一种光变标签及其制备方法与流程

1.本发明属于光变材料技术领域，具体涉及一种光变标签及其制备方法。


背景技术：

2.随着生活水平提高，人们对健康问题越来越关注，紫外线对人体皮肤的伤害就是其中一个重要的关注点，而提供一种可以直观简易地反映出紫外线强度变化的产品就成为一个非常价值的研究议题。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是提供一种可通过呈现不同颜色来显示紫外光强弱的光变标签及其制备方法。
4.为实现本发明的上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种光变标签，包括上层光变涂层、下层光变涂层和载体，所述上层光变涂层、所述下层光变涂层和所述载体按照载体-上层光变涂层-载体-下层光变层-载体的结构从上至下依次重叠设置，所述上层光变涂层所含光变粉的激发波长≤所述下层光变涂层所含光变粉的激发波长。
6.上述一种光变标签，作为一种优选的实施方案，所述上层光变涂层的厚度为3-25微米，所述下层光变涂层的厚度为3-25微米。
7.上述一种光变标签，作为一种优选的实施方案，所述载体为pet膜、tpu膜、pc板中的至少一种，所述载体的厚度为20-250微米。
8.上述一种光变标签，作为一种优选的实施方案，所述上层光变涂层，包括下述重量份的原料：溶剂55-83份、树脂15-50份、光稳定剂0.6-8份、抗氧剂0.1-5份、光变粉1-7份、固化剂1-10份、固化促进剂0.1-0.5份，填料1-15份。
9.上述一种光变标签，作为一种优选的实施方案，所述下层光变涂层，包括下述重量份的原料：溶剂55-83份、树脂15-50份、光稳定剂0.6-8份、抗氧剂0.1-5份、光变粉1-7份、固化剂1-10份、固化促进剂0.1-0.5份，填料1-15份。
10.上述一种光变标签，作为一种优选的实施方案，所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丁酮、环己酮和异弗尔酮中的至少一种，所述树脂为环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酯、eva树脂或pvb树脂中的一种，所述光稳定剂为光稳定剂944、光稳定剂770、光稳定剂292、光稳定剂la-52、光稳定剂531、光稳定剂312、光稳定剂329、光稳定剂328、光稳定剂326、光稳定剂5411、光稳定剂321中的至少一种，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂136、抗氧剂168、抗氧剂ca、抗氧剂164或抗氧剂264中的一种，所述光变粉为光变粉op022、光变粉op058、光变粉op061、光变粉op063、光变粉op069、光变粉op098、光变粉op099、光变粉op113、光变粉op108、光变粉op166、光变粉op168、光变粉op183、光变粉op185、光变粉op226、光变粉hdy-r01、光变粉hdy-y39、光变粉hdy-b53或光变粉dy-h85中的一种，所述固化剂为固化剂651、固化剂t-31、固化剂xdi、固化
剂tdi、固化剂hdi、固化剂kd-8610b或固化剂环氧593中的一种，所述填料为白炭黑瓦克h2000、德固赛a200、德固赛ok520、东曹k500、赢创ts100、格雷斯sy7000、富士sy358、科莱恩9610f或科莱恩3620中的一种。
11.光变粉是一种功能性材料，它通过吸收特定波长的紫外光源，藉由该光源的能量而产生颜色变化(变为紫色、红色、兰色、黄色等)，当特定波长的紫外光源不在时，即回复原来的颜色。本发明将该特定波长定义为光变粉的激发波长。
