本發(fā)明屬于燙印材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性環(huán)保型平壓樹脂基碳帶及其制備方法。
背景技術(shù)：
熱轉(zhuǎn)印碳帶，具有使用方便，文字、尤其條碼打印質(zhì)量清晰，便于掃描儀識讀，打印文字、圖像色牢度高，能長久保存等優(yōu)點(diǎn)，因而深受用戶青睞。熱轉(zhuǎn)印碳帶按照組分可分為蠟基、混合基和樹脂基碳帶，按照適用的打印機(jī)可分為平壓碳帶和邊壓碳帶，按照環(huán)保要求可分為溶劑型碳帶和水性環(huán)保型碳帶。
隨著人們生活水平的提高，對生活有了更高的要求，同時(shí)國家政府的環(huán)境環(huán)保政策頒布，近幾年加大力度整治生產(chǎn)過程中的污染處理以及資源循環(huán)環(huán)保問題。在相關(guān)行業(yè)如：涂料、印刷、印染等行業(yè)都已經(jīng)開始研發(fā)和使用水性油墨，但是在熱轉(zhuǎn)印行業(yè)，使用水作為溶劑，制備生產(chǎn)的水性環(huán)保型碳帶仍未有人研發(fā)和使用。
熱轉(zhuǎn)印行業(yè)主要采用溶劑型碳帶，溶劑型碳帶在制備過程中會釋放大量有毒的有機(jī)物質(zhì)(VOC ，如: 苯、酮、烴、酯等 )，這些物質(zhì)不但污染環(huán)境，損害人體健康，且在生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲存過程中存在火災(zāi)隱患。環(huán)保、低毒的水性環(huán)保型碳帶無疑是油墨行業(yè)的發(fā)展方向。但是，目前水性環(huán)保型碳帶在生產(chǎn)過程中還存在水性油墨的成膜性差、快干性慢等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明目的在于提供一種水性環(huán)保型平壓樹脂基碳帶及其制備方法，該水性環(huán)保型樹脂碳帶的構(gòu)成均使用的是水性材料，無溶劑、無VOC排放，安全環(huán)保。
一種水性環(huán)保型平壓樹脂基碳帶，其由基膜和分別涂于基膜兩側(cè)的背涂層和熱轉(zhuǎn)印層構(gòu)成，其中，所述背涂層包括水性丙烯酸樹脂；所述熱轉(zhuǎn)印層分為兩部分，由基膜一側(cè)表面自內(nèi)向外依次為離型層和油墨層，油墨層中主要原料的重量百分比為：水性聚烯烴8~20%，羥乙基纖維素2~5%，水溶性炭黑10~18%，去離子水60~75%。
此外，還會在油墨層的配方中添加少量的超分散劑、流平劑和消泡劑，以增加油墨分散的均勻性，有利于生產(chǎn)操作。
具體的，所述離型層中原料主要包括連接料和蠟，其重量百分比為：連接料3~12%，蠟80~95%；所述連接料為水性丙烯酸樹脂，所述蠟為水性聚乙烯蠟乳。此外，離型層的配方中也會添加適量的氨水，用以調(diào)節(jié)體系的pH值，使體系保持穩(wěn)定性。
具體的，所述基膜為PET薄膜。
本發(fā)明中，基膜、背涂層所包含的原料組分及配比采用本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)即可。
上述水性環(huán)保型平壓樹脂基碳帶的制備方法，其包括以下步驟：
①在基膜的一面涂布離型層，涂布量0.5～1.5g/m2，烘干，進(jìn)入下一工序；
②在離型層的表面涂布油墨層，涂布量1.0～2.0g/m2，烘干，進(jìn)入下一工序；
③在上述涂有離型層和油墨層的基膜的另一面涂布背涂層，烘干，即得碳帶。
