CN107757168A - 一种pe瓶盖的印刷处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PE瓶盖的印刷处理方法，包括如下步骤：（1）UV油墨配制、（2）PE瓶盖清洗处理、（3）PE瓶盖表面处理、（4）印刷固化处理。本发明对PE瓶盖的印刷处理方法进行了特殊而合理的改进，有效增强了印刷处理的品质，并能降低PE瓶盖有害物质的溶出量，增强了PE瓶盖的使用安全性，极具市场竞争力和推广应用价值。

Description

一种PE瓶盖的印刷处理方法
技术领域
本发明属于PE瓶盖加工处理技术领域，具体涉及一种PE瓶盖的印刷处理方法。
背景技术
PE材质的瓶盖是现在饮料瓶上常见的一个种类，其价格便宜，具有良好的加工特性，且耐低温性好，化学稳定性强，在人们生活中较为常见。PE瓶盖在加工完成后，通常还需要进行印刷处理，上面通常会印有厂商、标识、说明等，此时便用上了UV油墨。UV 油墨是一种完全符合低碳环保政策的新型油墨，具有干燥速度快，环境污染小，印刷质量高等优点，是现有PE瓶盖加工中的常见原料。虽然UV油墨具有不错的综合使用品质，但其仍存在着与PE瓶盖附着强度不高、耐溶剂性不强等问题。尤其是随着国家环保政策的进一步加强，现行的PE瓶盖印刷必须经过1800ppm 过氧乙酸溶液90℃下浸泡4小时灭菌处理，然而目前市场上的UV 油墨经过灭菌处理后，就会发生严重的脱墨现象，这严重制约了UV 油墨在PE瓶盖印刷领域的应用。此外现有的一些PE瓶盖在加工制造中会使用一些助剂，导致成品瓶盖内含有微量的重金属，此类PE瓶盖经过上述的灭菌处理会更易导致重金属元素的溶出，进而会影响产品和人体的健康安全。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种PE瓶盖的印刷处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种PE瓶盖的印刷处理方法，包括如下步骤：
（1）UV油墨配制：
a.按对应重量份称取下列物质：2~4份颜料、1.5~2.5份光引发剂、14~18份轻质碳酸钙、3~5份纳米二氧化钛、1~2份消泡剂、1~2份流平剂、0.5~1份分散剂、8~10份新戊二醇二丙烯酸酯、6~8份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、35~40份复合预聚物；
b.将操作a所称取的所有成分共同混合放入搅拌罐内，以800~900转/分钟的转速不断搅拌处理1~2h后取出备用；
（2）PE瓶盖清洗处理：
用化学除油剂对PE瓶盖进行浸泡除油处理，完成后取出再用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）PE瓶盖表面处理：
将步骤（2）处理后的PE瓶盖放入到磷酸溶液中浸泡处理20~25min，完成后取出放入到辐照箱内进行辐照处理，4~6min后取出备用；
（4）印刷固化处理：
将步骤（1）制得的UV油墨印刷到步骤（3）处理后的PE瓶盖上，然后将印刷好的PE瓶盖放入到紫外灯固化箱内进行照射固化处理，完成后取出即可。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、异丙基硫杂蒽酮中的任意一种。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的纳米二氧化钛的颗粒直径不大于50nm。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的复合预聚物的制备方法包括如下步骤：
（1）将苯酐聚酯多元醇和丙烯酸甲酯按照摩尔比1：2~2.2进行混合放入到反应釜内，然后加入其总质量1.8~2%的N，N-二甲基苄胺，并加热保持反应釜内的温度为85~90℃，不断搅拌反应处理1~1.5h后得反应物A备用；
（2）向步骤（1）的反应釜内加入反应物A总质量1.9~2.1倍的混合树脂，然后加入其总质量0.4~0.6%的N，N-二甲基苄胺、0.2~0.3%的2-叔丁基对苯二酚，并加热保持反应釜内的温度为78~82℃，不断搅拌反应处理1.2~1.6h后得反应物B备用；所述混合树脂由环氧树脂、脲醛树脂和萜烯树脂按照质量比9：4：1混合而成；添加的混合树脂是以环氧树脂为基体成分，又添加了脲醛树脂和萜烯树脂进行复配使用，可有效的提升复合预聚物整体链结构的复杂性，改善了UV油墨的使用品质；
