CN1235989C

CN1235989C - Uv固化的凹版印刷装饰性油墨

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Publication number: CN1235989C
Application number: CN 02111442
Authority: CN
Inventors: 潘治平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2022-04-22
Also published as: CN1380366A

Abstract

本发明涉及一种用于凹版印刷，可产生仿金属蚀刻(麻砂)、折光、皱纹、冰花、珊瑚等各种装饰性图案及立体感很强的UV固化的凹版印刷装饰性油墨，其特征是：由下列组成物及重量百分比构成，低聚物10-50%，活性稀释剂10-40%，光引发剂3-8%，成型剂4.99-46%，阻聚剂0.01-1%，助剂0-5%，所述的低聚物为环氧丙烯酸酯、丙烯酸氨基酯、聚酯/聚醚丙烯酸酯、纯丙烯酸酯类低聚物，所述的助剂为流平剂、消泡剂、分散剂、平滑剂、触变剂，所述的成型剂的细度小于10微米。本发明的优点是UV凹印装饰性油墨很好地降低了氧阻聚，固化速度大为提高，如UV光源为80W/CM×3，在150M/min可以很好固化；能在凹印制版时制成不同效果的网纹，印刷出仿金属蚀刻(麻砂)、折光、皱纹、冰花、珊瑚等不同的图案；储存稳定性好，可超过一年以上。也可以在一个印版中制上多种图案，用一种油墨一次就印刷出多种图案，使印刷品具有很高的艺术性及防伪功能。本发明UV凹印装饰性油墨是非色彩型的，但可以加入颜料或色墨，印出彩色图案。

Description

UV固化的凹版印刷装饰性油墨

技术领域

本发明涉及一种油墨，特别是一种用于凹版印刷，配合凹印制版，可产生仿金属蚀刻(麻砂)、折光、皱纹、冰花、珊瑚等各种装饰性图案及立体感很强的图案的UV固化的凹版印刷装饰性油墨。

背景技术

目前仿金属蚀刻等的装饰性印刷都是采用丝网印刷法，本人在“丝网印刷”2000，6，P26-28的“UV网印装饰性油墨”一文中作了详述。它们在烟、酒、化妆品、保健品等包装中巳大量使用。UV网印装饰性油墨的品种繁多，性能单一，有的使用麻烦，生产能力低。例如，仿金属蚀刻油墨只能用于印刷具有沙面效果的图案，而且油墨有粗、中、细的好多品种，各种印出的效果都不相同。UV网印皱纹油墨需先用低压汞灯，再用中压汞灯进行二次照射固化才能产生皱纹，其辐照条件略有变化，所产生皱纹的图案有明显差别，为此，印刷的均一性很差，无防伪可言。UV网印冰花油墨需用高功率UV灯长时间照射才能产生冰花图案，它的耗能十分高，会把承印物烤坏，生产能力低，废品率十分高，为此至今还无法大量使用。如一个印刷品中包含了砂面、折光、皱纹，冰花等多种图案，则必须进行多次印刷，非但麻烦，而且会产生误差，影响印刷质量。UV油墨在胶印及网印中已得到运用，但由于凹印的速度快，一般都高于100米/秒，最高达到400米/秒，墨层厚，难以彻底固化，在刮刀残留墨层中氧阻聚效应十分突出，固化速度极慢。为此至今除了少量价格极为昂贵的用于印刷钞票UV凹印彩色油墨及UV上光剂外，尚无能太量用于包装等印刷品的UV凹印油墨问世。本人曾检索“化学文摘”从1976年至今，发现凹印油墨中，涉及UV的寥寥无几，早期尚有几篇，例Radiat.Curing 1982.9(3)29-30，32-6，虽谈及UV，主要是电子束(EB)固化，需用气体保护，在UV上无实际使用价值。Am.Inkmaker1977.55(12)25-6，51，所谈及配方的性能根本无法适用于UV印刷的高速运转。以后十多年基本上是空白。在近几年又有少量的文献，例JP 99-124516，实际上是UV上光剂，在凹印印好后，为了保护油墨层而印上该上光剂。WO.0031189，是离子型UV凹印色墨，它解决了让UV凹印油墨一个十分头痛氧阻聚问题，但采用了价格高昂的离子型光引发剂，十分怕水气，至今尚难以实际运用。当然，涉及UV凹印，用于印刷装饰性图案的，未有发现过。

