一种卷烟纸包装印刷品用防水雾、可烫金、UV-LED固化上光油制造技术

一种卷烟纸包装印刷品用防水雾、可烫金、UV‑LED固化上光油，组成为(Wt％)：双酚A环氧丙烯酸酯10‑40，九官能团聚酯丙烯酸酯10‑30，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5‑15；TMPTA5‑15；HDDA10‑50；活性胺3‑10；流平剂0.1‑0.5；混合蜡粉0.5‑2；光引发剂：TPO 1‑6，樟脑醌0.5‑5，N‑[2‑(二甲胺基)乙酯]‑1，8‑萘二甲酰亚胺0.5‑4，8190‑5，4(2)‑ITX0‑5。粘度用蔡恩4号杯测试，60‑120秒，表面张力20‑30Dynes/cm。涂布后分别在中心波长为365～405nm，照度0.5‑1.5W/cm2，距离5mm的LED光照下均可迅速固化。固化膜表面水接触角80°‑120°，动摩擦系数0.05‑0.2，静摩擦系数0.1‑0.3，具有良好的防水雾性能和可烫金性能。

A waterproof mist, bronzing and UV-LED curable varnish for cigarette paper packaging and printing

A kind of cigarette paper packaging print is made of waterproof fog, hot gold, and UV LED curing polish, which consists of (Wt%): bisphenol A epoxy acrylate 10, nine functional polyester acrylate 10, 30, aliphatic polyurethane acrylate 5, 15, TMPTA5 15, HDDA10 50; active amine 3 10; mixing wax 0.1 0.5; mixing wax powder 0.5 Photoinitiator: photoinitiator: TPO 1, 6, camphor 0.5, 5, N [2 (two methylamino) ethyl) 1, 8 naphthalene two methylation 0.5, 0.5, 48190, 5, 4 (2) ITX0 5. The viscosity was measured in the Zeon 4 cup, 60 seconds 120 seconds, and the surface tension was 20 30Dynes/cm. After coating, the center wavelength is 365 to 405nm, and the illumination is 0.5 1.5W/cm2, which can be cured quickly under the LED light of 5mm. The water contact angle, dynamic friction coefficient and static friction coefficient of the cured film are 80 120, 0.05 0.2 and 0.1 0.3 respectively.

【技术实现步骤摘要】
一种卷烟纸包装印刷品用防水雾、可烫金、UV-LED固化上光油
本申请涉及一种卷烟纸包装印刷品用防水雾、可烫金、UV-LED固化上光油，属于印刷材料与

