一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法
阅读说明：本技术 一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法 (Method for printing water-based ink on shrink film ) 是由 吴伟忠 陈振权 陈立 王丽芬 于 2020-12-23 设计创作，主要内容包括：本发明属于印刷材料的制备技术领域,公开了一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法。该方法包括以下步骤：(1)将水性油墨与稀释剂混合,搅拌,过滤,得滤液,将带有凹槽的印刷版浸入滤液中；(2)然后刮去印刷版的平整部分的水性油墨,再将收缩薄膜压在印刷版上,取出收缩薄膜,印刷保护层材料,烘干；保护层材料包括硝化棉、酯酸、助剂和溶剂。通过对印制工艺的优化,以及在收缩薄膜印刷油墨后涂覆保护层材料,使印刷得到的收缩薄膜中油墨的附着牢度高,耐摩擦性能优异。经测试,收缩薄膜油墨脱落面积低于10％,耐摩擦次数高达125次。(The invention belongs to the technical field of preparation of printing materials, and discloses a method for printing water-based ink on a shrink film. The method comprises the following steps: (1) mixing the water-based ink with a diluent, stirring and filtering to obtain filtrate, and immersing the printing plate with the groove into the filtrate; (2) scraping off the water-based ink on the flat part of the printing plate, pressing the shrink film on the printing plate, taking out the shrink film, printing a protective layer material, and drying; the protective layer material comprises nitrocotton, ester acid, an auxiliary agent and a solvent. By optimizing the printing process and coating a protective layer material after the ink is printed on the shrink film, the adhesion fastness of the ink in the printed shrink film is high, and the friction resistance is excellent. Tests show that the dropping area of the ink of the shrink film is less than 10 percent, and the rubbing resistant times are as high as 125 times.)
技术领域
本发明属于印刷材料的制备技术领域，具体涉及一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法。
背景技术
当前凹版印刷热收缩薄膜都采用溶剂墨印刷，油墨和稀释剂仍需要大量使用酯、醚及正丙酯、异丙醇和正丙醇等类型的挥发性有机溶剂，印刷时产生大量的VOCs(挥发性有机物)排放，不利于环境保护；生产工人长期在充满挥发性有机化学物质的工作环境下，会严重损害神经系统，严重影响身体健康；产品包装上溶剂墨(含大量有机溶剂)中溶剂的残留或迁移，也会引起卫生、安全等问题。因此用水性油墨(用水代替有机溶剂的油墨)替代溶剂墨势在必行。
但是由于水性油墨本身溶解性较差，稳定性不及油性溶剂墨；且收缩薄膜本身厚度较小，要求涂层厚度小，且使用时需要有收缩的过程，如热收缩，更是对水性油墨的印刷工艺提出了更高的要求。
