CN115816953A

CN115816953A - 一种户外喷墨打印基膜及包含该基膜的打印材料

Info

Publication number: CN115816953A
Application number: CN202211572116.3A
Authority: CN
Inventors: 占孚; 夏建峰; 朱亚妮; 李耀邦; 夏厚君
Original assignee: Zhejiang Fulai New Material Co ltd
Current assignee: Zhejiang Fulai New Material Co ltd
Priority date: 2022-12-08
Filing date: 2022-12-08
Publication date: 2023-03-21

Abstract

本申请公开了一种户外喷墨打印基膜及包含该基膜的打印材料，属于喷墨打印技术领域。其中，打印基膜包括：芯层、第一表层以及第二表层，所述第一表层和第二表层分布于所述芯层的正反两面；所述第一表层和第二表层均含有紫外线吸收剂和/或抗氧剂，以提高基膜的耐候性；所述第一表层和第二表层的密度均大于所述芯层的密度，能减少材料的用量，有效地降低生产成本。

Description

一种户外喷墨打印基膜及包含该基膜的打印材料

技术领域

本发明涉及喷墨打印技术领域，尤其涉及一种户外喷墨打印基膜及包含该基膜的打印材料。

背景技术

喷墨打印技术具有记录速度快、易于彩色化、应用方便和无污染等特点，被广泛应用于影像写真、广告制作、标签刷等行业。其中，户外广告就是该技术的一个重要应用场景，常见的户外广告喷墨打印材料是以PVC为基膜，然后在基膜表面涂覆合适的印刷涂层得到，但是PVC基膜含有大量有机氯元素，并不环保。

目前，双向拉伸聚丙烯发泡薄膜材料具有轻质环保、手感柔顺等特点，是取代PVC基膜的环保方案，但传统的双向拉伸聚丙烯发泡薄膜材料通常采用多层共挤工艺制备，各层之间的结合力并不理想，而且芯层的强度也不够高，长时间户外暴晒以后容易出现分层老化和剥离的问题。还有一些是通过在涂层中添加抗氧剂或紫外线吸收剂的方法以提高材料整体的户外耐候性，但是这类方法对基膜的耐候性提高有限，而且存在容易导致涂层黄变的问题，影响最终产品的使用效果。也有一些是通过在聚丙烯基膜中添加抗氧剂或紫外线吸收剂来提高耐候性的，但是现有制备工艺的成本高，很难得到广泛应用。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种耐候性优异的户外喷墨打印基膜及包含该基膜的打印材料，且能够有效降低生产成本。

本发明采取的技术方案如下：本发明提供一种户外喷墨打印基膜，包括：芯层、第一表层以及第二表层，第一表层和第二表层分布于芯层的正反两面；

第一表层和第二表层均含有紫外线吸收剂和/或抗氧剂和光稳定剂；

其中，第一表层和第二表层的密度均大于芯层的密度。

相较于常规的从涂层的角度来提高基膜的耐候性，本申请通过在基膜的两个表层(即第一表层和第二表层)添加紫外线吸收剂和/或抗氧剂和光稳定剂，对基膜的耐候性能提高效果更显著，进而能够改善长期暴晒后基膜分层老化和剥离的问题。此外，本申请的芯层的密度小于两个表层，两个表层中相对致密的结构也能够更好地保护内部的芯层，而内部芯层的密度低可以有效地减少材料的使用量，进而降低生产成本。

通常，聚丙烯基膜的密度约为0.90g/cm³,通过引入具有发泡结构的芯层，可以在相同厚度的情况下节省单位面积的用料量，具体数据如下表1所示：

表1不同密度的聚丙烯基膜的用量节省情况表

可选地，按质量百分比计，第一表层和第二表层包括50-97％聚丙烯、0-30％乙烯丙烯共聚物、0-30％聚乙烯、0.5-3％抗氧剂、0.5-3％紫外线吸收剂和0.3-2％光稳定剂。

可选地，按质量百分比计，芯层包括70-94％聚丙烯树脂和5-20％致孔剂，0-20％无机粉料。其中，无机粉料可以为钛白粉；致孔剂选自碳酸钙、对苯二甲酸丁二醇酯中的任以一种或两种的组合。

本申请中的两个表层不经过发泡，密度通常较高，芯层经发泡后密度较小。

可选地，基膜的平均密度为0.52-0.85kg/L，能够在保证耐候性的基础上，控制成本。

可选地，第一表层和第二表层的密度为0.85-0.95kg/L；芯层的密度为0.52kg/L-0.85kg/L，更优选地，芯层的密度为0.52-0.75kg/L，最优选地，芯层的密度为0.52-0.7kg/L。

基膜的厚度为40-500μm，优选为60-150μm。其中，第一表层和第二表层的厚度分别为0.5-10μm,优选为0.5-5μm，更优选为0.5-3μm，最优选为0.5-2μm；芯层的厚度为40-500μm，优选为60-150μm。芯层的厚度远大于两个表层的厚度，通过降低芯层的密度，可以显著地减少制作芯层时的材料用量；两个表层的密度虽然相对较高，但是因其厚度较薄，使得制作表层时的材料整体用量不大，进而有效地降低生产成本。

