專利名稱：高光防水噴墨打印片材及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨打印片材，特別涉及一種制證用高光防水噴墨打印片材及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著金卡時代的來臨，各種PVC證卡越來越多，各種PVC彩色人像證卡如工作證、學(xué)生證、準考證、暫住證、駕駛證和不用人像的貴賓卡、信用卡、紀念卡等用量越來越大。傳統(tǒng)噴墨打印制證材料，由于其表面光澤度低，防水性差等問題，在制作證卡過程中需專門的制證設(shè)備和操作人員，經(jīng)過打印、覆膜、層壓等工藝流程制作證卡，造成制卡成本偏高，工藝繁瑣，制作時間長，不能適應(yīng)現(xiàn)場制證和小批量個性化制證的特點。而目前隨著信息時代的來臨，人們不斷尋求簡單、快捷的制證方式來適應(yīng)快速多變的信息環(huán)境，現(xiàn)場制證、個性化制證的要求越來越多。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)制作證卡，造成制卡成本偏高，工藝繁瑣，制作時間長，不能適應(yīng)現(xiàn)場制證和小批量個性化制證的問題，提供一種能夠適應(yīng)簡單、快捷的制證方式需求的高光防水噴墨打印片材。
本發(fā)明的另一目的是提供在高光防水噴墨打印片材上形成圖像，并可直接用于各種證卡的現(xiàn)場制作和各種個性化制證。
本發(fā)明提供的高光防水噴墨打印片材，包含一個基材芯層，在基材芯層的一面涂覆有一層高光防水吸墨層。該高光防水吸墨層包括無機顏料和粘合劑混合而成，無機顏料和粘合劑的重量比為1∶1～9∶1。如果大于9∶1，無機顏料用量過多，涂層結(jié)構(gòu)堆積過密，導(dǎo)致涂層吸墨能力下降，打印后墨水吸收差，堆積在涂層表面，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降；如果小于1∶1，無機顏料用量不夠，涂層結(jié)構(gòu)堆積松散，打印后墨水向基材底部擴散，使圖像質(zhì)量變差。
本發(fā)明所述的無機顏料可以是二氧化硅、擬薄水鋁石、碳酸鈣或二氧化鈦。優(yōu)選的是擬薄水鋁石，如中國鋁業(yè)山西分公司的擬薄水鋁石。
所述的粘合劑可以選用水溶性或部分水溶性的粘合劑，如可以是聚乙烯醇、明膠、聚乙烯吡咯烷酮、纖維素、或聚醋酸乙烯等。優(yōu)選的是聚乙烯醇，聚乙烯醇的聚合度是400～5000。
本發(fā)明的吸墨層中還可以含有各種助劑，如固化劑、固色劑、防水劑、分散劑、潤濕劑等。分散劑可以是有機酸、無機酸、六偏磷酸鈉等，優(yōu)選醋酸或六偏磷酸鈉，加入量為0.1‰-5‰；為使涂層防水，一種優(yōu)選方案是在吸墨層中加入固化劑，可選乙醇、異丙醇、丙酮、三聚氰胺，乳酸鈦，密胺樹脂等，優(yōu)選乳酸鈦。為了使畫面具有耐潮濕性，涂層中可加入固色劑，固色劑可選公知的聚氨酯類固色劑、雙氰胺、芳香族類固色劑，丙烯酸類固色劑，優(yōu)選丙烯酸類，如杭州名成化學(xué)株式會社JK-330、R737，上海東亞石油化工A200。潤濕劑是指有機硅系表面活性劑、氟表面活性劑，優(yōu)選有機硅系表面活性劑，如畢克化學(xué)BYK348。
本發(fā)明的涂布重量(g/m2)，以干重計，可以是25～55g/m2，優(yōu)選30～50g/m2。如果小于25g/m2，則涂層的吸墨量不足，容易引起打印圖像質(zhì)量差；如果大于55g/m2，則會引起涂層龜裂，使打印質(zhì)量下降。
在基材上的涂布方式，可以使用任意傳統(tǒng)的涂布方式，如浸涂、輥涂、氣刀、刮刀、波流擠壓等涂布方式，為保證涂層平整度和光澤度，優(yōu)選浸涂涂布方式。
噴墨打印接受介質(zhì)的基材(基材芯層)，目前普遍采用聚對苯二甲酸二甲酯(PET)、雙向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等膠片、涂塑紙和合成紙等，本發(fā)明中優(yōu)選使用的基材是PVC白色膠片，其厚度為10微米——1500微米；優(yōu)選厚度為100微米——1000微米。這種膠片是目前制作各種證卡所使用的最為廣泛的材料，具有適合的機械強度和成本。
