CN114525056A - 一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层以及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层以及制备方法，涉及热传感色带技术领域，包括：饱和聚酯树脂35‑55份、分散剂2份、颜料10‑15份、三元氯醋树脂40‑60份、丁酮300‑500份。本发明本中向油墨添加的三元氯醋树脂使得制备出的油墨材料与铜版纸和消银龙等基材之间有更好的附着力。离型层中的二氧化硅微球质地坚硬，耐磨且耐高温，覆盖在油墨层表面后显著提高了所打印图案的耐刮擦性能。大分子量的聚甲基丙烯酸甲酯做主体的离型层对二氧化硅微球和聚四氟乙烯蜡颗粒起到了坚实的承托作用。此外，离型层主体填充在了二氧化硅微球和聚四氟乙烯蜡颗粒的缝隙中，使有机溶剂难以渗透接触到油墨层，从而使油墨层拥有良好的耐有机溶剂性能。

Description

一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层以及制备方法

技术领域

本发明涉及热传感色带技术领域，尤其涉及一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层以及制备方法。

背景技术

热敏打印机运用热感式打印头将热传感色带上面的油墨层打印到消银龙、铜版纸等的基体材料上。从而在基体材料上形成提前设定好的二维码、条形码、文字符号内容。热敏打印机在经销发票、服装标签、电子产品标签、商品包装袋等的生产过程中被广泛应用，可以大大便利人们的生活，因此受到老百姓的青睐。

热传感色带是四层结构的有机整合，即PET基膜、背涂层、油墨层、离型层。一些针对特定基材的热传感色带还会在油墨层外部添加一层粘结层以增强油墨层与待打印介质之间的粘结力。热敏打印机的工作原理为，通过计算机程序将要打印的图案信息转换成电信号，使得热感式打印头有选择的在热传感色带上的特定位置加热，将与目标信息相对应的油墨层转印到基材上，这个过程会在几微秒内完成。油墨对基材的附着力取决于其成分，举例来说，含有醋酸纤维素的油墨对水洗布标的附着力较大，含有聚氨酯树脂成分的油墨对热塑性聚氨酯弹性体橡胶的附着力较大。所以，为了得到在特定的应用场景（如水洗、有机溶剂冲洗、大力刮擦、洗涤剂冲洗）中任然能保持图案清晰的标签，人们在油墨层材料中加入了不同的树脂以提高热传感色带油墨层与基材间的粘结力。

根据日本发明专利，公开号为：JP2005262583A，名称为：Thermal transferrecording medium, thermal transfer recording method and recording medium，提出了一种耐氯化溶剂干洗且耐水洗的热传感色带油墨，其主成分为包含不饱和羧酸的缩水甘油酯的树脂，为了提高热熔性能，在热敏转印层中添加了磺酰胺。此外，为了进一步改善标签在氯化溶剂中干洗后的清晰度，还添加了醋酸纤维素树脂作为具有增强功能的树脂成分，提高了标签在水洗和溶剂干洗后的清晰度。

根据日本发明专利，公开号为：JP2006255986A，名称为：Thermal transferrecording material，提出了一种拥有耐干洗功能的油墨层材料，该发明在墨层中加入了聚合物树脂，并且向油墨层分子中添加了胺、磺酸盐、烷基胺等物质而使获得的油墨在印刷到基体上后具有耐干洗的属性。

根据中国发明专利，公开号为：CN100513188，名称为：一种纯树脂型热转印碳带及其制备方法，提出了一种纯树脂型热传感色带，能在高速低热量的打印场景下打印出边缘鲜明的图像。所打印的标签应用场景广泛，能满足各种较苛刻的环境的应用要求。可以在聚乙烯（PE），聚酯（PET），聚丙烯（BOPP）等基材上进行清晰的打印。其主要特点是有较理想的图像耐久性、耐摩擦性、耐热性和耐腐蚀性。

