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CN106346963B - 一种电池标签打印碳带及其制备方法 - Google Patents

一种电池标签打印碳带及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于烫印材料技术领域，具体涉及一种电池标签打印碳带及其制备方法。该碳带包括基带、基带两面分别设置的背涂层、颜色层和胶黏剂层，胶黏剂层涂布于颜色层表面；胶黏剂层分为两层：上层为催化剂层，其成分由松香改性马来酸树脂和助剂水性石蜡浆构成，以质量百分比计，松香改性马来酸树脂占80~90%，助剂水性石蜡浆占比10~20%；下层为主体树脂层，由高亚氨基三聚氰胺树脂构成。本发明所提供的电池标签打印碳带具有高附着力、耐有机溶剂擦拭、耐高温等优点，同时，由于本发明所提供的电池标签打印碳带其制备方法简便，易于推广应用，因而具有较好地推广应用价值。

Description

一种电池标签打印碳带及其制备方法
技术领域
本发明属于烫印材料技术领域，具体涉及一种电池标签打印碳带及其制备方法。
背景技术
近年来，新能源技术推广和锂电行业的技术发展，锂电池的生产量和销售量也在迅速的增加，应用于电池行业的标签也在逐步的增加。同时随着应用环境的多样性，锂电池生产企业对电池标签的性能要求也逐步提高，特别是：电池标签要有足够的耐乙醇性、耐磨性，且能够在高温覆膜过程中印迹不受损。
现有电池用标签多数仍在采用传统印刷工艺进行制作，其无法实现数码印刷等小型化的要求，尤其是耐磨性、耐高温性等性能无法较好满足使用需求。在热转印行业制作标签日渐成熟的今天，使用碳带来制备满足上述要求的标签就具有十分重要的应用意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种电池标签打印碳带及其制备方法，所制备的标签产品在耐磨性、耐乙醇性等性能方面可较好满足现有使用需求。
本发明所采取的技术方案详述如下。
一种电池标签打印碳带，包括基带、基带两面分别设置的背涂层和颜色层和涂布在颜色层表面有具有潜伏性反应固化的胶黏剂层构成；
所述基带厚度为4.4~4.6μm，背涂层厚度为0.1~0.2μm，颜色层厚度为1~2μm，胶黏剂层厚度为1.0~1.2μm，电池标签打印碳带总厚度为6.5~7.5 μm；
所述基带，具体例如为PET膜；
所述背涂层和颜色层可按现有技术制备而成，也可参考如下配方制备而成：
背涂层采用丙烯酸改性有机硅树脂，其中有机硅含量为25%；
颜色层采用聚烯烃树脂和颜料、助剂构成，以质量比计，聚烯烃树脂：颜料：助剂=4:0.5~1.0:0.2~0.5；
所述胶黏剂层又分为两层：
上层（表层）为催化剂层，其厚度为0.3~0.5μm；其成分由松香改性马来酸树脂和助剂水性石蜡浆构成，以质量百分比计，松香改性马来酸树脂占70~90%，助剂水性石蜡浆占比10~30%；
下层（邻颜色层）为主体树脂层，其厚度为0.6~0.8μm，由高亚氨基三聚氰胺树脂构成。
所述电池标签打印碳带的制备方法，包括如下步骤：
（1）首先，在基带一侧表面涂布背涂层，烘干后备用；
涂布背涂层时，以质量比计，可按溶剂：背涂剂（背涂层物料）=8：2的比例，将背涂层物料溶解稀释后再进行涂布，烘干时，烘干温度可设计为80~100℃；
（2）其次，在步骤（1）中涂布背涂层的基带的另一侧表面涂布颜色层，烘干后备用；
涂布颜色层时，以质量比计，可按甲苯：聚烯烃树脂=4:1的比例，用甲苯将聚烯烃树树脂溶解后，加入颜料和助剂进行研磨，研磨混匀后再进行涂布烘干，烘干温度设计为80~100℃；
