一种可打印热升华刻字膜及其制备方法与流程

本发明涉及一种热升华材料及其制备方法，具体涉及一种热升华刻字膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着彩色喷墨打印机市场的不断发展，对热升华打印机的需求也在日益增加，其重要耗材也越来越引起重视。作为热升华产品的重要耗材，目前传统的热升华htv在使用时需要搭配热升华纸使用，即先将空白的热升华htv热转印至衣物上，使用热升华打印机将图案打印在热升华纸上，再将热升华纸上的图案热升华至热升华htv上。使用传统热升华htv时需要经过两次热压一次打印的过程，并且需要热升华纸作为中间载体，增加了耗材的消耗。

2、cn111074683a公开了一种热熔涂布热升华打印相纸及制备方法，包括接受层、纸基、聚乙烯淋膜层，所述接受层由多元共聚树脂和接受层涂层组成；所述接受层涂层由下述组分制成：氯乙烯-丙烯腈多元共聚树脂和乙烯类热塑性弹性体。

3、cn103753997a公开了一种热升华打印相纸及制备方法，所述打印相纸包括：抗卷曲层、纸基、影像接收层，所述纸基的一面设有抗卷曲层，另一面设有影像接受层；所述影像接受层由水性树脂组合物构成；所述水性树脂组合物包括：水性乳液、增白剂、离型剂。采用水性树脂混合物作为打印相纸的影像接收层，替代以往的溶剂型涂料的接受层。

4、cn112900145a公开了一种超薄热升华转印纸及其制备方法,所述超薄热升华转印纸包括原纸层、阻隔层和功能涂层；功能涂层还包括填料、油墨承载材料和助剂；油墨承载材料包括羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠、明胶、海藻酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺或瓜尔胶中的一种或多种。

5、现有技术中热升华打印相纸是以纸基为主，覆有能承载热升华墨水的涂层，能通过一次热升华打印，将图案打印上去作为照片留存；即使可用于给织物添加图案，仍需要进行两次热升华过程。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种基于tpu膜的可打印热升华刻字膜及其制备方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种可打印热升华刻字膜，包括依次层叠的pet层、tpu层和吸墨层；即tpu层在pet层与吸墨层之间；

3、所述吸墨层的原料包括水性聚氨酯、水性纳米明胶、水性润湿分散剂、水性抗氧化剂、表面活性剂；

4、所述tpu层的原料包括热塑性聚氨酯弹性体、聚氨基甲酸酯、白色色浆、钛白粉、硫酸钡、分散剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂。

5、通过依层叠的pet层、tpu层、吸墨层的结构设置，使得该可打印热升华刻字膜具有打印清晰度高，墨水干燥速度快，升华图案清晰、色彩饱和度高、抗水洗能力强和使用便捷等特点。

6、热升华原理是通过热量使得染料分子升华气化进入介质中，吸墨层中的水性聚氨酯，能在墨水高温升华时作为良好的承接介质，tpu层中添加的聚氨基甲酸酯与吸墨层中的水性聚氨酯具有相同的酯基团，也能在墨水高温升华时作为良好的承接介质，故其二者能在热升华时使染料分子快速进入，且将墨水分子锁在吸墨层与墨水承接层中间，形成一种“夹心结构”，即达到了良好的色彩饱和度的同时也提供了优秀的抗水洗效果。

7、tpu层中添加的聚氨基甲酸酯与聚氨酯弹性体结合，在不破坏tpu层热熔性的同时，可以与其中的填料结合使热升华墨水分子更易进入聚氨基甲酸酯结构中，填料中的硫酸钡起到隔离作用，使颜料的颗粒可以相互保持一定的距离，提高热升华染料的升华效率。特别的，硫酸钡的能游离钛白粉在涂料中所形成的网状空隙，极大地提高了涂层的耐候性、提升热升华染料进行升华的效率。

8、优选地，所述吸墨层的原料中，所述水性润湿分散剂为脂肪酸环氧乙烷的加成物c17h33coo(ch2ch2o)nh、聚乙二醇型多元醇、聚乙烯亚胺衍生物中的一种或两种以上。

