CN117264468A - 一种用于编织袋的uv喷印墨水及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
申请适用于编织袋喷印技术领域，公开了一种用于编织袋的UV喷印墨水及其制备方法，UV喷印墨水包括以下组分：染色剂、分散剂、UV齐聚物、UV单体以及光引发剂；其中，所述分散剂为丙烯酸嵌段共聚物分散剂；所述UV齐聚物为脂肪族聚氨酯类UV光固化树脂，包括Photomer6230和Photomer6621；所述UV单体包括丙烯酸酯类UV单体、乙烯基醚类UV单体、单官能团长链类UV单体以及含多羟基、羟甲基官能团类UV单体中的至少一种。编织袋一般以PP聚丙烯、PE聚乙烯为主要原料，本申请的UV喷印墨水是专门针对PE、PP这类低表面张力特征材料来开发的高显色、高附着力UV喷印黑色墨水。
Description
技术领域
本申请涉及编织袋喷印技术领域，具体涉及一种用于编织袋的UV喷印墨水及其制备方法。
背景技术
编织袋具有拉伸力强，耐高温，防潮的功效，其具有价格便宜生产供给丰富的特点；在工矿企业常见的编织袋产品有：水泥编织袋、化工编织袋、腻子粉编织袋和尿素编织袋；在食品包装、饲料行业常见的编织袋产品有：蔬菜网眼袋、水果网眼袋、大米编织袋、面粉编织袋和玉米编织袋等；物流行业常见的编织袋产品有：物流袋、物流包装袋、货运袋和货运包装袋等。
编织袋一般以PP聚丙烯、PE聚乙烯为主要原料，PP、PE经挤出、拉伸成扁丝，再经过织造、编织、制袋而成，由于PP和PE都属于结晶度高，表面张力低的非极性分子构造的高分子材料，分子结构中没有羰基、羧基、羟基这类极性基团，油墨涂料均无法很好的附着在其表面，传统印刷或涂布前都需要做等离子电晕、预涂前处理液。并且传统的油墨涂料也都选用聚酰胺、聚氨酯类的主材料才能有较好的附着效果。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种用于编织袋的UV喷印墨水，所述UV喷印墨水以重量份数计算,包括以下组分：
其中，所述分散剂为丙烯酸嵌段共聚物分散剂；
所述UV齐聚物为脂肪族聚氨酯类UV光固化树脂，包括Photomer6230和Photomer6621；
所述UV单体包括丙烯酸酯类UV单体、乙烯基醚类UV单体、单官能团长链类UV单体以及含多羟基、羟甲基官能团类UV单体中的至少一种。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述分散剂包括BYK 9151、Efka PX4310、EfkaPX4701中的至少一种。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述丙烯酸酯类UV单体包括四氢呋喃丙烯酸酯，所述乙烯基醚类UV单体包括乙烯基己内酰胺，所述单官能团长链类UV单体包括4-叔丁基环己基丙烯酸酯，所述含多羟基、羟甲基官能团类UV单体包括环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的至少一种。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述UV齐聚物还包括Photomer6893-20和/或Photomer6019。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述光引发剂包括TPO、184中的至少一种。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述UV喷印墨水以重量份数计算,还包括表面活性剂0.01-0.5份，所述表面活性剂为含有丙烯酸酯官能团的聚醚/聚酯聚二甲基硅氧烷。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述表面活性剂为BYK3510。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述UV喷印墨水以重量份数计算,还包括热稳定剂0.1-1份，所述热稳定剂采用Omnistab IN510。
进一步具体地说，上述技术方案中，所述染色剂为炭黑，选自NIPex 160IQ。
