CN115366550B - 一种提高水性油墨附着力的胶印工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及胶印工艺的技术领域，具体公开了一种提高水性油墨附着力的胶印工艺。一种提高水性油墨附着力的胶印工艺包括以下步骤：A、对承印物进行表面处理，包括以下步骤：A‑1、准备加湿用水，将水降温至2～5℃；A‑2、加湿处理：将水加湿承印物，环境湿度为75～90%；A‑3、冷冻干燥；B、印刷油墨：将油墨印刷至承印物表面，随后于‑5～‑10℃下冷冻干燥，强压平整，形成图形层；C、印刷防磨油，干燥，形成防磨层，即得。本申请的胶印工艺具有可提高水性油墨附着力的优点，使用本申请的工艺制得的承印物表面图形清晰，且附着力高，不易脱落。
Description
技术领域
本申请涉及胶印工艺的技术领域，更具体地说，它涉及一种提高水性油墨附着力的胶印工艺。
背景技术
胶印一种借助胶皮将印版上的油墨传递到承印物表面上，以形成图文的印刷方式，其因使用胶皮，而可以很好的弥补承载物表面不平整的问题，广泛应用于报纸、书刊、外包装等商业印刷领域。
胶印中使用的油墨按不同溶剂可分为水性油墨和油性油墨，其中水性油墨因安全、无毒无害、不燃不爆、几乎无挥发性气体产生，是一种环境友好型的油墨。
相关技术中，胶印工艺流程一般包括印刷、上光、覆膜工序，将油墨印刷到承印物表面、干燥，即可形成图文，随后喷涂防磨油、最后覆膜，完成在承印物表面的胶印工序。
针对上述相关技术，发明人发现，水性油墨受限于其材质，存在附着力较差的问题，印制后的图文易脱落。因此，如何制造出一种能够提高水性油墨附着力的胶印工艺，是目前胶印工艺的技术领域需要解决的技术问题。
发明内容
为了提高水性油墨的附着力，本申请提供一种提高水性油墨附着力的胶印工艺。
本申请提供的一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，采用如下的技术方案：
一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，包括以下步骤：
A、对承印物进行表面处理，包括以下步骤：
A-1、准备加湿用水，将水降温至2～5℃；
A-2、加湿处理：将水加湿承印物，环境湿度为75～90％；
A-3、冷冻干燥；
B、印刷油墨：将油墨印刷至承印物表面，随后于-5～-10℃下冷冻干燥，强压平整，形成图形层；
C、印刷防磨油，干燥，形成防磨层，即得。
通过采用上述技术方案，对通过本申请的胶印工艺制得的承印物进行性能检测，使油墨脱落小格数量仅为25个，油墨清晰度达到三级；而未进行表面处理的胶印工艺制得的承印物，油墨脱落小格数量高达37个，油墨清晰度为五级。对比实施例1和对比例1，表明本申请通过对承印物进行上述步骤的表面处理，提高了承印物表面油墨的附着力，使得水性油墨不易产生脱落、刮花、渗色的现象，提高了水性油墨的附着力，且保障了图形的清晰和完整，同时可减少胶印机辊上粘墨的现象发生。
分析其原因可能在于：
(1)、使用加湿液加湿承印物，如包装盒表面，使纸张纤维吸附水分子，发生溶胀，水分子在冷冻过程中结晶促使纤维膨胀或使得纤维孔隙增大，干燥使结晶的水分子升华，使干燥后的纸张表面纤维直径加粗或具有较大的孔隙，便于油墨的附着，以提高油墨的附着力；
(3)、低温的表面通过传热快速降温油墨，油墨中的水分快速冷冻达到促使油墨瞬间附着的效果，减少油墨因受其粘度影响而产生易刮花或渗色的现象，保障油墨的清晰度；并在一定程度上放宽了对油墨粘度的限制范围，极大的提高了操作便易性。
可选的，步骤A-3中，冷冻干燥的条件为：
温度为-10～-20℃，时间为30～50min，真空度为15～25Pa。
通过采用上述技术方案，将使用本申请的工艺胶印后的承印物进行性能检测，油墨脱落小格数量降低至20～21个，由此表明，当步骤A-3中，冷冻干燥的条件处于上述范围内时，对承印物加湿后的冷冻效果更好，提升水性油墨的附着力。
可选的，步骤B中，冷冻干燥的具体步骤为：
将承印物在-5～-10℃下；
