CN111731006A

CN111731006A - 一种无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带及其制备方法

Info

Publication number: CN111731006A
Application number: CN202010640158.0A
Authority: CN
Inventors: 翟素慧; 吴森; 辛静; 陈谊乐; 何胜桥; 王珂珂
Original assignee: Jiaozuo Zhuoli Membrane Materials Co ltd
Current assignee: Jiaozuo Zhuoli Membrane Materials Co ltd
Priority date: 2020-07-06
Filing date: 2020-07-06
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2040-07-06
Also published as: CN111731006B

Abstract

本发明涉及一种无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带，其依次由基膜一侧的背涂层、基膜、基膜另一侧的离型层及油墨层组成；离型层中各物料的质量百分比为：粘结剂15~25%、蜡50~65%，湿敏变色剂20~30%；油墨层中各物料的质量百分比为：粘结剂35~45%、颜料15~25%、湿敏变色剂25~35%、敏化剂5~8%、助剂3~6%。本发明湿敏变色热转印碳带产品具有应用方便，经济无污染等特点，同时具有转印清晰度高，耐候性好，粘结力强、灵敏度高等优良特性。当用于无釉陶土花盆外侧转印时，其印花图案可随内部土壤湿度的变化而产生色变，从而实现对内部土壤湿度的检测，具有较高的实用价值。

Description

一种无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带及其制备方法

技术领域

本发明属于热转印碳带技术领域，具体涉及一种无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带及其制备方法。

背景技术

氯化钴，由于其本身的性能及独特的变色性能已被应用到很多领域。如陶瓷工业用作着色剂，涂料工业用于制造油漆催干剂等，此外还用于制造隐显墨水、氯化钴试纸，变色硅胶等。由于氯化钴本身可以根据水化程度的不同而显示出不同颜色，进而可以定性检测被测环境是否潮湿，但目前尚未发现其在热转印行业的应用。

热转移技术作为一种印制图案商品的新方法，以先进、环保、方便、快捷、经济等优点在我国得到广泛应用，其可打印文字、条码、图形等多种文稿，应用领域也发展到物流、电子商务、企业管理、工业制造、医疗服务等诸多行业；其受印介质也逐渐多样化，如在塑料、纤维、复合材料、布料、压光材料、陶瓷等方面的应用。然而在目前市场上，将热转印碳带与打印后的视觉功能实用性相结合，在转印至无釉陶土花盆上后可根据花盆内土壤湿度进行色变的热转印碳带尚未发现。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带，该碳带可使承印于无釉花盆上的图案随内部土壤湿度的变化而发生色变，从而定性显示内部土壤的湿度，以便控制浇水量及频率。

本发明还提供了上述无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带的制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述发明目的：

一种无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带，其依次由基膜一侧的耐热背涂层、基膜、基膜另一侧的离型层及湿敏变色油墨层(以下简称油墨层)组成，其中，

离型层中各物料的质量百分比为：粘结剂15～25％、蜡50～65％，湿敏变色剂20～30％；

油墨层中各物料的质量百分比为：粘结剂35～45％、颜料15～25％、湿敏变色剂25～35％、敏化剂5～8％、助剂3～6％。

进一步优选的，所述湿敏变色剂为氯化钴；所述敏化剂为尿素。

具体的，离型层和油墨层中，所述的粘结剂可以为EVA树脂、SBS树脂、SEBS树脂、透水性苯乙烯树脂、透水性丙烯酸树脂、透水性环氧树脂和透水性酚醛树脂等中的一种或两种以上任意比例的混合物。

具体的，离型层中，所述的蜡可以选用棕榈蜡、木蜡、小烛树蜡、米糠蜡、褐煤蜡、地蜡、蜂蜡、虫白蜡、聚乙烯蜡、费托蜡、石蜡、微晶蜡和聚丙烯蜡等中的一种或两种以上任意比例的混合物。

