一种纸质包装盒凹版印刷工艺的制作方法

本申请涉及凹版印刷技术领域，更具体地说，它涉及一种纸质包装盒凹版印刷工艺。

背景技术：

凹版印刷是使整个印版表面涂满油墨，然后用特制的刮墨机构，把空白部分的油墨去除干净，使油墨只存留在图文部分的网穴之中，再在较大的压力作用下，将油墨转移到承印物表面，获得印刷品。凹版印刷属于直接印刷。印版的图文部分凹下，且凹陷程度随图像的层次有深浅的不同，印版的空白部分凸起，并在同一平面上。

凹版印刷相比于其他印刷方式，具有防伪、使用范围广、印刷质量高、可大批量印刷、墨层后等优点，因此被广泛使用。

但是，凹印完成后，印刷品在使用过程中，容易受外力摩擦而脱落，从而导致印刷品的印刷质量差。

技术实现要素：

为了提高油墨在印刷品上的附着性，提高印刷制品的印刷质量，本申请提供一种纸质包装盒凹版印刷工艺。

本申请提供一种纸质包装盒凹版印刷工艺，采用如下的技术方案：

一种纸质包装盒凹版印刷工艺，包括以下步骤：

s1，将印刷基材表面进行清洁处理，去除印刷基材表面的污染物，得到印刷基材a；

s2，制备油墨；

s3，使用油墨对印刷基材a进行印刷，烘干，得到印刷基材b；

s4，在印刷基材b表面喷涂保护液，得到印刷基材c；

s5，对印刷基材c表面的保护液进行微波固化，形成保护膜，即得印刷成品；

所述s2中，油墨按重量百分数计算，由30-40％的水性聚氨酯树脂乳液、2-4％的醋酸丁酸纤维素、4-6％的纳米氧化物、8-13％的颜料、6-10％的填料、3-5％的分散剂和余量的去离子水组成。

通过采用上述技术方案，本申请的油墨以水性聚氨酯树脂乳液为主要原料，其具有优良的耐磨、耐水、耐化学腐蚀性能，同时，对环境无害。通过使用醋酸丁酸纤维素，可显著提高水性聚氨酯树脂乳液在纸质包装盒印刷基材表面的附着性，二者表现出较好的协同作用，从而使油墨不易脱落，提高了纸质包装盒的印刷质量。本申请通过加入纳米氧化物，进一步提高油墨的耐磨性能，从而减少在使用时因外力摩擦而脱落的情况发生。

通过对印刷基材b表面涂覆保护液，形成保护膜，从而进一步减少了在后期使用过程中，因外力摩擦而造成油墨脱落的情况发生，进一步提高了印刷品的质量。

优选的，所述s2中，油墨按重量百分数计算，由34-38％的水性聚氨酯树脂乳液、2.8-3.6％的醋酸丁酸纤维素、4.8-5.6％的纳米氧化物、10-12％的颜料、7.2-9.2％的填料、3.8-4.6％的分散剂和余量的去离子水组成。

通过采用上述技术方案，通过对油墨中各组分配比进行优化，进一步提高了油墨的耐磨性能，从而使油墨不易脱落。

优选的，所述油墨中，纳米氧化物为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌均具有较好的抗紫外线性，可减少油墨分子中成分的高分子链断裂，减少油墨的老化，从而减少油墨的脱落，从而提高了印刷品的品质。同时，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌还具有很好的表面湿润性，吸附在颜料颗粒的表面，使得油墨的亲油以及润湿性提高，促使油墨的固、液结构达到稳定，提高油墨的印刷适性。

优选的，所述油墨中，纳米氧化物为金红石型纳米二氧化钛。

通过采用上述技术方案，金红石型纳米二氧化钛不仅可以吸收紫外线，还可以反射、散射紫外线，从而明显提高油墨的抗老化性能，使油墨不易脱落，提高印刷品的印刷品质。

优选的，所述油墨中，填料为高岭土、滑石粉、膨润土中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，填料主要起充填作用，配合颜料使用，既可减少颜料用量，降低成本，又可调节油墨的流动性等性质，优选采用上述组分作为填料，使填料与颜料的结合效果好，使油墨体系具有更好的稳定性，从而减少油墨的脱落，提高印刷品的印刷品质。

优选的，所述油墨中，所述分散剂由聚乙烯醇和聚乙二醇按重量比1:(2-3)混合组成。

通过采用上述技术方案，油墨中的分散剂起到促进各原料分散，提高油墨体系稳定性的作用，还可提高油墨的着色力，降低油墨整体的粘度，减少油墨中絮凝的产生，提高油墨的贮藏稳定性，从而减少油墨在印刷后受外力摩擦而脱落的情况发生，提高印刷品的印刷品质。

