CN109112890A - 一种高光泽热敏纸及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高光泽热敏纸及其制造工艺，由下向上依次设有原纸层、底涂层、热敏发色层和顶涂防护层；该高光泽热敏纸的制造工艺，包括如下步骤：（1）选择涂布基材；（2）配置底涂层涂布液；（3）配置热敏发色层涂布液；（4）配置顶涂防护层涂布液；（5）将各层涂布液分别打入涂布机料槽中，采用计量棒涂布方法在纸张基材上方依次涂布底涂层、热敏发色层及顶涂防护层，三个涂层为一次性涂布，下机压光、分切成成品。本发明的产品涂布面明显具有光泽，根据加工过程压光设备的不同能力，光泽度可达60‑70%，产品打印后，热敏显色部分也呈黑色兼有亮光效果，热敏打印效果更美观。

Description

一种高光泽热敏纸及其制造工艺
技术领域
本发明涉及热敏纸技术领域，具体涉及一种高光泽热敏纸及其制造工艺。
背景技术
热敏材料一般是通过在涂布基材上涂布热敏功能涂料而成，所用涂布基材最常见的是纸张类，用途最广，还有一些特殊应用如遇水或者潮湿环境等不宜使用纸张基材的场合，或者一些高档商品的标签等，通常使用BOPP、PET等膜类基材热敏材料。
目前为止，市场上的热敏材料基本上都是涂布面呈亚光或者偏亚光性质的，其原因除了终端用户对于产品表面光泽无具体要求之外，更多的原因则是由于热敏涂料的特殊性以及涂布过程涂料的低固含量影响到产品涂布面的光泽。一般热敏材料有三个涂层或以上组成，有打底隔热层、热敏发色层、顶涂防护层，也有的为了实现高打印或防护性能，将底涂层和防护层分为两个或者多个涂层。底涂层一般使用煅烧高岭土或与中空球混用，由于煅烧高岭土比例偏高，同时胶黏剂偏少，底涂层打底不够细腻，不利于最终光泽度的提高；发色层一般除了发色剂、显色剂、增感剂等有机成分之外，还使用一部分的轻钙、二氧化硅、水洗高岭土等有一定吸收能力且相对低磨耗值的填料，胶黏剂一般使用胶乳和PVA，胶黏剂总量的比例一般不超过总干量比例的10%，加上一般涂布的固含量都在30%以内，因此发色层对于光泽度的贡献也有限；顶涂防护层涂布量一般不超过2g/m2，过高会影响热敏打印的清晰度，涂层厚度偏薄不利于光泽度的提高；顶涂防护层涂料工艺方面由于要适应印刷工序的油墨吸收、干燥，一般会使用大量的轻钙等无机填料，或者添加一定的二氧化硅，二氧化硅会产生消光效果，填料的大量使用，使得胶黏剂比例无法达到足够的量，难以做到高光泽性能。综合上述，涂料的低固含、低涂布量、低胶黏剂用量以及部分消光填料的使用等不利因素，导致传统的热敏涂层难以实现高光泽的性能。
针对以上热敏涂料工艺的不足，为满足一部分高光泽产品的特殊需求，本发明创造在满足产品正常的热敏性能以及印刷适应性等为前提，通过使用新型原材料并进行各涂层工艺优化，实现可在不同涂布基材上生产高光泽热敏纸的目的。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种高光泽热敏纸及其制造工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高光泽热敏纸，包括原纸层和底涂层，所述顶涂防护层设置在底涂层上方，所述顶涂防护层与底涂层之间设置有热敏发色层。
进一步，所述顶涂防护层为隔离保护膜层。
进一步，所述隔离保护膜层采用硅溶胶溶液涂布。
进一步，所述热敏发色层采用含有改性二苯砜类物质或高分子多酚类物质作为显色剂的硅溶胶溶液涂布。
如上所述的高光泽热敏纸的制造工艺，包括如下步骤：
（1）选择涂布基材，选纸类、BOPP膜、PET膜中的一种；
（2）配置底涂层涂布液：在底涂层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂及高光水洗高岭土，调节PH值到8.0-8.5，并在高速分散条件下分散60min，再加入中空球、保水剂、消泡剂、胶黏剂，在低速搅拌条件下继续搅拌30min，形成底涂层涂布液待用；