本申请还提出一种用于编织袋的UV喷印墨水的制备方法，包括将上述UV喷印墨水的原料组分按比例混合；制备得到的UV墨水在25℃时布氏粘度为20-24mPa.s，表面张力为30-36mN/m，粒径D50小于等于80nm。
本申请还提出一种上述的UV喷印墨水在印刷编织袋中的应用。
与现有技术相比，本申请实施例具有以下有益效果：
复配使用Photomer6230和Photomer6621可以形成更强的交联网络结构，能够协助提高墨水的附着力、柔韧性和耐磨性，这使得墨水能够更好地抵抗摩擦和磨损，提高编织袋的耐久性。
本申请的编织袋UV喷印墨水将可紫外光固化的单体、齐聚物(聚氨酯类脂肪族丙烯酸酯)作为主要提供附着力的成分的UV紫外光固化型喷印墨水，满足编织袋产品对UV喷印墨水在附着力、颜色饱和度和墨膜光泽度的需求。
本申请最终制得的UV喷印墨水在25℃时布氏粘度为20-24mPa.s厘泊，表面张力为30-36mN/m达因，粒径D50小于等于80nm纳米。
具体实施方式
下面将对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请提出一种用于编织袋的UV喷印墨水，UV喷印墨水以重量份数计算,包括以下组分：
其中，分散剂为丙烯酸嵌段共聚物分散剂；
UV齐聚物为脂肪族聚氨酯类UV光固化树脂，包括Photomer6230和Photomer6621；
UV单体包括丙烯酸酯类UV单体、乙烯基醚类UV单体、单官能团长链类UV单体以及含多羟基、羟甲基官能团类UV单体中的至少一种。
喷墨印刷具有无需制版、非接触、生产周期短、可变数据(二维码、任意图案)印刷、一张起印和精度高等特点，且避免传统印印刷工艺过程洗版产生大量废液，数码喷印更加节能环保、无污染等特点，适应各个行业对多品种、小批量、零库存、短交期的要求，大有成为主流印刷的趋势。
在一些实施例中，分散剂包括德国比克化学BYK 9151、Efka PX4310、Efka PX4701中的至少一种。以上分散剂均为通过可控聚合自由基聚合反应(CFRP)制备的丙烯酸嵌段共聚物，带有大量亲颜料基团，能够降低体系粘度并提供很好地分散性，这些亲颜料基团能牢固的锚定在炭黑表面，使得炭黑得以以基础粒子状态得到分散并稳定，分散剂上的另一嵌段共聚物可以起到互相排斥作用从而能使各个细小的炭黑表面粒子之间产生空间位阻，形成类似胶囊包裹的形态，这种微胶囊能防止细小的炭黑表面粒子之间发生再团聚，防止亚纳米状态的炭黑再团聚絮凝，使得获得的墨水具有低粘度、高展色性、遮盖力好的特点。
在一些实施例中，丙烯酸酯类UV单体包括四氢呋喃丙烯酸酯THFA，乙烯基醚类UV单体包括乙烯基己内酰胺NVC，单官能团长链类UV单体包括4-叔丁基环己基丙烯酸酯TBCHA，含多羟基、羟甲基官能团类UV单体包括环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯CTFA和甲基丙烯酸羟乙酯HEMA中的至少一种。
丙烯酸酯类UV单体有一定腐蚀性，提供增强附着力的作用，兼具低粘度、低收缩率特点；乙烯基醚类UV单体NVC的固化速度极快，具有增强对基材附着力的特点；单官能团长链类UV单体具有低收缩、低气味、坚韧性强的特点；含多羟基、羟甲基官能团类UV单体能够进一步提高交联度，提高对基材的附着锚定基团。
在一些实施例中，UV齐聚物还包括艾坚蒙I GM公司的Photomer6893-20和/或Photomer6019。
此类齐聚物为脂肪族聚氨酯类UV光固化树脂，其在硬度、韧性、耐化学性、耐磨性以及柔韧性和弹性的整体表现最为均衡，本发明申请编织袋UV喷印墨水选用多官能团粘度较低的齐聚物，有助于提升对PP、PE编织袋的附着力。
在一些实施例中，光引发剂包括TPO、184中的至少一种。第一光引发剂TPO为不黄变、固化速度快的酰基氧化磷类引发剂；第二光引发剂184为不黄变低刺激性苯甲酮类引发剂。
在一些实施例中，UV喷印墨水以重量份数计算,还包括表面活性剂0.01-0.5份，表面活性剂为含有丙烯酸酯官能团的聚醚/聚酯聚二甲基硅氧烷。
在一些实施例中，表面活性剂为德国比克化学的BYK3510。此类表面活性剂含是有丙烯酸酯官能团的聚醚/聚酯聚二甲基硅氧烷，既能够强烈降低体系的表面张力，又和体系有极佳的相容性，表面活性剂中含有的丙烯酸酯官能团中的双键还能参加UV光固化聚合反应，因而可以固定在油墨层表面，提供更优质的的表面滑爽性、流平性。