目前，采用水性油墨印刷的收缩薄膜普遍存在附着牢度低、易脱落、耐摩擦性能弱等问题，印刷品的质量无法满足要求。
因此，亟需提供有一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法，印刷得到的收缩薄膜中油墨的附着牢度高，耐摩擦性能优异。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法，印刷得到的收缩薄膜中油墨的附着牢度高，耐摩擦性能优异。
一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法，包括以下步骤：
(1)将水性油墨与稀释剂混合，搅拌，过滤，得滤液，将带有凹槽的印刷版浸入滤液中；
(2)然后刮去印刷版的平整部分(印刷版由平整部分和凹槽组成)的水性油墨，再将收缩薄膜压在印刷版上，取出收缩薄膜，印刷保护层材料，烘干，即可；
所述保护层材料包括硝化棉、酯酸、助剂和溶剂。
优选的，所述保护层材料包括硝化棉10-30份、酯酸10-30份、助剂1-5份和溶剂50-70份。
优选的，所述酯酸为丁酯酸及其盐、丙酯酸及其盐、乙酯酸及其盐。
优选的，所述助剂选自稳定剂、抗氧剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、防霉剂或润滑剂中的至少一种。
进一步优选的，所述助剂为蜡和硅油。
采用硝化棉和酯酸作为保护层材料，硝化棉形成的膜弹性大，与酯酸配合，增强了膜层的韧性，以及耐摩擦性能；同时各组分相容性好，能够与水性油墨迅速相容并附着；在薄膜收缩，尤其是热收缩过程中，成膜快，与油墨结合紧密，能有效防止油墨脱落。
优选的，所述保护层材料的制备方法，包括以下步骤：
优选的，所述保护层材料的制备方法，包括以下步骤：称取硝化棉、酯酸、助剂和溶剂，混合，研磨，过滤，取滤液即为所述保护层材料。
具体的，称取硝化棉、酯酸、助剂和溶剂，混合均匀后导入砂磨机，使用0.1-0.8mm研磨珠，研磨至粒径10-100nm；使用0.35μm PP滤膜过滤，取滤液即为所述保护层材料。
进一步优选的，所述保护层材料的粘度为：在25℃下，3号察恩杯流出时间为13-20秒。调节所述保护层材料的粘度与所述水性油墨的基本保持一致，有利于成膜，以及紧密结合。
优选的，步骤(1)中，所述水性油墨的粘度为：在25℃下，3号察恩杯流出时间为10-20秒；进一步优选的，步骤(1)中，所述水性油墨的粘度为：在25℃下，3号察恩杯流出时间为13-20秒。
优选的，步骤(1)中所述水性油墨与稀释剂的用量比为1：(0.8-1.2)。
优选的，步骤(1)中所述水性油墨，按重量份数计，包括以下组分：水10-30份，乙醇10-30份，水性聚氨酯树脂32-38份，颜料11-13份。
所述颜料为纳米碳酸钙或纳米炭黑和水性彩色颜料。
优选的，步骤(1)中，所述稀释剂为乙醇和/或水。
优选的，步骤(1)中，所述搅拌过程是在40-50转/分钟的搅拌速度下进行的。
优选的，步骤(1)中采用过滤网进行过滤，过滤网的目数为80-120目。
优选的，步骤(1)中，所述喷涂的水性油墨在印刷版上的厚度为30-40μm。
优选的，步骤(1)中，所述保护层材料的厚度为20-50μm；进一步优选的，所述保护层材料的厚度为30-50μm。
优选的，步骤(2)中所述收缩薄膜选自聚酯薄膜(PETG)、聚苯乙烯收缩薄膜(OPS)或聚氯乙烯收缩薄膜(PVC)中的一种，其中聚酯薄膜为单向热收缩型，聚苯乙烯收缩薄膜为定向拉伸型，聚氯乙烯收缩薄膜为热收缩型，与所述印刷方法具有良好适应性。
步骤(2)中将收缩薄膜压在印刷版上的压力为0.1-0.3MPa，将收缩薄膜压在印刷版上的时间为0.1-1秒。
所述的方法在制备包装材料中的应用。
一种包装材料，由上述方法制备得到。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明所述的方法通过对印制工艺的优化，以及在收缩薄膜印刷油墨后涂覆保护层材料，使印刷得到的收缩薄膜中油墨的附着牢度高，耐摩擦性能优异。经测试，所述收缩薄膜油墨脱落面积低于10％，耐摩擦次数大于100次，高达125次。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法，包括以下步骤：