技术介绍
纸包装经过印刷后，常需要在印刷油墨层表面满版涂布一层透明光油，涂布后固化形成透明的涂层，保护印刷墨层，提高印刷品耐水性、耐磨性，以及提高包装印刷品的表面的光泽度或形成特殊表观效果。卷烟纸包装用上光油固化后要求上光油透明度高、无味、光泽感强、干燥迅速、耐化学腐蚀性好、耐光性好、固化膜要具有一定的弹性和柔韧性，对油墨附着力要强，流平性好，膜面平滑，广泛的印后加工适应性(可烫金)以及优异的耐磨性。耐磨性要求必须满足在印刷加工过程中不易被擦花，比如在搬运储存过程中不易被擦花和在烟包自动包装机上不易被擦花。如果印刷品表面上光后的表面层在温度、湿度变化过程中容易形成水雾，则水雾在印刷品表面累积会使被包装物受潮变质。通常，物体温度变化会在物体表面形成水雾。比如，一个带眼镜的人冬天从室内高温迅速走入室外低温，常会在眼镜片上累积形成水雾；又比如，从冰箱中拿出物品，在物品表面会累积形成水雾和水膜。目前防水雾的原理包括：第一：使材料表面亲水，降低其表面能，因亲水材料带有大量亲水基团，可以吸引水分子，雾滴在材料表面可迅速铺展开形成一层水膜减少对光的漫反射而达到防雾目的。这种方法会在纸包装印刷品表面累积水，将导致被包装物受潮，这显然不符合卷烟包装材料。第二：与亲水材料相反，使材料表面疏水，因疏水材料不能被水浸润，雾滴在材料表面容易滚动，理论上可以达到防雾效果。第三：使材料表面温度高于水的露点温度，因水汽不能表面凝结而达到防雾的目的。显然，只有采用第二种方法来防止上光油固化膜表面水雾的形成，也就是上光油固化后形成的固化膜表面水接触角越大越好。卷烟包装常用白卡纸或转移纸作为基材，通过胶印或凹印后，联线上光，上光油固化后常常需要局部烫金图文。烫金过程是将电化铝通过热和压力的作用将一层铝层用胶粘剂粘附在上光油固化膜表面。如果上光油表面过于疏水，则会导致胶粘剂难以牢固的将铝层粘附在上光油固化膜上，导致烫印残缺或完全烫印不上或者烫印牢度不足等质量缺陷。因此，上光油的防水雾要求固化膜表面疏水性能越高越好，而烫金则要求固化膜表面越亲水越好，这是一对矛盾的要求。为了兼顾上光油良好的防水雾形成性能和良好的烫金效果，要求上光油固化后形成的表面层的表面能和表面粗糙度控制在一定的范围之类。本申请通过采用合适的助剂和具有疏水基团的上光油原料控制上光油的表面张力、以及表面动摩擦系数和静摩擦系数在一定的范围，使UV-LED光油固化后的表面具有适当的表面粗糙度、表面能和表面摩擦系数，兼顾纸基印刷品表面上光后防水雾和可烫金性能。上光油是包装印刷品用的重要基础材料之一，按固化方式的不同，上光油可分为油性上光油(溶剂型上光油)、水性上光油和UV(紫外)上光油三类。水性上光油存在干燥慢、容易蹭脏等缺点。UV上光油因快速固化、无溶剂挥发、固化膜性能好而得到广泛的应用。近年来，在UV固化方式发展起来的UV-LED固化技术采用LED发出的365-420nm的光源，取代传统的UV光固化普遍采用的是汞灯、金属卤素灯或准分子灯等光源，对上光油进行辐照，光油在光的作用下进行光聚合反应，从液态转变为固态，即，固化。传统UV固化最常采用低、中、高压汞灯，发光波长都在200-380nm较宽范围内。而UV-LED灯发出的光近似单色光，通常用中心波长描述，其发光波长在中心波长左右20-30nm范围，发光强度与波长之间的关系呈高斯分布。根据LED用波长转换荧光粉和封装方式的不同，尽管都称为UV-LED固化，但有中心波长分别为365nm，385nm，395nm，405nm或420nm等区别。另外，LED发光辐照在光油表面的照度和总体能量密度比传统汞灯弱。因此，其要求光油具有更高的光聚合反应活性。另一方面，光聚合用的预聚物，也称为树脂，活性单体和光引发剂等原材料仍是传统UV固化的原材料，目前尚无与UV-LED配套的原料。光引发剂在光固化过程中起着十分关键的作用，最基本的要求是光引发剂在固化用光源的发光中心波长范围内有吸收才能产生活性基团，引发光聚合反应。目前市场上大多数光引发剂吸收波长都小于365nm，由于UV-LED固化是新技术，目前严重缺乏在365-420波长范围内有强吸收的光引发剂，只有少数传统UV固化用的光引发剂在365-420nm有弱吸收，光引发剂的引发效率不高。由于上述两个原因，导致上光油在UV-LED固化速率慢和固化程度低，光油的UV-LED固化速率远小于印刷速率。为解决这个问题，本申请采用具有低粘度、超多官能团的聚酯丙烯酸预聚物、高反应活性单体、活性胺、以及匹配合适的光引发剂，通过各个组分的协同作用，显著提高了上光油的光聚合反应活性，从而使上光油的UV-LED固化速率与传统胶印、柔印、凹印的印刷速率匹配。并且通过配方调整，兼顾固化膜防水雾和可烫金性能。
技术实现思路
通常上光油用树脂，也称为预聚物，其可反应的官能团数为2个，多的也就是4个、5个或6个官能团。官能团数量越多，光聚合反应活性越大，但同时预聚物粘度越大。制备的印刷品上光油根据上光方式和上光量不同，粘度要求有所不同。对于纸张表面用网纹辊上光，涂布干量通常控制在4-6克/m2。要求粘度用蔡恩4号杯测试为60-120秒。这样，预聚物多官能团粘度大的不利之处在于，必须配套低粘度的活性单体，也称为活性稀释剂。活性单体的粘度仍然与可发生光聚合反应的官能团个数成正比。也就是说，要提高上光油的光聚合反应的速率，通过选择通常用的多官能团预聚物，由于其必须配以低官能团的活性单体，反应速率难以有显著的提高。本申请采用具有9个官能团的聚酯丙烯酸预聚物，其特征的粘度比通常的预聚物小很多，25℃的粘度为300cps，与活性稀释剂的粘度相当，克服了前述粘度大的缺陷，可以大幅度提高所制备光油的光聚合反应速率。本申请采用的另一个预聚物，双官能基环氧丙烯酸酯预聚物，具有很高的化学反应活性，赋予固化膜很高的化学稳定性、硬度和抗刮檫性能。为了进一步提高固化膜的疏水性能，本申请添加了疏水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物。光引发剂在上光油中是关键组份之一。上光油固化完成后，其中残留的紫外光引发剂在一定的条件下，同样也可以发生化学迁移或者通过物理接触，污染包装内的食品，从而对人体的健康造成潜在危害。根据《低迁移UV光引发剂许可使用名单》.《烟用材料许可使用物质名单》(YQ15.4-2012)，《框架纸、卷烟包装纸(条与盒)和封签纸》：正式许可33个+临时许可8个引发剂中选择。光引发剂在LED发出的光照下，吸收光能量，引发光聚合反应，其必须在LED发出的狭窄的光波长范围(20-30nm)内有吸收。本申请采用吸收波长在LED狭窄的中心波长有吸收的光引发剂，配合合适的活性胺，提高了上光油的UV-LED固化速率。根据申请者测试的常用光引发剂的吸收光谱，只有2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、樟脑醌、N-[2-(二甲胺基)乙酯]-1，8-萘二甲酰亚胺、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(819)、4-乙丙基硫杂蒽酮和2-乙丙基硫杂蒽酮在360-420nm范围内有弱吸收，因此，本申本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卷烟纸包装印刷品用防水雾、可烫金、UV‑LED固化上光油，用质量百分数表示为(Wt％)：预聚物：双官能基双酚A环氧丙烯酸酯10‑40，九官能团聚酯丙烯酸酯10‑30，疏水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5‑15；活性单体：三官能三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)5‑15；双官能团1，6‑己二醇二丙烯酸酯(HDDA)10‑50；活性胺：丙烯酸酯化活性胺3‑10；流平剂：聚酯改性的、接枝有丙烯酸官能团的聚二甲基硅氧烷0.1‑0.5；蜡粉：聚四氟乙烯/聚乙烯微粉化混合蜡粉0.5‑2；光引发剂：2，4，6‑三甲基苯甲酰基‑二苯基氧化膦(TPO)1‑6，樟脑醌0.5‑5，N‑[2‑(二甲胺基)乙酯]‑1，8‑萘二甲酰亚胺0.5‑4，双(2，4，6‑三甲基苯甲酰基)氧化膦0‑5，4(2)‑乙丙基硫杂蒽酮0‑5；根据配方准确计量，室温下在不锈钢反应釜中搅拌12小时，转变为无可见固体的溶液，过滤，粘度用活性单体调整，用蔡恩4号杯检测粘度，时间在60‑120秒内，用流平剂调整光油的表面张力介于20至30Dynes/cm之间。