曾尝试用丝网印刷用的UV装饰性油墨用于凹印上。试用了国内外的一些署名公司的油墨，例上海文华科贸有限公司的捷捷牌油墨、中韩合资的上海美浓丝网印刷有限公司的油墨、美丽华油墨涂料有限公司及韩国大养油墨等。其中UV冰花油墨的固化速度十分慢，在丝网印刷中都难以工业化使用，用于高速运转的凹印工艺当然是不可能的。UV皱纹油墨是先用低压汞灯预辐照，再用中压汞灯固化，靠由此造成表面和内层固化时收缩不同而产生皱纹，固化速度也很慢，把它用于凹印，即使先用低压汞灯预辐照，再用中压汞灯固化，也出不了皱纹。UV网印珊瑚油墨是油墨在印刷时会大量产生气泡，聚集在一起，型似瑚瑚，把它用于凹印，出不了气泡，固化速度也太慢了。UV网印折光油墨用于凹印，非但速度不行，而且印出产品图案麻糊，折光效果太差，无法使用。固化速度最快的是UV网印仿蚀刻油墨，但速度也满足不了凹印的需要。另外，还有二大问题也决定了UV网印仿蚀刻油墨不能在凹印中使用：1.油墨中的颗粒会堵版，使凹印无法继续下去；2.印刷质量太差，得不到好的麻砂图案。

发明内容

本发明的目的开创利用印刷速度快，印制品一致性好，墨层厚的凹版印刷法来印刷装饰性图案(专利申请号02111441.2)，发明与之相配套的UV凹印装饰性油墨以解决现有技术中仿金属蚀刻等装饰性图案必须采用丝网印刷法来印刷的缺陷。UV网印装饰性油墨的品种繁多，性能单一，使用麻烦，生产能力低，且其印刷条件略有变化，所产生的图案就有明显差别，印刷的均一性很差，生产能力低，废品率十分高，容易被伪冒仿造。并且一个印刷品中包含了砂面、折光、皱纹，冰花等多种图案，则必须进行多次印刷，非但十分麻烦，还严重影响印刷质量的问题。由于现有的各类油墨都无法用于凹版印刷装饰性图案，专利及文献也无相同的资料可供考，为此必须发明一种新型油墨来满足用凹版印刷法印刷装饰性图案的需要。

本发明的优点是UV凹印装饰性油墨很好地减少了氧阻聚的影响，固化速度大为提高，如UV光源为80W/CM×3，在150M/min可以很好固化。本发明也克服了产生优良麻砂与堵版之间的矛盾。本发明另一大优点是配合凹印制版，用一种油墨可以同时印出多种图案，在凹印制版时制成不同效果的网纹，就可以印刷出仿金属蚀刻(麻砂)、折光、皱纹、冰花、珊瑚等不同的图案，可印刷于金、银卡纸上，也可以印刷于彩色卡纸上，或在白卡纸上先印上彩色层，再用凹印法印刷本油墨。也可以在一个印版中制上多种图案，则可以用一种油墨一次就印刷出多种图案。也可以印刷出隐花，难以仿造，具有良好的艺术效果及防伪效果。利用本油墨的高散射性，高折光性，配合金、银卡纸的高反光性，可以印出立体感很强的图案。凹印的生产效率高，一致性好，可用于印刷大批量的烟、酒、化妆品、保健品等的高档包装。适当调正配比，有的油墨的麻砂好看些，有的折光好看些，但都能在一幅图中同时印出，效果也都不差，有的配方还能产生类似于织锦缎的效果，这样为艺术创作及防伪制造了条件。本发明UV凹印装饰性油墨是非色彩型的，但可以加入颜料或色墨，印出彩色图案。

本发明设计UV固化的凹版印刷装饰性油墨，其特征是：由下列组成物及重量百分比构成，

低聚物 10---50％，

活性稀释剂 10---40％，

光引发剂 3---8％，

成型剂 4.99---46％，

阻聚剂 10.0---1％，

助剂 0---5％，

所述的低聚物为环氧丙烯酸酯、丙烯酸氨基酯、聚酯/聚醚丙烯酸酯、纯丙烯酸酯类低聚物，所述的助剂为流平剂、消泡剂、分散剂、平滑剂、触变剂，所述的成型剂的细度小于10微米。

低聚物中的环氧丙烯酸酯，例Sartomer公司的CN124、CN140等，UCB公司的EB600、EB604、EB616、EB3600、EB3703等，Cognis公司的3016、3049、3660等，目前国产环氧丙烯酸酯的水平提高不少，巳能替代进口的了。丙烯酸氨基酯，它能改善柔软性及附着力，例Sartomer公司的CN945、CN964、CN965、CN972等，UCB公司的EB204、EB205、EB230、EB264等，Cognis公司的6008、6010、6217、6230等。聚酯/聚醚丙烯酸酯，例UCB公司的EB810、EB830、EB524、EB525、EB585等，Cognis公司的5025、5424、5429、5432等。纯丙烯酸酯的齐聚体也可使用。以上几类齐聚体搭配使用较好，用时需综合考虑其反应速度、牢度、柔软性、表面耐擦伤性及成本等。

