专利名称：高光防水喷墨打印片材及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨打印片材，特别涉及一种制证用高光防水喷墨打印片材及其应用。
背景技术：
随着金卡时代的来临，各种PVC证卡越来越多，各种PVC彩色人像证卡如工作证、学生证、准考证、暂住证、驾驶证和不用人像的贵宾卡、信用卡、纪念卡等用量越来越大。传统喷墨打印制证材料，由于其表面光泽度低，防水性差等问题，在制作证卡过程中需专门的制证设备和操作人员，经过打印、覆膜、层压等工艺流程制作证卡，造成制卡成本偏高，工艺繁琐，制作时间长，不能适应现场制证和小批量个性化制证的特点。而目前随着信息时代的来临，人们不断寻求简单、快捷的制证方式来适应快速多变的信息环境，现场制证、个性化制证的要求越来越多。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术制作证卡，造成制卡成本偏高，工艺繁琐，制作时间长，不能适应现场制证和小批量个性化制证的问题，提供一种能够适应简单、快捷的制证方式需求的高光防水喷墨打印片材。
本发明的另一目的是提供在高光防水喷墨打印片材上形成图像，并可直接用于各种证卡的现场制作和各种个性化制证。
本发明提供的高光防水喷墨打印片材，包含一个基材芯层，在基材芯层的一面涂覆有一层高光防水吸墨层。该高光防水吸墨层包括无机颜料和粘合剂混合而成，无机颜料和粘合剂的重量比为1∶1～9∶1。如果大于9∶1，无机颜料用量过多，涂层结构堆积过密，导致涂层吸墨能力下降，打印后墨水吸收差，堆积在涂层表面，导致图像质量下降；如果小于1∶1，无机颜料用量不够，涂层结构堆积松散，打印后墨水向基材底部扩散，使图像质量变差。
本发明所述的无机颜料可以是二氧化硅、拟薄水铝石、碳酸钙或二氧化钛。优选的是拟薄水铝石，如中国铝业山西分公司的拟薄水铝石。
所述的粘合剂可以选用水溶性或部分水溶性的粘合剂，如可以是聚乙烯醇、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素、或聚醋酸乙烯等。优选的是聚乙烯醇，聚乙烯醇的聚合度是400～5000。
本发明的吸墨层中还可以含有各种助剂，如固化剂、固色剂、防水剂、分散剂、润湿剂等。分散剂可以是有机酸、无机酸、六偏磷酸钠等，优选醋酸或六偏磷酸钠，加入量为0.1‰-5‰；为使涂层防水，一种优选方案是在吸墨层中加入固化剂，可选乙醇、异丙醇、丙酮、三聚氰胺，乳酸钛，密胺树脂等，优选乳酸钛。为了使画面具有耐潮湿性，涂层中可加入固色剂，固色剂可选公知的聚氨酯类固色剂、双氰胺、芳香族类固色剂，丙烯酸类固色剂，优选丙烯酸类，如杭州名成化学株式会社JK-330、R737，上海东亚石油化工A200。润湿剂是指有机硅系表面活性剂、氟表面活性剂，优选有机硅系表面活性剂，如毕克化学BYK348。
本发明的涂布重量(g/m2)，以干重计，可以是25～55g/m2，优选30～50g/m2。如果小于25g/m2，则涂层的吸墨量不足，容易引起打印图像质量差；如果大于55g/m2，则会引起涂层龟裂，使打印质量下降。
在基材上的涂布方式，可以使用任意传统的涂布方式，如浸涂、辊涂、气刀、刮刀、波流挤压等涂布方式，为保证涂层平整度和光泽度，优选浸涂涂布方式。
喷墨打印接受介质的基材(基材芯层)，目前普遍采用聚对苯二甲酸二甲酯(PET)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等胶片、涂塑纸和合成纸等，本发明中优选使用的基材是PVC白色胶片，其厚度为10微米——1500微米；优选厚度为100微米——1000微米。这种胶片是目前制作各种证卡所使用的最为广泛的材料，具有适合的机械强度和成本。
本发明的应用可在高光防水喷墨打印片材上形成图像，即可用喷墨打印机直接在片材表面打印出高精度、高光、防水、耐磨的图片。所述的图像可用颜料墨水或染料墨水打印。
