CN109666381A - 一种电子束固化纸包装光油及印刷涂层的固化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电子束固化纸包装光油及印刷涂层的固化方法，所述的电子束固化光油包括不饱和丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯单体、单官能团丙烯酸酯单体以及消光助剂组分，将不饱和丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯单体、单官能团丙烯酸酯单体、消光助剂几种组分混合均匀后得到电子束固化光油，所述的电子束固化光油的作用是保护油墨层，这种电子束固化光油中不含有光引发剂，杜绝了电子束固化光油固化后的印样中含有光引发剂，避免印刷涂层对人身体健康产生危害。此外，电子加速器辐照固化工艺对色彩不产生影响，常温固化，能保证承印物加工过程中不变形。

Description

一种电子束固化纸包装光油及印刷涂层的固化方法
技术领域
本发明涉及油墨领域，尤其涉及一种电子束固化纸包装光油及印刷涂层的固化方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人身健康成为人们非常关注的一个方面，少接触有毒有害物质是保证人身健康非常有效的途径。烟草、食品等包装材料是与人们接触非常频繁的物质，应按照法规标准制备，使材料更符合循环经济、尽可能减少废弃物质的产生。印刷油墨是包装材料应用非常广泛的材料，几乎所有的包装都离不开印刷油墨，但印刷油墨中含有有毒有害化学物质，包括重金属、残留溶剂、有机挥发物以及多环芳烃等。这些有毒有害物质可能会发生化学迁移，对食品或烟草内容物造成污染，从而导致食品或烟草中含有甲苯、二甲苯、铅、汞、砷、铬等有害物质，其中苯类残留对人的危害最大，易引起癌症类疾病。
因此，使用绿色环保油墨以及印刷工艺技术成为印刷包装产业的发展方向。印刷包装产业中常用的技术为UV固化，UV固化使用的是UV油墨，UV油墨中含有各种颜色及光引发剂，照射过程中受紫外光反射、折射的影响，曝光后不能完全固化，需要一层透明的涂层对所述油墨进行保护，涂层所用材料为光油，所述光油经过热烘、UV固化，得到最终涂层，涂层中容易残留少量的光引发剂。目前使用的各种光引发剂是一种能引发反应的物质，在整个涂层固化以后，其自身并不能参与反应，会在涂层中进行迁移，比如迁移到涂层的表面，对人体的损害非常大。
发明内容
本发明的目的在于解决了印刷包装产品的涂层中含有光引发剂，影响人身体健康的问题，提供了一种电子束固化纸包装光油及印刷涂层的固化方法。
为实现上述目的本申请提供了一种电子束固化光油，所述的电子束固化光油包括以下组分：不饱和丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯单体、单官能团丙烯酸酯单体以及消光助剂，其重量份如下：
作为本发明的进一步改进，所述的电子束固化光油包括以下组分：不饱和丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯单体、单官能团丙烯酸酯单体以及消光助剂，其重量份优选如下：
作为本发明的进一步改进，所述的电子束固化光油包括以下组分：不饱和丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯单体、单官能团丙烯酸酯单体以及消光助剂，其重量份优选如下：
作为本发明的进一步改进，所述的不饱和丙烯酸酯为环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的任意一种或几种物质的组合。
作为本发明的进一步改进，所述的多官能团丙烯酸酯单体为DPGDA、 TPGDA、TMPTA、PETA、PETTA、TMP(3EO)TA、DPEPA、DPHA中的任意一种或几种物质的组合。
作为本发明的进一步改进，所述的单官能团丙烯酸酯单体为HEA、HPA、CTFA、THFA、HDDA中的任意一种或几种物质的组合。
作为本发明的进一步改进，所述的消光助剂包括消光粉和蜡粉。
为实现上述目的，本发明还提供了一种采用电子束固化纸包装光油的印刷涂层的固化方法，包括以下步骤：
S1、将不饱和丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯单体、单官能团丙烯酸酯单体、消光助剂混合均匀，得到电子束固化光油；
S2、将水性油墨印刷到承印物上，紫外光照射固化，得到固化油墨层；
S3、在步骤S2所述的固化油墨层上涂覆步骤S1所述的电子束固化光油，在0.5～1000ppm氧浓度范围内，利用电子加速器辐照所述承印物的印刷涂层，得到承印物印刷后的印样。
作为本发明的进一步改进，所述氧浓度的控制是通过在电子束辐射固化通道内通入高纯氮气实现的。
作为本发明的进一步改进，所述电子加速器的能量为80～200keV，所述电子加速器辐射出的电子束流范围为90～600mA，所述电子束的幅宽为 900～2000mm，所述电子束的固化剂量为10～50kGy。
