CN114163871A - 一种超高黑度的蓝相黑色凹版油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油墨领域，尤其是涉及一种超高黑度的蓝相黑色凹版油墨及其制备方法。该超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，包括如下重量份的各组分：高Tg点饱和聚酯树脂；低Tg点饱和聚酯树脂；分散剂；导电炭黑；硅酸镁铝填料；主溶剂；助溶剂；附着力促进剂；流平剂；所述高Tg点饱和聚酯树脂的Tg值为47‑70℃；所述低Tg点饱和聚酯树脂的Tg值为10‑20℃。本发明提供的油墨墨同时具有遮盖性高，耐酒精、抗指纹、耐划伤性能优异。
Description
技术领域
本发明属于油墨领域，尤其是涉及一种超高黑度的蓝相黑色凹版油墨及其制备方法。
背景技术
目前市场上使用凹版涂布的产品多为3C电子行业(如手机电池包装、手机屏蔽膜、电脑屏蔽膜、电子标签、电子胶带等)、汽车领域(轮胎高温标签、车衣保护膜等)、家具类(抗刮保护膜等)。以上为凹版涂布行业的主要应用领域，并且大部分已经完成了全部的国产化，且国产化后的质量非常高，但对于一些高端行业则基本上全部依赖进口，国产化进程还相当缓慢，如镜头行业使用的光学膜，特别是黑色遮光光学膜的使用还是基本依赖日本、韩国等进口，除成本高额外，主要是关键技术受到制约。
一款以透明PET为基材，超哑光、全遮、蓝相的黑色光学膜目前主要依靠日本进口使用，该光学膜的主要特点是：①当使用不同波长(如1000nm和400nm)的光源照射膜材时，不同波长的光源反射率基本一致(目前行业要求不能超过0.6，即膜材光泽要小于0.6Gs)，日本进口膜材光泽基本保持在0.5Gs；②当对黑色膜材进行切割时，涂层的切面正面要求光泽不能上升明显，日本进口膜切面会有一点光泽上升趋势，后续通过将膜浸泡在10％NaOH溶液(溶剂为乙醇：酒精＝1:1)中使得切面被腐蚀至哑光状态；目前常规的黑色油墨使用的消光手段基本上均为二氧化硅消光，或者蜡粉消光，此类消光填料表面消光能力强，在涂层内部是被树脂基料包裹住的状态，因此当涂层产生切边时，切边正面会产生很明显的光泽上升现象，因此对于消光填料的选择，特别是消光填料粒径的选择相当重要。
常规的凹版黑色哑光油墨用于中低端产业已完全能够满足性能需求，甚至产生性能冗余，但对于高端光学产业来说，普通的油墨已无法满足较高的性能需求了；对于普通的凹版哑光黑色油墨来说，目前市场上的光泽要求通常是2±1Gs，遮盖性能从全遮到半遮都有，涂层厚度也参差不齐，并且通常对于黑色色相要求不高，当需要蓝相时，通常会在黑色涂层表面再印刷一层半透明哑油来降低黑色涂层的L、a、b值，并且这种方法效果非常明显，但是这种方法对于光学膜的生产来说首先是增加了生产工序，提升了生产成本，另外对于需要导电性能需求的涂层来说会影响导电性甚至绝缘，而将哑油制作成导电黑色则又无法起到降低色差值的作用，因此通过配方设计、黑色直涂达到最终的需求性能是很有必要的。
现有的凹版黑色哑光油墨存在几个缺点：
①一般聚氨酯体系凹版黑色油墨色相较差，黑度较差，大多为红黄相，并且当光泽越低时，涂层越泛白(即L值上升)，通常光泽都不会低于1.5Gs；
②聚氨酯体系凹版黑色油墨由于树脂本身的抗刮性能较差，当制得的黑色油墨光泽很低时，由于表面抗刮性太差，易产生亮痕，并且能够直接影响涂层切边时切面的光泽，使光泽急剧上升；
③一般单一的聚酯、聚氨酯体系凹版黑色油墨由于树脂分子柔顺性较好，在较薄PET(6μ m)上涂布后，涂层较软，膜材挺度较差，对于后续使用安装不利；
④一般聚氨酯体系凹版黑色油墨具有较为优异的底材附着力，但耐酒精性能通常较差，在使用时通常可用来做底涂使用，而作为面涂各项耐化性能则较难达到；
⑤一般丙烯酸体系凹版黑色油墨通常在PET素材上无优异的附着力，对于后续膜材切边时会产生切边位置爆边脱落现象；