（3）向步骤（2）的反应釜内加入反应物B总质量1.6~1.8倍的丙烯酸、0.3~0.5倍的甲基丙烯酸缩水甘油酯，然后加入其总质量1.3~1.6%的四乙基溴化铵、0.1~0.3%的2-叔丁基对苯二酚，并加热保持反应釜内的温度为98~103℃，不断搅拌反应处理2.5~3h后取出即得复合预聚物。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的搅拌处理时加热保持搅拌罐内的温度为50~55℃。
进一步的，步骤（2）中所述的化学除油剂为丙酮。
进一步的，步骤（3）中所述的磷酸溶液中磷酸的质量分数为4~6%。
进一步的，步骤（3）中所述的辐照处理是用60Co-γ射线进行辐照处理，辐照的总剂量为10~12kGy。
进一步的，步骤（4）中所述的紫外灯固化箱处理的功率为2.5~3kW。
对PE瓶盖的印刷处理效果不仅与所使用的UV油墨的品质有关，同时还与印刷处理的工艺有关，现有多数UV油墨因为成分选择的单一、搭配使用的不合理，造成其与PE瓶盖间的结合强度等特性较差，印刷处理时对于PE瓶盖的处理方式简单，同样也造成了印刷效果不佳的问题。对此，本发明对PE瓶盖的印刷工艺进行了改进处理，其中先对UV油墨的成分进行了改进，添加了纳米二氧化钛成分，此成分的添加可增强UV油墨膜层组织结构的致密性，提升了其耐磨、耐腐、耐溶剂特性，同时此纳米级别的小颗粒可提升UV油墨整体对紫外光强度的吸收，增强了光引发剂的使用处理效果，缩短了固化时间，提升了处理的效率；添加了新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯两种成分作为稀释单体，稀释单体可调节UV油墨的粘度，并参与光固化反应，此两种成分配合可有效的降低后续反应的内应力，避免了紫外光照射处理时UV油墨膜层体积收缩过大影响附着强度的问题，同时能提升对膜层的稀释调节能力，促使膜层固化后更为平整，并能提升与复合预聚物组分间的交联复杂度，进一步增强了整体与PE瓶盖间的附着强度；预聚物为UV油墨的主体成分，其构成了膜层的基本骨架，本发明特制的复合预聚物成分作为预聚物，取代了传统单一的丙烯酸酯类预聚物的使用，此特制的复合预聚物是一种链长较长、支链较多、反应活性基团丰富的环氧丙烯酸酯类预聚物，能明显提升UV油墨整体的附着性、耐溶剂性、耐温耐腐性等，进而改善了UV油墨的使用品质；然后对印刷处理的工艺进行了改进，具体是在印刷处理前，对PE瓶盖进行了表面处理，先用磷酸溶液进行浸泡处理，对PE瓶盖产生了轻微的刻蚀效果，提升了UV油墨的附着基础，然后用60Co-γ射线进行辐照处理，提升了PE瓶盖基材表面的活性基团含量，进而增强了与UV油墨的结合强度。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对PE瓶盖的印刷处理方法进行了特殊而合理的改进，有效增强了印刷处理的品质，并能降低PE瓶盖有害物质的溶出量，增强了PE瓶盖的使用安全性，极具市场竞争力和推广应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种PE瓶盖的印刷处理方法，包括如下步骤：
（1）UV油墨配制：
a.按对应重量份称取下列物质：2份颜料、1.5份光引发剂、14份轻质碳酸钙、3份纳米二氧化钛、1份消泡剂、1份流平剂、0.5份分散剂、8份新戊二醇二丙烯酸酯、6份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、35份复合预聚物；
b.将操作a所称取的所有成分共同混合放入搅拌罐内，以800转/分钟的转速不断搅拌处理1h后取出备用；
（2）PE瓶盖清洗处理：
用化学除油剂对PE瓶盖进行浸泡除油处理，完成后取出再用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）PE瓶盖表面处理：
将步骤（2）处理后的PE瓶盖放入到磷酸溶液中浸泡处理20min，完成后取出放入到辐照箱内进行辐照处理，4min后取出备用；
（4）印刷固化处理：
将步骤（1）制得的UV油墨印刷到步骤（3）处理后的PE瓶盖上，然后将印刷好的PE瓶盖放入到紫外灯固化箱内进行照射固化处理，完成后取出即可。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的纳米二氧化钛的颗粒直径不大于50nm。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的复合预聚物的制备方法包括如下步骤：
（1）将苯酐聚酯多元醇和丙烯酸甲酯按照摩尔比1：2进行混合放入到反应釜内，然后加入其总质量1.8%的N，N-二甲基苄胺，并加热保持反应釜内的温度为85℃，不断搅拌反应处理1h后得反应物A备用；
