CN116714384A - 一种高韧性纸箱表面印刷工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高韧性纸箱表面印刷工艺，属于纸箱表面印刷技术领域。本发明通过细菌纤维素对纸箱纸张进行表面预处理实现补强作用；本发明所提供的改性聚酰胺‑胺在制备过程中会发生缩聚反应，形成Si‑O‑Si键，提高纸箱纸张的纤维结合力，进而提升纸箱的柔韧性；本发明所提供的改性聚酰胺‑胺有丰富的双酰胺结构，能实现自交联以及与纤维交联，最终在纸张内部形成丰富的交联结构，提升纸箱的柔韧性；本发明所提供的表面印刷工艺中，在水性油墨柔性印刷后进行紫外照射处理，水性油墨中的树脂(如水溶性丙烯酸树脂)在紫外条件下发生自聚，增大了油墨的渗透阻力，同时也与聚酰胺发生接枝反应，增强水性油墨的固色，有效缓解了网点扩大问题。
Description
技术领域
本发明属于表面印刷技术领域，具体地，涉及一种高韧性纸箱表面印刷工艺。
背景技术
木质纤维素纸箱作为包装材料具有很大的优势。纸基材由于其纤维性质，纸张的韧性主要来源于纤维结合力，纤维结合力又取决于纤维间的相对结合面积和结合强度。
纸箱产品的常用表面印刷工艺、主要有胶印、柔印和丝网印刷三种工艺。柔性版印刷很早就被引入我国，由于各种技术限制以及将承印范围仅局限于瓦楞纸板印刷等客观因素，一直发展很缓慢。然而近年来，随着电子商务行业的崛起，瓦楞纸箱包装、不干胶标签等产业得到大发展。与此同时，常用于瓦楞纸板、不干胶标签等印刷的柔性版印刷也得以迅速发展。
但是我国由于柔性版印刷起步较晚，并且存在网点扩大问题，网点扩大是印刷过程不可避免的，柔性版印刷也不例外。由于柔印所用版材是具有弹性的，在网纹辊与印版和印版与承印物合压时，更易使网点扩大。
随着行业发展，为满足包装美感和质量的需要，增强纸箱的韧性以及提升纸箱表面印刷的美感的需求日益显著，但是从纸张重新研究一种高韧性纸张用需要成本较高，因而在现有纸箱纸张表面做增强韧性处理更加符合市场需要。
发明内容
本发明涉及一种高韧性纸箱表面印刷工艺，属于纸箱表面印刷技术领域。本发明通过细菌纤维素对纸箱纸张进行表面预处理实现补强作用；本发明所提供的改性聚酰胺-胺在制备过程中会发生缩聚反应，形成Si-O-Si键，提高纸箱纸张的纤维结合力，进而提升纸箱的柔韧性；本发明所提供的改性聚酰胺-胺有丰富的双酰胺结构，能实现自交联以及与纤维交联，最终在纸张内部形成丰富的交联结构，提升纸箱的柔韧性；本发明所提供的表面印刷工艺中，在水性油墨柔性印刷后进行紫外照射处理，水性油墨中的树脂(如水溶性丙烯酸树脂)在紫外条件下发生自聚，增大了油墨的渗透阻力，同时也与聚酰胺发生接枝反应，增强水性油墨的固色，有效缓解了网点扩大问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高韧性纸箱表面印刷工艺，包括以下操作步骤：
步骤一：做好印前设计、分色出片、印版制作和贴板、打样；
步骤二：对待印刷纸箱纸张表面用细菌纤维素进行预处理；
步骤三：将预处理后的纸箱纸张涂覆增韧层；
步骤四：将涂覆增韧层后的纸箱纸张进行柔性印刷；
步骤五：对柔性印刷后的纸箱纸张进行紫外照射处理。
作为本发明的一种优选方案，步骤二中所述预处理包括以下操作：通过超声雾化将细菌纤维素溶液均匀喷洒在纸箱纸张表面处理40-100min。
作为本发明的一种优选方案，所述细菌纤维素溶液通过以下方法制得：
将细菌纤维素使用组织捣碎机分离成小碎块，加入氢氧化钠-尿素混合溶液中，在常温下搅拌使细菌纤维素润胀，得细菌纤维素-氢氧化钠混合液。
作为本发明的一种优选方案，所述细菌纤维素-氢氧化钠混合液中细菌纤维素的固含量为0.5-1％。
作为本发明的一种优选方案，所述氢氧化钠-尿素混合溶液中氢氧化钠的质量分数为5-8％，尿素的质量分数为10-15％。
作为本发明的一种优选方案，步骤三中所述涂覆增韧层包括以下操作：
