UV丝印雪花油墨研究与开发项目报告

一种具有雪花特殊效果LED-UV油墨研究与开发
一、概述本项目的目的意义
UV 丝印油墨是一种印刷品表面处理的特殊工艺,能在印刷品的彩印图案上产生透明立体的图纹,使印刷图案表现新颖高档的装演效果。紫外光固化丝印雪花油墨通过印刷机先将油墨印刷在印刷品的图案表面,再经过引爆起花固化呈现出冬天雪花般的晶莹剔透纹理质感的过程,是结晶、裂变型的特殊工艺油墨。
传统UV丝印雪花油墨利用紫外线作为固化光源在常温下快速交联成膜,一般使用的UV光源主要是高压汞灯、金属卤素灯,具有耗能大、发热量大、易产生臭氧、污染环境等缺点。与传统的UV技术相比,LED-UV技术不产生热量,使用过程中不会产生臭氧,可以节省80~90%能源,光源寿命是传统UV灯10 倍以上,且LED-UV光源可以实现瞬时开关灯,有效提高生产率。
但由于LED-UV固化方式只能发射单一波长的能量,印刷时必须使用能在单一波长下固化的油墨。传统UV丝印雪花油墨在LED-UV光源下干燥困难,没办法正常出纹,目前LED-UV油墨品种相对较少,市场正处于开发和推广阶段。
本项目开发一种具有雪花特殊效果的LED-UV油墨,该油墨和普通UV油墨相比较,具有干燥速度快、附着力好、节能环保等特点,可替代传统型UV丝印雪花油墨,达到节能环保的效果。
本项目的实施可带动传统油墨行业进行技术革新,研发新型环保油墨产品,促进深圳市油墨行业的转型升级,促进绿印刷行业的发展。
二、项目主要研发内容
1、涉及的技术领域:
本项目涉及一种油墨,特别涉及具有雪花特殊效果LED-UV油墨及其制备方法。
2、关键技术
本项目要解决的技术问题是提供一种具有雪花特殊效果LED-UV油墨及其制
备方法,使其在LED-UV光源下快速断裂产生自由基,引发油墨单体的聚合反应,从而彻底完全固化。其关键技术在于:
(1)紫外光固化树脂的选择
紫外光固化树脂是构成油墨连结料的主要成分,油墨的整体性能与树脂性能有密切关系。树脂分子中的官能团、支链结构等直接影响油墨在承印物上的印刷效果。一般情况单一树脂往往满足不了油墨性能的需要,选择合适的几种树脂混合使用效果更佳。
本项目紫外光固化树脂是由改性环氧丙烯酸树脂(FSP2651) (10~20份)、聚酮树脂(7~15份)、六官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(10~17份)组成。
(2)单体活性稀释剂的选择
活性稀释单体的粘度要适中。粘度过大,油墨对承印物润湿性差,不易通过丝网转移到承印物上,会造成印刷困难,印迹缺墨;粘度过小,会造成印迹扩大,致使印刷品线条合并,成为废品。为了使油墨适应各种承印物与工作环境,需要添加单体活性稀释剂来调整油墨的粘度和印刷适性。
活性稀释剂优选选用丙烯酰吗啉(ACMO)、双六丙烯酸酯(DPHA)、3(乙氧基)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP(EO)3TA)的两种或者三种混合。
(3)光引发剂的选择
LED-UV光源发射出的紫外光线波长单一(365nm、375nm和395nm),选择吸收波长在365nm-395nm范围内的光引发剂较为合适。本项目采用的光引发剂选用2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮(JRCure 369)、2-异丙基硫杂蒽酮(JRCure ITX)、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯(JR C u re T PO - L) 和双(2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(Irgacure 819)三种或者四种混合,优选比例ITX:TPO-L:369:819=2:2:1:1。
(4)优化油墨配方设计
通过对油墨的组份设计,提供了一种具有雪花特殊效果LED-UV油墨及其制备方法。该LED-UV油墨主要成份是紫外光固化树脂和活性稀释单体,配以光引发剂、颜料和助剂,使其在LED-UV光源下快速断裂产生自由基,引发油墨单体的聚合反应,从而彻底完全固化。雪花油墨印刷后,经过LED-UV成纹(引爆)和UV光固化两个过程才能形成雪花效果。
重量配比(份)为:紫外光固化树脂27~52份,活性稀释剂30~50份,光引发剂10~16份,颜料0~10份,填料3~8份,助剂1~2份。
3、创新点
该油墨同普通紫外光(UV)油墨相比较,其固化速度基本达到普通UV印刷固化同等程度,在印品上可以使其表面呈现一层薄雪或冰点效果。各项印刷性能完全符合印刷要求,固化后各项性能指标(附着力、耐溶剂、耐摩擦、耐化学性等)和普通UV油墨几乎完全一致,固化后不产生臭氧,固化能耗大幅降低,节能环保。
4、项目涉及的知识产权
(略)
三、本项目的国内外比较、现状及发展趋势
