相关申请数据的交叉引用
本申请要求2018年6月12日提交的名称为环保型热转印标签(environmentallyfriendlyheattransferlabel)的美国临时专利申请序列号62/684,003的权益和优先权，其公开内容以其全文并入本文。
背景技术：
本公开总体上涉及热转印标签，并且更具体地涉及基本上不含挥发性有机化合物(voc)的环保型热转印标签。
热转印标签是众所周知的并且用于各个行业。例如，热转印标签广泛用于服装行业。典型地，热转印标签需要粘合剂层将标签粘附到基底上。有许多类型的油墨已用于生产热转印标签。这些油墨包括溶剂基油墨、水基油墨和可uv固化油墨。就我们的环境而言，所有这些油墨类型都有缺点。溶剂基油墨通常用于印刷热转印标签，但在印刷过程期间需要蒸发油墨中的溶剂以形成干燥的油墨层。这些溶剂由于排放挥发性有机化合物(voc)可能造成污染。通常，在操作中需要溶剂捕获技术和/或溶剂破坏技术以降低印刷过程中的voc排放量。这类技术的安装和维护通常非常昂贵。
为了通过更环保的方法生产标签，已经从溶剂基油墨转向水基油墨。然而，水基油墨也需要蒸发油墨中的水，以形成干燥的油墨层，这需要消耗大量能量的工艺，这些工艺涉及热量和空气流。此外，认为水基油墨体系不含voc，但是当通过如iso16000-6、iso16000-9和iso16000-25中概述的程序等程序测试挥发性有机化合物时，发现许多含有不同量的voc。水基油墨被认为比溶剂基油墨更复杂，需要额外的成分，如干燥抑制剂、聚结剂和分散稳定剂，其中一些含有voc并且以出人意料地高的水平包含在油墨中。此外，已经努力在全球范围内节约用水，并且若干大型服装制造商制定了积极的公司目标，以在接下来的几年内将其工艺中的水的使用量和消耗量减少多达20％。
uv油墨可以配制成100％固体并用于生产热转印标签，如downs等人(us5,919,834)所传授的。然而，绝大多数可uv聚合的成分是改性的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，它们产生具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯主链的聚合物，这些聚合物会限制最终的油墨特性。可以通过掺入各种官能团作为侧链来实现对特性的修改，但是最终的聚合物产物不如其他固有强健性更高的聚合物(如聚酯、聚氨酯、聚酰胺和聚醚)那样强健。此外，尽管认为uv油墨制剂为100％固体，但在最终产品中许多uv油墨制剂包含未反应的单体和低聚物，以及光引发剂片段，这可能是不期望的。
因此，需要改进的环保型热转印标签。
技术实现要素：
根据不同的实施例提供了环保型热转印标签。热转印标签可以包括由基本上固体的油墨制剂形成的图形层，以及由基本上固体的热活化粘合剂制剂形成的粘合剂层。热转印标签可以被配置成在印刷过程期间以及在将标签施加到基底上期间释放出基本上为零的挥发性有机化合物(voc)。此外，热转印标签的组分可以由环保成分形成，例如来自生物可再生来源的成分。
在一个方面，提供了被配置成基本上不含voc的热转印标签。该热转印标签可以包括：载体；图形层，该图形层包括至少一个油墨层，该油墨层由至少一种基本上固体的油墨制剂形成；以及粘合剂层，该粘合剂层由基本上固体的热活化粘合剂制剂形成，其中，该图形层布置在该载体与该粘合剂层之间。如本公开内容中使用的“基本上固体”制剂意指该制剂被配制为约100％固体，而不含任何溶剂或水，使得在印刷和固化过程期间或在加热时基本上不释放voc。也就是说，不使用水制造标签。
在实施例中，该至少一种基本上固体的油墨制剂可以使用油墨基质配制，该油墨基质通过将至少一种含有羟基官能团的第一组分与至少一种含有异氰酸酯官能团的第二组分混合而形成。该第一组分可以选自二醇、多元醇或其混合物，且该第二组分可以选自二异氰酸酯、多异氰酸酯或其混合物。例如，该第一组分可以包括蓖麻油。在实施例中，该至少一种基本上固体的油墨制剂可以包含油墨基质，该油墨基质由蓖麻油和异氰酸酯交联剂形成。
在一些实施例中，该至少一种基本上固体的油墨制剂可以包含聚氨酯油墨基质、聚酰胺油墨基质、聚酯油墨基质或聚醚油墨基质。
该基本上固体的热活化粘合剂制剂可以是热熔粘合剂粉末或热熔粘合剂粉末的混合物。该基本上固体的热活化粘合剂制剂可以包含基本上固体的油墨制剂和至少一种热熔粘合剂粉末。在实施例中，该基本上固体的油墨制剂可以是透明油墨。