将增韧液均匀喷涂在预处理后的纸箱纸张表面，在常温下晾干，放入恒温箱中在50-80℃下干燥2h，再恒温恒湿储存3-5d。
作为本发明的一种优选方案，所述增韧液通过以下方法制得：
(1)将N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于乙醇溶液中，所述乙醇溶液中乙醇与水体积比为1:1；然后一边搅拌一边逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺，最后在20-50℃反应1-3h至溶液澄清，制得改性聚酰胺-胺溶液；
(2)在改性聚酰胺-胺溶液中加入超纯水配置成醇水比为1:5的增韧液。
作为本发明的一种优选方案，步骤(1)中所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺的摩尔比为1:0.5-0.7:0.3-0.5。
作为本发明的一种优选方案，步骤五中所述紫外照射处理包括以下操作：将柔性印刷后的纸箱纸张在紫外灯下照射40-100min，控制紫外灯的功率为500W，纸箱纸张距紫外灯的距离为20cm。
本发明的有益效果：
1.本发明提供一种高韧性纸箱表面印刷工艺，通过细菌纤维素对纸箱纸张进行表面预处理，而细菌纤维素具有良好纤维长径比和丰富羟基，与纸箱纤维结构相似，通过细菌纤维素进入纸箱纤维实现补强作用。
2.本发明所提供的改性聚酰胺-胺在制备过程中会发生缩聚反应，形成Si-O-Si键，连接纸箱纤维与细菌纤维素纤维，并且改性聚酰胺-胺侧链上的羟基与纤维素上羟基形成氢键，提高纸箱纸张的纤维结合力，进而提升纸箱的柔韧性。
3.本发明所提供的改性聚酰胺-胺有丰富的双酰胺结构，能实现自交联以及与纤维交联，最终在纸张内部形成丰富的交联结构，提升纸箱的柔韧性。
4.本发明所提供的表面印刷工艺中，在水性油墨柔性印刷后进行紫外照射处理，水性油墨中的树脂(如水溶性丙烯酸树脂)在紫外条件下发生自聚，增大了油墨的渗透阻力，同时也与聚酰胺发生接枝反应，增强水性油墨的固色，有效缓解了网点扩大问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高韧性纸箱表面印刷工艺，包括以下操作步骤：
步骤一：做好印前设计、分色出片、印版制作和贴板、打样；
步骤二：对待印刷纸箱纸张表面用细菌纤维素进行预处理：通过超声雾化将细菌纤维素溶液均匀喷洒在纸箱纸张表面处理40min；
步骤三：将预处理后的纸箱纸张涂覆增韧层：将增韧液均匀喷涂在预处理后的纸箱纸张表面，在常温下晾干，放入恒温箱中在50℃下干燥2h，再恒温恒湿储存3d；
步骤四：将涂覆增韧层后的纸箱纸张进行柔性印刷；
步骤五：对柔性印刷后的纸箱纸张进行紫外照射处理：将柔性印刷后的纸箱纸张在紫外灯下照射40min，控制紫外灯的功率为500W，纸箱纸张距紫外灯的距离为20cm。
所述细菌纤维素溶液通过以下方法制得：
将细菌纤维素使用组织捣碎机分离成小碎块，加入氢氧化钠-尿素混合溶液中，其中氢氧化钠-尿素混合溶液中氢氧化钠的质量分数为5.1％，尿素的质量分数为10.3％；在常温下搅拌使细菌纤维素润胀，得细菌纤维素-氢氧化钠混合液，控制细菌纤维素-氢氧化钠混合液中细菌纤维素的固含量为0.55％。
所述增韧液通过以下方法制得：
(1)将N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于乙醇溶液中，所述乙醇溶液中乙醇与水体积比为1:1；然后一边搅拌一边逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺，最后在20℃反应1h至溶液澄清，制得改性聚酰胺-胺溶液，其中N,N-亚甲基双丙烯酰胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺的摩尔比为1:0.5:0.5；
