CN116640491A - 一种节能环保led-uv opv光油的制备及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种环保节能LED‑UV OPV光油的制备及应用，包含20‑60份丙烯酸低聚物、0.1‑1份阻聚剂、4‑10份光引发剂、8‑15份助引发剂、15‑50份丙烯酸单体、0‑3份特种助剂。本发明通过合理搭配设计配方，将物料添加到加热缸，通过加热，使配方中的光引发剂，阻聚剂等固体粉末充分溶解，在高速搅拌机的作用下，使所有物料混合分散均匀，最后用200目纱网过滤，制得该LED‑UV OPV光油。该LED‑UV OPV光油可以通过LED‑UV低能量光源固化干燥。该LED‑UV OPV光油可在胶印机，柔印机，单凹机等印刷设备上光组使用。该LED‑UV OPV光油可应用于烟包，酒包，日用品包装，书刊画册等上光印刷，与传统汞灯固化干燥的UV光油相比，该LED‑UV OPV光油具有更加节能，环保的效果。
Description
技术领域
本发明涉及印刷油墨领域，主要是一种节能环保LED-UV OPV光油的制备及应用。
背景技术
OPV 光油（over print varnish），又称上光油，上光油是指涂覆在印刷品表面，起到增加光泽度、耐磨性、防水性及耐化学品性等的一种液体。OPV 光油主要应用在宣传品、礼品包装、烟包、酒包、工艺品等产品包装上，使产品外包装更加高档，同时具备耐磨，防水等物理功能。
目前市面上采用汞灯进行固化的上光工艺，采用的是UV光油。大部分UV光油产品中添加有溶剂，溶剂的挥发，会增加环境VOC的负担。而且，传统使用的UV固化设备是高压汞灯，它的波谱很宽，有效的紫外光谱只占其中一部分，存在寿命短、耗能高、会产生臭氧且废弃的灯管会造成重金属污染等问题。
本发明是关于一种节能环保LED-UV OPV 光油的制备和应用。LED-UV OPV 光油在固化过程中，不产生臭氧，超低VOC排放，环境友好性强。固化设备方面，与传统的UV高压汞灯相比，LED-UV光源能耗大幅度下降，可以大幅度降低用电成本，目前LED-UV光源能耗仅是传统UV高压汞灯的三分之一。LED-UV光源的寿命可达15000小时-20000小时，而普通UV高压汞灯寿命在800-1500小时之间。同时，LED-UV光源是冷光源，可以有效控制印品表面温度在40℃以下，可以印刷各种热敏基材。因此，无论是从经济角度出发，还是环保角度出发，LED-UV OPV 光油都优于传统的UV光油。
发明内容
本发明提供了一种节能环保LED-UV OPV 光油的制备及应用，该LED-UV OPV光油可通过低能耗LED-UV光源进行固化；本发明可应用于平版印刷、凸版印刷、凹版印刷、丝网印刷或柔版印刷等印刷方式；本发明应用于产生单一紫外线波长为270nm、310nm、365nm、375nm、385nm、395nm、405nm等一种或多种组合而成的LED-UV固化系统。
本发明提供了一种节能环保的LED-UV OPV光油的制备及应用。其特征在于：
（1）该LED-UV OPV光油，以重量比计，包含20-60份丙烯酸低聚物、0.1-1份阻聚剂、4-10份光引发剂、8-15份助引发剂、15-50份丙烯酸单体、0-3份特种助剂；
（2）该LED-UV OPV光油的制备，通过合理搭配设计配方，将物料添加到加热缸，通过加热，使配方中的光引发剂，阻聚剂等固体粉末充分溶解，在高速搅拌机的作用下，使所有物料混合分散均匀，最后用200目纱网过滤，制得该LED-UV OPV光油；
（3）该LED-UV OPV光油可以通过LED-UV 低能量光源固化干燥。该光油可应用于烟包，酒包，日用品包装，书刊画册等上光印刷，与传统汞灯固化干燥的UV光油相比，该LED-UVOPV光油具有更加节能，环保的效果。