⑥普通的环氧树脂体系需要添加胺类固化剂，且反应温度较高，一般在170℃以上，较高的干燥温度限制了该体系在PET材料上的使用；
⑦一些羟基改性后的环氧树脂能够在较低温度(130℃左右)或常温下与异氰酸酯固化剂反应固化，但是也很难在PET/PI素材上实现优异的附着。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供一种超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，该凹版油墨同时具有遮盖性高，耐酒精、抗指纹、耐划伤性能优异。
为了实现上述发明目的，本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，其包括如下重量份的各组分：
所述高Tg点饱和聚酯树脂的Tg值为47-70℃；所述低Tg点饱和聚酯树脂的Tg值为10-20 ℃。
优选地，所述高Tg点饱和聚酯树脂的数均分子量为8000—23000。
进一步优选地，所述高Tg点饱和聚酯树脂为ES100、ES110、ES120、东洋纺VYLON200、 VYLON885、BX7000中的一种或几种。
高分子量能够保证树脂对于炭黑及填料的包裹性，在确保油墨附着力的前提下尽可能的提升油墨涂布效果；使用的树脂Tg点在47-70℃范围，高Tg点使得树脂固化成膜后表面具有一定的硬度、挺度，涂层耐划伤性能、耐酒精性能较好。(由于高Tg点聚酯树脂具有优异的耐酒精性能、硬度、挺度，因此解决了上述技术不足②③④)
优选地，所述低Tg点饱和聚酯树脂的数均分子量为16000-30000。
优选地，所述低Tg点饱和聚酯树脂为ES320、ES350、ES360、GK150、673、600中的一种或几种。Tg点较低的饱和聚酯树脂具有更好的柔顺性、延展性，与适量的固化剂搭配使用时，能够有效提升油墨整体在底材上的附着力，当树脂分子量较高时(分子量在16000以上)，通常树脂对炭黑、二氧化硅等高吸油值类填料具有更好的包裹性，因此可以搭配少量分散剂就能够很好的解决炭黑及无机填料在油墨中的分散性，提升油墨整体的涂布效果，增加涂层美观性。(由于使用的低Tg点饱和聚酯树脂具有优异的附着力，因此解决了上述技术不足⑤⑦)
优选地，所述分散剂为BYK-163、BYK-110、BYK-106、路博润20000、路博润24000中的一种或几种。在本发明中分散剂的作用为对炭黑及消光粉具有较好分散作用、降低油墨整体粘度，给予油墨涂布更优的操作性，另外本发明中分散剂与特定炭黑的搭配使用能够使得油墨在涂布干燥后具有非常优异的黑度、遮盖、及蓝色相，特殊的搭配使用使得本发明油墨不需要添加额外助剂或填料来降低油墨L值及a、b值，因此墨层干燥后美观性非常高。(分散剂与特定炭黑的使用使得涂层干燥后具有优异的色相效果，因此解决了上述技术不足①)
优选地，所述导电碳黑为卡博特BP2000、BP7、德固赛L6、XE2、特密高250G、天津优盟 YM200、YM100B中的一种或几种。本发明使用的导电炭黑具有较高的吸油值、比表面积，因此炭黑结构非常高，黑度较高，遮盖力较好，导电性强，在于一定量的分散搭配使用时能够较为轻易的分散在树脂基料中形成稳定均匀体系，涂布成膜后涂膜表观效果好，优异的炭黑导电性给与涂层稳定的低表面电阻值。本发明涂布后的油墨干膜表面电阻能够小于1.4×104Ω，同时油墨层还具有非常优异的遮盖性能以及蓝相效果。
优选地，所述硅酸镁铝填料是利用矿物进行精度提纯，超细活化加工而成的一种无机白色硅酸镁铝胶体粉状物质，具有较强成膜、悬浮、防增稠作用，提高涂刷性、遮盖率。优选地，所述硅酸镁铝填料的粒径为3-5μm。与常用的消光粉二氧化硅相比，本发明使用的粒径在3-5μm硅酸镁铝填料也具有一定的消光能力，同时可将添加量大大提升而不影响附着力及涂层表面发白，普通的二氧化硅消光粉在成膜过程中会不断的迁移到涂层表面而使得涂层表面L值上升，降低黑度。