(2)在改性聚酰胺-胺溶液中加入超纯水配置成醇水比为1:5的增韧液。
实施例2
一种高韧性纸箱表面印刷工艺，包括以下操作步骤：
步骤一：做好印前设计、分色出片、印版制作和贴板、打样；
步骤二：对待印刷纸箱纸张表面用细菌纤维素进行预处理：通过超声雾化将细菌纤维素溶液均匀喷洒在纸箱纸张表面处理55min；
步骤三：将预处理后的纸箱纸张涂覆增韧层：将增韧液均匀喷涂在预处理后的纸箱纸张表面，在常温下晾干，放入恒温箱中在57℃下干燥2h，再恒温恒湿储存3.5d；
步骤四：将涂覆增韧层后的纸箱纸张进行柔性印刷；
步骤五：对柔性印刷后的纸箱纸张进行紫外照射处理：将柔性印刷后的纸箱纸张在紫外灯下照射55min，控制紫外灯的功率为500W，纸箱纸张距紫外灯的距离为20cm。
所述细菌纤维素溶液通过以下方法制得：
将细菌纤维素使用组织捣碎机分离成小碎块，加入氢氧化钠-尿素混合溶液中，其中氢氧化钠-尿素混合溶液中氢氧化钠的质量分数为5.8％，尿素的质量分数为12.3％；在常温下搅拌使细菌纤维素润胀，得细菌纤维素-氢氧化钠混合液，控制细菌纤维素-氢氧化钠混合液中细菌纤维素的固含量为0.62％。
所述增韧液通过以下方法制得：
(1)将N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于乙醇溶液中，所述乙醇溶液中乙醇与水体积比为1:1；然后一边搅拌一边逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺，最后在27℃反应1.5h至溶液澄清，制得改性聚酰胺-胺溶液，其中N,N-亚甲基双丙烯酰胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺的摩尔比为1:0.55:0.45；
(2)在改性聚酰胺-胺溶液中加入超纯水配置成醇水比为1:5的增韧液。
实施例3
一种高韧性纸箱表面印刷工艺，包括以下操作步骤：
步骤一：做好印前设计、分色出片、印版制作和贴板、打样；
步骤二：对待印刷纸箱纸张表面用细菌纤维素进行预处理：通过超声雾化将细菌纤维素溶液均匀喷洒在纸箱纸张表面处理70min；
步骤三：将预处理后的纸箱纸张涂覆增韧层：将增韧液均匀喷涂在预处理后的纸箱纸张表面，在常温下晾干，放入恒温箱中在65℃下干燥2h，再恒温恒湿储存4d；
步骤四：将涂覆增韧层后的纸箱纸张进行柔性印刷；
步骤五：对柔性印刷后的纸箱纸张进行紫外照射处理：将柔性印刷后的纸箱纸张在紫外灯下照射70min，控制紫外灯的功率为500W，纸箱纸张距紫外灯的距离为20cm。
所述细菌纤维素溶液通过以下方法制得：
将细菌纤维素使用组织捣碎机分离成小碎块，加入氢氧化钠-尿素混合溶液中，其中氢氧化钠-尿素混合溶液中氢氧化钠的质量分数为6.54％，尿素的质量分数为13.2％；在常温下搅拌使细菌纤维素润胀，得细菌纤维素-氢氧化钠混合液，控制细菌纤维素-氢氧化钠混合液中细菌纤维素的固含量为0.81％。
所述增韧液通过以下方法制得：
(1)将N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于乙醇溶液中，所述乙醇溶液中乙醇与水体积比为1:1；然后一边搅拌一边逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺，最后在35℃反应2h至溶液澄清，制得改性聚酰胺-胺溶液，其中N,N-亚甲基双丙烯酰胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺的摩尔比为1:0.6:0.4；
(2)在改性聚酰胺-胺溶液中加入超纯水配置成醇水比为1:5的增韧液。
实施例4
一种高韧性纸箱表面印刷工艺，包括以下操作步骤：
步骤一：做好印前设计、分色出片、印版制作和贴板、打样；
