CN111138922A - 一种兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料及其制备方法 - Google Patents

一种兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料及其制备方法，所述涂料包括离型涂料、色层涂料、保护胶涂料；所述离型包括以下组分：亲油气相二氧化硅1‑10％，剥离助剂0.1‑5％，丙烯酸树脂1‑20％，纤维素树脂5‑30％，溶剂50‑89％；所述色层涂料包括以下组分：丙烯酸树脂10％‑30％，聚氨酯树脂0.1‑2％，溶剂68‑88％；所述保护胶涂料包括以下组分：丙烯酸树脂10‑20％，增粘树脂1‑20％，亲油气相二氧化硅1‑10％，溶剂50‑88％。本发明通过综合调控离型层、色层、保护胶层涂料，开发出的产品能兼顾大实地和细线条烫印，且剥离松，烫印速度快，成本低廉，适合大规模推广使用。

Description

一种兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料及其制备方法。
背景技术
胶印冷烫技术指先在承印基材上预印一定图案的高粘度UV胶水，再覆胶印冷烫金薄膜，通过胶辊压实胶印冷烫金薄膜和承印基材，随后剥离冷烫金薄膜，并通过UV灯固化，承印基材表面含有UV胶水的位置烫上相应的冷烫金图案。胶印冷烫与传统的热烫相比具有很多优势：第一点，烫印速度快；第二点，基材适用性广，在PET、纸张、玻璃等表面具有较好的结合牢度；第三点，成本降低，摆脱了热烫需要加热的工艺，并采用普通的柔性板替换昂贵的金属板。基于胶印冷烫独特的优势，在包装行业使用愈发广泛。
胶印冷烫金薄膜从下至上分别为PET薄膜、离型层、色层、铝层和保护胶。PET薄膜是涂料的承载基材；离型层对胶印冷烫金薄膜的剥离性能、胶印性能、切边性能起到关键作用；色层对冷烫金薄膜的模压性能、切边性能起到重要作用；铝层厚度一般控制在
Figure BDA0002329369650000011
保护胶主要保证冷烫金薄膜与UV胶优异的结合牢度。
传统的胶印冷烫薄膜借助优异的切边性能、剥离松等特性在烫印精细线条方面具有不可替代的优势(国内专利CN109515053A)。但正是由于胶印冷烫薄膜涂料过于粉脆、剥离松等特点，在烫印大实地图案时往往会出现裂纹、烫印漏点、胶印反拉等问题。其中一个原因是烫印过程中UV胶水在固化过程中产生了交联反应，会产生一定的体积收缩，烫印大实地图案时，这种收缩效应愈发明显，从而导致一系列的烫印问题。这些问题的出现限制了胶印冷烫膜的大规模推广。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料及其制备方法。所述涂料可综合调控胶印冷烫薄膜的离型层、色层、保护胶涂料。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料，包括离型涂料、色层涂料、保护胶涂料；所述离型包括以下重量百分含量的各组分：
亲油气相二氧化硅1-10％，
剥离助剂0.1-5％，
丙烯酸树脂1-20％，
纤维素树脂5-30％，
溶剂50-89％。
优选地，所述色层涂料包括以下重量百分含量的各组分：丙烯酸树脂10-30％，聚氨酯树脂0.1-2％，溶剂68-88％。
优选地，所述保护胶涂料包括以下重量百分含量的各组分：丙烯酸树脂10-20％，增粘树脂1-20％，亲油气相二氧化硅1-10％，溶剂50-88％。
优选地，离型涂料中，所述亲油气相二氧化硅直径5-40nm；
所述丙烯酸树脂重均分子量为70000-120000，Tg温度为100-150℃；包括博利尔MB-2、帝斯曼B-801、三菱BR-73等。
所述剥离助剂包括醇烷氧基化合物、聚醚改性有机硅化合物、烷甲基硅氧烷中的至少一种；
所述纤维素树脂包括乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、硝酸纤维素中的至少一种；
所述溶剂包括乙酯、丙酯、丁酯、丙酮、丁酮、戊酮、甲苯、碳酸二甲酯、甲基环己烷中的至少一种。
优选地，色层涂料中，所述丙烯酸树脂重均分子量为10000-120000，Tg为90-150℃，酸值为0-30mg(KOH)/g，表面张力为30-38dyn/cm，包括博利尔MB-12、帝斯曼B-811等；