在实施例中，该基本上固体的热活化粘合剂可以使用油墨基质配制，该油墨基质通过将至少一种含有羟基官能团的第一组分与至少一种含有异氰酸酯官能团的第二组分混合而形成，其中，该第一组分可以选自二醇、多元醇或其混合物，且该第二组分可以选自二异氰酸酯、多异氰酸酯或其混合物。在这种实施例中，该第一组分可以包括蓖麻油。在实施例中，该基本上固体的热活化粘合剂制剂可以包含透明油墨基质，该透明油墨基质由蓖麻油和异氰酸酯交联剂形成。
在实施例中，该热转印标签还可以包括布置在该图形层与该粘合剂层之间的染料迁移阻止层。该染料迁移阻止层可以由包含活性炭和油墨基质的基本上固体的染料阻止制剂形成，该油墨基质由至少一种含有羟基官能团的第一组分与至少一种含有异氰酸酯官能团的第二组分形成，其中，该第一组分可以选自二醇、多元醇或其混合物，且该第二组分可以选自二异氰酸酯、多异氰酸酯或其混合物。
该热转印标签可以被配置成使得在施加热量和压力时，该图形层和该粘合剂层转印到基底上，其中，该图形层通过该粘合剂层粘附到该基底上。在实施例中，可以使用丝网印刷工艺印刷该图形层和该粘合剂层。
结合附图，从以下详细描述中，其他方面、目的和优点将变得更加明显。
附图说明
在阅读以下详细说明和附图之后，本发明实施例的益处和优点对于相关领域的普通技术人员将变得更加明显，其中：
图1为根据实施例的热转印标签的示意性横截面视图；
图2为转印到基底上的图1的热转印标签的示意性横截面视图；
图3为在剥离载体之后在基底上的图1的热转印标签的示意性俯视图；
图4为根据另一个实施例的热转印标签的示意性横截面视图；
图5为转印到基底上的图4的热转印标签的示意性横截面视图；以及
图6为在剥离载体之后在基底上的图4的热转印标签的示意性俯视图。
具体实施方式
尽管本公开内容可以有各种形式的实施例，但是在附图中示出并且在下文中将描述当前优选的实施例，理解为将本公开内容视为示例，并且不旨在将本公开内容限制为所示出的具体实施例。词语“一个/种(a/an)”视为包括单数和复数。相反，在适当情况下，对复数项的任何提及应包括单数。
参考附图，图1-图3示出了根据实施例的热转印标签10。热转印标签10可以被配置成基本上不含挥发性有机化合物(voc)和水，通常包括图形层12、粘合剂层14和载体16。基本上不含水意指在不使用水的情况下制造标签。在附图中，为了容易理解，放大了层厚度，并且不成比例。图形层12可以包括油墨层18、20，这些油墨层由至少一种基本上固体的油墨制剂形成，当与使用具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯主链的聚合物配制的油墨相比时，该油墨制剂被配置成为热转印标签提供改进的特性，如更好的柔性和弹性特性。此外，粘合剂层14可以由基本上固体的粘合剂制剂形成。
在图1-图3的实施例中，图形层12包括用于双色设计的两个油墨层18、20。在其他实施例中，图形层12可以包括用于单色设计的一个油墨层或用于多色设计的多于两个不同颜色的油墨层。图形层12还可以包括顶部保护层和/或背衬层，如白色背衬层。第一油墨层18可以是第一颜色油墨(例如黄色)，且第二油墨层20可以是第二颜色油墨(例如白色)。在这种实施例中，白色油墨可以用作背衬颜色以增强第一油墨层的颜色的丰富度。例如，当将具有较浅颜色的油墨作为第一油墨层18的热转印标签10配置成施加到较深颜色的基底上时，可以将白色油墨用作第二油墨层20。
图形层12的油墨层18、20可以由至少一种油墨制剂形成，该油墨制剂为约100％固体并且基本上不含voc和水。油墨制剂可以被配置成通过缩合反应固化以产生干燥的固体油墨层。例如，图形层12可以由基本上为固体且基本上不含voc和水(例如，不用水制成)的聚氨酯油墨制剂形成。可以通过将含有羟基官能团的组分与含有异氰酸酯官能团的组分混合来制备用于这类固体油墨制剂的油墨基质。在这种实施例中，羟基官能团和异氰酸酯官能团可以反应形成缩合聚合物，如聚氨酯。
用于含有羟基官能团的油墨基质组分的合适材料可以包括但不限于二醇、多元醇及其混合物。例如，蓖麻油是适合于含羟基官能团的组分的可商购天然油。适合于含羟基官能团的组分的其他天然油可以包括但不限于腰果油和其他类似的天然油多元醇(nop)或生物多元醇，可以对它们进行改性以包括羟基基团。用于含异氰酸酯官能团的组分的合适材料可以包括但不限于二异氰酸酯、多异氰酸酯及其混合物。在一些实施例中，可以添加单体醇以控制聚合链的生长。此外，还可以添加催化剂以加速反应，或者可以使用封端的异氰酸酯来抑制反应，直到异氰酸酯解封端为止。
