專利名稱:熱轉(zhuǎn)印色帶及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及打印技術(shù)用的記錄材料,更具體地說,涉及一種高清晰度的熱轉(zhuǎn)印色帶及其制造工藝。
TTR的應(yīng)用范圍很廣,例如可用于工廠和商場(chǎng)打印貨物名牌、標(biāo)價(jià)、條形碼等,也可用于交通部門打印火車票、飛機(jī)場(chǎng)的登機(jī)牌等,還可用于在辦公室打印傳真文件,所打印出來的傳真文件不像普通傳真紙那樣易變黃或褪色,因而可以長(zhǎng)期保存。此外,彩色TTR可以打印彩色證件照片,可以省去沖洗相片的繁瑣過程。
為了便于對(duì)本發(fā)明的理解,下面簡(jiǎn)單介紹一下熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)的工作原理。如
圖1所示,TTR是由塑料帶基21、涂布在帶基21上的油墨涂層22、以及帶基21背面的耐熱背層23所構(gòu)成的。其中油墨涂層22的主要成分是粘合劑和分散在其中的著色劑。
在常溫下,油墨涂層22為固態(tài),粘附在塑料薄膜帶基21表面。如圖2所示,在打印時(shí),熱敏打印頭10因通信號(hào)電流而升溫,當(dāng)熱敏打印頭被加熱到一定溫度時(shí),TTR上與熱敏打印頭10接觸部位的油墨涂層被熔化,在熱敏打印頭壓力的作用下,這部分熔化的油墨涂層從帶基21上剝離下來,轉(zhuǎn)移到TTR下面接受打印的記錄紙或其他記錄介質(zhì)材料30上,從而形成打印的文字或圖像26,而未與熱敏打印頭10接觸的其他部位的油墨涂層則仍然保留在TTR原來的部位。
根據(jù)熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)的工作原理可知,對(duì)于其中的重要材料TTR,需要滿足以下要求(1)、TTR的帶基要具有較高的熱穩(wěn)定性,在熱敏打印頭的加熱作用下不會(huì)由于軟化而粘附或沾污熱敏打印頭;同時(shí)帶基要薄,以利于在打印時(shí)加快油墨涂層的熔化,從而提高打印速度;(2)、油墨涂層要有適當(dāng)?shù)娜廴跍囟确秶?,低熔點(diǎn)的材料易于熔化而有利于快速熱轉(zhuǎn)移,但熔點(diǎn)過低時(shí),油墨材料會(huì)強(qiáng)度不足,不抗磨損;反之,油墨材料熔點(diǎn)過高時(shí),材料強(qiáng)度雖然提高,但在熱打印時(shí)油墨涂層難于熔化,不易轉(zhuǎn)移,不但使打印速度過慢,而且會(huì)降低熱敏打印頭的使用壽命;(3)、油墨涂層與承接打印的記錄介質(zhì)材料之間的結(jié)合力以及油墨涂層材料本身的強(qiáng)度和物理化學(xué)性能要滿足要求,必須使打印的字跡和圖像具有抗磨損和抗潮濕的能力;(4)、TTR的油墨涂層材料在熔化狀態(tài)要有足夠高的流動(dòng)性,使得熔化的油墨涂層材料即使在普通的記錄介質(zhì)上也要有足夠高的流平性,從而熔融狀態(tài)的油墨涂層材料可以流入打印記錄紙表面的坑凹之處,使凹坑處被油墨填滿,則所形成的文字或圖形邊緣完整,清晰度高,從而有較高的分辨率。
目前市售的某些熱轉(zhuǎn)印色帶,有些產(chǎn)品質(zhì)量較差,例如TTR上的油墨涂層易于剝落,打印的字跡和圖像比較模糊、清晰度不夠,打印的文字和圖像耐磨損性能較差、容易因受磨損或受潮濕而變模糊等等。尤其是當(dāng)采用非專用紙張接受打印時(shí),上述現(xiàn)象更為明顯。此外,有些TTR油墨涂層的熔點(diǎn)不適合一般的熱轉(zhuǎn)印打印機(jī),不但減慢打印速度,也影響熱敏打印頭的使用壽命。
本發(fā)明的熱轉(zhuǎn)印色帶包括帶基、涂布在所述帶基表面的油墨涂層和背面的耐熱背層,所述油墨涂層的材料包括粘合劑、著色劑和助劑,其特征在于,所述粘合劑包含蠟類及樹脂類粘合劑,在所述油墨涂層中,所述蠟類粘合劑的比例為40-80%、所述樹脂類粘合劑的比例為5-35%、所述著色劑的比例為5-25%、所述助劑的比例為0.1-10%。