本發(fā)明的應(yīng)用可在高光防水噴墨打印片材上形成圖像，即可用噴墨打印機直接在片材表面打印出高精度、高光、防水、耐磨的圖片。所述的圖像可用顏料墨水或染料墨水打印。
上述打印有圖像的圖片可直接用于各種證卡的現(xiàn)場制作和各種個性化制證。
本發(fā)明的高光防水噴墨打印片材的制備過程如下首先配制聚乙烯醇(聚合度400-5000)溶液，然后分散擬薄水鋁石，稱量一定量的去離子水，將擬薄水鋁石和分散劑加入水中，攪拌，首先進行預(yù)分散，然后再進行剪切分散，制得顏料漿料；然后將漿料與PVA溶液混合，加入固色劑、固化劑、防水劑，制得吸墨層涂布液；最后在基材一面涂布吸墨層涂層，干燥，即可直接打印高精度、高光、防水、耐磨的圖片，用于各種證卡的現(xiàn)場制作和各種個性化制證。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明提供的高光防水噴墨打印片材的防水性、洇滲、光澤度等性能明顯好于公開產(chǎn)品的各項性能，用于各種證卡的現(xiàn)場制作和各種個性化制證，可得到具有快干、高光、防水、耐磨等特性的證卡。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1為基材芯層，2為吸墨層具體實施方式
實施例1采用PVC白色膠片，在其表面涂布吸墨層涂層，吸墨層的組成配方如下PVA(聚合度1700，完全水解)(粘合劑) 2.4g擬薄水鋁石(無機顏料)21.0g醋酸(分散劑)0.01gA200(固色劑)2.1g乳酸鈦(固化劑) 0.04g水 141.6g操作稱24.3g的去離子水，加入到不銹鋼桶中，然后在攪拌下將2.4g的PVA撒入水中，繼續(xù)攪拌1小時，開始升溫至90℃，維持1小時，降溫至室溫，得到PVA溶液；按配方將余量的去離子水(117.3g)，加入到不銹鋼桶中，加入0.01g醋酸，攪拌均勻，加入21.0g擬薄水鋁石，繼續(xù)攪拌預(yù)分散1小時，再用高速剪切分散器(上海威宇公司BNE-100X)分散2小時，制得漿料；將PVA溶液與漿料混合均勻，加入2.1g A200、0.04g乳酸鈦，攪拌均勻，制得涂布液，靜止消泡；將涂布液用涂膜器涂布到PVC白色膠片的粘膠層上，涂布干量為35g/m2；干燥；50℃、干燥20分鐘；得到產(chǎn)品，測其性能(見表一、表二)。
實施例2采用PVC白色膠片，在其表面涂布吸墨層涂層，吸墨層的組成配方如下PVA(聚合度3500，完全水解) 2.4g擬薄水鋁石 21.0g
六偏磷酸鈉 0.01gR-737(杭州名成化學(xué)固色劑) 3.4g乳酸鈦(固化劑) 0.03g水 141.6g操作稱24.3g的去離子水，加入到不銹鋼桶中，然后在攪拌下將2.4g的PVA撒入水中，繼續(xù)攪拌1小時，開始升溫至90℃，維持1小時，降溫至室溫，得到PVA溶液；按配方將余量的去離子水(117.3g)，加入到不銹鋼桶中，加入0.01g六偏磷酸鈉，攪拌均勻，加入21.0g擬薄水鋁石，繼續(xù)攪拌預(yù)分散1小時，再用高速剪切分散器(上海威宇公司BNE-100X)分散2小時，制得漿料；將PVA溶液與漿料混合均勻，加入3.4g R-737、0.03g乳酸鈦，攪拌均勻，制得涂布液，靜止消泡；將涂布液用涂膜器涂布到PVC白色膠片的粘膠層上，涂布干量為30g/m2；干燥；50℃、干燥20分鐘；得到產(chǎn)品，測其性能(見表一、表二)。
實施例3采用PVC白色膠片，在其表面涂布吸墨層涂層，吸墨層的組成配方如下PVA(聚合度2500，完全水解) 3.1g擬薄水鋁石 9.61g醋酸(分散劑)0.01gR-737(固色劑) 0.6g乳酸鈦(固化劑) 0.04g水 56.6g操作稱24.3g的去離子水，加入到不銹鋼桶中，然后在攪拌下將3.1g的PVA撒入水中，繼續(xù)攪拌1小時，開始升溫至90℃，維持1小時，降溫至室溫，得到PVA溶液；按配方將余量的去離子水(32.3g)，加入到不銹鋼桶中，加入0.01g醋酸，攪拌均勻，加入9.61g擬薄水鋁石，繼續(xù)攪拌預(yù)分散1小時，再用高速剪切分散器(上海威宇公司BNE-100X)分散2小時，制得漿料；將PVA溶液與漿料混合均勻，加入0.6g R-737、0.04g乳酸鈦，攪拌均勻，制得涂布液，靜止消泡；將涂布液用涂膜器涂布到PVC白色膠片的粘膠層上，涂布干量為45g/m2；干燥；50℃、干燥20分鐘；得到產(chǎn)品，測其性能(見表一、表二)。