（2）向步骤（1）的反应釜内加入反应物A总质量1.9倍的混合树脂，然后加入其总质量0.4%的N，N-二甲基苄胺、0.2%的2-叔丁基对苯二酚，并加热保持反应釜内的温度为78℃，不断搅拌反应处理1.2h后得反应物B备用；所述混合树脂由环氧树脂、脲醛树脂和萜烯树脂按照质量比9：4：1混合而成；
（3）向步骤（2）的反应釜内加入反应物B总质量1.6倍的丙烯酸、0.3倍的甲基丙烯酸缩水甘油酯，然后加入其总质量1.3%的四乙基溴化铵、0.1%的2-叔丁基对苯二酚，并加热保持反应釜内的温度为98℃，不断搅拌反应处理2.5h后取出即得复合预聚物。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的搅拌处理时加热保持搅拌罐内的温度为50℃。
进一步的，步骤（2）中所述的化学除油剂为丙酮。
进一步的，步骤（3）中所述的磷酸溶液中磷酸的质量分数为4%。
进一步的，步骤（3）中所述的辐照处理是用60Co-γ射线进行辐照处理，辐照的总剂量为10kGy。
进一步的，步骤（4）中所述的紫外灯固化箱处理的功率为2.5kW。
实施例2
一种PE瓶盖的印刷处理方法，包括如下步骤：
（1）UV油墨配制：
a.按对应重量份称取下列物质：3份颜料、2份光引发剂、16份轻质碳酸钙、4份纳米二氧化钛、1.5份消泡剂、1.5份流平剂、0.8份分散剂、9份新戊二醇二丙烯酸酯、7份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、38份复合预聚物；
b.将操作a所称取的所有成分共同混合放入搅拌罐内，以850转/分钟的转速不断搅拌处理1.5h后取出备用；
（2）PE瓶盖清洗处理：
用化学除油剂对PE瓶盖进行浸泡除油处理，完成后取出再用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）PE瓶盖表面处理：
将步骤（2）处理后的PE瓶盖放入到磷酸溶液中浸泡处理23min，完成后取出放入到辐照箱内进行辐照处理，5min后取出备用；
（4）印刷固化处理：
将步骤（1）制得的UV油墨印刷到步骤（3）处理后的PE瓶盖上，然后将印刷好的PE瓶盖放入到紫外灯固化箱内进行照射固化处理，完成后取出即可。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的纳米二氧化钛的颗粒直径不大于50nm。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的复合预聚物的制备方法包括如下步骤：
（1）将苯酐聚酯多元醇和丙烯酸甲酯按照摩尔比1：2.1进行混合放入到反应釜内，然后加入其总质量1.9%的N，N-二甲基苄胺，并加热保持反应釜内的温度为88℃，不断搅拌反应处理1.2h后得反应物A备用；
（2）向步骤（1）的反应釜内加入反应物A总质量2倍的混合树脂，然后加入其总质量0.5%的N，N-二甲基苄胺、0.25%的2-叔丁基对苯二酚，并加热保持反应釜内的温度为80℃，不断搅拌反应处理1.5h后得反应物B备用；所述混合树脂由环氧树脂、脲醛树脂和萜烯树脂按照质量比9：4：1混合而成；
（3）向步骤（2）的反应釜内加入反应物B总质量1.7倍的丙烯酸、0.4倍的甲基丙烯酸缩水甘油酯，然后加入其总质量1.5%的四乙基溴化铵、0.2%的2-叔丁基对苯二酚，并加热保持反应釜内的温度为100℃，不断搅拌反应处理2.8h后取出即得复合预聚物。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的搅拌处理时加热保持搅拌罐内的温度为53℃。
进一步的，步骤（2）中所述的化学除油剂为丙酮。
进一步的，步骤（3）中所述的磷酸溶液中磷酸的质量分数为5%。
进一步的，步骤（3）中所述的辐照处理是用60Co-γ射线进行辐照处理，辐照的总剂量为11kGy。
进一步的，步骤（4）中所述的紫外灯固化箱处理的功率为2.8kW。
实施例3
一种PE瓶盖的印刷处理方法，包括如下步骤：
（1）UV油墨配制：
a.按对应重量份称取下列物质：4份颜料、2.5份光引发剂、18份轻质碳酸钙、5份纳米二氧化钛、2份消泡剂、2份流平剂、1份分散剂、10份新戊二醇二丙烯酸酯、8份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、40份复合预聚物；
b.将操作a所称取的所有成分共同混合放入搅拌罐内，以900转/分钟的转速不断搅拌处理2h后取出备用；