在本發(fā)明所述的熱轉(zhuǎn)印色帶中,所述蠟類粘合劑的熔點(diǎn)為50-110℃;所述樹脂類粘合劑的軟化溫度為60-130℃、固化溫度為30-70℃。
在本發(fā)明所述的熱轉(zhuǎn)印色帶中,所述蠟類粘合劑可從天然蠟、動(dòng)植物蠟及合成蠟中選擇兩種以上,每一種蠟在油墨涂層中所占的比例為10-50%。
在本發(fā)明所述的熱轉(zhuǎn)印色帶中,所述樹脂類粘合劑可采用熱塑性合成樹脂,可從聚乙烯、聚丙烯、 聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯-乙烯醇三元共聚物、環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯樹脂、石油樹脂、聚酮樹脂、聚苯乙烯以及苯乙烯-丁二烯橡膠中選擇一種或多種。
在本發(fā)明所述的熱轉(zhuǎn)印色帶中,所述耐熱背層可以是耐熱的硅樹脂或聚氨酯材料。
在本發(fā)明所述的熱轉(zhuǎn)印色帶中,所述帶基為采用尼龍、醋酸纖維、聚酯、聚酰胺或聚乙烯制成的塑料薄膜,其厚度為3-6微米。
本發(fā)明的熱轉(zhuǎn)印色帶的制造工藝包括以下步驟(1)、選取厚度為3-6微米的塑料薄膜作為帶基;(2)、取比例為40-80%的蠟類粘合劑、5-35%的樹脂類粘合劑、5-25%的著色劑以及0.1-10%的助劑,制作油墨涂層漿料;(3)、在帶基的表面涂布所述油墨涂層漿料,涂布量為每平方米2-5克;(4)、在帶基的背面涂布耐熱背層,涂布量為每平方米0.1-1克;(5)、烘干并裁切成所需尺寸。
在所述步驟(2)中,可以制成三種類型的油墨涂層漿料,其一是采用甲苯、酮類、環(huán)己烷及溶劑汽油制成混合溶劑,將蠟類粘合劑和樹脂類粘合劑溶解于其中,再加入著色劑和助劑,配制成溶劑型油墨涂料漿料;其二是將蠟類粘合劑和樹脂類粘合劑進(jìn)行乳化,再加入著色劑和助劑,配制成乳液型油墨涂料漿料;其三是將蠟類粘合劑和樹脂類粘合劑加熱進(jìn)行熔化,再加入著色劑和助劑,配制成熔融狀油墨涂料漿料。
采用本發(fā)明的TTR油墨涂層配方和制造工藝所生產(chǎn)的TTR具有以下優(yōu)點(diǎn)打印的圖像具有較高的分辨率,打印的文字和圖像清晰;所打印的文字和圖像與承接打印的記錄介質(zhì)有高的結(jié)合力,因而具有抗磨損和抗潮濕的能力,不易因磨損或受潮濕而變模糊,因而可以長(zhǎng)期保存;在高速打印時(shí)仍然具有良好的打印效果,從而可以提高打印的工作效率。
一、轉(zhuǎn)印色帶所用的材料從圖1中可知,TTR主要由帶基21和油墨涂層22兩部分構(gòu)成,下面分別討論兩部分材料的構(gòu)成及選擇依據(jù)。
1、帶基作為TTR的帶基材料,必須在150-250℃的溫度范圍內(nèi)不軟化,厚度較薄,以利于熱傳導(dǎo)。因此可從尼龍、醋酸纖維、聚碳酸酯、聚乙稀、聚丙稀、聚酰胺、聚酯等多種塑料薄膜中進(jìn)行選擇。但是,從材料的軟化點(diǎn)、張力強(qiáng)度以及熱傳導(dǎo)性能等多種因素來考慮,以厚度為2-10微米的聚酯(PET)薄膜為宜,厚度為3-6微米的聚酯薄膜最適合做TTR的帶基。
2、油墨涂層材料涂布在TTR的帶基上的油墨涂層中的主要材料是粘合劑和著色劑,并加入少量助劑。
2-1、粘合劑粘合劑在TTR的油墨涂層中的作用包括將著色劑粘合在一起,并將其粘合在塑料薄膜上;熱打印時(shí)粘合劑熔化,并將著色劑一起轉(zhuǎn)移到承接打印的記錄介質(zhì)上;在記錄紙或其他記錄介質(zhì)上,粘合劑的作用是將著色劑粘結(jié)在記錄介質(zhì)的表面上。
