水性印版用组合物、水性印版用涂料、水性印版及其制备方法和平版印刷系统及其应用与流程

本发明涉及印刷领域，具体涉及水性印版用组合物、水性印版用涂料、水性印版及其制备方法和平版印刷系统及其应用。
背景技术：
：印刷业是我国具有重大影响力的产业之一，2015年中国印刷业总产值实现11246.2亿元，产业规模位居全球第二。我国主要的印刷方式是平版印刷，这种印刷方式由于印刷精度高且相关技术成熟而被广泛应用。但是常用的平版印刷往往存在污染环境的问题，它对环境的污染来源于版基制备时电解阳极氧化产生大量废酸废碱、制版时显影定影产生含有害化学成分的废液及含有有机溶剂的印刷油墨引起的有机挥发物(voc)的排放。优化平版印刷方式，减少各个环节产生的污染成为绿色印刷必须迅速解决的问题。由于含有有机溶剂的印刷油墨每年voc的排放量近数十万吨，对大气及人体的危害较大，水性印刷油墨由于其voc排放量低、不影响人体健康及废液易于处理被认为是印刷过程绿色化的关键。但是，目前市场上采用水性印刷油墨的凹印或柔印的印版价格较高，因为相对于印版与印版滚筒是独立的平版印刷来说，凹印或柔印的印版与印版滚筒是一体的，每次更换印版就要更换一个整体。对于平版印刷，每次使用时将印版与印版滚筒组合，更换印版时仅需从印版滚筒上取下印版即可更换，成本较低。然而平版印刷的印版又不适用于水性印刷油墨，因为传统的平版印刷往往需要印版滚筒、橡皮滚筒和压印滚筒，墨路长度较长，而水性印版油墨的粘度较低，在通过该3个滚筒后，墨水量减少较多，经常出现图文墨色不饱满或无墨的现象；而且墨路越长，工艺步骤越多，操作要求越高，挥发有害物质越多，也不够节能。综上，采用传统的平版印刷系统存在污染环境、含有有机溶剂的印刷油墨引起大量的voc的排放；而采用水性印刷油墨虽然voc排放量低，但是传统水性印刷油墨的印版的制备成本较高、每次更换印版将产生较大的资源的浪费；而且传统平版印刷的墨路长度较长，工艺流程步骤较多，操作不够简便。如果仅是将低污染的水性印刷油墨与传统的成本低廉的平版印刷的印版及传统的平版印刷系统简单地结合，在使用水性印刷油墨时经常出现图文墨色不饱满或无墨的现象。技术实现要素：本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种水性印版用组合物、水性印版用涂料、水性印版及其制备方法和平版印刷系统及其应用，本发明通过调整印刷系统的结构、改变印版组成，实现在平版印刷方式中使用水性印刷油墨进行印刷，具有环境友好、印版成本低且节省资源的优点。为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种水性印版用组合物，其中，以该组合物的总重量为基准，该组合物含有10～50重量％的硅橡胶、0.01～5重量％的固化剂、10～60重量％的烷基硅和5～79.99重量％的有机溶剂。本发明第二方面提供了一种水性印版用涂料，其中，该涂料由上述的水性印版用组合物经固化制得，固化温度为50～100℃，固化时间为0.5～1天。本发明第三方面提供了一种水性印版，其中，该印版包括：基底层、在所述基底层上依次层叠的底涂层和图文层，其中，所述底涂层为上述的水性印版用组合物经固化制得的涂层；所述图文层为含亲水性基团的聚合物层。本发明第四方面提供了一种上述的水性印版的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)在基底层上涂覆上述的水性印版用组合物并进行第一固化形成底涂层；(2)在所述底涂层上涂覆含亲水性基团的聚合物并进行第二固化形成图文层。