根据中国发明专利，公开号为：CN102658736A，名称为：一种转印图文具有夜光效果的热转印碳带及其制备方法，提出了一种具有夜光效果的热传感色带油墨。热传感色带中离型层、油墨层所含的夜光粉能在阳光和灯光中吸收能量，并于暗处释放出可见光。还可以通过调整荧光粉的成分来调节荧光强度和荧光时间，有利于在黑暗处寻找和识别物品。

根据中国发明专利，公开号为：CN109810575A，名称为：一种耐水洗的皮革数码印花喷墨墨水及其制备方法和应用，提出了一种可以在皮革上面印花的且具有耐水洗功能的油墨。向油墨中添加聚氨酯树脂和氯醋树脂增强了油墨对于皮革基体的附着力，使转印至皮革上的油墨有卓越的耐水洗功能。

但是，在热传感色带领域，打印在基材上的油墨层遇到有机溶剂极易脱落的问题一直没有被有效解决，这一缺点限制了热敏打印的推广。进一步增强热传感色带油墨层材料与打印介质间的附着力，提高打印产物的耐有机溶剂性能，拓宽热传感色带的应用领域就十分必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在热传感色带领域，打印在基材上的油墨层遇到有机溶剂极易脱落的问题一直没有被有效解决，这一缺点限制了热敏打印的推广，为了解决该技术问题，提出了一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层以及制备方法，按重量份数计，该热传感色带油墨层材料包括：饱和聚酯树脂35-55份、分散剂2份、颜料10-15份、三元氯醋树脂40-60份、丁酮300-500份。

优选的，所述饱和聚酯树脂的分子量为8000-15000，玻璃转化温度为50-90℃。

优选的，所述分散剂为路博润17000。

另一方面，本发明公开了该耐有机溶剂油墨的制备方法包括以下步骤：

1）称取饱和聚酯树脂35-55份、三元氯醋树脂40-60份、颜料10-15份、路博润170002份加入到300-500份丁酮中，在室温下搅拌1-1.5小时混合均匀，获得热传感色带用耐有机溶剂油墨粗料；

2）将步骤1）中混匀的耐有机溶剂油墨粗料加入到卧式砂磨机中并研磨9-12小时，即获得所述热传感色带用耐有机溶剂油墨材料。

另一方面，本发明公开了一种与耐有机溶剂油墨层相匹配的离型层，其特征在于，按重量分数计，该离型层包括：聚甲基丙烯酸甲酯70份、聚四氟乙烯蜡颗粒30份、二氧化硅微球10份、有机溶剂400份。

优选的，所述有机溶剂为丁酮、环己酮和甲基异丁基酮中的一种或两种。

7.根据权利要求5所述的与耐有机溶剂油墨层相匹配的离型层，其特征在于，所述二氧化硅微球的粒径为1.5微米，所述聚四氟乙烯蜡颗粒的粒径为1.5微米。

另一方面，本发明公开了一种与耐有机溶剂油墨层相匹配的离型层的制备方法包括以下步骤：

1）称取二氧化硅微球10份和聚四氟乙烯蜡颗粒30份加入到100份有机溶剂中，搅拌1小时使二氧化硅微球和聚四氟乙烯蜡颗粒均匀分散；

2）称取聚甲基丙烯酸甲酯70份加入到300份有机溶剂中，在70 ℃下搅拌1小时使均匀溶化；

3）将步骤1）和步骤2）所得蜡的溶化物搅拌2小时充分混合即得到耐有机溶剂热传感色带用离型层材料成品。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明本发明提供的热传感色带用耐有机溶剂油墨，通过向其中添加三元氯醋树脂，使得制备出的油墨材料与打印基材之间有更好的附着力，使得所转印的信息更加牢固的附着在标签表面。油墨层中的饱和聚酯树脂玻璃转化温度（Tg点）高，耐打印温度高，耐酒精性能也更好。