（3）配置热敏发色层涂布液：在热敏发色层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂、无色染料研磨液、显色剂研磨液、增感剂研磨液，在高速搅拌条件下搅拌40min，再加入润滑剂、保水剂、硅溶胶溶液、聚乙烯醇胶液继续低速搅拌20min，形成热敏发色层涂布液待用；
（4）配置顶涂防护层涂布液：在顶涂防护层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂和硅溶胶溶液，再加入消泡剂、保水剂、硬脂酸锌乳液、自交联型聚乙烯醇胶液、丙烯酸胶乳，在低速搅拌条件下继续搅拌30min，形成顶涂防护层涂布液待用；
（5）将各层涂布液分别打入涂布机料槽中，采用计量棒涂布方法在纸张基材上方依次涂布底涂层、热敏发色层及顶涂防护层，所述底涂层的涂布量为3.0-7.0 g/m2，热敏发色层的涂布量为3.0-5.0 g/m2，顶涂防护层的涂布量为2.0-2.5g/m2，三个涂层为一次性涂布，下机压光、分切成成品。
进一步，所述步骤（2）中的高速分散条件为分散盘的直径和转速应保证边缘线速度为23—25m/s。
进一步，所述步骤（2）中的底涂层涂布液由以下重量份原料组成：分散剂 0.8份、高光水洗高岭土 18.7—55份、中空球 30—60份、保水剂 1.7—2份、消泡剂 0.5份、胶黏剂12—20份。
进一步，所述步骤（3）中的热敏发色层涂布液由以下重量份原料组成：分散剂 0.5份、无色染料研磨液 15份、增感剂研磨液 10—15份、显色剂研磨液 29—30份、硅溶胶溶液25—30份、胶黏剂 6—15份、润滑剂 2.5—3份、保水剂 1.5份。
进一步，所述步骤（4）中顶涂防护层涂布液由以下重量份原料组成：分散剂 0.5份、硅溶胶溶液 25—30份、自交联型聚乙烯醇胶液 14—15份、硬脂酸锌乳液 11.5—12份、丙烯酸胶乳 40—45份、消泡剂 0.3份、保水剂 2.2份。
进一步，所述步骤（2）中的胶黏剂根据不同的涂布基材可以选用丁苯胶乳、丙烯酸胶乳、聚乙烯醇胶液中的一种或几种组合。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的产品涂布面明显具有光泽，根据加工过程压光设备的不同能力，光泽度可达60-70%，产品打印后，热敏显色部分也呈黑色兼有亮光效果，热敏打印效果更美观。
2、本发明的发色层、顶涂防护层使用硅溶胶代替粉体轻质碳酸钙或二氧化硅，减少粉剂填料消光效果，提高成膜光泽，同时利用硅溶胶里的纳米二氧化硅成分吸收能力，满足热敏打印需求和印刷油墨吸收性。
3、本发明利用硅溶胶干燥过程脱水形成致密的-SIO-O-SIO-涂膜，硅溶胶成膜后的抗污、抗静电特性，提高热敏材料产品本身的抗污能力，空气中各种尘埃难粘附，加工使用过程不易被尘埃污染。
4、本发明的底涂层使用高光水洗高岭土进行70-74%的高浓度高速分散，提高打底层光泽度，进而保证产品的高光泽效果。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的结构示意图；
图中所示：1-顶涂防护层、2-热敏发色层、3-底涂层、4-原纸层。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，一种高光泽热敏纸，包括原纸层4和底涂层3，所述顶涂防护层1设置在底涂层3上方，所述顶涂防护层1与底涂层3之间设置有热敏发色层2，所述热敏发色层和顶涂防护层均涂有硅溶胶溶液，硅溶胶溶液的SiO2含量 30±1%，粒径（nm）20-30，pH值 9-11。
实施例1
一种高光泽热敏纸的制造工艺，包括如下步骤：
（1）选用纸类为涂布基材，定量为60g/m2，涂布面平滑度为50-80s；
