CN100436555C - 一种水溶性金银墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水溶性金银墨及其制备方法。该水溶性金银墨的重量百分比组成如下：金粉/银粉：20-30%，丙烯酸乳液：55-65%，聚乙烯醇(15%)：4-6%，气相二氧化硅：1-3%，分散剂：2-4%，润湿剂：1.0-0.3%，成膜助剂：3-5%，消泡剂：0.2-0.4%。本发明的产品具有防水、防渗、弹性附着力、耐腐蚀、防静电、抗老化、不变色、不褪色、材料应用工艺简单等特点，使用过程中对操作者无毒害，对周围环境无污染、不燃不爆。可广泛应用于烟草行业，作为卷烟内包纸表面的金银涂层，用来替代现用的铝铂复合纸及各种装潢包装盒、食品包装纸等方面。

Description

一种水溶性金银墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种印刷行业使用的油墨，特别是一种水溶性金银墨及其制备方法。

背景技术

油墨由于使用的溶剂不同，分为水溶性油墨和溶剂型油墨。卷烟包装用内衬纸是在纸基上印刷一层金墨或银墨。而传统的金银墨都是溶剂型油墨，溶剂是易燃的苯或苯类化合物，有些产品还含有甲醛，易挥发，污染性较大，印刷物上会产生大量的有毒残留物，而且功能单一。有很多的纸张通过印刷后不能赋予一些特殊功能，如防水、防霉等。要解决这些问题，必须要研制开发一种无毒、无味，并具防水、防霉等特殊功能，而且要求工艺简单，综合价格低的新型印刷材料。因此本行业迫切地认识到应研制一种无毒、无味、防水、防霉应用工艺简单的新型金银墨来取代过去金银油墨。

水性油墨作为一种新型包装印刷材料，其最大的优点是不含有挥发性有机溶剂，它的使用降低了有机挥发物的量，不会损害油墨制造者和印刷操作者的健康，改善了环境质量，因而号称环保油墨。它不仅可以减少印刷品表面残留的毒性，使印刷设备清洗方便，而且可以降低由于静电和易燃溶剂引起的失火危险，因此从这个意义上讲，水性油墨是一种新型的“绿色”包装印刷材料。

由于水溶性油墨的上述特点，关于水溶性油墨的研究也越来越受到重视，各种用途的水溶性油墨也不断地被公开出来。如：

中国专利公开号CN1712465公开了一种水溶性印刷油墨及其生产方法，这种油墨由废旧聚苯乙烯加入溶剂、乳化剂、颜料、填充料等组成，其成分和重量含量为：松香5-20，聚苯乙烯1-20，丙烯酸酯2-8，颜料4-20，乳化剂1-10，溶剂油10-30，助剂1-1，水20-70，该油墨可以制成胶印油墨，誉印油墨，铅印油墨和数码机印刷油墨，它具有性能稳定，固色力好，干燥速度快，受冻不分层，文件印后浸泡不脱墨，适用于各种类别的油印机、速印机和平台铅印机。

中国专利公开号CN1332211公开了一种远红外辐射低温电热印刷油墨，其组分和含量如下：树脂粘接料100份，碳黑10-20份，石墨10-30份，银粉1-5份，气相二氧化硅0.5-3份，三盐基硫酸铅0.1-2份，锑白粉0.1-2份，混合剂20-100份。制备工艺与现有油墨相同。其中树脂粘接料的组分含量(重量)如下：过氯乙烯树脂5-15％，氯化聚丙烯5-10％，混合溶剂60-80％，丙烯酸脂5-15％，引发剂0.01-0.2％。

中国专利公开号CN1718646公开了一种以合成水性固体丙烯酸树脂为基料的水性油墨及其制备方法，其中水性油墨各组分和重量百分比为，水性固体丙烯酸树脂5％～20％、助溶剂5％～20％、颜料10％～30％、助剂0.5％～5％、胺类物质0.5％～10％，余量为水，且其中的水性固体丙烯酸树脂为10％～50％丙烯酸系混合单体、0.1％～1.5％过硫酸铵和余量为水的各组分共聚反应的产物。

