CN114023217A - 一种激光打印用棱镜型反光膜及其制造方法 - Google Patents

一种激光打印用棱镜型反光膜及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种激光打印用棱镜型反光膜，从上往下依次包括抗老化层、反光打印层，反光打印层由PC、激光反应物组成；反光打印层的顶部阵列有棱镜，棱镜的高度以一高N低为一周期进行循环，且N≥0，棱镜的顶角角度为60°～145°，反光打印层的厚度为125～150μm，激光反应物的粒径为300～450nm，PC和激光反应物的重量份比例为1：1‰～1％，激光反应物在345nm～360nm波长的激光的照射下产生强吸收并引发PC热降解、碳化形成激光印刷图案，棱镜型反光膜的透光率相比于抗老化层的透光率下降小于1％。本发明通过催化PC热降解并在反光打印层内形成炭层，在反光打印层内形成激光印刷图案，节省了撕开保护膜、喷墨打印、覆保护膜、贴合这几道工序，非常简便、省时。

Description

一种激光打印用棱镜型反光膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及反光膜的制造方法，尤其涉及一种激光打印用棱镜型反光膜及其制造方法。
背景技术
现有的反光标识广泛应用于公共交通、工业安全标识和广告等领域，经光线照射，尤其是夜间光线照射到反光膜上，起到反射光亮以达到增强人们对标识牌、警示牌和广告牌的图像和文字清晰识别的作用。
现有的反光标识一般包括保护层、油墨层、反光层、耐候层等，且油墨层的耐候性较差，随着长期使用识别效果较差。另外，现有反光标识的制造工艺复杂，一般需通过制作复合底板、撕开保护膜、喷墨打印、覆保护膜、贴合、对位冲压6个工序，从而形成合格的反光标识成品，工序复杂、且非常耗时，因此，反光标识的结构及其制造方法丞待改进。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的反光标识结构复杂、且其制造方法复杂耗时等缺陷，提供了新的一种激光打印用棱镜型反光膜及其制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种激光打印用棱镜型反光膜，从上往下依次包括抗老化层、反光打印层，所述反光打印层由PC、激光反应物组成，所述抗老化层的厚度为50～100μm，透光率为90％以上；所述反光打印层的顶部阵列有棱镜，所述棱镜的高度以一高N低为一周期进行循环，且N≥0，所述棱镜的顶角角度为60°～145°，所述反光打印层的厚度为125～150μm，所述激光反应物的粒径为300～450nm，PC和激光反应物的重量份比例为1：1‰～1％，所述激光反应物在345nm～360nm波长的激光的照射下产生强吸收并引发所述PC热降解、碳化形成激光印刷图案，棱镜型反光膜的透光率相比于抗老化层的透光率下降小于1％。
在上述的激光打印用棱镜型反光膜中，抗老化层起到保护、耐候的作用，反光打印层起到反光、印刷图案的作用。激光反应物的粒径仅为300～450nm，在反光打印层经过激光印刷后，棱镜型反光膜整体的透光率相比于抗老化层的透光率仅下降小于1％，可见本发明采用的激光印刷几乎不影响棱镜型反光膜整体的透光率，仍保持较高的透光率。
本发明中的激光反应物在特定的345nm～360nm波长下存在强的共振吸收，使得反光打印层内经激光透射的局部区域迅速升温，激光反应物还起到高效热成炭的作用，即催化PC热降解并在反光打印层内形成炭层，从而在反光打印层内形成激光印刷图案。
相比于现有技术中常规复杂的6个工序，本发明节省了撕开保护膜、喷墨打印、覆保护膜、贴合这几道工序，仅需通过激光便可在棱镜型反光膜内部打印出设定的图案，非常简便、省时，完全克服了现有技术的缺陷。
作为优选，上述所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，所述激光反应物为无机芯-有机壳结构复合纳米颗粒，无机芯为二氧化钛，有机壳包括磺酸盐成炭剂、表面活性剂、偶联剂，所述表面活性剂包含聚乙二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的一种，所述偶联剂为聚硅氧烷。
