CN118181985A - 基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸及其制备方法，涉及打印耗材技术领域，所述的双色可擦写热敏纸包括热敏涂层，所述热敏涂层包括自上而下依次设置的红色热敏涂层和黑色热敏涂层，所述红色热敏涂层和所述黑色热敏涂层之间的显色温度差大于30℃；所述红色热敏涂层的组分包括低温显色剂和擦除助剂Ⅰ；所述黑色热敏涂层的组分包括高温显色剂和擦除助剂Ⅱ。通过红色热敏涂层中低温显色剂和黑色热敏涂层中的高温显色剂结构搭配设计，实现不同热敏涂层之间的显色温度差，实现叠色；结合擦除助剂实现其高效擦除。

Description

基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及打印耗材技术领域，具体涉及基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸及其制备方法。

背景技术

目前纸张消耗量巨大，大多数纸张在阅读一次后就被丢弃，这不仅增加了成本，还造成了严重的环境污染，会导致气候变化和全球变暖。随着环保意识的增强，为了克服上述经济和环境问题，开发了可重复使用的可重写纸张，比传统的油墨印刷更加环保。

目前的市场上可擦纸主要为单一颜色，难以满足办公和会议用纸需求，然而双色或多色可擦写，特别是价格相对低廉的可擦写双色热敏纸还未见报道。鉴于此，本发明提供基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸及其制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸及其制备方法。目的是通过显色剂分子结构的设计实现上下热敏涂层的温度差大于30℃，实现叠色。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

第一方面，基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸，所述的双色可擦写热敏纸包括热敏涂层，所述热敏涂层包括自上而下依次设置的红色热敏涂层和黑色热敏涂层，所述红色热敏涂层和所述黑色热敏涂层之间的显色温度差大于30℃；所述红色热敏涂层的组分包括低温显色剂和擦除助剂Ⅰ；所述黑色热敏涂层的组分包括高温显色剂和擦除助剂Ⅱ。

本发明的有益效果是：通过红色热敏涂层中低温显色剂结构搭配设计和黑色热敏涂层中的高温显色剂结构搭配设计，实现不同热敏涂层之间的显色温度差，实现叠色；结合擦除助剂实现其高效擦除。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述擦除助剂Ⅰ占所述低温显色剂的质量百分含量为30％～50％；所述擦除助剂Ⅱ占所述高温显色剂的质量百分含量为20％～50％。

采用上述进一步方案的有益效果是：该用量范围内的擦除性能好。

进一步，所述低温显色剂包括PU-18和PC-19中的至少一种；所述擦除助剂Ⅰ包括乙二醇、聚丙二醇、硬脂酰胺中的至少一种；其中PU-18和PC-19的结构式如下：

优选的，低温显色剂采用PU-18和PC-19，质量比为1:1。

采用上述进一步方案的有益效果是：显色效果最优。

进一步，所述高温显色剂为通式Ⅰ-Ⅱ中的至少一种，通式Ⅰ-Ⅱ结构如下：

通式Ⅰ中r为2～8，s为12～30，通式Ⅱ中r为2～8，s为12～30；

所述擦除助剂Ⅱ包括聚乙二醇、聚丙二醇、硬脂酰胺、OUN-18、结构式Ⅲ中的至少一种，所述结构式Ⅲ如下：

采用上述进一步方案的有益效果是：擦除效果好，成本相对较低。

进一步，所述高温显色剂为式Ⅰ-1、式Ⅱ-1中的至少一种，式Ⅰ-1的结构如下：式Ⅱ-1的结构如下：

进一步，所述红色热敏涂层包括如下按重量份数计具体组分：低温显色剂30～50份、擦除助剂Ⅰ10～40份、热敏染料8～20份、胶粘剂树脂Ⅰ40～60份和填料20～40份。

优选的热敏染料Ⅰ包括大红、桃红、和橘红中的至少一种；结构式如下：

胶粘剂树脂Ⅰ包括PVA、水性聚丙烯酸酯和水性聚氨酯中至少一种；填料Ⅰ包括碳酸钙、蒙脱石、滑石粉中的至少一种。

进一步，所述黑色热敏涂层包括如下按重量份数计具体组分：高温显色剂30～50份、擦除助剂Ⅱ10～40份、热敏染料Ⅱ8～20份、胶粘剂树脂Ⅱ40～60份和填料Ⅱ20～40份。

优选的热敏染料Ⅱ包括ODB2、s205、b15中的至少一种；胶粘剂树脂Ⅱ包括PVA、水性聚丙烯酸酯和水性聚氨酯中至少一种；填料Ⅱ包括碳酸钙、滑石粉中的至少一种。

进一步，所述的双色可擦写热敏纸还包括保护层、底涂层和基材，所述红色热敏涂层上设置有所述保护层，所述黑色热敏涂层下设置有所述底涂层，所述底涂层设置在基材上；

所述保护层包括如下按重量份数计具体组分：抗紫外助剂3～8份、润滑剂5～10份、胶粘剂树脂Ⅲ80～95份；

优选的抗紫外助剂包括二苯甲酮、苯并三唑中的至少一种；润滑剂包括硬脂酸锌、硅油、脂肪酸酰胺、油酸、聚酯中的至少一种；胶粘剂树脂Ⅲ包括PVA、水性聚丙烯酸酯和水性聚氨酯中至少一种。

