紫外光固化喷墨墨水的配方研究

发布时间：2017-04-21 08:10

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【摘要】：紫外光固化喷墨墨水综合了UV固化技术和喷墨打印的优点,具有经济、节能、环保、方便等优势,是印刷油墨的发展趋势,因而具有有很大的发展前景。在Drupa2012上,佳能奥西、施乐、惠普、爱普生等国外公司推出了技术成熟的UV喷墨墨水,而我国在此领域的研究工作还处于初级阶段,国内市场墨水主要依靠进口,价格昂贵,因此对UV喷墨墨水的研究和开发有很重要的现实意义。 本论文利用现代试验设计方法对UV喷墨墨水的配方进行设计,通过大量的复配对比试验,对UV喷墨墨水的原料进行选择、配方进行优化,研究了不同种类及含量的单体、预聚物和光引发剂对UV墨水性能的影响。 (1)用配方均匀设计对混合单体的比例进行优化。对于品红色UV喷墨墨水,当m(EOEOEA):m(NPGDA):m(EO3-TMPTA)=0.657:0.045:0.298时,墨水性能较好；对于蓝色UV喷墨墨水,当m(EOEOEA):m(TMPTA)=0.665:0.335时,墨水性能较好；对于黄色UV喷墨墨水,当m(EOEOEA):m(TPGDA): m(EO3-TMPTA)=0.662:0.078:0.260时,墨水性能较好。 (2)首次用随机布点法研究色浆、预聚物和混合单体之间的基本比例关系。当m(品红色浆)：m(6361-100)：m(单体)=0.080：0.320：0.600时,品红色UV喷墨墨水的性能最佳；当m(蓝色色浆)：m(6361-100)：m(单体)=0.131：0.269：0.600时,蓝色UV喷墨墨水的性能最佳；当m(黄色色浆)：m(6361-100)：m(单体)=0.080：0.320:0.600时,黄色UV喷墨墨水的性能最佳。 (3)用单纯形重心设计研究UV墨水中光引发剂对固化时间的影响。对于品红色UV喷墨墨水,当单一光引发剂TPO含量为14%时,光固化时间小于1.5s;当复配光引发剂m(TPO):m(Irgacure819):m(Irgacure907)=0.418:0.276:0.306时,其含量为11%时,光固化时间最快,小于1.5s。对于蓝色UV喷墨墨水,当单一光引发剂Irgacure819含量为10%时,光固化时间为3s;复配光引发剂m(Irgacure819):m(TPO):m(Irgacure907)=0.315:0.475:0.210时,其含量为12%时,光固化时间最快,小于1.5s。对于黄色UV喷墨墨水,当单一光引发剂TPO含量为12%时,光固化时间为3s；复配光引发剂m(TPO):m(Irgacure184): m(Irgacure907)=0.529:0.139:0.332时,其含量为11%时,光固化时间最快,小于1.5s。 (4)将优化配方后的品红色UV喷墨墨水与进口UVA、UVB墨水进行对比,改变预聚物的种类,测试墨水性能。墨水固化成膜后,分别测试固化膜的硬度、光泽度、耐摩擦性、附着力、耐丙酮和酒精擦拭性、耐酸碱性,结果表明：所制备的墨水在未添加任何助剂的情况下光泽度接近但略低于UVA、UVB墨水;固化膜的硬度与UVA、UVB的固化膜硬度相一致,而且合成的PUA200配成的墨水固化膜硬度最高；UVA、UVB墨水的耐摩擦性较好；所制备墨水的附着力和耐化学腐蚀性与UVA、UVB一样好,但合成的PUA200和PUA400固化膜耐丙酮、酒精擦拭效果较差。
【关键词】：紫外光固化 喷墨墨水 喷墨打印 配方设计 固化膜
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TS802.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 1 绪论11-26
• 1.1 紫外光固化喷墨墨水的研究背景11-12
• 1.2 紫外光固化喷墨墨水的研究概况12-15
• 1.3 数字喷墨印刷15-17
• 1.3.1 喷墨成像原理15-16
• 1.3.2 喷墨印刷的分类16-17
• 1.3.3 喷墨印刷的特点17
• 1.4 紫外光固化机理17-18
• 1.5 紫外光固化喷墨墨水的组成18-23
• 1.5.1 颜料18-19
• 1.5.2 预聚物19-20
• 1.5.3 单体20-22
• 1.5.4 光引发剂22
• 1.5.5 助剂22-23
• 1.6 紫外光固化喷墨墨水的理化性能要求23-24
• 1.6.1 黏度23-24
• 1.6.2 表面张力24
• 1.6.3 光固化时间24
• 1.7 本课题的研究目的及意义24-26
• 2 紫外光固化喷墨墨水的配方设计26-35
• 2.1 主要试验材料26-27
• 2.2 主要试验设备27
• 2.3 墨水性能测试原理及方法27-28
• 2.3.1 黏度测试原理27-28
• 2.3.2 表面张力测试原理28
• 2.3.3 光固化时间测试方法28
• 2.4 配方试验设计28-34
• 2.4.1 单纯形重心设计29-30
• 2.4.2 配方均匀设计30-32
• 2.4.3 随机布点法32-34
• 2.5 研究思路及方案34-35
• 3 紫外光固化喷墨墨水的制备、性能测试与分析35-69
• 3.1 品红色UV喷墨墨水的配方设计、性能测试与分析35-48
• 3.1.1 不同单体对UV墨水性能的影响35-37
• 3.1.2 混合单体的配方设计及性能分析37-41
• 3.1.3 色浆、预聚物及单体组分比确定41-44
• 3.1.4 光引发剂对光固化时间的影响44-48
• 3.2 蓝色UV喷墨墨水的配方设计、性能测试与分析48-56
• 3.2.1 不同单体对UV墨水性能的影响48-50
• 3.2.2 混合单体的配方设计及性能分析50-51
• 3.2.3 色浆、预聚物及单体的组分比确定51-53
• 3.2.4 光引发剂对光固化时间的影响53-56
• 3.3 黄色UV喷墨墨水的配方设计、性能测试与分析56-64
• 3.3.1 不同单体对UV墨水性能的影响56-58
• 3.3.2 混合单体的配方设计及性能分析58-60
• 3.3.3 色浆、预聚物及单体的组分比确定60-61
• 3.3.4 光引发剂对光固化时间的影响61-64
• 3.4 预聚物对UV墨水性能的影响64-66
• 3.5 助剂对UV墨水性能的影响66-67
• 3.6 小结67-69
• 4 紫外光固化喷墨墨水的适印性测试69-72
• 4.1 墨膜的光泽度测试69
• 4.2 墨膜的硬度和耐摩擦性测试69-70
• 4.3 墨膜的附着性和耐化学腐蚀性测试70-71
• 4.4 小结71-72
• 5 结论72-73
• 参考文献73-77
• 附录77-80
• 致谢80-81
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果81

【参考文献】

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本文编号：319906