无机芯-有机壳复合纳米颗粒是有机聚合物在无机颗粒表面吸附聚合、最终包覆在无机化合物表面形成，无机芯-有机壳复合纳米颗粒在特定的紫外波段下存在强的共振吸收，从而引起局部的迅速升温。
磺酸盐成炭剂具有高效催化PC的热成炭。表面活性剂、偶联剂在制备无机芯-有机壳复合纳米颗粒的过程中起到分散、防止颗粒团聚的作用。
作为优选，上述所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，所述磺酸盐成炭剂为芳香族磺酸盐，所述二氧化钛、芳香族磺酸盐、表面活性剂、偶联剂的重量份比例为80:10:2:2～80:11:2.5:2.5。
芳香族磺酸盐能迅速形成炭层结构阻止氧气和热量向反光打印层的内部传递。二氧化钛、芳香族磺酸盐、表面活性剂、偶联剂采用上述比例，能更好的制备出纳米级的无机芯-有机壳结构，展现最佳的热成炭效果。
作为优选，上述所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，所述芳香族磺酸盐为2,4,5-三氯苯磺酸钠、二苯砜磺酸钾、聚苯基磷酸二苯砜酯中的一种。
本发明采用上述的芳香族磺酸盐制备无机芯-有机壳结构复合纳米颗粒，能加快PC的成炭速率。
作为优选，上述所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，所述激光反应物制备方法：
Q1：取80份的二氧化钛，投入反应釜中，再取2～2.5份表面活性剂投入到反应釜中，高速搅拌；
Q2：取2～2.5份聚硅氧烷继续加入反应釜中，高速搅拌；
Q3：取10～11份的芳香族磺酸盐继续加入反应釜中，高速搅拌。
步骤Q1，表面活性剂能够充分将二氧化钛分散，二氧化钛作为激光反应物的无机芯，充分分散的操作有助于形成均匀粒径的激光反应物。
步骤Q2、Q3中，先后加入聚硅氧烷、芳香族磺酸盐对二氧化钛进行包裹，从而形成纳米级的无机芯-有机壳结构。
作为优选，上述所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，所述抗老化层由PMMA、抗氧化剂组成，所述PMMA、抗氧化剂的重量份比例为1：2‰～5‰。
本发明采用上述重量份比例的PMMA、抗氧化剂，从而制得抗氧化效果优异且透光率满足要求的抗老化层。
作为优选，上述所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，所述抗氧化剂包括非对称型受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、含硫抗氧剂中的至少一种。
非对称型受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、含硫抗氧剂均能有效抑制或降低树脂大分子的热氧化、光氧化，显著提高树脂的耐热、耐光性能，非对称型受阻酚抗氧剂优选2-甲基-6-叔丁基苯酚，比传统的对称型受阻酚抗氧剂更加具有的耐热、耐氧化性。
作为优选，上述所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，所述棱镜的高度以一高N低为一周期进行循环，且N≥1，高的棱镜与低的棱镜的高度比为1:0.6。
本发明采用上述的棱镜结构，能够获得更好的反光增亮效果。
作为优选，上述所述的一种激光打印用棱镜型反光膜的制造方法，包括如下制造方法：
S1：取抗氧化剂、PMMA置于造粒机中制成粒子，其中PMMA、抗氧化剂的重量份比例为1：2～5‰；
S2：取激光反应物、PC置于搅拌机中，搅拌均匀后倒入主挤塑机中，主挤塑机设有8段主控温区，所述主控温区的温度控制在150℃～275℃，同时将粒子倒入辅挤塑机中，辅挤塑机设有5段辅控温区，所述辅控温区的温度控制在210℃～235℃；
S3：所述主挤塑机中熔融的激光反应物和PC、辅挤塑机中熔融的粒子同步进入挤出模头，挤出形成层叠的抗老化层和反光打印层，再经过压辊组进行压延成型，形成双层复合膜；
S4：在所述双层复合膜的反光打印层表面形成阵列的棱镜结构。
步骤S1～S3通过造粒、共挤的方式形成具有抗老化层、反光打印层的双层复合膜，步骤S4能够形成阵列的棱镜结构。
作为优选，上述所述的一种激光打印用棱镜型反光膜的制造方法，还包括与反光打印层连接的压花底膜，所述压花底膜与反光打印层对位冲压。