（2）PE瓶盖清洗处理：
用化学除油剂对PE瓶盖进行浸泡除油处理，完成后取出再用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）PE瓶盖表面处理：
将步骤（2）处理后的PE瓶盖放入到磷酸溶液中浸泡处理25min，完成后取出放入到辐照箱内进行辐照处理，6min后取出备用；
（4）印刷固化处理：
将步骤（1）制得的UV油墨印刷到步骤（3）处理后的PE瓶盖上，然后将印刷好的PE瓶盖放入到紫外灯固化箱内进行照射固化处理，完成后取出即可。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的光引发剂为异丙基硫杂蒽酮。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的纳米二氧化钛的颗粒直径不大于50nm。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的复合预聚物的制备方法包括如下步骤：
（1）将苯酐聚酯多元醇和丙烯酸甲酯按照摩尔比1：2.2进行混合放入到反应釜内，然后加入其总质量2%的N，N-二甲基苄胺，并加热保持反应釜内的温度为90℃，不断搅拌反应处理1.5h后得反应物A备用；
（2）向步骤（1）的反应釜内加入反应物A总质量2.1倍的混合树脂，然后加入其总质量0.6%的N，N-二甲基苄胺、0.3%的2-叔丁基对苯二酚，并加热保持反应釜内的温度为82℃，不断搅拌反应处理1.6h后得反应物B备用；所述混合树脂由环氧树脂、脲醛树脂和萜烯树脂按照质量比9：4：1混合而成；
（3）向步骤（2）的反应釜内加入反应物B总质量1.8倍的丙烯酸、0.5倍的甲基丙烯酸缩水甘油酯，然后加入其总质量1.6%的四乙基溴化铵、0.3%的2-叔丁基对苯二酚，并加热保持反应釜内的温度为103℃，不断搅拌反应处理3h后取出即得复合预聚物。
进一步的，步骤（1）操作b中所述的搅拌处理时加热保持搅拌罐内的温度为55℃。
进一步的，步骤（2）中所述的化学除油剂为丙酮。
进一步的，步骤（3）中所述的磷酸溶液中磷酸的质量分数为6%。
进一步的，步骤（3）中所述的辐照处理是用60Co-γ射线进行辐照处理，辐照的总剂量为12kGy。
进一步的，步骤（4）中所述的紫外灯固化箱处理的功率为3kW。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，省去步骤（1）UV油墨配制操作a中的纳米二氧化钛成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，省去步骤（1）UV油墨配制操作a中的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，在复合预聚物的制备过程中，省去混合树脂中的脲醛树脂和萜烯树脂两种成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例4与实施例2相比，在步骤（1）UV油墨配制操作a中，用等质量份的丙烯酸甲酯取代复合预聚物成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例5
本对比实施例5与实施例2相比，省去步骤（3）PE瓶盖表面处理，除此外的方法步骤均相同。
对照组
现有PE瓶盖的印刷处理方法。
为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对比实施例5、对照组所述方法处理后的PE瓶盖进行品质测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
附着力A（%） 附着力B（%）
实施例2 97.5 92.7
对比实施例1 95.2 88.6
对比实施例2 94.1 83.4
对比实施例3 93.3 81.5
对比实施例4 92.4 78.2
对比实施例5 93.6 82.8
对照组 91.3 71.3
注：上表1中所述的附着力A是指对刚刚照射固化处理后的PE瓶盖进行附着力测试，所述的附着力B是指先对固化处理后的PE瓶盖进行浸泡处理后，再对PE瓶盖进行附着力测试，浸泡处理是将PE瓶盖浸入到1800ppm 过氧乙酸溶液于90℃下浸泡4小时，上述所述的附着力测试是用600#胶带粘附在PE瓶盖上的UV油墨固化膜层上，按180°方向剥离胶带，以未被撕掉部分的油墨面积除以整个瓶盖印刷的UV油墨固化膜层面积来表征附着力，比率越大表明附着效果越好。