2、与耐有机溶剂油墨相匹配的离型层在室温下与耐有机溶剂油墨层之间结合力较强，可以避免传统的热传感色带在储存和运输过程中可能会出现的掉墨问题。离型层中的聚甲基丙烯酸甲酯质脆，打印过程中，离型层与PET基膜之间表现出良好的分离效果，这可以显著提高打印过程中油墨层和离型层向基材上黏附的合力，使打印的图案与基材结合更加牢固，进一步增强了耐有机溶剂性能。

3、离型层主体聚甲基丙烯酸甲酯（分子量10万左右，玻璃转化温度约为105℃）的质地较硬，对二氧化硅微球和聚四氟乙烯蜡颗粒起到了坚实的承托作用。此外，离型层主体填充在了二氧化硅微球和聚四氟乙烯蜡颗粒的缝隙和凹凸面中，使有机溶剂难以渗透接触到油墨层，从而使油墨层拥有良好的耐有机溶剂性能。

4、二氧化硅微球质地坚硬，耐磨且耐高温，显著提高了所打印图案的耐刮擦性能。

附图说明

图1为本发明耐有机溶剂热传感色带打印并刮擦测试的示意图。

图中标号：1、背涂层；2、PET基膜；3、离型层主体；4、二氧化硅微球；5、油墨层；6、标签基材。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的阐述和说明。但本发明要保护的内容并不仅限于此，凡是基于上述内容和思想实现的类似反应，均属于本发明的保护范围。

实施例1（油墨层所用饱和聚酯树脂分子量为8000，离型层所用有机溶剂为环己酮）

一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层以及制备方法，该热传感色带耐有机溶剂油墨包括：饱和聚酯树脂35 g（分子量8000，Tg点65℃）、路博润17000 2 g、炭黑10 g、三元氯醋树脂40 g、丁酮300 g。相匹配的离型层包括：二氧化硅微球10g、聚甲基丙烯酸甲酯70 g、聚四氟乙烯蜡颗粒30 g、环己酮400 g。

一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层的制备方法，包含下述步骤：

1）称取饱和聚酯树脂（分子量8000，Tg点65℃）35 g、三元氯醋树脂40 g、炭黑10g、路博润17000 2 g加入到300 g丁酮中，在室温下搅拌1小时混合均匀，获得热传感色带用耐有机溶剂油墨粗料；

2）将步骤（1）中混匀的耐有机溶剂油墨粗料加入到卧式砂磨机中并研磨9小时，即获得热传感色带用耐有机溶剂油墨；

3）称取二氧化硅微球10 g和聚四氟乙烯蜡颗粒30g加入到100 g环己酮中，搅拌1小时使二氧化硅微球和聚四氟乙烯蜡颗粒分散均匀；

4）称取聚甲基丙烯酸甲酯70 g加入到300 g环己酮中，在70 ℃下搅拌1小时使均匀溶化；

5）将步骤（3）和步骤（4）所得物质搅拌2小时充分混合后得到耐有机溶剂热传感色带用离型层材料。

将实施例1所制备的一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层材料实际运用于热传感色带的工业化生产中。先涂布离型层，然后将涂布离型层后的基膜在90 ℃的烘干温度下以140米/分钟的速度通过12米烘箱。随后涂布耐有机溶剂油墨，基膜再一次在90 ℃的烘干温度下以140米/分钟的速度通过上述12米烘箱即可完全干燥。所制得的热传感色带在打印耐有机溶剂测试专用图案时可以在热传感打印头为120 ℃左右顺滑打印。用热传感打印机打印时可以达到的最大速度约为7 IPS。在1千克的压力下耐异丙醇持续刮擦452次，所打印的图案不褪色。

实施例2（油墨层所用饱和聚酯树脂分子量为10000，离型层所用有机溶剂为丁酮)

