純水型塑料凹印品紅油墨及其製備方法
2023-05-27 07:52:41 1
純水型塑料凹印品紅油墨及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種純水型塑料凹印品紅油墨及其製備方法，屬於包裝印刷【技術領域】。該油墨包括如下的組成和重量配比：基墨50～56份、調稀樹脂26～30份、去離子水10～16份和聚乙烯醇水溶液5～7份；其中，基墨的組成和重量配比為：紅顏料25～30份、水性丙烯酸樹脂28～33份、去離子水35～40份、消泡劑1.5～2.5份、分散劑1～2份和表面活性劑0.5～1.5份；聚乙烯醇水溶液的組成和重量配比為：聚乙烯醇5～10份、去離子水90～95份。本發明油墨的生產工藝簡單，附著力好，乾燥速度快，流平性好，印刷速度範圍為100～200m/min，印刷適性和印刷性能良好；而且成本低，減少了對大氣環境的汙染，安全環保。
【專利說明】純水型塑料凹印品紅油墨及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種純水型塑料凹印品紅油墨及其製備方法，該油墨為凹版印刷油 墨，屬於包裝印刷【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 目前用凹版印刷方式印刷塑料薄膜的油墨為溶劑型油墨，由於溶劑型油墨含有揮 發性有機溶劑，在油墨生產和印刷過程中會對大氣環境造成汙染，存在易燃易爆的隱患，對 油墨生產人員和印刷機操作人員的健康有不良影響，並會對包裝商品造成汙染，尤其是食 品藥品包裝、兒童玩具等。
[0003] 純水型油墨所用溶劑為水，由於其不含有揮發性溶劑，減少對環境造成汙染，改善 了工作環境，完全消除了溶劑油墨中的有毒有害物質，消除了溶劑油墨對包裝商品的汙染， 是一種"綠色"環保油墨。採用純水型油墨印刷塑料薄膜，環保安全，油墨的附著力好，乾燥 速度快，印刷質量好，成本較低。
【發明內容】
[0004] 本發明提供了一種純水型塑料凹印品紅油墨及其生產方法，該油墨安全、無毒、衛 生、環保。純水型塑料凹印品紅油墨採用凹版印刷方式，可用於BOPP、PET等塑料薄膜的裡 印和表印。油墨的附著力好，乾燥速度快，印刷質量好且生產成本較低。安全指標VOC檢測 符合國標GB/T26395-2011，重金屬檢測符合EN71-3,可滿足食品安全衛生的標準。可替代 溶劑型油墨用於塑料薄膜印刷。
[0005] 為了達到以上目的，本發明採取以下技術方案：
[0006] -種純水型塑料凹印品紅油墨，由紅顏料、樹脂、去離子水、助劑混合製備得到，其 包括如下的組成和重量配比：基墨50?56份、調稀樹脂26?30份、去離子水10?16份 和聚乙烯醇水溶液5?7份；其中，基墨的組成和重量配比為：紅顏料25?30份、水性丙烯 酸樹脂28?33份、去離子水35?40份、消泡劑1. 5?2. 5份、分散劑1?2份和表面活 性劑0. 5?1. 5份；其中聚乙烯醇水溶液的組成和重量配比為：聚乙烯醇5?10份、去離子 水90?95份。
[0007] 優選的，油墨的組分和重量配比為：基墨52?54份、調稀樹脂27?29份、去離子 水11?14份和聚乙烯醇水溶液6?7份；其中，基墨的組成和重量配比為：紅顏料26?28 份、水性丙烯酸樹脂29?32份、去離子水37?39份、消泡劑1. 7?2. 3份、分散劑1. 3? 1. 7份和表面活性劑0. 7?1. 3份；其中聚乙烯醇水溶液的組成和重量配比為：聚乙烯醇 7?9份、去尚子水91?93份。
[0008] 所述的紅顏料為永固紅，顏料有較好的親水性，較高的著色力和透明度。