活性稀释剂为可以参与反应的稀释剂。常用的有TPGDA、TMPTA、HDDA、DDA、PEEA、EOTMPTA、POTMPTA、GPTA、EONPGDA、PONPGDA等，选择活性稀释剂时，特别要注意对人体的危害性，有的稀释剂虽性能很好，价格也低，但对人体的刺激高，易引起过敏，我们坚决不用。

光引发剂选用自由基型的。例651、184、1173、369、500、784、819、907、1000、1300、1700、1800、2959、BP、ITX、CTX、RTX、MBP等。有时还得加入些活化剂，例TEA、EPD、BEA等。米蚩酮与BP相结合，可得到性能相当好，价格最低的配方，但米蚩酮有致癌性，会危害用户健康，我们坚决不用。

成型剂在本油墨中起了十分重要作用，它的细度小于10微米，它既使油墨在凹印时产生饱满的麻砂颗粒和优良的折光条纹，而且对降低氧阻聚也起重要作用。所用的成型剂与一般油墨填料无多大区别，无机的有SO₂、BaSO₂、CaCO₃、Al₂O₃、MgCO₃、TiO₂、滑石粉、高岭土、珠光粉等，有机的有PE、PP、PVC及含氟聚烯烃粉沫等。把它们部份或全部粉碎成1-100nm的纳米粉，由于纳米粉的比表面特别大，由此产生了一些与常规粉剂不同的性能，加入凹印油墨中后，非但时产生装饰性图案有良好的成型作用，而且能较好地降低氧阻聚，大幅度地提高了固化速度。如齐聚体、活性稀释剂、光引发剂、助剂等选用得合适，加入不是纳米的填料也能制造，但不得超过10微米，而且性能不及加入纳米的好。

阻聚剂的作用是提高油墨稳定性，常用的有MEHQ、吩噻嗪、亚甲蓝等，但效果较差，加入后油墨的贮存期只有半年。本发明选用上海文华科贸有限公司产的复合阻聚液，巳销售，型号：阻-1型，用量为0.05-0.5％，加入后油墨贮存期一年以上，有的存放了4-5年，UV油墨性能尚无变化，还能使用。

助剂对UV凹印装饰性油墨的性能有重大影响。加入助剂品种及用量，决定了油墨光泽、成粒型态，也影响油墨附着牢度，表面耐刮伤性等。所用助剂有流平剂、消泡剂、分散剂、平滑剂等，可从BYK公司、Tego公司、Efka公司、DowCorning等公司购得。另外，有时还得加触变剂，例有机膨润土，RHEOX公司产的BENTONE SD-2、SD-3、SD-27等，氢化蓖麻油，RHEOX公司的Thixatrol ST、GST，ICI公司的Thixomen等。下面结合实施例对本发明作详细说明，

具体实施方式

本发明的实施详述如下：

例1

油墨组成：

低聚物 CN140 Sartomer公司产 25千克

CN965 Sartomer公司产 25千克

稀释剂 EOTMPTA Sartomer公司产 20千克

TPGDA Sartomer公司产 16千克

光引发剂 819 Ciba公司产 4千克

2959 Ciba公司产 4千克

成型剂纳米SO₂ 华东理工大学超细材料研究所产 5千克

阻聚剂阻-1 上海文华科贸有限公司产 0.01千克

助剂 BYK-077(消泡剂) BYK公司产 0.5千克

BYK-301(增滑剂) BYK公司产 0.5千克

先用TPGDA及ETMPTA把光引发剂819及2959溶解，再把其他组份加入搅拌均匀。得到乳白色较粘稠的UV凹印装饰性油墨。

由上海运城制版有限公司用激光雕刻法进行凹印制版，版上包含了麻砂、折光、皱纹、珊瑚、冰花等图案(印刷工艺在相关专利中详述)，印刷机为上海紫明机械有限公司产的ZMA90型单张纸凹印机，承印物为上海紫江喷铝包装材料有限公司产的250g/M²喷铝金卡纸，印刷速为5000张/时(120M/min)，UV灯功率为80W/CM×3(已安装在凹印机上)。从凹印机出来立即得到印有麻砂、折光、皱纹、珊瑚、冰花等图案，较为明亮，折光部分闪闪发光，十分好看。油墨表面不粘，附着牢度高，指甲难以刮下。油墨贮存稳定性好，做加速老化试验，80℃下1星期不聚合，按长期研究的经验，该油墨在室温避光下，保存期在1年以上，实际上4-5年还可使用。