本发明第五方面提供了一种平版印刷系统，该平版印刷系统包括墨槽、刮刀、印版滚筒、压印滚筒；其中，在印版滚筒的外表面上贴合上述的水性印版，并设置夹板用于固定所述水性印版；在压印滚筒上设置夹板凹槽；其中，将水性印版浸入墨槽吸附水性印刷墨水，用刮刀除去水性印版上多余的墨水；转动所述印版滚筒将吸附水性印刷墨水的水性印版接触承印物的正面，同时转动所述压印滚筒接触承印物的背面并施加压力，使承印物的正面印刷上图文信息；所述夹板随所述印版滚筒的转动落入所述夹板凹槽，再随着所述印版滚筒的转动，所述夹板离开所述夹板凹槽。本发明第六方面提供了一种上述的平版印刷系统在水性印刷油墨中的应用。通过上述技术方案，实现了在平版印刷中使用水性印刷油墨进行印刷，无需使用排放较多voc的含有有机溶剂的印刷油墨，使用的水性印刷油墨voc排放量低、不影响人体健康及废液易于处理，且印刷效果好，墨色饱满且无缺墨现象。通过上述技术方案，可以缩短胶印墨路长度，即由印版滚筒和压印滚筒替代了现有技术的印版滚筒、橡皮滚筒和压印滚筒，减少了工艺流程步骤，更加节能，减少voc的排放。通过上述技术方案，每次更换印版，仅需更换印版滚筒外表面的印版即可，无需更换整体，更加节约资源，也将大大降低成本。附图说明图1是平版印刷系统的结构示意图。附图标记说明1、墨槽2、刮刀3、印版滚筒4、水性印版5、压印滚筒6、夹板7、夹板凹槽8、承印物具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明提供了一种水性印版用组合物，其中，以该组合物的总重量为基准，该组合物含有10～50重量％的硅橡胶、0.01～5重量％的固化剂、10～60重量％的烷基硅和5～79.99重量％的有机溶剂。进一步地，可以根据需要，以该组合物的总重量为基准，该组合物含有10～50重量％的硅橡胶、0.01～5重量％的固化剂和10～60重量％的烷基硅烷基硅，余量为有机溶剂。在本发明中，所述硅橡胶的粘度为1000～80000厘泊。该粘度为常温下的粘度。在本发明中，所述固化剂为正硅酸乙酯、硅氮聚合物、二月桂酸丁基锡、二月桂酸二丁基锡、含氢硅油和氯铂酸中的一种。在本发明中，所述烷基硅如式(1)所示：其中，式中r1、r2、r3、r4可以各自独立地为c1～c10的烷基或芳基，优选地，r2、r3、r4相同，例如，r2、r3、r4均为c1、c2、c3、c5、c7、c10。具体地，烷基硅可以如式(2)、式(3)、式(4)所示。在本发明中，所述有机溶剂可以选自醇、酮、醚、酯和烃中的至少一种。在优选的情况下，所述醇选自c5以下的一元醇、二元醇或三元醇，例如可以为乙二醇、乙醇、丙二醇、丙三醇。在优选的情况下，所述酮为丙酮、丁酮、环己酮、n-甲基吡咯烷酮和n-乙基吡咯烷酮中的至少一种。在优选的情况下，所述醚为乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单正丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇二甲醚和丙二醇二乙醚中的至少一种。在优选的情况下，所述酯为乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。在优选的情况下，所述烃为正庚烷、正己烷、甲苯和二甲苯中的至少一种。本发明还提供了一种水性印版用涂料，其中，该涂料由上述的水性印版用组合物经固化制得，固化的温度和时间可以根据需要而定，无需特别限定。在本发明优选的情况下，固化温度为50-100℃，例如可以为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃以及这些数值中的任意两个所构成的范围中的任意值。