优选的，所述油墨的制备步骤为：

a，将纳米氧化物、颜料、填料和部分水混合，超声搅拌，得到混合物a；

b，将水性聚氨酯树脂乳液、醋酸丁酸纤维素、分散剂和余量的水混合，搅拌，得到混合物b；

c，将混合物a加入混合物b中，继续搅拌混合，即得。

通过采用上述技术方案，通过分步混合，提高了各原料组分在油墨体系内的分散性，使油墨具有较为均一、稳定的性质，从而提高油墨的附着力和耐磨性能，减少油墨的脱落。通过对纳米氧化物、颜料、填料和部分水进行超声处理，减少了小分子颗粒之间的团聚现象，使纳米氧化物、颜料和填料可以较好的分散并相互填充，提高油墨的着色力和附着力，减少油墨的脱落，从而提高印刷品的印刷品质。

优选的，所述s4中，保护液按重量百分比计算，由30-35％的丙烯酸乳液、10-15％的乙醇、3-5％的成膜助剂、3-5％的分散剂和余量的去离子水混合组成。进一步优选的，所述分散剂为聚乙烯醇。

通过采用上述技术方案，在印刷的过程中，待油墨印刷完毕后，将保护液喷涂至印刷基体表面，后经过微波固化处理后，形成保护膜，从而减少油墨的脱落，提高印刷品的印刷品质。保护液中的丙烯酸乳液为成膜的主要成分，通过配合使用成膜助剂，从而提高丙烯酸乳液的成膜性能，使所形成的保护膜可以较好的附着在印刷品的表面，进一步减少油墨的脱落。

优选的，所述成膜助剂为乙二醇丁醚、二乙二醇单乙醚、丙二醇甲醚中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，加入成膜助剂，不仅可以促进丙烯酸乳液的成膜性能，还可赋予形成的保护膜较好的耐候性、耐磨性等性能，从而减少印刷品的保护膜在使用过程中摩擦破损的情况发生。加入上述的成膜助剂，对丙烯酸乳液的成膜促进作用更好，从而进一步提高保护膜的各项性能，继而减少油墨脱落的情况发生，提高印刷制品的印刷品质。

优选的，所述s5中，微波固化的微波频率为2000-2200mhz，固化时间为3-5min。

通过采用上述技术方案，在上述微波固化条件下，保护液的成膜性能更好，从而提高保护膜的耐磨性，减少油墨的脱落，提高印刷制品的印刷品质。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1.本申请的方法中，油墨以水性聚氨酯树脂乳液和醋酸丁酸纤维素作为原料，二者表现出较好的协同作用，可显著提高油墨在印刷制品表面的附着力，从而使油墨不易脱落，提高印刷制品的印刷品质；

2.本申请的方法，使用油墨对印刷基材进行印刷后，还使用保护液进行保护，在印刷制品表面形成保护膜，从而进一步减少了油墨的脱落，有利于提高印刷制品的印刷品质；

3.本申请的方法中，保护液以丙烯酸乳液作为主要成膜剂，配合乙二醇丁醚等成膜助剂，赋予了保护膜较好的耐磨性能，进一步减少了油墨的脱落，有利于提高印刷制品的印刷品质。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请的各实施例中所用的原料，除下述特殊说明之外，其他均为市售：

水性聚氨酯树脂乳液采自上海贝尔特新材料科技有限公司，牌号pu7201，货号455333；

醋酸丁酸纤维素采自上海迈瑞尔化学技术有限公司，cas号：9004-36-8；

颜料采自采自达威股份，为黑色颜料；

纳米氧化铝采自宣城晶瑞新材料有限公司，型号：jr14w；

纳米二氧化钛采自东莞市弘艺塑胶科技有限公司，牌号r2233；

纳米二氧化硅采自湖北津乐达化工有限公司，cas号：7631-86-9；

纳米氧化锌采自湖北业邦科技有限公司，cas号：1314-13-2；

金红石型纳米二氧化钛采自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，含量≥99.5％，金红石型，cas号：13463-67-7；

