CN114437609A - 一种热转印水性离型剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热转印水性离型剂及其制备方法，属于印刷涂料技术领域。热转印水性离型剂，包括由以下质量份数的原料组成：水性树脂胶粘剂10‑20份、超细颗粒料65‑75份、消泡剂0.1‑2份、流平剂0.1‑2份和稳定剂1‑3份。本发明还公开了上述热转印水性离型剂的制备方法。有益效果：在制备和使用过程中均不涉及有机溶剂，对人体和环境均无害，适用于热转印膜、热转印色带，具有良好的离型效果，提高转印层的转印效率及打印质量。
Description
技术领域
本发明属于印刷涂料技术领域，具体涉及一种热转印水性离型剂及其制备方法。
背景技术
目前在离型层制备过程中多使用的为溶剂型离型剂，因此对制备的工作人员和环境具有较大的危害，在后期使用过程离型层中依然会有部分有机溶剂的残留，不利于其在医疗、食品、日用品标签或图案打印中的使用。而使用水性离型剂制备的离型层在制备和使用过程中均不涉及有机溶剂的添加，对人员及环境不产生危害。
因此，提出一种热转印水性离型剂及其制备方法以解决现有技术中存在的不足。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供热转印水性离型剂，在制备和使用过程中均不涉及有机溶剂，对人体和环境均无害，适用于热转印膜、热转印色带，具有良好的离型效果，提高转印层的转印效率及打印质量。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：热转印水性离型剂包括由以下质量份数的原料组成：水性树脂胶粘剂10-20份、超细颗粒料65-75份、消泡剂0.1-2份、流平剂0.1-2份和稳定剂1-3份。
本发明的原理说明：
离型剂中所使用的水性树脂粘结剂具有良好的成膜性能，并且能够与基材具有良好的黏附性，并将颗粒料均匀、稳定地分散于基材之上，水性树脂粘结剂的使用在转印后对图案具有良好的耐刮性、耐溶剂性，并且能显著提升图案的光着；超细颗粒料粒径(D50)优选为3—20nm之间，为纳米级颗粒料，其具有较大的比表面积，在涂布时同水性树脂粘结剂形成均一的离型层具有良好的剥离性能和导热性能，有效的提升转印速率和转印质量；由于水性树脂粘结剂在摇晃和涂布过程中易产生气泡在烘干后在离型层中出现较大的气孔，导致理性层涂布不均匀，消泡剂的应用能够显著降低气泡的产生，提升离型层涂布良率；流平剂的应用则源于水性离型剂具有较大的表面张力，而使用的基材如PET膜表面张力较低，未使用流平剂则使的离型剂在涂布过程中出现收缩呈现“花斑”等聚集问题，致使理性层涂布不均匀无法起到良好的离型效果；同样的，该水性离型剂体系为高分子树脂材料和超细无机颗粒料在混合过程中由于体系的差异，会出现沉降、分层等问题导致离型剂混合液的不稳定等问题，则无法保证后续涂布的均匀性。
本发明的有益效果：
一、本发明选用水性体系材料制备包含水性高分子材料和无机纳米材料为原料，在制备和使用过程中均不涉及有机溶剂，对人体和环境均无害，是一种新型绿色环保型材料；
二、本发明所制备的水性离型剂在涂布时能够将转印层中的三层结构简化为两层结构，即离型层、着色层和接着层三层结构，简化为离型层和着色层两层结构，从而简化转印层的涂布工艺，生产方式更为简便；
三、本发明所制备的水性离型剂具有高的离型效果，可有效防止转印过程中产生剥离痕迹或拖尾等转印不良的现象，能够实现高速及高效率转印。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述水性树脂胶粘剂为水性丙烯酸类树脂、水性环氧树脂、水性聚氨酯类树脂中的任意一种或任意两种以上的混合物。
有益效果：所选用水性树脂胶粘剂具有良好的成膜性能，与PET基材就具有良好的附着力，能够使超细颗粒料均匀稳定的分散，并且转印后的图案具有良好的耐溶剂、耐刮性性能。
进一步，所述水性丙烯酸类树脂中的丙烯酸类树脂的质量含量为10-30％，所述水性环氧树脂中的环氧树脂的质量含量为40-60％，所述水性聚氨酯类树脂中的聚氨酯类树脂的质量含量为25-40％。