进一步优选的，油墨层中，所述颜料为黄色色粉；所述助剂为分散剂和表面活性剂任意比例的混合物。

优选的，所述离型层中的蜡及湿敏变色剂由氯化聚乙烯蜡粉和氯化钴构成。

具体的，所述基膜为厚6～12μm的聚酯PET薄膜，优选厚为6μm的聚酯薄膜。所述耐热背涂层为改性有机硅树脂，涂布量控制在0.01～0.2g/m²。具体涂布量例如0.03g/m²、0.06g/m²、0.12g/m²、0.16g/m²、0.2g/m²；耐热背涂层主要起到爽滑、耐热作用。

进一步优选的，所述离型层的厚度为1.0～1.4μm；所述油墨层的厚度控制在1.4～1.8μm之间。

本发明提供了上述无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带的制备方法，其具体包括以下步骤：

1)在基膜一侧涂布背涂层，涂布量为0.10g/m²；

2)在基膜另一侧涂布离型层，厚度为1.2μm，涂布烘干，进入下一道工序；

3)在离型层表面涂布油墨层，厚度为1.6μm，涂布烘干，即得到所需湿敏变色热转印碳带。

上述制备方法中，优选离型层由EVA树脂、聚丙烯蜡和湿敏变色剂氯化钴按质量比20:60:20混合制成。

上述制备方法中，油墨层中，优选各物料的质量百分比具体为：透水性丙烯酸树脂30％、透水性环氧树脂10％、黄色颜料20％、湿敏变色剂30％、敏化剂6％、助剂4％；

所述助剂是由质量比为1:1的分散剂(如毕克BYKJET9152、奥科诺AKN-2350、施锐SRE-42500A)和表面活性剂(如氟碳表面活性剂Zony FSO-100、AKN-1148润湿剂、有机硅表面活性剂SH-200、磷酸酯表面活性剂等)组成的混合物。

制备本发明所述热转印碳带产品时所述油墨层中的粘结剂可以是但不限于是透水性丙烯酸树脂、透水性环氧树脂，可根据应用条件及承印物材质的不同，而选用不同物化性能的透水性苯乙烯树脂、透水性酚醛树脂等。例如转印温度及压力较小时，需要采用软化点较低，分子量较小的树脂。

所述无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带的制备方法，包括以下步骤：

1)背涂层中所使用的改性有机硅树脂采用丁酮溶剂进行溶解，然后通过网辊印刷的方式涂布于基膜的一面，按质量比计，丁酮：改性有机硅树脂为1:9，涂布量控制在0.01～0.2g/m²，烘干(90-110℃)形成耐热背涂层，进入下一道工序；

2)离型层中所使用的粘结剂树脂采用甲苯、丁酮混合溶剂(甲苯、丁酮以质量比计为1:2)按比例称取进行溶解，可同时采用加热方式进行辅助，然后与固体粉料氯化钴混合并研磨至一定细度后，采用涂布机涂布于基膜的另一面，离型层的涂布厚度为1.0～1.4μm，烘干(40-60℃)形成离型层，进入下一道工序；

3)油墨层中所使用的粘结剂树脂采用甲苯、丁酮混合溶剂(甲苯、丁酮以质量比计为1:2)按比例称取进行溶解，可同时采用加热方式进行辅助，然后与颜料、湿敏变色剂、敏化剂及分散剂和表面活性剂进行混合、研磨至一定细度，采用涂布机涂布于离型层表面，油墨层的涂布厚度控制在1.4～1.8μm之间，烘干(80-100℃)形成油墨层，即得本发明所述湿敏变色热转印碳带。

和现有技术相比，本发明的优点具体如下：

本发明提供了一种无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带，经热转印后通过色变能够灵敏的反应出花盆内部的土壤湿度。本发明热转印碳带之所以能够根据湿度而产生色变，其利用的原理是：陶土花盆具有毛孔充足、盆壁渗透性非常好的优势，因此具有优异的透气性和透水性。湿敏变色热转印碳带承印于花盆外壁后，当墨层固化结膜以后形成大的孔隙结构，便于土壤中游离的水分子可以自由透过。碳带离型层、油墨层中所使用的湿敏变色剂及敏化剂都是对湿度极为敏感的材料，能够根据内部土壤湿度的变化而产生色变，其中敏化剂可吸收微量的水分并传递给湿敏变色剂。在常温下该湿敏变色剂能够在湿度减小的情况下恢复，可重复利用。此外，本发明具有应用方便，经济无污染等特点，同时具有转印清晰度高，耐候性好，粘结力强、灵敏度高等优良特性，具有较高的实用价值。

