CN116478462A - 一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜及其制备方法。该印刷膜按重量份数计包括：低密度聚乙烯60～90份，纤维素5～30份，相容剂2～6份，钛白粉2份，碳酸钙4份。方法包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、相容剂、钛白粉、碳酸钙按一定比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，共混制备LDPE基复合材料，出片时控制温度，使样品成膜取下。本发明制备的印刷膜的表面张力满足印刷要求，与批量生产的环保型聚乙烯印刷膜相比，本发明制备的聚乙烯印刷膜无需添加额外的涂层，印刷膜可以适用于弱溶剂墨水喷绘，喷绘图案清晰、色彩还原且耐水不褪色。

Description

一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜及其制备方法
技术领域
本发明属于印刷材料技术领域，具体是一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜及其制备方法。
背景技术
现在市面上大多的喷绘广告布是由聚氯乙烯(PVC)广告膜与涤纶网布经三层复合机复合而成的。PVC树脂耐候性差，室外使用时经长时间风吹日晒，会分解而产生氯化物，不仅机械强度变差，而且会对自然环境和人体健康造成极大危害。生产环保型广告喷绘基材，取代非环保的PVC复合广告喷绘基材已成为一种趋势。聚乙烯(PE)是分子组成和结构最简单的树脂品种。由于其来源广、无毒、易加工、可重复加工、耐寒、耐湿等优点，在食品、日用品包装印刷中有广泛的用途。研究发现，相比聚氯乙烯灯箱布，由聚乙烯、聚丙烯等无卤代的聚合物为基材可以制作出降低环境污染的塑料打印纸。PE表面相当疏水，PE膜表面通常是100°左右的水接触角，很难将这些疏水性聚合物表面直接与印刷油墨粘合。为了解决这些问题，一般可以通过引入极性官能团来增加聚合物膜的表面能。从PE印刷膜的研究发展来看，目前环保型PE膜已开发成功，并能批量生产，但膜的力学性能和使用性能等仍需进一步提高，关于PE灯箱布的研究也大都是侧重于膜的机械性能和使用寿命。且批量生产的环保型PE膜大都是只能供UV墨水喷绘的产品，需要对膜表面进行电晕处理以提高表面性能，而产品所需要的电晕值下降过快，往往影响喷画质量，这限于目前的设备和技术水平，还一时难以解决。
良好的吸墨性能是灯箱布能呈现出色彩鲜艳、图案清晰的喷绘效果的关键。目前，灯箱布所用喷墨打印墨水按照成分的不同，分为非全固含量墨水和全固含量墨水。其中，非全固含量墨水分为溶剂型墨水、水性墨水；全固含量墨水分为UV墨水和热熔型油墨。UV墨水即紫外光固化墨水，其印刷原理是使用光活性预聚物作为墨水的基料，在紫外光照射下由光引发剂产生自由基引起基料聚合和交联，从而使墨水由液态转为固态，得到稳定的印刷图案。UV墨水可以实现大幅喷墨印刷的大幅印刷、高速打印，能快速固化且不容易在承印物上扩散，因此其性能受到印刷行业的追捧。然而目前我国能自主生产UV墨水的企业还很少，主要还得依靠进口，这就导致UV墨水的成本一直居高不下，而且现时世界上使用最多的还是溶剂型墨水和弱溶剂(ECO)、Latex和水性墨水等。溶剂型墨水一般以有机溶剂为主溶剂，其优势在于能够以较低的成本印刷高耐候性的户外印刷品。溶剂型墨水价格便宜，且对承印物要求不高，可以在诸如纸张、塑料薄膜、不干胶贴膜和织物等无涂层材料上进行直接喷印，利用溶剂型喷墨印刷机打印的印品无需覆膜，既节约时间又降低成本。但溶剂型墨水因含有较多挥发性的有机物质，易造成环境污染，因而使用时受到极大限制。弱溶剂型墨水相对于传统溶剂型墨水，在对油墨性能影响较小的情况下减少了部分可挥发物和有毒有害的有机溶剂，环保且成本低，因而在市场中应用广泛而目前使用弱溶剂型墨水的环保PE膜通过产品再加一个涂层的方法，其喷绘效果基本可以，但相应的增加了多个涂层工序，生产成本上升，产品的市场竞争力下降；而且这种涂层的方法对编织基材的平整度等指标和涂层液及其厚度等要求都很高，又会大幅降低生产效率。
纤维素是植物细胞壁的主要成分，是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50％以上。纤维素是由β-1,4糖苷键连接的脱水葡萄糖单元组成的线性高分子聚合物，化学式为(C6H10O5)n，其中n一般在10000到15000之间。纤维素的每个脱水葡萄糖单元有三3个羟基，因而纤维素理论上有极强的亲水性，宏观接触角研究也证明了这一点。但是纤维素羟基之间有着强大的氢键作用，氢键之间的相互作用力使纤维素形成特定的堆积形态，导致其难溶于水。由于纤维素这种强亲水性而难溶于水的特性，再加上其生物质原料环保易获取，纤维素用于共混改性聚烯烃印刷膜表面性能有较好的应用前景。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供聚乙烯复合印刷膜的表面性能和生产时的免涂层技术，提供一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜及其制备方法。本发明制备的印刷膜的表面张力满足印刷要求，与批量生产的环保型聚乙烯印刷膜相比，本发明制备的聚乙烯印刷膜无需添加额外的涂层，印刷膜可以适用于弱溶剂墨水喷绘，喷绘图案清晰、色彩还原且耐水不褪色。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯50～90份，纤维素1～30份，相容剂0～6份，钛白粉1～3份，碳酸钙1～5份。
更进一步的方案：包括以下重量份数的原料：低密度聚乙烯60～75份，纤维素20～30份，相容剂3～5份，钛白粉2份，碳酸钙4份。