所述聚氨酯树脂重均分子量为1000-120000，Tg为50-150℃，包括泰州菲尔特FRR-3003、FRR3051，山东一诺威PE-2515；
所述溶剂包括乙酯、丙酯、丁酯、丙酮、丁酮、戊酮、甲苯、碳酸二甲酯、甲基环己烷中的至少一种。
优选地，保护胶涂料中，所述亲油气相二氧化硅直径5-40nm；
所述丙烯酸树脂重均分子量1000-120000，Tg为20-90℃，包括博利尔MB-6、帝斯曼B-703，三菱BR-115等；
所述增粘树脂包括松香树脂及其衍生物、萜烯树脂及其改性树脂、石油树脂中的至少一种；
所述溶剂包括乙酯、丙酯、丁酯、丙酮、丁酮、戊酮、甲苯、碳酸二甲酯、甲基环己烷中的至少一种。
优选地，所述离型涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)按将溶剂投入反应釜中，搅拌均匀；
(2)依次加入丙烯酸树脂、纤维素树脂，搅拌溶解均匀；
(3)依次加入亲油性气相二氧化硅、剥离助剂，高速搅拌均匀；
(4)测量溶质含量，并称量包装。
优选地，所述色层涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)将溶剂投入反应釜中，搅拌均匀；
(2)依次加入丙烯酸树脂、聚氨酯树脂，搅拌溶解均匀；
(3)测量溶质含量，并称量包装。
优选地，所述保护胶涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)将溶剂投入反应釜中，搅拌均匀；
(2)依次加入丙烯酸树脂、增粘树脂搅拌溶解均匀；
(3)加入亲油性气相二氧化硅，高速搅拌分散均匀；
(4)测量溶质含量，并称量包装。
本发明还提供了一种兼顾大实地和细线条的胶印冷烫离型涂料的使用方法，包括以下步骤：
(1)采用涂布机在8-20微米厚PET上涂布离型涂料，控制涂布干量0.05-0.5g/m2，烘效70-90℃，得离型膜；
(2)采用涂布机在步骤(1)所述离型膜上涂布色层涂料，控制涂布干量0.5-1.5g/m2，烘效90-150℃，得色层膜；
(3)对步骤(2)所述色层膜进行模压，模压温度控制在140-240℃，得模压膜；
(4)对步骤(3)所述模压膜进行镀铝，铝层厚度控制在
Figure BDA0002329369650000031
得镀铝膜；
(5)采用涂布机在步骤(4)所述镀铝膜上涂布保护胶涂料，控制涂布干量0.3-1.0g/m2，烘效70-90℃，即可。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明胶印冷烫离型涂料中引入亲油气相二氧化硅，在不影响切边的前提下，通过纳米增强，减少裂纹产生；引入高分子量高Tg的丙烯酸树脂，通过其分子间的缠绕减少烫印大实地产生的裂纹问题；引入剥离助剂促进冷烫膜剥离松，保证烫印完整度，避免烫印漏点；引入纤维素树脂，提高对油墨的亲和力，改善后道印刷性能。相对于国内专利CN106221448A提出的一种低VOC易胶印冷烫离型涂料，本发明的冷烫离型涂料剥离更松，且在烫印大实地图案时具有更优异的抗裂纹性能。
(2)本发明胶印冷烫色层涂料中采用了酸值更低、表面张力更低的丙烯酸树脂，便于后道模压工序。并且采用少量低Tg聚氨酯树脂进行增强，确保烫印大实地图案时的完整性。
(3)本发明胶印冷烫保护胶涂料中加入低Tg丙烯酸树脂和UV胶水的结合牢度，并且引入增粘树脂，提高初粘力，引入亲油气相二氧化硅，提高整体的切边性。相对于国内专利CN104531009A提出的一种胶印冷烫两用型胶黏剂及其制备和使用，本发明具备更优异的初粘力和切边性，保证烫金膜与UV胶的结合牢度，进而确保烫金完整度。相对于国内专利CN109515053A提到采用硅烷偶联剂作为保护胶，本发明保护胶性能更加稳定，有更长的贮存时间。
(4)本发明综合调控离型层、色层、保护胶等三层涂料，开发出的产品能同时兼顾大实地和细线条烫印，且剥离松，烫印速度快，成本低廉，适合大规模推广使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例提供了一种兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料，包括离型涂料、色层涂料、保护胶涂料；所述离型包括以下重量百分含量的各组分：