附图说明

图1为转印在花盆外壁后，在不同湿度环境下碳带的显色情况，自左至右图片依次为：湿度<20％时，转印图层显示黄色；20％≤湿度≤40％时，转印图层显示浅橙色；40％<湿度<60％时，图层显示橙黄色；60％≤湿度≤80％时，图层显示深橙色。

具体实施方式

以下通过优选实例详细阐述本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此。

下列实例中，基膜为厚6μm的双向拉伸聚酯PET薄膜，湿敏变色热转印碳带主要由基膜一侧的背涂层、基膜、基膜另一侧的离型层及油墨层组成。制备时，通过网辊印刷的方式在基膜的一侧涂布耐热背涂层，在基膜的另一侧涂布离型层，在离型层上涂布油墨层制备而成。

需要说明的是，下述各实施例中配比均为质量配比。

下述实施例中，所涉及到的各原料及厂家信息列举如下：

粘结剂：EVA树脂(型号：40W)、SBS树脂(型号：D-1155JP)、SEBS树脂(型号：G1645M)购自深圳易普诺化工有限公司，透水性丙烯酸树脂(型号：D113)、透水性苯乙烯树脂(型号：D301)购自上海劲凯树脂有限公司，透水性环氧树脂(型号：331)、透水性酚醛树脂(型号：122)购自安徽皖树化工销售有限公司。

蜡：聚乙烯蜡、费托蜡、褐煤蜡购自江苏福鑫化工科技有限公司，棕榈蜡、木蜡、小烛树蜡、米糠蜡、地蜡、蜂蜡、微晶蜡购自东光县瑞盛蜡制品厂，虫白蜡、石蜡和聚丙烯蜡购自广州市创锦鑫化工科技有限公司。

改性有机硅树脂(型号：RB237)购自无锡希亚诺新材料科技有限公司；

湿敏变色剂氯化钴购自上海程欣实业有限公司；

颜料黄色色粉购自河北灵巧化工有限公司；

敏化剂尿素购自济南运泽化工有限公司；

所述助剂是由质量比为1:1的分散剂毕克BYKJET9152和氟碳表面活性剂ZonyFSO-100组成的混合物，分散剂购自上海凯茵化工有限公司，表面活性剂购自上海舰邦实业有限公司。

实施例1

上述无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带的具体制备方法如下：

1.耐热背涂层的制备：背涂层中所使用的改性有机硅树脂采用丁酮溶剂进行溶解，然后通过网辊印刷的方式涂布于基膜的一面，按质量比计，丁酮：有机硅树脂为1:9，涂布量控制在0.01～0.2g/m²，烘干(90-110℃)形成耐磨背涂层，进入下一道工序；

2.离型层的制备：离型层中所使用的连接料树脂采用甲苯、丁酮混合溶剂(甲苯、丁酮以质量比计为1:2)按比例称取进行溶解，可同时采用加热方式进行辅助，然后与固体粉料混合并研磨至一定粒径后，采用涂布机涂布于基膜的另一面，离型层的涂布厚度为1.0～1.4μm(具体厚度参见各实施例)，烘干(40-60℃)形成离型层，进入下一道工序；

3.油墨层的制备：油墨层中所使用的连接料树脂采用甲苯、丁酮混合溶剂(甲苯、丁酮以质量比计为1:2)按比例称取进行溶解，可同时采用加热方式进行辅助，然后与颜料、湿敏变色剂、敏化剂及分散剂和表面活性剂进行混合、研磨，以质量比计，甲苯：丁酮：固体料(油墨层各物料)＝1:2：1。采用涂布机涂布于离型层表面，油墨层的涂布厚度控制在1.4～1.8μm之间(具体厚度参见各实施例)，烘干(80-100℃)形成油墨层。