压花底膜能够对反光打印层进行保护，且具有装饰作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一；
图2为本发明的结构示意图二。
具体实施方式
下面结合附图1-2和具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但它们不是对本发明的限制：
实施例1
一种激光打印用棱镜型反光膜，从上往下依次包括抗老化层1、反光打印层2，所述反光打印层2由PC、激光反应物组成，所述抗老化层1的厚度为50μm，透光率为90％以上；所述反光打印层2的顶部阵列有棱镜，所述棱镜的高度以一高N低为一周期进行循环，且N＝0，所述棱镜的顶角角度为60°，所述反光打印层2的厚度为125μm，所述激光反应物的粒径为300nm，PC和激光反应物的重量份比例为1：1‰，所述激光反应物在345nm～360nm波长的激光的照射下产生强吸收并引发所述PC热降解、碳化形成激光印刷图案，棱镜型反光膜的透光率相比于抗老化层1的透光率下降小于1％。
作为优选，所述激光反应物为无机芯-有机壳结构复合纳米颗粒，无机芯为二氧化钛，有机壳包括磺酸盐成炭剂、表面活性剂、偶联剂，所述表面活性剂包含聚乙二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的一种，所述偶联剂为聚硅氧烷。
作为优选，所述磺酸盐成炭剂为芳香族磺酸盐，所述二氧化钛、芳香族磺酸盐、表面活性剂、偶联剂的重量份比例为80:10:2:2。
作为优选，所述芳香族磺酸盐为2,4,5-三氯苯磺酸钠、二苯砜磺酸钾、聚苯基磷酸二苯砜酯中的一种。
作为优选，所述激光反应物制备方法：
Q1：取80份的二氧化钛，投入反应釜中，再取2份表面活性剂投入到反应釜中，高速搅拌；
Q2：取2份聚硅氧烷继续加入反应釜中，高速搅拌；
Q3：取10份的芳香族磺酸盐继续加入反应釜中，高速搅拌。
作为优选，所述抗老化层1由PMMA、抗氧化剂组成，所述PMMA、抗氧化剂的重量份比例为1：2‰。
作为优选，所述抗氧化剂包括非对称型受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、含硫抗氧剂中的至少一种。
作为优选，包括如下制造方法：
S1：取抗氧化剂、PMMA置于造粒机中制成粒子，其中PMMA、抗氧化剂的重量份比例为1：2‰；
S2：取激光反应物、PC置于搅拌机中，搅拌均匀后倒入主挤塑机中，主挤塑机设有8段主控温区，所述主控温区的温度控制在150℃～275℃，同时将粒子倒入辅挤塑机中，辅挤塑机设有5段辅控温区，所述辅控温区的温度控制在210℃～235℃；
S3：所述主挤塑机中熔融的激光反应物和PC、辅挤塑机中熔融的粒子同步进入挤出模头，挤出形成层叠的抗老化层1和反光打印层2，再经过压辊组进行压延成型，形成双层复合膜；
S4：在所述双层复合膜的反光打印层2表面形成阵列的棱镜结构。
作为优选，还包括与反光打印层2连接的压花底膜3，所述压花底膜3与反光打印层2对位冲压。
实施例2
一种激光打印用棱镜型反光膜，从上往下依次包括抗老化层1、反光打印层2，所述反光打印层2由PC、激光反应物组成，所述抗老化层1的厚度为100μm，透光率为90％以上；所述反光打印层2的顶部阵列有棱镜，所述棱镜的高度以一高N低为一周期进行循环，且N＝0，所述棱镜的顶角角度为145°，所述反光打印层2的厚度为150μm，所述激光反应物的粒径为450nm，PC和激光反应物的重量份比例为1：1％，所述激光反应物在345nm～360nm波长的激光的照射下产生强吸收并引发所述PC热降解、碳化形成激光印刷图案，棱镜型反光膜的透光率相比于抗老化层1的透光率下降小于1％。
作为优选，所述激光反应物为无机芯-有机壳结构复合纳米颗粒，无机芯为二氧化钛，有机壳包括磺酸盐成炭剂、表面活性剂、偶联剂，所述表面活性剂包含聚乙二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的一种，所述偶联剂为聚硅氧烷。
作为优选，所述磺酸盐成炭剂为芳香族磺酸盐，所述二氧化钛、芳香族磺酸盐、表面活性剂、偶联剂的重量份比例为80:11:2.5:2.5。
作为优选，所述芳香族磺酸盐为2,4,5-三氯苯磺酸钠、二苯砜磺酸钾、聚苯基磷酸二苯砜酯中的一种。
作为优选，所述激光反应物制备方法：