有益效果：在此范围内，能够保证耐溶剂和耐磨作用好。
进一步，所述超细颗粒料为气相二氧化硅水溶胶、氧化铝水溶液和氧化钛水溶液中的一种或两种以上的混合物，其粒径为3-20nm。
有益效果：超细颗粒料的加入能够提升离型层的离型效果，提升热转印膜的转印效率。
进一步，所述气相二氧化硅水溶胶中的气相二氧化硅的质量含量为10-30％，所述氧化铝水溶液中的氧化铝的质量含量为5-20％，所述氧化钛水溶液中氧化钛的质量含量为5-20％。
有益效果：在此范围内，能够提升碳带的转印能力。
进一步，所述消泡剂为聚硅氧烷和憎水颗粒在聚乙二醇中的混合物。
有益效果：由于水性树脂的应用在摇晃或涂布过程种会产生大量的气泡，气泡过多将会降低离型层的涂布质量，因此，聚硅氧烷和憎水颗粒在聚乙二醇中的混合物消泡剂的使用能够有效的降低气泡的产生，但消泡剂用量过多时将导致离型层膜面产生缩孔。
进一步，所述流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷类或聚醚环氧烷共聚物中的一种或两种以上的混合物。
有益效果：这是由于水性离型剂具有较高的表面张力，在涂布过程中会产生聚集，导致涂布不均匀，流平剂的引入能够显著降低水性离型剂的表面张力，使离型层能够在基材上均匀成膜。
进一步，所述稳定剂为聚羧酸钠盐类稳定剂。
有益效果：水性离型剂为高分子有机树脂和超细颗粒料为主要成分的混合型溶剂，在使用稳定剂后能够稳定体系中各组分均匀稳定的共存，确保在混合后不会出现沉降等问题。
本发明为实现上述目的之二提供一种热转印水性离型剂的制备方法，包括以下步骤：
取水性粘结剂10-20份搅拌均匀后，再和水性颗粒料取65-75份混合搅拌，再加入稳定剂1-3份搅拌均匀，然后加入消泡剂0.1-1份、流平剂0.5-1份搅拌至形成质量均匀的乳白色或透明色的液体，最后加入去离子水混合液，再将混合液超声10-20min得到水性离型剂。
有益效果：采用上述制备方法能够制备得到的离型剂，材料包含水性高分子材料和无机纳米材料为原料，在制备和使用过程中均不涉及有机溶剂，对人体和环境均无害，是一种新型环保型材料；本发明所制备的水性离型剂在涂布时能够将转印层中的三层结构简化为两层结构，即仅使用离型层、着色层和接着层，简化为离型层和着色层，从而简化转印层的涂布工艺，生产方式更为简便；本发明所制备的水性离型剂具有高的离型效果，可有效防止转印过程中产生剥离痕迹或拖尾等转印不良的现象，能够实现高速转印和高效率转印。
进一步，所述水性粘结剂的搅拌速度为200-300r/min，时间为2-4min；所述水性颗粒料的搅拌速度为200-300r/min，时间为2-4min；所述稳定剂的搅拌速度为300-500r/min，时间为2-4min；所述消泡剂和所述流平剂的搅拌速度为100-150r/min，时间为2-4min。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
本实施例提供一种热转印水性离型剂，包括由以下质量份数的原料组成：水性树脂胶粘剂10份、超细颗粒料70份、消泡剂0.1份、流平剂0.5份和稳定剂1.8份，浓度为15％。
热转印水性离型剂的制备：
丙烯酸类树脂的质量含量为10-30％的水性聚丙烯酸树脂，pH值为7.5-10、环氧树脂的质量含量为40-60％水性环氧树脂，pH值为6-8和聚酰胺树脂的质量含量为25-40％水性聚酰胺树脂，pH值为6-9中的一种或多种通过机械搅拌(200-300r/min，2-4min)混合均匀后制备成固含量为20％的水性胶粘剂溶液，然后称取一定量的水性胶粘剂溶液至烧杯中备用，再称取由气相二氧化硅的质量含量为10-30％的二氧化硅水溶液,粒径3-20nm，pH值为7.5-9.5、氧化铝的质量含量为5-20％的γ氧化铝水溶液，粒径3-20nm，pH值为7.5-9.5、氧化钛的质量含量为5-20％二氧化钛水溶液粒径3-20nm，pH值为7.5-9.5中的以一种或多种溶液至于之前的烧杯中同水性胶粘剂溶液进行混合，同时加入称量好的稳定剂1.8份将其混合均匀通过机械搅拌(300-500r/min，10-15min)，最后加入已称量好的消泡剂0.1份和流平剂0.5份低速搅拌(100-150r/min)至所有组分均溶剂形成质量均匀的乳白色或透明色的液体，并加入一定量的去离子水调制至配方实施例中要求的固含量，将混合液超声10-20min确保各组分均匀分散，即得到水性离型剂。
