一种水性油墨的喷涂方法及其应用与流程

1.本发明属于油墨喷涂技术领域，具体涉及一种水性油墨的喷涂方法及其应用。


背景技术：

2.voc是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)，普通意义上的voc就是指挥发性有机物；环保意义上的voc特指性质活泼、会产生危害的挥发性有机物。油性油墨采用有机溶剂作为稀释剂，voc含量高，对环境不友好。水性颜色油墨(water
‑
based ink)主要由水溶性树脂、有机颜料、溶剂及相关助剂经复合研磨加工而成，其中溶剂主要是去离子水，因此voc排放基本为0。
3.将3c电子产品玻璃后盖上的油性丝印油墨更换成水性喷涂油墨，更符合低voc的排放标准，也更符合环保的要求。但是，由于水性颜色油墨在玻璃边缘上的表面张力高于其他位置，导致喷涂时非常容易在孔位等边缘处积油。为解决上述问题，相关技术中常采用如下喷涂工艺：
4.首先制备膜片：在pet膜片上进行转印；(在膜片上采用针头滴加z字形状的转印胶路线，将膜片的纹路面覆盖在转印胶上，然后采用滚轮在膜片上进行滚压确保转印胶均匀分布，然后采用15～1800mj/cm2的能量固化转印胶；之后在转印好的产品上镀光学镀，光学镀常采用二氧化硅，五氧化二磷等材料蒸发，以在膜片表面进行物理沉积至纳米厚度；在光学镀完成的产品上印刷盖底黑，采用420目的网纱，印刷一层厚为7～8μm的黑底；将印刷完成的膜片cnc(数控铣床)成手机后盖大小形状；
5.之后处理玻璃盖板：在玻璃正面进行af喷涂(anti finger print)(150℃烘烤30分钟)；喷涂油性侧边遮盖油墨(150℃烘烤30分钟)；
6.膜片与玻璃盖板结合：将膜片正面涂布光学胶，并贴合在玻璃盖板上，放入真空除泡机中进行除泡；最后清洁后包装出货。
7.上述工艺会在盖板贴膜后进行侧边喷涂油性油漆，因此此种方案同样存在比较多的有机溶剂，对环境不友好。此外，还需借助膜片，程序复杂。


技术实现要素：

8.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，本发明提出一种水性油墨的喷涂方法，能够解决水性油墨在基材上出现边缘和孔位积油的问题，还能缩短喷涂工艺、降低成本。
9.本发明的第二方面提供了一种包括上述喷涂方法制备的产物的3c电子产品。
10.根据本发明的一个方面，提出了一种水性油墨的喷涂方法，包括以下步骤：
11.s1.在基材b表面的保护区设置水性感光保护油墨层；
12.s2.在所述基材b表面的非保护区和a表面上进行af喷涂；
13.s3.去除所述水性感光保护油墨层，在所述基材b表面的保护区设置水性颜色油墨层。
14.根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
15.(1)本发明提供的喷涂方法中，采用水性颜色油墨喷涂基材，也能获得与油性油墨相当、甚至更好的涂层效果(包括表观和附着力)，因此可减少油性油墨的使用，减少voc排放。
16.(2)与传统需膜片辅助的喷涂工艺相比，本发明提供的喷涂方法，工艺更简单，良率更高。
17.(3)本发明先在b面的保护区设置水性感光保护油墨层，因此避免了后续af喷涂(防指纹喷涂，通常利用高压将af药液通过喷淋均匀喷涂在产品表面的薄膜技术,水性颜色油墨在其表面附着力低)时污染保护区，进而避免了水性颜色油墨层的附着力不合格的情况；又因为先在保护区设置水性感光保护油墨层，因此af喷涂时可更充分喷涂非保护区的孔位和边缘，避免了水性颜色油墨在非保护区的积油问题。
18.在本发明的一些实施方式中，所述喷涂方法中，所述基材材质包括玻璃和塑料中的至少一种。
19.在本发明的一些实施方式中，步骤s2中，所述非保护区包括边缘区域。