实例2～10湿敏变色热转印碳带仅在物料比例上做了适当调整，具体见下表，所采用的制备方法参照实施例1，此处不再进行详细论述。

实施例2～10

下面，对上述各实施例所制备的湿敏变色热转印碳带，采用转印设备将碳带承印于陶土花盆外壁后，对其转印性能进行实际检测；采用耐磨试验机对其耐刮擦性进行评价；采用掉粉测试仪对碳带涂层的掉粉性能进行评价，采用目测方式对加水后花盆的色变性能进行检测。

所涉及到的部分检测仪器及方法如下：

耐磨试验机：MCJ-01A，确定耐磨的位置，以压力20N，速度3cpm、面积155*50mm进行摩擦测试，以摩擦后字迹开始模糊为结束；

掉粉测试仪：掉粉仪,将10cm×10cm的条码打印碳带固定，在固定高度以500N重力冲击，根据掉粉情况由轻到重分1-5级；

转印效果表明：转印图案清晰完整，具备可应用性。

对转印性(目测碳带转印率)、刮擦性能、掉粉性及色变性等性能的具体检测结果如下：

实施例1中，热转印后制品转印率达99.99％以上，耐刮擦74次，2级掉粉。当湿度小于20％时，转印图层显示黄色；当湿度为20～40％时，转印图层显示浅橙色；当湿度为40～60％时，图层显示橙黄色，当湿度为60～80％时，图层显示深橙色，当湿度大于80％时，图层无明显色阶变化。

实施例2中，热转印后制品转印率达99.99％以上，耐刮擦80次，1级掉粉。当湿度小于20％时，转印图层显示黄色；当湿度为20～40％时，转印图层显示浅橙色；当湿度为40～60％时，图层显示橙黄色，当湿度为60～80％时，图层显示深橙色，当湿度大于80％时，图层无明显色阶变化。

实施例3中，热转印后制品转印率达99.99％以上，耐刮擦53次，2级掉粉。当湿度小于20％时，转印图层显示黄色；当湿度为20～40％时，转印图层显示浅橙色；当湿度为40～60％时，图层显示橙黄色，当湿度为60～80％时，图层显示深橙色，当湿度大于80％时，图层无明显色阶变化。

实施例4中，热转印后制品转印率达99.99％以上，耐刮擦59次，2级掉粉。当湿度小于20％时，转印图层显示黄色；当湿度为20～40％时，转印图层显示浅橙色；当湿度为40～60％时，图层显示橙黄色，当湿度为60～80％时，图层显示深橙色，当湿度大于80％时，图层无明显色阶变化。

实施例5中，热转印后制品转印率达99.99％以上，耐刮擦74次，1级掉粉。当湿度小于20％时，转印图层显示黄色；当湿度为20～40％时，转印图层显示浅橙色；当湿度为40～60％时，图层显示橙黄色，当湿度为60～80％时，图层显示深橙色，当湿度大于80％时，图层无明显色阶变化。

实施例6中，热转印后制品转印率达99.99％以上，耐刮擦68次，2级掉粉。当湿度小于20％时，转印图层显示黄色；当湿度为20～40％时，转印图层显示浅橙色；当湿度为40～60％时，图层显示橙黄色，当湿度为60～80％时，图层显示深橙色，当湿度大于80％时，图层无明显色阶变化。

实施例7中，热转印后制品转印率达99.99％以上，耐刮擦74次，1级掉粉。当湿度小于20％时，转印图层显示黄色；当湿度为20～40％时，转印图层显示浅橙色；当湿度为40～60％时，图层显示橙黄色，当湿度为60～80％时，图层显示深橙色，当湿度大于80％时，图层无明显色阶变化。

实施例8中，热转印后制品转印率达99.99％以上，耐刮擦53次，2级掉粉。当湿度小于20％时，转印图层显示黄色；当湿度为20～40％时，转印图层显示浅橙色；当湿度为40～60％时，图层显示橙黄色，当湿度为60～80％时，图层显示深橙色，当湿度大于80％时，图层无明显色阶变化。

实施例9中，热转印后制品转印率达99.99％以上，耐刮擦77次，2级掉粉。当湿度小于20％时，转印图层显示黄色；当湿度为20～40％时，转印图层显示浅橙色；当湿度为40～60％时，图层显示橙黄色，当湿度为60～80％时，图层显示深橙色，当湿度大于80％时，图层无明显色阶变化。