可选地，第一表层和芯层之间和/或第二表层和芯层之间设有过渡层，以提高两个表层和芯层之间的附着力。其中，过渡层含有紫外线吸收剂、抗氧剂和光稳定剂。

可选地，过渡层包括80-99％烯烃共聚物、0.1-5％紫外线吸收剂和抗氧剂和光稳定剂、0-18％无机粉料。过渡层的特性介于表层和芯层之间，所以能够起到连接表层和芯层的作业，提高附着力。

可选地，过渡层的密度大于芯层的密度。具体地，过渡层的密度为0.60-0.85kg/L，最优选地，过渡层的密度为0.65-0.80kg/L。过渡层的密度可以介于表层和芯层之间，以更好地起到过渡连接作用。

可选地，抗氧剂选自酚类、亚磷酸酯类中的任意一种或多种的组合。

具体地，抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯及其衍生物、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯及其衍生物中的任意一种或多种的组合。

可选地，紫外线吸收剂选自二苯甲酮类、水杨酸酯类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的任意一种或多种的组合。

本发明还提供一种户外喷墨打印材料，包括上述的户外喷墨打印基膜以及吸墨涂层，吸墨涂层分布于第一表层和/或第二表层上。

具体地，吸墨涂层的厚度为5-40μm。按质量百分比计，吸墨涂层包含40％-80％聚丙烯酸树脂，0.2％-5％基材润湿剂，15％-60％二氧化硅粉料以及抗氧剂、紫外线吸收剂、成膜助剂、抗静电剂等助剂。其中，丙烯酸树脂玻璃化转变温度0-50℃,优选为10-40℃；二氧化硅粉料为沉淀法二氧化硅，粒径为1-20μm，优选为5-15μm。

本发明中所述的户外喷墨打印基膜的制备方法具体为：将第一表层、第二表层和芯层的原料分别送入三台挤出机共挤出，挤出温度控制在220-260℃，经流道分配器后于模头处汇合，再经激冷辊冷却，冷却温度控制在30-35℃，制备成三层的树脂片材；然后将树脂片材引入双向拉伸设备中的纵向拉伸装置，表面经135-150℃预热，拉伸温度控制100-120℃，拉伸比为5倍；再引入横向拉伸装置中，表面经170-185℃预热，在155-170℃下拉伸7.5倍，经风淋冷却，再对第一表层的表面进行电晕或火焰处理，收得母卷，最后分切包装得到基膜。

本发明中所述的吸墨涂层的制备方法具体为：按质量份数计，将200份丙烯酸乳液(50％固含)和300份去离子水混合，在搅拌情况下逐步加入60份二氧化硅粉料，再依次加入增白剂0.2份、成膜助剂10份、抗静电剂10份、润湿剂1.5份、增稠剂2.5份，最终得到吸墨涂液。再将混合得到的吸墨涂液用线棒涂布到上述基膜，然后放入80℃烘箱干燥10分钟，即可得到最终的户外喷墨广告打印材料。

本发明的有益效果是：本发明通过直接在基膜的第一表层和第二表层中添加抗氧剂、紫外线吸收剂和光稳定剂，对基膜的耐候性能提高效果更显著，进而能够改善长期暴晒后基膜分层老化和剥离的问题。此外，本申请的芯层的密度小于两个表层，两个表层中相对致密的结构也能够更好地保护内部的芯层，而内部芯层的密度低可以有效地减少材料的使用量，进而降低生产成本。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明进行详细、完整的描述。在无特殊说明的情况下，所有百分比单位均为质量百分比。

实施例1

本实施例中的第一表层和第二表层，按质量计包括：46份聚丙烯树脂、22份聚乙烯树脂、32份乙烯丙烯共聚物树脂、0.5份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.5份三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、1.4份2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚、0.7份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。第一表层和第二表层的厚度为3-5μm，密度约为0.9kg/L。

芯层，按质量计包括：75.9份聚丙烯树脂、21份碳酸钙、3.1份钛白粉。芯层的厚度为60μm，密度为0.55kg/L。

吸墨涂层包括：100份丙烯酸树脂、60份二氧化硅粉料、0.2份增白剂、10份成膜助剂、10份抗静电剂、1.5份润湿剂、2.5份增稠剂。其中所用的丙烯酸树脂玻璃化温度(Tg)为23℃。

实施例2

芯层，按质量百分比计，包括：81.9份聚丙烯树脂，15份碳酸钙，3.1份钛白粉。芯层的厚度为80μm，密度为0.65kg/L。

实施例3

芯层，按质量百分比计，包括：85.3份聚丙烯树脂、11份碳酸钙、3.7份钛白粉。芯层的厚度为90μm，密度为0.70kg/L。

对比例1

本实施例中的第一表层和第二表层，按质量计包括：46份聚丙烯树脂、22份聚乙烯树脂、32份乙烯丙烯共聚物树脂。第一表层和第二表层的厚度为3-5μm，密度约为0.9kg/L。