上述打印有图像的图片可直接用于各种证卡的现场制作和各种个性化制证。
本发明的高光防水喷墨打印片材的制备过程如下首先配制聚乙烯醇(聚合度400-5000)溶液，然后分散拟薄水铝石，称量一定量的去离子水，将拟薄水铝石和分散剂加入水中，搅拌，首先进行预分散，然后再进行剪切分散，制得颜料浆料；然后将浆料与PVA溶液混合，加入固色剂、固化剂、防水剂，制得吸墨层涂布液；最后在基材一面涂布吸墨层涂层，干燥，即可直接打印高精度、高光、防水、耐磨的图片，用于各种证卡的现场制作和各种个性化制证。
本发明的优点和积极效果本发明提供的高光防水喷墨打印片材的防水性、洇渗、光泽度等性能明显好于公开产品的各项性能，用于各种证卡的现场制作和各种个性化制证，可得到具有快干、高光、防水、耐磨等特性的证卡。
图1是本发明的结构示意图。
其中，1为基材芯层，2为吸墨层具体实施方式
实施例1采用PVC白色胶片，在其表面涂布吸墨层涂层，吸墨层的组成配方如下PVA(聚合度1700，完全水解)(粘合剂) 2.4g拟薄水铝石(无机颜料)21.0g醋酸(分散剂)0.01gA200(固色剂)2.1g乳酸钛(固化剂) 0.04g水 141.6g操作称24.3g的去离子水，加入到不锈钢桶中，然后在搅拌下将2.4g的PVA撒入水中，继续搅拌1小时，开始升温至90℃，维持1小时，降温至室温，得到PVA溶液；按配方将余量的去离子水(117.3g)，加入到不锈钢桶中，加入0.01g醋酸，搅拌均匀，加入21.0g拟薄水铝石，继续搅拌预分散1小时，再用高速剪切分散器(上海威宇公司BNE-100X)分散2小时，制得浆料；将PVA溶液与浆料混合均匀，加入2.1g A200、0.04g乳酸钛，搅拌均匀，制得涂布液，静止消泡；将涂布液用涂膜器涂布到PVC白色胶片的粘胶层上，涂布干量为35g/m2；干燥；50℃、干燥20分钟；得到产品，测其性能(见表一、表二)。
实施例2采用PVC白色胶片，在其表面涂布吸墨层涂层，吸墨层的组成配方如下PVA(聚合度3500，完全水解) 2.4g拟薄水铝石 21.0g
六偏磷酸钠 0.01gR-737(杭州名成化学固色剂) 3.4g乳酸钛(固化剂) 0.03g水 141.6g操作称24.3g的去离子水，加入到不锈钢桶中，然后在搅拌下将2.4g的PVA撒入水中，继续搅拌1小时，开始升温至90℃，维持1小时，降温至室温，得到PVA溶液；按配方将余量的去离子水(117.3g)，加入到不锈钢桶中，加入0.01g六偏磷酸钠，搅拌均匀，加入21.0g拟薄水铝石，继续搅拌预分散1小时，再用高速剪切分散器(上海威宇公司BNE-100X)分散2小时，制得浆料；将PVA溶液与浆料混合均匀，加入3.4g R-737、0.03g乳酸钛，搅拌均匀，制得涂布液，静止消泡；将涂布液用涂膜器涂布到PVC白色胶片的粘胶层上，涂布干量为30g/m2；干燥；50℃、干燥20分钟；得到产品，测其性能(见表一、表二)。
实施例3采用PVC白色胶片，在其表面涂布吸墨层涂层，吸墨层的组成配方如下PVA(聚合度2500，完全水解) 3.1g拟薄水铝石 9.61g醋酸(分散剂)0.01gR-737(固色剂) 0.6g乳酸钛(固化剂) 0.04g水 56.6g操作称24.3g的去离子水，加入到不锈钢桶中，然后在搅拌下将3.1g的PVA撒入水中，继续搅拌1小时，开始升温至90℃，维持1小时，降温至室温，得到PVA溶液；按配方将余量的去离子水(32.3g)，加入到不锈钢桶中，加入0.01g醋酸，搅拌均匀，加入9.61g拟薄水铝石，继续搅拌预分散1小时，再用高速剪切分散器(上海威宇公司BNE-100X)分散2小时，制得浆料；将PVA溶液与浆料混合均匀，加入0.6g R-737、0.04g乳酸钛，搅拌均匀，制得涂布液，静止消泡；将涂布液用涂膜器涂布到PVC白色胶片的粘胶层上，涂布干量为45g/m2；干燥；50℃、干燥20分钟；得到产品，测其性能(见表一、表二)。