由上表1可以看出，本发明方法能有效的提升UV油墨与PE瓶盖间的结合特性，增强了印刷品质的稳定性，使用价值较高。
为了进一步对比本发明效果，选用上述实施例2、对照组方法处理后的PE瓶盖作为实验对象（保证两种方法对PE瓶盖的印刷面积、膜层厚度等相同，印刷面积均为PE瓶盖表面积的60%），然后将PE瓶盖放入到蒸馏水内，加热保持蒸馏水温度为90℃，浸泡处理3h后用电感耦合等离子体质谱法对浸泡后的蒸馏水进行重金属铅、镉含量测试，具体对比数据如下表2所示：
表2
铅含量（mg/L） 镉含量（μg/L）
实施例2 1.16 6.34
对照组 2.57 15.83
由上表2可以看出，本发明方法印刷处理方法能有效的降低PE瓶盖有害元素的溶出，表明印刷后的膜层与PE瓶盖间的附着结合强度更好，对PE瓶盖的隔离保护效果更佳，能降低高温灭菌处理带来的副作用效果，进而提升了PE瓶盖的使用安全性。

Claims (9)

1.一种PE瓶盖的印刷处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）UV油墨配制：
a.按对应重量份称取下列物质：2~4份颜料、1.5~2.5份光引发剂、14~18份轻质碳酸钙、3~5份纳米二氧化钛、1~2份消泡剂、1~2份流平剂、0.5~1份分散剂、8~10份新戊二醇二丙烯酸酯、6~8份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、35~40份复合预聚物；
b.将操作a所称取的所有成分共同混合放入搅拌罐内，以800~900转/分钟的转速不断搅拌处理1~2h后取出备用；
（2）PE瓶盖清洗处理：
用化学除油剂对PE瓶盖进行浸泡除油处理，完成后取出再用去离子水冲洗一遍后备用；
（3）PE瓶盖表面处理：
将步骤（2）处理后的PE瓶盖放入到磷酸溶液中浸泡处理20~25min，完成后取出放入到辐照箱内进行辐照处理，4~6min后取出备用；
（4）印刷固化处理：
将步骤（1）制得的UV油墨印刷到步骤（3）处理后的PE瓶盖上，然后将印刷好的PE瓶盖放入到紫外灯固化箱内进行照射固化处理，完成后取出即可。
2.根据权利要求1所述的一种PE瓶盖的印刷处理方法，其特征在于，步骤（1）操作a中所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、异丙基硫杂蒽酮中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种PE瓶盖的印刷处理方法，其特征在于，步骤（1）操作a中所述的纳米二氧化钛的颗粒直径不大于50nm。
4.根据权利要求1所述的一种PE瓶盖的印刷处理方法，其特征在于，步骤（1）操作a中所述的复合预聚物的制备方法包括如下步骤：
（1）将苯酐聚酯多元醇和丙烯酸甲酯按照摩尔比1：2~2.2进行混合放入到反应釜内，然后加入其总质量1.8~2%的N，N-二甲基苄胺，并加热保持反应釜内的温度为85~90℃，不断搅拌反应处理1~1.5h后得反应物A备用；
（2）向步骤（1）的反应釜内加入反应物A总质量1.9~2.1倍的混合树脂，然后加入其总质量0.4~0.6%的N，N-二甲基苄胺、0.2~0.3%的2-叔丁基对苯二酚，并加热保持反应釜内的温度为78~82℃，不断搅拌反应处理1.2~1.6h后得反应物B备用；所述混合树脂由环氧树脂、脲醛树脂和萜烯树脂按照质量比9：4：1混合而成；
（3）向步骤（2）的反应釜内加入反应物B总质量1.6~1.8倍的丙烯酸、0.3~0.5倍的甲基丙烯酸缩水甘油酯，然后加入其总质量1.3~1.6%的四乙基溴化铵、0.1~0.3%的2-叔丁基对苯二酚，并加热保持反应釜内的温度为98~103℃，不断搅拌反应处理2.5~3h后取出即得复合预聚物。
5.根据权利要求1所述的一种PE瓶盖的印刷处理方法，其特征在于，步骤（1）操作b中所述的搅拌处理时加热保持搅拌罐内的温度为50~55℃。
6.根据权利要求1所述的一种PE瓶盖的印刷处理方法，其特征在于，步骤（2）中所述的化学除油剂为丙酮。
7.根据权利要求1所述的一种PE瓶盖的印刷处理方法，其特征在于，步骤（3）中所述的磷酸溶液中磷酸的质量分数为4~6%。
8.根据权利要求1所述的一种PE瓶盖的印刷处理方法，其特征在于，步骤（3）中所述的辐照处理是用60Co-γ射线进行辐照处理，辐照的总剂量为10~12kGy。
9.根据权利要求1所述的一种PE瓶盖的印刷处理方法，其特征在于，步骤（4）中所述的紫外灯固化箱处理的功率为2.5~3kW。
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