一种转印印迹超耐高温的碳带及其制备方法与流程

本发明属于烫印材料技术领域，具体涉及一种转印印迹超耐高温的碳带及其制备方法。

背景技术：

一般碳带转印印迹的使用环境为常温环境，树脂基碳带的转印印迹在100℃左右的条件下可以使用。如，中国专利号cn201210175570.5公开了一种平压树脂基条码打印碳带及其制备方法，该碳带由带基和分别涂布于带基两侧的背涂层和热转印层构成，所述热转印层分为三部分，由带基一侧表面自内向外依次为隔离层、离型层和色层，其中：所述隔离层由下述重量百分比原料制成：聚氨酯树脂（用作连接料）10—15%、蜡（用作助剂）85—90%。虽然该打印碳带具有较好的耐溶剂性能和耐候性，碳带摩擦次数达到100次以上，但是其碳带转印印迹的使用环境为常温环境，并不能适用于高温环境。针对目前越来越严苛的碳带转印印迹高温使用环境，现有的碳带尚无法达到要求。因此，亟待开发研究能使转印印迹适用于高温环境的碳带。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种转印印迹超耐高温的碳带，该碳带经过条码打印机打印后的印迹具有耐300―600℃高温的性能，同时具有耐化学腐蚀、耐摩擦等的优良性能。

本发明还提供了上述转印印迹超耐高温的碳带的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种转印印迹超耐高温的碳带，由基膜和分别涂于基膜两侧的背涂层和热转印层构成，其中，所述热转印层分为两层，由基膜一侧表面自内向外依次为油墨层和面涂层；所述油墨层主要由下述重量百分比的原料组成：聚酯树脂15－40%，石油树脂15－35%，丁苯共聚物（sbc）5－15%，碳化硅（sic）30－55%。

上述转印印迹超耐高温的碳带，背涂层所包含的原料组分及配比采用本领域常规技术即可，如可包括水性丙烯酸树脂。此外，还会在油墨层的配方中增加适量的超分散剂，以增加油墨的分散均匀性，利于生产操作。通常，超分散剂的重量百分含量为1－5%。

上述转印印迹超耐高温的碳带，具体的，所述面涂层由下述重量百分比的原料组成：乙烯-醋酸乙烯共聚物（eva）30－70%，聚酯型tpu30－70%。

上述转印印迹超耐高温的碳带中，所述基膜为厚3－5µm的pet聚酯薄膜。其中，优选厚4.5µm的pet聚酯薄膜。

上述转印印迹超耐高温的碳带中，所述碳化硅（sic）的粒径以小于1.5微米为宜。

本发明还提供了上述转印印迹超耐高温的碳带的制备方法，其包括以下步骤：

①在基膜的一面涂布背涂层，烘干，进入下一工序；

②在基膜的另一面涂布油墨层，厚度控制在1.0－2.0µm，烘干，进入下一工序；

③在油墨层的表面涂布面涂层，厚度控制在0.3－0.8µm，烘干，即得碳带。

进一步的，上述转印印迹超耐高温的碳带的制备方法，具体包括以下步骤：

①背涂层的制备：将丙烯酸改性有机硅树脂与丁酮一起混合搅拌均匀（以质量比计，树脂：丁酮=9：1），采用凹版涂布机，在基膜的一面涂布，烘干，进入下一工序；

②油墨层的制备：通过加热的方式将粘结剂聚酯树脂、石油树脂、丁苯共聚物溶解在甲苯和丁酮的混合物中（以质量比计，甲苯：丁酮：固体料=3：2：3），冷却后加入颜料碳化硅和助剂超分散剂，然后高速分散混合均匀。采用凹版涂布机在基膜的另一面涂布油墨层，厚度控制在1.0－2.0µm，烘干，进入下一工序；

③面涂层的制备：通过加热的方式将粘结剂eva和聚酯型tpu溶解在甲苯和丁酮的混合物中（以质量比计，甲苯：丁酮：固体料=6：4：1），在油墨层的表面涂布面涂层，厚度控制在0.3－0.8µm，烘干，即得碳带。

本发明转印印迹超耐高温碳带，主要用于钢材、铝材等冶金行业和陶瓷烧制行业高温场合下的可识别跟踪标识标牌上，该吊牌碳带打印印迹耐高温能力从300℃到最高600℃不等。采用条码打印机打印，打印效果清晰，黑度好且均匀，同时该钢铁高温吊牌上的印迹也具有防水、防油、防化学腐蚀、防日晒雨淋、耐摩擦、耐划伤、抗污染、抗化学溶剂等优良性能，适应能力强，已经广泛应用于钢铁、铝材等众多冶金行业的标识打印印刷。

和现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过油墨层和面涂层的合理配合，尤其是使用耐高温的颜料碳化硅，提高了转印印迹的耐高温效果。本发明所述转印印迹超耐高温碳带很好的解决现有碳带印迹不具有耐高温性能的问题，其转印印迹耐高温能力最高达600℃，此外，本发明碳带额外增加了面涂层，显著提高了碳带的转印效果，同时碳带产品具有转印清晰度高、耐化学腐蚀、耐摩擦、耐划伤、耐刮擦、抗污染、抗化学溶剂、防水、防油等优良特性，因而具有较好的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明所述转印印迹超耐高温碳带的截面示意图，其中a为背涂层，b为基膜，c为油墨层，d为面涂层。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。

