CN111040650A - 一种超薄印刷导热标贴的生产方法及标贴 - Google Patents
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Abstract
本发明设计的一种超薄印刷导热标贴的生产方法，以导热性能为主要考量,我们选择一款纯碳黑油墨来做印刷层，添加纳米级绝缘分子,展现碳黑本身优秀的导通性能以达到散热效果，另外,我们增加碳黑的添加量约15%以提高导热系数，添加量的多少影响到油墨与基材的附着性，碳黑为粉体,若添加过多会导致附着力降低，添加的数量必须通过附着力ASTM D‑732为标准，再者,增加碳黑量可提高黑颜色强度,如此可解决增厚印刷厚度以盖过金属色泽的问题,保持印刷厚度在0.008mm,达到超薄的要求；胶层的设计也是以导热性能为主要考量，在胶系与厚度之间的关系,我们做了交叉验证，对比较厚的导热胶与较薄的压克力胶,在与铜箔基材及印刷相结合后,后者的导热系数更优。
Description
技术领域
本发明涉及胶带生产领域，尤其涉及一种超薄印刷导热标贴的生产方法及标贴。
背景技术
此次的项目是一款触控马达上的超薄印刷导热标贴，以当前的工程审美而言超薄导热标贴的外观一般呈现哑黑颜色以满足美观要求，在哑黑表层能做Logo字样印刷，而材料必须具备一定的导热功能以满足马达内处理器的散热，为满足市场需求, 我们设计了此款印刷材料，设计时在外观上涉及选材及结构设计，在性能上涉及整体材料的导热性，虽然此款材料目前是为触控马达项目所设计，但可根据其应用向外推广延伸至其他电池或处理器元件，既可满足美观又可起到一定的散热作用。
发明内容
本发明旨在提供一种超薄印刷导热标贴的生产方法及标贴。
为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案，一种超薄印刷导热标贴的生产方法，包括以下步骤：
S1、筛选基材，选用印刷铜箔，厚度为0.01mm，牌号为C1100即紫铜箔，纯度≥99.4%，导热系数330-390W/m*K；
S2、筛选油墨，选用纯碳黑油墨，油墨中碳黑的添加量为15%,并添加纳米级绝缘分子；S3、涂胶，选用亚克力胶进行涂胶，以转涂的方式与放置于涂布尾的铜箔进行贴合，转涂所用的离型膜厚度为0.075mm，离型膜选择的原膜为可耐高温180℃X30min，铜箔与贴合轮的距离≤1米，并且维持平行，涂布时胶层的厚度控制在0.003-0.005mm；
S4、油墨印刷，将步骤S3生产出的铜箔胶带放置于涂布头，油墨直涂于铜箔面，烘箱最高温度控制在110℃，每一道油墨层厚度为0.002-0.003mm，共需涂布三次，底部油墨层为底涂层，在油墨中添加底涂剂，中部为步骤S2筛选出的纯碳黑油墨层，上部为抗刮保护层，具体为不添加碳黑的油墨保护层，油墨印刷需涂布三次。
作为优选，步骤S3中选用的亚克力胶胶黏度为10000-17000cps，导热系数为0.321W/m*K。
作为优选，步骤S4中的底涂剂选用Primer94型混合胶水。
作为优选，离型膜的收缩率＜1%，离型力5-10g。
一种超薄印刷导热标贴，从上至下依次为导热涂层、铜箔、亚克力胶层及离型膜，离型膜通过亚克力胶层粘合在铜箔上，铜箔的另一面印刷有导热涂层，导热涂层从上至下依次为抗刮保护层、纯碳黑油墨层及底涂层，底涂层直接印刷在铜箔上，抗刮保护层、纯碳黑油墨层及底涂层均为油墨保护层，其中抗刮保护层为不加碳黑的油墨保护层，纯碳黑油墨层为添加纳米级绝缘分子的油墨保护层，底涂层为添加底涂剂的油墨保护层，三道油墨保护层的厚度均为0.002-0.003mm；所述铜箔为印刷铜箔，厚度为0.01mm，牌号为C1100即紫铜箔，纯度≥99.4%，导热系数330-390W/m*K，所述离型膜采用耐高温离型膜，离型膜厚度为0.075mm，离型膜选择的原膜为可耐高温180℃X30min，收缩率＜1%，离型力为5-10g。