本發(fā)明通過降低離型層連接料水性丙烯酸樹脂的比例，大幅降低了基膜和油墨層之間的附著性，打印時(shí)容易剝離，從而提高了轉(zhuǎn)印效果。此外，通過提高油墨層中水溶性炭黑的比重來改善承印后的耐摩擦性。本發(fā)明所述水性環(huán)保型碳帶是為了解決現(xiàn)有溶劑型碳帶具有的溶劑揮發(fā)、溶劑殘留等問題而進(jìn)行的改革創(chuàng)新。本發(fā)明所采用的體系為水性體系，符合低碳、環(huán)保理念，對于碳帶的應(yīng)用領(lǐng)域也具有巨大的擴(kuò)展，在食品及周邊產(chǎn)品上可以安全使用。本發(fā)明碳帶具有易轉(zhuǎn)印、在承印材料上具有附著力好等優(yōu)點(diǎn)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述水性環(huán)保型平壓樹脂基碳帶的截面示意圖，其中a為背涂層，b為基膜，c為離型層，d為油墨層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳細(xì)介紹，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。
實(shí)施例1
在按本領(lǐng)域常規(guī)方法制備而得的基膜（PET薄膜，厚4.5μm，河南卓立膜材料股份有限公司制）上，按下述步驟涂布各層，最后制得水性環(huán)保型樹脂基碳帶。
1）離型層
將下述各重量配比的原料混勻后，用撓性棒式涂布機(jī)（#5）在上述PET薄膜的一面常溫涂布，涂布量1g/m2，涂布后烘干（于100℃干燥 30秒）形成離型層，進(jìn)入下一工序；
離型層組成物：
水性丙烯酸樹脂（BASF公司制 J-678） 5.0重量份；
水性聚乙烯蠟乳（KEIM公司制 E-842N） 90.0重量份；
氨水（28%） 5.0重量份。
2）油墨層
將下述各重量配比的原料混勻后，用撓性棒式涂布機(jī)（#8）在上述離型層的表面常溫涂布，涂布量1.5g/m2，涂布后烘干（于100℃干燥 60秒）形成油墨層，進(jìn)入下一工序；
油墨層組成物：
水性聚烯烴（日本UNITIKA公司制 TD-4010） 10.0 重量份；
羥乙基纖維素（陶氏公司制QP 52000H） 3.0重量份；
超分散劑（Lubrizol 公司制 Solsperse20000） 1.0重量份；
流平劑（德謙公司制U-99） 1.0 重量份；
消泡劑（德謙公司制AP7015） 0.2重量份；
水溶性炭黑（杭州黑源化工制HR-200W） 15.0重量份
去離子水 69.8重量份。
3）背涂層
將下述各重量配比的原料混勻后，用撓性棒式涂布機(jī)（#6）在上述已涂有離型層和油墨承印層的基膜的另一面常溫涂布，涂布量0.1g/m2，涂布后烘干（于100℃干燥 30秒）形成背涂層，即得水性環(huán)保型樹脂基碳帶。
背涂層組成物：水性丙烯酸樹脂 5.0 重量份；
水 95.0重量份。
實(shí)施例2
離型層的原料組成及配比如下，其它同實(shí)施例1。
水性丙烯酸樹脂（韓華 公司制 Soluryl-70） 5.0重量份；
水性聚乙烯蠟乳（KEIM公司制 E-842N） 90.0重量份；
氨水（28%） 5.0重量份。
實(shí)施例3
離型層的原料組成及配比如下，其它同實(shí)施例1。
水性丙烯酸樹脂（韓華 公司制 Soluryl-70） 5.0重量份；
水性聚乙烯蠟乳（KEIM公司制 E-846） 90.0重量份；
氨水（28%） 5.0重量份。
實(shí)施例4
油墨層的原料組成及配比如下，其它同實(shí)施例1。
水性聚烯烴（日本UNITIKA公司制 SD-1010） 10.0 重量份；
羥乙基纖維素（陶氏公司制QP 52000H） 3.0重量份；
超分散劑（Lubrizol 公司制 Solsperse20000） 1.0重量份；
流平劑（德謙公司制U-99） 1.0 重量份；
消泡劑（德謙公司制AP7015） 0.2重量份；
水溶性炭黑（杭州黑源化工制HR-200W） 15.0重量份
去離子水 69.8重量份。
實(shí)施例5
油墨層的原料組成及配比如下，其它同實(shí)施例1。