在一些实施例中，染色剂为炭黑，选自德国Orion欧励隆的NIPex 160IQ。
在一些实施例中，UV喷印墨水以重量份数计算,还包括热稳定剂0.1-1份，热稳定剂采用艾坚蒙IGM公司Omnistab IN510。
Omnistab IN510能捕捉游离的自由基从而抑制住由紫外光引起的局部自由基反应，上述光引发剂和紫外光吸收剂的配合使用能够减缓油墨的褪色、变色、失光、裂纹、气泡等状况，进而延长油墨的耐候性。
本申请还提出一种用于编织袋的UV喷印墨水的制备方法，包括将上述UV喷印墨水的原料组分按比例混合；制备得到的UV墨水在25℃时布氏粘度为20-24mPa.s，表面张力为30-36mN/m，粒径D50小于等于80nm。
具体地，其中一种UV喷印墨水的制备方法包括以下步骤，其余配方的喷印墨水均可参考如下步骤。
1、制备预纳米黑色浆KO1，将THFA 50-70份、Efka PX4310 10-20份、NIPex 160IQ15-20份依次投入搅拌罐中搅拌30min至完全混合均匀，移入深圳叁星立式1.5L纳米研磨机中，保持整个过程体系温度低于50℃，采用0.2mm 95％钇稳定氧化锆珠，进行双缸单循环研磨，即从A缸到B缸，再从B缸到A缸，研磨40-60遍，研磨至D50粒径不大于80nm，即制得纳米黑色浆KO1，本申请采用全陶瓷、涡轮、销钉、离心式和无筛网纳米研磨机(转子为95％氧化锆、定子为95％氧化锆、缸内壁碳化硅)。
2、调配编织袋UV喷印墨水
在搅拌缸中依次投入①②③④⑤搅拌10-30min至完全溶解；
再依次投入⑥⑦⑧⑨⑩至搅拌罐中搅拌30min至完全混合均匀；
在上述偏执带UV墨水的制备过程中，先调节粘度、色浓度和表面张力，并测评固化速度。
3、将配制完成的编织袋UV喷印墨水转入过滤系统过滤，本申请采用杭州科百特的熔喷PP混合玻纤微孔过滤芯，进行5μm、3μm、1μm、0.5μm四级过滤，最终得到的编织袋UV喷印墨水，灌装入黑色/不透光的HDPE瓶中保存即可。
最终制得的编织袋UV喷印墨水在25℃时布氏粘度为20-24mPa.s，表面张力为30-36mN/m，粒径D50小于等于80nm。
上述编织袋UV喷印墨水能够直接喷印在经过等离子火焰处理过的PP、PE编织袋材料表面上，并具备附着力好、高黑度、耐磨擦的特性，实现PP、PE编织袋喷印名称、型号、批号和二维码等的工艺要求。
所述编织袋UV喷印墨水用于PP、PE编织袋包括以下步骤：
将编织袋UV喷印墨水装载在UV喷码设备上，将喷码设备安装在重包袋码垛生产线上，设定好打印模式，然后在计算机上设置好需要输出的图案，将所述图案(二维码)发送给打印机，打印图案(二维码)即可。
其中可采用柯尼卡RIOCH GEN5(解析度超过600×900dpi)的UV数码喷绘机作为UV喷绘设备，采用RIP锐普软件将计算机中的图案变换成喷绘机可识别的代码发送给打印机进行打印；喷绘时，打印头温度加热到40-45℃，采用300x900dpi 1pass模式；最终发现打印出的成品没有飞墨、渗墨、洇墨、缺色，画面锐利、色彩饱和，黑度高。
以下结合具体实施例对本申请做进一步的说明。
以下实施例中，采用以下性能测试方法对制得的编织袋UV喷印墨水进行测试：
①油墨层色密度值测定，采用EYEONE校色仪进行颜色的色密度值测定：G/好Good、P/合格Pass、N/不合格NG；
②油墨层表面固化程度测定，采用99％酒精，1Kg砝码50次擦拭测定：P/合格Pass、N/不合格NG；
③油墨层附着力测定，采用1mm百格测试仪测定：P/合格Pass、N/不合格NG；
④油墨层表面硬度测定，采用中华铅笔HB做硬度测定：P/合格Pass、N/不合格NG；
⑤激光粒径测试，P/合格Pass(D50<60nm)、N/不合格NG(D50>60nm)
⑥色浆粘度测试，P/合格Pass(η<200cps/25℃)、N/不合格NG(η>200cps/25℃)
⑦油墨层表面固化速度测定，经过功率恒定的UV固化设备，固定速度，固化机一遍之后触摸油墨层，P/合格(干爽不粘手)、NG/不合格(粘手)。
实施例1：制备预纳米黑色浆KO1
制备A1-A5组，其原料如表1所示，表中括号内的数据均为质量份数。
表1
实施例2：不同齐聚物品种、用量对固化速度和交联密度、附着力的影响
制备8组B1—B8不同齐聚物品种、用量对固化速度和交联密度、附着力的影响，其原料如表2所示，表中括号内的数据均为质量份数并对制得的8组墨水进行性能检测，见表2。