實施例4采用PVC白色膠片，在其表面涂布吸墨層涂層，吸墨層的組成配方如下
PVA(聚合度2000，完全水解) 2.4g擬薄水鋁石 21.0g醋酸(分散劑)0.01gA200(固色劑)2.6g乳酸鈦(固化劑) 0.02g水 141.6g操作稱24.3g的去離子水，加入到不銹鋼桶中，然后在攪拌下將2.4g的PVA撒入水中，繼續(xù)攪拌1小時，開始升溫至90℃，維持1小時，降溫至室溫，得到PVA溶液；按配方將余量的去離子水(117.3g)，加入到不銹鋼桶中，加入0.01g醋酸，攪拌均勻，加入21.0g擬薄水鋁石，繼續(xù)攪拌預(yù)分散1小時，再用高速剪切分散器(上海威宇公司BNE-100X)分散2小時，制得漿料；將PVA溶液與漿料混合均勻，加入2.6g A200、0.02g乳酸鈦，攪拌均勻，制得涂布液，靜止消泡；將涂布液用涂膜器涂布到PVC白色膠片的粘膠層上，涂布干量為25g/m2；干燥；50℃、干燥20分鐘；得到產(chǎn)品，測其性能(見表一、表二)。
實施例5采用PVC白色膠片，在其涂布吸墨層涂層，吸墨層的組成配方如下PVA(聚合度2500，完全水解) 3.0g擬薄水鋁石 18.2g六偏磷酸鈉(分散劑) 0.01gA200(固色劑)2.1g乳酸鈦(固化劑) 0.04g水 123.6g操作稱24.3g的去離子水，加入到不銹鋼桶中，然后在攪拌下將3.0g的PVA撒入水中，繼續(xù)攪拌1小時，開始升溫至90℃，維持1小時，降溫至室溫，得到PVA溶液；按配方將余量的去離子水(99.3g)，加入到不銹鋼桶中，加入0.01g六偏磷酸鈉，攪拌均勻，加入18.2g擬薄水鋁石，繼續(xù)攪拌預(yù)分散1小時，再用高速剪切分散器(上海威宇公司BNE-100X)分散2小時，制得漿料；將PVA溶液與漿料混合均勻，加入2.1g A200、0.04g乳酸鈦，攪拌均勻，制得涂布液，靜止消泡；將涂布液用涂膜器涂布到PVC白色膠片的粘膠層上，涂布干量為30g/m2；干燥；50℃、干燥20分鐘；得到產(chǎn)品，測其性能(見表一、表二)。
比較例采用PVC白色膠片，在其表面涂布吸墨層涂層，吸墨層的組成配方如下上層配方明膠85g擬薄水鋁石 15g底層配方PVA(聚合度2500，完全水解) 82g二氧化硅13g六偏磷酸鈉(分散劑) 1.0gA200(固色劑)2.1g乙醇(固化劑)1.9g操作制備底層涂液，將其涂布到PVC白色膠片的粘膠層上，涂布干量為30g/m2；制備上層涂液，將其涂布底層上，涂布干量為3g/m2，加熱干燥后，得到一記錄材料，測其性能(見表一、表二)。
表一
表二耐光性
評價方法油墨吸收性1利用EPSON890打印機對黃色、品紅、青色、黑色這四種顏色進行試驗。所述的打印機設(shè)計為水溶性染料的墨水進行打印。
A無堆積B輕微堆積C堆積油墨吸收性2利用EPSON2100打印機對黃色、品紅、青色、黑色這四種顏色進行試驗。所述的打印機設(shè)計為水溶性顏料的墨水進行打印。
A無堆積B輕微堆積C堆積光澤度用型號為KGZ-1A光澤度儀進行測量。由于樣張的縱向、橫向的光澤度有一定差別，對于一張試樣取4個不同的方向進行測量，每測一次將試樣轉(zhuǎn)動45°角，光澤度取值為4次測量的平均值。
干燥時間在環(huán)境溫度(23±2)℃、相對濕度(55±10)％的條件下，在測試樣張上打印干燥時間測試標板。由100％青(C)、100％品(M)、100％黃(Y)、100％黑(K)四色墨疊加而成的1.5cm×1.5cm色塊，用EPSON890打印機打印上述色塊。在打印介質(zhì)出機后，按照每個色塊所標定的時間依次放上干凈紙片，然后在紙片上加壓重物(重物為2.5cm×2.5cm×8mm的不銹鋼塊，各鋼塊的重量相同)。待重物壓在紙片上3分鐘后，取下觀察其污染情況。無污染的紙片所對應(yīng)的最短時間即為該介質(zhì)的干燥時間。
防水性用EPSON890打印機打印1.5cm×1.5cm 100％青(C)、100％品(M)、100％黃(Y)、100％黑(K)四色色塊后，在水龍頭下用流動水沖洗30分鐘，用手輕輕擦抹，觀察表面變污情況
