CN107031218A - 一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺 - Google Patents

一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，包括丝网版制作，还包括如下步骤：1)玻璃清洗与烘干；2)紫外线固化铂金油墨调配；3)印刷；4)干燥与固化；5)后处理。本发明紫外线固化玻璃铂金工艺具有铂金花纹大、出花快、高透明、不浑浊，耐磨、尤其耐水性能突出，所制得的铂金玻璃具有较高附着牢度，硬而不脆，保证了在对玻璃产品裁切时铂金花纹边缘不会脆裂或脱落。

Description

一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺
技术领域
本发明属于丝网印刷技术领域，尤其是涉及一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺。
背景技术
玻璃作为建筑装饰用材料具有平整透明，能遮挡风雨，容易擦洗等优点。经过铂金网印后的玻璃用于室内外的装饰更倍受欢迎，极大地满足人们的生活和审美需要，各种美轮美奂的图案争奇斗艳，曲尽其妙，巧夺天工。利用丝网铂金技术装饰玻璃制品的高质量化将成为玻璃印刷的新增长点。然而，当前玻璃铂金工艺仍存在着铂金花纹较小、出花慢、浑浊、附着力较差的缺点，尤其是耐水性仍不能满足市场的需要。
发明内容
针对当前玻璃铂金工艺仍存在着附着力、耐水性差的问题，本发明提供了一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，制得的玻璃铂金产品具有附着牢度高、硬而不脆以及耐水性好的特点，保证在对玻璃产品裁切时边缘不会脆裂脱落，具有良好的耐水性以及较长的使用寿命。
本发明是通过以下技术实现的：
一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，包括丝网版制作，还包括如下步骤：
1)玻璃清洗与烘干：将待印刷玻璃制品在清洗剂辅助下进行清洗，对清洗后的待印刷玻璃制品于80～100℃下烘干；
2)紫外线固化铂金油墨调配：按以下重量份的原料调配制得紫外线固化铂金油墨：聚氨酯丙烯酸45～65份、耐水改性剂2～4份、色浆10～15份、咪唑基单丙烯酸酯10～30份、异丙基硫杂蒽酮4～8份、甲氨基苯甲酸乙酯1～5份、香味缓释微胶囊8～12份、氧化聚乙烯蜡1～3份、稳定剂1～2份、流平剂0.5～1.2份、消泡剂0.4～0.8份、分散剂1～3份；
3)印刷：将调配好并预热至35～45℃的紫外线固化铂金油墨倒入丝网版框中并对待印刷玻璃制品进行刮板印刷，刮板硬度75～80HSD，斜角刀刃，刃口45～55°，网距10～12mm；多色套印要在前次印刷完成干燥与固化后进行；
4)干燥与固化：将印刷后玻璃制品置入红外线加热区进行预热后，由传送带转入紫外线弱光区进行紫外线光照产生铂金花纹，随后进行紫外线强光区的紫外线光照固化；
5)后处理：对干燥与固化后的玻璃制品以水冲洗10～15min后，并于50～60℃条件下进行干燥。
可利用紫外光(UV)固化的聚氨酯丙烯酸酯涂料具有耐腐蚀、耐磨的优点，但同时由于其结构上富含氨基、羧基等亲水性基团，使得具有一定的亲水性能。另由于玻璃表面亦有亲水性，在紫外线固化玻璃铂金工艺中，聚氨酯丙烯酸酯涂料的亲水性使得所形成的铂金花纹边界不清，所得到的铂金制品也存在着耐水性不良的问题。传统UV固化铂金玻璃制品在潮湿的环境下6～8月就会出现的由于聚氨酯丙烯酸酯涂料的吸水膨胀而模糊不清，甚至出部分脱落现象。淋浴房的铂金玻璃在使用3～5个月就会出现铂金花纹不清的情况。此外，由于传统聚氨酯丙烯酸酯膜具有脆性，在实际的生产过程中，对铂金后的玻璃制品进行裁切时，也会出现裁切边缘脆裂或脱落，影响产品的合格率。
在本发明中，发明人经反复实验，复配得耐水改性剂对聚氨酯丙烯酸酯涂料的结构及表面进行适当的改性。其中，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙基硅烷可在聚氨酯丙烯酸酯涂料中引入硅氧烷，硅氧烷的界面能远小于聚氨酯丙烯酸酯的界面能，可大幅度提高其疏水性能。将全氟-1-癸醇加入聚氨酯丙烯酸酯涂料以实现氟碳基团的引入，含氟材料具有更低的界面能，可进一步降低含聚氨酯丙烯酸酯涂料的界面能。此外，γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙基硅烷以及全氟-1-癸醇，在催化剂(偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐)的作用下与聚氨酯丙烯酸酯涂料发生接枝改性，其改性结果使得聚氨酯丙烯酸酯的氨基、羧基等亲水性基团得到了封闭，降低其亲水性。
