一种可回收信息记录支持体的制作方法

[0001]
本发明涉及一种信息记录材料，特别是可回收的薄膜材料。


背景技术：

[0002]
聚酯薄膜具有极好的物理特性和化学稳定性，广泛应用在影像信息材料等领域。但由于聚酯薄膜表面亲和性较差，很难在其表面上涂覆功能涂层，故需要将薄膜表面进行改性，改变其表面性能，才能进行后续功能层涂布。为提高薄膜与功能层的附着力，通常对薄膜进行表面电晕处理及涂覆预涂层。预涂层的涂料里一般会添加酚类等溶胀剂，涂层干燥过程中，酚类容易挥发结晶成固体，污染工作环境，对人体造成危害。另外，用酚类作为溶胀剂，因涂层不可回收，废片只能作为垃圾处理，浪费资源并污染环境。
[0003]
另一方面，基材表面经摩擦、接触分离或带电颗粒沉积等产生静电荷，在高电阻率物体上会长久储存、积累，而不会泄漏掉。在塑料加工过程中，静电会造成树脂吸附灰尘、薄膜开口性差及涂层困难等问题；在使用过程中，易产生电火花，给仪器带来操作上的故障。因此，聚酯薄膜在特殊场合下使用时，必须对其进行抗静电处理，消除静电危害。
[0004]
申请号为201511015475.9的中国专利公开了一种pet薄膜底层用抗静电涂布液及其制备方法和应用，解决了底层表面电阻高的难题，使pet底层表面电阻大幅降低，可以满足工业化连续生产需求，但该底层需要使用大量酚类溶胀剂才能保证与pet的牢度，污染较重，且该底层片基作为支持体使用时，不可回收利用，功能层适用在感光明胶体系，应用范围较窄。
[0005]
申请号为cn105038532a的中国专利公开了一种亲水pet底层涂布液及其在pet上的应用。该亲水涂布液需添加交联剂进行固化交联，才能保证底层与pet及功能层的牢度。同时，该底层作为支持体使用时，涂覆的功能层仅限于明胶体系，不适用于聚乙烯醇体系，且该底层片基不可回收，应用范围较窄。
[0006]
申请号为cn103409046a的中国专利公开了了一种水性pet底涂涂料及其制备方法和应用。该涂料在pet涂布成膜后，表面功能层为uv光固化油墨，不适用于普通加热型功能层。该水性涂料干燥成膜后表面电阻过高，且该片基不可回收，应用范围较窄。
[0007]
申请号为cn201210408829.6的中国专利公开了一种环保水性高附着力pet预涂层涂料组合物及制备、用途。该涂料是一种水性涂料，但需先固化成膜，然后进行uv固化，再涂布uv光固化涂料，工艺步骤较多，过程繁琐，给操作带来不便。该预涂层表面电阻过高，且该片基不可回收，应用范围较窄。


技术实现要素：

[0008]
本发明的目的是提供一种可回收信息记录支持体，它能够解决已有技术中聚酯薄膜在进行表面涂覆改性时、表面预涂层在成膜过程中污染较重的问题。
[0009]
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
[0010]
一种可回收信息记录支持体，所述支持体包含聚脂薄膜和涂覆在薄膜表面单面或
双面的一种环保水性涂层，所述的环保水性涂层由一种环保水性组合物经高温干燥而成，环保水性组合物按重量份数计为：水性树脂15～50份，助溶剂0～10份，抗静电剂0.5～5份，防粘联剂0.1～0.5份，去离子水34.5～84.4份。
[0011]
上述可回收信息记录支持体，所述水性树脂为聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂或丙烯酸改性的聚酯树脂中的一种或几种，树脂的固含量为5％～75％。
[0012]
上述可回收信息记录支持体，在环保水性涂层上增加功能层，所述功能层为聚乙烯醇体系、明胶体系、聚氨酯体系或丙烯酸体系，功能层厚度为15～20μm；环保水性涂层与功能层的附着力为4b～5b。
[0013]
上述可回收信息记录支持体，所述水性涂层厚度为50～3000nm，厚度优选50～1000nm。
[0014]
上述可回收信息记录支持体，所述可回收支持体表面电阻为1.0
×
109ω/
□
～1.0
×
10
12
ω/
□
。
[0015]
上述可回收信息记录支持体，所述水性树脂平均分子粒径5～50nm，ph值5～7。
[0016]
上述可回收信息记录支持体，所述防粘联剂为胶体硅、硅的氧化物或聚硅氧烷中的一种或几种。
[0017]
上述可回收信息记录支持体，所述抗静电剂为两性表面活性剂或聚噻吩中的一种或两种；所述两性表面活性剂为甜菜碱类、氨基酸类；所述聚噻吩包含聚噻吩原液或聚噻吩衍生物。
[0018]
上述可回收信息记录支持体，所述助溶剂为乙醇、异丙醇或乙二醇单丁醚中的一种或几种。
[0019]
本发明可通过以下方法制备：
[0020]
1、将聚酯原料通过挤出机熔融挤出、纵向拉伸、横向拉伸、电晕处理、在线涂布、干燥、牵引及收卷工序，从而获得拉伸取向薄膜；在纵向拉伸工序和横向拉伸工序之间进行涂布。