优选地，所述主溶剂为丁酮、乙酯、丁酯、甲基异丁基酮中的一种或几种。主溶剂的作用主要为溶解树脂，为油墨整体提供一个优良的粘度调整范围，同时溶剂沸点相对较低，为了使油墨涂层在干燥过程中溶剂挥发足够完全，尽可能的产生极少量溶剂残留，溶解力较好的溶剂对于高 Tg点树脂的溶解具有促进意义，同时很大程度上优化了涂膜效果。(合适的主溶剂体系是油墨稳定性、存储稳定性的关键，能有效的阻止油墨析出、返粗、麻点等不良现象的产生，例外低沸点溶剂在较低温度下能够快速挥发，因此解决了上述问题⑥)。
优选地，所述助溶剂为醋酸正丙酯、丙二醇甲醚、异丙醇、正丁醇中的一种或几种。其作用主要是提升溶剂在烘烤及熟化过程中的溶剂释放性，溶剂释放性越高，涂层在底材上的附着力越好，防止了油墨因低沸点溶剂的快速挥发使得涂膜表面结皮，内部溶剂挥发通道受阻，进而在涂层与底材之间形成了阻隔影响附着力。(助溶剂优异的溶剂释放性能够较为有效的防止涂层在底材上的附着力变差，因此解决了上述问题⑦)
优选地，所述附着力促进剂为无锡益申科技的BSA-1007、BSA-6201、毕克化学的BYK- 4509、BYK-4512中的一种或几种，其作用为促进油墨体系对于底材的润湿性，进而增加油墨在底材上的附着力附着力促进剂的添加可以使得涂层柔韧性增加部分。(因使用的附着力促进剂对于涂层附着力及柔韧性均有促进作用，因此解决了上述问题⑤⑦)
优选地，所述流平剂为毕克化学的BYK-333，励欧助剂的NEO-5025，华夏助剂的HX-3060 中的一种或几种，所述流平剂为有机硅流平剂或者不含有机硅的流平剂，其作用是促进油墨层在涂布完成后的表面流平效果，同时流平剂的添加能够促进树脂与炭黑、无机填料间的结合作用，使得油墨均匀性、一致性更佳。
本发明还提供了所述超高黑度的蓝相黑色凹版油墨的制备方法，其包括如下步骤：
S1、将高Tg点饱和聚酯树脂与低Tg点饱和聚酯树脂混合后搅拌分散均匀，得到均匀透明流体；
S2、在步骤1所得透明液体中添加分散剂，搅拌分散均匀；
S3、在步骤S2结束后，加入导电炭黑、硅酸镁铝填料，搅拌分散，待搅拌的油墨温度升高至 60-70℃时停止搅拌分散；
S4、在步骤S3中倒入适量的主溶剂及助溶剂，研磨，达到所需细度后过滤；
S5、在步骤S4所得到的半成品中加入剩余的附着力促进剂及流平剂，搅拌分散均匀后得到成品。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明中选用的高Tg点饱和聚酯树脂与低Tg点饱和聚酯树脂按照特定比例搭配使用后，配以适量异氰酸酯固化剂完成交联固化后，油墨层具有优异的附着力、耐酒精性能达到500 力50次以上擦拭涂膜无破损以及一定的抗刮性能，抗刮性为指甲轻微划过后的痕迹使用无尘布可轻易抹掉。
(2)消光填料采用的是硅酸镁铝填料，既有类似二氧化硅的消光能力，又较二氧化硅来说抗刮伤性能更好，主要是该填料能够在达到墨层光泽小于0.6Gs后还能够具有足够的黑度，L值小于25，并且蓝相显著。
(3)本发明中选用的分散剂为BYK-163与导电炭黑共同作用后能够使得涂层显黑性更好，而其他常规分散剂通常会比较黄，不能满足光学膜上对于黑度的要求。
(4)本发明提供的油墨还解决了部分光学膜上对于400nm—1000nm红外光照时光谱的稳定性和反射率以及在具有高遮盖性能前提下表面电阻≤104Ω的性能要求。
附图说明
图1为PET涂布超黑导电黑色油墨图。
图2为超黑导电油墨干膜电镜图片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但绝不是对本发明的限制。
实施例1
一种超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，其包括如下重量份的各组分：
所述超高黑度的蓝相黑色凹版油墨的制备方法包括如下步骤：
S1、将高Tg点饱和聚酯树脂与低Tg点饱和聚酯树脂混合后搅拌分散均匀，得到均匀透明流体；
S2、在步骤S1中添加分散剂，以800rpm的速度分散10分钟；