所述丙烯酸预聚物为环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物、聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚醚丙烯酸酯低聚物、胺改性聚酯低聚物、氨基丙烯酸酯低聚物的一种或多种混合使用。根据印刷机型以及印刷材料的不同，选用上述不同类型的丙烯酸低聚物。LED-UV光源因其不存在短波，故对印品的表面固化会有很大的影响，干燥不良，往往造成印品发粘，报废的情况。所以所选择的丙烯酸低聚物，往往要求具有更高的官能团，或具有较强的反应活性。胺改性丙烯酸低聚物往往以降低氧阻聚，提高反应速度著称，故在LED-UV OPV光油配方中会作为首选丙烯酸低聚物。环氧丙烯酸低聚物成膜较硬，反应速度也较快，但是大量使用，会存在附着力不良，易黄变等问题，可考虑搭配其他丙烯酸低聚物。聚酯丙烯酸酯大多具有低气味，低刺激性，较好的柔韧性，为了提高固化速度，可以选用多官能团度的聚酯丙烯酸酯；高官能团的聚氨酯丙烯酸酯，也可以进一步提高油墨在LED-UV光源下的固化速度。适合本发明的有沙多玛公司的CN9010、CN9013、CN371、CN104、CN996、湛新公司的EB436、EB7100等。
所述阻聚剂无特别限定，常用的有：对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、苯醌、对羟基苯甲醚、三（N-亚硝基-N-苯基羟胺）铝盐、N-亚硝基-N-苯苯胲铵盐的一种或多种以上混合使用。
所述光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、双（2，4，6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化膦、1-（联苯基-4-基）-2-甲基-2-吗啉基丙烷-1-酮、APi-1110（自主研发的光引发剂）、APi-W100（自主研发的光引发剂）、异丙基硫杂蒽、2，4-二乙基硫杂蒽酮、双[2,6-二氟-3-（1H-吡咯基-1）苯基]钛茂、聚丁二醇250二-(2-羧甲氧基噻吨酮)酯、樟脑醌中的一种或多种混合使用。LED-UV光源发射的紫外线为单一波长，常规的有365nm、375nm、385nm、395nm、405nm。因此要求所选择的光引发剂吸收波长在365nm-405nm范围内。另外，市面上也有270nm、310nm波长的LED-UV光源出现，虽然目前这两个波长的光源设备能量很弱，但是这两个波长对光油表干有很大的帮助。如能够提高这两个波长光源的功率，对光引发剂的选择会更多些。
所述的助引发剂为脂肪族叔胺、乙醇胺类叔胺、叔胺型苯甲酸酯、活性胺类中的一种或多种混合使用。由于LED-UV光源发射的是365-405nm的波长，对光油的穿透性很强，导致光油表面的固化很难，助引发剂的引入，可以降低氧阻聚，使表面固化更充分。
所述的丙烯酸单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、双-三羟甲基啊丙烷四丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、特种改性丙烯酸酯的一种或多种混合使用。高纯净度的丙烯酸单体也会使反应更加完全。譬如沙多玛的SR351、SR355、DPHA等。
所述的特种助剂为高分子聚合物、改性的聚硅氧烷、氟化聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、丙烯酸酯共聚物中的一种或多种混合使用。譬如赢创的Glide 410，埃夫科纳的AFCONA3251，三叶SST-4D等。特种助剂在配方中主要起到增加光油流平性，消除气泡，调节动静摩擦系数，防水雾等效果。
所述的LED-UV OPV光油的制备，按作业流程书，将物料添加到加热缸，通过加热，使配方中的光引发剂，阻聚剂等固体粉末充分溶解，在高速搅拌机的作用下，使所有物料混合分散均匀，即可制得LED-UV OPV光油。生产过程中要特别避开太阳光，日光灯等。加热缸温度最好控制在70℃以内。分散剂速度保持在800-1500r/min，分散时间不少于1小时。生产完成后需要用200目纱网过滤包装，包装桶采用不透光的黑色包装桶。该方法制备简单，可以实现大规模生产。
所述的LED-UV低能量光源，其特征在于，所述的LED-UV光源为一种低能量固化光源，是点光源，线光源或面光源，所述LED-UV低能量固化光源的发射波长是270nm、310nm、365nm、375nm、385nm、395nm、405nm的一种或多种混合使用。
