CN112980239A - 一种led-uv固化凸印油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及凸印印刷技术领域，特别是涉及一种LED‑UV固化凸印油墨。是由包括如下重量百分比的组分制备的：可阳离子固化的化合物5～30％、可自由基固化的化合物35～80％、光引发剂3～12％、增感剂0.1～2％、颜料1～40％、助剂0.1～5％。LED‑UV固化凸印油墨的原料可以包括可阳离子固化的化合物、可自由基固化的化合物、光引发剂、增感剂、颜料、助剂。本发明的适合高速印刷的LED‑UV固化凸印油墨在LED‑UV窄波段紫外光条件下均能瞬时固化，采用凸印的印刷方式印刷后线条清晰。固化后各项性能指标(附着力、耐磨性、耐化学品性等)符合有价证券的印刷需求。
Description
技术领域
本发明涉及凸印印刷技术领域，特别是涉及一种LED-UV固化凸印油墨。
背景技术
凸印印刷是一种印版上的图纹部分高于非图纹部分的一种印刷方式。凸印印刷方式主要是在图纹表面施加油墨，然后通过压力将油墨转移到承印物上，其相对胶印而言为直接印刷。凸印印刷具有技术成熟，印刷便捷、成本低廉等特点，因此社会普及率较高，尤其在社会标签印刷领域的使用极其广泛等，目前我国印钞行业主要采用凸印进行钞券的号码印刷。
LED-UV光源与传统的UV光源相比具有显著的先进性和实用性，LED-UV为单波段UV，发光能量高度集中在特定紫外光波段，有效发光效率高，可节省能耗费用，大大减少了CO2的排放量。由于UV-LED光源不产生短波紫外光，辐射过程中不会产生难闻的臭氧，环保性能佳。脉冲式开关，无需预热，瞬时启动关闭，工作效率大幅提升。使用寿命长，据测试UV-LED光源使用寿命可高达2～3万小时，是现有高压汞灯或金属卤素灯的十几倍。LED-UV光固化系统正在逐渐成为印刷企业实现节能环保的新宠。
但是，LED-UV光固化技术在凸印领域的应用还鲜有研究，目前的凸印油墨如申请公布号CN107778968A、授权公告号CN101250350B等专利公开的技术，均为氧化干燥性体系，无法达到瞬间干燥的效果。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种LED-UV固化凸印油墨，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一方面提供一种LED-UV固化凸印油墨，所述LED-UV固化凸印油墨的原料按重量百分比计，包括如下组分：
优选的，是采用如下重量百分比的组分制备的：
所述LED-UV固化凸印油墨按其重量百分比计，可以包括5～30％的可阳离子固化的化合物，优选的，可以包括10～20％的可阳离子固化的化合物。所述可阳离子固化的化合物选自乙烯基醚类、环氧化合物、氧杂环丁烷衍生物、端羟基超支化聚酯等中的一种或多种的组合。
其中，所述乙烯基醚类选自1,4-丁二醇乙烯基醚、1,4-丁二醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、1,4-环己烷二甲醇二乙烯醚、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基咪唑、4-羟丁基乙烯基醚、环己基-1,4-二甲醇单乙烯基醚等中的一种或多种的组合。
所述环氧化合物选自3,4-环氧环己基甲酸3,4-环氧环己基甲酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、1-甲基-4-(2-甲基环氧乙烷基)-7-氧杂双环[4.1.0]庚烷、4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物、3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯和己内酯的聚合物，1,4-环己烷二甲醇双(3,4-环氧环己烷甲酸)酯、2-(3,4-环氧环己基)-5,5-螺(3,4-环氧环己基)-1,3-二氧六环均聚物、聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇]2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚等中的一种或多种的组合。
所述氧杂环丁烷衍生物选自3,3'-(氧基双亚甲基)双(3-乙基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-[(苄氧基)甲基]氧杂环丁烷、3-乙基-3-氧杂丁环甲醇、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]苯、甲基丙烯酸氧杂环丁烷酯等中的一种或多种的组合。