亲油气相二氧化硅1-10％，
剥离助剂0.1-5％，
丙烯酸树脂1-20％，
纤维素树脂5-30％，
溶剂50-89％。
所述色层涂料包括以下重量百分含量的各组分：丙烯酸树脂10-30％，聚氨酯树脂0.1-2％，溶剂68-88％。
所述保护胶涂料包括以下重量百分含量的各组分：丙烯酸树脂10-20％，增粘树脂1-20％，亲油气相二氧化硅1-10％，溶剂50-88％。
离型涂料中，所述亲油气相二氧化硅直径5-40nm；
所述丙烯酸树脂重均分子量为70000-120000，Tg温度为100-150℃；包括博利尔MB-2、帝斯曼B-801、三菱BR-73等。
所述剥离助剂包括醇烷氧基化合物、聚醚改性有机硅化合物、烷甲基硅氧烷中的至少一种；
所述纤维素树脂包括乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、硝酸纤维素中的至少一种；
所述溶剂包括乙酯、丙酯、丁酯、丙酮、丁酮、戊酮、甲苯、碳酸二甲酯、甲基环己烷中的至少一种。
色层涂料中，所述丙烯酸树脂重均分子量为10000-120000，Tg为90-150℃，酸值为0-30mg(KOH)/g，表面张力为30-38dyn/cm，包括博利尔MB-12、帝斯曼B-811等；
所述聚氨酯树脂重均分子量为1000-120000，Tg为50-150℃，包括泰州菲尔特FRR-3003、FRR3051，山东一诺威PE-2515；
所述溶剂包括乙酯、丙酯、丁酯、丙酮、丁酮、戊酮、甲苯、碳酸二甲酯、甲基环己烷中的至少一种。
保护胶涂料中，所述亲油气相二氧化硅直径5-40nm；
所述丙烯酸树脂重均分子量1000-120000，Tg为20-90℃，包括博利尔MB-6、帝斯曼B-703，三菱BR-115等；
所述增粘树脂包括松香树脂及其衍生物、萜烯树脂及其改性树脂、石油树脂中的至少一种；
所述溶剂包括乙酯、丙酯、丁酯、丙酮、丁酮、戊酮、甲苯、碳酸二甲酯、甲基环己烷中的至少一种。
采用以上条件的各组分均能制备得到所述兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料。
实施例1-3
实施例1-3提供了一种兼顾大实地和细线条的胶印冷烫离型涂料及其制备方法，具体步骤如下：
1、按照表1中各组分及重量份含量进行备料。
表1
Figure BDA0002329369650000061
2、所述的离型涂料制备方法如下：
(1)将溶剂投入反应釜中，100-400转/min，常温搅拌均匀；
(2)依次加入丙烯酸树脂、纤维素树脂，100-400转/min搅拌溶解均匀；
(3)依次加入亲油性气相二氧化硅、剥离助剂，800-1200转/min高速搅拌均匀，得到离型涂料。
其中所采用的亲油气相二氧化硅直径为5-40nm；
采用的剥离助剂是醇烷氧基化合物(实施例1)、烷甲基硅氧烷(实施例2和3)中的一种或多种；
采用的丙烯酸树脂重均分子量70000-120000，Tg100-150℃；具体为博利尔MB-2(实施例1和2)、帝斯曼B-801(实施例3)；
采用的纤维素树脂是乙酸纤维素(实施例1)、乙酸丙酸纤维素(实施例2)、乙酸丁酸纤维素(实施例3)；
所述溶剂是乙酯(实施例1)、丙酮(实施例2)、甲苯(实施例3)。
3、所述的色层涂料制备方法如下：
(1)将溶剂投入反应釜中，100-400转/min，常温搅拌均匀；
(2)依次加入丙烯酸树脂、聚氨酯树脂，100-400转/min搅拌溶解均匀，得到色层涂料。
其中所采用的丙烯酸树脂重均分子量10000-120000，Tg90-150℃，酸值0-30mg(KOH)/g，表面张力30-36dyn/cm；具体为帝斯曼B-811(实施例1)、博利尔MB-12(实施例2和3)。
采用的聚氨酯树脂重均分子量1000-120000，Tg50-150℃；具体为泰州菲尔特FRR-3003(实施例1)，山东一诺威PE-2515(实施例2和3)。
采用的溶剂是乙酯(实施例1)、丙酮(实施例2)、甲苯(实施例3)。
4、所述的保护胶涂料制备方法如下：
(1)将溶剂投入反应釜中，100-400转/min，常温搅拌均匀；