20.在本发明的一些实施方式中，所述边缘区域指距离边缘≤1mm的区域。
21.在本发明的一些实施方式中，所述非保护区还包括孔位区域。
22.在本发明的一些实施方式中，所述孔位区域指孔周围1mm以内的区域。
23.在本发明的一些实施方式中，步骤s1中，所述设置包括以下步骤：
24.a1.在所述基材b面喷涂水性感光保护油墨；
25.a2.对位于所述保护区的水性感光保护油墨进行固化；
26.a3.循环步骤a1～a2后，显影去除位于所述非保护区的水性感光保护油墨。
27.在本发明的一些实施方式中，步骤a1中，所述水性感光保护油墨的喷涂厚度为10～12μm。
28.在本发明的一些实施方式中，步骤a1中所述水性感光保护油墨的颜色包括但不限于蓝色和黑色。
29.在本发明的一些实施方式中，步骤a2中，所述固化包括依次进行的热固化和光固化。
30.在本发明的一些优选的实施方式中，所述热固化的温度为80～100℃。
31.在本发明的一些实施方式中，所述热固化的温度约为100℃。
32.在本发明的一些实施方式中，所述热固化的时间为10～15min。
33.在本发明的一些实施方式中，所述热固化的时间约为10min。
34.在本发明的一些实施方式中，所述光固化中，uv(紫外光)能量为1000～1200mj/cm2。
35.在本发明的一些实施方式中，所述光固化中，uv(紫外光)能量约为1200mj/cm2。
36.在本发明的一些实施方式中，所述光固化中，uv来源为卤素灯。
37.所述光固化的过程中，由于角度问题，光源不能照射到所述非保护区，因此位于所述非保护区的水性感光保护油墨并没有被完全固化。
38.在本发明的一些实施方式中，步骤a3中，所述循环步骤a1～a2的次数≥2次。
39.在本发明的一些优选的实施方式中，步骤a3中，所述循环步骤a1～a2的次数为2
次。
40.所述循环步骤a1～a2的原因是：单层喷涂在所述固化后，所述显影过程中会出现针孔问题；若仅循环一次，同时增加步骤a1中喷涂的厚度，则会因为毛细现象，产生严重的积边问题(边缘积油)。
41.在本发明的一些实施方式中，步骤a3中，所述显影采用的显影液为碳酸钠水溶液。
42.在本发明的一些实施方式中，所述碳酸钠水溶液的浓度为0.9～1.1wt％。
43.在本发明的一些实施方式中，所述碳酸钠水溶液的浓度约为1wt％。
44.在本发明的一些实施方式中，所述显影的压力约为1.5kgf。
45.由于位于所述非保护区的水性感光保护油墨并没有被完全固化，因此可在显影过程中被显影液去除。
46.在本发明的一些实施方式中，步骤s2中，所述af喷涂可以是静态喷涂和动态喷涂中的至少一种。
47.在本发明的一些实施方式中，所述静态喷涂的厚度为30
‑
40nm。
48.在本发明的一些实施方式中，所述静态喷涂的喷涂流量为20
‑
22g/m2。
49.在本发明的一些实施方式中，所述动态喷涂，待喷涂样品(基材)间发生移动。
50.在本发明的一些实施方式中，所述待涂样品的移动速度为8～10mm/s。
51.在本发明的一些实施方式中，所述待涂样品的移动速度约为8mm/s。
52.在本发明的一些实施方式中，所述动态喷涂中，喷头的流量为10～12g/30s。
53.在本发明的一些实施方式中，所述动态喷涂中，喷头的流量约为10g/30s。
54.在本发明的一些实施方式中，所述动态喷涂中，喷头垂直于待喷涂样品运行的方向摆动。
55.在本发明的一些实施方式中，所述摆动的幅度为450～500mm。
56.在本发明的一些优选的实施方式中，所述摆动的幅度约为500mm。
57.在本发明的一些实施方式中，所述摆动的速度为450～550mm/s。
58.在本发明的一些实施方式中，所述af喷涂过程中，喷头的移动速度约为500mm/s。