所述底涂层包括如下按重量份数计具体组分：胶粘剂树脂Ⅳ70～90份、绝热填料15～25份、增白剂5～15份。

优选的胶粘剂树脂Ⅳ包括PVA、水性聚丙烯酸酯和水性聚氨酯中至少一种；绝热填料包括玻璃微珠、二氧化硅气凝胶；增白剂包括TiO₂、MgO中的至少一种。

其中，基材为纸基底，优选为PVC纸板。

进一步，所述保护层的厚度为3-4um，所述红色热敏涂层的厚度为2～3um，所述黑色热敏涂层的厚度为2～3um，所述底涂层的厚度为1～3um。

第二方面，基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸的制备方法，包括如下步骤：

S1：将底涂层的各组分制备成涂布液，将涂布液涂覆于基材上，烘干，得到位于基材上的底涂层；

S2：将红色热敏涂层的各组分制备成红色热敏涂层的涂布液；将黑色热敏涂层的各组分制备成黑色热敏涂层的涂布液；将所述红色热敏涂层的涂布液和所述黑色热敏涂层的涂布液依次涂覆于底涂层上，烘干，得到热敏涂层；

S3：将保护层的各组分制备成保护层的涂布液，涂覆于热敏涂层上，烘干，得到保护层；

S4：通过热压工艺将基材、底涂层、热敏涂层、保护层进行复合，得到基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸。

附图说明

图1为本发明双色实物图；

图2为本发明双色可擦写热敏纸示意图Ⅰ；

图3为本发明双色可擦写热敏纸示意图Ⅱ。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购得的常规产品。

下述实施例所使用的原料：高温显色剂和低温显色剂均为实验自主设计外，其余均为正规渠道商购得的常规产品。

下述的实施例中低温显色剂的合成路线为：异氰酸十八酯、对胺基苯酚加入盛有甲苯的烧杯中，水浴60℃反应至搅不动，抽滤、重结晶、干燥得到显色剂；

高温显色剂的合成路线为：第一步：13g6-氨基己酸溶于200mL甲苯，加入29g异氰酸十八酯，60℃下反应10h，反应过夜；反应结束后加入大量乙醇，60℃加热溶解重结晶，冷却析出固体，过滤干燥得到白色固体；第二步：15g显色剂中间体溶于200mLDMF，加入23gPyBOP和16mLDIEA，40℃下反应15min，然后加入4.5g4-氨羟基苯乙胺，40℃反应时间16h，反应过夜。反应结束后过滤得到白色固体，加入大量乙醇，60℃加热溶解重结晶，冷却析出固体，过滤干燥得到白色固体。

实施例1：

本实施例涉及基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸，所述的双色可擦写热敏纸自上而下设置的保护层、红色热敏涂层、黑色热敏涂层、底涂层和基材(图1-3)；

所述保护层包括如下按重量份数计具体组分：抗紫外助剂(苯并三唑)8份、聚乙烯蜡乳液8份、PVA胶粘剂树脂85份；厚度控制在3-4um；

所述红色热敏涂层包括如下按重量份数计具体组分：低温显色剂25份、聚乙二醇10份、大红15份、PVA胶粘剂树脂35份和碳酸钙10份；厚度控制2～3um；

所述黑色热敏涂层包括如下按重量份数计具体组分：高温显色剂25份、聚乙二醇10份、黑色热敏染料(ODB2)15份、PVA胶粘剂树脂35份和碳酸钙12份；厚度控制2～3um；

所述底涂层包括如下按重量份数计具体组分：PVA胶粘剂树脂80份、玻璃微珠15份、TiO₂ 5份；厚度控制2～4um。

本实施例涉及的基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸的制备方法，包括如下步骤：

S1：将底涂层的各组分制备成涂布液，将涂布液涂覆于基材上，烘干，得到位于基材上的底涂层；

S2：将红色热敏涂层的各组分制备成红色热敏涂层的涂布液；将黑色热敏涂层的各组分制备成黑色热敏涂层的涂布液；将所述红色热敏涂层的涂布液和所述黑色热敏涂层的涂布液依次涂覆于底涂层上，烘干，得到热敏涂层；

S3：将保护层的各组分制备成保护层的涂布液，涂覆于热敏涂层上，烘干，得到保护层；

S4：通过热压工艺将基材、底涂层、热敏涂层、保护层进行复合，得到基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸。