9、通过采用上述技术方案，吸墨层具有较好的性能。

10、优选地，所述吸墨层的原料中，所述水性抗氧化剂为抗坏血酸、异抗坏血酸、乙二胺四乙酸二钠中的一种或两种以上。水溶性抗氧化剂可使用本领域常规的水溶性抗氧化剂，此处列举了一些本领域中的常用原料，使用其他可以起到类似作用的原料也是可行的。

11、优选地，所述吸墨层的原料中，所述表面活性剂为油酸二乙醇酰胺、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基二苯醚二磺酸钠中的一种或两种以上。

12、通过采用上述技术方案，吸墨层具有较好的性能。

13、优选地，所述tpu层的原料中，所述白色色浆为高浓度油溶性白色色浆。

14、通过采用上述技术方案，tpu层具有较好的性能。

15、优选地，所述tpu层的原料中，所述钛白粉为金红石型钛白粉和/或锐钛型钛白粉。

16、通过采用上述技术方案，tpu层具有较好的性能。

17、优选地，所述tpu层的原料中，所述硫酸钡为沉淀硫酸钡。

18、沉淀硫酸钡具有较小的粒度，通过采用上述技术方案，有着更优越的效果。

19、优选地，所述tpu层的原料中，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯和\或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂。

20、通过采用上述技术方案，tpu层具有较好的性能。

21、优选地，所述tpu层的原料中，所述偶联剂为磷酸酯偶联剂、铝酸脂偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或两种以上。所述偶联剂可使用本领域常规使用的偶联剂，此处列举了一些本领域中的常用原料，使用其他可以起到类似作用的原料也是可行的。

22、优选地，所述tpu层的原料中，所述润滑剂为n,n’-乙撑双硬脂酰胺(即ebs蜡)。所述润滑剂可使用本领域常规使用的润滑剂，此处列举了常用原料，使用其他可以起到类似作用的原料也是可行的。

23、优选地，所述水性纳米明胶的制备方法为：向明胶溶液中加入丙酮，取上层乳白色分散液，将其溶于水中，用碱将ph值调至12以上；边搅拌变滴加丙酮，待混合液变成乳白色，加入戊二醛，得水性纳米明胶。

24、更优选地，所述明胶溶液的浓度为50～60g/l，所述丙酮的体积为明胶溶液体积的40～60％；该条件下具有较好的制备效果。

25、水性纳米明胶采用改进的二次去溶剂法制备。明胶溶液中加入去溶剂化试剂丙酮，得到的上层乳白色分散液中含有高相对分子质量的明胶；将其再溶于水中，将体系调为强碱性，使明胶分子远离等电点；再次加入丙酮使明胶的疏水性区域暴露，此时加入戊二醛用于交联明胶，形成稳定颗粒。

26、明胶的胶原分子是由三条多肽链相互缠绕所形成的螺旋体，通过处理，胶原分子螺旋体变性分解成单条多肽链(α-链)的α-组分、由两条α链组成的β-组分、由三条α链组成的γ-组分、介于其间和小于α-组分或大于γ-组分的分子链碎片的四种不同类型的分子链组分，再通过交联，使四种分子链组分的存在构成了一种稳定的网格结构，能使墨水分子均匀分散，使得打印清晰度大幅提升。明胶内部由氨基酸构成的多肽链存在着亲水区和疏水区，因而明胶和一些表面活性剂一样具有适当的表面活性。故而表层吸墨层对热升华墨水有着良好的吸附效果，亲水区的存在使打印上的墨水能迅速干燥。

27、优选地，以质量份数计，所述吸墨层的原料组成包括：

28、

29、通过设置吸墨层的原料配比，获得了打印清晰度、显色、遮盖力、热压图案鲜艳度、抗水洗等性能，较优的的刻字膜。

30、优选地，以质量份数计，所述tpu层的原料组成包括：

31、

32、通过设置tpu层的原料配比，获得了打印清晰度、显色、遮盖力、热压图案鲜艳度、抗水洗等性能，较优的的刻字膜。

33、优选地，所述pet层的厚度为0.8～1mm；所述tpu层的厚度为50～55μm；所述吸墨层的厚度为80～85μm。

34、pet层和tpu层的厚度为本领域的常规厚度。

35、本发明可打印热升华刻字膜的制备方法中，所述吸墨层是通过将吸墨层的原料混合均匀后，成型、烘干制成；所述tpu层是通过将tpu层的原料混合均匀后，成型、冷却固化制成。