一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层以及制备方法，该热传感色带耐有机溶剂油墨包括：饱和聚酯树脂（分子量10000，Tg点60℃）40 g、路博润17000 2 g、炭黑11 g、三元氯醋树脂45 g、丁酮400 g。相匹配的离型层包括：二氧化硅微球10 g、聚甲基丙烯酸甲酯70 g、聚四氟乙烯蜡颗粒30 g、丁酮400 g。

一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层的制备方法，包含下述步骤：

1）称取饱和聚酯树脂（分子量10000，Tg点60℃）40 g、三元氯醋树脂45 g、炭黑11g、路博润17000 2 g加入到400份丁酮中，在室温下搅拌1小时混合均匀，获得热传感色带用耐有机溶剂油墨粗料；

2）将步骤（1）中混匀的耐有机溶剂油墨粗料加入到卧式砂磨机中并研磨10小时即获得热传感色带用耐有机溶剂油墨；

3）称取二氧化硅微球10 g和聚四氟乙烯蜡颗粒30 g加入到100 g丁酮中，搅拌1小时使二氧化硅微球和聚四氟乙烯蜡颗粒分散；

4）称取聚甲基丙烯酸甲酯70 g加入到300 g丁酮中，在70 ℃下搅拌1小时使均匀溶化；

5）将步骤（3）和步骤（4）所得蜡的溶化物搅拌2小时充分混合后得到耐有机溶剂热传感色带用离型层材料。

将实施例2所制备的一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层材料实际运用于热传感色带的工业化生产中。先涂布离型层，然后将涂布离型层后的基膜在95 ℃的烘干温度下以150米/分钟的速度通过12米烘箱。随后涂布耐有机溶剂油墨，载墨基膜再一次在95℃的烘干温度下以150米/分钟的速度通过上述12米烘箱即可完全干燥。所制得的热传感色带在打印耐有机溶剂测试专用图案时可以在热传感打印头为125 ℃左右顺滑打印。用热传感打印机打印时可以达到的最大速度约为7 IPS。在1千克的压力下耐异丙醇持续刮擦510次，所打印的图案不褪色。

实施例3（油墨层所用饱和聚酯树脂分子量为15000，离型层所用有机溶剂为环己酮和甲基异丁基酮)

一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层以及制备方法，该热传感色带耐有机溶剂油墨包括：饱和聚酯树脂（分子量15000，Tg点89℃）45 g、路博润17000 2 g、炭黑13 g、三元氯醋树脂50 g、丁酮 500g。相匹配的离型层包括：二氧化硅微球10 g、聚甲基丙烯酸甲酯70 g、聚四氟乙烯蜡颗粒30g、环己酮200 g和甲基异丁基酮200 g。

一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层的制备方法，包含下述步骤：

1）称取饱和聚酯树脂（分子量15000，Tg点89℃）45 g、三元氯醋树脂50 g、炭黑13g、路博润17000 2 g加入到500份丁酮中，在室温下搅拌1.5小时混合均匀，获得热传感色带用耐有机溶剂油墨粗料；

2）将步骤（1）中混匀的耐有机溶剂油墨粗料加入到卧式砂磨机中并研磨10小时,即获得热传感色带用耐有机溶剂油墨。

3）称取二氧化硅微球10 g和聚四氟乙烯蜡颗粒30 g加入到50 g环己酮和50 g甲基异丁基酮的混合物中，搅拌1小时使二氧化硅微球和聚四氟乙烯蜡颗粒分散；

4）称取聚甲基丙烯酸甲酯70 g加入到150 g环己酮和150 g甲基异丁基酮的混合物中，在70 ℃下搅拌1小时使均匀溶化；

5）将步骤（3）和步骤（4）所得蜡的溶化物搅拌2小时充分混合后得到耐有机溶剂热传感色带用离型层材料。

将实施例3所制备的一种热传感色带用耐有机溶剂油墨及离型层材料实际运用于热传感色带的工业化生产中。先涂布离型层，然后将涂布离型层后的基膜在100 ℃的烘干温度下以160米/分钟的速度通过12米烘箱。随后涂布耐有机溶剂油墨，基膜再一次在100℃的烘干温度下以160米/分钟的速度通过上述12米烘箱即可完全干燥。所制得的热传感色带在打印耐有机溶剂测试专用图案时可以在热传感打印头为115 ℃左右顺滑打印。用热传感打印机打印时可以达到的最大速度约为7 IPS。在1千克的压力下耐异丙醇持续刮擦537次，所打印的图案不褪色。