所述端羟基超支化聚酯可采用商业化产品，如Perstorp公司牌号为BoltornH2004的产品、Bomar公司牌号为BDT-1006的产品等。
所述LED-UV固化凸印油墨按其重量百分比计，可以包括30～80％的可自由基固化的化合物，优选的，可以包括35～70％的可自由基固化的化合物。所述可自由基固化的化合物选自巯基改性聚酯丙烯酸酯与聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯和丙烯酸酯单体中的一种或多种的组合。
其中，所述巯基改性聚酯丙烯酸酯如湛新公司牌号为ADDITOL LED 01的产品。聚氨酯丙烯酸酯如BASF公司牌号为Laromer UA 9033、Laromer UA 9030的产品，湛新公司牌号为EBECRYL 8254、EBECRYL8415、EBECRYL8602的产品。聚酯丙烯酸酯如BASF公司牌号为Laromer LR 9004、湛新的EBECRYL830的产品。聚醚丙烯酸酯如IGM公司牌号为Photomer5662的产品。环氧丙烯酸酯如RAHN公司牌号为GENOMER 2235的产品。丙烯酸酯单体如1,6己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三缩丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、二缩丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、酚基乙基丙烯酸酯(PEA)、乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EOTMPTA)、丙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(POTMPTA)或1,6-己二醇甲氧基单丙烯酸酯(HDOMEMA)等。
所述LED-UV固化凸印油墨按其重量百分比计，可以包括3～12％的光引发剂，优选的，可以包括4～10％的光引发剂。所述光引发剂包括阳离子引发剂和自由基引发剂。
其中，所述阳离子引发剂选自碘鎓盐类、硫鎓盐、氧鎓盐类中的一种或多种的组合。进一步的，阳离子引发剂选自如4,4'-二甲基二苯基碘鎓六氟磷酸盐、10-(4-联苯基)-2-异丙基硫杂蒽酮-10-硫鎓六氟磷酸盐、4-辛氧基二苯碘鎓六氟锑酸盐、双(4-叔丁基苯)碘鎓六氟磷酸盐、二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐、二(4-二苯基硫苯基)硫醚二六氟锑酸盐、4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘鎓六氟磷酸盐等中的一种或多种的组合。
所述自由基引发剂选自苯甲酮、α-羟基酮、α-胺基酮、单酰基膦或二酰基膦中的一种或多种组合。进一步的，自由基引发剂选自如2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、1,1'-(亚甲基二-4,1-亚苯基)双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]、1-(联苯基-4-基)-2-甲基-2-吗啉基丙烷-1-酮、乙基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦甲酸、2-异丙基硫杂蒽酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮等中的一种或多种的组合。
所述LED-UV固化凸印油墨按其重量百分比计，可以包括0.1～2％的增感剂，优选的，可以包括0.1～2％的增感剂。所述增感剂选自吖啶类、香豆素类、蒽类等中的一种或多种，可采用商业化产品，吖啶类如常州强力电子新材料股份有限公司牌号为TR-PAD-103、TR-PAD-107的产品。香豆素类如常州强力电子新材料股份有限公司牌号为TR-PSS-202、TR-PSS-205的产品。蒽类如9,10-二丁氧基蒽、常州强力电子新材料股份有限公司牌号为TR-PSS-306的产品。
所述LED-UV固化凸印油墨按其重量百分比计，可以包括1～40％的颜料，优选的，可以包括3～30％的颜料。所述颜料选自永固红、永固黄、永固紫、酞菁蓝、酞菁绿、碳黑、钛白、无色荧光颜料等。