芯层，按质量百分比计，包括：81.9份聚丙烯树脂，15份碳酸钙，3.1份钛白粉。芯层的厚度为60μm，密度为0.65kg/L。

对比例2

芯层，按质量计包括：86.5份聚丙烯树脂、10份碳酸钙、3.5份钛白粉。芯层的厚度为90μm，密度为0.75kg/L。

对比例3

芯层，按质量百分比计，包括：73份聚丙烯树脂，25份碳酸钙，2份钛白粉。芯层的厚度为60μm，密度为0.50kg/L。

对比例4

吸墨涂层包括：100份丙烯酸树脂、60份二氧化硅粉料、0.2份增白剂、10份成膜助剂、10份抗静电剂、1.5份润湿剂、2.5份增稠剂。其中所用的丙烯酸树脂玻璃化温度(Tg)为65℃。

将上述实施例1-3和对比例1-4的户外广告打印材料用胶带贴在玻璃窗外侧，接受真实的户外暴晒实验，暴晒方向为垂直立面正南方向，暴晒地点位于浙江省嘉善县，暴晒时间从3月1日到8月31日，测试结果如下表2所示。

表2暴晒测试结果

其中，芯层的厚度由挤出机设备参数控制的，通过控制变量法研究芯层的厚度参数对耐候性的影响(芯层的厚度作为自变量)，发现芯层的厚度对耐候性的影响不大。比较实施例1、实施例2和实施例3可得，致孔剂的添加量越多，芯层密度越小，这三组实施例经户外暴晒测试后均未见分层，说明这三个实施例制备的基膜均能达到优异的耐候性能。

比较实施例2和对比例1可得，在第一表层和第二表层中添加抗氧剂，可以显著改善基膜分层老化和剥离的问题，提高了耐候性能。

比较实施例2和对比例4可得，吸墨涂层中的丙烯酸树脂玻璃化温度对耐候性能影响较大。当玻璃化温度过高时，会降低材料的耐候性能。

比较实施例1和对比例3可得，致孔剂含量越多，芯层密度越小，强度越低，越容易分层。当芯层的密度过小，达到0.5kg/L时，耐候性能较差。如对比例3可得，当密度较小，即使添加了抗氧化剂、紫外线吸收剂和光稳定剂，但是仍存在严重分层的问题；如对比例2可得，尽管芯层密度较高，但是没有添加抗氧剂，仍然存在分层问题，由此可知，提高耐候性并不是单纯地添加抗氧化剂或者提高芯层密度就可以实现的，而是需要抗氧化剂和密度协同作用的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种户外喷墨打印基膜，其特征在于，包括：芯层、第一表层以及第二表层，所述第一表层和第二表层分布于所述芯层的正反两面；

所述第一表层和第二表层均含有紫外线吸收剂、抗氧剂和光稳定剂；

其中，所述第一表层和第二表层的密度均大于所述芯层的密度。

2.根据权利要求1所述的户外喷墨打印基膜，其特征在于，按质量百分比计，所述第一表层和第二表层包括20-97％聚丙烯、0-50％乙烯丙烯共聚物、0-50％聚乙烯、0.05-5％抗氧剂、0.05-4％紫外线吸收剂和0.03-3％光稳定剂。

3.根据权利要求1或2所述的户外喷墨打印基膜，其特征在于，按质量百分比计，所述芯层包括70-94％聚丙烯树脂、5-30％致孔剂、0-20％的无机粉料。

4.根据权利要求3所述的户外喷墨打印基膜，其特征在于，所述基膜的平均密度为0.52-0.85kg/L。

5.根据权利要求4所述的户外喷墨打印基膜，其特征在于，所述第一表层和第二表层的密度为0.85-0.95kg/L；所述芯层的密度为0.52kg/L-0.85kg/L。

6.根据权利要求5所述的户外喷墨打印基膜，其特征在于，所述芯层的密度为0.52-0.70kg/L。

7.根据权利要求1或4或5或6所述的户外喷墨打印基膜，其特征在于，所述第一表层和所述芯层之间和/或所述第二表层和所述芯层之间设有过渡层，所述过渡层含有紫外线吸收剂、抗氧剂和光稳定剂。

8.根据权利要求7所述的户外喷墨打印基膜，其特征在于，所述过渡层包括80-99％烯烃聚合物、0-18％的无机粉料和0.1-5％紫外线吸收剂、抗氧剂和光稳定剂。

9.根据权利要求7所述的户外喷墨打印基膜，其特征在于，所述过渡层的密度大于芯层的密度。

10.根据权利要求1所述的户外喷墨打印基膜，其特征在于，所述抗氧剂选自酚类、亚磷酸酯类中的任意一种或多种的组合；

所述紫外线吸收剂选自二苯甲酮类、水杨酸酯类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的任意一种或多种的组合；

所述的光稳定剂选自受阻胺类化合物。

11.根据权利要求10所述的户外喷墨打印基膜，其特征在于，所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯及其衍生物、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯及其衍生物中的任意一种或多种的组合。

12.一种户外喷墨打印材料，其特征在于，包括权利要求1-11任意一项所述的户外喷墨打印基膜以及吸墨涂层，所述吸墨涂层分布于所述第一表层和/或所述第二表层上。