步骤二：对待印刷纸箱纸张表面用细菌纤维素进行预处理：通过超声雾化将细菌纤维素溶液均匀喷洒在纸箱纸张表面处理85min；
步骤三：将预处理后的纸箱纸张涂覆增韧层：将增韧液均匀喷涂在预处理后的纸箱纸张表面，在常温下晾干，放入恒温箱中在72℃下干燥2h，再恒温恒湿储存4.5d；
步骤四：将涂覆增韧层后的纸箱纸张进行柔性印刷；
步骤五：对柔性印刷后的纸箱纸张进行紫外照射处理：将柔性印刷后的纸箱纸张在紫外灯下照射85min，控制紫外灯的功率为500W，纸箱纸张距紫外灯的距离为20cm。
所述细菌纤维素溶液通过以下方法制得：
将细菌纤维素使用组织捣碎机分离成小碎块，加入氢氧化钠-尿素混合溶液中，其中氢氧化钠-尿素混合溶液中氢氧化钠的质量分数为7.22％，尿素的质量分数为14.1％；在常温下搅拌使细菌纤维素润胀，得细菌纤维素-氢氧化钠混合液，控制细菌纤维素-氢氧化钠混合液中细菌纤维素的固含量为0.91％。
所述增韧液通过以下方法制得：
(1)将N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于乙醇溶液中，所述乙醇溶液中乙醇与水体积比为1:1；然后一边搅拌一边逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺，最后在42℃反应2.5h至溶液澄清，制得改性聚酰胺-胺溶液，其中N,N-亚甲基双丙烯酰胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺的摩尔比为1:0.65:0.35；
(2)在改性聚酰胺-胺溶液中加入超纯水配置成醇水比为1:5的增韧液。
实施例5
一种高韧性纸箱表面印刷工艺，包括以下操作步骤：
步骤一：做好印前设计、分色出片、印版制作和贴板、打样；
步骤二：对待印刷纸箱纸张表面用细菌纤维素进行预处理：通过超声雾化将细菌纤维素溶液均匀喷洒在纸箱纸张表面处理100min；
步骤三：将预处理后的纸箱纸张涂覆增韧层：将增韧液均匀喷涂在预处理后的纸箱纸张表面，在常温下晾干，放入恒温箱中在80℃下干燥2h，再恒温恒湿储存5d；
步骤四：将涂覆增韧层后的纸箱纸张进行柔性印刷；
步骤五：对柔性印刷后的纸箱纸张进行紫外照射处理：将柔性印刷后的纸箱纸张在紫外灯下照射100min，控制紫外灯的功率为500W，纸箱纸张距紫外灯的距离为20cm。
所述细菌纤维素溶液通过以下方法制得：
将细菌纤维素使用组织捣碎机分离成小碎块，加入氢氧化钠-尿素混合溶液中，其中氢氧化钠-尿素混合溶液中氢氧化钠的质量分数为7.9％，尿素的质量分数为15.1％；在常温下搅拌使细菌纤维素润胀，得细菌纤维素-氢氧化钠混合液，控制细菌纤维素-氢氧化钠混合液中细菌纤维素的固含量为1.1％。
所述增韧液通过以下方法制得：
(1)将N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于乙醇溶液中，所述乙醇溶液中乙醇与水体积比为1:1；然后一边搅拌一边逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺，最后在50℃反应3h至溶液澄清，制得改性聚酰胺-胺溶液，其中N,N-亚甲基双丙烯酰胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺的摩尔比为1:0.7:0.3；
(2)在改性聚酰胺-胺溶液中加入超纯水配置成醇水比为1:5的增韧液。
对表面处理后的纸箱纸张进行如下测试：
试验例1拉伸性能的测定
将纸张裁剪为长×宽为10cm×15mm的纸条，然后在拉伸试验机进行测试，选择双夹头距离为50mm，拉伸速度为10mm/min，每种纸样测试5-6个有效数据，取平均值，拉伸应力所得结果见表1。
试验例2零距抗张强度的测定