（2）配置底涂层涂布液：在底涂层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂及高光水洗高岭土，调节PH值到8.0-8.5，并在高速分散条件（分散盘的直径和转速应保证边缘线速度为23—25m/s）下分散60min，再加入中空球、保水剂、消泡剂、丁苯胶乳，在低速搅拌条件下继续搅拌30min，形成底涂层涂布液待用；
所述底涂层涂布液由以下重量份原料组成：分散剂 0.8份、高光水洗高岭土 55份、中空球 30份、保水剂 1.7份、消泡剂 0.5份、丁苯胶乳 12份；
（3）配置热敏发色层涂布液：在热敏发色层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂、无色染料研磨液、显色剂研磨液、增感剂研磨液，在高速搅拌条件下搅拌40min，再加入润滑剂、硅溶胶溶液、聚乙烯醇胶液继续低速搅拌20min，形成发色涂层涂布液待用；
所述热敏发色层涂布液由以下重量份原料组成：分散剂 0.5份、无色染料 15份、增感剂 15份、显色剂 29份、硅溶胶溶液 30份、聚乙烯醇 6份、润滑剂 3份、保水剂 1.5份；
（4）配置顶涂防护层涂布液：在顶涂防护层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂和硅溶胶溶液，再加入硬脂酸锌乳液、自交联型聚乙烯醇胶液、丙烯酸胶乳，在低速搅拌条件下继续搅拌30min，形成顶涂防护层涂布液待用；
所述顶涂防护层涂布液由以下重量份原料组成：分散剂 0.5份、硅溶胶溶液 30份、自交联型聚乙烯醇胶液 15份、硬脂酸锌 12份、丙烯酸胶乳 40份、消泡剂 0.3份、保水剂 2.2份；
（5）将各涂层涂布液分别打入涂布机料槽中，采用计量棒涂布方法在纸张基材上方依次涂布底涂层、热敏发色层及顶涂防护层，所述底涂层的涂布量为6.0-7.0 g/m2，所述热敏发色层的涂布量为3.0-4.0 g/m2，所述顶涂防护层的涂布量为2.0-2.5g/m2，三个涂层为一次性涂布，下机压光、分切成成品。
实施例2
一种高光泽热敏纸的制造工艺，包括如下步骤：
（1）选用BOPP膜为涂布基材，基材表面为一光一亚，涂布面为亚光面，厚度为70um，材料密度为0.85g/cm3；
（2）配置底涂层涂布液：在底涂层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂及高光水洗高岭土，调节PH值到8.0-8.5，并在高速分散条件（分散盘的直径和转速应保证边缘线速度为23—25m/s）下分散60min，再加入中空球、保水剂、消泡剂、丙烯酸胶乳，在低速搅拌条件下继续搅拌30min，形成底涂层涂布液待用；
所述底涂层由以下重量份原料组成：分散剂 0.8份、高光水洗高岭土 18.7份、中空球60份、保水剂 2份、消泡剂 0.5份、丙烯酸胶乳 20份；
（3）配置热敏发色层涂布液：在热敏发色层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂、润湿剂、无色染料研磨液、显色剂研磨液、增感剂研磨液，在高速搅拌条件下搅拌40min，再加入润滑剂、硅溶胶溶液、丙烯酸胶乳、聚乙烯醇胶液继续低速搅拌20min，形成发色涂层涂布液待用；
所述发色涂层由以下重量份原料组成：分散剂 0.5份、润湿剂 0.5份、无色染料研磨液15份、增感剂研磨液 10份、显色剂研磨液 30份、硅溶胶溶液 25份、丙烯酸胶乳 10份、聚乙烯醇 5份、润滑剂 2.5份、保水剂 1.5份；
（4）配置顶涂防护层涂布液：在顶涂防护层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂和硅溶胶溶液，再加入硬脂酸锌乳液、自交联型聚乙烯醇胶液、丙烯酸胶乳、润湿剂，在低速搅拌条件下继续搅拌30min，形成顶涂防护层涂布液待用；
所述顶涂防护层由以下组分按所示重量份数组成：分散剂 0.5份、润湿剂 0.5份、硅溶胶溶液 25份、自交联型聚乙烯醇胶液 15份、硬脂酸锌 11.5份、丙烯酸胶乳 45份、消泡剂0.3份、保水剂 2.2份；