中国专利公开号CN1446865公开了一种水性凹印油墨及其制备方法，其中油墨各组分和百分比含量分别是丙烯酸树脂9.00～17.50％，醇类22.50～35.00％，润湿剂0.43～1.23％，颜料10.07～24.60％，中和剂3.51～7.26％，丙烯酸乳液18.85～33.08％，消泡剂0.17～0.37％，蜡0.43～0.99％，流平剂0.43～1.23％和水9.43～22.05％。

上述水溶性油墨或者含有一定量的溶剂油，或者含有重金属化合物，或含有大量的醇类，或含有氨类物质，因此仍然具有一定的毒性，安全、环保指标仍不符合要求，且均不具备防水、防霉的特性。

可见现有技术中的油墨还不能满足卷烟内衬包装纸对油墨无毒、无味、防水、防霉的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种具有无毒、无味、防水、防霉，原料成分简单，成本较低的水溶性金银墨。

本发明的技术方案是：一种水溶性金银墨，其重量百分比组成如下：

金粉/银粉：20-30％

丙烯酸乳液：55-65％

15％聚乙烯醇：4-6％

气相二氧化硅：1-3％

分散剂：2-4％

润湿剂：1.0-0.3％

成膜助剂：3-5％

消泡剂：0.2-0.4％

本发明还提供了上述水溶性金银墨的制备方法，包括下列步骤：

1、乳化反应：向反应釜内加入定量的水并开始搅拌，称量丙烯酸树脂、纳米级氧化硅，然后从投料孔加入到反应釜，当反应釜内物质温度达到92℃±2℃时，关闭热源，保持釜内物质温度在85℃-95℃范围内，保持时间3±0.5小时，然后向反应釜内加入定量的聚乙烯醇；

2、将消泡剂滴加入反应釜内；

3、将乳化后的液体加热送入搅拌器，在乳化液中加入金粉/银粉并充分搅拌，温度控制在42℃～52℃之间，将搅拌后的乳液冷却至40℃以下；

4、常温搅拌并，加入其他原料，充分搅拌并过滤。

本发明选择不易燃烧的水溶性成膜防水材料和相应的金银粉及相适应的各种助剂，生产出无毒、无味、防水、防霉的新型金银墨。该产品具有防水、防渗、弹性附着力、耐腐蚀、防静电、抗老化、不变色、不褪色、材料应用工艺简单等特点，使用过程中对操作者无毒害，对周围环境无污染、不燃不爆。可广泛应用于烟草行业，作为卷烟内包纸表面的金银涂层，用来替代现用的铝铂复合纸及各种装潢包装盒、食品包装纸等方面。

本发明水溶性金银墨产品经国家印刷装璜制品质量监督检验中心检验，结果如下：

检验项目	单位	标准要求(数值)	实测结果(数据)	单项判定
					防水性能	/	浸水24h，试样外观不起泡、不起皱、不掉墨、不失光、不变色	符合	合格
防霉性能	cfu/g	0	0	合格
					耐磨性％	/	≥70	91	合格
附着牢度％	/	≥90	92	合格
					甲醛	g/kg	≤1.0	1.0	合格
苯	mg/m<sup>2</sup>	≤0.5	未检出	合格

检验项目	单位	标准要求(数值)	实测结果(数据)	单项判定
					pH值	/	8.0～10.0	8.91	合格

粘度	S	10～45	38	合格
					铅(Pb)含量	mg/kg	≤90	＜0.50	合格
汞(Hg)含量	mg/kg	≤60	0.0202	合格
					砷(As)含量	mg/kg	≤25	0.0358	合格
铬(Cr)含量	mg/kg	≤60	＜0.30	合格
					镉(Cd)含量	mg/kg	≤75	0.331	合格
锑(Sb)含量	mg/kg	≤60	＜2.0	合格
					钡(Ba)含量	mg/kg	≤1000	＜1.0	合格
硒(Se)含量	mg/kg	≤500	0.0494	合格