作为优选，底涂层添加的底涂剂选用Primer94型混合胶水。
作为优选，亚克力胶层的厚度为0.003-0.005mm。
作为优选，亚克力胶层的胶黏度为10000-17000cps，导热系数为0.321W/m*K。
作为优选，纯碳黑油墨保护层和底涂层选用的油墨中碳黑的添加量为15%。
作为优选，三道油墨保护层的色值为L27±3/a±1.5/b±1.5，光泽度5-10Gu。
本发明以导热性能为主要考量, 我们选择一款纯碳黑油墨来做印刷层，添加纳米级绝缘分子, 展现碳黑本身优秀的导通性能以达到散热效果，另外, 我们增加碳黑的添加量约15%以提高导热系数，添加量的多少影响到油墨与基材的附着性，碳黑为粉体, 若添加过多会导致附着力降低，添加的数量必须通过附着力ASTM D-732为标准，再者, 增加碳黑量可提高黑颜色强度, 如此可解决增厚印刷厚度以盖过金属色泽的问题, 保持印刷厚度在0.008mm, 达到超薄的要求；胶层的设计也是以导热性能为主要考量，在胶系与厚度之间的关系, 我们做了交叉验证，对比较厚的导热胶与较薄的压克力胶, 在与铜箔基材及印刷相结合后, 后者的导热系数更优，导热胶虽比压克力胶导热系数更优, 但在导热系数的公式里, 距离有直接的影响（距离越长, 热流量所需穿越的时间越长, 所得的导热系数会越低）。
附图说明
图1为本发明标贴生产方法的流程图。
图2为本发明标贴的示意图。
图中：1、铜箔；2、亚克力胶层；3、离型膜；4、抗刮保护层；5、纯碳黑油墨层；6、底涂层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
一种超薄印刷导热标贴的生产方法，包括以下步骤：
S1、筛选基材，选用印刷铜箔，厚度为0.01mm，牌号为C1100即紫铜箔，纯度≥99.4%，导热系数330-390W/m*K；
S2、筛选油墨，选用纯碳黑油墨，油墨中碳黑的添加量为15%,并添加纳米级绝缘分子；S3、涂胶，选用亚克力胶进行涂胶，以转涂的方式与放置于涂布尾的铜箔进行贴合，转涂所用的离型膜厚度为0.075mm，离型膜选择的原膜为可耐高温180℃X30min，铜箔与贴合轮的距离≤1米，并且维持平行，涂布时胶层的厚度控制在0.003-0.005mm；
S4、油墨印刷，将步骤S3生产出的铜箔胶带放置于涂布头，油墨直涂于铜箔面，烘箱最高温度控制在110℃，每一道油墨层厚度为0.002-0.003mm，共需涂布三次，底部油墨层为底涂层，在油墨中添加底涂剂，中部为步骤S2筛选出的纯碳黑油墨层，上部为抗刮保护层，具体为不添加碳黑的油墨保护层，油墨印刷需涂布三次；涂布时所遇到的挑战点在于超薄铜箔容易褶皱, 如何在经过两道印刷层之后仍保持整体材料的完整性，我们选择了超薄铜箔为基材, 容易褶皱且一有缺口便容易断裂, 如想提高生产良率, 我们需要减少铜箔经过轮轴的次数，离型膜的原材为耐高温原膜, 这解决了铜箔胶带材料在重复三次进烘箱后材料会收缩导致卷曲褶皱异常。
作为优选，步骤S3中选用的亚克力胶胶黏度为10000-17000cps，导热系数为0.321W/m*K。
作为优选，步骤S4中的底涂剂选用Primer94型混合胶水。
作为优选，离型膜的收缩率＜1%，离型力5-10g。
参照图2所描述的一种超薄印刷导热标贴，从上至下依次为导热涂层、铜箔、亚克力胶层及离型膜，离型膜通过亚克力胶层粘合在铜箔上，铜箔的另一面印刷有导热涂层，导热涂层从上至下依次为抗刮保护层、纯碳黑油墨层及底涂层，底涂层直接印刷在铜箔上，抗刮保护层、纯碳黑油墨层及底涂层均为油墨保护层，其中抗刮保护层为不加碳黑的油墨保护层，纯碳黑油墨层为添加纳米级绝缘分子的油墨保护层，底涂层为添加底涂剂的油墨保护层，三道油墨保护层的厚度均为0.002-0.003mm；所述铜箔为印刷铜箔，厚度为0.01mm，牌号为C1100即紫铜箔，纯度≥99.4%，导热系数330-390W/m*K，所述离型膜采用耐高温离型膜，离型膜厚度为0.075mm，离型膜选择的原膜为可耐高温180℃X30min，收缩率＜1%，离型力为5-10g。