将LED 光源应用在UV 油墨的光固化技术上,最早出现在2008 年Drupa 印刷展上,在2012年Drupa 印刷展上进一步成熟。美国Phoseon 公司和太阳化学公司以及日本NORTI'SU、富士公司等开始大力研究LED 固化技术,与此同时,与LED 固化技术对应的LED 油墨的研究也成为新的发展趋势,并已取得较大的技术进步。
目前,国内对LED 油墨的技术研究也取得了一定的进展,例如济南油墨有限公司公开的发明专利“一种发光二极管光固化油墨”中对油墨的配方描述中,其特征为预聚物采用聚丙二醇二丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,光引发剂为184、369 或1173,仍然采用传统UV 油墨中的预聚物与引发剂。铜陵方正塑业科技有限公司公开的发明专利“一种以LED 为光源的光固化油墨及其制备方法”中对油墨的配方描述中,其特征是通过助剂提高油墨韧性,使油墨分散均匀,维持油墨稳定性等。广州尤特新材料有限公司公开的发明专利“一种LED-UV 光固化的丝印无卤玻璃油墨”中对油墨的配方描述中,其特征为预聚物采用聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯,光引剂为1173(2-羟基-2-甲基苯丙酮)等。除此之外,中钞油墨有限公司公开的发明专利“以LED 为光源的UV 固化号码油墨”、杭华油墨化学有限公司公开的发明专利“一种UV-LED 低能固化油墨”等等,仍然采用传统UV 油墨中的预聚物与引发剂,根据不同类型的印刷油墨(如
胶印、柔印、丝印等)做配方的调整。
近年来,LED-UV固化技术逐渐走向成熟,目前已向个印刷领域拓展,其中,数字印刷是对LED-UV固化技接受度最高的市场领域。此外,柔印和网印市场也正在速吸收这种技术,胶印领域也将逐渐采用LED-UV固化油墨。需要特别指出的是,LED-UV 柔印油墨己经开发成功,为柔印技术供了一种更加灵活的解决方案。不仅如此, LED-UV 固化术在盲文印刷、复合材料、显示器、电子等领域都呈现出了快速增长的态势。
目前LED-UV油墨品种相对较少,本项目开发的具有雪花特殊效果LED-UV 油墨具有干燥速度快、附着力好、节能环保等特点,未来市场空间巨大。
四、项目预期目标
1、预期成果:本项目将制得一种具有雪花特殊效果LED-UV油墨,具有干燥速度快、附着力好、节能环保等特点,可替代传统型UV丝印雪花油墨。
2、产业前景:在国家倡导绿环保的形势下,UV油墨已经成为印刷油墨行业中最具增长潜力的业务领域之一,预计到2021年UV油墨市场规模达到50.05亿元,可见项目产品的产业前景广阔。
3、培养的技术人才:公司注重员工业务能力的培养,定期组织技术培训,通过本项目培养相关技术人员x名,其中技术骨干x名,优秀项目管理人才x 名,技术人才x名。
4、技术指标:
固化时间(xx;
附着力(3M胶带):xx;
柔韧性(正反面对折三次):xx;
耐磨性:xx;
耐热性:xx;
耐光性:xx。
5、经济指标
预计每年为公司创造销售收入xx万元以上。
五、项目实施方案
1、组织管理方式
本项目利用公司自有资金进行自主研发, 由硅氧烷改性环氧树脂合成及其水性防腐涂料的制备方法的研究项目小组具体实施,项目负责人由公司高级工程师担任。项目以研发部为主,市场部配合进行前期的调研,品质部配合产品性能的检测,各个部门相互配合,最终确定项目的顺利完成。
2、实施步骤
(1)组织编写立项申请报告,进行市场调研,撰写行业技术动态分析报告、项目可行性研究报告和项目实施计划方案,落实设备、仪器、原材料采购方向,招标签订采购协议。组织构建项目创新团队,签订各项合作协议,成立项目领导小组,准备相关技术资料。
(3)对定型产品进行现场批量试生产,总结中试结果,出差距;根据不同客户打样反馈回来的信息,优化配方技术,为大批量生产做好准备工作。组织申报发明专利,创立自主知识产权。组织所有研制的成熟新产品,进行市场推广和宣传。
3、成果产业化策略
公司的业务以深圳为总部,珠三角地区为基地,辐射全国,建立了厦门、成都、昆明、西安、昆山、重庆、贵州和郑州、佛山9个办事处。每个服务网点管辖自己所属区域,既分工明确,又相互配合,形成了团结与竞争并存的良好营销格局。今后公司将有计划地增设服务网点,强化销售服务网络建设,在做强主要区域的同时,做大其他区域的市场份额。
4、研发资金的筹集与投入
本项目研发资金全是公司自有资金。本项目20xx年共投入万元,主要用于人员费、材料费及设备费等。
5、知识产权和技术标准的对策措施
公司坚持市场导向,优化知识产权管理的战略机制,无论新技术新产品的研发,还是产品与技术的二次开发,都应积极申请著作权与相关专利,保护公司的创新成果。本项目将采取申请发明专利方式对技术进行知识产权保护。

本文发布于:2024-09-23 00:21:21,感谢您对本站的认可!

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