CN112898819A - 双组分热固化型聚氨酯油墨及使用其进行印刷的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开是关于一种双组分热固化型聚氨酯油墨及使用其进行印刷的方法，该方法包括主剂和固化剂，所述主剂包括下述组分：羟基丙烯酸树脂、填充料、耐磨助剂；其中，所述主剂中各组分的重量比为：100:30‑50:4‑8；所述主剂与所述固化剂的重量比为：100：25‑30。采用该双组分热固化型聚氨酯油墨及其印刷方法可以在保证印刷图案的附着性的同时，增强印刷图案的耐磨性。

Description

双组分热固化型聚氨酯油墨及使用其进行印刷的方法
技术领域
本公开涉及印刷技术领域，尤其涉及一种双组分热固化型聚氨酯油墨及使用其进行印刷的方法。
背景技术
目前，手机外壳表面通常是UV高光光油表面，在手机外壳上会通过油墨印刷的方式印上手机的型号等信息。由于UV高光光油表面致密度高、表面张力低，上面印刷油墨的附着力并不是很牢固。因此，当手机放置在衣服口袋或背包中时，如果长期受到其他物品的摩擦，则会导致印刷的字体模糊，甚至无法辨认，从而影响了用户的使用。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种双组分热固化型聚氨酯油墨及使用其进行印刷的方法，以增强印刷图案的耐磨性能。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种双组分热固化型聚氨酯油墨，包括主剂和固化剂，所述主剂包括下述组分：羟基丙烯酸树脂、填充料、耐磨助剂；
其中，所述主剂中各组分的重量比为：100:30-50:4-8；
所述主剂与所述固化剂的重量比为：100：25-30。
其中，所述填充料包括下述一种或多种：钛白粉、二氧化硅。
其中，所述耐磨助剂为聚四氟乙烯。
其中，所述固化剂为多异氰酸酯。
其中，所述主剂中羟基丙烯酸树脂、填充料、耐磨助剂的重量比为：100:40:6。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种使用上述的双组分热固化型聚氨酯油墨在UV高光光油表面进行油墨印刷的方法，包括：
制备油墨：制备上述的双组分热固化型聚氨酯油墨；
移印：以移印的方式，在气压1-3千克/厘米2、转速1500-3000转/秒的条件下，在所述UV高光光油表面进行印刷；
烘烤：在60-85摄氏度的条件下，对印刷在所述UV高光光油表面的油墨烘烤100-150分钟。
其中，所述移印步骤包括：
以移印的方式，在气压1.5千克/厘米2、转速2000转/秒的条件下，在所述UV高光光油表面进行印刷；
其中，所述烘烤步骤包括：
在75摄氏度的条件下，对印刷在所述UV高光光油表面的油墨烘烤120分钟。
其中，所述在所述UV高光光油表面进行印刷，包括：
使用印刷模具在所述UV高光光油表面印刷，以使印刷图案的厚度为12-13.5微米。
其中，所述在所述UV高光光油表面进行印刷，包括：
使用印刷模具在所述UV高光光油表面印刷三次，其中，所述印刷模具上凹槽的深度为4-4.5微米。
本公开提供双组分热固化型聚氨酯油墨，包括主剂和固化剂，主剂包括以下组分：羟基丙烯酸树脂、填充料、耐磨助剂，这些组分的重量比为：100:30-50:4-8。
UV高光光油表面致密度高、表面张力低，其表面本身不易润湿和渗透。双组分热固化型油墨在固化过程中体积收缩小，相对而言附着力会更稳定。但是双组分热固化型油墨本身耐磨性不及UV固化型油墨。因此通过增加耐磨助剂在主剂中的比例来增加双组分热固化型聚氨酯油墨的耐磨性能。但是耐磨助剂添加太多会影响油墨的附着性能，因此选择耐磨助剂与羟基丙烯酸树脂的重量比为4-8:100。优选地，选择耐磨助剂与羟基丙烯酸树脂的重量比为6:100。