实施例4采用PVC白色胶片，在其表面涂布吸墨层涂层，吸墨层的组成配方如下
PVA(聚合度2000，完全水解) 2.4g拟薄水铝石 21.0g醋酸(分散剂)0.01gA200(固色剂)2.6g乳酸钛(固化剂) 0.02g水 141.6g操作称24.3g的去离子水，加入到不锈钢桶中，然后在搅拌下将2.4g的PVA撒入水中，继续搅拌1小时，开始升温至90℃，维持1小时，降温至室温，得到PVA溶液；按配方将余量的去离子水(117.3g)，加入到不锈钢桶中，加入0.01g醋酸，搅拌均匀，加入21.0g拟薄水铝石，继续搅拌预分散1小时，再用高速剪切分散器(上海威宇公司BNE-100X)分散2小时，制得浆料；将PVA溶液与浆料混合均匀，加入2.6g A200、0.02g乳酸钛，搅拌均匀，制得涂布液，静止消泡；将涂布液用涂膜器涂布到PVC白色胶片的粘胶层上，涂布干量为25g/m2；干燥；50℃、干燥20分钟；得到产品，测其性能(见表一、表二)。
实施例5采用PVC白色胶片，在其涂布吸墨层涂层，吸墨层的组成配方如下PVA(聚合度2500，完全水解) 3.0g拟薄水铝石 18.2g六偏磷酸钠(分散剂) 0.01gA200(固色剂)2.1g乳酸钛(固化剂) 0.04g水 123.6g操作称24.3g的去离子水，加入到不锈钢桶中，然后在搅拌下将3.0g的PVA撒入水中，继续搅拌1小时，开始升温至90℃，维持1小时，降温至室温，得到PVA溶液；按配方将余量的去离子水(99.3g)，加入到不锈钢桶中，加入0.01g六偏磷酸钠，搅拌均匀，加入18.2g拟薄水铝石，继续搅拌预分散1小时，再用高速剪切分散器(上海威宇公司BNE-100X)分散2小时，制得浆料；将PVA溶液与浆料混合均匀，加入2.1g A200、0.04g乳酸钛，搅拌均匀，制得涂布液，静止消泡；将涂布液用涂膜器涂布到PVC白色胶片的粘胶层上，涂布干量为30g/m2；干燥；50℃、干燥20分钟；得到产品，测其性能(见表一、表二)。
比较例采用PVC白色胶片，在其表面涂布吸墨层涂层，吸墨层的组成配方如下上层配方明胶85g拟薄水铝石 15g底层配方PVA(聚合度2500，完全水解) 82g二氧化硅13g六偏磷酸钠(分散剂) 1.0gA200(固色剂)2.1g乙醇(固化剂)1.9g操作制备底层涂液，将其涂布到PVC白色胶片的粘胶层上，涂布干量为30g/m2；制备上层涂液，将其涂布底层上，涂布干量为3g/m2，加热干燥后，得到一记录材料，测其性能(见表一、表二)。
表一
表二耐光性
评价方法油墨吸收性1利用EPSON890打印机对黄色、品红、青色、黑色这四种颜色进行试验。所述的打印机设计为水溶性染料的墨水进行打印。
A无堆积B轻微堆积C堆积油墨吸收性2利用EPSON2100打印机对黄色、品红、青色、黑色这四种颜色进行试验。所述的打印机设计为水溶性颜料的墨水进行打印。
A无堆积B轻微堆积C堆积光泽度用型号为KGZ-1A光泽度仪进行测量。由于样张的纵向、横向的光泽度有一定差别，对于一张试样取4个不同的方向进行测量，每测一次将试样转动45°角，光泽度取值为4次测量的平均值。
干燥时间在环境温度(23±2)℃、相对湿度(55±10)％的条件下，在测试样张上打印干燥时间测试标板。由100％青(C)、100％品(M)、100％黄(Y)、100％黑(K)四色墨叠加而成的1.5cm×1.5cm色块，用EPSON890打印机打印上述色块。在打印介质出机后，按照每个色块所标定的时间依次放上干净纸片，然后在纸片上加压重物(重物为2.5cm×2.5cm×8mm的不锈钢块，各钢块的重量相同)。待重物压在纸片上3分钟后，取下观察其污染情况。无污染的纸片所对应的最短时间即为该介质的干燥时间。
防水性用EPSON890打印机打印1.5cm×1.5cm 100％青(C)、100％品(M)、100％黄(Y)、100％黑(K)四色色块后，在水龙头下用流动水冲洗30分钟，用手轻轻擦抹，观察表面变污情况