所述的LED-UV OPV 光油，其应用领域包括烟包、酒包、日用品包装、书刊画册等上光印刷，涉及的基材包括且不限于纸张，金银卡纸，胶片。本产品适用于平张机，凸印机，凹印机，丝印机，柔印机印刷。本发明产品适合高速印刷，其固化速度达到甚至超过普通UV逆向光油印刷度速度。固化后各项性能指标，包括附着力、耐磨性、光泽度，动静摩擦系数等和普通UV逆向光油基本一致。
本发明所述的LED-UV OPV 光油。该光油在固化过程中，不产生臭氧，超低VOC排放，环境友好性强。固化设备方面，与传统的UV高压汞灯相比，LED-UV光源最能耗大幅度下降，可以大幅度降低用电成本，目前LED-UV光源能耗仅是传统UV高压汞灯的三分之一。LED-UV光源的寿命可达15000小时-20000小时，而普通UV高压汞灯寿命在800-1500小时之间。同时，LED-UV光源是冷光源，可以有效控制印品表面温度在40℃以下，可以印刷各种热敏基材。
具体实施方式
下面结合实施例对发明做进一步说明：
本发明用下述的实施例来说明。这些实施例仅仅是说明性的，并且不以任何方式限制如本发明所描述的和所要求的的范围。所有的份数均为质量份，除非特别说明。
实施例1 胶印/凹印LED-UV OPV 光油的制备
将25份CN991、15份PH-115、25份SR306、27.3份SR351、0.2份对苯二酚、5份TPO、1份Omnipol TX、0.5份Wet 270、0.5份Glide 410、0.5份Airex 920混合在配料桶中，设置加热桶温度为70℃，开启分散搅拌，速度为200r/min，至光引发剂，阻聚剂等粉末状原料完全溶解，时间约1-2小时。确认完全溶解后，开启高速分散搅拌1小时，转速约1200-1500r/min。取样检测性能，合格后用200目纱网过滤包装。
实施例2 凸印/柔印LED-UV OPV 光油的制备
将25份CN104、15份CN371、25份SR306、27.8份SR454、0.2份对苯二酚、5份TPO、0.5份ITX、0.5份Wet 270、0.5份Glide 410、0.5份Airex 920混合在配料桶中，设置加热桶温度为70℃，开启分散搅拌，速度为200r/min，至光引发剂，阻聚剂等粉末状原料完全溶解，时间约1-2小时。确认完全溶解后，开启高速分散搅拌1小时，转速约1200-1500r/min。取样检测性能，合格后用200目纱网过滤包装。
应用实例1 罗兰8+1UV印刷机上光组应用。
表1中的实施例1为本发明的实施例，对比样为市售UV光油，除了固化所用光源不同，对比中所涉及的印刷速度（12000张/小时），印刷压力，纸张，上油量等均相同。
表1性能及测试标准如下：
VOC含量：《GB/T 38608-2020 油墨中可挥发性有机化合物（VOCs）含量的测定方法》；
动静摩擦系数：《GB/T 10006-1988 塑料和薄片摩擦系数测定方法》；
附着性：用3M胶带贴在光油上，赶走气泡，放置20秒后，胶带向后45读快速拉扯，光油无掉落。
光泽度：采用光泽仪测试，60度角。
耐摩擦性：用双胶纸对光油面摩擦，4磅400次，光油面无损伤。
黄变值：采用爱色丽色差仪，测试△b，与纸张空白处做对比。
气味性：光油上机生产过程无刺激性气味，印刷完成后，印刷样无明星气味。
流平性：印刷品表面无明显发毛情况；
防爆性：纸盒模切后，无明显爆墨现象。
高温高湿反粘：切面切成6*12cm大小，油面对油面放置，施加3kg重物，放置6小时，无粘连，拨开纸片无“撕拉”声音。
表1
表2所列为表1测试所用光源经济数据对比，以及是否产生臭氧。
表2所列以罗兰8+1上光组为例，使用一年，每天运行20小时，每月运行25天，一度电按1元计算，表2为使用汞灯与LED-UV灯的数据对比。
表2
参见表1可知，实施例1所述的LED-UV OPV 光油，其印刷品物理性能几乎与传统的UV光油一致，在性能上可以实现同步替换。
参见表2可知，采用实施例1 在节能方面有很大的效果，且不排放臭氧，环境友好性佳。
特别注意的，采用市售的UV光油，在LED-UV光源下是无法固化的，故需要本发明所用的LED-UV OPV 光油与之配合，才能达到节能与环保的双重作用。
除上述实施例外，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (11)
1.一种节能环保的LED-UV OPV光油的制备及应用；其特征在于：