在本发明优选的情况下，固化时间为0.5～1天，例如可以为0.5天、0.6天、0.8天、1天以及这些数值中的任意两个所构成的范围中的任意值。本发明还提供了一种水性印版，该印版包括：基底层、在所述基底层上依次层叠的底涂层和图文层，其中，所述底涂层为上述的水性印版用组合物经固化制得的涂层；所述图文层为含亲水性基团的聚合物层。在本发明中，所述基底层可以为本领域常规的基板形成的基底层，基板可以为铝板、铝合金板、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)板、聚碳酸酯板。在本发明中，所述底涂层的固化条件，可以与上述的水性印版用涂料的固化条件相同，以能够实现固化为目的，对于具体的固化条件无特别的限制。在本发明中，所述含亲水性基团的聚合物层由聚乙二醇、聚乙二醇缩甲醛、聚乙二醇缩丁醛、聚丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸丁酯和聚氨酯中的至少一种形成。在本发明中，所述基底层为载体。在本发明中，所述底涂层疏水性印刷油墨。在本发明中，所述图文层亲水性印刷油墨。在本发明中，所述的基底层的厚度为0.15～0.60mm，优选为0.20～0.40μm。在本发明中，所述的底涂层的涂覆厚度为5～100μm，优选为10～80μm，更优选为10-50μm。在本发明中，所述的图文层的厚度为5～1000μm，优选为10～800μm，更优选为10-500μm。本发明还提供了一种上述水性印版的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)在基底层上涂覆上述的水性印版用组合物并进行第一固化形成底涂层；(2)在所述底涂层上涂覆含亲水性基团的聚合物并进行第二固化形成图文层。在本发明中，在步骤(1)中，所述底涂层的固化条件，可以与上述的水性印版用涂料的固化条件相同，以能够实现固化为目的，对于具体的固化条件无特别的限制。在本发明中，在步骤(2)中，所述图文层的形成方法为本领域常规的形成方法，可以但不限于喷墨打印、感光成像方法。在喷墨打印或涂布感光层前，将底涂层进行等离子溅射处理100～300秒，喷墨打印或感光成像之后，在100～200℃下固化。喷墨打印或感光成像方法为本领域常规的方法。在本发明中，在步骤(2)中，所述底涂层的固化条件包括以能够固化为目的，无特别限定。在本发明优选的实施方式中，固化温度为100～200℃，固化时间为0.5～2小时。本发明还提供了一种平版印刷系统，如图1所示，该平版印刷系统包括墨槽1、刮刀2、印版滚筒3、压印滚筒5，其中，在印版滚筒3的外表面上贴合上述的水性印版4，并设置夹板6用于固定所述水性印版5；在压印滚筒5上设置夹板凹槽7。在本发明中，所述墨槽用于盛放印刷用水性印刷墨水。在本发明中，将水性印版4浸入墨槽1吸附水性印刷墨水，用刮刀2除去水性印版4上多余的墨水；转动所述印版滚筒3将吸附水性印刷墨水的水性印版4接触承印物8的正面，同时转动所述压印滚筒5接触承印物8的背面并施加压力，使承印物8的正面印刷上图文信息；所述夹板6随所述印版滚筒3的转动落入或脱离所述夹板凹槽7，再随着所述印版滚筒3的转动，所述夹板6离开所述夹板凹槽7。根据本发明的一种实施方式，水性印版4的图文层吸收水性印刷油墨，用于印刷图文信息，水性印版4的底涂层不吸收水性印刷油墨。在本发明优选的情况下，刮刀2将所述水性印版4上多余墨水刮回至墨槽1中。在本发明中，所述刮刀的材质可以为金属或非金属。所述金属可以是不锈钢、铝、铜和铝合金中的一种。所述非金属可以是聚异戊二烯、硅橡胶、聚氨酯、环氧树脂、聚酯、聚氯乙烯和聚四氟乙烯中的一种。