[0009] 所述的水性丙烯酸樹脂對紅顏料的潤溼性好，在水中的分散性好；所述水性丙烯 酸樹脂可選用天津阿託茲公司生產的AZR樹脂，特點就是對顏料的潤溼性好，在水中的分 散性好，耐磨性好，流動性好，可防止油墨的絮凝沉降。
[0010] 所述的調稀樹脂成膜性好；所述的調稀樹脂可選擇東方亞科力公司生產的 s-2919樹脂（水性丙烯酸樹脂）。該樹脂通過改性處理，有很好的成膜性能，使用含有 s-2919樹脂的油墨在塑料上印刷，能顯著的提高油墨的乾燥速度和附著牢度。
[0011] 所述的消泡劑為聚醚矽氧烷共聚合物。
[0012] 所述的分散劑為含顏料親和基團的共聚物水溶液，濃度即活性物含量為40重 量％。
[0013] 所述的表面活性劑為兩種，一種是聚矽氧烷-聚醚共聚物，另一種是矽氧烷雙效 界面活性劑。水性油墨的表面張力較高，而基材塑料的表面張力遠遠低於水性油墨的表面 張力，若要油墨很好的鋪展到塑料上，必須使油墨的表面張力低於塑料的表面張力。使用這 兩種表面活性劑產生協同效應，使其成為高效表面活性劑，能很好的降低油墨的表面張力。
[0014] 上述純水型塑料凹印品紅油墨的製備方法，包括如下步驟：
[0015] (1)將紅顏料、水性丙烯酸樹脂、去離子水、消泡劑、分散劑和表面活性劑按照所 述配比稱量混合，用機械攪拌機攪拌使之混合均勻，然後倒入砂磨機腔內，用砂磨機研磨分 散，直到粒徑小於等於3微米，停止研磨，得到基墨；
[0016] (2)將聚乙烯醇用去離子水溶解，加熱攪拌均勻，得到聚乙烯醇水溶液；
[0017] (3)將基墨、調稀樹脂、去離子水和聚乙烯醇水溶液按照所述配比稱量混合，用機 械攪拌機攪拌使之混合均勻；
[0018] (4)將分散好的樣品送入檢驗室，檢測油墨的各項指標和性能，經檢驗合格後過 濾、包裝。
[0019] 步驟⑴中，所述的基墨的攪拌時間為20?60min，攪拌速度為400?600r/min ; 研磨時間為30?120min，研磨速度為1800?1900r/min。
[0020] 步驟⑵中，所述的聚乙烯醇水溶液的攪拌時間為20?60min，攪拌速度為800? 1000r/min，溫度為 50 ?90°C。
[0021] 步驟（3)中，所述的混合組分的攪拌時間為20?60min，攪拌速度為400?600r/ min〇
[0022] 基墨中，紅顏料在油墨中主要起顯色作用，水性丙烯酸樹脂是油墨中的主要成分 之一，起分散紅顏料的作用，具有很好的耐磨性，在機械攪拌和研磨時形成具有一定粘度的 流體。分散劑是界面活性劑，能降低液/固之間的界面張力，增強顏料的親液性，提高機械 研磨效率，並且分散劑吸附在顏料表面上構成電荷作用或空間位阻效應，防止紅顏料絮凝 沉降，使油墨處於穩定狀態。由於油墨是鹼性體系，在機械攪拌和研磨時極易產生氣泡，影 響研磨的效率和效果，故在油墨體系中應加入消泡劑。在印刷時，要求油墨的表面張力要低 於水松紙的表面張力，這樣油墨對塑料有較好的潤溼性和附著力，故需要加入表面活性劑， 降低油墨體系的表面張力。
[0023] 調稀時使用s-2919樹脂，油墨在印刷後能形成均勻的薄層，乾燥後形成有一定強 度的膜層，對顏料起保護作用，使其難以脫落。使用聚乙烯醇，是為了增加油墨對塑料的潤 溼性和附著牢度。樹脂的耐磨性極差，在研磨時易破乳，在基墨中加入調稀樹脂，可以減少 對樹脂破壞，最大可能地發揮樹脂的性能。
[0024] 本發明油墨具有良好的印刷適性，其粒徑為1?3μπι，粘度為10?20s。
[0025] 該油墨具有良好的印刷質量，用其印刷的產品色彩鮮豔，光澤度高，採用膠帶法測 試附著牢度為93%?100%，印刷速度範圍為100?200m/min。