实施例2：
本实施例与实施例1不同之处在于；
由以下质量份数的原料组成：水性树脂胶粘剂12份、超细颗粒料70份、消泡剂0.1份、流平剂0.6份和稳定剂1.6份，浓度为12.5％。
实施例3：
本实施例与实施例1不同之处在于；
由以下质量份数的原料组成：水性树脂胶粘剂14份、超细颗粒料70份、消泡剂0.2份、流平剂0.5份和稳定剂1.5份，浓度为10％。
实施例4：
本实施例与实施例1不同之处在于；
由以下质量份数的原料组成：水性树脂胶粘剂16份、超细颗粒料70份、消泡剂0.2份、流平剂0.5份和稳定剂1.5份，浓度为7.5％。
实施例5：
本实施例与实施例1不同之处在于；
由以下质量份数的原料组成：水性树脂胶粘剂10份、超细颗粒料65份、消泡剂0.1份、流平剂0.5份和稳定剂1.7份，浓度为15％。
实施例6：
本实施例与实施例1不同之处在于；
由以下质量份数的原料组成：水性树脂胶粘剂12份、超细颗粒料65份、消泡剂0.2份、流平剂0.6份和稳定剂1.6份，浓度为10％。
实施例7：
本实施例与实施例1不同之处在于；
由以下质量份数的原料组成：水性树脂胶粘剂12份、超细颗粒料65份、消泡剂0.2份、流平剂0.6份和稳定剂1.6份，浓度为10％。
实施例8：
本实施例与实施例1不同之处在于；
由以下质量份数的原料组成：水性树脂胶粘剂16份、超细颗粒料65份、消泡剂0.2份、流平剂0.5份和稳定剂1.5份，浓度为7.5％。
对比例1：
水性胶粘剂5份
水性丙烯酸树脂(固含量为20％，pH值为8.5)
水性环氧树脂(固含量为50％，pH值为7.0)
水性颗粒料组分80份(二氧化硅)
(固含量为30％，pH值为8.0，粒径0.3-0.6微米)
消泡剂0.1份
流平剂0.5份
去离子水85份
上述配方的水性离型剂的制备方法同实施例中过程相同，仅需要更换其中的各组分原料及质量分数进行制备即可，此处不再进行相关制备描述。
对比例2：
水性胶粘剂组分30份
水性聚酰胺树脂(固含量为35％，pH值为8.0)
水性环氧树脂(固含量为50％，pH值为7.0)
水性颗粒组分100份
α-氧化铝(固含量20％，pH值为8.5粒径：0.2-10nm)
稳定剂2.5份
去离子水60份
上述配方的水性离型剂的制备方法同实施例中过程相同，仅需要更换其中的各组分原料及质量分数进行制备即可，此处不再进行相关制备描述。
对比例3：
水性胶粘剂组分40份
水性聚酰胺树脂(固含量为35％，pH值为8.0)
水性环氧树脂(固含量为50％，pH值为7.0)
水性颗粒组分50份
α-氧化铝(固含量20％，pH值为8.5，10-30nm)
二氧化钛(固含量20％，pH值为8.0，粒径10-20nm)
消泡剂1份
流平剂0.8份
稳定剂2.2份
去离子水123份
上述配方的水性离型剂的制备方法同实施例中过程相同，仅需要更换其中的各组分原料及质量分数进行制备即可，此处不再进行相关制备描述。
将制备好的水性离型剂体涂布于PET薄膜上，至于105℃的烘箱种20-40s，待水分完全蒸发后即得到离型层。
为进一步获得水性离型剂贮存性、成膜性和应用性的效果，本发明对以上配方进行以下测试；
(1)贮存性测试
将制备的水性离型剂至于10ml量筒中，并用保鲜膜进行封口防止水分的挥发，静置放置6个月观察有无分层。
(2)膜面测试
通过投射式电子显微镜放大200倍对离型层膜面进行观测，查表面有无漏涂、气孔、气泡等问题。表面有漏涂并出现离型剂的大面积的聚集则表面明离型剂的流平性能较差，反之则较好，出现气孔则表明消泡剂用量过大，出现气泡说明消泡剂用量不足。
(3)转印测试