实施例2：

本实施例将保护层控制在4～5um，其它同实施例1。

实施例3：

本实施例将红色热敏涂层控制在2～3um；黑色热敏涂层控制在4～6um，其它同实施例1。

对照例：1

红黑热敏层用都用低温显色剂，其余都相同，发现难以呈现双色。

对照例：2

红黑热敏层用都用高温显色剂，其余都相同，发现难以呈现双色。

试验例：

(1)防乙醇前的和防乙醇实验3h后静态饱和色密度的检测方法：

先将试样放在平板玻璃上，发色面朝上，再将圈液器置于饱和发色的试样各吸取1.0mL乙醇滴人圈液器中，在室温条件下放置3h后，移开试样上的圈液器，用滤纸轻轻吸取试样表面上残留的乙醇，用吹风机冷风吹干后测定其光密度值。

(2)图像保留率的检测方法；通过在80℃下、1kgf/cm²的压力下，使用热表机，加热图像1秒钟，(擦除图像色密度值/原始色密度)*100％。

(3)可逆擦写性能的检测

斑马打印机浓度为30写入，通过在140℃下、1kgf/cm²的压力下，使用热表机，加热图像1秒钟擦除，保留率低于10％，说明可逆成功一次。

表1实施例1和对比例1和2性能比较

综上可知，本发明通过红色热敏涂层中低温显色剂和黑色热敏涂层中的高温显色剂结构搭配设计，实现不同热敏涂层之间的显色温度差，实现叠色；结合擦除助剂实现其高效擦除。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸，其特征在于，所述的双色可擦写热敏纸包括热敏涂层，所述热敏涂层包括自上而下依次设置的红色热敏涂层和黑色热敏涂层，所述红色热敏涂层和黑色热敏涂层之间的显色温度差大于30℃；所述红色热敏涂层的组分包括低温显色剂和擦除助剂Ⅰ；所述黑色热敏涂层的组分包括高温显色剂和擦除助剂Ⅱ。

2.根据权利要求1所述基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸，其特征在于，所述擦除助剂Ⅰ占所述低温显色剂的质量百分含量为30％～50％；所述擦除助剂Ⅱ占所述高温显色剂的质量百分含量为20％～50％。

3.根据权利要求1或2所述基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸，其特征在于，所述低温显色剂包括PU-18和PC-19中的至少一种；所述擦除助剂Ⅰ包括乙二醇、聚丙二醇、硬脂酰胺中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸，其特征在于，所述高温显色剂为通式Ⅰ-Ⅱ中的至少一种，通式Ⅰ-Ⅱ结构如下：

通式Ⅰ中r为2～8，s为12～30，

通式Ⅱ中r为2～8，s为12～30；

所述擦除助剂Ⅱ包括聚乙二醇、聚丙二醇、硬脂酰胺、OUN-18、结构式Ⅲ中的至少一种，所述结构式Ⅲ如下：

5.根据权利要求4所述基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸，其特征在于，所述高温显色剂为式Ⅰ-1、式Ⅱ-1中的至少一种，式Ⅰ-1的结构如下：式Ⅱ-1的结构如下：

6.根据权利要求1所述基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸，其特征在于，所述红色热敏涂层包括如下按重量份数计具体组分：低温显色剂30～50份、擦除助剂Ⅰ10～40份、热敏染料8～20份、胶粘剂树脂40～60份和填料20～40份。

7.根据权利要求1所述基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸，其特征在于，所述黑色热敏涂层包括如下按重量份数计具体组分：高温显色剂30～50份、擦除助剂Ⅱ10～40份、热敏染料Ⅱ8～20份、胶粘剂树脂Ⅱ40～60份和填料Ⅱ20～40份。

8.根据权利要求1所述基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸，其特征在于，所述的双色可擦写热敏纸还包括保护层、底涂层和基材，所述红色热敏涂层上设置有所述保护层，所述黑色热敏涂层下设置有所述底涂层，所述底涂层设置在基材上；

所述保护层包括如下按重量份数计具体组分：抗紫外助剂3～10份、润滑剂5～10份、胶粘剂树脂Ⅲ80～90份；

所述底涂层包括如下按重量份数计具体组分：胶粘剂树脂Ⅳ80～90份、绝热填料20～30份、增白剂5～20份。

9.根据权利要求8所述基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸，其特征在于，所述保护层的厚度为3-4um，所述红色热敏涂层的厚度为2～3um，所述黑色热敏涂层的厚度为2～3um，所述底涂层的厚度为1～3um。

10.基于权利要求1-9所述基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将底涂层的各组分制备成涂布液，将涂布液涂覆于基材上，烘干，得到位于基材上的底涂层；

S2：将红色热敏涂层的各组分制备成红色热敏涂层的涂布液；将黑色热敏涂层的各组分制备成黑色热敏涂层的涂布液；将所述红色热敏涂层的涂布液和所述黑色热敏涂层的涂布液依次涂覆于底涂层上，烘干，得到热敏涂层；

S3：将保护层的各组分制备成保护层的涂布液，涂覆于热敏涂层上，烘干，得到保护层；

S4：通过热压工艺将基材、底涂层、热敏涂层、保护层进行复合，得到基于显色剂搭配设计的双色热敏可擦写纸。