（3）第三，按比例使用有机溶剂将松香改性马来酸树脂和水性石蜡蜡浆溶解稀释后，涂布在步骤（2）中的颜色层之上，烘干后即制成催化剂层，备用；所述有机溶剂具体例如为乙醇；
有机溶剂溶解物料时，以质量比计，乙醇：（松香改性马来酸树脂+蜡浆）=5：1（以质量比计，松香改性马来酸树脂：蜡浆=5:1），烘干温度优选设置为90~100℃；
（4）第四，按比例使用有机溶剂将高亚氨基三聚氰胺树脂溶解稀释后，均匀涂布在步骤（3）的催化剂层表面，烘干后即为本申请所提供的电池标签打印碳带；
涂布时，以质量比计，有机溶剂：高亚氨基三聚氰胺树脂=8:2，所述有机溶剂具体例如为异丙醇。
本发明主要创新点之一在于采用了具有一定潜伏性反应固化的胶黏剂层结构，在该层结构中，因为制备温度的原因，使得催化剂层中的蜡质（水性石蜡浆）游离在催化剂层表面，对松香改性马来酸树脂和高亚氨基三聚氰胺树脂起到了较好地隔离作用，从而使得电池标签打印碳带在50℃以下时可长期保存；而在具体使用时，由于热转印操作时温度较高（瞬时高温可达180℃），能够较好将蜡熔融，从而使得松香改性马来酸树脂和高亚氨基三聚氰胺树脂结合并发生反应固化，进而粘接到承印材质上，从而使其具有较强的牢固度。
总体而言，本发明所提供的电池标签打印碳带具有高附着力、耐有机溶剂擦拭、耐高温等优点，具体而言，经常规Taber仪磨损测试，本发明电池标签打印碳带摩擦次数达到200次以上（现有传统碳带在50次左右），耐乙醇性能达到100次以上（现有传统碳带在50次左右）；进一步地应用实验表明，电池标签在经高温（110~150℃）覆膜过程中，胶黏剂层再次进行固化，进一步确保了印迹不变形、无损伤；同时，由于本发明所提供的电池标签打印碳带其制备方法简便，易于推广应用，因而具有较好地推广应用价值。
具体实施方式
下面结合实施例就本发明的技术方案详细介绍如下。在介绍具体实施例前，仅就下述实施例中所涉及部分物料情况简要说明如下。
物料情况：
PET膜，厚度为4.5±0.2μm薄膜，纵向拉伸强度不小于190MPa，美国杜邦化学公司产品；
聚烯烃树脂，软化点：85~90℃，熔融黏度3000~3800，日本三井化工生产；
松香改性马来酸树脂，软化点在95~115℃，酸值在180~200mg KOH/g，为美国氰特化工公司生产；
水性石蜡浆，粒径为0.2~0.6μm，固含量在35~45%，为德国毕克化学（BYK）生产；
高亚氨基三聚氰胺树脂，其主反应集团为高亚氨基，为美国氰特化工公司生产。
实施例1
本实施例所提供的电池标签打印碳带，通过如下步骤制备而成：
（1）首先，在基带一侧表面涂布背涂层，烘干后备用；
涂布背涂层时，以质量比计，按溶剂：背涂剂（背涂层物料，有机硅含量为25%的丙烯酸改性有机硅树脂）=8：2的比例，将背涂层物料溶解稀释后再进行涂布，烘干时，烘干温度计为90℃，背涂层厚度为0.2μm；
（2）其次，在步骤（1）中涂布背涂层的基带的另一侧表面涂布颜色层，烘干后备用；
涂布颜色层时，以质量比计，聚烯烃树脂：颜料：助剂=4:0.8:0.5；按甲苯：聚烯烃树脂=4:1的比例，先用甲苯将聚烯烃树脂溶解，然后加入颜料和助剂进行研磨，研磨混匀后再进行涂布，烘干时，烘干温度设计为100℃，颜色层厚度为1.5μm；
（3）按比例使用乙醇将松香改性马来酸树脂和水性石蜡蜡浆溶解稀释后，涂布在步骤（2）中的颜色层之上，烘干后即制成催化剂层，备用；
有机溶剂溶解物料时，以质量比计，乙醇：（松香改性马来酸树脂+蜡浆）=5：1（以质量比计，松香改性马来酸树脂：蜡浆=5:1），烘干温度设置为90℃；烘干后催化剂层厚度为0.45μm；