12.目前市面上的光变粉种类较为丰富，本发明按照光变粉的激发波长将其分为三类，即280-330nm，340-370nm和380-400nm，将激发波长为280-330nm的光变粉定义为超低激发波长光变粉，将激发波长为340-370nm的光变粉定义为低激发波长光变粉(简称低波光变粉,下同)，将激发波长为370-400nm的光变粉定义为高激发波长光变粉(简称高波光变粉,下同)。在三类光变粉中，超低激发波长光变粉由于种类少，耐候性差，少有开发和使用。本发明人通过实验发现，低波光变粉和高波光变粉是适用于本发明的。
13.本发明人发现，本发明所述光变标签的关键技术在于上层光变涂层和下层光变涂层中光变粉的选取。在设计光变标签时，当上层光变涂层所含光变粉的激发波长≤下层光变涂层所含光变粉的激发波长(简称“错峰型”)时，光变标签可以使上、下层光变涂层依次呈现出光变粉随紫外强度变化时的清晰色彩和效果，与将高、低波光变粉同时混合于单一光变涂层的结构相比较，“错峰型”结构可以很大程度避免同一光变涂层内高、低波光变粉同时随紫外光强度发生变化产生的颜色干扰。做为本发明所述的光变标签上层光变涂层和下层光变涂层中的光变粉可选择的搭配是低波光变粉与低波光变粉搭配、低波光变粉与高波光变粉搭配、高波光变粉与高波光变粉搭配三种类型。
14.本发明的设计原理在于：当上层光变涂层所含光变粉的激发波长≤下层光变涂层所含光变粉的激发波长时，上层光变涂层具有更强的紫外线吸收能力，其结果是上层光变涂层相当于下层光变涂层的紫外阻隔层，也就是下层光变涂层所接收到的紫外强度被屏蔽或者大幅度消减，只有上层光变涂层紫外线吸收达到饱和时，下层光变涂层才能吸收紫外线开始变色，其结果是：当紫外线强度较弱时，光变标签只显示上层光变涂层的颜色，随紫外线强度逐渐增强时，上层光变涂层的颜色不断变深，同时下层光变涂层开始变色，即光变标签的颜色会从偏向于上层光变涂层的颜色转变为偏向于上/下层光变涂层的混合颜色。
15.本发明人还发现，构成光变标签的上层光变涂层和下层光变涂层中光变粉的添加量也比较重要，光变涂层需要根据光变粉自身的显色特性对上/下层光变涂层中光变粉的添加量进行调整，以达到合适的颜色呈现。如果光变粉的添加量过大，则导致变色标签在紫外线强度较低的情况下达到显色的最大值，虽然色彩饱和度高，但无法清晰表现出光变标签随紫外线强度变化时的颜色变化。
16.在光变标签制作时，上层光变涂层和下层光变涂层也可以用商标、图案、文字、字母等的形式加以展示。
17.上述一种光变标签，作为一种优选的实施方案，所述光变标签还包括消泡剂0.06-0.8份，流平剂0.1-3份。
18.上述一种光变标签，作为一种优选的实施方案，所述消泡剂为byk-054、byk-057、byk-065n、byk-1790、byk-1790或byk-22764的一种。所述流平剂为byk-306、byk-310、byk-331、byk-354、byk-371或byk-3550的一种。
19.本发明的第二方面提供一种光变标签的制备方法，包括以下步骤：在载体上涂覆下层光变涂层，并在下层光变涂层上覆盖载体、辊压，再在载体的表面涂覆上层光变涂层，并在上层光变涂层上覆盖载体、辊压，得所述光变标签。
20.本发明所述光变标签采用多层光变层结构，除了按照载体-上层光变涂层-载体-下层光变层-载体从上至下依次重叠设置这种结构之外，还可以按照载体-上层光变涂层-载体-中层光变涂层-载体-下层光变层-载体从上至下依次重叠设置这种结构以及离型膜-压敏胶层-载体-上层光变涂层-载体-下层光变涂层-载体从上至下依次重叠设置这种结构。
21.本发明的有益效果为：
22.1.通过构成光变标签的上层光变涂层和下层光变涂层中光变粉在紫外光下显示出的不同颜色，可以用来反映紫外线强度大小。将光变标签用于各种制品表面，可以提示使用者紫外线的强弱，减少紫外线对使用者的伤害。
23.2.将光变标签用于各种制品表面，通过光变标签在不同环境下显示出来的多种颜色变化，可以显示制品的科技感和时尚感。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
25.实施例1