用这种油墨基质配制的油墨制剂可以产生具有优异弹性特性的柔性油墨层，其可以被拉伸而不破裂并且可以在拉伸后恢复其原始形状。这类油墨制剂可以非常适合于用于如运动服装等服装物品上的标签。在其他实施例中，可以通过改变一种或多种组分来改性油墨制剂，例如用芳族对应物代替脂族组分，以提供用于施加到刚性基底(如塑料罐和塑料瓶、着色的金属和玻璃)上的硬质、耐久的油墨层。油墨制剂可以被配置成在室温下固化，使得在没有用于固化溶剂基油墨或水基油墨的热量和空气流(如在对流干燥烘箱中)的情况下可以形成油墨层。
其他类型的缩合反应产物或逐步生长聚合产物(如聚酰胺、聚酯和聚醚)可以用作油墨基质。适合于油墨基质的其他合适的缩合反应产物可以包括但不限于羟基与羧酸之间的反应产物、胺与环氧化物之间的反应产物、胺与异氰酸酯之间的反应产物、胺与羧酸之间的反应产物、羟基与环氧化物之间的反应产物等。由不同原料的组合形成的共聚物也可以用作油墨基质。
根据前述实施例制备的油墨基质可以通过添加各种着色剂(如有机颜料、无机颜料、染料等)而用于配制不同颜色的油墨。在一些实施例中，可以使用不同着色剂的混合物配制油墨。也可以使用其他添加剂配制油墨基质。例如，可以使用活性炭配制油墨基质以形成保护层，从而阻止染料从有色基底28迁移到油墨层18、20中。也可以使用合适的热熔粘合剂粉末配制油墨基质，该热熔粘合剂粉末可用于形成粘合剂层14。
粘合剂层14可以由基本上固体的热活化粘合剂形成，当经受热量24和压力26时，该基本上固体的热活化粘合剂软化并与基底28形成永久粘结。在实施例中，可以将热熔粘合剂粉末或热熔粘合剂粉末的混合物掺入液体油墨制剂(如根据前述实施例制备的油墨基质)中，并在图形层12上丝网印刷以形成粘合剂层14。油墨可以是透明的或着色/染色的。对于服装应用，粘合剂层14可以被配置成具有比图形层12显著更大的厚度。例如，粘合剂层14可以具有约50-100μm的厚度。
在另一个实施例中，可以将热熔粘合剂粉末铺在湿遍次(pass)的油墨层上，随后固化油墨层，随后可以进行第二次热处理以使热熔粘合剂粉末熔融，从而形成基本上均匀的热熔粘合剂层。这种烧结步骤可以在根据热熔粘合剂粉末的熔融温度确定的温度下进行。合适的热熔粘合剂粉末包括但不限于基于共聚酯的热熔粘合剂、共聚酰胺热熔粘合剂和聚氨酯热熔粉末。在一些实施例中，热转印标签10可以被配置成没有单独的粘合剂层。在这类实施例中，图形层12的油墨层18、20可以被配制为提供对基底28的粘附力。
可以例如通过丝网印刷工艺将图形层12和粘合剂层14印刷在载体16上。在这种实施例中，可以首先将图形层12印刷在载体16上，并且可以随后将粘合剂层14印刷在图形层12上。也可以使用其他常规印刷方法如柔性版印刷、轮转凹版印刷或移印方法印刷图形层12和粘合剂层14。可以通过单个或多个印刷遍次来印刷图形层12和粘合剂层14。在一些实施例中，可以通过多个遍次来印刷图形层12以提供多色设计。此外，图形层12还可以包括保护层和/或背衬层，其可以通过附加印刷遍次来印刷。在一些实施例中，图形层12可以包括多于一种背衬颜色。
图形层12可以被配置成使得油墨层18、20之间的亲和力，即油墨层18、20之间的层间粘附力大于油墨层18、20中的任一个对载体16或剥离层22的亲和力，使得图形层12和粘合剂层14在经受热量24和压力26时可转印到基底28上。此外，油墨层18、20与粘合剂层14之间的亲和力可以被配置成大于油墨层18、20对载体16或剥离层22的亲和力。
载体16可以由合适的材料，如纸或聚合物膜形成。用于载体16的合适的聚合物膜可以包括聚丙烯膜和聚酯膜，其中聚酯是更加耐热的。
在一些实施例中，可以用剥离层22涂布载体16。剥离层22可以由基于硅酮的材料或其他具有低表面张力的涂覆材料形成。在实施例中，载体16的两侧可以涂布有剥离涂层，其中剥离涂层具有不同的剥离特征。例如，印刷侧可以比非印刷侧具有更紧的剥离性(release)。