一次冷冻干燥：真空度15～25Pa，时间15～40min；
二次冷冻干燥：真空度30～40Pa，时间15～25min。
通过采用上述技术方案，将使用本申请的工艺胶印后的承印物进行性能检测，相较于实施例3中仅进行一次干燥，实施例5-7中对油墨还进行预干燥，可能改善了由于一次干燥时速度过快，导致油墨附着力降低的问题，从而相较于使用一次干燥，本申请中进行两次干燥可进一步提高油墨的附着力。
可选的，步骤B中，油墨含水量为40～50wt％。
通过采用上述技术方案，将使用本申请的工艺胶印后的承印物进行性能检测，油墨清晰度达到二级，表明通过提高油墨中的含水量，可提高本申请工艺中制得的图形清晰度。
分析其原因可能在于：本申请的工艺中通过冷冻干燥固化油墨，在将油墨印制在承印物表面后，油墨中的水分快速冻结，从而不易外溢，从而提高油墨的清晰度，且不易导致脏板；
但提高了油墨中的含水量，其附着力略有降低，但本申请的工艺印制的油墨附着力仍较为优异。
可选的，步骤B中，形成图形层后，重复步骤B1～2次。
通过采用上述技术方案，将图形层进行重复印制，进一步提高图形层的清晰度，将使用本申请的工艺胶印后的承印物进行性能检测，油墨清晰度达到一级。
可选的，步骤B中，图形层总厚度为2～4μm。
通过采用上述技术方案，将使用本申请的工艺胶印后的承印物进行性能检测，油墨脱落小格数量进一步降低，至12～14个，表明当图形图层总厚度处于上述范围内时，水性油墨附着力更高。
可选的，步骤C中，防磨层与图形层的厚度比为(0.1～0.3):1。
通过采用上述技术方案，当防磨层的厚度处于上述范围内时，胶印后的图形层清晰、完好、防磨损效果好、不易脱落。当防磨层较厚时，需要的防磨涂料较多，不利于节约资源，当防磨层较薄时，降低了防磨效果。
可选的，步骤A-2中，加湿处理的条件为：加湿时间25～45min，环境温度20～30℃。
通过采用上述技术方案，将使用本申请的工艺胶印后的承印物进行性能检测，油墨脱落小格数量进一步降低，至7～9个，且油墨清晰度达到一级。表明当步骤A-2中加湿处理条件处于上述范围内时，胶印后的油墨附着力高、清晰度高。
可选的，步骤A-1中，在水中加入有氢氧化钙，氢氧化钙的添加量与水的投料比为1g:(100～150)ml。
通过采用上述技术方案，在水中加入氢氧化钙，有利于提高水冷冻时的速率，有利于节约资源和提高工作效率。
可选的，所述承印物为纸质包装盒、包装纸、报纸、书籍中的一种。
通过采用上述技术方案，本申请的工艺适用范围广，可适用于纸质包装盒、包装纸、报纸、书籍上的印刷需要，具有较高的实用性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请通过对承印物进行表面处理，由于使得纤维胀大或增加了纤维孔隙，使得油墨更好的附着在承印物表面，使得通过本申请中的胶印工艺后的图形附着力好、清晰度高，改善了水性油墨附着力较差的问题；
2、本申请通过控制步骤A-3中的冷冻干燥条件，以及油墨含水量，提高了表面处理的效果，使得使用本申请胶印工艺制得的图形附着力更好、清晰度更高；
3、本申请通过控制步骤B中的冷冻干燥条件，为油墨提供最优的附着、固化条件，使固化后的油墨附着力强、不易脱落。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，包括以下步骤：
A、对承印物进行表面处理，包括以下步骤：
A-1、准备加湿用水，将水降温至3℃；
A-2、加湿处理：通过加湿器将水加湿承印物，环境湿度控制为80％，保持环境温度40℃，
加湿时间20min；
A-3、将承印物在-5℃、10Pa条件下，冷冻干燥65min；
B、印刷油墨：将油墨印刷至承印物表面，随后于-10℃、25Pa的条件下，冷冻干燥35min；使用压辊强压平整，形成图形层，厚度5μm；
C、印刷防磨油，干燥，形成防磨层，厚度1μm，即得。
其中，加湿器：厂商为杭州嘉友实业有限公司，型号JY-YSJS；
油墨：厂商广州市瑞麟新材料有限公司，牌号为RL-8301，按需稀释，本申请实例中油墨的含水量为33wt％；