26.一种光变标签，包括上层光变涂层、下层光变涂层和载体，所述上层光变涂层、所述下层光变涂层和所述载体按照载体-上层光变涂层-载体-下层光变涂层-载体的结构从上至下依次重叠设置，所述上层光变涂层所含光变粉的激发波长＜所述下层光变涂层所含光变粉的激发波长；所述上层光变涂层的厚度为3微米，所述下层光变涂层的厚度为25微米；
27.所述载体为pc板，所述载体的厚度为250微米。
28.所述上层光变涂层，包括下述重量份的原料：包括下述重量份的原料：溶剂甲苯15重量份、丙二醇甲醚醋酸酯40重量份、环氧丙烯酸酯树脂15重量份、光稳定剂770 0.6重量份、抗氧剂1010 0.1重量份、光变粉op166 1重量份、固化剂651 1重量份、固化促进剂ca-210 0.1重量份，白炭黑瓦克h2000 1重量份，消泡剂byk0-1794 0.8份，流平剂byk-354 1份；所述上层光变油墨的制备方法为将上述各种成分混合在一起，常温搅拌30分钟，500目筛网过滤，静置24小时，得到上层光变油墨。
29.所述下层光变涂层，溶剂甲苯15重量份、丙二醇甲醚醋酸酯40重量份、环氧丙烯酸酯树脂15重量份、光稳定剂292 0.6重量份、抗氧剂1010 0.1重量份、光变粉op061 1重量份、固化剂651 1重量份、固化促进剂ca-210 0.1重量份，白炭黑瓦克h2000 1重量份，消泡剂byk0-1794 0.8份，流平剂byk-354 1份；所述下层光变油墨的制备方法为将上述各种成分混合在一起，常温搅拌30分钟，500目筛网过滤，静置24小时，得到下层光变油墨。
30.实施例1所述光变标签的制备方法，包括以下步骤：
31.在pc板上刮涂下层光变油墨，得到天蓝色高波下层光变涂层，取另一pc板覆盖在下层光变涂层上方，再进行辊压压合。然后在pc板上面刮涂上层光变油墨，得到粉红色低波上层光变涂层，再取另一pc板覆盖其上方辊压压合得到“三板夹两膜”的光变标签。
32.实施例2
33.一种光变标签，包括上层光变涂层、下层光变涂层和载体，所述上层光变涂层、所述下层光变涂层和所述载体按照载体-上层光变涂层-载体-下层光变涂层-载体的顺序从上至下依次重叠设置，所述上层光变涂层所含光变粉的激发波长等于所述下层光变涂层所含光变粉的激发波长；所述上层光变涂层的厚度为10微米，所述下层光变涂层的厚度为10微米。
34.所述载体为tpu膜，所述载体的厚度为100微米。
35.所述上层光变涂层，包括下述重量份的原料：溶剂二甲苯20重量份、异弗尔酮40重量份、聚氨酯30重量份、光稳定剂944 3重量份、光稳定剂326 1重量份、抗氧剂1076 2重量份、光变粉op058 3重量份、固化剂651 5重量份、固化促进剂ca-210 0.2重量份，德固赛a200 8重量份,消泡剂byk-22764 0.06份，流平剂byk-3550 2份；上层光变油墨的制备方法为将上述各种成分混合在一起，常温搅拌30分钟，500目筛网过滤，静置24小时，得到上层光变油墨。
36.所述下层光变涂层与所述上层光变涂层的不同之处在于：所述下层光变涂层所含光变粉为光变粉op166。
37.实施例2所述光变标签的制备方法，包括以下步骤：
38.在tpu膜上刮涂下层光变油墨，得到粉红色低波下层光变涂层，在下层光变涂层上方覆盖tpu膜并进行辊压压合。然后在tpu膜上面刮涂上层光变油墨，得到淡蓝色低波上层光变涂层，在上层光变油墨上方覆盖tpu膜并进行辊压压合得光变标签。
39.实施例3
40.一种光变标签，包括上层光变涂层、下层光变涂层和载体，所述上层光变涂层、所述下层光变涂层和所述载体按照载体-上层光变涂层-载体-下层光变层-载体的结构从上至下依次重叠设置，所述上层光变涂层所含光变粉的激发波长等于所述下层光变涂层所含光变粉的激发波长；所述上层光变涂层的厚度为25微米，所述下层光变涂层的厚度为5微米；
41.所述载体为pet膜，所述载体的厚度为20微米。