【技术特征摘要】
1.一种卷烟纸包装印刷品用防水雾、可烫金、UV-LED固化上光油，用质量百分数表示为(Wt％)：预聚物：双官能基双酚A环氧丙烯酸酯10-40，九官能团聚酯丙烯酸酯10-30，疏水性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5-15；活性单体：三官能三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)5-15；双官能团1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)10-50；活性胺：丙烯酸酯化活性胺3-10；流平剂：聚酯改性的、接枝有丙烯酸官能团的聚二甲基硅氧烷0.1-0.5；蜡粉：聚四氟乙烯/聚乙烯微粉化混合蜡粉0.5-2；光引发剂：2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)1-6，樟脑醌0.5-5，N-[2-(二甲胺基)乙酯]-1，8-萘二甲酰亚胺0.5-4，双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦0-5，4(2)-乙丙基硫杂蒽酮0-5；根据配方准确计量，室温下在不锈钢反应釜中搅拌12小时，转变为无可见固体的溶液，过滤，粘度用活性单体调整，用蔡恩4号杯检测粘度，时间在60-120秒内，用流平剂调整光油的表面张力介于20至30Dynes/cm之间。2.根据权利要求1所述的一种卷烟纸包装印刷品用防水雾、可烫金、UV-LED固化上光油，其特征是根据合理配方组成，在高反应活性树脂、高活性单体、光引发剂和活性胺以及具有反应基团的流平剂的协同作用下，显著提高了所制备上光油的光聚合反应活性；在中心波长为365、385、395、405nm，照度0.5-15W/cm2，距离5mm的LED光照下均可迅速固化。3.根据权利要求1所述的一种卷烟纸包装印刷品用防水雾、可烫金、UV-LED固化上光油，其特征是，根据合理配方组成，将所制备的光油均匀涂布在80克/m2的转移纸上，涂布量约为4-6克/m2，用LED光源固化后，固化膜表面水接触角介于80°-120°之间，动摩擦系数介于0.050-0.200之间，静摩擦系数介于0.100-0.300之间，纸张表面的固化膜具有良好的防水雾性能和可烫印性能。4.根据权利要求1所述的一种卷烟纸包...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄江伟，毛科林，肖勇，成竹良，蒙瑞强，何迪，李晓丽，许文才，罗世永，
申请(专利权)人：广西真龙彩印包装有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45