A表面不变污B表面轻微变污C表面变污图像的洇渗打印100％青(C)、100％品(M)、100％黄(Y)、100％黑(K)四色2.5cm×2.5cm的色块，每个色块上都分布着横、竖两组白色线条，各组线条由7条不同宽度的细线排列而成，由细到粗线条的宽度依次为1、2、4、6、8、10、12，单位为像素。用EPSON890打印上述色块后，把打印图像放入老化箱(温度50℃，湿度80％)72小时，观察白色线条。
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％黄(Y)、100％黑(K)色块后用密度计测得密度D0，在紫外灯(波长2537埃，功率26W)下照射68小时后测得密度D1，利用(D0-D1)/D1得出数据。
有益效果从表中数据可以看出，本发明的防水性、洇渗、光泽度等性能明显好于公开产品的各项性能，用于各种证卡的现场制作和各种个性化制证，可得到具有快干、高光、防水、耐磨等特性的证卡。
权利要求
1.一种高光防水喷墨打印片材，包含一个基材芯层，其特征是，在基材芯层的一面涂覆有一层高光防水吸墨层；该高光防水吸墨层包括无机颜料和粘合剂混合而成，无机颜料和粘合剂的重量比为1∶1～9∶1；其涂布重量，以干重计是25～55g/m2。
2.根据权利要求1所述的高光防水喷墨打印片材，其特征在于，所述的无机颜料是二氧化硅、拟薄水铝石、碳酸钙或二氧化钛；所述的粘合剂是聚乙烯醇、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素、或聚醋酸乙烯。
3.根据权利要求2所述的高光防水喷墨打印片材，其特征在于，所述的无机颜料是拟薄水铝石，粘合剂是聚乙烯醇，聚乙烯醇的聚合度是400～5000。
4.根据权利要求1所述的高光防水喷墨打印片材，其特征在于，吸墨层还含有助剂，包括固化剂、固色剂、分散剂、润湿剂中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的高光防水喷墨打印片材，其特征在于，分散剂是指有机酸、无机酸、六偏磷酸钠、改性聚胺；固化剂是指乙醇、异丙醇、丙酮、三聚氰胺、乳酸钛或密胺树脂；润湿剂是指有机硅系表面活性剂、氟表面活性剂；固色剂是指公知的聚氨酯类固色剂、双氰胺、芳香族类固色剂、或丙烯酸类固色剂。
6.根据权利要求1所述的高光防水喷墨打印片材，其特征在于，所述的基材芯层为聚对苯二甲酸二甲酯(PET)胶片、双向拉伸聚丙烯(BOPP)胶片、聚丙烯(PP)胶片、聚氯乙烯(PVC)胶片、涂塑纸或合成纸。
7.根据权利要求6所述的高光防水喷墨打印片材，其特征在于，所述的基材芯层优选为PVC白色胶片，其厚度为10微米——1500微米。
8.根据权利要求7所述的高光防水喷墨打印片材，其特征在于所述的PVC白色胶片厚度优选为100微米——1000微米。
9.一种权利要求1所述的高光防水喷墨打印片材的应用，其特征是用于在高光防水喷墨打印片材上形成图像，即用喷墨打印机直接在片材表面打印出高精度、高光、防水、耐磨的图片。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征是所述的图像采用颜料墨水或染料墨水打印；所打印的图片可直接用于各种证卡的现场制作和各种个性化制证。
全文摘要
一种高光防水喷墨打印片材，包含一个基材芯层，在基材芯层的一面涂覆有一层高光防水吸墨层；该高光防水吸墨层包括无机颜料和粘合剂混合而成，无机颜料和粘合剂的重量比为1∶1～9∶1；其涂布重量，以干重计是25～55g/m
文档编号D21H19/00GK101049775SQ20071005
公开日2007年10月10日 申请日期2007年5月11日 优先权日2007年5月11日
发明者李春刚, 鹿秀山, 孙鹏, 李维 申请人:天津博苑高新材料有限公司