（4）按比例使用有机溶剂（异丙醇）将高亚氨基三聚氰胺树脂溶解稀释后（以质量比计，异丙醇：高亚氨基三聚氰胺树脂=8:2），均匀涂布在步骤（3）的催化剂层表面，90℃烘干后即为本申请所提供的电池标签打印碳带；主体树脂层厚度为0.7μm；所制备碳带总厚度为7.35μm（PET膜厚4.5μm）。
本实施例中，碳带制备完成后，颜色层重量是25g，催化剂层重量为5g，主体树脂层重量为16g。
就本实施例所制备的电池标签打印碳带，采用TABER仪磨损测试（测试方法：用摩擦仪摩擦打印样张至扫描枪无法识别为止，记录摩擦次数），其摩擦次数可达260次；溶剂测试表明，其摩擦次数可达150次。
实施例2
本实施例所提供的电池标签打印碳带，其制备方法与实施例1基本相同，但部分参数调整如下：
调整步骤（1）中烘干温度为90℃，背涂层厚度0.2µm；
调整步骤（2）中烘干温度为100℃，颜色层厚度为1.6µm；
调整步骤（3）中烘干温度为90℃，催化剂层厚度为0.3µm；
调整步骤（4）中烘干温度为90℃，主体树脂层厚度为0.8µm；
所制备碳带总厚度为7.3µm左右（PET膜厚度为4.4µm）。
本实施例中，颜色层重量是23g（以质量比计，聚烯烃树脂：颜料：助剂=4:0.5:0.2）；催化剂层重量为5g（以质量比计，松香改性马来酸树脂：蜡浆=4：1.5）；主体树脂层重量为18g。
所制备的电池标签打印碳带，常规TABER仪磨损测试，其摩擦次数达200次；溶剂TABER仪测试表明，其摩擦次数达105次。
实施例3
本实施例所提供的电池标签打印碳带，其制备方法与实施例1基本相同，但部分参数调整如下：
调整步骤（1）中烘干温度为90℃，背涂层厚度0.2µm；
调整步骤（2）中烘干温度为100℃，颜色层厚度为1.0µm；
调整步骤（3）中烘干温度为90℃，催化剂层厚度为0.5µm；
调整步骤（4）中烘干温度为90℃，主体树脂层厚度为0.6µm；
所制备的电池标签打印碳带厚度为6.8µm（PET膜厚4.5μm）。
本实施例中，颜色层重量是19g（以质量比计，聚烯烃树脂：颜料：助剂=4:0.7:0.25），催化剂层重量为6g（以质量比计，松香改性马来酸树脂：蜡浆=5：1.5）；主体树脂层重量为15g。
所制备的电池标签打印碳带，常规TABER仪磨损测试，其摩擦次数达150次； 溶剂TABER仪测试表明，其摩擦次数达95次。
实施例4
本实施例所提供的电池标签打印碳带，其制备方法与实施例1基本相同，但部分参数调整如下：
调整步骤（1）中烘干温度为90℃，背涂层厚度0.2µm；
调整步骤（2）中烘干温度为100℃，颜色层厚度为1.3µm；
调整步骤（3）中烘干温度为90℃，催化剂层厚度为0.4µm；
调整步骤（4）中烘干温度为90℃，主体树脂层厚度为0.7µm；
所制备的电池标签打印碳带厚度为7.1µm（PET膜厚4.5μm）。
本实施例中，颜色层重量是19g（以质量比计，聚烯烃树脂：颜料：助剂=4:1:0.5）；催化剂层重量为6g（以质量比计，松香改性马来酸树脂：蜡浆=5：1.5）；主体树脂层重量为15g。
所制备的电池标签打印碳带，常规TABER仪磨损测试，其摩擦次数达190次； 溶剂TABER仪测试表明，其摩擦次数达115次。
实施例5
本实施例所提供的电池标签打印碳带，其制备方法与实施例1基本相同，但部分参数调整如下：
调整步骤（1）中烘干温度为90℃，背涂层厚度0.2µm；
调整步骤（2）中烘干温度为100℃，颜色层厚度为1.4µm；
调整步骤（3）中烘干温度为90℃，催化剂层厚度为0.4µm；
调整步骤（4）中烘干温度为90℃，主体树脂层厚度为0.6µm；
所制备的电池标签打印碳带厚度为7.1µm（PET膜厚4.5μm）。