36、以此方式制备的刻字膜简单、可控，制备出的可打印热升华刻字膜具有打印清晰度高，墨水干燥速度快，升华图案清晰、色彩饱和度高、抗水洗能力强和使用便捷等特点。

37、优选地，所述吸墨层的原料混合方法为：将水性聚氨酯与水性纳米明胶混合，并以1200r/min～1500r/min的速率搅拌20～35min；加入水性润湿分散剂、水性抗氧化剂和表面活性剂，并以500r/min～800r/min的速率搅拌15～20min。

38、通过采用上述技术方案，能将吸墨层的原料混合均匀。

39、优选地，所述tpu层的原料混合方法为：将热塑性聚氨酯弹性体与聚氨基甲酸酯在120～130℃熔融塑化，以900r/min～1200r/min的速率搅拌30～35min；加入分散剂、润滑剂、抗氧剂和偶联剂并以500r/min～800r/min的速率搅拌5～8min；加入白色色浆、钛白粉、硫酸钡并以1000r/min～1200r/min的速率搅拌40～60min。

40、通过采用上述技术方案，能将tpu层的原料混合均匀。

41、优选地，先制备tpu膜，再在tpu膜的两侧表面分别制备或覆盖吸墨层和pet层，得依次层叠的pet层、tpu层和吸墨层。

42、tpu层的原料混合后经模口挤压，经气刀控制膜层厚度，使熔料紧贴着冷却辊筒或离型膜上，随后再经过冷却固化得到tpu层；将吸墨层的原料混合后涂抹在tpu层的一侧表面，烘干，得到依次层叠的tpu层和吸墨层；将pet覆合在tpu层未被吸墨层覆盖的一侧表面，得到依次层叠的pet层、tpu层和吸墨层。即制得可打印热升华刻字膜。

43、以此方式制备的刻字膜简单、可控，制备出的可打印热升华刻字膜具有打印清晰度高，墨水干燥速度快，升华图案清晰、色彩饱和度高、抗水洗能力强和使用便捷等特点。

44、不同于现有技术，本发明以tpu膜层为基，由于tpu层具有热熔胶粘性质，可将打印好图案的热升华刻字膜烫压至衣物或其他织物上，将两次热升华过程缩至一次。本发明适合用于各种织物的diy改造。本发明也无需使用热升华转印纸作为中间载体。相比传统热升华需要热升华纸作为升华载体，并进行两次热升华才能将图案转移至织物上，本发明能减少耗材使用量，用法也更为简单。

45、本发明有益效果：

46、(1)本发明以tpu膜层为基，覆有的吸墨层能使用热升华打印机打印图案，打印好图案后，由于tpu层具有热熔胶粘性质，可采用热压机或熨斗将打印好图案的热升华刻字膜烫压至衣物或其他织物上，将常规的两次热升华及热转印过程缩至一次；使操作方式更加便捷，同时节省了热升华纸耗材的使用；

47、(2)吸墨层中水性聚氨酯的存在能使墨水进行热升华时在表层显色，即热压后墨水在吸墨层与tpu层中间显色，对图案形成夹心保护，升华后图案鲜艳度高，抗水洗效果好；以此方式依次层叠的pet层、tpu层和吸墨层的结构设置，使得该可打印热升华刻字膜具有打印清晰度高，干燥速度快，升华图案清晰，色彩饱和度高和抗水洗能力强等特点；

48、(3)吸墨升中添加了改性纳米明胶作为吸墨剂，使其能快速吸收墨水达到打印速干的效果，且打印清晰度高；

49、(4)本发明tpu层配方对传统tpu膜进行改进，在热塑性聚氨酯弹性体中添加填料、色浆与少量pu使得tpu层在保留热熔胶效果同时，兼具遮盖基材底色以及承接热升华墨水分子的能力；使得图案打印清晰，热升华后图案颜色鲜艳，色彩饱和度高；

50、(5)本发明的可打印热升华刻字膜具有打印清晰度高，墨水干燥速度快，升华图案清晰、色彩饱和度高、抗水洗能力强和使用便捷等特点；本发明的制备方法简单、可控。