59.在本发明的一些实施方式中，步骤s2中，所述af喷涂后，需进行烘烤。
60.在本发明的一些实施方式中，所述烘烤的温度为110～120℃。
61.在本发明的一些实施方式中，所述烘烤的温度约为120℃。
62.在本发明的一些实施方式中，所述烘烤的时间为30～40min。
63.在本发明的一些实施方式中，所述烘烤的时间约为30min。
64.在本发明的一些实施方式中，步骤s3中，所述去除，方法为以溶剂进行浸泡。
65.在本发明的一些实施方式中，所述溶剂包括丙酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种。
66.在本发明的一些优选的实施方式中，所述溶剂包括丙酮。
67.在本发明的一些实施方式中，所述浸泡的时间为30～40min。
68.在本发明的一些实施方式中，所述浸泡的时间约为30min。
69.所述溶剂能够去除所述水性感光保护油墨层，但对已经固化的af无损伤。
70.在本发明的一些实施方式中，步骤s3中，所述水性颜色油墨层的设置方法包括依次循环进行喷涂水性颜色油墨和固化步骤。
71.在本发明的一些实施方式中，所述循环进行的次数≥2次。
72.在本发明的一些优选的实施方式中，所述循环进行的次数为3次。
73.所述水性颜色油墨需循环进行喷涂的原因是涂层必须达到一定的厚度方能满足颜色的要求，但是一次喷涂过厚会出现积边等外观问题。
74.在本发明的一些实施方式中，所述喷涂水性颜色油墨，厚度为12～15μm。
75.在本发明的一些实施方式中，所述固化的温度为150～160℃。
76.在本发明的一些实施方式中，所述固化的温度约为150℃。
77.在本发明的一些实施方式中，所述固化的时间为10～20min。
78.在本发明的一些实施方式中，所述固化的时间约为10min。
79.在本发明的一些实施方式中，所述水性颜色油墨的颜色可根据实际情况进行选择，包括但不限于白色、粉色和黑色。
80.由于步骤s3形成的af涂层和水性颜色油墨之间的结合能力很低，因此由于af涂层的保护作用，水性颜色油墨不会在所述非保护区的孔位和边缘位置积存。
81.在本发明的一些实施方式中，所述喷涂方法还包括在步骤s3后，对所得部件进行清洗、检验和包装。
82.在本发明的一些实施方式中，所述清洗的方法为将所得部件放置在平板清洗机台上清洗。
83.在本发明的一些实施方式中，所述清洗的压力为1.5kgf。
84.根据本发明的又一方面，提供了一种3c电子产品，包括所述喷涂方法制备的产物。
85.根据本发明的一种优选的3c电子产品，至少具有以下有益效果：
86.由于本发明提供的喷涂方法，可有效消除产品的积油，因此包括所述喷涂方法制备产物的3c电子产品，更满足消费者对产品外观的要求。
87.在本发明的一些实施方式中，所述3c电子产品包括手机、计算机(computer)和平板电脑(ipad)中的至少一种。
附图说明
88.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
89.图1为本发明实施例1所得玻璃样品的外观图；
90.图2为本发明对比例1步骤t1所得玻璃样品的外观图。
具体实施方式
91.以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
92.实施例1
93.本实施例提供了一种水性油墨的喷涂方法，具体过程为：
94.d1.设置保护油墨层：
95.d1a.在玻璃的b面喷涂11μm厚的黑色水性感光保护油墨；之后将其在100℃放置
10min达到表干，然后在uv能量为1200mj/cm2的卤素灯下进行曝光；
96.d1b.在步骤d1a所得玻璃的b面继续喷涂膜厚为11μm黑色水性感光保护油墨，之后将其在100℃放置10min达到表干，然后在uv能量为1200mj/cm2的卤素灯下进行曝光；