[0026] 該油墨使用凹版淺版印刷，可節約油墨用量的1/4?1/3(重量）。
[0027] 同時，該油墨安全指標VOC檢測符合國標GB/T26395-2011，重金屬檢測符合 EN71-3。
[0028] 本發明油墨採用的樹脂為水溶性樹脂，在水中的溶解性和對顏料的潤溼性較好。 而且採用去離子水做溶劑，不使用任何有機溶劑，減少對大氣環境的汙染，印刷中僅用去離 子水稀釋即可，並且使用淺版印刷，降低成本，安全、衛生、環保，安全指標VOC檢測符合國 標GB/T26395-2011，重金屬檢測符合EN71-3。本發明生產的純水型塑料凹印品紅油墨適用 於凹版印刷，適用於BOPP、PET等塑料薄膜的裡印和表印，油墨的生產工藝簡單，附著力好， 乾燥速度快，流平性好，印刷速度可達到100?200m/min，印刷適性和印刷性能良好。一般 水性油墨最容易出現的問題之一是乾燥速度很慢（如50-60m/min)，不能達到印刷機的要 求。而本發明通過原材料的組合和配重，很好地解決了這一問題。
【具體實施方式】
[0029] 下列實施方式對本發明作進一步的解釋和說明，對本發明不構成任何限制。下列 實施例中所述份數均為重量計。在以下實施例中，基墨的機械攪拌速率控制在400?600r/ min之間；研磨速度控制在1800?1900r/min之間。聚乙烯醇水溶液的攪拌速度控制在 800?1000r/min之間，溫度控制在50?90°C之間。各組分混合後攪拌攪拌速度控制在 400 ?600r/min 之間。
[0030] 實施例1
[0031] 用天平秤取25份永固紅、30. 5份水性丙烯酸樹脂（AZR樹脂）、40份去離子水、1. 5 份聚醚矽氧烷共聚合物（含量IOOwt. % )、2份含顏料親和基團的共聚物水溶液（濃度為 40wt. %，以下同）、1份聚矽氧烷-聚醚共聚物（含量IOOwt. %)和矽氧烷雙效界面活性劑 (含量IOOwt. % )(重量比1:1)，將上述各組分倒入攪拌裝置內，用機械攪拌機攪拌20min 使之混合均勻，然後倒入砂磨機研磨腔內，用砂磨機研磨分散75min，測試其粒徑，粒徑小於 等於3微米，停止研磨，得到基墨，若粒徑大於3微米，繼續研磨，直到粒徑小於等於3微米； 向90份去離子水中加入10份的聚乙烯醇，加熱攪拌均勻，溫度為50°C，攪拌時間為60min， 得到聚乙烯醇水溶液；將50份基墨、30份s-2919調稀樹脂、13份的去離子水、7份聚乙烯醇 水溶液，用機械攪拌機攪拌60min使之混合均勻，檢測油墨各項指標和性能，合格後過濾、 包裝，得到該油墨。
[0032] 實施例2
[0033] 用天平秤取30份永固紅、28份水性丙烯酸樹脂（AZR樹脂）、37. 5份去離子水、2. 5 份聚醚矽氧烷共聚合物、1. 5份含顏料親和基團的共聚物水溶液、0. 5份聚矽氧烷-聚醚共 聚物和矽氧烷雙效界面活性劑（重量比1:1)，將上述各組分倒入攪拌裝置內，用機械攪拌 機攪拌40min使之混合均勻，然後倒入砂磨機研磨腔內，用砂磨機研磨分散30min，測試其 粒徑，粒徑小於等於3微米，停止研磨，得到基墨，若粒徑大於3微米，繼續研磨，直到粒徑小 於等於3微米；向95份去離子水中加入5份的聚乙烯醇，加熱攪拌均勻，溫度為70°C，攪拌 時間為40min，得到聚乙烯醇水溶液；將56份基墨、28份s-2919調稀樹脂、10份的去離子 水、6份聚乙烯醇水溶液，用機械攪拌機攪拌40min使之混合均勻，檢測油墨各項指標和性 能，合格後過濾、包裝，得到該油墨。
[0034] 實施例3