A表面不變污B表面輕微變污C表面變污圖像的洇滲打印100％青(C)、100％品(M)、100％黃(Y)、100％黑(K)四色2.5cm×2.5cm的色塊，每個色塊上都分布著橫、豎兩組白色線條，各組線條由7條不同寬度的細線排列而成，由細到粗線條的寬度依次為1、2、4、6、8、10、12，單位為像素。用EPSON890打印上述色塊后，把打印圖像放入老化箱(溫度50℃，濕度80％)72小時，觀察白色線條。
A1，2清晰B4，6清晰C8，10，12清晰耐光性用EPSON890打印100％青(C)、100％品(M)、100％黃(Y)、100％黑(K)色塊后用密度計測得密度D0，在紫外燈(波長2537埃，功率26W)下照射68小時后測得密度D1，利用(D0-D1)/D1得出數(shù)據(jù)。
有益效果從表中數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明的防水性、洇滲、光澤度等性能明顯好于公開產(chǎn)品的各項性能，用于各種證卡的現(xiàn)場制作和各種個性化制證，可得到具有快干、高光、防水、耐磨等特性的證卡。
權(quán)利要求
1.一種高光防水噴墨打印片材，包含一個基材芯層，其特征是，在基材芯層的一面涂覆有一層高光防水吸墨層；該高光防水吸墨層包括無機顏料和粘合劑混合而成，無機顏料和粘合劑的重量比為1∶1～9∶1；其涂布重量，以干重計是25～55g/m2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光防水噴墨打印片材，其特征在于，所述的無機顏料是二氧化硅、擬薄水鋁石、碳酸鈣或二氧化鈦；所述的粘合劑是聚乙烯醇、明膠、聚乙烯吡咯烷酮、纖維素、或聚醋酸乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高光防水噴墨打印片材，其特征在于，所述的無機顏料是擬薄水鋁石，粘合劑是聚乙烯醇，聚乙烯醇的聚合度是400～5000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光防水噴墨打印片材，其特征在于，吸墨層還含有助劑，包括固化劑、固色劑、分散劑、潤濕劑中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高光防水噴墨打印片材，其特征在于，分散劑是指有機酸、無機酸、六偏磷酸鈉、改性聚胺；固化劑是指乙醇、異丙醇、丙酮、三聚氰胺、乳酸鈦或密胺樹脂；潤濕劑是指有機硅系表面活性劑、氟表面活性劑；固色劑是指公知的聚氨酯類固色劑、雙氰胺、芳香族類固色劑、或丙烯酸類固色劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光防水噴墨打印片材，其特征在于，所述的基材芯層為聚對苯二甲酸二甲酯(PET)膠片、雙向拉伸聚丙烯(BOPP)膠片、聚丙烯(PP)膠片、聚氯乙烯(PVC)膠片、涂塑紙或合成紙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高光防水噴墨打印片材，其特征在于，所述的基材芯層優(yōu)選為PVC白色膠片，其厚度為10微米——1500微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高光防水噴墨打印片材，其特征在于所述的PVC白色膠片厚度優(yōu)選為100微米——1000微米。
9.一種權(quán)利要求1所述的高光防水噴墨打印片材的應(yīng)用，其特征是用于在高光防水噴墨打印片材上形成圖像，即用噴墨打印機直接在片材表面打印出高精度、高光、防水、耐磨的圖片。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征是所述的圖像采用顏料墨水或染料墨水打?。凰蛴〉膱D片可直接用于各種證卡的現(xiàn)場制作和各種個性化制證。
全文摘要
一種高光防水噴墨打印片材，包含一個基材芯層，在基材芯層的一面涂覆有一層高光防水吸墨層；該高光防水吸墨層包括無機顏料和粘合劑混合而成，無機顏料和粘合劑的重量比為1∶1～9∶1；其涂布重量，以干重計是25～55g/m
文檔編號D21H19/00GK101049775SQ20071005
公開日2007年10月10日 申請日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者李春剛, 鹿秀山, 孫鵬, 李維 申請人:天津博苑高新材料有限公司