具体地，耐磨助剂为聚四氟乙烯(简写为PTFE)。聚四氟乙烯除了具有耐磨的特点外，还可以耐酸碱和有机溶剂的腐蚀，因此可以更好的保护印刷图案不被磨损掉。另外，由于聚四氟乙烯具有很强的不粘性，即表面张力很小而不粘附于其它物质上。因此，在主剂中添加聚四氟乙烯不宜过多。
在本公开双组分热固化型聚氨酯油墨中，固化剂是为了促进、控制和调节固化反应。羟基丙烯酸树脂是固化经过缩合、闭环、加成或催化等过程来完成化学交联反应。只有固化剂中的-NCO基团和羟基丙烯酸树脂中的-OH基团完全反应，油墨才能从液相转变为固相，且成膜物质间的高分子才能形成稳定的网状结构，从而使得印刷油墨形成的膜具有良好的硬度、附着力等。因此，固化剂选用含有-NCO基团的多异氰酸酯。
经过大量实验，发现当主剂与固化剂的重量比为100：25-30时，能够获得较佳的固化效果。优选地，主剂与固化剂的重量比为100：28。
另外，填充料可以选择钛白粉和二氧化硅中的一种或两种。当选择两种时，钛白粉和二氧化硅的比例为2-6:1。
在采用上述双组分热固化型聚氨酯油墨在UV高光光油表面进行油墨印刷时，可以采用下述具体操作步骤：
步骤1，将主剂和固化剂按比例混合，并搅拌均匀，制成双组分热固化型聚氨酯油墨。
步骤2，将制备的双组分热固化型聚氨酯油墨与稀释剂按比例混合。需要注意的是，制备的油墨需要在6小时之内使用。
步骤3，把搅拌均匀的油墨倒入移印机的油杯内，把溢到油杯边缘的油墨擦拭干净，并启动机台空运转搅拌油墨。
步骤4，设置移印机的参数，气压为1.5千克/厘米2，速度为2000转/秒。
步骤5，设置印刷模具上凹槽的深度为4微米。
步骤6，把印刷物料放置于夹具上并用手轻按确保产品放到位，启动机台，待产品印刷完成后取下产品并确认印刷位置是否与位样一致，其中印刷过程中每20分钟校对一次位样。使用上述深度的模具印刷三次。
步骤7，印刷完成后在75摄氏度的条件下烘烤120分钟。
在本方法中，采用移印的方式是因为，移印墨层较薄，丝印的墨层较厚，手接触有凹凸感，而手机外壳上的图案不需要这种凹凸感。
另外，采用上述的移印参数，可以更好地控制移印效果，使得移印的图案不出现粘胶头、拉丝等异常现象。
本方法中，印刷模具上凹槽的深度为4-4.5微米，连续印刷3次，则可以使得在UV高光光油表面印刷的膜厚为12-13.5微米。
采用本公开的双组分热固化型聚氨酯油墨及使用其进行印刷的方法，可以在保证印刷图案的附着性的同时，增强印刷图案的耐磨性。经测试证明，采用本公开的油墨及其印刷方法，可以将耐磨测试时间提高到1小时。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的采用双组分热固化型聚氨酯油墨在UV高光光油表面进行油墨印刷的方法的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
手机后盖表面上的LOGO和标识小字体是通过在UV高光光油表面上印刷油墨实现的。因为手机在各种使用环境中，其外壳上的LOGO和标识小字体会遇到磨擦磨损情况，所以对于油墨有振动耐磨的要求。
从理论上来看，UV高光光油表面的油墨振动耐磨性能主要受两个因素的制约：(1)油墨与UV高光光油之间的附着稳定性；(2)油墨本身的耐磨性。在手机外壳的振动耐磨测试中发现，如果油墨与UV高光光油表面间附着稳定性不好，油墨就容易受外力作用产生脱离；如果油墨耐磨性不好，油墨在振动耐磨中就易产生磨损。
在本公开中，要提高UV高光光油表面印刷的油墨的振动耐磨性，就需要从油墨与UV高光光油表面之间的附着稳定性和油墨本身的耐磨性两方面去考虑。UV高光光油表面致密度高、表面张力低，其表面本身不易润湿和渗透。其表面如果印刷UV固化型油墨，则由于UV固化型油墨在固化过程中体积收缩大，产生的应力较大，而影响附着力牢固性。双组分热固化型油墨在固化过程中体积收缩小，相对而言附着力会更稳定。但是双组分热固化型油墨本身耐磨性不及UV固化型油墨。因此本公开通过在油墨中添加一定比例的耐磨助剂，并调整印刷参数来改善双组分热固化型油墨的耐磨性。