具体实施方式

本发明的水溶性金银墨重量百分比组成如下：

金粉/银粉：20-30％

丙烯酸乳液：55-65％

聚乙烯醇(15％)：4-6％

气相二氧化硅：1-3％

分散剂：2-4％

润湿剂：1.0-0.3％

成膜助剂：3-5％

消泡剂：0.2-0.4％

分散剂优选六偏磷酸钠，润湿剂优选十二烷基磺酸钠，成膜助剂优选2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯，消泡剂优选磷酸三丁酯。

水溶性金银墨基本性能参数见下表：

序号	性能	指标
			1	颜色	≥4级
2	粘度	10s～15s
			3	酸碱值(pH值)	8.0～10.0
4	表干性	≤2min油墨无粘染
			5	着色力	95％～105％
6	流动性	≥95％

实施例1-6

将实施例3的油墨印刷到卷烟内包装纸上，经国家印刷装璜制品质量监督检验中心检验，该纸的性能指标如下：

实施例7-12：

本发明水溶性金银墨防水防渗机理如下：在乳化剂中存在的丙烯酸树脂与纳米级二氧化硅化合成为胶体，这种胶体再和金银粉和各种助剂混合成乳液，这种乳液再涂敷到相适宜的原纸上，渗透到纸张纤维间隙中，并在纸张上形成防水、防渗的薄膜，即用本发明的油墨印刷的包装纸具有防水防渗功能。同理，这种水溶性金银墨也可用于其它物体的涂饰上。

本发明提供的水溶性金银墨的制备方法如下：

1、乳化反应

①投料及升温：向反应釜内加入定量的水并开始搅拌，称量丙烯酸树脂、气相二氧化硅，然后从投料孔加入反应釜；当反应釜内物质温度达到92℃±2℃时，关闭热源。

②保温：保持釜内物质温度在85℃-95℃范围内，保持时间3±0.5小时；

③向反应釜内加入定量的聚乙烯醇。

2、消泡

打开阀门，将消泡剂滴加入反应釜。当乳液中泡沫较多时，可适当增加消泡剂的用量；

3、加温搅拌

①将乳化后的液体加热送入搅拌器；

②在乳化液中加入金粉/银粉并充分搅拌；

③温度控制在42℃～52℃之间；

④将搅拌后的乳液冷却。

4、冷却

①当室温高于20℃时，依次打开冷却水出口阀、进口阀，将釜温冷却至40℃以下；

②当室温低于20℃时，一般自然冷却可达40℃以下。

5、常温搅拌

将冷却后的乳液放入常温搅拌器，并加入其他原料充分搅拌。

6、过滤

研磨细化处理乳液进过滤器。

Claims (6)

1、一种水溶性金银墨，其特征在于其重量比组成如下：

金粉/银粉：20-30％

丙烯酸乳液：55-65％

15％聚乙烯醇：4-6％

气相二氧化硅：1-3％

分散剂：2-4％

润湿剂：1.0-0.3％

成膜助剂：3-5％

消泡剂：0.2-0.4％

2、根据权利要求1所述的水溶性金银墨，其特征在于所说的分散剂为六偏磷酸钠。

3、根据权利要求1所述的水溶性金银墨，其特征在于所说的润湿剂为十二烷基磺酸钠。

4、根据权利要求1所述的水溶性金银墨，其特征在于所说的成膜助剂为2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯。

5、根据权利要求1所述的水溶性金银墨，其特征在于所说的消泡剂为磷酸三丁酯。

6、一种权利要求1所述的水溶性金银墨的制备方法，其特征在于包括下列步骤：

a、乳化反应：向反应釜内加入定量的水并开始搅拌，称量丙烯酸树脂、纳米级氧化硅，然后从投料孔加入到反应釜，当反应釜内物质温度达到92℃±2℃时，关闭热源，保持釜内物质温度在85℃-95℃范围内，保持时间3±0.5小时，然后向反应釜内加入定量的聚乙烯醇；

b、将消泡剂滴加入反应釜内；

c、将乳化后的液体加热送入搅拌器，在乳化液中加入金粉/银粉并充分搅拌，温度控制在42℃～52℃之间，将搅拌后的乳液冷却至40℃以下；

d、常温搅拌并，加入其他原料，充分搅拌并过滤。