CN107227100A - 一种金属印刷uv光油及其涂料方法 - Google Patents

一种金属印刷uv光油及其涂料方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及印刷领域，公开了一种金属印刷UV光油及其涂料方法。该UV光油，包括以下质量百分数的组分：光固化树脂预聚物 30‑60%，活性单体 30‑60%，光引发剂 5‑15%，添加剂 0‑15%；所述光固化树脂预聚物为改性环氧丙烯酸树脂、改性聚氨酯丙烯酸树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种；所述活性单体为乙氧基丙烯酸酯、二丙烯酸己二醇酯、丙烯酰吗啉、三羟基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。本发明的UV光油，流平性、光泽度、附着力较好，且其光固化效率高，配合本发明特定的涂料方法，印刷时不易出现气泡、缩孔、颗粒等外观缺陷。

Description

一种金属印刷UV光油及其涂料方法
技术领域
本发明涉及印刷领域，尤其涉及一种金属印刷UV光油及其涂料方法。
背景技术
在印刷行业，传统方法是采用溶剂型油墨，现有的溶剂型油墨印刷工艺存在以下缺陷：1、材料：采用热固化溶剂型光油，溶剂比例一般在50-70%之间，VOC含量高，VOC排污费成本及VOC治理成本巨大，对环保有一定影响。2、设备：热固化烘炉一般为27-32米，占地面积大，设备操作、维护和保养较复杂，员工劳动强度高。3、工艺：涂布干膜重量6-10g/m2，并在160-200℃温度下热固化10-12分钟。热固化时间长，生产效率低下，且需要消耗大量的天然气能源。
随着环保意识的逐渐加强，UV光油固化技术及配套材料设备在欧洲、亚洲、美国应用广泛且技术成熟，总计约超过50条涂布线才有UV光油固化技术。国内UV光油应用技术不成熟，新型UV光油应用技术及配套的设备改造技术一直处于研发阶段，尚未有企业批量采用。UV光油固化技术是一种先进技术，可以提高生产效率，节约运营成本（减少人力成本及涂布烘房设备的运营成本）且节能减排（节约天然气和电能，采用零VOC排放原材料，减少VOC排放），帮助产业升级。
但是，现有的UV印刷也还存在一些不足，比如UV固化油墨的流平性、光泽度、附着力不够理想，光固化效率不够高，且印刷过程中出现气泡、缩孔、颗粒等外观缺陷。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种金属印刷UV光油及其涂料方法。本发明的UV光油，流平性、光泽度、附着力较好，且其光固化效率高，配合本发明特定的涂料方法，印刷时不易出现气泡、缩孔、颗粒等外观缺陷。
本发明的具体技术方案为：一种金属印刷UV光油，包括以下质量百分数的组分：
光固化树脂预聚物 30-60%，
活性单体 30-60%，
光引发剂 5-15%，
添加剂 0-15%。
其中，所述光固化树脂预聚物为改性环氧丙烯酸树脂、改性聚氨酯丙烯酸树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种。
所述活性单体为乙氧基丙烯酸酯、二丙烯酸己二醇酯、丙烯酰吗啉、三羟基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
本发明UV光油的原理为：在紫外光(UV)的照射下，光引发剂吸收紫外光的辐射能后分裂成自由基，引发预聚物发生聚合、交联接枝反应，在很短的时间内固化成三维的网状高分子聚合物，得到固化膜，实质是通过形成化学键实现干燥。其固化过程可以分为四个阶段：（1）紫外光与引发剂之间相互作用，它可能包括对光的吸收和光引发剂之间的相互作用；（2）光引发剂分子发生重排，形成自由基中间体；（3）自由基与齐聚物种的不饱和基团作用引发链或聚合反应；（4）聚合反应继续，液态的组分转变为固体化合物。
作为优选，所述光引发剂为TPO(75980-60-8)、TPO-L(84434-11-7)、Irgacure 184(947-19-3)、Irgacure 651(24650-42-8)、Irgacure 907(71868-10-5)、Irgacure 1173(7473-98-5)、Irgacure 651(24650-42-8)、CBP（134-85-0）、活性胺中的至少一种。
作为优选，所述添加剂包括流平剂、消泡剂和蜡。
作为优选，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂、硅类流平剂中的至少一种。
作为优选，所述消泡剂为硅类消泡剂。
作为优选，所述蜡为改性聚四氟乙烯蜡。
一种金属印刷UV光油的涂料方法，其特征在于包括以下步骤：
（a）涂布：将承印金属放置于涂布机上，将金属印刷UV光油涂布于承印金属上；
（b）传输：承印金属涂布后，通过输送架传输至UV固化主机；
（c）UV固化：UV固化主机对承印金属表面的光油进行UV固化；