对比例1（传统的热传感色带油墨，不含三元氯醋树脂）

传统的热传感色带油墨材料，该油墨材料包括：炭黑75 g，饱和聚酯树脂（分子量15000，Tg点89℃）200 g，路博润17000 2 g，丁酮2000 g。

传统的以饱和聚酯树脂做主成分的热传感色带油墨材料的制备方法，包括以下步骤：

1）称取饱和聚酯树脂（分子量15000，Tg点89℃）200 g、炭黑75 g、路博润17000 2g加入到2000 g丁酮中，室温搅拌1小时使混合均匀，获得热传感色带用油墨粗料；

2）将步骤（1）所得热传感色带用油墨粗料在卧式砂磨机中研磨10小时，得到热传感色带用油墨。

将对比例1中制备的传统的热传感色带用油墨材料运用到热传感色带油墨层的工业化生产中，所用离型层为实施例1中的离型层。先涂布离型层，涂布后的基膜在90 ℃烘干温度下以140米/分钟的速度通过12米烘箱。然后涂布油墨层，涂布后的基膜在90 ℃烘干温度下以140米/分钟的速度通过12米烘箱即可完全干燥。所制得的热传感色带在打印耐有机溶剂测试专用图案时可以在热传感打印头为100 ℃左右顺滑打印。用热传感打印机打印时可以达到的最大速度约为5 IPS。在1千克的压力下耐异丙醇持续刮擦323次，所打印的图案不褪色。继续增大刮擦次数时，图案开始褪色。

对比例2(没有涂布与之相匹配的离型层)

一种适用热传感色带的耐有机溶剂油墨，该油墨包括：饱和聚酯树脂（分子量10000，Tg点60℃）40 g、路博润17000 2 g、炭黑11 g、三元氯醋树脂45 g、丁酮400 g。

适用热传感色带的耐有机溶剂油墨的制作方法，包含下述步骤：

1）称取饱和聚酯树脂（分子量10000，Tg点60℃）40 g、三元氯醋树脂45 g、炭黑11g、路博润17000 2 g加入到400份丁酮中，在室温下搅拌1小时混合均匀，获得热传感色带用耐有机溶剂油墨粗料；

2）将步骤（1）中混匀的耐有机溶剂油墨粗料加入到卧式砂磨机中并研磨10小时，即获得热传感色带用耐有机溶剂油墨。

将对比例2所制备的适用热传感色带的耐有机溶剂油墨材料直接运用于热传感色带的工业化生产中，而不涂布与该油墨匹配的特制离型层。涂布耐有机溶剂油墨后，载墨基膜在95 ℃的烘干温度下以150米/分钟的速度通过12米烘箱干燥。所制得的热传感色带在打印耐有机溶剂测试专用图案时可以在热传感打印头为135 ℃左右打印，但是所打印图案模糊，打印过程色带卡顿严重。用热传感打印机打印时可以达到的最大速度约为3 IPS。所打印图案模糊不清。在1千克的压力下耐异丙醇持续刮擦290次，所打印的图案不褪色。继续增大刮擦次数时，图案开始褪色。

实施例1~3和对比例1~2制得的热传感色带的测试结果见表1.