作为优选，底涂层添加的底涂剂选用Primer94型混合胶水。
作为优选，亚克力胶层的厚度为0.003-0.005mm。
作为优选，亚克力胶层的胶黏度为10000-17000cps，导热系数为0.321W/m*K。
作为优选，纯碳黑油墨保护层和底涂层选用的油墨中碳黑的添加量为15%。
作为优选，三道油墨保护层的色值为L27±3/a±1.5/b±1.5，光泽度5-10Gu。
在基材厚度小于0.02mm的基础上, 我们选择了几款可以满足厚度要求的塑料及金属材料进行对比，塑料的导热性比金属差很多，但因对于油墨的附着性及机械强度优于金属，因此我们还是将塑料一并列入设计考虑，最终对比了塑料膜与金属，在可满足可印刷性及可生产性的前提下, 我们最终以导热系数优秀的金属作为基材：
塑料膜里, 我们对比了以下几个类别的导热系数, 聚酯薄膜(PET) - 0.15-0.4 W/m*K，聚酰亚胺薄膜(PI) - 0.1-0.35 W/m*K ，30%碳纤维强化聚碳酸酯箔膜(PC) - 0.7 W/m*K，石墨片(Graphite Film) - 7-10 W/m*K，根据以上, 石墨片的导热系数最优秀, 但因为石墨片在碳化制程后变得非常脆容易碎, 无法经历拉伸或收卷, 因此退而求其次, 我们选择尝试印刷30%碳纤维强化聚碳酸酯箔膜(PC)及聚酯薄膜(PET)；接着,金属材料里我们对比了以下,铝箔(AL) - 200~300 W/m*K，铜箔(CU) - 300~400 W/m*K，我们选择尝试印刷铜箔。
油墨的印刷厚度我们尽量管控在小于0.01mm, 因为导热系数与厚度有直接关系；厚度约厚, 散热时间延长导热性越差，在塑料薄膜上的印刷厚度可以控制在0.006mm, 但在金属材料上的印刷厚度偏厚因为要盖过金属本身的颜色, 仅能控制在0.008mm~0.01mm，油墨的原料是塑料粒子, 本身绝缘, 加入碳黑的原意是为达到黑色外观，原先使用的碳黑包裹着一层纳米级绝缘材料，因此我们选用一款无经过加工处理的原碳黑，保留其导通性，虽然能将其导热性能达到最大化，但同样也会使材料带有导电性，因此，在最后的胶层上我们将涂布油性压克力胶以达到绝缘效果。
胶层设计：我们尝试涂布压克力胶及导热胶，导热胶要达到一定的导热系数及黏性, 经测试厚度约在0.1mm，压克力胶厚度可以涂布0.005mm，导热胶在抛开厚度的限制来考虑，能涂布的最薄厚度在0.1mm，单独将其测试, 导热系数测试在0.423 W/m*K，将其贴合在铜箔基材之后, 导热系数测试在0.431 W/m*K，最后在与印刷结合后, 导热系数在0.446W/m*K；压克力胶,涂布最薄厚度在0.005mm，单独将其测试, 导热系数在0.321 W/m*K，将其贴合在铜箔基材之后, 导热系数测试在0.638 W/m*K，在与印刷结合后, 导热系数在0.714W/m*K；经过测试, 若单独对比导热胶与压克力胶的导热性, 导热胶较优，但在几层不均性材料堆栈之后, 整体的导热系数有了变化, 厚度成了优先因素。