水性聚烯烴（日本UNITIKA公司制 SA-1010） 10.0 重量份；
羥乙基纖維素（陶氏公司制QP 52000H） 3.0重量份；
超分散劑（Lubrizol 公司制 Solsperse20000） 1.0重量份；
流平劑（德謙公司制U-99） 1.0 重量份；
消泡劑（德謙公司制AP7015） 0.2重量份；
水溶性炭黑（杭州黑源化工制HR-200W） 15.0重量份
去離子水 69.8重量份。
對比例1
未涂布離型層，其它同實(shí)施例1。
對比例2
離型層的原料組成及配比如下，其它同實(shí)施例1。
水性丙烯酸樹脂（韓華 公司制 Soluryl-70） 10.0重量份；
水性聚乙烯蠟乳（KEIM公司制 E-842N） 80.0重量份；
氨水（28%） 10.0重量份。
對比例3
離型層的原料組成及配比如下，其它同實(shí)施例1。
水性丙烯酸樹脂（韓華 公司制 Soluryl-70） 10.0重量份；
水性聚乙烯蠟乳（KEIM公司制 E-846） 80.0重量份；
氨水（28%） 10.0重量份。
對比例4
油墨層的原料組成及配比如下，其它同實(shí)施例1。
水性聚烯烴（日本UNITIKA公司制 SD-1010） 15.0 重量份；
羥乙基纖維素（陶氏公司制QP 52000H） 4.0重量份；
超分散劑（Lubrizol 公司制 Solsperse20000） 1.5重量份；
流平劑（德謙公司制U-99） 1.5 重量份；
消泡劑（德謙公司制AP7015） 0.2重量份；
水溶性炭黑（杭州黑源化工制HR-200W） 13.0重量份
去離子水 64.8重量份。
對比例5
油墨層的原料組成及配比如下，其它同實(shí)施例1。
水性聚烯烴（日本UNITIKA公司制 SA-1010） 12.0 重量份；
羥乙基纖維素（陶氏公司制QP 52000H） 3.0重量份；
超分散劑（Lubrizol 公司制 Solsperse20000） 1.0重量份；
流平劑（德謙公司制U-99） 1.0 重量份；
消泡劑（德謙公司制AP7015） 0.2重量份；
水溶性炭黑（杭州黑源化工制HR-200W） 15.0重量份
去離子水 67.8重量份。
按以下方法對上述各實(shí)施例及對比例所得碳帶的物性進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果見表1。
<附著性試驗(yàn)>
在上述實(shí)施例 1－5及對比例 1－5所制得的碳帶的附著面上，按長70mm、寬17mm的大小粘3M公司的透明膠帶（用大拇指強(qiáng)按6次，避免出現(xiàn)氣泡空間），然后揭開檢驗(yàn)?zāi)z帶，每個(gè)試驗(yàn)平行重復(fù)3次。表1中，O表示油墨層完全剝離，△表示油墨層稍微剝離的狀態(tài)，ⅹ表示油墨層完全未剝離的狀態(tài)。
<耐摩擦性試驗(yàn)>
用市場中銷售的平壓打印機(jī)（Zebra公司制105SL），將上述實(shí)施例1－5及對比例1－5所制得碳帶，制造標(biāo)準(zhǔn)樣品。使用TABER 5135耐摩儀測試，將磨頭抬起，確定耐磨的位置后將標(biāo)簽四周固定。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求施加壓力500g，設(shè)定摩擦為100圈，以摩擦后字跡開始模糊為結(jié)束，記錄摩擦次數(shù)，此次數(shù)作為結(jié)果。
表1 各實(shí)施例及對比例所得碳帶的物性評價(jià)結(jié)果
由表1的結(jié)果可以看出，本發(fā)明所述碳帶降低了有水性丙烯酸樹脂的離型層中連接料比例，大幅降低了基材和油墨層之間的附著性，打印時(shí)容易剝離，從而提高了轉(zhuǎn)印效果。此外，由于油墨層轉(zhuǎn)印后具有一定的耐摩擦性能，提高炭黑的比重可以改善耐摩擦性。