为便于识别本发明中水性离型剂的离型效果，本发明将上述中的实施例1-8、对比例1-2进行油墨层和背涂层的涂覆，并进行打印测试。打印测试选用的基材为市面比较常见哑银纸，选择打印的图案为条形码，打印测试设备选用Zebra打印机并固定打印浓度为20％，打印速度选用17.7cm/s，观察打印后图片的清晰与否，是否出现断带、掉墨等现象。测试结果，如下表1。
表1
由实施例1-8和对比例1-3的数据可以看出，本发明所制备的色带具有良好的稳定性和流平性，色带膜面平整无气孔、气泡、聚集等问题，在打印测试中打印图案清晰，无断带和掉墨现象。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种热转印水性离型剂，其特征在于，包括
由以下质量份数的原料组成：水性树脂胶粘剂10-20份、超细颗粒料65-75份、消泡剂0.1-2份、流平剂0.1-2份和稳定剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的热转印水性离型剂，其特征在于，所述水性树脂胶粘剂为水性丙烯酸类树脂、水性环氧树脂、水性聚氨酯类树脂中的任意一种或任意两种以上的混合物。
3.根据权利要求2所述的热转印水性离型剂，其特征在于，所述水性丙烯酸类树脂中的丙烯酸类树脂的质量含量为10-30％，所述水性环氧树脂中的环氧树脂的质量含量为40-60％，所述水性聚氨酯类树脂中的聚氨酯类树脂的质量含量为25-40％。
4.根据权利要求1所述的热转印水性离型剂，其特征在于，所述超细颗粒料为气相二氧化硅水溶胶、氧化铝水溶液和氧化钛水溶液中的一种或两种以上的混合物，其粒径为3-20nm。
5.一种根据权利要求4所述的热转印水性离型剂，其特征在于，所述气相二氧化硅水溶胶中的气相二氧化硅的质量含量为10-30％，所述氧化铝水溶液中的氧化铝的质量含量为5-20％，所述氧化钛水溶液中氧化钛的质量含量为5-20％。
6.一种根据权利要求1所述的热转印水性离型剂，其特征在于，所述消泡剂为聚硅氧烷和憎水颗粒在聚乙二醇中的混合物。
7.一种根据权利要求1所述的热转印水性离型剂，其特征在于，所述流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷类或聚醚环氧烷共聚物中的一种或两种以上的混合物。
8.一种根据权利要求1所述的热转印水性离型剂，其特征在于，所述稳定剂为聚羧酸钠盐类稳定剂。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的热转印水性离型剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
取水性粘结剂10-20份搅拌均匀后，再和水性颗粒料取65-75份混合搅拌，再加入稳定剂1-3份搅拌均匀，然后加入消泡剂0.1-1份、流平剂0.5-1份搅拌至形成质量均匀的乳白色或透明色的液体，最后加入去离子水混合液，再将混合液超声10-20min得到水性离型剂。
10.一种根据权利要求9所述的热转印水性离型剂的制备方法，其特征在于，所述水性粘结剂的搅拌速度为200-300r/min，时间为2-4min；所述水性颗粒料的搅拌速度为200-300r/min，时间为2-4min；所述稳定剂的搅拌速度为300-500r/min，时间为2-4min；所述消泡剂和所述流平剂的搅拌速度为100-150r/min，时间为2-4min。
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| WO2024078484A1 (en) * | 2022-10-12 | 2024-04-18 | Avery Dennison Corporation | Non-silicone and non-fluorine release coating comprising polymer binders and micro beads |
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