根据GB/T 2678.4-1994，将不同条件处理的纸张裁剪成60mm宽的长纸条，然后放入Z-SPAN纸张零距抗张强度测定仪中测定，每种纸样测试10-20个数据，取平均值，所得结果见表1。
试验例3色密度检测
用X-Rite530型密度仪测定纸样的色密度，所得结果见表1。
表1
由表1可得，本发明所提供的高韧性纸箱表面印刷工艺处理后的纸箱纸张有良好的拉伸性能和抗张强度，纸箱纸张的韧性有了显著的提升，并且色密度变化控制在理想范围内，复合生产需要。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种高韧性纸箱表面印刷工艺，其特征在于：所述印刷工艺包括以下操作步骤：
步骤一：做好印前设计、分色出片、印版制作和贴板、打样；
步骤二：对待印刷纸箱纸张表面用细菌纤维素进行预处理；
步骤三：将预处理后的纸箱纸张涂覆增韧层；
步骤四：将涂覆增韧层后的纸箱纸张进行柔性印刷；
步骤五：对柔性印刷后的纸箱纸张进行紫外照射处理。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性纸箱表面印刷工艺，其特征在于：步骤二中所述预处理包括以下操作：通过超声雾化将细菌纤维素溶液均匀喷洒在纸箱纸张表面处理40-100min。
3.根据权利要求2所述的一种高韧性纸箱表面印刷工艺，其特征在于：所述细菌纤维素溶液通过以下方法制得：
将细菌纤维素使用组织捣碎机分离成小碎块，加入氢氧化钠-尿素混合溶液中，在常温下搅拌使细菌纤维素润胀，得细菌纤维素-氢氧化钠混合液。
4.根据权利要求3所述的一种高韧性纸箱表面印刷工艺，其特征在于：所述细菌纤维素-氢氧化钠混合液中细菌纤维素的固含量为0.5-1％。
5.根据权利要求3所述的一种高韧性纸箱表面印刷工艺，其特征在于：所述氢氧化钠-尿素混合溶液中氢氧化钠的质量分数为5-8％，尿素的质量分数为10-15％。
6.根据权利要求1所述的一种高韧性纸箱表面印刷工艺，其特征在于：步骤三中所述涂覆增韧层包括以下操作：
将增韧液均匀喷涂在预处理后的纸箱纸张表面，在常温下晾干，放入恒温箱中在50-80℃下干燥2h，再恒温恒湿储存3-5d。
7.根据权利要求6所述的一种高韧性纸箱表面印刷工艺，其特征在于：所述增韧液通过以下方法制得：
(1)将N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶于乙醇溶液中，所述乙醇溶液中乙醇与水体积比为1:1；然后一边搅拌一边逐滴加入3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺，最后在20-50℃反应1-3h至溶液澄清，制得改性聚酰胺-胺溶液；
(2)在改性聚酰胺-胺溶液中加入超纯水配置成醇水比为1:5的增韧液。
8.根据权利要求7所述的一种高韧性纸箱表面印刷工艺，其特征在于：步骤(1)中所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷和异丙醇胺的摩尔比为1:0.5-0.7:0.3-0.5。
9.根据权利要求1所述的一种高韧性纸箱表面印刷工艺，其特征在于：步骤五中所述紫外照射处理包括以下操作：将柔性印刷后的纸箱纸张在紫外灯下照射40-100min，控制紫外灯的功率为500W，纸箱纸张距紫外灯的距离为20cm。
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| CN202310816887.0A CN116714384A (zh) | 2023-07-05 | 2023-07-05 | 一种高韧性纸箱表面印刷工艺 |
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2023
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