42.所述上层光变涂层，包括下述重量份的原料：溶剂正丁醇83重量份、eva 50重量份、光稳定剂531 8重量份、抗氧剂1076 5重量份、光变粉op185 7重量份、固化剂651 10重量份、固化促进剂ca-210 0.5重量份，填料德固赛a20015重量份，消泡剂byk-057 0.8份，流平剂byk-371 0.1份；上层光变油墨的制备方法为将上述各种成分混合在一起，常温搅拌30分钟，500目筛网过滤，静置24小时，得到上层光变油墨。
43.所述下层光变涂层，包括下述重量份的原料：溶剂乙酸丁酯83重量份、eva 50重量份、光稳定剂la-52 8重量份、抗氧剂1076 5重量份、光变粉op168 7份、固化剂651 10重量份、固化促进剂ca-210 0.5重量份，填料德固赛a200 15重量份，消泡剂byk-057 0.8份，流平剂byk-371 0.1份；下层光变油墨的制备方法为将上述各种成分混合在一起，常温搅拌30分钟，500目筛网过滤，静置24小时，得到下层光变油墨。
44.实施例3所述光变标签的制备方法，包括以下步骤：
45.在pet膜上刮涂下层光变油墨，得到蓝紫色高波下层光变涂层，在下层光变涂层上覆盖pet膜并进行辊压压合。然后在pet膜上面刮涂上层光变油墨，得到墨绿色高波上层光变涂层，在上层光变涂层上方覆盖pet膜并进行辊压压合得光变标签。
46.实施例4
47.一种光变标签，包括上层光变涂层、中层光变涂层、下层光变涂层和载体，所述上层光变涂层、所述中层光变涂层、所述下层光变涂层和所述载体按照载体-上层光变涂层-载体-中层光变涂层-载体-下层光变涂层-载体的结构从上至下依次重叠设置，所述上层光变涂层所含光变粉的激发波长＜所述中层光变涂层所含光变粉的激发波长等于所述下层光变涂层所含光变粉的激发波长；所述上层光变涂层的厚度为15微米，中层光变涂层厚度为10微米，所述下层光变涂层的厚度为6微米；
48.位于下层的载体为pc板，其厚度为100微米；
49.位于中间两层的载体为pet膜，其厚度为20微米；
50.位于上层的载体为tpu膜，其厚度为50微米。
51.所述上层光变涂层，包括下述重量份的原料：溶剂乙酯10重量份、丁酮45重量份、pvb树脂15重量份、光稳定剂321 0.6重量份、抗氧剂1076 0.1重量份、光变粉op166 1份、固化剂xdi 1重量份、固化促进剂0.1份，东曹k500 3重量份，消泡剂byk-065n 0.06份，流平剂byk-306 0.1份；上层光变油墨的制备方法为将上述各种成分混合在一起，常温搅拌30分钟，500目筛网过滤，静置24小时，得到上层光变油墨。
52.所述中层光变涂层，包括下述重量份的原料：包括下述重量份的原料：溶剂乙酯10重量份、丁酮45重量份、pvb树脂15重量份、光稳定剂321 0.6重量份、抗氧剂1076 0.1重量份、光变粉op61 1份、固化剂xdi 1重量份、固化促进剂0.1份，东曹k500 3重量份，消泡剂byk-065n 0.06份，流平剂byk-306 0.1份；所述中层光变油墨的制备方法为将上述各种成分混合在一起，常温搅拌30分钟，500目筛网过滤，静置24小时，得到中层光变油墨。
53.所述下层光变涂层，包括下述重量份的原料：溶剂乙酯10重量份、丁酮45重量份、pvb树脂15重量份、光稳定剂321 0.6重量份、抗氧剂1076 0.1重量份、光变粉op226 1份、固化剂xdi 1重量份、固化促进剂0.1份，东曹k500 3重量份，消泡剂byk-065n 0.06份，流平剂byk-306 0.1份；所述下层光变油墨的制备方法为将上述各种成分混合在一起，常温搅拌30分钟，500目筛网过滤，静置24小时，得到下层光变油墨。
54.实施例4所述光变标签的制备方法，包括以下步骤：
55.在pc板上刮涂下层光变油墨，得到宝蓝色高波下层光变涂层，取pet膜覆盖在下层光变涂层上方，进行辊压压合。再在pet膜上刮涂中层光变油墨，得到天蓝色高波中层光变涂层，取另一pet膜覆盖在中层光变涂层上方，进行辊压压合。然后在pet膜上面刮涂上层光变油墨，得到粉红色低波上层光变涂层，再取tpu膜覆盖其上方进行辊压压合得到光变标签。