[0021]
2、将水性组合物涂覆在薄膜表面，经高温干燥制成水性涂层，所述水性组合物由下述步骤制备：
[0022]
a、将助溶剂与去离子水混合均匀后，加入到反应容器中，打开搅拌器，将搅拌速度控制为200～300r/min，搅拌1～2min，得到分散体系1；
[0023]
b、将所述水性树脂及其他组分加入到分散体系1中，控制搅拌速度为200～300r/min，低速搅拌均匀，搅拌10～15min，得到分散体系2；
[0024]
c、将所述抗静电剂加入分散体系2中，控制搅拌速度为200～300r/min，低速搅拌均匀，搅拌5～10min，得到分散体系3；
[0025]
d、将所述防粘联剂加入到分散体系3中，控制搅拌速度为200～300r/min，低速搅拌均匀，搅拌5～10min，即得环保水性高附着力聚酯薄膜预涂层的水性涂层。
[0026]
3、制备水性涂层，包括以下步骤：
[0027]
将所述水性组合物，用计量棒涂布到聚酯薄膜表面，经温度90～150℃、时间20～40s连续鼓风式烘干后，得到含有水性涂层的支持体，直接涂布功能层。
[0028]
回收的支持体可再生造粒，按照一定比例作为回收料添加到聚酯原料中，参与新回收体的制造。
[0029]
有益效果
[0030]
与现有技术相比，本发明具有如下效果：
[0031]
1、本发明水性预涂层以水性树脂为主体成分，基本不含挥发性有机物，为生产提供安全保障；
[0032]
2、本发明水性组合物配方简单，配制时间较短，无需提前预混合及预热，操作简单，节约工时及成本；
[0033]
3、本发明的水性涂层烘干时间较短，烘干20～40s即成，生产效率较高；
[0034]
4、本发明水性涂层成膜厚度在50～3000nm之间，涂布后续功能层后，功能层附着力可达4b～5b；
[0035]
5、本发明水性涂层表面电阻在1.0
×
109ω/
□
～1.0
×
10
12
ω/
□
之间，大大的降低了聚酯薄膜表面电阻，在实际生产使用中更为安全，应用范围更加广泛；
[0036]
6、本发明的支持体，可适用的功能层体系较多，涉及领域较为广泛；
[0037]
7、本发明的支持体可回收造粒，按一定比例添加到纯净料中，重新参与聚酯薄膜的生产，无固体垃圾产生，绿色环保。
具体实施方式
[0038]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但本发明的实施方式并不仅仅局限于这几个实施例。
[0039]
实施例中的各组分及重量份数为表1所列。
[0040]
实施例1
[0041]
制备按以下步骤进行：
[0042]
(1)按照表1所示的各组分及含量备料：
[0043]
(2)将助溶剂与去离子水混合均匀后加入到反应容器中，将搅拌速度控制为200～300r/min，搅拌1～2min；
[0044]
(3)向反应容器中加入水性树脂，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～30min；
[0045]
(4)将抗静电剂加入到反应容器中，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～15min；
[0046]
(5)将防粘联剂加入到反应容器中，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～15min；使混合均匀，得到环保水性组合物。
[0047]
制备支持体，具体如下：
[0048]
将得到的水性组合物用计量棒涂布到聚酯薄膜上，经温度90～150℃、时间20～40s连续鼓风式烘干，固化成水性涂层，得到支持体，之后再涂布功能层涂料。经测试，未预涂水性组合物时，聚酯薄膜表面电阻1.5
×
10
15
ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力为0b；而涂布水性组合物后，经过测试，该水性涂层厚度为450nm，聚酯薄膜表面电阻6.5
×
10
11
ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力为5b。各理化参数测试结果见表2-4。
[0049]
本实施例聚酯薄膜未加入回收料，效果测试见表3。
[0050]
实施例2
[0051]
制备按以下步骤进行：
[0052]
(1)按照表1所示的各组分及含量备料：
[0053]
(2)将助溶剂与去离子水混合均匀后加入到反应容器中，将搅拌速度控制为200～300r/min，搅拌1～2min；
[0054]
(3)向反应容器中加入水性树脂，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～30min；
[0055]