下面给出根据本公开的双组分热固化型聚氨酯油墨的具体实施例。
实施例1
主剂中羟基丙烯酸树脂、填充料、耐磨助剂的重量比为：100:30:8；
主剂与固化剂的重量比为：100：25；
其中填充料为钛白粉，耐磨助剂为聚四氟乙烯，固化剂为多异氰酸酯。
实施例2
主剂中羟基丙烯酸树脂、填充料、耐磨助剂的重量比为：100:50:4；
主剂与固化剂的重量比为：100：30；
其中填充料为二氧化硅，耐磨助剂为聚四氟乙烯，固化剂为多异氰酸酯。
实施例3
主剂中羟基丙烯酸树脂、填充料、耐磨助剂的重量比为：100:40:6；
主剂与固化剂的重量比为：100：28；
其中填充料为钛白粉和二氧化硅按重量比2：1的混合物，耐磨助剂为聚四氟乙烯，固化剂为多异氰酸酯。
实施例4
主剂中羟基丙烯酸树脂、填充料、耐磨助剂的重量比为：100:40:8；
主剂与固化剂的重量比为：100：30；
其中填充料为钛白粉和二氧化硅按重量比6：1的混合物，耐磨助剂为聚四氟乙烯，固化剂为多异氰酸酯。
下面给出应用本公开的双组分热固化型聚氨酯油墨在UV高光光油表面进行油墨印刷的具体实施例。图1示出了根据本公开的双组分热固化型聚氨酯油墨在UV高光光油表面进行油墨印刷的方法的流程图。
实施例5
制备油墨：制备上述的双组分热固化型聚氨酯油墨；
移印：以移印的方式，在气压1千克/厘米2、转速3000转/秒的条件下，在UV高光光油表面进行印刷；
烘烤：在60摄氏度的条件下，对印刷在述UV高光光油表面的油墨烘烤150分钟。
其中，印刷模具上凹槽深度为4微米，印刷三次，在UV高光光油表面印刷的图案厚度为12微米。
实施例6
制备油墨：制备上述的双组分热固化型聚氨酯油墨；
移印：以移印的方式，在气压3千克/厘米2、转速1500转/秒的条件下，在UV高光光油表面进行印刷；
烘烤：在85摄氏度的条件下，对印刷在述UV高光光油表面的油墨烘烤100分钟。
其中，印刷模具上凹槽深度为4.5微米，印刷三次，在UV高光光油表面印刷的图案厚度为13.5微米。
实施例7
制备油墨：制备上述的双组分热固化型聚氨酯油墨；
移印：以移印的方式，在气压1.5千克/厘米2、转速2000转/秒的条件下，在UV高光光油表面进行印刷；
烘烤：在75摄氏度的条件下，对印刷在述UV高光光油表面的油墨烘烤120分钟。
其中，印刷模具上凹槽深度为4微米，印刷三次，在UV高光光油表面印刷的图案厚度为12微米。
手机后盖表面上的LOGO和标识小字体是通过在UV高光光油上印刷油墨实现的。因为手机各种使用环境中LOGO和标识小字体会遇到磨摖磨损情况，所以对于油墨有振动耐磨要求，同时LOGO和标识小字体不能有明显的凸起感。因此，采用下述测试实验来验证采用本公开的双组分热固化型聚氨酯油墨在UV高光光油表面印刷的图案的耐磨性能。
测试实验
对采用本公开的双组分热固化型聚氨酯油墨及其印刷方法印刷的手机外壳进行测试实验。
具体实验过程如下：
步骤一，采用
Figure BDA0002302904560000061
R180/530TE 30作为测试设备，其中设备频率设置为50±0.5HZ，振幅等级设置为2。
步骤二，制备颗粒状磨料15升，具体地，按体积比，混合3份RKF 10K(黄色圆柱体)、1份RKK 15P(绿色锥体)。
需要注意的是，新制备的磨料使用前须先带水空磨6小时后才能用于正式测试。并且，在这6小时空磨过程中，每半小时需往机器里面续水0.5升，直至空磨完毕。
另外，每批磨料至多使用50小时(包括6小时的空磨准备时间和44小时的测试使用时间)。