(1)使用前应充分搅动，使桶内WB系列水性油墨均匀一致，水性油墨的粘度范围为15秒(察恩杯3号)。以水性油墨与水的用量比为1:1，在搅拌的条件下向水性油墨中缓慢加入水，切忌大量急骤加入。油墨在50转/分钟的搅拌速度下搅拌，采用过滤网进行过滤，过滤网的目数为90目。油墨传递到浸润在油墨中的版辊上，贮存在带有凹槽的印刷版辊上，水性油墨在印刷版辊上的厚度为40μm；
(2)然后刮去印刷版辊平整部分(印刷版由平整部分和凹槽组成)的水性油墨，再将版辊上的油墨以0.1MPa的压力压印在单向热收缩型聚酯薄膜(PETG)上，印压时间为0.1秒；取出收缩薄膜，印刷保护层材料，薄膜经过在60℃下烘干，烘干用时0.8秒，即可。保护层的厚度为20μm。
上述印刷保护层材料的制备方法如下：称取硝化棉20kg、丙酯酸20kg、蜡1kg、硅油(润滑剂)1kg和乙醇58kg，混合均匀后导入砂磨机，使用0.1-0.8mm研磨珠，研磨至粒径10-100nm；使用0.35μm PP滤膜过滤，取滤液即为保护层材料。
实施例2
一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法，包括以下步骤：
(1)使用前应充分搅动，使桶内WB系列水性油墨均匀一致，水性油墨的粘度范围为15秒(察恩杯3号)。以水性油墨与90％乙醇溶液的用量比为1:1，在搅拌的条件下向水性油墨中缓慢加入90％乙醇溶液，切忌大量急骤加入。油墨在50转/分钟的搅拌速度下搅拌，采用过滤网进行过滤，过滤网的目数为90目。油墨传递到浸润在油墨中的版辊上，贮存在带有凹槽的印刷版辊上，水性油墨在印刷版辊上的厚度为45μm；
(2)然后刮去印刷版辊平整部分(印刷版由平整部分和凹槽组成)的水性油墨，再将版辊上的油墨以0.1MPa的压力压印在单向热收缩型聚酯薄膜(PETG)上，印压时间为0.1秒；取出收缩薄膜，印刷保护层材料，薄膜经过在60℃下烘干，烘干用时0.8秒，即可。保护层的厚度为45μm。
上述印刷保护层材料的制备方法如下：称取硝化棉20kg、丙酯酸20kg、蜡1kg、硅油(润滑剂)1kg和乙醇58kg，混合均匀后导入砂磨机，使用0.1-0.8mm研磨珠，研磨至粒径10-100nm；使用0.35μm PP滤膜过滤，取滤液即为保护层材料。
实施例3
一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法，包括以下步骤：
(1)使用前应充分搅动，使桶内KB系列水性油墨均匀一致，水性油墨的粘度范围为15秒(察恩杯3号)。以水性油墨与水的用量比为1:1，在搅拌的条件下向水性油墨中缓慢加入水，切忌大量急骤加入。油墨在50转/分钟的搅拌速度下搅拌，采用过滤网进行过滤，过滤网的目数为90目。油墨传递到浸润在油墨中的版辊上，贮存在带有凹槽的印刷版辊上，水性油墨在印刷版辊上的厚度为40μm；
(2)然后刮去印刷版辊平整部分(印刷版由平整部分和凹槽组成)的水性油墨，再将版辊上的油墨以0.1MPa的压力压印在聚氯乙烯热收缩薄膜(PVC)上，印压时间为0.1秒；取出收缩薄膜，印刷保护层材料，薄膜经过在60℃下烘干，烘干用时0.8秒，即可。保护层的厚度为30μm。
上述印刷保护层材料的制备方法如下：称取硝化棉20kg、丙酯酸20kg、蜡1kg、硅油(润滑剂)1kg和乙醇58kg，混合均匀后导入砂磨机，使用0.1-0.8mm研磨珠，研磨至粒径10-100nm；使用0.35μm PP滤膜过滤，取滤液即为保护层材料。
实施例4
一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法，包括以下步骤：
(1)使用前应充分搅动，使桶内WB系列水性油墨均匀一致，水性油墨的粘度范围为13秒(察恩杯3号)。以水性油墨与水的用量比为1:0.8，在搅拌的条件下向水性油墨中缓慢加入水，切忌大量急骤加入。油墨在50转/分钟的搅拌速度下搅拌，采用过滤网进行过滤，过滤网的目数为90目。油墨传递到浸润在油墨中的版辊上，贮存在带有凹槽的印刷版辊上，水性油墨在印刷版辊上的厚度为40μm；保护层的厚度为10μm。
(2)然后刮去印刷版辊平整部分(印刷版由平整部分和凹槽组成)的水性油墨，再将版辊上的油墨以0.1MPa的压力压印在单向热收缩型聚酯薄膜(PETG)上，印压时间为0.1秒；取出收缩薄膜，印刷保护层材料，薄膜经过在60℃下烘干，烘干用时0.8秒，即可。
上述印刷保护层材料的制备方法如下：称取硝化棉10kg、丙酯酸30kg、蜡1kg、硅油(润滑剂)1kg和乙醇60kg，混合均匀后导入砂磨机，使用0.1-0.8mm研磨珠，研磨至粒径10-100nm；使用0.35μm PP滤膜过滤，取滤液即为保护层材料。