本发明的有益效果：本申请提供了一种电子束固化纸包装光油及印刷涂层的固化方法，所述的电子束固化光油中不含有光引发剂，避免了电子束固化光油固化后形成的涂层对人身体健康产生危害，所述印刷涂层的固化方法为电子加速器辐射固化，电子加速器辐射固化的过程不受涂层颜色的限制，对色彩不产生影响，属于常温固化，保证承印物加工过程中不变形。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，不用来限制本发明的范围。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1
首先，将重量份分别为5份环氧丙烯酸酯、40份二缩丙二醇双丙烯酸酯 (DPGDA)、25份丙烯酸羟乙酯(HEA)、10份消光助剂混合均匀，得到电子束固化光油；其次，将水性油墨印刷到承印物上，应用紫外光照射，辐照固化油墨，得到固化油墨层，所述固化油墨层受紫外光反射、折射的影响固化不完全，需要一层透明的涂层对所述固化油墨层进行保护；最后，在所述承印物的固化油墨层上涂覆一层电子束固化光油，应用电子加速器在0.5～1000ppm 氧浓度范围内辐照承印物的印刷涂层，得到固化印刷涂层，制备出承印物印刷后的印样。所述的氧浓度的控制是通过在电子加速器辐射固化的通道内通入高纯氮气实现的，所述高纯氮气的纯度不低于99.99％。电子加速器辐照电子束固化纸包装光油的过程中，所用的电子加速器的能量为80keV，电子加速器辐射出的电子束流为90mA，所述电子束流的幅宽为900mm，所述电子束的固化剂量为10kGy，所述电子束的固化速度与印刷速度相匹配。
对承印物、承印物印刷后的印样以及光引发剂进行了检测，检测结果如下：
由上表的检测结果可知，在承印物的印刷涂层中选用电子束固化光油，应用电子加速器辐照承印物的印刷涂层，得到承印物印刷后的印样，印样中有毒物质的含量降低了，而且印样中不含有光引发剂，应用电子束固化纸包装光油及电子加速器辐照能制备出对人身体无公害、环保的印刷包装产品。
实施例2
首先，将重量份分别为8份环氧丙烯酸酯、43份二缩丙二醇双丙烯酸酯 (DPGDA)、27份丙烯酸羟乙酯(HEA)、12份消光助剂混合均匀，得到电子束固化光油；其次，将水性油墨印刷到承印物上，应用紫外光照射，辐照固化油墨，得到固化油墨层，所述固化油墨层受紫外光反射、折射的影响固化不完全，需要一层透明的涂层对所述固化油墨层进行保护；最后，在所述承印物的固化油墨层上涂覆一层电子束固化光油，应用电子加速器在0.5～1000ppm 氧浓度范围内辐照承印物的印刷涂层，得到固化印刷涂层，制备出承印物印刷后的印样。所述的氧浓度的控制是通过在电子加速器辐射固化的通道内通入高纯氮气实现的，所述高纯氮气的纯度不低于99.99％。电子加速器辐照电子束固化纸包装光油的过程中，所用的电子加速器的能量为120keV，电子加速器辐射出的电子束流为250mA，所述电子束流的幅宽为1300mm，所述电子束的固化剂量为25kGy，所述电子束的固化速度与印刷速度相匹配。
实施例3
首先，将重量份分别为11份环氧丙烯酸酯、47份二缩丙二醇双丙烯酸酯(DPGDA)、28份丙烯酸羟乙酯(HEA)、14份消光助剂混合均匀，得到电子束固化光油；其次，将水性油墨印刷到承印物上，应用紫外光照射，辐照固化油墨，得到固化油墨层，所述固化油墨层受紫外光反射、折射的影响固化不完全，需要一层透明的涂层对所述固化油墨层进行保护；最后，在所述承印物的固化油墨层上涂覆一层电子束固化光油，应用电子加速器在0.5～1000ppm 氧浓度范围内辐照承印物的印刷涂层，得到固化印刷涂层，制备出承印物印刷后的印样。所述的氧浓度的控制是通过在电子加速器辐射固化的通道内通入高纯氮气实现的，所述高纯氮气的纯度不低于99.99％。电子加速器辐照电子束固化纸包装光油的过程中，所用的电子加速器的能量为160keV，电子加速器辐射出的电子束流为450mA，所述电子束流的幅宽为1600mm，所述电子束的固化剂量为35kGy，所述电子束的固化速度与印刷速度相匹配。
实施例4
首先，将重量份分别为15份环氧丙烯酸酯、50份二缩丙二醇双丙烯酸酯 (DPGDA)、30份丙烯酸羟乙酯(HEA)、15份消光助剂混合均匀，得到电子束固化光油；其次，将水性油墨印刷到承印物上，应用紫外光照射，辐照固化油墨，得到固化油墨层，所述固化油墨层受紫外光反射、折射的影响固化不完全，需要一层透明的涂层对所述固化油墨层进行保护；最后，在所述承印物的固化油墨层上涂覆一层电子束固化光油，应用电子加速器在0.5～1000ppm 氧浓度范围内辐照承印物的印刷涂层，得到固化印刷涂层，制备出承印物印刷后的印样。所述的氧浓度的控制是通过在电子加速器辐射固化的通道内通入高纯氮气实现的，所述高纯氮气的纯度不低于99.99％。电子加速器辐照电子束固化纸包装光油的过程中，所用的电子加速器的能量为200keV，电子加速器辐射出的电子束流为600mA，所述电子束流的幅宽为2000mm，所述电子束的固化剂量为50kGy，所述电子束的固化速度与印刷速度相匹配。
对实施例2、实施例3和实施例4中所述的承印物、承印物印刷后的印样以及光引发剂均进行了检测，检测结果与实施例1的检测结果相吻合，实施例 2、实施例3和实施例4中所述的承印物印刷后的印样中的有毒物质的含量均有降低，而且印样中均不含有光引发剂。