所述LED-UV固化凸印油墨按其重量百分比计，可以包括0.1～5％的助剂，优选的，可以包括0.5～4％的颜料。所述助剂选自蜡、稳定剂、润湿分散剂等中的一种或多种的组合。蜡如商业化产品聚乙烯蜡PEW1555、聚丙烯蜡LANCO 1588等，稳定剂如巴斯夫公司牌号为UV22的对苯醌，润湿分散剂如BYK公司牌号为DISPERBYK-2025高分子共聚物、赢创公司牌号为TEGO Dispers 610脂肪酸类、DISPERBYK-2029脂肪族酰胺和TEGO Dispers 650改性聚醚等。
本发明另一方面提供所述LED-UV固化凸印油墨的制备方法，所述制备方法包括将可阳离子固化的化合物、可自由基固化的化合物、光引发剂、增感剂、颜料、助剂混合经三辊轧墨机充分碾磨后制备获得。所述各组分的比例参照第一方面所述的LED-UV固化凸印油墨的配比。
本发明所提供的LED-UV固化凸印油墨的制备方法中，通常情况下，需要对混合后的各组分经布勒三辊机充分碾磨待油墨细度小于5um，即可得到UV-LED固化号码油墨。
本发明另一方面提供LED-UV固化凸印油墨在凸印印刷上的用途。
本发明的适合高速印刷的LED-UV固化凸印油墨在LED-UV窄波段紫外光条件下均能瞬时固化，采用凸印的印刷方式印刷后线条清晰。固化后各项性能指标(附着力、耐磨性、耐化学品性等)符合有价证券的印刷需求。
具体实施方式
本发明发明人经过大量探索实验，通过将可阳离子固化的化合物、可自由基固化的化合物、光引发剂、增感剂、颜料、助剂混合，制备获得了一种适合高速印刷的LED-UV固化凸印油墨。本发明的LED-UV固化凸印油墨在LED-UV波长为365nm、385nm或者395nm波段紫外光条件下均能瞬时固化，采用凸印的印刷方式印刷后线条清晰。固化后各项性能指标(附着力、耐磨性、耐化学品性等)符合有价证券的印刷需求。在此基础上，完成了本发明。
以下结合实施例进一步说明本发明的有益效果。
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例进一步详细描述本发明。但是，应当理解的是，本发明的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限制本发明，且本发明的实施例并不局限于说明书中给出的实施例。实施例中未注明具体实验条件或操作条件的按常规条件制作，或按材料供应商推荐的条件制作。
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
在下述实施例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得。
实施例1
配方见表1：
表1
制备方法：将所有原料进行混合，经布勒三辊机充分碾磨待油墨细度小于5um，即可得到UV-LED固化号码油墨。
制备出的UV-LED光固化号码油墨，粘度为18.9Pa·s(30℃，HAAKE RV1流变仪，1度锥板，剪切速率为300s-1)，8000张/小时的印刷速度下经过波长395nm功率20W/cm2的LED-UV固化设备后印品完全干燥，油墨机上稳定性好，线条流畅，图纹清晰。印刷完成三天后，印品按照《GB 9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定》进行耐酸、耐碱、耐热水、耐四氯乙烯、乙酸乙酯、耐次氯酸钠、耐丙酮、耐乙醇、耐皂、耐皱折等物化耐性的测试，各项评级均为5级。按照《GB-T 7706-2008凸版装潢印刷品》进行附着力和耐磨性和结合牢度的测试，评级为5级。
实施例2
配方见表2：
表2
制备方法：将所有原料进行混合，经布勒三辊机充分碾磨待油墨细度小于5um，即可得到UV-LED固化号码油墨。
制备出的UV-LED光固化号码油墨，粘度为23.6Pa·s(30℃，HAAKE RV1流变仪，1度锥板，剪切速率为300s-1)，8000张/小时的印刷速度下经过波长385nm功率16W/cm2的LED-UV固化设备后印品完全干燥，油墨机上稳定性好，线条流畅，图纹清晰。印刷完成三天后，印品按照《GB 9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定》进行耐酸、耐碱、耐热水、耐四氯乙烯、乙酸乙酯、耐次氯酸钠、耐丙酮、耐乙醇、耐皂、耐皱折等物化耐性的测试，各项评级均为5级。按照《GB-T 7706-2008凸版装潢印刷品》进行附着力和耐磨性和结合牢度的测试，评级为5级。
实施例3
配方见表3：
表3
制备方法：将所有原料进行混合，经布勒三辊机充分碾磨待油墨细度小于5um，即可得到UV-LED固化凸印油墨。