组别	树脂	分子量	Tg点	离型层溶剂	耐刮擦次数
						实施例1	饱和聚酯树脂	8000	65℃	环己酮	452
实施例2	饱和聚酯树脂	10000	60℃	丁酮	510
						实施例3	饱和聚酯树脂	15000	89℃	环己酮和甲基异丁基酮	537
对比例1	饱和聚酯树脂	15000	89℃	环己酮	323
						对比例2	饱和聚酯树脂	10000	60℃	无离型层	290

表1

由表1可知，在实施例1~3中，所用树脂分子量越大，耐刮擦次数越多，耐溶剂性能越好。对比例1与实施例1的区别在于所使用油墨层材料不同，相比实施例1，对比例1所制备的油墨在铜版纸标签和消银龙标签上耐有机溶剂性能较差，轻微的有机溶剂清洗后便掉色严重。而本发明提供的耐有机溶剂油墨（实施例1）在两种标签上打印并测试后都表现出良好的耐有机溶剂性能。对比例2与实施例2的主要区别在对比例2没有使用本发明中提供的与耐有机溶剂油墨层相匹配的离型层。相比实施例2，对比例2所制备的热传感色带在铜版纸标签和消银龙基材上所打印的图案模糊且耐有机溶剂性能均较差，轻微的有机溶剂清洗后便掉色严重。而涂布有本发明提供的耐有机溶剂油墨和与之相匹配的离型层的热传感色带在两种标签上打印并测试后都表现出良好的耐有机溶剂性能。这进一步证明了本发明提供的与耐有机溶剂油墨相匹配的离型层有助于提高热传感色带的耐有机溶剂性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种热传感色带用耐有机溶剂油墨，其特征在于，按重量份数计，该热传感色带油墨层材料包括：饱和聚酯树脂35-55份、分散剂2份、颜料10-15份、三元氯醋树脂40-60份、丁酮300-500份。

2.根据权利要求1所述的一种热传感色带用耐有机溶剂油墨，其特征在于：所述饱和聚酯树脂的分子量为8000-15000，玻璃转化温度为50-90℃。

3.根据权利要求1所述的一种热传感色带用耐有机溶剂油墨，其特征在于：所述分散剂为路博润17000。

4.根据权利要求1所述的一种热传感色带用耐有机溶剂油墨，其特征在于，该耐有机溶剂油墨的制备方法包括以下步骤：

1）称取饱和聚酯树脂35-55份、三元氯醋树脂40-60份、颜料10-15份、路博润17000 2份加入到300-500份丁酮中，在室温下搅拌1-1.5小时混合均匀，获得热传感色带用耐有机溶剂油墨粗料；

2）将步骤1）中混匀的耐有机溶剂油墨粗料加入到卧式砂磨机中并研磨9-12小时，即获得所述热传感色带用耐有机溶剂油墨材料。

5.一种与权利要求1所述的热传感色带用耐有机溶剂油墨相匹配的离型层，其特征在于，按重量分数计，该离型层包括：聚甲基丙烯酸甲酯70份、聚四氟乙烯蜡颗粒30份、二氧化硅微球10份、有机溶剂400份。

6.根据权利要求5所述的与耐有机溶剂油墨层相匹配的离型层，其特征在于，所述有机溶剂为丁酮、环己酮和甲基异丁基酮中的一种或两种。

7.根据权利要求5所述的与耐有机溶剂油墨层相匹配的离型层，其特征在于，所述二氧化硅微球的粒径为1.5微米，所述聚四氟乙烯蜡颗粒的粒径为1.5微米。

8.根据权利要求5所述的与耐有机溶剂油墨层相匹配的离型层，其特征在于，该离型层的制备方法包括以下步骤：

1）称取二氧化硅微球10份和聚四氟乙烯蜡颗粒30份加入到100份有机溶剂中，搅拌1小时使二氧化硅微球和聚四氟乙烯蜡颗粒均匀分散；

2）称取聚甲基丙烯酸甲酯70份加入到300份有机溶剂中，在70 ℃下搅拌1小时使均匀溶化；

3）将步骤1）和步骤2）所得蜡的溶化物搅拌2小时充分混合即得到耐有机溶剂热传感色带用离型层材料成品。

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