97.d1c.将步骤d1b所得玻璃放置于1wt％的碳酸钠中进行显影，以清洗去除b面侧边、孔位和正面的黑色水性感光保护油墨；
98.d2.喷涂af层：在步骤d1所得玻璃的a面进行af喷涂，其中喷头流量为10g/30s，喷涂幅度为500mm，喷涂速度为500mm/s；放置玻璃的传送带的速度为8mm/s；过程中，侧边、孔位和正面将会被喷涂上af液，喷涂完成后于120℃烘烤30min；
99.d3.去除黑色水性感光保护油墨：将步骤d2所得部件放在丙酮中浸泡30min，步骤d1所得水性感光油墨层会被溶剂退掉，步骤d2所得af液会被保留下来；
100.d4.喷涂颜色油墨：
101.d4a.向步骤d3所得玻璃的b面喷涂厚为14μm的水性油墨喷涂；由于侧边、孔位和a面存在具有高水滴角的af液，因此水性油墨无法附着；
102.d4b.于150℃烘烤步骤d4a所得玻璃10min；
103.d4c.冲服步骤d4a～d4b 3次；
104.d5.清洗：步骤d4所得产品放在平板清洗机台上，施加1.5kgf的压力进行清洗；
105.d6.清洗完成后检验包装。
106.对比例1
107.本对比例制备了一种水性油墨的喷涂方法，具体过程为：
108.t1.喷涂颜色油墨：
109.t1a.向玻璃的b面喷涂厚为14μm的水性油墨喷涂；
110.t1b.于150℃烘烤步骤t1a所得玻璃10min；
111.t1c.重复步骤t1a～t1b 3次；
112.t2.喷涂af层：
113.在步骤t1所得玻璃的a面进行af喷涂，其中喷头流量为10g/30s，喷涂幅度为500mm，喷涂速度为500mm/s；放置玻璃的传送带的速度为8mm/s；过程中，侧边、孔位和正面将会被喷涂上af液，喷涂完成后于150℃烘烤30min。
114.对比例2
115.本对比例制备了一种油性油墨的喷涂方法，具体过程为：
116.t1.喷涂颜色油墨：
117.t1a.向玻璃的b面喷涂厚为14μm的油性油墨；
118.t1b.于150℃烘烤步骤t1a所得玻璃10min；
119.t1c.重复步骤t1a～t1b 3次；
120.t2.喷涂af层：
121.在步骤t1所得玻璃的a面进行af喷涂，其中喷头流量为10g/30s，喷涂幅度为500mm，喷涂速度为500mm/s；放置玻璃的传送带的速度为8mm/s；过程中，侧边、孔位和正面将会被喷涂上af液，喷涂完成后于150℃烘烤30min。
122.试验例
123.本试验例测试了实施例和对比例制备的玻璃样品上涂层的性能。
124.外观性能采用目测法，实施例1所得玻璃样品的外观如图1所示；对比例1～2步骤t1所得样品的外观如图2所示。从图1～2可以看出，实施例1所得玻璃样品的孔位、边缘整齐平滑；对比例1～2所得样品的孔位出现了明显的积油，这种积油将很难通过清洗清洁掉，需要用刀片刮，刀片刮的效果导致成品孔位不整齐，影响外观，还提升了制备成本。
125.本测试例还计算了不同喷涂方法的voc释放量：涂料中voc含量是指在涂料产品中挥发性有机化合物含量，油性油墨voc为每升油墨里有机溶剂质量g/l，水性油墨采用的水作为溶剂，voc为0。
126.喷涂膜厚采用断差仪器测试，积油厚度采用游标卡尺测量；
127.附着力的测试方法参考编号为gb/t 1720
‑
1979(89)的标准文件进行，具体结果如表1所示。
128.表1实施例1和对比例提供的工艺的性能
[0129][0130]
表1结果说明，本发明提供的水性油墨的喷涂方法，可有效缓解玻璃样品边缘积油问题，且所得涂层的附着力为4b，与油性油墨所得漆膜的性能相当，且不包含voc，满足使用要求。
[0131]
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。