CN112940328A - 一种激光烧蚀黑色膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光烧蚀黑色膜及其制备方法，包括作为胶片的聚酯薄膜以及涂覆在聚酯薄膜表面的黑色涂层，该黑色涂层包含碳黑、分散剂、成膜剂、催化剂、防沉剂等，具有优异的UV遮光性，附着力好且抗擦花性能好，由此制备得到的激光烧蚀黑色膜，可通过激光烧蚀出制版所需要的菲林，与传统的菲林比，本发明的黑色膜可以在白色光源下储存、使用，无需感光、显影，可直接采用激光烧蚀出所需的图形，工艺简单、成本低；这种激光黑色烧蚀黑色膜可用于其他各种感光成像，也可应用电子行业及其他行业的遮光膜。

Description

一种激光烧蚀黑色膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种激光烧蚀黑色膜及其制备方法。
背景技术
在印刷行业，柔性树脂板的制版过程，柔性树脂板首先进行背面曝光，然后正面附上激光烧蚀出图形的黑色菲林底片进行曝光，再进行冲洗，树脂板上未被曝光的部分被冲洗去，烘干后即制出印刷所需要的柔性板。
在PCB(印制线路板行业)，需要在铜面上蚀刻出线路，其工艺通过贴覆感光膜或涂敷感光油墨，使用激光烧蚀出线路图形的黑色菲林底片进行曝光、显影，然后进行酸性蚀刻工艺或电镀铜、电镀锡、褪膜后碱性蚀刻的工艺得到线路图形。以及在各类工业上感光成像的领域，也都需要使用到菲林底片。
现在市场上传统的菲林底片，主要是银盐片、重氮片等。银盐片有着优异的性能，主要体现在精细线路上，但其必须在黑房进行感光成像、显影、定影、烘干等工序制成，工艺复杂、操作困难、价格昂贵，且产生大量的危废。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种激光烧蚀黑色膜，该黑色膜是在高透明的聚酯薄膜上涂敷黑色涂层，该黑色涂层具有优异的遮光性能和抗擦花性能，附着力好，且可在白光下直接激光烧蚀出图形，工艺简单，成本低。
本发明的另一目的在于提供上述的激光烧蚀黑色膜制备方法。
本发明目的通过如下方案实现：
一种激光烧蚀黑色膜，包括作为胶片的聚酯薄膜以及涂覆在聚酯薄膜表面的黑色涂层，所述黑色涂层，按重量百分比计，包含如下组分：
碳黑 15~40%
黑色有机颜料 0~10%
分散剂 10~30%
醋酸丙酸纤维素 5~30%
三聚氰胺树脂 10~40%
聚氨酯 0~30%
催化剂 0.1~3%
防沉剂 0.2~3%。
本发明的碳黑具有优良的遮光性，在涂层中起着遮光作用，碳黑的添加量对遮光度影响很大，添加太低遮光度不够，添加过高，不易分散，容易聚集，涂层表面粗糙、涂层的附着力下降，因此，加入15~40份较为适宜，更优选为20-35份。
本发明采用的碳黑为纳米级，碳黑的粒径为20~80nm，经分散在涂层中后碳黑的粒径在20~500nm，从而可通过激光烧蚀出精密的图形，线路边缘笔直、锐利。
本发明所述的黑色有机颜料可溶解于溶剂中，进一步提高遮光度，并起到调整粘度的作用，所述的黑色有机颜料例如可列举苝黑、苯胺黑、花青黑等。
本发明作为胶片的聚酯薄膜，透光率高，具有优异的尺寸稳定性，且是在洁净空间中生产得到，表面进行易粘结处理。
优选的，所述分散剂为醋酸丙酸纤维素、硝化纤维素、聚醛树脂或丙烯酸树脂中的一种或几种的混合。
本发明分散剂、醋酸丙酸纤维素、三聚氰胺树脂起到成膜的作用，醋酸丙酸纤维素和三聚氰胺树脂可进行交联，可以提高成膜的硬度和抗擦花性能。
优选的，所述催化剂为对甲苯磺酸铵盐、十二烷基苯磺酸或对甲苯磺酸中的一种或几种的混合。
本发明所述的防沉剂可提高涂料的粘度，并起到防止碳黑颗粒沉降的作用，所述防沉剂为改性脲、聚酰胺腊或改性氢化蓖麻油中的一种或几种的混合。