更进一步的方案：包括以下重量份数的原料：低密度聚乙烯64份，纤维素25份，相容剂4份，钛白粉2份，碳酸钙4份。
进一步地，所述纤维素为微晶纤维素。
进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、相容剂、钛白粉、碳酸钙按一定比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在100℃～120℃、5～10rpm下运行10～25min共混制备LDPE基复合材料，出片时控制温度，使样品成膜取下。
更进一步的方案：步骤(2)中辊转子转速为8rpm。
更进一步的方案：步骤(2)中加工时间为20min。
本发明制备的印刷膜的表面张力满足印刷要求，与批量生产的环保型聚乙烯印刷膜相比，本发明制备的聚乙烯印刷膜无需添加额外的涂层，印刷膜可以适用于弱溶剂墨水喷绘，喷绘图案清晰、色彩还原且耐水不褪色。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面将对本发明实施例中的技术方案进行完整地描述，所描述的实施例仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯89份，纤维素5份，钛白粉2份、碳酸钙4份，总重28.01克。
其中，所述纤维素为微晶纤维素。
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、钛白粉、碳酸钙按上述比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在115℃、8rpm下运行20min共混制备LDPE基复合材料，出片时控制辊转子温度为106℃，使样品成膜取下。
实施例2
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯84份，纤维素10份，钛白粉2份、碳酸钙4份，总重29.76克。
其中，所述纤维素为微晶纤维素。
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、钛白粉、碳酸钙按上述比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在115℃、8rpm下运行20min共混制备LDPE基复合材料，出片时控制辊转子温度为106℃，使样品成膜取下。
实施例3
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯79份，纤维素15份，钛白粉2份、碳酸钙4份，总重31.65克。
其中，所述纤维素为微晶纤维素。
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、钛白粉、碳酸钙按上述比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在115℃、8rpm下运行20min共混制备LDPE基复合材料，出片时控制辊转子温度为107℃，使样品成膜取下。
实施例4
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯74份，纤维素20份，钛白粉2份、碳酸钙4份，总重33.78克。
其中，所述纤维素为微晶纤维素。
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、钛白粉、碳酸钙按上述比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在115℃、8rpm下运行20min共混制备LDPE基复合材料，出片时控制辊转子温度为107℃，使样品成膜取下。
实施例5
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯69份，纤维素25份，钛白粉2份、碳酸钙4份，总重36.23克。
其中，所述纤维素为微晶纤维素。
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、钛白粉、碳酸钙按上述比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在115℃、8rpm下运行20min共混制备LDPE基复合材料，出片时控制辊转子温度为108℃，使样品成膜取下。
实施例6
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯64份，纤维素30份，钛白粉2份、碳酸钙4份，总重39.06克。
其中，所述纤维素为微晶纤维素。
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、钛白粉、碳酸钙按上述比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在115℃、8rpm下运行20min共混制备LDPE基复合材料，出片时控制辊转子温度为108℃，使样品成膜取下。
实施例7
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯67份，纤维素25份，相容剂2份、钛白粉2份、碳酸钙4份，总重37.31克。
其中，所述纤维素为微晶纤维素。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、相容剂、钛白粉、碳酸钙按上述比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在115℃、8rpm下运行20min共混制备LDPE基复合材料，出片时控制辊转子温度为108℃，使样品成膜取下。
实施例8