Q1：取80份的二氧化钛，投入反应釜中，再取2.5份表面活性剂投入到反应釜中，高速搅拌；
Q2：取2.5份聚硅氧烷继续加入反应釜中，高速搅拌；
Q3：取11份的芳香族磺酸盐继续加入反应釜中，高速搅拌。
作为优选，所述抗老化层1由PMMA、抗氧化剂组成，所述PMMA、抗氧化剂的重量份比例为1：5‰。
作为优选，所述抗氧化剂包括非对称型受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、含硫抗氧剂中的至少一种。
作为优选，包括如下制造方法：
S1：取抗氧化剂、PMMA置于造粒机中制成粒子，其中PMMA、抗氧化剂的重量份比例为1：5‰；
S2：取激光反应物、PC置于搅拌机中，搅拌均匀后倒入主挤塑机中，主挤塑机设有8段主控温区，所述主控温区的温度控制在150℃～275℃，同时将粒子倒入辅挤塑机中，辅挤塑机设有5段辅控温区，所述辅控温区的温度控制在210℃～235℃；
S3：所述主挤塑机中熔融的激光反应物和PC、辅挤塑机中熔融的粒子同步进入挤出模头，挤出形成层叠的抗老化层1和反光打印层2，再经过压辊组进行压延成型，形成双层复合膜；
S4：在所述双层复合膜的反光打印层2表面形成阵列的棱镜结构。
作为优选，还包括与反光打印层2连接的压花底膜3，所述压花底膜3与反光打印层2对位冲压。
实施例3
一种激光打印用棱镜型反光膜，从上往下依次包括抗老化层1、反光打印层2，所述反光打印层2由PC、激光反应物组成，所述抗老化层1的厚度为80μm，透光率为90％以上；所述反光打印层2的顶部阵列有棱镜，所述棱镜的高度以一高N低为一周期进行循环，且N＝0，所述棱镜的顶角角度为90°，所述反光打印层2的厚度为135μm，所述激光反应物的粒径为400nm，PC和激光反应物的重量份比例为1：5‰，所述激光反应物在345nm～360nm波长的激光的照射下产生强吸收并引发所述PC热降解、碳化形成激光印刷图案，棱镜型反光膜的透光率相比于抗老化层1的透光率下降小于1％。
作为优选，所述激光反应物为无机芯-有机壳结构复合纳米颗粒，无机芯为二氧化钛，有机壳包括磺酸盐成炭剂、表面活性剂、偶联剂，所述表面活性剂包含聚乙二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的一种，所述偶联剂为聚硅氧烷。
作为优选，所述磺酸盐成炭剂为芳香族磺酸盐，所述二氧化钛、芳香族磺酸盐、表面活性剂、偶联剂的重量份比例为80:10.5:2.2:2.2。
作为优选，所述芳香族磺酸盐为2,4,5-三氯苯磺酸钠、二苯砜磺酸钾、聚苯基磷酸二苯砜酯中的一种。
作为优选，所述激光反应物制备方法：
Q1：取80份的二氧化钛，投入反应釜中，再取2.2份表面活性剂投入到反应釜中，高速搅拌；
Q2：取2.2份聚硅氧烷继续加入反应釜中，高速搅拌；
Q3：取10.5份的芳香族磺酸盐继续加入反应釜中，高速搅拌。
作为优选，所述抗老化层1由PMMA、抗氧化剂组成，所述PMMA、抗氧化剂的重量份比例为1：3.5‰。
作为优选，所述抗氧化剂包括非对称型受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、含硫抗氧剂中的至少一种。
作为优选，所述棱镜的高度以一高N低为一周期进行循环，且N≥1，高的棱镜与低的棱镜的高度比为1:0.6。
作为优选，包括如下制造方法：
S1：取抗氧化剂、PMMA置于造粒机中制成粒子，其中PMMA、抗氧化剂的重量份比例为1：3.5‰；
S2：取激光反应物、PC置于搅拌机中，搅拌均匀后倒入主挤塑机中，主挤塑机设有8段主控温区，所述主控温区的温度控制在150℃～275℃，同时将粒子倒入辅挤塑机中，辅挤塑机设有5段辅控温区，所述辅控温区的温度控制在210℃～235℃；
S3：所述主挤塑机中熔融的激光反应物和PC、辅挤塑机中熔融的粒子同步进入挤出模头，挤出形成层叠的抗老化层1和反光打印层2，再经过压辊组进行压延成型，形成双层复合膜；
S4：在所述双层复合膜的反光打印层2表面形成阵列的棱镜结构。
作为优选，还包括与反光打印层2连接的压花底膜3，所述压花底膜3与反光打印层2对位冲压。
实施例4
作为优选，所述棱镜的高度以一高N低为一周期进行循环，且N≥1，高的棱镜与低的棱镜的高度比为1:0.6。