例2

油墨组成

低聚物 EB616 UCB公司产 15千克

EB205 UCB公司产 10千克

EB830 UCB公司产 13.5千克

稀释剂 POTPGDA UCB公司产 15千克

PONPGDA UCB公司产 15千克

光引发剂 ITX INTERNATIONAL INC.产 3千克

EPD INTERNATIONAL INC.产 3千克

成型体 TiO₂(纳米) 上海维安新材料研究

中心有限公司 10千克

PE 市售 10千克

阻聚剂阻-1 上海文华科贸有限公司产 0.5千克

助剂 Rad2500(平滑剂) TEGO公司产 1千克

BENTONESD-3 RHEOX公司产 4千克

首先得把从市场上购得的粉状聚乙烯(PE)用液氮深冷后，用高速气流粉碎成纳米粉。配制油墨及印刷的其余操作类似于实例1。但印机改为卷筒凹印机(轮转机)，瑞士Bobst CH-820型印速150M/min。得到印刷品上的麻砂、折光、皱纹、珊瑚、冰花等的图案清晰，饱满，其遮盖率比实施例1的高，表面不粘手，牢度高。80℃加速老化试验，一个月不聚合，按经验知，贮存期可超过4年以上。

例3

低聚物 CN965 Sartomer公司产 10千克

稀释剂 DDA Sartomer公司产 20千克

POTMPTA Sartomer公司产 20千克

光引发剂 1800 Ciba公司产 3千克

成型体滑石粉(5微米) 长兴金石超细

粉体有限公司 46千克

阻聚剂 MEHQ 市售 1千克

油墨配制及印刷同实施例2。印刷车速3000张/时(约70M/min)。印刷在银卡纸上，印后油墨略粘手，能产生麻砂、折光等图案，但除珊瑚效果较好，其余图案均不及例2。如在200g/M²白卡纸上先印上淡绿色底层，再用本油墨用凹印法印上珊瑚图案，十分高雅，可用于茶叶等包装。80℃下保温1天后即开始***，按经验，贮存期为半年。

例4

低聚物环氧-612 上海雷呈化工有限公司 10千克

3016 Cognis公司产 30千克

5025 Cognis公司产 10千克

稀释剂 HDDA 天津化学试剂研究所 10千克

光引发剂 1108 常州华钛化学有限公司 2千克

1030 常州华钛化学有限公司 2千克

成型剂滑石粉上海石粉厂 30千克

PVC 上诲天原化工厂 5千克

阻聚剂阻-1 上海文华科贸有限公司 0.05千克

助剂 Thixomen ICI公司 1千克

把滑石粉与PVC粉碎到10-100nm，其余操作与例1相同。所得印刷物有丝绸感，似织锦缎。如在所制得的油墨中加入5干克深红色的UV油墨，则所出物如红色织锦缎。

例5.

低聚物 CN140 Sartomer公可产 16千克

5432 Cognis公司产 15千克

EB264 UCB公司产 15千克

稀释剂 DDA UCB公司产 20千克

GPTA Sartomer公司产 20干克

光引发剂 819 Ciba公司产 2千克

907 Ciba公司产 2千克

1105 常卅华钛化学有限公司产 2千克

阻聚剂阻-1 上海文华科贸有限公司产 0.05千克

助剂 Bentone SD-3 RHEOX公司产 5千克

432 TEGO公司产 1.5千克

RAD 2500TEGO公司产 1.5千克

操作类似于例1.承印物为220g/M2红色卡纸，印机为上海紫明机械有限公司产ZMA90型单张凹印机，2000张/时(48M/min)，UV灯功率80W×3/CM，能得到美丽的装饰性图案，但固化不足，表面粘手。

Claims

1、UV固化的凹版印刷装饰性油墨，其特征是：由下列组成物及重量百分比构成，

低聚物 10---50％，

活性稀释剂 10---40％，

光引发剂 3---8％，

成型剂 4.99---46％，

阻聚剂 0.01--1％，

助剂 0---5％，所述的低聚物为环氧丙烯酸酯、丙烯酸氨基酯、聚酯/聚醚丙烯酸酯、纯丙烯酸酯类低聚物，所述的助剂为流平剂、消泡剂、分散剂、平滑剂、触变剂，所述的成型剂的细度小于10微米。