因此對(duì)于粘合劑有以下幾點(diǎn)要求具有適當(dāng)?shù)娜埸c(diǎn)或軟化點(diǎn)范圍;在加熱熔化后具有低粘度,高流動(dòng)性,即有較高的熔融指數(shù)(Melting Index),在接受打印的紙上有高的流平性,以保證打印的字跡和圖形清晰;粘合劑和TTR帶基有適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)強(qiáng)度,要保證油墨涂層在常溫下不會(huì)從塑料薄膜上脫落;但又要求油墨涂層被加熱熔化時(shí)易于從帶基上剝離干凈;保證油墨涂層與接受打印的紙張或其他記錄介質(zhì)材料之間有高的粘結(jié)強(qiáng)度,使熔化的油墨涂層容易從TTR帶基上轉(zhuǎn)移到打印紙的表面上,并且在冷卻和固化后所打印的字跡和圖形具有高的牢度,不易被磨損而變模糊。
上述要求有些是相互矛盾的,因而很難尋找一種粘合劑能夠完全滿足上述多種要求。例如,要求一種粘合劑在熔融狀態(tài)下具有低的粘度時(shí),則這種低粘度的粘合劑就很難對(duì)記錄介質(zhì)材料具有高的粘結(jié)強(qiáng)度。為了做到同時(shí)滿足上述多種要求,需要在油墨涂層配方中加入多種粘合劑,使它們之間性能互補(bǔ),各取所長(zhǎng),以達(dá)到充分滿足前述各種要求的目的。本發(fā)明中所采用的粘合劑材料包括蠟和樹脂。
2-1-1蠟類選蠟作為TTR油墨涂層的粘合劑,是因它易于熔化,熔化的蠟具有較低的粘度,即有高的熔融指數(shù),可以提高熔化油墨涂層的流平性,因而提高打印字跡和圖形的清晰度。目前可以采用的蠟有以下幾大類,天然蠟,包括石蠟、褐煤蠟、E-蠟、O-蠟、微晶蠟以及地蠟;動(dòng)植物蠟,包括巴西棕櫚蠟、甘蔗蠟、紫膠蠟、蟲白蠟、蜂蠟以及米糠蠟;合成蠟,包括聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟以及合成酰胺蠟。
在蠟的選擇上,要求蠟的熔點(diǎn)范圍為50-110℃,可以選用兩種以上的蠟,每種蠟在油墨涂層中所占的比例為10-50%,蠟的總量在油墨涂層中所占的比例為40-80%。
2-1-2、樹脂類采用蠟作為粘合劑來制作TTR時(shí),盡管有打印的字跡和圖像清晰和打印速度高的優(yōu)點(diǎn);但打印的字跡和圖像不牢,抗磨損能力差,易變模糊。為了彌補(bǔ)蠟的上述弱點(diǎn),在TTR的油墨涂層配方中加入一定比例的熱塑性合成樹脂粘合劑,可以提高TTR油墨涂層的粘結(jié)能力,增加打印字跡和圖形的牢度和抗磨損能力,從而改進(jìn)TTR的打印效果。適合的熱塑性的合成樹脂粘合劑包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯-乙烯醇三元共聚物、環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯樹脂、石油樹脂、聚酮樹脂、聚苯乙烯以及苯乙烯-丁二烯橡膠等。
在樹脂的選擇上,要求所選用的熱塑性樹脂粘合劑的軟化點(diǎn)溫度范圍為60-130℃,固化溫度為30-70℃,在高于樹脂熔點(diǎn)30℃的溫度下,粘度要低。在合成樹脂的選擇上要注意它與蠟的相溶性??梢赃x擇一種或兩種以上的合成樹脂,各種樹脂在TTR的油墨涂層中所加入的重量比例為5-35%。
2-2、著色劑在TTR油墨涂層中選用的著色劑,可以采用無機(jī)顏料、有機(jī)顏料、或染料,或幾種兼用。選用的著色劑應(yīng)保證顏料的分散性良好,為此要注意顏料的顆粒度,細(xì)小的顆粒有利于顏色的加深,但過細(xì)的顆粒難于分散均勻;另外要求著色劑具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,不易分解。
著色劑的加入量會(huì)影響打印字跡和圖像的色澤,通常著色劑的加入比例為油墨涂層固含量的5-25%。
用于制作黑色TTR時(shí),著色劑可以選用碳黑、石墨、醇溶黑、油溶黑、直接黑、黑色顏料漿等;而制作彩色TTR時(shí),可以選用酞菁藍(lán)、永固紅、永固黃等顏料。
2-3、助劑除了粘合劑和著色劑等主要成分而外,在配方中要加入適當(dāng)比例的分散劑、抗靜電劑、消泡劑等助劑。