实施例5
一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法，包括以下步骤：
(1)使用前应充分搅动，使桶内WB系列水性油墨均匀一致，水性油墨的粘度范围为20秒(察恩杯3号)。以水性油墨与乙醇的用量比为1:1.2，在搅拌的条件下向水性油墨中缓慢加入乙醇，切忌大量急骤加入。油墨在50转/分钟的搅拌速度下搅拌，采用过滤网进行过滤，过滤网的目数为90目。油墨传递到浸润在油墨中的版辊上，贮存在带有凹槽的印刷版辊上，水性油墨在印刷版辊上的厚度为40μm；
(2)然后刮去印刷版辊平整部分(印刷版由平整部分和凹槽组成)的水性油墨，再将版辊上的油墨以0.1MPa的压力压印在单向热收缩型聚酯薄膜(PETG)上，印压时间为0.1秒；取出收缩薄膜，印刷保护层材料，薄膜经过在55-60℃烘干，烘干用时0.8秒，即可。保护层的厚度为20μm。
上述印刷保护层材料的制备方法如下：称取硝化棉30kg、丙酯酸10kg、蜡1kg、硅油(润滑剂)2kg和乙醇55kg，混合均匀后导入砂磨机，使用0.1-0.8mm研磨珠，研磨至粒径10-100nm；使用0.35μm PP滤膜过滤，取滤液即为保护层材料。
实施例6
一种在收缩薄膜上印刷水性油墨的方法，包括以下步骤：
(1)使用前应充分搅动，使桶内水性油墨均匀一致，水性油墨的粘度范围为15秒(察恩杯3号)。以水性油墨与水的用量比为1:1，在搅拌的条件下向水性油墨中缓慢加入水，切忌大量急骤加入。油墨在50转/分钟的搅拌速度下搅拌，采用过滤网进行过滤，过滤网的目数为90目。油墨传递到浸润在油墨中的版辊上，贮存在带有凹槽的印刷版辊上，水性油墨在印刷版辊上的厚度为40μm；
上述水性油墨，按重量份数计，包括以下组分：水20份，乙醇20份，水性聚氨酯树脂35份，颜料12份；所述颜料为纳米碳酸钙或纳米炭黑。所述水性油墨可由北京中科丽颜科技发展有限公司提供。
(2)然后刮去印刷版辊平整部分(印刷版由平整部分和凹槽组成)的水性油墨，再将版辊上的油墨以0.1MPa的压力压印在单向热收缩型聚酯薄膜(PETG)上，印压时间为0.1秒；取出收缩薄膜，印刷保护层材料，薄膜经过在60℃下烘干，烘干用时0.8秒，即可。保护层的厚度为30μm。
上述印刷保护层材料的制备方法如下：称取硝化棉20kg、丙酯酸20kg、蜡1kg、硅油(润滑剂)1kg和乙醇58kg，混合均匀后导入砂磨机，使用0.1-0.8mm研磨珠，研磨至粒径10-100nm；使用0.35μm PP滤膜过滤，取滤液即为保护层材料。
实施例7
与实施例1相比，实施例7中水性油墨的粘度值为25秒，其余制备过程与实施例1相同。
实施例8
与实施例1相比，实施例8中保护层材料由硝化棉5kg、丙酯酸35kg、蜡1kg、硅油(润滑剂)1kg和乙醇58kg制得，其余制备过程与实施例1相同。
对比例1
与实施例1相比，对比例1中步骤(2)中未印刷保护层，其余制备过程与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，对比例2中步骤(2)保护层材料中丙酯酸由丙酸替代，其余制备过程与实施例1相同。
产品效果测试
(1)取实施例1-8、对比例1-2制备的印刷品进行油墨附着牢度对比。印刷品中水性油墨的附着牢度采用胶带(胶带的型号为3M600或810)检测的方法，印刷后放置2小时后检测，检测胶带附着印刷品表面的水性油墨，撕下胶带后，不掉色或掉色面积<10％为正常。计算水性油墨的脱落面积比，水性油墨的脱落面积比越小，表明水性油墨的附着牢度越好。
(2)取实施例1-8、对比例1-2制备的印刷品进行油墨耐摩擦性能测试对比。印刷品中水性油墨的耐摩擦性能采用弧形耐摩擦试验机，试验材料印刷面与未印刷的薄膜对摩，摩擦速度为30次/分钟(往复为1次)，在打摩头上放300g砝码，对摩100次以上无明显掉色为合格。记录无明显掉色的摩擦次数。
印刷品测试结果见表1。
表1：印刷品测试结果
从表1可以看出，本发明实施例1-8制备的印刷品表面的水性油墨附着力明显优于对比例1-2制备的印刷品表面的水性油墨附着力。增加了本发明提供的保护层的印刷品表面水性油墨附着力明显优于未增加或改变配方的印刷品。同时，本发明实施例1-8制备的印刷品表面的水性油墨耐摩擦性能明显优于对比例1-2制备的印刷品表面的水性油墨耐摩擦性能。