本发明以导热性能为主要考量, 我们选择一款纯碳黑油墨来做印刷层，添加纳米级绝缘分子, 展现碳黑本身优秀的导通性能以达到散热效果，另外, 我们增加碳黑的添加量约15%以提高导热系数，添加量的多少影响到油墨与基材的附着性，碳黑为粉体, 若添加过多会导致附着力降低，添加的数量必须通过附着力ASTM D-732为标准，再者, 增加碳黑量可提高黑颜色强度, 如此可解决增厚印刷厚度以盖过金属色泽的问题, 保持印刷厚度在0.008mm, 达到超薄的要求；胶层的设计也是以导热性能为主要考量，在胶系与厚度之间的关系, 我们做了交叉验证，对比较厚的导热胶与较薄的压克力胶, 在与铜箔基材及印刷相结合后, 后者的导热系数更优，导热胶虽比压克力胶导热系数更优, 但在导热系数的公式里, 距离有直接的影响（距离越长, 热流量所需穿越的时间越长, 所得的导热系数会越低）。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种超薄印刷导热标贴的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、筛选基材，选用印刷铜箔，厚度为0.01mm，牌号为C1100即紫铜箔，纯度≥99.4%，导热系数330-390W/m*K；
S2、筛选油墨，选用纯碳黑油墨，油墨中碳黑的添加量为15%,并添加纳米级绝缘分子；S3、涂胶，选用亚克力胶进行涂胶，以转涂的方式与放置于涂布尾的铜箔进行贴合，转涂所用的离型膜厚度为0.075mm，离型膜选择的原膜为可耐高温180℃X30min，铜箔与贴合轮的距离≤1米，并且维持平行，涂布时胶层的厚度控制在0.003-0.005mm；
S4、油墨印刷，将步骤S3生产出的铜箔胶带放置于涂布头，油墨直涂于铜箔面，烘箱最高温度控制在110℃，每一道油墨层厚度为0.002-0.003mm，共需涂布三次，底部油墨层为底涂层，在油墨中添加底涂剂，中部为步骤S2筛选出的纯碳黑油墨层，上部为抗刮保护层，具体为不添加碳黑的油墨保护层，油墨印刷需涂布三次。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特制在于，步骤S3中选用的亚克力胶胶黏度为10000-17000cps，导热系数为0.321W/m*K。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特制在于，步骤S4中的底涂剂选用Primer94型混合胶水。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特制在于，离型膜的收缩率＜1%，离型力5-10g。
5.一种超薄印刷导热标贴，其特征在于，从上至下依次为导热涂层、铜箔、亚克力胶层及离型膜，离型膜通过亚克力胶层粘合在铜箔上，铜箔的另一面印刷有导热涂层，导热涂层从上至下依次为抗刮保护层、纯碳黑油墨层及底涂层，底涂层直接印刷在铜箔上，抗刮保护层、纯碳黑油墨层及底涂层均为油墨保护层，其中抗刮保护层为不加碳黑的油墨保护层，纯碳黑油墨层为添加纳米级绝缘分子的油墨保护层，底涂层为添加底涂剂的油墨保护层，三道油墨保护层的厚度均为0.002-0.003mm；所述铜箔为印刷铜箔，厚度为0.01mm，牌号为C1100即紫铜箔，纯度≥99.4%，导热系数330-390W/m*K，所述离型膜采用耐高温离型膜，离型膜厚度为0.075mm，离型膜选择的原膜为可耐高温180℃X30min，收缩率＜1%，离型力为5-10g。
6.根据权利要求5所述的一种标贴，其特征在于，底涂层添加的底涂剂选用Primer94型混合胶水。
7.根据权利要求5所述的一种标贴，其特征在于，亚克力胶层的厚度为0.003-0.005mm。
8.根据权利要求7所述的一种标贴，其特征在于，亚克力胶层的胶黏度为10000-17000cps，导热系数为0.321W/m*K。
9.根据权利要求5所述的一种标贴，其特征在于，纯碳黑油墨保护层和底涂层选用的油墨中碳黑的添加量为15%。
10.根据权利要求5所述的一种标贴，其特征在于，三道油墨保护层的色值为L27±3/a±1.5/b±1.5，光泽度5-10Gu。
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