本发明所述黑色涂层的厚度为2-6um，UV遮光度可达到3.5D以上。
本发明还提供了上述激光烧蚀黑色膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备碳黑浆料：按配比称取分散剂、溶剂混合搅拌均匀，加入碳黑，高速分散搅拌2-4小时，研磨成浆料，为A部分；
（2）将溶剂分别溶解黑色有机颜料和醋酸丙酸纤维素、充分溶解后加入三聚氰胺树脂搅拌均匀，再依次加入聚氨酯、催化剂、防沉剂、A部分混合搅拌1-3小时，得到黑色涂料；
（3）将黑色涂料涂在聚酯薄膜上，烘干，即得。优选的，步骤（1）中，所述研磨时间20～60分钟，转速为2000～4000rpm。
优选的，步骤（3）中，在涂布前，聚酯薄膜先经过一次真空低温热处理，消除水份，可提高涂层的附着力和黑膜的尺寸稳定性。
本发明的涂料在配制过程需要使用到溶剂进行稀释和分散，所述的溶剂可以为丁酮、甲基异丁酮、环己酮或醋酸丁酯中的一种或几种的混合。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明提供的激光烧蚀黑色膜是在高透明聚酯PET薄膜涂覆一层黑色涂层而成，该黑色涂层有着优异的UV遮光性，附着力好且抗擦花性能好，其涂层薄，起着主要遮光作用的碳黑颗粒为纳米级，涂层厚度均匀，可以烧蚀出精密的图形和线路。
本发明的激光烧蚀黑色膜，可通过激光烧蚀出制版所需要的菲林，与传统的菲林比，本发明的黑色膜可以在白色光源下储存、使用，无需感光、显影，可直接采用激光烧蚀出所需的图形，工艺简单、成本低；这种激光黑色烧蚀黑色膜也可用于其他各种感光成像，比如丝网印刷、PCB行业中的线路图形制作工序、丝网印刷防焊工序、文字印刷工序等。此黑色膜具有优异的遮光性能，也可应用电子行业及其他行业的遮光膜。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
本发明所采用的原料均来源于市购，其中：
碳黑1，粒径为30nm；
碳黑2，粒径为100~200nm；
分散剂：硝化纤维素；
催化剂：对甲苯磺酸铵盐；
防沉剂：改性脲；
其他成膜剂：丙烯酸树脂。
实施例及对比例：
按表1比例称取分散剂、碳、丁酮（MEK）、醋酸丁酯，先将分散剂溶解于溶剂中，待充分溶解后加入碳黑高速分散搅拌2h，研磨成浆料，为A部分；研磨时间45分钟，转速为3000rpm；
按表1比例称取醋酸丙酸纤维、黑色有机颜料、三聚氰胺树脂、聚氨酯、催化剂、防沉剂、甲基异丁酮、丁酮、环己酮，先将溶剂分别溶解醋酸丙酸纤维素和黑色有机颜料，充分溶解后加入三聚氰胺树脂搅拌均匀，再依次加入聚氨酯、催化剂、防沉剂、A部分，进行搅拌2h，得到黑色涂料；
将黑色涂料使用涂布机涂布在聚酯薄膜上，烘干，即得，涂布方式采用挤压式涂头，烘箱温度100~150度。
将实施例及对比例按照下述方法对以上激光烧蚀黑色膜性能诸如，UV 吸光度、可见光透过率、附着力、硬度等进行评价，评价结果如表2所示。
【UV 吸光度】测试仪器为UV光密度仪，将测试样品放置在仪器的测试区，检测黑色膜的吸光度，单位D。用最大吸光度Dmax和最小吸光度Dmin 分别衡量遮光区和烧蚀掉涂层后的透光区的性能，最小吸光度越低说明透光区性能越好，最大吸光度越高说明遮光区的遮光性能越好。
【可见光透过率】测试仪器为可见光透过率测试仪，衡量遮光区的可见光的遮光效果，数值越低，说明遮光性能越好。测试方法参考GB/T 2410-2008 《透明塑料透明度和雾度的测定》。
【附着力】使用划格法测试：用百格刀在涂层上划出100个1×1mm 的小格，每格划线深及涂膜基材，用毛刷将测试区碎屑刷干净；用3M 600号或等同效力的胶带贴在测试区的小网格，并使之贴覆完全，用力抓住胶带一端，90°迅速扯下胶带。观察测试区的小格，要求格子切口边缘无任何脱落。