该LED-UV OPV光油，以重量比计，包含20-60份丙烯酸低聚物、0.1-1份阻聚剂、4-10份光引发剂、8-15份助引发剂、15-50份丙烯酸单体、0-3份特种助剂；
该LED-UV OPV光油的制备，通过合理搭配设计配方，将物料添加到加热缸，通过加热，使配方中的光引发剂，阻聚剂等固体粉末充分溶解，在高速搅拌机的作用下，使所有物料混合分散均匀，最后用200目纱网过滤，制得该LED-UV OPV光油；该LED-UV OPV光油可以通过LED-UV 低能量光源固化干燥；该光油可应用于烟包，酒包，日用品包装，书刊画册等上光印刷，与传统汞灯固化干燥的UV光油相比，该LED-UV OPV光油具有更加节能，环保的效果。
2.根据权利要求1所述的LED-UV OPV光油，其特征在于，所述丙烯酸预聚物为环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物、聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚醚丙烯酸酯低聚物、胺改性聚酯低聚物、氨基丙烯酸酯低聚物的一种或多种混合使用。
3.根据权利要求1所述的LED-UV OPV光油，其特征在于，所述阻聚剂为对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、苯醌、对羟基苯甲醚、三(N-亚硝基-N-苯基羟胺)铝盐的一种或多种以上混合使用。
4.根据权利要求1所述的LED-UV OPV光油，其特征在于，所述光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、双（2，4，6-三甲基苯甲酰基）苯基氧化膦、1-（联苯基-4-基）-2-甲基-2-吗啉基丙烷-1-酮、APi-1110（自主研发的光引发剂）、APi-W100（自主研发的光引发剂）、异丙基硫杂蒽、2，4-二乙基硫杂蒽酮、双[2,6-二氟-3-（1H-吡咯基-1）苯基]钛茂、聚丁二醇250二-(2-羧甲氧基噻吨酮)酯、樟脑醌中的一种或多种混合使用。
5.根据权利要求1所述的LED-UV OPV光油，其特征在于，所述的助引发剂为脂肪族叔胺、乙醇胺类叔胺、叔胺型苯甲酸酯、活性胺类中的一种或多种混合使用。
6.根据权利要求1所述的LED-UV OPV光油，其特征在于，所述的丙烯酸单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、双-三羟甲基啊丙烷四丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、4-丙烯酰吗啉、2-乙烯氧基乙氧基丙烯酸乙酯、特种改性丙烯酸酯的一种或多种混合使用。
7.根据权利要求1所述的LED-UV OPV光油，其特征在于，所述的特种助剂为高分子聚合物、改性的聚硅氧烷、氟化聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、丙烯酸酯共聚物中的一种或多种混合使用。
8.根据权利要求1所述的LED-UV OPV 光油的制备，生产过程要特别避开太阳光、日光灯等；加热缸温度最好控制在70℃以内；分散机速度保持在800-1500r/min，分散时间不少于1小时；生产完成后需要用200目纱网过滤包装，包装桶采用不透光的黑色包装桶。
9.根据权利要求1所述的LED-UV OPV低能量光源，其特征在于，所述的LED-UV 光源为一种低能量固化光源，是点光源，线光源或面光源，所述LED-UV OPV低能量固化光源的发射波长是270nm、310nm、365nm、375nm、385nm、395nm、405nm的一种或多种混合使用。
10.根据权利要求1所述的LED-UV OPV光油应用，其特征在于，其应用领域包括烟包、酒包、日用品包装、书刊画册等上光印刷，涉及的基材包括且不限于纸张，金银卡纸，胶片。
11.根据权利要求1所述的LED-UV OPV光油，与传统汞灯固化干燥的UV光油相比，该LED-UV OPV光油固化过程无臭氧释放，超低VOCs排放，固化设备所需能量更低，展现出更加节能，环保的效果。
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