[0035] 用天平秤取27. 5份永固紅、33份水性丙烯酸樹脂（AZR樹脂）、35份去離子水、2 份聚醚矽氧烷共聚合物、1份含顏料親和基團的共聚物水溶液、1. 5份聚矽氧烷-聚醚共聚 物和矽氧烷雙效界面活性劑（重量比1:1)，將上述各組分倒入攪拌裝置內，用機械攪拌機 攪拌60min使之混合均勻，然後倒入砂磨機研磨腔內，用砂磨機研磨分散120min，測試其粒 徑，粒徑小於等於3微米，停止研磨，得到基墨，若粒徑大於3微米，繼續研磨，直到粒徑小於 等於3微米；向92. 5份去離子水中加入7. 5份的聚乙烯醇，加熱攪拌均勻，溫度為90°C，攪 拌時間為20min，得到聚乙烯醇水溶液；將53份基墨、26份s-2919調稀樹脂、16份的去離 子水、5份聚乙烯醇水溶液，用機械攪拌機攪拌20min使之混合均勻，檢測油墨各項指標和 性能，合格後過濾、包裝，得到該油墨。
[0036] 實施例4
[0037] 用天平秤取26份永固紅、30. 5份水性丙烯酸樹脂（AZR樹脂）、39份去離子水、1. 7 份聚醚矽氧烷共聚合物、1. 5份含顏料親和基團的共聚物水溶液、1. 3份聚矽氧烷-聚醚共 聚物和矽氧烷雙效界面活性劑（重量比1:1)，將上述各組分倒入攪拌裝置內，用機械攪拌 機攪拌60min使之混合均勻，然後倒入砂磨機研磨腔內，用砂磨機研磨分散30min，測試其 粒徑，粒徑小於等於3微米，停止研磨，得到基墨，若粒徑大於3微米，繼續研磨，直到粒徑小 於等於3微米；向93份去離子水中加入7份的聚乙烯醇，加熱攪拌均勻，溫度為50°C，攪拌 時間為60min，得到聚乙烯醇水溶液；將52份基墨、29份s-2919調稀樹脂、12. 5份的去離 子水、6. 5份聚乙烯醇水溶液，用機械攪拌機攪拌40min使之混合均勻，檢測油墨各項指標 和性能，合格後過濾、包裝，得到該油墨。
[0038] 實施例5
[0039] 用天平秤取28份永固紅、29份水性丙烯酸樹脂（AZR樹脂）、38份去離子水、2. 3份 聚醚矽氧烷共聚合物、1. 7份含顏料親和基團的共聚物水溶液、1份聚矽氧烷-聚醚共聚物 和矽氧烷雙效界面活性劑（重量比1:1)，將上述各組分倒入攪拌裝置內，用機械攪拌機攪 拌40min使之混合均勻，然後倒入砂磨機研磨腔內，用砂磨機研磨分散75min，測試其粒徑， 粒徑小於等於3微米，停止研磨，得到基墨，若粒徑大於3微米，繼續研磨，直到粒徑小於等 於3微米；向91份去離子水中加入9份的聚乙烯醇，加熱攪拌均勻，溫度為70°C，攪拌時間 為40min，得到聚乙烯醇水溶液；將54份基墨、28份s-2919調稀樹脂、11份的去離子水、7 份聚乙烯醇水溶液，用機械攪拌機攪拌20min使之混合均勻，檢測油墨各項指標和性能，合 格後過濾、包裝，得到該油墨。
[0040] 實施例6
[0041] 用天平秤取27份永固紅、32份水性丙烯酸樹脂（AZR樹脂）、37份去離子水、2份 聚醚矽氧烷共聚合物、1. 3份含顏料親和基團的共聚物水溶液、0. 7份聚矽氧烷-聚醚共聚 物和矽氧烷雙效界面活性劑（重量比1:1)，將上述各組分倒入攪拌裝置內，用機械攪拌機 攪拌20min使之混合均勻，然後倒入砂磨機研磨腔內，用砂磨機研磨分散120min，測試其粒 徑，粒徑小於等於3微米，停止研磨，得到基墨，若粒徑大於3微米，繼續研磨，直到粒徑小於 等於3微米；向92份去離子水中加入8份的聚乙烯醇，加熱攪拌均勻，溫度為90°C，攪拌時 間為20min，得到聚乙烯醇水溶液；將53份基墨、27份s-2919調稀樹脂、14份的去離子水、 6份聚乙烯醇水溶液，用機械攪拌機攪拌60min使之混合均勻，檢測油墨各項指標和性能， 合格後過濾、包裝，得到該油墨。