步骤三，在上述振动频率和振动幅度下，将配重与实际手机重量一致的手机外壳放置并完全浸润于制备的颗粒状磨料中，操控测试设备进行翻转
该步骤是模拟手机使用中出现的碰撞、磨摖对手机外壳表面的损伤。在设备翻转中颗粒状磨料对手机外壳的各个部位产生碰撞、磨摖作用，使手机外壳表面的涂层和油墨受到破坏。
需要注意的是，测试前及整个测试过程中，磨料均需保持湿润状态，所以需要在测试前先预加约1000mL水。另外，测试时所使用的清洁剂(
Figure BDA0002302904560000071
detergent FC120)需用水稀释后使用，稀释比为1:50(即，按体积算，1份清洁剂配50份水)。
通过上述测试发现，采用上述的双组分热固化型聚氨酯油墨及使用其进行印刷的方法，在手机壳上印刷的图案能够满足1小时的耐磨要求，而目前大多数手机壳图案只能满足0.5小时的耐磨要求。
由此可以看出，采用本公开的双组分热固化型聚氨酯油墨及其印刷方法，能够在保证印刷图案的附着性的同时，增强印刷图案的耐磨性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围的情况下进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种双组分热固化型聚氨酯油墨，其特征在于，包括主剂和固化剂，所述主剂包括下述组分：羟基丙烯酸树脂、填充料、耐磨助剂；
其中，所述主剂中各组分的重量比为：100:30-50:4-8；
所述主剂与所述固化剂的重量比为：100：25-30。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填充料包括下述一种或多种：钛白粉、二氧化硅。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐磨助剂为聚四氟乙烯。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固化剂为多异氰酸酯。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主剂中羟基丙烯酸树脂、填充料、耐磨助剂的重量比为：100:40:6。
6.一种使用权利要求1-5中任一项所述的双组分热固化型聚氨酯油墨在UV高光光油表面进行油墨印刷的方法，其特征在于，包括：
制备油墨：制备如权利要求1-5中任一项所述的双组分热固化型聚氨酯油墨；
移印：以移印的方式，在气压1-3千克/厘米2、转速1500-3000转/秒的条件下，在所述UV高光光油表面进行印刷；
烘烤：在60-85摄氏度的条件下，对印刷在所述UV高光光油表面的油墨烘烤100-150分钟。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述移印步骤包括：
以移印的方式，在气压1.5千克/厘米2、转速2000转/秒的条件下，在所述UV高光光油表面进行印刷。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述烘烤步骤包括：
在75摄氏度的条件下，对印刷在所述UV高光光油表面的油墨烘烤120分钟。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述UV高光光油表面进行印刷，包括：
使用印刷模具在所述UV高光光油表面印刷，以使印刷图案的厚度为12-13.5微米。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在所述UV高光光油表面进行印刷，包括：
使用印刷模具在所述UV高光光油表面印刷三次，其中，所述印刷模具上凹槽的深度为4-4.5微米。
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