(4)将抗静电剂加入到反应容器中，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～15min；
[0056]
(5)将防粘联剂加入到反应容器中，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～15min，使混合均匀，得到环保水性组合物。
[0057]
制备支持体，具体如下：
[0058]
将得到的水性组合物用计量棒涂布到聚酯薄膜上，经温度90～150℃、时间20～40s连续鼓风式烘干，固化成水性涂层，得到支持体，之后再涂布功能层涂料。经测试，未预涂水性组合物时，聚酯薄膜表面电阻1.5
×
10
15
ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力为0b；而涂布水性组合物后，该水性涂层厚度为275nm，聚酯薄膜表面电阻1.8
×
10
11
ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力为5b。各理化参数测试结果见表2。
[0059]
将所得支持体回收造粒后，按照5％比例作为回收料加入到聚脂薄膜生产中，相关参数测试结果见表3。
[0060]
实施例3
[0061]
制备按以下步骤进行：
[0062]
(1)按照表1所示的各组分及含量备料：
[0063]
(2)将助溶剂与去离子水混合均匀后加入到反应容器中，将搅拌速度控制为200～300r/min，搅拌1～2min；
[0064]
(3)向反应容器中加入水性树脂，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～30min；
[0065]
(4)将抗静电剂加入到反应容器中，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～15min；
[0066]
(5)将防粘联剂加入到反应容器中，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～15min，使混合均匀，得到环保水性组合物。
[0067]
制备支持体，具体如下：
[0068]
将得到的水性组合物用计量棒涂布到聚酯薄膜上，经温度90～150℃、时间20～40s连续鼓风式烘干，固化成水性涂层，得到支持体，之后再涂布功能层涂料。经测试，未预涂水性组合物时，聚酯薄膜表面电阻1.5
×
10
15
ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力为0b；而涂布水性组合物后，经测试，该水性涂层厚度为154nm，聚酯薄膜表面电阻4.5
×
10
10
ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力为5b。各理化参数测试结果见表2。
[0069]
将所得支持体回收造粒后，按照10％比例作为回收料加入到产品生产中，相关参数测试结果见表3.
[0070]
实施例4
[0071]
制备按以下步骤进行：
[0072]
(1)按照表1所示的各组分及含量备料：
[0073]
(2)将助溶剂与去离子水混合均匀后加入到反应容器中，将搅拌速度控制为200～300r/min，搅拌1～2min；
[0074]
(3)向反应容器中加入水性树脂，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～30min；
[0075]
(4)将抗静电剂加入到反应容器中，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～15min；
[0076]
(5)将防粘联剂加入到反应容器中，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～15min，使混合均匀，得到环保水性组合物。
[0077]
制备支持体，具体如下：
[0078]
将得到的水性组合物用计量棒涂布到聚酯薄膜上，经温度90～150℃、时间20～40s连续鼓风式烘干，固化成水性涂层，得到支持体，之后再涂布功能层涂料。经测试，未预涂水性组合物时，聚酯薄膜表面电阻1.5
×
10
15
ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力为0b；而涂布水性组合物后，经测试，该水性涂层厚度为95nm，聚酯薄膜表面电阻6.9
×
109ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力为5b。各理化参数测试结果见表2。
[0079]
将所得支持体回收造粒后，按照20％比例作为回收料加入到产品生产中，相关参数测试结果见表3.