本实施例中其他实施方式参照实施例1-3。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种激光打印用棱镜型反光膜，其特征在于：从上往下依次包括抗老化层(1)、反光打印层(2)，所述反光打印层(2)由PC、激光反应物组成，所述抗老化层(1)的厚度为50～100μm，透光率为90％以上；所述反光打印层(2)的顶部阵列有棱镜，所述棱镜的高度以一高N低为一周期进行循环，且N≥0，所述棱镜的顶角角度为60°～145°，所述反光打印层(2)的厚度为125～150μm，所述激光反应物的粒径为300～450nm，PC和激光反应物的重量份比例为1：1‰～1％，所述激光反应物在345nm～360nm波长的激光的照射下产生强吸收并引发所述PC热降解、碳化形成激光印刷图案，棱镜型反光膜的透光率相比于抗老化层(1)的透光率下降小于1％。
2.根据权利要求1所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，其特征在于：所述激光反应物为无机芯-有机壳结构复合纳米颗粒，无机芯为二氧化钛，有机壳包括磺酸盐成炭剂、表面活性剂、偶联剂，所述表面活性剂包含聚乙二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的一种，所述偶联剂为聚硅氧烷。
3.根据权利要求2所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，其特征在于：所述磺酸盐成炭剂为芳香族磺酸盐，所述二氧化钛、芳香族磺酸盐、表面活性剂、偶联剂的重量份比例为80:10:2:2～80:11:2.5:2.5。
4.根据权利要求3所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，其特征在于：所述芳香族磺酸盐为2,4,5-三氯苯磺酸钠、二苯砜磺酸钾、聚苯基磷酸二苯砜酯中的一种。
5.根据权利要求3所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，其特征在于：所述激光反应物制备方法：
Q1：取80份的二氧化钛，投入反应釜中，再取2～2.5份表面活性剂投入到反应釜中，高速搅拌；
Q2：取2～2.5份聚硅氧烷继续加入反应釜中，高速搅拌；
Q3：取10～11份的芳香族磺酸盐继续加入反应釜中，高速搅拌。
6.根据权利要求1所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，其特征在于：所述抗老化层(1)由PMMA、抗氧化剂组成，所述PMMA、抗氧化剂的重量份比例为1：2‰～5‰。
7.根据权利要求6所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，其特征在于：所述抗氧化剂包括非对称型受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂、含硫抗氧剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种激光打印用棱镜型反光膜，其特征在于：所述棱镜的高度以一高N低为一周期进行循环，且N≥1，高的棱镜与低的棱镜的高度比为1:0.6。
9.根据权利要求6所述的一种激光打印用棱镜型反光膜的制造方法，其特征在于：包括如下制造方法：
S1：取抗氧化剂、PMMA置于造粒机中制成粒子，其中PMMA、抗氧化剂的重量份比例为1：2～5‰；
S2：取激光反应物、PC置于搅拌机中，搅拌均匀后倒入主挤塑机中，主挤塑机设有8段主控温区，所述主控温区的温度控制在150℃～275℃，同时将粒子倒入辅挤塑机中，辅挤塑机设有5段辅控温区，所述辅控温区的温度控制在210℃～235℃；
S3：所述主挤塑机中熔融的激光反应物和PC、辅挤塑机中熔融的粒子同步进入挤出模头，挤出形成层叠的抗老化层(1)和反光打印层(2)，再经过压辊组进行压延成型，形成双层复合膜；
S4：在所述双层复合膜的反光打印层(2)表面形成阵列的棱镜结构。
10.根据权利要求9所述的一种激光打印用棱镜型反光膜的制造方法，其特征在于：还包括与反光打印层(2)连接的压花底膜(3)，所述压花底膜(3)与反光打印层(2)对位冲压。
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