（d）冷却：UV固化后承印金属输送至冷却架上进行冷却；
（e）检测：对冷却后的承印金属在检测台上进行检测；
（f）收料：检测后的承印金属依次通过堆垛机和收料辊道进行收料。
在本发明的涂料方法中，金属印刷UV光油在印刷好的金属板材上涂布后，经UV固化主机上的UV光源辐射后，瞬间固化成膜，以牢固附着于金属板材上，以起到增加光泽度和印刷层的保护作用。
其中，涂布机与UV固化主机之间的输送架长度加长至5-12米，有利于改善UV光油的流平。
作为优选，所述UV固化主机上设有UV固化装置，所述UV固化装置包括箱体、UV光源、反光罩、导流槽、吸风槽和散热风扇；所述箱体的上下两端分别为进风端和出光端，箱体的进风端与散热风扇连接，箱体内由出光端至进风端依次设有UV光源、反光罩和吸风槽，所述吸风槽的左右两侧与箱体内壁之间形成所述导流槽，吸风槽靠近UV光源的一端为吸风口，吸风槽的排风口与箱体外连通。
本发明的UV固化装置中的UV光源为汞灯或卤素灯， 能满足较宽范围光谱波长的输出，可满足大部分固化需要。
本发明的UV固化装置中还设有反光罩，用于将由于散发而不能辐照在承印物上的UV光进行反射，使能量集中到固化点上，增强UV光源的利用效率，提高固化速度。通常UV光源只有大约45%的光线能到达印刷品表面，剩下的光线则会由于光的散射被浪费掉，采用反光罩，可以将UV电磁波发射回来，使其集中到一个窄道上，大大提高UV光源的工作效率。本发明的发光罩可采用反射率极高的金属铝制成，反射率一般可达到90%。
此外本发明的UV固化装置中还设有散热风扇，散热风扇中的风通过导流槽相同UV光源处，在光源处吸收热量后，反弹进入吸风槽内，从吸风槽的排风口排出，从而达到散热目的。该散热系统用来降低UV光源发出的红外部分导致的系统温度升高，避免引起传输带和承印材料温度过高，也可以防止UV设备因长期处于高温工作环境种而导致工作寿命的缩短。
作为优选，吸风槽的排风口处设有控制阀门。调节控制阀门能够根据实际情况控制吸风槽的排风速率。
作为优选，所述UV固化装置的数量为5个；且其中1个UV固化装置固定于底部朝向承印金属的背面，4个UV固化装置固定于顶部朝向承印金属的正面。本发明选用1个UV固化装置对承印金属的背面进行辐照，选用4个UV固化装置对承印金属正面进行辐射，设置合理，能够加速UV光油的固化。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明的UV光油，流平性、光泽度、附着力较好，且其光固化效率高，配合本发明特定的涂料方法，印刷时不易出现气泡、缩孔、颗粒等外观缺陷。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为图 1的俯视图；
图3是本发明中UV固化装置的一种结构示意图。
附图标记为：涂布机1、输送架2、UV固化主机3、冷却架4、检测台5、堆垛机6、收料辊道7、UV固化装置8、箱体9、UV光源10、反光罩11、导流槽12、吸风槽13、散热风扇14、控制阀门15。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种金属印刷UV光油，包括以下质量百分数的组分：
光固化树脂预聚物（改性环氧丙烯酸树脂）45%，
活性单体（乙氧基丙烯酸酯20%、二丙烯酸己二醇酯10%、丙烯酰吗啉10%）40%，
光引发剂（TPO(75980-60-8) 8%、活性胺2%）10%，
丙烯酸酯流平剂2%，
硅类消泡剂2%，
改性聚四氟乙烯蜡1%。
实施例2
一种金属印刷UV光油，包括以下质量百分数的组分：
光固化树脂预聚物（改性聚氨酯丙烯酸树脂）30%，
活性单体（三羟基丙烯酸酯15%、甲基丙烯酸羟乙酯20%、二缩三丙二醇二丙烯酸酯10%）45%，
光引发剂（TPO-L(84434-11-7) 5%、活性胺5%）10%，
硅类流平剂5%，
硅类消泡剂5%，
改性聚四氟乙烯蜡5%。
实施例3
一种金属印刷UV光油，包括以下质量百分数的组分：
光固化树脂预聚物（邻苯二甲酸二烯丙酯）60%，
活性单体（乙氧基丙烯酸酯15%、二缩三丙二醇二丙烯酸酯15%）30%，
光引发剂（Irgacure 184(947-19-3) 5%），
丙烯酸酯流平剂2%，
硅类消泡剂2%，
改性聚四氟乙烯蜡1%。
实施例4
一种金属印刷UV光油，包括以下质量百分数的组分：
光固化树脂预聚物（改性环氧丙烯酸树脂20%、改性聚氨酯丙烯酸树脂20%）40%，
活性单体（三羟基丙烯酸酯20%、二缩三丙二醇二丙烯酸酯20%）40%，
光引发剂（Irgacure 1173(7473-98-5) 3%、活性胺2%）5%，
硅类流平剂5%，
硅类消泡剂5%，
改性聚四氟乙烯蜡5%。
实施例5
一种金属印刷UV光油，包括以下质量百分数的组分：
光固化树脂预聚物（改性环氧丙烯酸树脂）40%，
活性单体（乙氧基丙烯酸酯）40%，
光引发剂（CBP（134-85-0） 7%、活性胺3%）10%，
硅类流平剂4%，
硅类消泡剂3%，
改性聚四氟乙烯蜡3%。
实施例6
如图1、图2所示，一种金属印刷UV光油的涂料方法，包括以下步骤：