（5）将各涂层涂布液分别打入涂布机料槽中，采用计量棒涂布方法在纸张基材上方依次涂布底涂层、热敏发色层及顶涂防护层，所述底涂层的涂布量为3.0-4.0 g/m2，热敏发色层的涂布量为4.0-5.0 g/m2，顶涂防护层的涂布量为2.0-2.5g/m2，三个涂层为一次性涂布，下机压光、分切成成品。
实施例3
一种高光泽热敏纸的制造工艺，包括如下步骤：
（1）选用PET膜为涂布基材，材料厚度为70um，密度为0.95g/cm3；
（2）配置底涂层涂布液：在底涂层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂及高光水洗高岭土，调节PH值到8.0-8.5，并在高速分散条件（分散盘的直径和转速应保证边缘线速度为23—25m/s）下分散60min，再加入中空球、保水剂、消泡剂、丙烯酸胶乳，在低速搅拌条件下继续搅拌30min，形成底涂层涂布液待用；
所述底涂层由以下重量份原料组成：分散剂 0.8份、高光水洗高岭土 16.7份、中空球55份、保水剂 2份、消泡剂 0.5份、丙烯酸胶乳 25份；
（3）配置热敏发色层涂布液：在热敏发色层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂、润湿剂、无色染料研磨液、显色剂研磨液、增感剂研磨液，在高速搅拌条件下搅拌40min，再加入润滑剂、硅溶胶溶液、丙烯酸胶乳、聚乙烯醇胶液继续低速搅拌20min，形成发色涂层涂布液待用；
所述热敏发色层由以下重量份原料组成：分散剂 0.5份、润湿剂 1份、无色染料 15份、增感剂 10份、显色剂 29份、硅溶胶溶液 25份、丙烯酸胶乳 10份、聚乙烯醇 5份、润滑剂 3份、保水剂 1.5份；
（4）配置顶涂防护层涂布液：在顶涂防护层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂和硅溶胶溶液，再加入硬脂酸锌乳液、自交联型聚乙烯醇胶液、丙烯酸胶乳、润湿剂，在低速搅拌条件下继续搅拌30min，形成顶涂防护层涂布液待用；
所述顶涂防护层由以下重量份原料组成：分散剂 0.5份、硅溶胶溶液 25份、自交联型聚乙烯醇胶液 14份、硬脂酸锌 12份、丙烯酸胶乳 45份、消泡剂 0.3份、保水剂 2.2份、润湿剂 1份；
（5）将各涂层涂布液分别打入涂布机料槽中，采用计量棒涂布方法在纸张基材上方依次涂布底涂层、热敏发色层及顶涂防护层，所述底涂层的涂布量为3.0-4.0 g/m2，热敏发色层的涂布量为4.0-5.0 g/m2，顶涂防护层的涂布量为2.0-2.5g/m2，三个涂层为一次性涂布，下机压光、分切成成品。
对使用上述方法生产的实施例2中的成品进行检测，检测数据如表1：
表1
检测项目 检测方法 检测后评价
光泽度 光泽度仪检测 涂布面光泽度达到60-70%
耐摩擦 佛格式耐摩擦仪（直线往复运动速度160±10次/min） 测试100次，条码保持清晰可读
打印清晰度 EPSON 票据型热敏打印机 文字、条码清晰
耐光 日光灯（5000±500 Lux，100h） 底色≤0.1，显色保留率≥90%
耐热 烘箱，60±1℃，24h 底色≤0.1，显色保留率≥90%
耐湿 恒温恒湿箱，40℃，95%R.H，24h 底色≤0.1，显色保留率≥90%
防水 室温，打印条码，滴蒸馏水，8h 条码清晰可读
防油 室温，打印条码，滴植物油，3h 条码清晰可读
防乙醇 室温，打印条码，滴25%乙醇，3h 条码清晰可读
从表1中可以看出，该热敏材料产品具有突出的涂层光泽度和耐摩擦抗污性能，同时保持了热敏材料应有的良好的打印性能以及字迹保存性能，可满足产品在终端某些防水、防油、防乙醇的使用要求。
本发明的底涂层使用高光泽水洗高领土与中空球混合，提高了打底层的平整性和光泽度，热敏发色层、顶涂防护层使用硅溶胶代替粉体轻质碳酸钙或二氧化硅，减少了粉剂填料的消光效果，提高成膜光泽，同时利用硅溶胶里的纳米二氧化硅成分吸收能力，满足热敏打印需求和印刷油墨吸收性。