表2
在实施例b5和b8中，配方选用二官能齐聚物Photomer6230搭配六官能Photomer6621做复配交联树脂，既能保证快速固化的要求又不过度收缩，使油墨层保持一定的附着力、柔韧性和耐磨性。
Photomer 6230是脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯的低聚物。它是一种专有的高分子量非黄变低聚物，专为辐射固化系统而开发，具有低气味、良好的固化速度、耐磨性和抗冲击性。对各种塑料、纸张和乙烯基基材具有出色的附着力，Photomer 6230可形成坚韧、耐用的薄膜，具有良好的耐溶剂性、高表面硬度和在UV/EB固化时的良好柔韧性。
Photomer 6631是一种六官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，它具有良好的耐刮擦性和耐磨性，并具有高反应性
复配使用Photomer6230和Photomer6621可以形成更强的交联网络结构，能够协助提高墨水的附着力、柔韧性和耐磨性，这使得墨水能够更好地抵抗摩擦和磨损，提高编织袋的耐久性。
实施例3：不同配比纳米黑色浆含量K01、引发剂用量对固化速度、黑度的影响
制备8组C1—C8不同单体配比的UV墨水，其原料如表3所示，表中括号内的数据均为质量份数并对制得的8组墨水进行性能检测，见表3。
表3
在表2-3实例中，配方光引发剂选用TPO与184复配，提高引发效率从而增加本发明申请编织袋UV喷印墨水的固化速度，使得本申请编织袋UV喷印墨水能满足客户对编织袋效能及效果的要求。
以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施方式仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种用于编织袋的UV喷印墨水，其特征在于，所述UV喷印墨水以重量份数计算,包括以下组分：
其中，所述分散剂为丙烯酸嵌段共聚物分散剂；
所述UV齐聚物为脂肪族聚氨酯类UV光固化树脂，包括Photomer6230和Photomer6621；
所述UV单体包括丙烯酸酯类UV单体、乙烯基醚类UV单体、单官能团长链类UV单体以及含多羟基、羟甲基官能团类UV单体中的至少一种。
2.根据权利要求1所述用于编织袋的UV喷印墨水，其特征在于，所述分散剂包括BYK9151、Efka PX4310、Efka PX4701中的至少一种。
3.根据权利要求1所述用于编织袋的UV喷印墨水，其特征在于，所述丙烯酸酯类UV单体包括四氢呋喃丙烯酸酯，所述乙烯基醚类UV单体包括乙烯基己内酰胺，所述单官能团长链类UV单体包括4-叔丁基环己基丙烯酸酯，所述含多羟基、羟甲基官能团类UV单体包括环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述用于编织袋的UV喷印墨水，其特征在于，所述UV齐聚物还包括Photomer6893-20和/或Photomer6019。
5.根据权利要求1所述用于编织袋的UV喷印墨水，其特征在于，所述光引发剂包括TPO、184中的至少一种。
6.根据权利要求1所述用于编织袋的UV喷印墨水，其特征在于，所述UV喷印墨水以重量份数计算,还包括表面活性剂0.01-0.5份，所述表面活性剂为含有丙烯酸酯官能团的聚醚/聚酯聚二甲基硅氧烷。
7.根据权利要求6所述用于编织袋的UV喷印墨水，其特征在于，所述表面活性剂为BYK3510。
8.根据权利要求1所述用于编织袋的UV喷印墨水，其特征在于，所述UV喷印墨水以重量份数计算,还包括热稳定剂0.1-1份，所述热稳定剂采用Omnistab IN510。
9.根据权利要求1所述用于编织袋的UV喷印墨水，其特征在于，所述染色剂为炭黑，选自NIPex 160IQ。
10.一种用于编织袋的UV喷印墨水的制备方法，其特征在于，包括将权利要求1-9任一项所述UV喷印墨水的原料组分按比例混合；制备得到的UV墨水在25℃时布氏粘度为20-24mPa.s，表面张力为30-36mN/m，粒径D50小于等于80nm。
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