56.实施例5
57.一种光变标签，包括离型膜、压敏胶层、上层光变涂层、下层光变涂层和载体，所述离型膜、所述压敏胶层、所述上层光变涂层、所述下层光变涂层和所述载体按照离型膜-压敏胶层-载体-上层光变涂层-载体-下层光变涂层-载体的结构从上至下依次重叠设置，所
述上层光变涂层所含光变粉的激发波长等于所述下层光变涂层所含光变粉的激发波长；所述离型膜厚度20微米，所述压敏胶层的厚度为15微米，上层光变涂层的厚度为6微米，所述下层光变涂层的厚度为15微米；
58.位于上层的载体为pet膜，其厚度为50微米；
59.位于中层的载体为tpu膜，其厚度为20微米；
60.位于下层的载体为pet膜，其厚度为20微米。
61.所述上层光变涂层，包括下述重量份的原料：溶剂环己酮83重量份、聚氨酯50重量份、光稳定剂la-52 8重量份、抗氧剂136 5重量份、光变粉op022 7重量份、固化剂tdi 10重量份、固化促进剂0.5重量份，填料富士sy358 15重量份,消泡剂byk-065n 0.06份，流平剂byk-354 0.8份；所述上层光变油墨的制备方法为将上述各种成分混合在一起，常温搅拌30分钟，500目筛网过滤，静置24小时，得到下层光变油墨。
62.所述下层光变涂层，包括下述重量份的原料：溶剂环己酮83重量份、聚氨酯50重量份、光稳定剂la-52 8重量份、抗氧剂136 5重量份、光变粉op113 7重量份、固化剂tdi 10重量份、固化促进剂0.5重量份，填料富士sy358 15重量份,消泡剂byk-065n 0.06份，流平剂byk-354 0.8份；所述下层光变油墨的制备方法为将上述各种成分混合在一起，常温搅拌30分钟，500目筛网过滤，静置24小时，得到下层光变油墨。
63.实施例5所述光变标签的制备方法，包括以下步骤：
64.在pet膜上刮涂下层光变油墨，得到紫红色高波下层光变涂层，在下层光变涂层上覆盖tpu膜并进行辊压压合。然后在tpu膜上面刮涂上层光变油墨，得到黄色超低波上层光变涂层，在上层光变涂层上方覆盖pet膜并进行辊压压合。再在pet膜上面刮涂压敏胶，在压敏胶上方覆盖离型膜进行辊压压合，得可内贴覆的光变标签。
65.对比例1
66.对比例1所述光变标签与实施例1所述光变标签的不同之处在于：对比例1所述光变标签上层光变油墨所含光变粉为光变粉op061，下层光变油墨所含光变粉为光变粉op166。
67.对比例2
68.对比例2所述光变标签与实施例3所述光变标签的不同之处在于：对比例3所述光变标签仅含有一层光变涂层，所述光变涂层所含光变粉为光变粉op185和光变粉op168。
69.使用紫外灯模拟自然光源，通过光变标签接受紫外辐照强度不同，显示颜色的效果对比，来进行评判。紫外辐照强度可通过调节紫外灯功率，或调整照射时间进行等效。本发明所述光变标签的光变显色效果如表1所示：
70.表1
[0071][0072]
从表1得出的结论：
[0073]
1.实施例1-5在紫外线强度发生变化时可以显示出不同的颜色，便于使用者识别和观察；
[0074]
2.对比例1-2在紫外线强度发生变化虽然有颜色变化，但颜色变化单一不便于使用者识别。
[0075]
3.对比例1说明了当上层光变涂层所含光变粉的激发波长大于下层光变涂层所含光变粉的激发波长时，下层光变涂层不能随紫外线强度显示变色功能。
[0076]
4.对比例2说明将两种光变粉混合涂布于单一涂层时，不能实现光变标签随紫外线强度变化时明显的颜色变化。
[0077]
以上实施例1-5和对比例1-2说明，光变标签在具有多层光变层结构基础上，满足上层光变涂层所含光变粉的激发波长≤下层光变涂层所含光变粉的激发波长，可以实现其在不同紫外强度下的显色多样化，具有紫外线强度指示功能和赋予制品的科技感与时尚感。
[0078]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。