本实施例中，颜色层重量是19g（以质量比计，聚烯烃树脂：颜料：助剂=4:0.8:0.2）；催化剂层重量为6g（以质量比计，松香改性马来酸树脂：蜡浆=5：1）；主体树脂层重量为15g。
所制备的电池标签打印碳带，常规TABER仪磨损测试，其摩擦次数达150次； 溶剂TABER仪测试表明，其摩擦次数达95次。
需要说明的是，上述实施例仅是本发明的较佳实施例，并非技术方案的穷举，在上述实施例基础上，对部分实验参数（例如物料配比、烘干温度等）进行适当调整即可获得本发明的全部技术方案，不再赘述。

Claims (9)

1.一种电池标签打印碳带，其特征在于，包括基带、基带两面分别设置的背涂层和颜色层，其中颜色层表面涂布有胶黏剂层；
所述基带厚度为4.4~4.6μm，背涂层厚度为0.1~0.2μm，颜色层厚度为1~2μm，胶黏剂层厚度为1.0~1.2μm，电池标签打印碳带总厚度为6.5~7.5 μm；
所述胶黏剂层分为两层：
上层为催化剂层，其厚度为0.3~0.5μm；其成分由松香改性马来酸树脂和助剂水性石蜡浆构成，以质量百分比计，松香改性马来酸树脂占70~90%，助剂水性石蜡浆占比10~30%；
下层为主体树脂层，其厚度为0.6~0.8μm，由高亚氨基三聚氰胺树脂构成。
2.如权利要求1所述电池标签打印碳带，其特征在于，所述基带为PET膜。
3.如权利要求1所述电池标签打印碳带，其特征在于，所述背涂层采用丙烯酸改性有机硅树脂，其中有机硅含量为25%；
所述颜色层采用聚烯烃树脂和颜料、助剂构成，以质量百分比计，聚烯烃树脂：颜料：助剂=4:0.5~1.0:0.2~0.5。
4.如权利要求1所述电池标签打印碳带，其特征在于，催化剂层中，以质量比计，松香改性马来酸树脂：助剂水性石蜡浆=5：1或4:1.5。
5.权利要求1~4任一项所述电池标签打印碳带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）首先，在基带一侧表面涂布背涂层，烘干后备用；
（2）其次，在步骤（1）中涂布背涂层的基带的另一侧表面涂布颜色层，烘干后备用；
（3）第三，按比例使用有机溶剂将松香改性马来酸树脂和水性石蜡浆溶解稀释后，涂布在步骤（2）中的颜色层之上，烘干后即制成催化剂层，备用；
（4）第四，按比例使用有机溶剂将高亚氨基三聚氰胺树脂溶解稀释后，均匀涂布在步骤（3）的催化剂层表面，烘干。
6.权利要求5所述电池标签打印碳带的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，涂布背涂层时，以质量比计，按溶剂：树脂=8：2的比例，将背涂层树脂溶解稀释后再进行涂布，烘干时，烘干温度设计为80~100℃。
7.权利要求5所述电池标签打印碳带的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，涂布颜色层时，以质量比计，按甲苯：聚烯烃树脂=4:1的比例，用甲苯将聚烯烃树树脂溶解后，加入颜料和助剂进行研磨，研磨混匀后再进行涂布烘干，烘干温度设计为80~100℃。
8.权利要求5所述电池标签打印碳带的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述有机溶剂为乙醇；溶解物料时，以质量比计，乙醇：（松香改性马来酸树脂+水性石蜡浆）=5：1，烘干温度设置为90~100℃。
9.权利要求5所述电池标签打印碳带的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述有机溶剂为异丙醇，涂布时，以质量比计，有机溶剂：高亚氨基三聚氰胺树脂=8:2。
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