纳米二氧化硅的加入可在铂金花纹的表面出现明显颗粒状粗糙面，通过降低摩擦面积，使耐磨性得到明显的提高，使铂金花纹更为耐磨。经测试，本发明所制得的铂金玻璃产品的铅笔硬度(H)达到了3以上。此外，与现有技术对铂金花纹的光滑表面相比，本发明的可实现表面粗糙的铂金花纹的获得，即获得一种磨砂感。
采用本发明耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺所制得的铂金玻璃制品的耐水性能得到了显著的提高，在潮湿的环境下使用12个月未见明显变化。
加入紫外线固化铂金油墨应尽量做到即配即用，不宜长期存放。其原因在于，紫外线固化铂金油墨具有一定的反应性，在自然条件下发应具有不可控性，使该铂金油墨过早硬化，从而影响油铂金油墨的附着牢度和耐水型。
经改性后的聚氨酯丙烯酸酯涂料硬度与韧性得到了提高，从而保证在铂金玻璃产品在裁切时花纹边缘更为整齐，无脆裂或脱落现象出现，提高了铂金玻璃产品的良品率。
优选地，所述丝网版制作步骤如下：选择180～220目丝网在丝网版框上以张力0.6～0.8MPa绷紧，丝网厚度75～85μm，丝直径50～55μm；将感光膜粘附至丝网上，感光膜厚度15～25μm，利用曝光显影的方法将图文转移至感光膜中，冲洗显影，干燥，涂胶，即完成丝网版制作。
铂金花纹耐水、耐磨性与印刷墨层厚度有一定关系，在本发明中，特别优选丝网为200目，特别优选丝网厚度80μm，特别优选丝直径55μm，以特别优选的丝网版参数所制的铂金花纹大、出花快、耐磨及耐水等特点。此外，本发明特别优选的丝网版参数所制的铂金花纹还具有覆盖效果好，油墨层厚，富有立体感的特点。
优选地，所述丝网为尼龙丝网、聚酯丝网或金属丝网。
优选地，所述紫外线固化铂金油墨25℃下的粘度为4000～4500CPS。
在本发明中，根据铂金花纹的立体感的强弱选择合理的粘度，一般的玻璃制品的优选的粘度(25℃)为4000～4500CPS，特别优选为4300～4500CPS。
优选地，所述耐水改性剂有如下重量份的原料调配制得：γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷3～8份、全氟-1-癸醇0.5～1.5份、氨丙基三乙基硅烷2～5份、环氧氯丙烷1～3份、丙烯酸-β-羟乙酯3～5份、纳米二氧化硅0.3～0.5份、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐0.1～0.3份。
优选地，所述红外线加热区的温度为95～105℃，预热时间为2～5min。
优选地，所述紫外线弱光区包含2～5支功率为300～500W的直管高压套汞灯，该直管高压套汞灯与印刷后玻璃制品的距离为40～60cm，印刷后玻璃制品的紫外线光照总能量为200～600mJ/cm2。
优选地，所述紫外线强光区包含1～2支功率为500～1000W的直管高压套汞灯，该直管高压套汞灯与印刷后玻璃制品的距离为40～60cm，印刷后玻璃制品的紫外线光照总能量为3000～3400mJ/cm2。
在本发明中，直管高压套汞灯与印刷后玻璃制品的距离优选为40～60cm，该距离的具体选择取决于对冰花大小及膜厚度的要求。一般认为，直管高压套汞灯与印刷后玻璃制品的距离越大，紫外线越弱，膜越厚，冰花越大；反之，光越强，膜越薄，冰花越小。
优选地，所述的稳定剂为对苯二酚、对甲氧基苯酚、对苯醌、2-异丙基对苯二酚和2，6-二叔丁基甲苯酚中的一种或组合物。
优选地，所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷、芳烷基改性聚硅氧烷或聚酯改性聚硅氧烷；所述消泡剂为聚醚类消泡剂；所述分散剂为硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠。
本发明公开的一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，其有益效果在于：
(1)本发明的耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺具有铂金花纹大、出花快、高透明、不浑浊，耐磨、尤其耐水性能突出，所制得的铂金玻璃制品具有较高附着牢度，硬而不脆，保证了在对玻璃产品裁切时铂金花纹边缘不会脆裂或脱落；