在使用中，热转印标签10可以放置在基底28(例如衬衫织物)上，使得粘合剂层14面向基底28，如图1所示。为了转印标签，可以利用标签施加器将热量24和压力26施加在载体16上。当施加热量24和压力26时，粘合剂层14可以软化并永久地粘附到基底28上。随后，可以剥离载体16。由于图形层12与粘合剂层14之间的粘附强度大于图形层12与载体16和/或剥离层22之间的粘附强度，因此图形层12保持粘附到粘合剂层14，并转印到基底28。如图2所示，剥离层22保持粘结到载体16上并且在剥离载体16时从图形层12上剥离。
图3为粘附到基底28的图形层12的示意性俯视图。在这个实施例中，图形层12示为包括两个油墨层18、20的双色设计。在其他实施例中，图形层12可以包括用于单色设计的一个油墨层，或可以包括用于多色设计的多于两个油墨层。
图4-图6中示出了根据另一实施例的热转印标签100。热转印标签100被配置成类似于图1-图3的热转印标签10，通常包括图形层112(包括油墨层118、120)、粘合剂层114和载体116。在这个实施例中，热转印标签进一步包括布置在图形层112与粘合剂层114之间的染料迁移阻止层121。染料迁移阻止层121可以被配制为吸收或阻止染料从基底迁移到图形层112中。
在实施例中，热转印标签100可以被配置为用于服装的服装标签，该服装由已经用易迁移染料染色的织物制成。在这种实施例中，染料迁移阻止层121可以被配置为阻止染料从织物基底(例如，用红色染料染色的织物)迁移到油墨层120中，该油墨层可以由白色油墨制剂形成，从而防止油墨层120变为粉红色背景层而非白色背景层。在一些实施例中，热转印标签可以包括多于一个染料迁移阻止层。
染料迁移阻止层121可以由用活性炭配制的基本上固体的透明油墨形成，该基本上固体的透明油墨基本上不含voc和水(即，在不使用水的情况下制备固体透明油墨制剂)。热转印标签100可以在经受热量24和压力28时被转印到基底128上，其中，可以将载体116和剥离层122从图形层112上剥离。
油墨制剂的示例：
表1配方1-透明基质
表2配方2-白色
表3配方3-透明基质
所列化学品的制造商：
1.西格玛-奥德里奇公司(sigma-aldrich)、nivapol公司、arista工业公司(aristaindustries)、卡德莱公司(cardolitecorporation)、湛新公司(allnex)、凡特鲁斯公司(vertellus)
2.柏斯托公司(perstorp)、金氏工业公司(kingindustries)、ube公司(ubecorporation)、麦可门公司(michelman)、朗盛公司(lanxess)、赢创公司(evonik)、科思创公司(covestro)
3.赢创公司、金氏工业公司、陶氏公司(dow)、巴斯夫公司(basf)、毕克公司(byk)
4.东曹株式会社(tosoh)、巴斯夫公司、路博润公司(lubrizol)、incorez公司、omgborchers公司、迈图公司(momentive)
5.赢创公司、金氏工业公司、卡博特公司(cabot)、海名斯公司(elementis)、毕克公司
6.赢创公司、朗盛公司、金氏工业公司
7.赢创公司、巴斯夫公司、科思创公司、亨斯迈公司(huntsman)、dsm公司、康睿公司(vencorex)
8.巴斯夫公司、科慕公司(chemours)、chromaflo公司(chromaflocorporation)、科莱恩公司(clariant)、海名斯公司、亨斯迈公司、莎哈利本公司(sachtleben)
9.格雷斯公司(grace)、博纳公司(huber)、泛能拓公司(venator)、莎哈利本公司(sachtleben)、辛巴公司(cimbar)、英格瓷公司(imerys)
10.goldencashew公司、aturex公司、亨斯迈公司、卡德莱公司
表1和表3的透明基质制剂(配方1和配方3)可用于配制用于油墨层18、20、118、120的油墨制剂、用于粘合剂层14、114的粘合剂制剂和用于染料迁移阻止层121的染料阻止制剂。表2的白色油墨制剂(配方2)可用于形成图形层12、112的背衬层，或油墨层18、20、118、120中的任何一个。
从前述内容可以看出，在不脱离本公开内容的新颖概念的真实精神和范围的情况下，可以进行许多修改和改变。应当理解，不旨在或不应推断出对所示出的具体实施例的限制。本公开内容旨在由所附权利要求覆盖落入权利要求范围内的所有此类修改。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