本发明利用硅溶胶干燥过程脱水形成致密的-SIO-O-SIO-涂膜，且不易产生静电，空气中各种尘埃难粘附，提高产品表面的抗污染能力。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种高光泽热敏纸，其特征在于，包括原纸层和底涂层，所述顶涂防护层设置在底涂层上方，所述顶涂防护层与底涂层之间设置有热敏发色层。
2.如权利要求1所述的高光泽热敏纸，其特征在于，所述顶涂防护层为隔离保护膜层。
3.如权利要求2所述的高光泽热敏纸，其特征在于，所述隔离保护膜层采用硅溶胶溶液涂布。
4.如权利要求1所述的高光泽热敏纸，其特征在于，所述热敏发色层采用含有改性二苯砜类物质或高分子多酚类物质作为显色剂的硅溶胶溶液涂布。
5.如权利要求1所述的高光泽热敏纸的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）选择涂布基材，选纸类、BOPP膜、PET膜中的一种；
（2）配置底涂层涂布液：在底涂层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂及高光水洗高岭土，调节PH值到8.0-8.5，并在高速分散条件下分散60min，再加入中空球、保水剂、消泡剂、胶黏剂，在低速搅拌条件下继续搅拌30min，形成底涂层涂布液待用；
（3）配置热敏发色层涂布液：在热敏发色层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂、无色染料研磨液、显色剂研磨液、增感剂研磨液，在高速搅拌条件下搅拌40min，再加入润滑剂、保水剂、硅溶胶溶液、聚乙烯醇胶液继续低速搅拌20min，形成热敏发色层涂布液待用；
（4）配置顶涂防护层涂布液：在顶涂防护层的配料罐中加水，打开搅拌装置，加入分散剂和硅溶胶溶液，再加入消泡剂、保水剂、硬脂酸锌乳液、自交联型聚乙烯醇胶液、丙烯酸胶乳，在低速搅拌条件下继续搅拌30min，形成顶涂防护层涂布液待用；
（5）将各层涂布液分别打入涂布机料槽中，采用计量棒涂布方法在纸张基材上方依次涂布底涂层、热敏发色层及顶涂防护层，所述底涂层的涂布量为3.0-7.0 g/m2，热敏发色层的涂布量为3.0-5.0 g/m2，顶涂防护层的涂布量为2.0-2.5g/m2，三个涂层为一次性涂布，下机压光、分切成成品。
6.如权利要求5所述的高光泽热敏纸的制造工艺，其特征在于，所述步骤（2）中的高速分散条件为分散盘的直径和转速应保证边缘线速度为23—25m/s。
7.如权利要求5所述的高光泽热敏纸的制造工艺，其特征在于，所述步骤（2）中的底涂层涂布液由以下重量份原料组成：分散剂 0.8份、高光水洗高岭土 18.7—55份、中空球30—60份、保水剂 1.7—2份、消泡剂 0.5份、胶黏剂 12—20份。
8.如权利要求5所述的高光泽热敏纸的制造工艺，其特征在于，所述步骤（3）中的热敏发色层涂布液由以下重量份原料组成：分散剂 0.5份、无色染料研磨液 15份、增感剂研磨液 10—15份、显色剂研磨液 29—30份、硅溶胶溶液 25—30份、胶黏剂 6—15份、润滑剂2.5—3份、保水剂 1.5份。
9.如权利要求5所述的高光泽热敏纸的制造工艺，其特征在于，所述步骤（4）中顶涂防护层涂布液由以下重量份原料组成：分散剂 0.5份、硅溶胶溶液 25—30份、自交联型聚乙烯醇胶液 14—15份、硬脂酸锌乳液 11.5—12份、丙烯酸胶乳 40—45份、消泡剂 0.3份、保水剂 2.2份。
10.如权利要求5所述的高光泽热敏纸的制造工艺，其特征在于，所述步骤（2）中的胶黏剂根据不同的涂布基材可以选用丁苯胶乳、丙烯酸胶乳、聚乙烯醇胶液中的一种或几种组合。
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