[發明專利]一種適用于弱溶劑墨水直接噴繪的印刷膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202310353368.5
• 申請日: 2023-04-04
• 公開（公告）號: CN116478462A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 薛鋒;王旭亮;吳曉
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L51/06;C08L1/04;C08K3/22;C08K3/26;C08J5/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林奕聰

本發明公開了一種適用于弱溶劑墨水直接噴繪的印刷膜及其制備方法。該印刷膜按重量份數計包括：低密度聚乙烯60～90份，纖維素5～30份，相容劑2～6份，鈦白粉2份，碳酸鈣4份。方法包括以下步驟：(1)將低密度聚乙烯、纖維素、相容劑、鈦白粉、碳酸鈣按一定比例混合；(2)將混合料投入開放式煉膠機，共混制備LDPE基復合材料，出片時控制溫度，使樣品成膜取下。本發明制備的印刷膜的表面張力滿足印刷要求，與批量生產的環保型聚乙烯印刷膜相比，本發明制備的聚乙烯印刷膜無需添加額外的涂層，印刷膜可以適用于弱溶劑墨水噴繪，噴繪圖案清晰、色彩還原且耐水不褪色。

技術領域

本發明屬于印刷材料技術領域，具體是一種適用于弱溶劑墨水直接噴繪的印刷膜及其制備方法。

背景技術

現在市面上大多的噴繪廣告布是由聚氯乙烯(PVC)廣告膜與滌綸網布經三層復合機復合而成的。PVC樹脂耐候性差，室外使用時經長時間風吹日曬，會分解而產生氯化物，不僅機械強度變差，而且會對自然環境和人體健康造成極大危害。生產環保型廣告噴繪基材，取代非環保的PVC復合廣告噴繪基材已成為一種趨勢。聚乙烯(PE)是分子組成和結構最簡單的樹脂品種。由于其來源廣、無毒、易加工、可重復加工、耐寒、耐濕等優點，在食品、日用品包裝印刷中有廣泛的用途。研究發現，相比聚氯乙烯燈箱布，由聚乙烯、聚丙烯等無鹵代的聚合物為基材可以制作出降低環境污染的塑料打印紙。PE表面相當疏水，PE膜表面通常是100°左右的水接觸角，很難將這些疏水性聚合物表面直接與印刷油墨粘合。為了解決這些問題，一般可以通過引入極性官能團來增加聚合物膜的表面能。從PE印刷膜的研究發展來看，目前環保型PE膜已開發成功，并能批量生產，但膜的力學性能和使用性能等仍需進一步提高，關于PE燈箱布的研究也大都是側重于膜的機械性能和使用壽命。且批量生產的環保型PE膜大都是只能供UV墨水噴繪的產品，需要對膜表面進行電暈處理以提高表面性能，而產品所需要的電暈值下降過快，往往影響噴畫質量，這限于目前的設備和技術水平，還一時難以解決。

良好的吸墨性能是燈箱布能呈現出色彩鮮艷、圖案清晰的噴繪效果的關鍵。目前，燈箱布所用噴墨打印墨水按照成分的不同，分為非全固含量墨水和全固含量墨水。其中，非全固含量墨水分為溶劑型墨水、水性墨水；全固含量墨水分為UV墨水和熱熔型油墨。UV墨水即紫外光固化墨水，其印刷原理是使用光活性預聚物作為墨水的基料，在紫外光照射下由光引發劑產生自由基引起基料聚合和交聯，從而使墨水由液態轉為固態，得到穩定的印刷圖案。UV墨水可以實現大幅噴墨印刷的大幅印刷、高速打印，能快速固化且不容易在承印物上擴散，因此其性能受到印刷行業的追捧。然而目前我國能自主生產UV墨水的企業還很少，主要還得依靠進口，這就導致UV墨水的成本一直居高不下，而且現時世界上使用最多的還是溶劑型墨水和弱溶劑(ECO)、Latex和水性墨水等。溶劑型墨水一般以有機溶劑為主溶劑，其優勢在于能夠以較低的成本印刷高耐候性的戶外印刷品。溶劑型墨水價格便宜，且對承印物要求不高，可以在諸如紙張、塑料薄膜、不干膠貼膜和織物等無涂層材料上進行直接噴印，利用溶劑型噴墨印刷機打印的印品無需覆膜，既節約時間又降低成本。但溶劑型墨水因含有較多揮發性的有機物質，易造成環境污染，因而使用時受到極大限制。弱溶劑型墨水相對于傳統溶劑型墨水，在對油墨性能影響較小的情況下減少了部分可揮發物和有毒有害的有機溶劑，環保且成本低，因而在市場中應用廣泛而目前使用弱溶劑型墨水的環保PE膜通過產品再加一個涂層的方法，其噴繪效果基本可以，但相應的增加了多個涂層工序，生產成本上升，產品的市場競爭力下降；而且這種涂層的方法對編織基材的平整度等指標和涂層液及其厚度等要求都很高，又會大幅降低生產效率。

纖維素是植物細胞壁的主要成分，是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，占植物界碳含量的50％以上。纖維素是由β-1,4糖苷鍵連接的脫水葡萄糖單元組成的線性高分子聚合物，化學式為(C6H10O5)n，其中n一般在10000到15000之間。纖維素的每個脫水葡萄糖單元有三3個羥基，因而纖維素理論上有極強的親水性，宏觀接觸角研究也證明了這一點。但是纖維素羥基之間有著強大的氫鍵作用，氫鍵之間的相互作用力使纖維素形成特定的堆積形態，導致其難溶于水。由于纖維素這種強親水性而難溶于水的特性，再加上其生物質原料環保易獲取，纖維素用于共混改性聚烯烴印刷膜表面性能有較好的應用前景。