[0080]
实施例5
[0081]
制备按以下步骤进行：
[0082]
(1)按照表1所示的各组分及含量备料：
[0083]
(2)将助溶剂与去离子水混合均匀后加入到反应容器中，将搅拌速度控制为200～300r/min，搅拌1～2min；
[0084]
(3)向反应容器中加入水性树脂，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～30min；
[0085]
(4)将抗静电剂加入到反应容器中，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～15min；
[0086]
(5)将防粘联剂加入到反应容器中，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌10～15min，使混合均匀，得到环保水性组合物。
[0087]
制备支持体，具体如下：
[0088]
将得到的水性组合物用计量棒涂布到聚酯薄膜上，经温度90～150℃、时间20～40s连续鼓风式烘干，固化成水性涂层，得到支持体，之后再涂布功能层涂料。经测试，未预涂水性组合物时，聚酯薄膜表面电阻1.5
×
10
15
ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力为0b；而涂布水性组合物后，经测试，该水性涂层厚度为65nm，聚酯薄膜表面电阻1.1
×
109ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力为4b。各理化参数测试结果见表2。
[0089]
将所得支持体回收造粒后，按照30％比例作为回收料加入到产品生产中，相关参
数测试结果见表3.
[0090]
对比例1
[0091]
按照专利201511015475.9中实施例1制备物料，去除溶胀剂后，将得到的底涂涂料涂布于pet薄膜表面，在风温115℃，干燥时间120s条件下干燥后，分别涂布聚乙烯醇及明胶功能层。经测试，涂层厚度95nm，涂层表面电阻为1.5
×
107ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力均为1b，与功能层牢度较差。将得到的支持体进行回收造粒，该切片熔融后团成块状，无法进行回收。
[0092]
对比例2
[0093]
按照专利cn105038532a中实施例2方法制备pet底涂涂料，去除交联剂-多异氰酸酯成分，将得到的pet底涂涂料用计量棒涂布到聚酯薄膜上，经温度90～150℃、时间20～40s连续鼓风式烘干，固化成水性涂层，之后再分别涂布聚乙烯醇及明胶功能层。经测试，涂层厚度为200nm，表面电阻为1.6
×
10
15
ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力均为1b。由此可见，该底层需添加交联剂来提高与功能层的附着力，且不适用于为聚乙烯醇体系的功能层，应用范围较窄。将得到的支持体进行回收造粒，该切片熔融后团成块状，无法进行回收。
[0094]
对比例3
[0095]
按照专利cn103409046a中实施例4方法制备pet底涂涂料，将得到的pet底涂涂料用计量棒涂布到聚酯薄膜上，经温度90～150℃、时间20～40s连续鼓风式烘干，固化成水性涂层，之后再涂布聚乙烯醇及明胶体系功能层。经测试，水性涂层厚度为585nm，表面电阻为1.7
×
10
15
ω/
□
(温度25℃，湿度50％rh)，按gb/t9286标准测试功能层牢度，功能层附着力均为1b。由此可见，该发明仅适用uv光固化功能层，与普通加热型功能层附着力较差。将得到的支持体进行回收造粒，重新进行聚酯片基生产后，聚酯片基表面结晶点较多，且存在破膜现象。
[0096]
表1
[0097][0098]
表2
[0099]
[0100][0101]
表3
[0102][0103]
本发明牢度按照以下方式进行测定：
[0104]
首先将样品放在平直的台面上，用百格刀垂直于样品表面均匀用力，平稳的划出至少6条平行切割线，再与先切割线成90
°
垂直交叉划出平行6条线，形成网格图形，然后用对网格中的线条进行清洁之后，在网格的中央施加胶带，并确保其与样品完全接触。将胶带提起与样品形成约60
°
角，连续平稳的将胶带撤离，然后观察网格中样品膜表面的脱落情况。附着力评级见表4。
[0105]
表4附着力评级
[0106]
剥落程度0少于5％5％-15％15％-35％35％-65％大于65％附着力评级5b4b3b2b1b0b
[0107]
综上所述，本发明的支持体，其涂层由一种环保水性组合物高温干燥而成，该水性组合物以水性树脂为主体成分，基本不含挥发性有机物，绿色环保；配制简单，节约工时及成本；涂层烘干时间较短，提高生产效率，表面电阻较低，使用安全；该支持体使用时与功能层附着力较好，且可回收利用，保护环境，节约能源。