矿粉采自灵寿县华硕矿产品加工厂，s95级，货号kzh-05；

高岭土采自石家庄航全矿产品有限公司，325目，等级：一等；

滑石粉采自灵寿县嘉硕建材加工有限公司，200目；

膨润土采自灵寿县嘉硕建材加工有限公司，钠基膨润土；

聚乙烯醇采自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司，货号：y0001550；

聚乙二醇采自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司，cas号：25322-68-3；

丙烯酸乳液采自湖北鑫润德化工有限公司，纯度99％；

乙二醇丁醚采自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司，货号：8015541000；

二乙二醇单乙醚采自上海麦克林生化科技有限公司，货号：d806762；

丙二醇甲醚采自上海麦克林生化科技有限公司，货号：m813163。

制备例

制备例a1

一种油墨，各组分及其相应的重量如表1所示，并通过如下步骤制备获得：

a，将纳米氧化物、颜料、填料和占水总重量50％的水混合，在200r/min的转速下搅拌混合30min，得到混合物a；

b，将水性聚氨酯树脂乳液、醋酸丁酸纤维素、分散剂和余量的水混合，在200r/min的转速下搅拌混合40min，得到混合物b；

c，将混合物a加入混合物b中，在600r/min的转速下搅拌混合20min，即得。

步骤a中，纳米氧化物为纳米氧化铝，填料为矿粉。

步骤b中，分散剂为聚乙烯醇。

制备例a2-a6

一种油墨，与制备例a1的不同之处在于，各组分及其相应的重量如表1所示。

表1制备例a1-a6中各组分及其重量(kg)

制备例a7-a12

一种油墨，与制备例a4的不同之处在于，步骤a中，纳米氧化物的使用情况如表2所示。

表2制备例a4、a7-a12中纳米氧化物的使用情况(kg)

制备例a13-a17

一种油墨，与制备例a12的不同之处在于，步骤a中，填料的使用情况如表3所示。

表3制备例a12-a17中填料的使用情况(kg)

制备例a18-a22

一种油墨，与制备例a17的不同之处在于，步骤b中，分散剂的使用情况如表4所示。

表4制备例a12、a18-a22中分散剂的使用情况(kg)

制备例a23

一种油墨，与制备例a20的不同之处在于，通过如下步骤制备获得：

a，将纳米氧化物、颜料、填料和占水总重量50％的水混合，在20khz的频率下，超声搅拌30min，得到混合物a；

b，将水性聚氨酯树脂乳液、醋酸丁酸纤维素、分散剂和余量的水混合，在200r/min的转速下搅拌混合40min，得到混合物b；

c，将混合物a加入混合物b中，在600r/min的转速下搅拌混合20min，即得。

制备例b1

一种保护液，各组分及其相应的重量如表5所示，并通过如下步骤制备获得：将各组分混合，在200r/min的转速下搅拌30min，即得。

其中，分散剂为聚乙烯醇。

制备例b2-b6

一种保护液，与制备例b1的不同之处在于，各组分及其相应的重量如表5所示，其中，成膜助剂为正丁醇。

表5制备例b1-b6中各组分及其重量(kg)

制备例b7-b11

一种保护液，与制备例b4的不同之处在于，成膜助剂的使用情况如表6所示。

表6制备例b4、b7-b11中成膜助剂的使用情况(kg)

实施例

实施例1

一种纸质包装盒凹版印刷工艺，包括以下步骤：

s1，使用毛刷对印刷基材表面进行清洁处理，去除印刷基材表面的灰尘，得到印刷基材a；

s2，按制备例a1制备油墨；

s3，使用油墨对印刷基材a进行印刷，50℃的温度下烘干2h，得到印刷基材b；

s4，在印刷基材b表面喷涂制备例b1制得的保护液，厚度控制为2mm，得到印刷基材c；s5，对印刷基材c表面的保护液进行微波固化，微波频率为1800mhz，固化时间为2min，形成保护膜，即得印刷成品。

实施例2-33

一种纸质包装盒凹版印刷工艺，与实施例1的不同之处在于，油墨和保护液的使用情况如表7所示。

表7实施例1-33中油墨和保护液的使用情况

实施例34

一种纸质包装盒凹版印刷工艺，与实施例33的不同之处在于，s5中，微波固化的微波频率为2000mhz，固化时间为3min。

实施例35

一种纸质包装盒凹版印刷工艺，与实施例33的不同之处在于，s5中，微波固化的微波频率为2100mhz，固化时间为4min。

实施例36

一种纸质包装盒凹版印刷工艺，与实施例33的不同之处在于，s5中，微波固化的微波频率为2200mhz，固化时间为5min。

实施例37

一种纸质包装盒凹版印刷工艺，与实施例33的不同之处在于，s5中，微波固化的微波频率为2300mhz，固化时间为6min。

对比例

对比例1

一种印刷工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤s2中，油墨的制备过程中，采用同等质量的去离子水代替水性聚氨酯树脂乳液。

对比例2

一种印刷工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤s2中，油墨的制备过程中，采用同等质量的去离子水代替醋酸丁酸纤维素。

对比例3

一种印刷工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤s2中，油墨的制备过程中，采用同等质量的去离子水代替水代替水性聚氨酯树脂乳液和醋酸丁酸纤维素。

对比例4

一种印刷工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤s2中，油墨的制备过程中，采用同等质量的去离子水代替纳米氧化物。