(2)γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙基硅烷以及全氟-1-癸醇，在催化剂(偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐)的作用下与聚氨酯丙烯酸酯涂料发生接枝改性，其改性结果使得聚氨酯丙烯酸酯的氨基、羧基等亲水性基团得到了封闭，降低其亲水性；
(3)纳米二氧化硅的加入可在铂金花纹的表面出现明显颗粒状粗糙面，通过降低摩擦面积，使耐磨性得到明显的提高，铂金花纹更为耐磨。与现有技术所获得铂金花纹的光滑表面不同，本发明的可实现表面粗糙的铂金花纹获得，获得一种磨砂感。
附图说明
图1是本发明的耐水型紫外线固化玻璃铂金效果图1。
图2是本发明的耐水型紫外线固化玻璃铂金效果图2。
具体实施方式
为进一步阐述本发明的实质内容，下面对本发明的具体实施方式进行详细阐述，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，包括玻璃清洗与烘干、丝网版制作、紫外线固化铂金油墨调配、印刷、干燥与固化以及后处理，具体操作如下：
1)玻璃清洗与烘干：利用工业清洗剂溶液(市售，5wt％)对5m2待印刷玻璃制品进行清洗，随后将清洗后的待印刷玻璃制品置于80℃条件下烘干，待用；
2)丝网版制作：选择180目尼龙丝网在丝网版框上以张力0.6MPa绷紧，丝网厚度75μm，丝直径50μm；将感光膜粘附至丝网上，感光膜厚度15μm，利用曝光显影的方法将图文转移至感光膜中，冲洗显影，干燥，涂胶，即得丝网版，待用；
3)耐水改性剂调配：称取并混合γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷30g，全氟-1-癸醇5g、氨丙基三乙基硅烷20g、环氧氯丙烷10g、丙烯酸-β-羟乙酯30g、纳米二氧化硅3g、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐1g，即得耐水改性剂，待用；为实现良好的耐水改性效果，耐水改性剂调配需在使用前2小时内完成，做到即配即用；
4)紫外线固化铂金油墨调配：称取并混合聚氨酯丙烯酸450g、耐水改性剂20g、色浆100g、咪唑基单丙烯酸酯100g、异丙基硫杂蒽酮40g、甲氨基苯甲酸乙酯10g、香味缓释微胶囊80g、氧化聚乙烯蜡10g、对苯二酚10g、聚醚改性聚硅氧烷5g、聚醚类消泡剂4g、硅酸钠10g，即得紫外线固化铂金油墨，该紫外线固化铂金油墨25℃下的粘度约为4000CPS，待用；
5)印刷：将调配好并预热至35℃的紫外线固化铂金油墨倒入丝网版框中并对待印刷玻璃制品进行刮板印刷，刮板硬度75HSD，斜角刀刃，刃口45°，网距10mm；
6)干燥与固化：将印刷后玻璃制品置入红外线加热区进行预热后，红外线加热区的温度为95℃，预热时间为2min；预热完毕，由传送带转入紫外线弱光区进行紫外线光照产生铂金花纹，该紫外线弱光区包含5支功率为300W的直管高压套汞灯，该直管高压套汞灯与印刷后玻璃制品的距离为40cm，印刷后玻璃制品的紫外线光照总能量为200mJ/cm2；产生铂金花纹后，玻璃制品随传送带转入紫外线强光区的紫外线光照固化，紫外线强光区包含2支功率为500W的直管高压套汞灯，该直管高压套汞灯与印刷后玻璃制品的距离为40cm，印刷后玻璃制品的紫外线光照总能量为3000mJ/cm2；
7)后处理：对干燥与固化后的玻璃制品以水冲洗10min后，于50℃条件下进行干燥。
本实施例所制得的耐水型紫外线固化玻璃铂金制品如图1所示。本实施例铂金工艺操作简便快捷，油墨覆盖效果好，油墨层厚，极有立体感，亦可获得色彩鲜明、层次感强的多色铂金制品。将所制得的玻璃铂金制品浸入90℃的水24小时后，烘干后，图案并无任何变化；将所制得的玻璃铂金制品浸入75℃的2wt％的氢氧化钠溶液或2wt％盐酸溶液中5小时后，以水冲洗干净并干燥后，图案并无任何变化；将粘胶带粘附至图案上，随后撕去粘胶带，图案无脱落。由可知，本实施例所制得的耐水型紫外线固化玻璃铂金制品具有良好的耐水、耐酸、耐碱以及粘附性。
实施例2
本实施例一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，包括玻璃清洗与烘干、丝网版制作、紫外线固化铂金油墨调配、印刷、干燥与固化以及后处理，具体操作如下：
1)玻璃清洗与烘干：利用工业清洗剂溶液(市售，5wt％)对5m2待印刷玻璃制品进行清洗，随后将清洗后的待印刷玻璃制品置于100℃条件下烘干，待用；
2)丝网版制作：选择220目尼龙丝网在丝网版框上以张力0.8MPa绷紧，丝网厚度85μm，丝直径55μm；将感光膜粘附至丝网上，感光膜厚度25μm，利用曝光显影的方法将图文转移至感光膜中，冲洗显影，干燥，涂胶，即得丝网版，待用；