实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中，所述的环氧丙烯酸为不饱和丙烯酸酯，可由聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯等其它不饱和丙烯酸酯代替，也可为环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中任意几种物质的组合代替。所述的二缩丙二醇双丙烯酸酯(DPGDA) 为多官能团丙烯酸酯单体，可由三缩丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP(3EO)TA)、双季戊四醇五丙烯酸酯(DPEPA)、双季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)等其它多官能团丙烯酸酯单体代替，也可为DPGDA、TPGDA、TMPTA、PETA、PETTA、 TMP(3EO)TA、DPEPA、DPHA中任意几种物质的组合代替。所述的丙烯酸羟乙酯(HEA)为单官能团丙烯酸酯单体，可由丙烯酸羟丙酯(HPA)、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(CTFA)、四氢呋喃丙烯酸酯(THFA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)其它单官能团丙烯酸酯单体代替，也可为HEA、HPA、CTFA、 THFA、HDDA中任意几种物质的组合代替。
综上所述，本申请提供了一种电子束固化纸包装光油及印刷涂层的固化方法，这种电子束固化光油与UV光油相比，不含光引发剂，固化后的印刷涂层内不含有对人身体健康产生威胁的光引发剂。印刷涂层的固化技术为电子加速器辐射固化，这种固化技术对色彩不产生影响，常温固化，能保证承印物加工过程中不变形，而且电子束固化光油的固化程度较高，固化程度能达到98％，而且固化过程中不产生二氧化碳和VOCs。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电子束固化光油，其特征在于，所述的电子束固化光油包括以下组分：不饱和丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯单体、单官能团丙烯酸酯单体以及消光助剂，其重量份如下：
2.根据权利要求1所述的电子束固化光油，其特征在于，所述的电子束固化光油包括以下组分：不饱和丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯单体、单官能团丙烯酸酯单体以及消光助剂，其重量份优选如下：
3.根据权利要求1所述的电子束固化光油，其特征在于，所述的电子束固化光油包括以下组分：不饱和丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯单体、单官能团丙烯酸酯单体以及消光助剂，其重量份优选如下：
4.根据权利要求1-3任意一项所述的电子束固化光油，其特征在于，所述的不饱和丙烯酸酯为环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的任意一种或几种物质的组合。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的电子束固化光油，其特征在于，所述的多官能团丙烯酸酯单体为DPGDA、TPGDA、TMPTA、PETA、PETTA、TMP(3EO)TA、DPEPA、DPHA中的任意一种或几种物质的组合。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的电子束固化光油，其特征在于，所述的单官能团丙烯酸酯单体为HEA、HPA、CTFA、THFA、HDDA中的任意一种或几种物质的组合。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的电子束固化光油，其特征在于，所述的消光助剂包括消光粉和蜡粉。
8.一种采用权利要求1所述的电子束固化光油的印刷涂层的固化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将不饱和丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯单体、单官能团丙烯酸酯单体、消光助剂混合均匀，得到电子束固化光油；
S2、将水性油墨印刷到承印物上，紫外光照射固化，得到固化油墨层；
S3、在步骤S2所述的固化油墨层上涂覆步骤S1所述的电子束固化光油，在0.5～1000ppm氧浓度范围内，利用电子加速器辐照所述承印物的印刷涂层，得到承印物印刷后的印样。
9.根据权利要求8所述的电子束固化光油的印刷涂层的固化方法，其特征在于，所述氧浓度的控制是通过在电子束辐射固化通道内通入高纯氮气实现的。
10.根据权利要求8所述的电子束固化光油的印刷涂层的固化方法，其特征在于，所述电子加速器的能量为80～200keV，所述电子加速器辐射出的电子束流范围为90～600mA，所述电子束的幅宽为900～2000mm，所述电子束的固化剂量为10～50kGy。
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