[0042] 取實施例1-6所生產的純水型塑料凹印油墨進行印刷性能測試，並用生產的油墨 在塑料薄膜上印刷，測試其印刷質量。
[0043] 以上實施例所得純水型塑料凹印品紅油墨的印刷性能和印刷質量指標見表1。
[0044] 表 1
[0045]
【權利要求】
1. 一種純水型塑料凹印品紅油墨，其特徵在於：該油墨包括如下的組成和重量配比： 基墨50?56份、調稀樹脂26?30份、去離子水10?16份和聚乙烯醇水溶液5?7份； 其中，基墨的組成和重量配比為：紅顏料25?30份、水性丙烯酸樹脂28?33份、去離子水 35?40份、消泡劑1. 5?2. 5份、分散劑1?2份和表面活性劑0. 5?1. 5份；聚乙烯醇 水溶液的組成和重量配比為：聚乙烯醇5?10份、去離子水90?95份。
2. 根據權利要求1所述的純水型塑料凹印品紅油墨，其特徵在於：所述的油墨的組分 和重量配比為：基墨52?54份、調稀樹脂27?29份、去離子水11?14份和聚乙烯醇水溶 液6?7份；其中，基墨的組成和重量配比為：紅顏料26?28份、水性丙烯酸樹脂29?32 份、去離子水37?39份、消泡劑1. 7?2. 3份、分散劑1. 3?1. 7份和表面活性劑0. 7? 1. 3份；聚乙烯醇水溶液的組成和重量配比為：聚乙烯醇7?9份、去離子水91?93份。
3. 根據權利要求1所述的純水型塑料凹印品紅油墨，其特徵在於：所述的紅顏料為永 固紅。
4. 根據權利要求1所述的純水型塑料凹印品紅油墨，其特徵在於：所述的水性丙烯酸 樹脂為AZR樹脂，所述的調稀樹脂為s-2919樹脂。
5. 根據權利要求1所述的純水型塑料凹印品紅油墨，其特徵在於：所述的消泡劑為聚 醚矽氧烷共聚合物。
6. 根據權利要求1所述的純水型塑料凹印品紅油墨，其特徵在於：所述的分散劑為含 顏料親和基團的共聚物水溶液。
7. 根據權利要求1所述的純水型塑料凹印品紅油墨，其特徵在於：所述的表面活性劑 為聚矽氧烷-聚醚共聚物和矽氧烷雙效界面活性劑。
8. 權利要求1-7中任一項所述的純水型塑料凹印品紅油墨的製備方法，包括如下步 驟： (1) 將紅顏料、水性丙烯酸樹脂、去離子水、消泡劑、分散劑和表面活性劑按照所述配比 稱量混合，用機械攪拌機攪拌使之混合均勻，然後倒入砂磨機腔內，用砂磨機研磨分散，直 到粒徑小於等於3微米，停止研磨，得到基墨； (2) 將聚乙烯醇用去離子水溶解，加熱攪拌均勻，得到聚乙烯醇水溶液； (3) 將基墨、調稀樹脂、去離子水和聚乙烯醇水溶液按照所述配比稱量混合，用機械攪 拌機攪拌使之混合均勻； (4) 將分散好的樣品送入檢驗室，檢測油墨的各項指標和性能，經檢驗合格後過濾、包 裝。
9. 根據權利要求8所述的純水型塑料凹印品紅油墨的製備方法，其特徵在於：所述的 基墨的攪拌速度為400?600r/min，攪拌時間為20?60min ;研磨速度為1800?1900r/ min，研磨時間為30?120min。
10. 根據權利要求8所述的純水型塑料凹印品紅油墨的製備方法，其特徵在於：所述 的聚乙烯醇水溶液的攪拌速度為800?1000r/min，攪拌時間為20?60min，溫度為50? 90°C ;基墨、調稀樹脂、去離子水和聚乙烯醇水溶液的混合組分的攪拌速度為400?600r/ min，攬拌時間為20?60min。
【文檔編號】C09D11/03GK104312288SQ201410540043
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月13日 優先權日:2014年10月13日
【發明者】黃蓓青, 魏先福, 徐英傑, 顧靈雅, 劉江浩, 閆繼芳, 張復忠, 左曉燕 申請人:北京印刷學院