(2)依次加入丙烯酸树脂、增粘，100-400转/min搅拌溶解均匀，即得到色层涂料。
(3)依次加入亲油性气相二氧化硅，800-1200转/min高速搅拌均匀，即得到保护胶涂料。
其中所采用的丙烯酸树脂重均分子量1000-120000，Tg20-90℃；具体为博利尔MB-6(实施例1)、帝斯曼B-703(实施例2)，三菱BR-115(实施例3)。
采用的增粘树脂是松香树脂(实施例1)、萜烯树脂(实施例2)、石油树脂(实施例3)。
采用的亲油气相二氧化硅直径5-40nm。
对比例1
本对比例与实施例1的制备方法基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，采用的亲水性气相二氧化硅代替亲油性气相二氧化硅。
对比例2
本对比例与实施例1的制备方法基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，离型涂料采用的丙烯酸树脂为博利尔MB-6。
对比例3
本对比例与实施例1的制备方法基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，色层涂料采用的丙烯酸树脂为博利尔MB-6。
对比例4
本对比例与实施例1的制备方法基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，保护胶涂料采用的丙烯酸树脂为博利尔MB-2。
对比例5
本对比例与实施例3的制备方法基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，所述离型涂料和保护层涂料中不添加亲油性气相二氧化硅，其去除的含量以溶剂代替。
对比例6
本对比例与实施例3的制备方法基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，不含色层涂料。
对比例7
本对比例与实施例3的制备方法基本相同，不同之处仅在于：本对比例中，不含保护层涂料。
性能测试：
所述的兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料的使用方法包括以下步骤：
(1)采用涂布机在8-20微米厚PET上涂布离型涂料，控制涂布干量0.05-0.5g/m2，烘效70-90℃，得离型膜；
(2)采用涂布机在步骤(1)所述离型膜上涂布色层涂料，控制涂布干量0.5-1.5g/m2，烘效90-150℃，得色层膜；
(3)对步骤(2)所述色层膜进行模压，模压温度控制在140-240℃，得模压膜；
(4)对步骤(3)所述模压膜进行镀铝，铝层厚度控制在
Figure BDA0002329369650000081
得镀铝膜；
(5)采用涂布机在步骤(4)所述镀铝膜上涂布保护胶涂料，控制涂布干量0.3-1.0g/m2，烘效70-90℃，即可。
将实施例1-3和对比例1-7采用以上工艺进行涂布，具体的涂布条件如下：
离型涂料工艺条件：涂料5％固含，250目陶瓷辊上机，涂料干量保持0.2-0.3g/m2，基材选用12微米PET膜，烘效72-77℃；
色层涂料工艺条件：涂料16％固含，120目陶瓷辊上机，涂料干量保持1.0-1.2g/m2，烘效99-104℃；
保护胶涂料工艺条件：涂料10％固含，150目陶瓷辊上机，涂料干量保持0.6-0.8g/m2，烘效72-77℃。
并采用TMI测试剥离力，采用韩华胶印油墨评估胶印性能，采用烫金机评估其切边性能、完整度和抗裂纹性能。结果如表2所示。
表2
Figure BDA0002329369650000091
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料，其特征在于，包括离型涂料、色层涂料、保护胶涂料；所述离型包括以下重量百分含量的各组分：
亲油气相二氧化硅1-10％，
剥离助剂0.1-5％，
丙烯酸树脂1-20％，
纤维素树脂5-30％，
溶剂50-89％。
2.根据权利要求1所述的兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料，其特征在于，所述色层涂料包括以下重量百分含量的各组分：丙烯酸树脂10％-30％，聚氨酯树脂0.1-2％，溶剂68-88％。