3)耐水改性剂调配：称取并混合γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷80g，全氟-1-癸醇15g、氨丙基三乙基硅烷50g、环氧氯丙烷30g、丙烯酸-β-羟乙酯50g、纳米二氧化硅5g、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐3g，即得耐水改性剂，待用；为实现良好的耐水改性效果，耐水改性剂调配需在使用前2小时内完成，做到即配即用；
4)紫外线固化铂金油墨调配：称取并混合聚氨酯丙烯酸650g、耐水改性剂40g、色浆150g、咪唑基单丙烯酸酯300g、异丙基硫杂蒽酮80g、甲氨基苯甲酸乙酯50g、香味缓释微胶囊120g、氧化聚乙烯蜡30g、对甲氧基苯酚20g、芳烷基改性聚硅氧烷12g、聚醚类消泡剂8g、三聚磷酸钠30g，即得紫外线固化铂金油墨，该紫外线固化铂金油墨25℃下的粘度约为4500CPS，待用；
5)印刷：将调配好并预热至45℃的紫外线固化铂金油墨倒入丝网版框中并对待印刷玻璃制品进行刮板印刷，刮板硬度80HSD，斜角刀刃，刃口55°，网距12mm；
6)干燥与固化：将印刷后玻璃制品置入红外线加热区进行预热后，红外线加热区的温度为105℃，预热时间为5min；预热完毕，由传送带转入紫外线弱光区进行紫外线光照产生铂金花纹，该紫外线弱光区包含2支功率为500W的直管高压套汞灯，该直管高压套汞灯与印刷后玻璃制品的距离为60cm，印刷后玻璃制品的紫外线光照总能量为600mJ/cm2；产生铂金花纹后，玻璃制品随传送带转入紫外线强光区的紫外线光照固化，紫外线强光区包含1支功率为1000W的直管高压套汞灯，该直管高压套汞灯与印刷后玻璃制品的距离为60cm，印刷后玻璃制品的紫外线光照总能量为3400mJ/cm2；
7)后处理：对干燥与固化后的玻璃制品以水冲洗15min后，于60℃条件下进行干燥。
本实施例所制得的耐水型紫外线固化玻璃铂金制品如图2所示。
实施例3
本实施例一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，包括玻璃清洗与烘干、丝网版制作、紫外线固化铂金油墨调配、印刷、干燥与固化以及后处理，具体操作如下：
1)玻璃清洗与烘干：利用工业清洗剂溶液(市售，5wt％)对5m2待印刷玻璃制品进行清洗，随后将清洗后的待印刷玻璃制品置于90℃条件下烘干，待用；
2)丝网版制作：选择200目尼龙丝网在丝网版框上以张力0.7MPa绷紧，丝网厚度80μm，丝直径53μm；将感光膜粘附至丝网上，感光膜厚度20μm，利用曝光显影的方法将图文转移至感光膜中，冲洗显影，干燥，涂胶，即得丝网版，待用；
3)耐水改性剂调配：称取并混合γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷50g，全氟-1-癸醇10g、氨丙基三乙基硅烷30g、环氧氯丙烷20g、丙烯酸-β-羟乙酯40g、纳米二氧化硅4g、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐2g，即得耐水改性剂，待用；为实现良好的耐水改性效果，耐水改性剂调配需在使用前2小时内完成，做到即配即用；
4)紫外线固化铂金油墨调配：称取并混合聚氨酯丙烯酸550g、耐水改性剂30g、色浆120g、咪唑基单丙烯酸酯200g、异丙基硫杂蒽酮60g、甲氨基苯甲酸乙酯30g、香味缓释微胶囊100g、氧化聚乙烯蜡20g、2-异丙基对苯二酚15g、聚酯改性聚硅氧烷10g、聚醚类消泡剂6g、焦磷酸钠10g，即得紫外线固化铂金油墨，该紫外线固化铂金油墨25℃下的粘度约为4200CPS，待用；
5)印刷：将调配好并预热至40℃的紫外线固化铂金油墨倒入丝网版框中并对待印刷玻璃制品进行刮板印刷，刮板硬度78HSD，斜角刀刃，刃口50°，网距11mm；
6)干燥与固化：将印刷后玻璃制品置入红外线加热区进行预热后，红外线加热区的温度为100℃，预热时间为3min；预热完毕，由传送带转入紫外线弱光区进行紫外线光照产生铂金花纹，该紫外线弱光区包含3支功率为400W的直管高压套汞灯，该直管高压套汞灯与印刷后玻璃制品的距离为50cm，印刷后玻璃制品的紫外线光照总能量为400mJ/cm2；产生铂金花纹后，玻璃制品随传送带转入紫外线强光区的紫外线光照固化，紫外线强光区包含2支功率为800W的直管高压套汞灯，该直管高压套汞灯与印刷后玻璃制品的距离为50cm，印刷后玻璃制品的紫外线光照总能量为3200mJ/cm2；
7)后处理：对干燥与固化后的玻璃制品以水冲洗12min后，于55℃条件下进行干燥。

Claims (10)

1.一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，包括丝网版制作，其特征在于，还包括如下步骤：