对比例5

一种印刷工艺，与实施例1的不同之处在于，印刷步骤如下：

s1，使用毛刷对印刷基材表面进行清洁处理，去除印刷基材表面的灰尘，得到印刷基材a；

s2，按制备例a1制备油墨；

s3，使用油墨对印刷基材a进行印刷，50℃的温度下烘干2h后，得到印刷基材b；

s4，对印刷基材b进行微波固化，微波频率为1800mhz，固化时间为2min，形成保护膜，即得印刷成品。

性能检测试验

分别取实施例1-37和对比例1-5制得的印刷成品作为测试对象，参照gb/t132177.7-2009《液体油墨附着牢度检验方法》中的方法，测试实施例1-37和对比例1-4制得的印刷成品的油墨附着牢度。

注：油墨附着牢度(％)越大，代表通过上述方法检验后油墨层的剩余格数越多，说明油墨的附着性好。

表8油墨附着牢度测试结果

由表8数据可知，通过本申请实施例1-33中的纸质包装盒凹版印刷工艺印刷获得的印刷成品，在经过油墨附着牢度测试后，油墨附着牢度均达到92％以上，而通过对比例1-5中的印刷工艺印刷获得的印刷成品，在经过油墨附着度测试后，油墨附着牢度相比于实施例中均有明显下降，由此可知，本申请实施例1-33的纸质包装盒凹版印刷工艺可明显提高印刷品的印刷质量，本申请的油墨具有较好的附着性。

实施例1和对比例1-3的区别在于，对比例1中在制备油墨时采用同等质量的去离子水代替水性聚氨酯树脂乳液；对比例2中在制备油墨时采用同等质量的去离子水代替醋酸丁酸纤维素；对比例3中在制备油墨时采用同等质量的去离子水代替水代替水性聚氨酯树脂乳液和醋酸丁酸纤维素，结合表8数据可知，通过实施例1得到的印刷成品的油墨附着牢度远远高于对比例1-3得到的印刷成品的油墨附着牢度，由此表明了，水性聚氨酯树脂乳液和醋酸丁酸纤维素之间在提高油墨附着力方面具有较好的协同促进作用，从而使油墨不易脱落，提高了印刷制品的品质。

实施例1和对比例4的区别在于，对比例4中在制备油墨时没有加入纳米氧化物，结合表8数据可知，对比例4中的印刷品在经过油墨附着度测试后，油墨附着牢度相比于实施例1的印刷品有了明显下降，由此表明了在制备油墨时，加入纳米氧化物可明显提高油墨的附着力。

实施例1和对比例5的区别在于，对比例5中没有进行保护液的喷涂过程，结合表8数据可知，对比例5中的印刷品在经过油墨附着度测试后，油墨附着牢度仅为72.9％，远低于实施例1印刷品的92.3％，由此表明了，在使用油墨印刷完毕后，使用保护液对印刷基材进行喷涂并微波固化形成保护膜后，可明显提高印刷成品的印刷品质，使油墨在后续使用过程中不易脱落。

实施例4和实施例7-12的不同之处在于，油墨的制备过程中，纳米氧化物的使用情况不同，结合表8数据可知，当纳米氧化物为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌中的一种或多种时，制得的油墨的附着性较好，在经过油墨附着度测试后，油墨附着牢度最高可达93.9％，当纳米氧化物为金红石型纳米二氧化钛时，制得的油墨的附着性更好，在经过油墨附着度测试后，油墨附着牢度最高可达94.2％。

实施例12和实施例13-17的区别在于，填料的使用情况不同，有表8数据可知，当填料为高岭土、滑石粉、膨润土中的一种或多种时，制得的油墨附着性较好，在经过油墨附着度测试后，油墨附着牢度最高可达92.5％。

实施例17和实施例18-22的不同之处在于，油墨的制备过程中，分散剂的使用情况不同，结合表8数据可知，当分散剂由聚乙烯醇和聚乙二醇按重量比1:(2-3)混合组成时，制得的油墨具有更好的附着效果，从而提高印刷品的印刷质量。

实施例20和实施例23的区别在于，油墨的制备步骤不同，实施例23中，将纳米氧化物、颜料、填料和占水总重量50％的水混合后，采用超声搅拌处理，结合表8数据可知，实施例23中制得的油墨的附着性远高于实施例20中制得的油墨，说明通过实施例23的印刷方法，可明显减少后期使用过程中油墨的脱落，从而提高了印刷品的印刷质量。

实施例23和实施例24-28的区别在于，印刷过程中使用的保护液不同，实施例23中所使用的保护液不包含成膜助剂，结合表8数据可知，实施例24-28印刷得到的印刷成品在经过油墨附着度测试后，油墨附着牢度均高于实施例23中印刷成品的油墨附着牢度，由此表明了通过在保护液中添加成膜助剂，可明显提高印刷品的印刷品质，使油墨不易脱落，分析其原因是由于，通过加入成膜助剂，提高了丙烯酸乳液的成膜性能，从而提高保护膜的耐磨性能，继而减少了油墨在使用过程中的脱落。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。