防磨油：厂商为广州乐迪新材料科技有限公司，货号6220；
需要说明的是，本申请步骤A-1中，将水降温后的温度可在2～5℃的范围内进行选择，即保障水处于较低的温度加湿承印物，并不对本申请的结果造成较大影响，本实施例中，仅以3℃为例做简要介绍。同样的，步骤A-2中，环境湿度可在75～90％的范围内进行选择，本实施例中，仅以环境湿度为80％为例做简要介绍。
实施例2-4
一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，与实施例1的区别之处在于，步骤A-3中，冷冻干燥的条件不同，具体如表1所示。
表1实施例1～4的冷冻干燥条件
实施例5-7
一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，与实施例3的区别之处在于，步骤B中冷冻干燥条件不同，具体如表2所示。
表2实施例1、5～7中的步骤B中冷冻干燥条件
实施例8～10
一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，与实施例6的区别之处在于，步骤B中油墨含水量不同，具体如表3所示。
表3实施例8～10中的步骤B中油墨含水量
| 项目 | 油墨含水量(wt％) |
| 实施例6 | 33 |
| 实施例8 | 40 |
| 实施例9 | 45 |
| 实施例10 | 50 |
实施例11
一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，与实施例9的区别之处在于，步骤B不同，具体为：B、油墨印刷：将油墨印至承印物表面，随后于-10℃、25Pa的条件下，冷冻干燥35min，使用压辊强压平整，形成图形层，厚度5μm；
重复一次上述操作。
实施例12
一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，与实施例9的区别之处在于，步骤B不同，具体为：B、油墨印刷：将油墨印至承印物表面，随后于-10℃、25Pa的条件下，冷冻干燥35min，使用压辊强压平整，形成图形层，厚度5μm；
重复两次上述操作。
实施例13-15
一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，与实施例9的区别之处在于，步骤B中图形层厚度不同，具体如表4所示。
表4实施例9、13～15中的步骤B中图形层厚度
| 项目 | 图形层厚度(μm) |
| 实施例9 | 5 |
| 实施例13 | 2 |
| 实施例14 | 3 |
| 实施例15 | 4 |
实施例16-18
一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，与实施例14的区别之处在于，步骤C中防磨层厚度不同，具体如表5所示。
表5实施例14、16～18中的步骤C中防磨层厚度
| 项目 | 防磨层与图形层的厚度比 |
| 实施例14 | 1:3 |
| 实施例16 | 0.1:1 |
| 实施例17 | 0.2:1 |
| 实施例18 | 0.3:1 |
实施例19-21
一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，与实施例17的区别之处在于，步骤A-2中加湿处理条件不同，具体如表6所示。
表6实施例17、19～21中的步骤A-2中加湿处理条件
实施例22-24
一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，与实施例20的区别之处在于，步骤A-1中，加湿处理使用的水中还加入有氢氧化钙，氢氧化钙的添加量与水的投料比如表7所示。
表7实施例20、22～24中的步骤A-1中氢氧化钙的添加量
| 项目 | 氢氧化钙与水的投料比 |
| 实施例20 | 未添加氢氧化钙 |
| 实施例22 | 1g:100ml |
| 实施例23 | 1g:120ml |