在本发明中，刮刀的刀片厚度可以为0.1～1mm，优选为0.1～0.5mm，较优选为0.1～0.25mm，更优选为0.15～0.2mm。在本发明优选的情况下，刮刀2为气动控制，更为安全可靠。在本发明优选的情况下，夹板凹槽7的大小与夹板6的大小相匹配，夹板凹槽7的深度与夹板6的高度相一致。因为夹板6在印版滚筒3上固定水性印版4后，形成了凸起，在印版滚筒3上的凸起转动到压印滚筒的时候，保证印版滚筒3和压印滚筒5相互顺利通过。在本发明优选的情况下，印版滚筒3与压印滚筒5同时转动，夹板6随印版滚筒3的转动落入夹板凹槽7，再随着印版滚筒3的转动，夹板6离开夹板凹槽7。本发明还提供了一种上述的平版印刷系统在水性印刷油墨中的应用，印刷的产品墨色饱满，无缺墨现象。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，水性印刷墨水购于天津市云龙油墨有限公司的凹印墨水。通过上四开印刷机(德国海德堡)印刷，计算耐印数。通过爱色丽公司的icplate2型号的印版检测仪，对产品的线分辨率进行检测。实施例1实施例1-5用于说明本发明的方法。(1)制备水性印版制备水性印版用组合物：以该组合物总重量为基准，该组合物含有10重量％的粘度为80000厘泊的硅橡胶，0.01重量％的二月桂酸丁基锡、60重量％的如式(2)所示的烷基硅及29.99重量％的n-甲基吡咯烷酮，准备四开的铝合金板作为基底层，厚度为0.20mm，在其上涂覆上述的水性印版用组合物，涂覆厚度为10μm，50℃下固化1天，得到底涂层。然后将底涂层进行等离子溅射处理100秒，通过喷墨打印的方法形成由聚乙二醇缩甲醛形成的图文层，图文层的厚度为500μm，100℃下固化2小时。得到水性印版4。(2)安装图1所示的平版印刷系统该平版印刷系统包括墨槽1、刮刀2、印版滚筒3、压印滚筒5；其中，在印版滚筒的外表面上贴合步骤(1)制备的水性印版4，并设置夹板6用于固定所述水性印版4；在压印滚筒5上设置夹板凹槽7，承印物8。其中，刮刀的材质为不锈钢，厚度为0.15mm，刮刀2为气动控制。(3)印刷操作将水性印版4浸入墨槽1吸附水性印刷墨水，用刮刀2除去水性印版4上多余的墨水，将其多余的墨水刮回至墨槽1中；转动所述印版滚筒3将吸附水性印刷墨水的水性印版4接触白纸的正面，同时转动所述压印滚筒5接触白纸的背面并施加压力，使白纸的正面印刷上图文信息；所述夹板6随所述印版滚筒3的转动落入所述夹板凹槽7，再随着所述印版滚筒3的转动，所述夹板6离开所述夹板凹槽7。测量该水性印版的耐印力以及印刷产品的线分辨率，结果如下表1所示。实施例2(1)制备水性印版制备水性印版用组合物：以该组合物总重量为基准，该组合物含有50重量％的粘度为1000厘泊的硅橡胶，5重量％的二月桂酸丁基锡、10重量％的如式(3)所示的烷基硅及35重量％的乙二醇，准备四开的铝板作为基底层，厚度为0.4mm，在其上涂覆所述的水性印版用组合物，涂覆厚度为50μm，100℃下固化1天，得到底涂层。然后将底涂层进行等离子溅射处理200秒，然后通过喷墨打印的方法形成由聚乙二醇缩丁醛形成的图文层，图文层的厚度为50μm，200℃下固化0.5小时。得到水性印版4。(2)安装图1所示的平版印刷系统按照实施例1的方法，不同的是刮刀的材质为硅橡胶，厚度为0.2mm。(3)印刷操作按照实施例1的方法制备得到印刷产品。测量该水性印版的耐印力以及印刷产品的线分辨率，结果如下表1所示。