S3、在步骤S2结束后，加入导电炭黑、硅酸镁铝填料，并以800rpm的速度分散30分钟，待搅拌的油墨温度升高至60-70℃时停止搅拌分散；
S4、在步骤S3中倒入适量的主溶剂及助溶剂，并以1000rpm的速度分散10分钟后进行研磨，达到所需细度并300目过滤；
S5、在步骤S4所得到的半成品剩余的附着力促进剂及流平剂，以800rpm的速度分散10分钟后得到成品。如图1-2所示，从图中可以看出，本实施例提供的油墨涂布后外观细腻，目视呈蓝黑相。
性能测试
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，其包括如下重量份的各组分：
高Tg点饱和聚酯树脂 22～31份
低Tg点饱和聚酯树脂 8～15份
分散剂 6～12份
导电炭黑 8～17份
硅酸镁铝填料 15～22份
主溶剂 17～35份
助溶剂 8～17份
附着力促进剂 1～3份
流平剂 0.3～0.8份
所述高Tg点饱和聚酯树脂的Tg值为47-70℃；所述低Tg点饱和聚酯树脂的Tg值为10-20℃。
2.根据权利要求1所述超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，其特征在于，所述高Tg点饱和聚酯树脂的数均分子量为8000—23000。
3.根据权利要求2所述的超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，其特征在于，
所述高Tg点饱和聚酯树脂为ES100、ES110、ES120、东洋纺VYLON200、VYLON885、BX7000中的一种或几种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，其特征在于，所述分散剂为BYK-163、BYK-110、BYK-106、路博润20000、路博润24000中的一种或几种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，其特征在于，导电碳黑为卡博特BP2000、BP7、德固赛L6、XE2、特密高250G、天津优盟YM200、YM100B中的一种或几种。
6.根据权利要求1-3任一项所述的超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，其特征在于，所述主溶剂为丁酮、乙酯、丁酯、甲基异丁基酮中的一种或几种。
7.根据权利要求1-3任一项所述的超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，其特征在于，所述助溶剂为醋酸正丙酯、丙二醇甲醚、异丙醇、正丁醇中的一种或几种。
8.根据权利要求1-3任一项所述的超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，其特征在于，所述附着力促进剂为无锡益申科技的BSA-1007、BSA-6201、毕克化学的BYK-4509、BYK-4512中的一种或几种。
9.根据权利要求1-3任一项所述的超高黑度的蓝相黑色凹版油墨，其特征在于，所述流平剂为毕克化学的BYK-333,励欧助剂的NEO-5025，华夏助剂的HX-3060中的一种或几种。
10.如权利要求1-8任一项所述的超高黑度的蓝相黑色凹版油墨的制备方法，其包括如下步骤：
S1、将高Tg点饱和聚酯树脂与低Tg点饱和聚酯树脂混合后搅拌分散均匀，得到均匀透明流体；
S2、在步骤S1所得透明液体中添加分散剂，搅拌分散均匀；
S3、在步骤S2结束后，加入导电炭黑、硅酸镁铝填料，搅拌分散，待搅拌的油墨温度升高至60-70℃时停止搅拌分散；
S4、在步骤S3中倒入适量的主溶剂及助溶剂，研磨，达到所需细度后过滤；
S5、在步骤S4所得到的半成品中加入剩余的附着力促进剂及流平剂，搅拌分散均匀后得到成品。
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