| 实施例24 | 1g:150ml |
对比例
对比例1
一种胶印工艺，与实施例1的区别之处在于，未对承印物进行表面处理(即未进行步骤A)。
对比例2
一种胶印工艺，与实施例1的区别之处在于，步骤A不同，步骤A中，未进行步骤A-3。
对比例3
一种胶印工艺，与实施例1的区别之处在于，步骤B中采用烘干干燥，温度为40℃，时间1h。
性能检测
将使用实施例和对比例中的胶印工艺对试样进行印制，试样样板采用规格为克重300g的卡纸，将不同胶印工艺印制后的试样进行如下性能测试，测试结果记录在表9中：
试验一：油墨附着力检测，将试样的油墨面朝上放置在平台表面，将砝码用棉布包好，取适量酒精沾湿棉布，用浸湿酒精的白色棉布在油墨表面来回擦拭10～15次(一个来回为一次)，干燥试样，以划格法在油墨表面划分100个小格，观察试样表面的油墨脱落现象，记录有油墨脱落的小格数量，单位(个)，数量越少表明油墨在式样表面的附着力越强。
试验二：油墨清晰度检测，在式样表面印制100μm线宽的直线线条图形，采用数字显微镜观察，放大倍数为200倍，并按表8中的等级进行判定；其中，一级表明油墨清晰度最优，七级表明清晰度最差：
表8油墨清晰度等级对照表
表9性能检测结果
结合实施例和对比例及表9中相应数据，对本申请制得的一种提高水性油墨附着力的胶印工艺的性能做以下分析。
实施例1中通过在油墨印刷前增加表面处理，通过先加湿后冷冻干燥承印物，并在油墨印刷后采用冷冻干燥油墨，使油墨脱落小格数量仅为25个，油墨清晰度达到三级；而对比例1中因未进行表面处理，使油墨脱落小格数量高达37个，油墨清晰度仅为五级，由此表明，本申请的胶印工艺是一种能够提高水性油墨附着力且提高油墨清晰度的胶印工艺。
分析其原因可能在于，低温加湿和冷冻干燥承印物，使得承印物表面的纤维溶胀并胀大或产生一定的孔隙，便于油墨更好的附着而提高了水性油墨的附着力；同时，低温的承印物表面使得水性油墨中的水分快速冻结，使得油墨不易扩散和渗色，具有较高的油墨清晰度。且冷冻干燥有效降低了纤维的收缩率，减少印制后的图形扭曲变形的情况发生。
对比例2与实施例1的区别之处在于，步骤A中未进行步骤A-3，即未进行冷冻干燥。对比例2中油墨脱落小格数量显著增加至58个，油墨清晰度降低至7级，由此表明在本申请的胶印工艺中，对承印物表面处理过程中进行冷冻干燥是必不可少的一环，且能够大幅度提高油墨的附着率和清晰度。
对比例3与实施例1的区别之处在于，步骤B中采用烘干干燥，温度为40℃。对比例3中油墨脱落小格数量增加至29个，油墨清晰度降低至4级，性能劣于实施例1，由此表明当步骤B中采用冷冻干燥时，胶印后油墨附着力较强，清晰度较高。
实施例2～4与实施例1的区别之处在于，步骤A-3中，冷冻干燥的条件不同，实施例2～4中油墨脱落小格数量降低至20～21个，由此表明，步骤A-3中，冷冻干燥条件处于实施例2～4的范围内时，油墨的附着力更强。
实施例5～7与实施例3的区别之处在于，步骤B中，冷冻干燥的具体步骤不同，实施例5～7中将承印物冷冻后，先后进行两次干燥，使油墨脱落小格数量进一步降低至12～15个，由此表明，当步骤B中的冷冻条件为实施例5-7的范围内时，胶印后的油墨附着力更强，其中，最优实施例为实施例6。分析其原因可能在于，先后不同真空度的两次干燥，减少了可能由于一次干燥使得干燥速度过快，降低了油墨的附着力的问题。
实施例8～10与实施例6的区别之处在于，步骤B中油墨含水量不同，实施例8～10中由于在一定范围内提升油墨的含水量，提升了冷冻效果，进而使胶印后的油墨清晰度较高，达到二级，但油墨附着力略有下降，分别为14～16个，且随油墨含水量的增加，油墨干燥速率降低，综合各项性能，当油墨含水量为8～10的范围内时，胶印后的油墨综合性能更优。
实施例11～12与实施例9的区别之处在于，步骤B不同；实施例13～15与实施例9的区别之处在于，步骤B中图形层总厚度不同。