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯66份、纤维素25份、相容剂3份、钛白粉2份、碳酸钙4份，总重37.88克。
其中，所述纤维素为微晶纤维素。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、相容剂、钛白粉、碳酸钙按上述比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在115℃、8rpm下运行20min共混制备LDPE基复合材料，出片时控制辊转子温度为108℃，使样品成膜取下。
实施例9
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯65份、纤维素25份、相容剂4份、钛白粉2份、碳酸钙4份，总重38.46克。
其中，所述纤维素为微晶纤维素。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、相容剂、钛白粉、碳酸钙按上述比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在115℃、8rpm下运行20min共混制备LDPE基复合材料，出片时控制辊转子温度为108℃，使样品成膜取下。
实施例10
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯64份，纤维素25份，相容剂5份、钛白粉2份、碳酸钙4份，总重39.06克。
其中，所述纤维素为微晶纤维素。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、相容剂、钛白粉、碳酸钙按上述比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在115℃、8rpm下运行20min共混制备LDPE基复合材料，出片时控制辊转子温度为108℃，使样品成膜取下。
实施例11
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯63份，纤维素25份，相容剂6份、钛白粉2份、碳酸钙4份，总重39.68克。
其中，所述纤维素为微晶纤维素。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将低密度聚乙烯、纤维素、相容剂、钛白粉、碳酸钙按上述比例混合；(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在115℃、8rpm下运行20min共混制备LDPE基复合材料，出片时控制辊转子温度为108℃，使样品成膜取下。
实施例12
对上述实施例1～11制得的印刷膜进行性能测试，其结果如下表1所示：
表1
从上表可以看出，本发明制备的印刷膜的表面张力满足印刷要求，与批量生产的环保型聚乙烯印刷膜相比，本发明制备的聚乙烯印刷膜无需添加额外的涂层，印刷膜可以适用于弱溶剂墨水直接喷绘，喷绘图案清晰、色彩还原且耐水不褪色。
应当理解，以上借助优化实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，都应当视为属于本发明提交的权利要求书确定的专利保护范围。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，其特征在于，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯50～90份、纤维素1～30份、相容剂0～6份、钛白粉1～3份和碳酸钙1～5份。
2.根据权利要求1所述适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，其特征在于，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯60～75份、纤维素20～30份、相容剂3～5份、钛白粉2份和碳酸钙4份。
3.根据权利要求1所述适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，其特征在于，包括以下重量分数的原料：低密度聚乙烯64份、纤维素25份、相容剂4份、钛白粉2份和碳酸钙4份。
4.根据权利要求1-3任一项所述适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，其特征在于，所述纤维素为微晶纤维素。
5.根据权利要求1-3任一项所述适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
6.一种制备权利要求1～3任一项所述适用于弱溶剂墨水直接喷绘的印刷膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将低密度聚乙烯、纤维素、相容剂、钛白粉和碳酸钙混合；
(2)将混合料投入开放式炼胶机，辊转子在100℃～120℃下运行，共混制备LDPE基复合材料，出片时控制温度，使样品成膜取下。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，步骤(2)中，所述辊转子转速为5～10rpm，运行时间为10～25min。
8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，步骤(2)中，所述出片时控制辊转子温度为106℃～110℃。
9.根据权利要求6所述方法，其特征在于，步骤(2)中，所述辊转子转速为8rpm。
10.根据权利要求6所述方法，其特征在于，步骤(2)中加工时间为20min。
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