3.根据权利要求1所述的兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料，其特征在于，所述保护胶涂料包括以下重量百分含量的各组分：丙烯酸树脂10-20％，增粘树脂1-20％，亲油气相二氧化硅1-10％，溶剂50-88％。
4.根据权利要求1所述的兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料，其特征在于，所述亲油气相二氧化硅直径5-40nm；
所述丙烯酸树脂重均分子量为70000-120000，Tg温度为100-150℃；
所述剥离助剂包括醇烷氧基化合物、聚醚改性有机硅化合物、烷甲基硅氧烷中的至少一种；
所述纤维素树脂包括乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、硝酸纤维素中的至少一种；
所述溶剂包括乙酯、丙酯、丁酯、丙酮、丁酮、戊酮、甲苯、碳酸二甲酯、甲基环己烷中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料，其特征在于，所述丙烯酸树脂重均分子量为10000-120000，Tg为90-150℃，酸值为0-30mg(KOH)/g，表面张力为30-38dyn/cm；
所述聚氨酯树脂重均分子量为1000-120000，Tg为50-150℃；
所述溶剂包括乙酯、丙酯、丁酯、丙酮、丁酮、戊酮、甲苯、碳酸二甲酯、甲基环己烷中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料，其特征在于，所述亲油气相二氧化硅直径5-40nm；
所述丙烯酸树脂重均分子量1000-120000，Tg20-90℃；
所述增粘树脂包括松香树脂及其衍生物、萜烯树脂及其改性树脂、石油树脂中的至少一种；
所述溶剂包括乙酯、丙酯、丁酯、丙酮、丁酮、戊酮、甲苯、碳酸二甲酯、甲基环己烷中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料，其特征在于，所述离型涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)按将溶剂投入反应釜中，搅拌均匀；
(2)依次加入丙烯酸树脂、纤维素树脂，搅拌溶解均匀；
(3)依次加入亲油性气相二氧化硅、剥离助剂，高速搅拌均匀；
(4)测量溶质含量，并称量包装。
8.根据权利要求2所述的兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料，其特征在于，所述色层涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)将溶剂投入反应釜中，搅拌均匀；
(2)依次加入丙烯酸树脂、聚氨酯树脂，搅拌溶解均匀；
(3)测量溶质含量，并称量包装。
9.根据权利要求3所述的兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料，其特征在于，所述保护胶涂料的制备方法包括如下步骤：
(1)将溶剂投入反应釜中，搅拌均匀；
(2)依次加入丙烯酸树脂、增粘树脂搅拌溶解均匀；
(3)加入亲油性气相二氧化硅，高速搅拌分散均匀；
(4)测量溶质含量，并称量包装。
10.一种权利要求1所述的兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用涂布机在8-20微米厚PET上涂布离型涂料，控制涂布干量0.05-0.5g/m2，烘效70-90℃，得离型膜；
(2)采用涂布机在步骤(1)所述离型膜上涂布色层涂料，控制涂布干量0.5-1.5g/m2，烘效90-150℃，得色层膜；
(3)对步骤(2)所述色层膜进行模压，模压温度控制在140-240℃，得模压膜；
(4)对步骤(3)所述模压膜进行镀铝，铝层厚度控制在
Figure FDA0002329369640000031
得镀铝膜；
(5)采用涂布机在步骤(4)所述镀铝膜上涂布保护胶涂料，控制涂布干量0.3-1.0g/m2，烘效70-90℃，即可。
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