（a）涂布：将承印金属放置于涂布机1上，将金属印刷UV光油涂布于承印金属上；
（b）传输：承印金属涂布后，通过输送架2传输至UV固化主机3；
（c）UV固化：UV固化主机对承印金属表面的光油进行UV固化；
（d）冷却：UV固化后承印金属输送至冷却架4上进行冷却；
（e）检测：对冷却后的承印金属在检测台5上进行检测；
（f）收料：检测后的承印金属依次通过堆垛机6和收料辊道7进行收料。
其中，所述UV固化主机上设有5个UV固化装置8，其中1个UV固化装置固定于底部朝向承印金属的背面，4个UV固化装置固定于顶部朝向承印金属的正面。
如图3所示，所述UV固化装置包括箱体9、UV光源10、反光罩11、导流槽12、吸风槽13和散热风扇14。
所述箱体的上下两端分别为进风端和出光端，箱体的进风端与散热风扇连接，箱体内由出光端至进风端依次设有UV光源、反光罩和吸风槽，所述吸风槽的左右两侧与箱体内壁之间形成所述导流槽，吸风槽靠近UV光源的一端为吸风口，吸风槽的排风口与箱体外连通。吸风槽的排风口处设有控制阀门15。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
本实施例的具体工艺为：灯功率及能量：160-200W/盏，总能量＞350mj/m2，车速范围：70-100m/s干膜重：4-6 g/m2。
本发明的UV光油材料能满足非食品饮料类马口铁三片罐的全部性能指标。
外观：流平、光泽良好，在涂布过程中未出现气泡、缩孔、颗粒等外观缺陷。
耐MEK擦拭：固化合格；
附着力：不低于I级；
光泽度：≥80°；
耐冲击：合格，漆膜未出现裂纹；
抗划伤：≥1000g。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种金属印刷UV光油，其特征在于包括以下质量百分数的组分：
光固化树脂预聚物 30-60%，
活性单体 30-60%，
光引发剂 5-15%，
添加剂 0-15%；
所述光固化树脂预聚物为改性环氧丙烯酸树脂、改性聚氨酯丙烯酸树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种；
所述活性单体为乙氧基丙烯酸酯、二丙烯酸己二醇酯、丙烯酰吗啉、三羟基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
2.如权利要求1所述的一种金属印刷UV光油，其特征在于，所述光引发剂为TPO(75980-60-8)、TPO-L(84434-11-7)、Irgacure 184(947-19-3)、Irgacure 651(24650-42-8)、Irgacure 907(71868-10-5)、Irgacure 1173(7473-98-5)、Irgacure 651(24650-42-8)、CBP（134-85-0）、活性胺中的至少一种。
3.如权利要求1所述的一种金属印刷UV光油，其特征在于，所述添加剂包括流平剂、消泡剂和蜡。
4.如权利要求3所述的一种金属印刷UV光油，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂、硅类流平剂中的至少一种。
5.如权利要求3所述的一种金属印刷UV光油，其特征在于，所述消泡剂为硅类消泡剂。
6.如权利要求3所述的一种金属印刷UV光油，其特征在于，所述蜡为改性聚四氟乙烯蜡。
7.一种如权利要求1-6之一所述的金属印刷UV光油的涂料方法，其特征在于包括以下步骤：
（a）涂布：将承印金属放置于涂布机（1）上，将金属印刷UV光油涂布于承印金属上；
（b）传输：承印金属涂布后，通过输送架（2）传输至UV固化主机（3）；
（c）UV固化：UV固化主机对承印金属表面的光油进行UV固化；
（d）冷却：UV固化后承印金属输送至冷却架（4）上进行冷却；
（e）检测：对冷却后的承印金属在检测台（5）上进行检测；
（f）收料：检测后的承印金属依次通过堆垛机（6）和收料辊道（7）进行收料。
8.如权利要求7所述的一种金属印刷UV光油的涂料方法，其特征在于，所述UV固化主机上设有UV固化装置（8），所述UV固化装置包括箱体（9）、UV光源（10）、反光罩（11）、导流槽（12）、吸风槽（13）和散热风扇（14）；所述箱体的上下两端分别为进风端和出光端，箱体的进风端与散热风扇连接，箱体内由出光端至进风端依次设有UV光源、反光罩和吸风槽，所述吸风槽的左右两侧与箱体内壁之间形成所述导流槽，吸风槽靠近UV光源的一端为吸风口，吸风槽的排风口与箱体外连通。
9.如权利要求8所述的一种金属印刷UV光油的涂料方法，其特征在于，吸风槽的排风口处设有控制阀门（15）。
10.如权利要求8所述的一种金属印刷UV光油的涂料方法，其特征在于，所述UV固化装置的数量为5个；且其中1个UV固化装置固定于底部朝向承印金属的背面，4个UV固化装置固定于顶部朝向承印金属的正面。
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