二、配方工藝和涂布工藝1、油墨涂層配方本發(fā)明中,將TTR油墨涂層的熔點(diǎn)確定在60-90℃范圍內(nèi),這一溫度范圍對(duì)于大多數(shù)目前市售的熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)是適合的;再考慮到TTR對(duì)于熔化油墨的粘度和抗磨損能力的要求,本發(fā)明中TTR油墨涂層的配方比例見下表1。
表1-熱轉(zhuǎn)印色帶油墨涂層中各種材料的含量范圍
本發(fā)明中,黑色油墨涂層的配方比例見下表2,表中包括三個(gè)實(shí)施例,其中碳黑、聚乙烯蠟和助劑的比例分別保持10%、10%和8%,其余各項(xiàng)略有變化。
表2-黑色熱轉(zhuǎn)印色帶油墨涂層配方
本發(fā)明中,彩色油墨涂層的配方比例見下表3,其中給出紅、黃、藍(lán)色油墨涂層的配方。
表3-彩色熱轉(zhuǎn)印色帶油墨涂層配方
2、涂料的制備和涂布工藝2-1、漿料的制備根據(jù)上述TTR的油墨涂層配方,所選用的包括蠟和樹脂在內(nèi)的粘合劑材料,可以制成三種類型的漿料。
其一是溶劑型漿料,采用甲苯、酮類、環(huán)己烷、溶劑汽油等形成的混合溶劑,溶解蠟和合成樹脂,而后配制成油墨涂料;其二是乳液型漿料,采用蠟和樹脂的乳化液制備油墨涂料,其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以避免有機(jī)溶劑對(duì)于環(huán)境的污染,蠟和樹脂的乳液可以從市場(chǎng)采購(gòu),或采用適當(dāng)?shù)娜榛^程將蠟或樹脂材料在水中進(jìn)行乳化;其三是熔融狀漿料,將蠟和樹脂等粘合劑材料在加熱下進(jìn)行熔化,加入著色劑和助劑,直接進(jìn)行涂布,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要有機(jī)溶劑,也不需要乳化過程,可以避免環(huán)境污染,過程簡(jiǎn)便。
無論采用哪一種工藝,都要通過球磨機(jī)、沙磨機(jī)等設(shè)備,使著色劑在粘合劑的溶液或乳液中或熔融液中進(jìn)行充分的分散,使之形成均勻的油墨漿料,而后在涂布機(jī)上進(jìn)行涂布。
2-2、背層和油墨涂層的涂布為了提高塑料薄膜帶基的耐熱性能,防止在打印時(shí)塑料薄膜受熱軟化而粘接熱敏打印頭,在塑料薄膜帶基的背面要涂布一個(gè)耐熱層,如圖1所示,這一耐熱層通稱背層23。背層所采用的材料包括硅樹脂、聚氨酯等,涂布量為每平方米0.1-1克。
在涂布熱轉(zhuǎn)印色帶的油墨涂層時(shí),在把油墨漿料經(jīng)充分的分散之后,可以在刮刀式、反轉(zhuǎn)輥涂式、凹板式或擠壓式涂布機(jī)進(jìn)行涂布。油墨涂層的厚度要適當(dāng)控制,以每平方米塑料薄膜上涂2-5克為宜。在采用溶劑法或乳液法制備的漿料涂布時(shí),涂好的色帶在50-100℃的烘干道內(nèi)烘干之后,收卷并裁切成一定的寬度。
利用上述配方和配制油墨漿料工藝所涂布的熱轉(zhuǎn)印色帶,可以在60-80℃的溫度范圍內(nèi),以每秒鐘50-250毫米(相當(dāng)于2-10英寸/秒)的速度進(jìn)行打印,即使在一般的紙上進(jìn)行打印,所打印的條形碼或傳真文件,字跡和圖形清晰,分辨率高,具有抗磨損的能力。
權(quán)利要求
1.一種熱轉(zhuǎn)印色帶,包括帶基、涂布在所述帶基表面的油墨涂層和背面的耐熱背層,所述油墨涂層的材料包括粘合劑、著色劑和助劑,其特征在于,所述粘合劑包含蠟類及樹脂類粘合劑,在所述油墨涂層中,所述蠟類粘合劑的比例為40-80%、所述樹脂類粘合劑的比例為5-35%、所述著色劑的比例為5-25%、所述助劑的比例為0.1-10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱轉(zhuǎn)印色帶,其特征在于,所述蠟類粘合劑的熔點(diǎn)為50-110℃;所述樹脂類粘合劑的軟化溫度為60-130℃、固化溫度為30-70℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱轉(zhuǎn)印色帶,其特征在于,所述蠟類粘合劑可從天然蠟、動(dòng)植物蠟及合成蠟中選擇兩種以上,每一種蠟在油墨涂層中所占的比例為10-50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱轉(zhuǎn)印色帶,其特征在于,所述樹脂類粘合劑可采用熱塑性合成樹脂,可從聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯-乙烯醇三元共聚物、環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯樹脂、石油樹脂、聚酮樹脂、聚苯乙烯以及苯乙烯-丁二烯橡膠中選擇一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱轉(zhuǎn)印色帶,其特征在于,所述耐熱背層可以是耐熱的硅樹脂或聚氨酯材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的熱轉(zhuǎn)印色帶,其特征在于,所述帶基為采用尼龍、醋酸纖維、聚酯、聚酰胺或聚乙烯制成的塑料薄膜,其厚度為3-6微米。
7.一種的熱轉(zhuǎn)印色帶的制造工藝,其特征在于,包括以下步驟(1)、選取厚度為3-6微米的塑料薄膜作為帶基;(2)、取比例為40-80%的蠟類粘合劑、5-35%的樹脂類粘合劑、5-25%的著色劑以及0.1-10%的助劑,制作油墨涂層漿料;(3)、在帶基的表面涂布所述油墨涂層漿料,涂布量為每平方米2-5克;(4)、在帶基的背面涂布耐熱背層,涂布量為每平方米0.1-1克;(5)、烘干并裁切成所需尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造工藝,其特征在于,在所述步驟(2)中,采用甲苯、酮類、環(huán)己烷及溶劑汽油制成混合溶劑,將蠟類粘合劑和樹脂類粘合劑溶解于其中,再加入著色劑和助劑,配制成溶劑型油墨涂料漿料。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造工藝,其特征在于,在所述步驟(2)中,將蠟類粘合劑和樹脂類粘合劑進(jìn)行乳化,再加入著色劑和助劑,配制成乳液型油墨涂料漿料。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造工藝,其特征在于,在所述步驟(2)中,將蠟類粘合劑和樹脂類粘合劑加熱進(jìn)行熔化,再加入著色劑和助劑,配制成熔融狀油墨涂料漿料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱轉(zhuǎn)印色帶及其制造工藝,其結(jié)構(gòu)包括帶基、油墨涂層和耐熱背層,其中油墨涂層的材料包括蠟類粘合劑、樹脂類粘合劑、著色劑和助劑,蠟類粘合劑的比例為40-80%、樹脂類粘合劑的比例為5-35%、著色劑的比例為5-25%、助劑的比例為0.1-10%。制作時(shí),將蠟類粘合劑、樹脂類粘合劑、著色劑及助劑制作成油墨涂層漿料;油墨涂層漿料涂布在帶基的表面,涂布量為每平方米2-5克;再將耐熱背層材料涂布在帶基的背面,涂布量為每平方米0.1-1克;最后烘干并裁切成所需尺寸。本發(fā)明的熱轉(zhuǎn)印色帶具有分辨率高、打印清晰、抗磨損、抗潮濕、可以長(zhǎng)期保存、適于高速打印等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B41J31/05GK1461704SQ021153
公開日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2002年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月30日
發(fā)明者劉中原 申請(qǐng)人:劉中原