实施例11中步骤B共进行两次，实施例12中，步骤B共进行三次。实施例11、12中，油墨清晰度达到一级，相较于实施例9有显著提升，但油墨附着力略有下降，综合油墨附着力和油墨清晰度，实施例11、12为较优实施例。对比实施例11和12，实施例11中胶印后的油墨性能最优，由此表明，并非印制次数越多油墨性能越好，实施例12中图形层总厚度较大。
相较于实施例9，实施例13～15中油墨清晰度降低为二级，但油墨脱落小格数量进一步降低至12～14个，油墨附着力进一步提高。
实施例16～18与实施例14的区别之处在于，步骤C中防磨层厚度不同。实施例16～18中油墨附着力略有下降，但胶印后的油墨附着力仍较好，表明当防磨层厚度处于实施例16～18的范围内时，胶印工艺后的图形清晰、完整、防磨损效果好、不易脱落。
实施例19～21与实施例17的区别之处在于，步骤A-2中加湿处理条件不同。相较于实施例17，实施例19～21中油墨脱落小格数量降低至7～9个，油墨清晰度达到一级，表明当步骤A-2中加湿处理条件为实施例19～21的条件下，胶印工艺后的油墨附着力高、清晰度高。
实施例22～24与实施例20的区别之处在于，步骤A-1中，加湿处理使用的水中还加入有不同重量的氢氧化钙，有助于提高承印物表面冷冻干燥时的效率，有助于节约资源。
需要说明的是：1、本申请的工艺可适配多种承印物，如纸质包装盒、包装纸、报纸、书籍中的任一一种。2、本申请的工艺可适配多种油墨，可根据图文选用不同规格型号的油墨，本申请中仅以其中一种为例做简要介绍。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、对承印物进行表面处理，包括以下步骤：
A-1、准备加湿用水，将水降温至2～5℃；
A-2、加湿处理：将水加湿承印物，环境湿度为75～90%；
A-3、冷冻干燥：温度为-10～-20℃，时间为30～50min，真空度为15～25Pa；
B、印刷油墨：将油墨印刷至承印物表面，随后于-5～-10℃下冷冻干燥，强压平整，形成图形层；
C、印刷防磨油，干燥，形成防磨层，即得。
2.根据权利要求1所述的一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，其特征在于：步骤B中，冷冻干燥的具体步骤为：
将承印物在-5～-10℃下；
一次冷冻干燥：真空度15～25Pa，时间15～40min；
二次冷冻干燥：真空度30～40Pa，时间15～25min。
3.根据权利要求1所述的一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，其特征在于：步骤B中，油墨含水量为40～50wt%。
4. 根据权利要求1所述的一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，其特征在于：步骤B中，形成图形层后，重复步骤B 1～2次。
5.根据权利要求1所述的一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，其特征在于：步骤B中，图形层总厚度为2～4μm。
6.根据权利要求5所述的一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，其特征在于：步骤C中，防磨层与图形层的厚度比为(0.1～0.3):1。
7.根据权利要求1所述的一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，其特征在于：步骤A-2中，加湿处理的条件为：加湿时间25～45min，环境温度20～30℃。
8.根据权利要求1所述的一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，其特征在于：步骤A-1中，在水中加入有氢氧化钙，氢氧化钙的添加量与水的投料比为1g:(100～150)ml。
9.根据权利要求1所述的一种提高水性油墨附着力的胶印工艺，其特征在于：所述承印物为纸质包装盒、包装纸、报纸、书籍中的一种。
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