1)玻璃清洗与烘干：将待印刷玻璃制品在清洗剂辅助下进行清洗，对清洗后的待印刷玻璃制品于80～100℃下烘干；
2)紫外线固化铂金油墨调配：按以下重量份的原料调配制得紫外线固化铂金油墨：聚氨酯丙烯酸45～65份、耐水改性剂2～4份、色浆10～15份、咪唑基单丙烯酸酯10～30份、异丙基硫杂蒽酮4～8份、甲氨基苯甲酸乙酯1～5份、香味缓释微胶囊8～12份、氧化聚乙烯蜡1～3份、稳定剂1～2份、流平剂0.5～1.2份、消泡剂0.4～0.8份、分散剂1～3份；
3)印刷：将调配好并预热至35～45℃的紫外线固化铂金油墨倒入丝网版框中并对待印刷玻璃制品进行刮板印刷，刮板硬度75～80HSD，斜角刀刃，刃口45～55°，网距10～12mm；多色套印要在前次印刷完成干燥与固化后进行；
4)干燥与固化：将印刷后玻璃制品置入红外线加热区进行预热后，由传送带转入紫外线弱光区进行紫外线光照产生铂金花纹，随后进行紫外线强光区的紫外线光照固化；
5)后处理：对干燥与固化后的玻璃制品以水冲洗10～15min后，并于50～60℃条件下进行干燥。
2.根据权利要求1所述的一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，其特征在于，所述丝网版制作步骤如下：选择180～220目丝网在丝网版框上以张力0.6～0.8MPa绷紧，丝网厚度75～85μm，丝直径50～55μm；将感光膜粘附至丝网上，感光膜厚度15～25μm，利用曝光显影的方法将图文转移至感光膜中，冲洗显影，干燥，涂胶，即完成丝网版制作。
3.根据权利要求2所述的一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，其特征在于，所述丝网为尼龙丝网、聚酯丝网或金属丝网。
4.根据权利要求1所述的一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，其特征在于，所述紫外线固化铂金油墨25℃下的粘度为4000～4500CPS。
5.根据权利要求1所述的一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，其特征在于，所述耐水改性剂有如下重量份的原料调配制得：γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷3～8份、全氟-1-癸醇0.5～1.5份、氨丙基三乙基硅烷2～5份、环氧氯丙烷1～3份、丙烯酸-β-羟乙酯3～5份、纳米二氧化硅0.3～0.5份、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐0.1～0.3份。
6.根据权利要求1所述的一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，其特征在于，所述红外线加热区的温度为95～105℃，预热时间为2～5min。
7.根据权利要求1所述的一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，其特征在于，所述紫外线弱光区包含2～5支功率为300～500W的直管高压套汞灯，该直管高压套汞灯与印刷后玻璃制品的距离为40～60cm，印刷后玻璃制品的紫外线光照总能量为200～600mJ/cm2。
8.根据权利要求1所述的一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，其特征在于，所述紫外线强光区包含1～2支功率为500～1000W的直管高压套汞灯，该直管高压套汞灯与印刷后玻璃制品的距离为40～60cm，印刷后玻璃制品的紫外线光照总能量为3000～3400mJ/cm2。
9.根据权利要求1所述的一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，其特征在于，所述的稳定剂为对苯二酚、对甲氧基苯酚、对苯醌、2-异丙基对苯二酚和2，6-二叔丁基甲苯酚中的一种或组合物。
10.根据权利要求1所述的一种耐水型紫外线固化玻璃铂金工艺，其特征在于，所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷、芳烷基改性聚硅氧烷或聚酯改性聚硅氧烷；所述消泡剂为聚醚类消泡剂；所述分散剂为硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠。
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