【抗擦花性】用硬度来衡量，单位为H, 硬度越高，性能越好。测试方法参考GB/T6739-2006 《色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度》。
表1 实施例和对比例各组分配比（g）
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2性能测试结果
Figure 467755DEST_PATH_IMAGE002
由表2结果可以看出，对比例1中，当碳黑的加入量过高时，不易分散，容易聚集，黑膜的UV吸光度有少许下降，硬度下降，抗擦花性能较差。对比例2中，当碳黑的加入量过低时，黑膜的UV吸光度明显下降。 对比例3使用粒径为100~200nm级别的碳黑，按照本发明同等条件高速搅拌、研磨进行A部分的配制，黑膜的表面比较粗糙，UV的吸光度明显下降。对比例4采用丙烯酸树脂做为成膜剂， 黑膜的遮光性能无明显差异；附着力测试稍差，划格法测试，小格边缘有少许脱落；硬度相对较低，抗擦花性能较差。对比例5中，三聚氰胺树脂添加量下降，固化不足，硬度下降，抗擦花性能较差；附着力测试也稍差。

Claims (10)

1.一种激光烧蚀黑色膜，其特征在于：包括作为胶片的聚酯薄膜以及涂覆在聚酯薄膜表面的黑色涂层，所述黑色涂层，按重量百分比计，包含如下组分：
碳黑 15~40%
黑色有机颜料 0~10%
分散剂 10~30%
醋酸丙酸纤维素 5~30%
三聚氰胺树脂 10~40%
聚氨酯 0~30%
催化剂 0.1~3%
防沉剂 0.2~3%。
2.根据权利要求1所述的激光烧蚀黑色膜，其特征在于：所述碳黑为纳米级，粒径为20~80nm。
3.根据权利要求1所述激光烧蚀黑色膜，其特征在于：所述分散剂为醋酸丙酸纤维素、硝化纤维素、聚醛树脂或丙烯酸树脂中的一种或几种的混合。
4.根据权利要求1所述激光烧蚀黑色膜，其特征在于：所述催化剂为对甲苯磺酸铵盐、十二烷基苯磺酸或对甲苯磺酸中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述激光烧蚀黑色膜，其特征在于：所述防沉剂为改性脲、聚酰胺腊或改性氢化蓖麻油中的一种或几种的混合。
6.根据权利要求5所述激光烧蚀黑色膜，其特征在于：所述黑色涂层的厚度为2-6um，UV遮光度达到3.5D以上。
7.根据权利要求1-6任一项所述激光烧蚀黑色膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）制备碳黑浆料：按配比称取分散剂、溶剂混合搅拌均匀，加入碳黑，高速分散搅拌2-4小时，研磨成浆料，为A部分；
（2）将溶剂分别溶解黑色有机颜料和醋酸丙酸纤维素、充分溶解后加入三聚氰胺树脂搅拌均匀，再依次加入聚氨酯、催化剂、防沉剂、A部分混合搅拌1-3小时，得到黑色涂料；
（3）将黑色涂料涂在聚酯薄膜上，烘干，即得。
8.根据权利要求7所述激光烧蚀黑色膜的制备方法，其特征在于：所述溶剂为丁酮、甲基异丁酮、环己酮或醋酸丁酯中的一种或几种的混合。
9.根据权利要求7所述激光烧蚀黑色膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述研磨的时间为20～60分钟，转速为2000～4000rpm。
10.根据权利要求7所述激光烧蚀黑色膜的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，在涂布前，将聚酯薄膜先经过一次真空低温热处理。
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