实施例10中，热转印后制品转印率达99.99％以上，耐刮擦60次，1级掉粉。当湿度小于20％时，转印图层显示黄色；当湿度为20～40％时，转印图层显示浅橙色；当湿度为40～60％时，图层显示橙黄色，当湿度为60～80％时，图层显示深橙色，当湿度大于80％时，图层无明显色阶变化。色度变化具体如图1所示。

从上述结果可以看出：实施例1～10由于各物料配比合适，因而各项性能均能满足检测要求，其中实施例5、实施例7在实际使用过程中，效果较好。

综上可以看出：本发明湿敏变色热转印碳带产品具有应用方便，经济无污染等特点，同时具有转印清晰度高，耐候性好，粘结力强、灵敏度高等优良特性。当用于无釉陶土花盆外侧转印时，其印花图案可随内部土壤湿度的变化而产生色变，从而实现对内部土壤湿度的检测，具有较高的实用价值。

需要说明的是，上述实施例仅是本发明的部分较优的技术方案，并非对于技术方案的穷举，本领域技术人员根据发明内容部分所描述内容，对于相关物料的选择及用量基于本领域常规方式进行适当选择和替换即可得到多种组合方式，而这些组合应当视为本发明技术方案的一部分，在此不再重复列举及说明。

Claims

1.一种无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带，依次由基膜一侧的背涂层、基膜、基膜另一侧的离型层及油墨层组成，其特征在于，

离型层中各物料的质量百分比为：粘结剂15~25%、蜡50~65%，湿敏变色剂20~30%；

油墨层中各物料的质量百分比为：粘结剂35~45%、颜料15~25%、湿敏变色剂25~35%、敏化剂5~8%、助剂3~6%。

2.根据权利要求1所述的无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带，其特征在于，所述湿敏变色剂为氯化钴；所述敏化剂为尿素。

3.根据权利要求1所述的无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带，其特征在于，离型层和油墨层中，所述的粘结剂为EVA树脂、SBS树脂、SEBS树脂、透水性苯乙烯树脂、透水性丙烯酸树脂、透水性环氧树脂和透水性酚醛树脂中的一种或两种以上任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带，其特征在于，离型层中，所述的蜡为棕榈蜡、木蜡、小烛树蜡、米糠蜡、褐煤蜡、地蜡、蜂蜡、虫白蜡、聚乙烯蜡、费托蜡、石蜡、微晶蜡和聚丙烯蜡中的一种或两种以上任意比例的混合物。

5.根据权利要求1所述的无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带，其特征在于，油墨层中，所述颜料为黄色色粉；所述助剂为分散剂和表面活性剂任意比例的混合物。

6.根据权利要求1所述的无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带，其特征在于，所述基膜为PET薄膜；所述背涂层为改性有机硅树脂，涂布量控制在0.01~0.2g/m²。

7.根据权利要求1所述的无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带，其特征在于，所述离型层的厚度为1.0~1.4µm；所述油墨层的厚度控制在1.4~1.8µm之间。

8.权利要求1至7任一项所述无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在基膜一侧涂布背涂层，涂布量为0.10 g/m²；

2）在基膜另一侧涂布离型层，厚度为1.2µm，涂布烘干，进入下一道工序；

3）在离型层表面涂布油墨层，厚度为1.6µm，涂布烘干，即得到所需湿敏变色热转印碳带。

9.根据权利要求8所述无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带的制备方法，其特征在于，离型层由EVA树脂、聚丙烯蜡和湿敏变色剂按质量比20:60:20混合制成。

10.根据权利要求8所述无釉陶土花盆土壤湿度检测的湿敏变色热转印碳带的制备方法，其特征在于，油墨层中，各物料的质量百分比具体为：透水性丙烯酸树脂30%、透水性环氧树脂10%、黄色颜料20%、湿敏变色剂30%、敏化剂6%、助剂4%；

所述助剂是由质量比为1:1的分散剂和表面活性剂组成的混合物。