在按本领域常规方法制备而得的基膜（pet薄膜，厚4.5μm，河南卓立膜材料股份有限公司生产）上进行碳带的制备。

下述实施例中，选用的物料及购买厂家信息如下：

丁苯共聚物（sbc）：型号sbc684d，购自德国basf；

石油树脂：型号rk-r1100，购自濮阳市瑞科化工有限公司；

聚酯树脂：型号es-420，购自韩国skybon；

聚酯型tpu：型号tpu3170，购自宁波市金穗橡塑有限公司；

乙烯-醋酸乙烯共聚物（eva）：型号eva260，购自三井聚合化学公司，日本；

超分散剂：型号solsperse20000，购自美国lubrizol；

碳化硅（sic）：粒径0.5、1.0、1.5微米（w0.5、w1.0、w1.5），购自金蒙新材料公司；

油墨用碳黑：型号pc128，购自山西德信隆化工有限公司。

实施例1~5

各实施例中的具体物料配比及涂布厚度情况如下表所示。

本发明转印印迹超耐高温的碳带的制备方法，具体包括以下步骤：

①背涂层的制备：采用凹版涂布机，在基膜的一面涂布背涂层，烘干，进入下一工序；

②油墨层的制备：通过加热的方式将粘结剂聚酯树脂、石油树脂、丁苯共聚物（sbc）溶解在甲苯和丁酮的混合物中（以质量比计，甲苯：丁酮：固体料=3：2：3），冷却后加入颜料碳化硅和助剂超分散剂，然后高速分散混合均匀。采用凹版涂布机在基膜的另一面涂布油墨层，厚度控制在1.0－2.0µm（各实施例的厚度具体见上表），烘干，进入下一工序；

③面涂层的制备：通过加热的方式将粘结剂eva和聚酯型tpu溶解在甲苯和丁酮的混合物中（以质量比计，甲苯：丁酮：固体料=6：4：1），在油墨层的表面涂布面涂层，厚度控制在0.3－0.8µm（各实施例的厚度具体见上表），烘干，即得碳带，结构示意图见图1。

对比例1~7

为了检验油墨层、面涂层涂布厚度、颜料碳化硅以及超分散剂对碳带性能的影响特给出了对比例1至7。对比例1~7中具体物料配比及涂布厚度情况如下表所示。制备方法参照实施例1。

对上述各实施例和对比例所制备的转印印迹超耐高温碳带，采用条码打印机在钢铁高温吊牌上打印条码、字母和数字，对其转印性进行实际检测；采用条码扫描仪对转印印迹条码质量进行实际检测；采用耐磨试验机对转印印迹耐磨擦性进行评价；采用耐磨耗试验机对其转印印迹耐化学性进行评价。各机器型号及检测方法具体列举如下。

1）高温处理：mkx-m1c微波马弗炉，将打印好的标签放入微波马弗炉中，待升温至600℃计时120s后关机停止加热使其自然冷却，冷却后目测印迹情况。

2）条码打印机：zebra105sl，按4inch/s速度以合适打印温度进行打印；

打印材质：钢铁高温吊牌，型号sc7537；

条码质量：条码扫描仪，条码等级分为：a-b-c-d-f5个等级，a级最高，f级最差。一般a-b-c级为合格等级，d-f为不合格等级。将条码扫描仪对准欲检测的条码，按下扫描开关，标签上随即出现红色扫描线。扫描时连续扫描10个条码，选取最低值为条码质量。

3）耐磨试验机：taber5135，将磨头抬起，确定耐磨的位置后将标签四周固定。根据标准要求施加压力500g，设定摩擦次数100次，按"start"、"enter"键开始检测。中途如需暂停按"stop"键，以摩擦后字迹开始模糊为结束，记录摩擦次数，此次数作为结果（施加压力及摩擦次数根据要求进行调整）。

4）耐化学性能：耐磨耗试验机339，打印图像在耐磨耗试验机339上固定好后将所需的化学品溶剂（酒精）滴入摩擦头开始测试，以摩擦后字迹开始模糊为结束记录摩擦次数，此次数作为结果。

条码打印机实际打印结果表明，在4ips条件下，打印图案清晰，具备可应用性。对高温前、后条码等级情况、耐化学性能及耐磨擦性的具体检测结果如下表所示。

表各实施例及对比例所得碳带打印印迹高温后的性能评价结果

表中“○”表示符合要求，“×”表示不符合要求。

从上表结果可以看出，面涂层具有增加印迹耐化学腐蚀、耐摩擦性能的作用。面涂层太薄，印迹的耐化学腐蚀、耐摩擦性能差；但面涂层太厚，反而会影响转印效果。油墨层厚度太厚，转印性能下降，但太薄耐高温性能会下降。

综上可以看出：本发明碳带是钢铁行业专用碳带，其显著提高了碳带转印印迹的耐高温性能，可耐600℃高温。一般碳带转印印迹的使用环境为常温环境，树脂基碳带的转印印迹在100℃左右的条件下可以使用（个别耐高温性能可达到180℃左右），使得碳带在一些高温行业中无法使用，如钢铁、烧制陶瓷等300―600℃的高温行业，严重限制了应用领域。本发明碳带不仅具有使用方便、经济适用的特点，同时碳带产品具有转印清晰度高、耐化学腐蚀、耐摩擦、耐划伤、耐刮擦、抗污染、抗化学溶剂、防水、防油等优良特性，因而具有较好的推广应用价值。

需要说明的是，上述实施例仅是本发明的部分较优的技术方案，并非对于技术方案的穷举，本领域技术人员根据发明内容部分所描述内容，对于相关物料的选择及用量基于本领域常规方式进行适当选择和替换即可得到多种组合方式，而这些组合应当视为本发明技术方案的一部分，在此不再重复列举及说明。