色材料在热敏涂料槽21中，热敏显色材料的固含量在20—50%，要求涂布干量在3~12克/m2。
步骤（2）中，涂布工艺采用凹版涂布的方式，如图4所示，其中储料槽18可用导热油加热，最高温度可达300℃，且可在25—300℃间恒温控制，本发明要求温度在70—130℃之间恒温控制；涂布版辊19是空心的可通导热油加热的版辊，可在25—300℃间恒温控制，本发明要求温度在70—130℃，橡胶版辊20的邵氏硬度A50—A70，涂布速度在50—300M/分，中间涂层的涂布干量在5—20克/ m2，涂布后进入吹冷风降温60℃以下，再进行复合工艺。
最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种热敏记录复合材料，其依次包括载体、中间涂层和热敏记录层，其特征在于：所述热敏记录层上设有防护层，所述防护层为BOPET膜；所述BOPET膜表面涂布有有机硅材料层，涂布厚度为0.1—1.0微米，所述有机硅材料层选用有机硅改性丙烯酸树脂或有机硅改性聚氨酯树脂；所述热敏记录复合材料的生产工艺包括以下步骤：
（1）首先将热敏记录层涂布在BOPET膜的一面并烘干处理；
（2）再将中间涂层涂布在载体的一面并烘干处理；
（3）最后将步骤（1）所得涂布有热敏记录层的BOPET膜与步骤（2）所得涂布有中间涂层的载体复合在一起，即得。
2.根据权利要求1所述的热敏记录复合材料，其特征在于：所述BOPET膜的厚度为3.0—6.0微米。
3.根据权利要求1所述的热敏记录复合材料，其特征在于：所述中间涂层的厚度为5—20微米。
4.根据权利要求1所述的热敏记录复合材料，其特征在于：所述中间涂层为水性丙烯酸酯压敏粘合剂。
5.根据权利要求1所述的热敏记录复合材料，其特征在于：所述中间涂层为热熔粘合剂。
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