实施例3(1)制备水性印版制备水性印版用组合物：以该组合物总重量为基准，该组合物含有40重量％的粘度为15000厘泊的硅橡胶，3重量％的正硅酸乙酯、10重量％的如式(4)所示的烷基硅及47重量％的乙二醇，准备四开的聚碳酸酯板作为基底层，厚度为0.3mm，在其上涂覆所述的水性印版用组合物，涂覆厚度为30μm，60℃下固化0.5天。然后通过感光成像的方法形成由聚丙烯酸形成的图文层，图文层的厚度为10μm，150℃下固化1.5小时。得到水性印版4。(2)安装图1所示的平版印刷系统按照实施例1的方法，不同的是刮刀的材质为聚异戊二烯，厚度为0.15mm。(3)印刷操作按照实施例1的方法制备得到印刷产品。测量该水性印版的耐印力以及印刷产品的线分辨率，结果如下表1所示。实施例4按照实施例1的方法，不同的是：基底层的厚度为0.15mm，底涂层的涂覆厚度为5μm，图文层的厚度为5μm。按照实施例1的方法制备得到印刷产品。测量该水性印版的耐印力以及印刷产品的线分辨率，结果如下表1所示。实施例5按照实施例1的方法，不同的是：基底层的厚度为0.60mm，底涂层的涂覆厚度为100μm，图文层的厚度为1000μm。按照实施例1的方法制备得到印刷产品。测量该水性印版的耐印力以及印刷产品的线分辨率，结果如下表1所示。对比例1按照实施例1的方法，不同的是：以水性印版用组合物的总重量为基准，该组合物含有5重量％的粘度为500厘泊的硅橡胶，10重量％的二月桂酸丁基锡、80重量％的具有式(2)所示结构的烷基硅及5重量％的n-甲基吡咯烷酮。底涂层的涂覆厚度为5μm，120℃下固化0.5天，图文层的厚度为2μm，150℃下固化1小时。测量该水性印版的耐印力以及印刷产品的线分辨率，结果如下表1所示。对比例2按照实施例1的方法，不同的是：以该组合物总重量为基准，该组合物含有60重量％的粘度为100000厘泊的硅橡胶，0.005重量％的二月桂酸丁基锡、5重量％的具有式(2)所示结构的烷基硅及34.995重量％的n-甲基吡咯烷酮。底涂层的涂覆厚度为80μm，120℃下固化0.5天，图文层的厚度为5μm，200℃下固化0.45小时。测量该水性印版的耐印力以及印刷产品的线分辨率，结果如下表1所示。对比例3在实施例1的基础上，仅将实施例1的水性印版3替换为传统的平版印刷用的普通印版。测量该普通印版的耐印力以及印刷产品的线分辨率，结果如下表1所示。实施例4采用传统的平版印刷系统，使用水性印刷油墨。测量该普通印版的耐印力以及印刷产品的线分辨率，结果如下表1所示。表1编号耐印力(张)线分辨率(μm)实施例1990020实施例21100010实施例3980020实施例4800050实施例5780060对比例110055对比例265100对比例350150对比例450120从实施例和表1的结果可以看出，采用本发明提供的组合物能够用于形成水性印版的底涂层，而使用含有该底涂层的水性印版组成的平版印刷系统，可以实现使用水性印刷油墨进行印刷，获得的印版图文中，线的分辨率可达10μm，制备的图文信息完整清晰，墨色饱满，无缺墨现象。同时，采用该平板印刷系统耐印力能够达到7800以上，具有更好的承印的能力。对比例1-4未采用本发明的技术方案，得到的图文信息无法清晰分辨且承印能力差。本发明提供的技术方案实现了可以使用水性印刷油墨的平板印刷，避免了高排放voc的含有有机溶剂的印刷油墨的使用，减低了voc的排放，具有环境友好的优点。而且，采用本发明的技术方案，仅使用印版滚筒和压印滚筒2个滚筒，就可以实现平版印刷，相比于现有使用油墨的平版印刷通常需要印版滚筒、橡皮滚筒和压印滚筒，缩短了胶印墨路长度，节省了工艺流程步骤和系统组成，更加节能，降低制造成本。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。当前第1页12