制备出的UV-LED光固化凸印油墨，粘度为20.5Pa·s(30℃，HAAKE RV1流变仪，1度锥板，剪切速率为300s-1)，8000张/小时的印刷速度下经过波长365nm功率16W/cm2的LED-UV固化设备后印品完全干燥，油墨机上稳定性好，线条流畅，图纹清晰。印刷完成三天后，印品按照《GB 9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定》进行耐酸、耐碱、耐热水、耐四氯乙烯、乙酸乙酯、耐次氯酸钠、耐丙酮、耐乙醇、耐皂、耐皱折等物化耐性的测试，各项评级均为5级。按照《GB-T 7706-2008凸版装潢印刷品》进行附着力和耐磨性和结合牢度的测试，评级为5级。
对比例1
配方见表4：
表4
制备方法：将所有原料进行混合，经布勒三辊机充分碾磨待油墨细度小于5um，即可得到UV-LED固化凸印油墨。
制备出的UV-LED光固化凸印油墨，粘度为20.1Pa·s(30℃，HAAKE RV1流变仪，1度锥板，剪切速率为300s-1)，6000张/小时的印刷速度下经过波长395nm功率20W/cm2的LED-UV固化设备后印品完全干燥，油墨机上稳定性好，线条流畅，图纹清晰。印刷完成三天后，印品按照《GB 9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定》进行耐酸、耐碱、耐热水、耐四氯乙烯、乙酸乙酯、耐次氯酸钠、耐丙酮、耐乙醇、耐皂、耐皱折等物化耐性的测试，耐丙酮、耐乙醇的评级为4级，其它各项评级均为5级。按照《GB-T 7706-2008凸版装潢印刷品》进行附着力和耐磨性和结合牢度的测试，评级为4级。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种LED-UV固化凸印油墨，所述LED-UV固化凸印油墨的原料按重量百分比计，包括如下组分：
2.如权利要求1所述的LED-UV固化凸印油墨，其特征在于，所述LED-UV固化凸印油墨的原料按重量百分比计，包括如下组分：
3.如权利要求1或2所述的LED-UV固化凸印油墨，其特征在于，所述可阳离子固化的化合物选自乙烯基醚类、环氧化合物、氧杂环丁烷衍生物、端羟基超支化聚酯等中的一种或多种组合。
4.如权利要求1或2所述的LED-UV固化凸印油墨，其特征在于，所述可自由基固化的化合物选自巯基改性聚酯丙烯酸酯与聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯和丙烯酸酯单体中的一种或多种的组合。
5.如权利要求1或2所述的LED-UV固化凸印油墨，其特征在于，所述光引发剂包括阳离子引发剂和自由基引发剂。
6.如权利要求5所述的LED-UV固化凸印油墨，其特征在于，所述阳离子引发剂选自碘鎓盐类、硫鎓盐、氧鎓盐类中的一种或多种组合。
7.如权利要求5所述的LED-UV固化凸印油墨，其特征在于，所述自由基引发剂选择苯甲酮、α-羟基酮、α-胺基酮、单酰基膦或二酰基膦中的一种或多种的组合。
8.如权利要求1或2所述的LED-UV固化凸印油墨，其特征在于，所述增感剂选自吖啶类、香豆素类、蒽类等中的一种或多种的组合。
9.如权利要求1～8任一项权利要求所述的LED-UV固化凸印油墨的制备方法，包括：将可阳离子固化的化合物、可自由基固化的化合物、光引发剂、增感剂、颜料、助剂混合经三辊轧墨机充分碾磨后获得。
10.如权利要求1～8任一项权利要求所述的LED-UV固化凸印油墨在凸印印刷上的用途。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 288 Xiuyan Road, Pudong New Area, Shanghai, 201315 Applicant after: CHINA BANKNOTE INK Co.,Ltd. Applicant after: China Banknote Printing and Minting Group Co.,Ltd. Address before: 288 Xiuyan Road, Pudong New Area, Shanghai, 201315 Applicant before: CHINA BANKNOTE INK Co.,Ltd. Applicant before: CHINA BANKNOTE PRINTING AND MINTING Corp. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210618 |