CN101429364A - 接装纸用环保抑菌水性油墨 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接装纸用环保抑菌水性油墨，其特征在于由下列质量百分比的原料组成：水45～55％，乙醇3～10％，抗菌剂1～3％，防沉剂2～4％，二氧化钛9～15％，碳酸氢钙4～6％，GR有机染料1～3％，GR有机染料黄5～10％，GR有机染料黑1～3％，连接料18～25％。能较大程度地降低油墨的使用量及砷、汞、铅含量，避免了印刷物中砷、汞、铅、镉、镍、铬重金属对人体造成的危害，改善工作环境，延缓抗菌剂的分散时间，增强抗菌效果，拥有更好的粘度稳定性和低燃性，能简化印刷清洗工作量，提高生产效率。

Description

接装纸用环保抑菌水性油墨

技术领域

本发明涉及一种油墨，尤其是一种接装纸用的环保抑菌水性油墨，属于印刷业油墨技术领域。

背景技术

近年来随着人们生活水平的不断提高，消费观念也产生了巨大变化，对卫生标准的要求越来越高。烟用接装纸作为卷烟内包装的重要组成部分，其卫生标准也在逐年提高，而现有传统接装纸油墨却存在着下列弊端：(1)因使用乙醇、正丙脂作为主要溶剂而使成本居高不下；(2)使用重金属含量过高的氧化铁红、铁黄、铁黑、为主要颜料而使接装纸或多或少带毒；(3)使用缩丁醛树脂作为连接料，遇水即凝聚，不利于抑菌剂的长时间分散，抗菌率仅为70％，抗菌效果差；(4)传统的醇溶、脂溶性接装纸油墨，其重金属、挥发性有机物含量指标偏高，主要表现在：以聚烯醇缩丁醛为主要连接料，配以合成氧化铁颜料，以酒精为主体溶剂的油墨体系，主要特点是无毒，可直接与嘴唇接触，可以满足高速低克重接装纸印刷，被印刷企业普遍采用。经测定，目前全国接装纸企业用该油墨印刷的接装纸产品中有害物质的砷含量普遍在0.8mg/kg，铅含量在4mg/mg，镍含量在9mg/kg，镉含量在0.8mg/kg，铬含量在10mg/kg，汞含量在0.8mg/kg，且抑菌性能差，另由于使用有机溶剂，使挥发性有机物质苯、二甲苯、乙苯、乙酸正丁脂含量在0.01mg/kg至1.0mg/kg之间。虽然重金属、挥发性物质卫生指标能达到国家YC171-2002接装纸标准要求，但有害成份却难于再往下降低。印刷过程中，由于溶剂型油墨中含有大量的笨类制癌挥发性物质，大量使用会对操作人员的身体健康造成伤害，为避免这些物质对人体的伤害，现行的普遍做法是扩大生产作业空间，但这种方法仅只是治标，却不治本。目前，烟用接装纸制定了强制性的YC171-2002行业标准，而接装纸油墨没有制定任何标准，如果新版的接装纸标准发布实施，那么增加的6项有害无机元素和5种挥发性有机物按目前用传统的醇溶性油墨印刷接装纸，将难于在往下限控制11项指标。因此有必要尽快对接装纸油墨进行深入细致的研究，以期用无毒无害的油墨更新原有的溶剂性印刷油墨。

发明内容

为克服现有印刷油墨存在的成本高，有毒物质含量偏高，使用对人体有害的挥发性有机溶剂，而污染工作环境等不足，本发明提供一种环保抑菌水性油墨。

本发明的难点在于：

(1)干燥时间是水性油墨应用中最重要的问题，除非印刷机配有足够的干燥设备，否则印刷速度将会因之而受到影响，因此是影响水性油墨取代溶剂性油墨的最重要因素；(2)由于水性油墨溶于碱性溶液，使得水性油墨在高磁性环境中的应用受到限制；(3)由于水性油墨中水分子的高表面自由能会使水性油墨在许多基材上难以很好的润湿和印刷；(4)抗菌功能运用于接装纸是卷烟消费的必然要求和趋势，但要保持抑菌效果却很难。

本发明通过下列技术方案实现：一种接装纸用环保抑菌水性油墨，其特征在于由下列质量百分比的原料组成：

水溶剂：

水                     45～55％

乙醇                   3～10％

助剂：

抗菌剂                 1～3％

防沉剂                 2～4％

填充料：

二氧化钛               9～15％

碳酸氢钙               4～6％

颜料：

GR有机染料             1～3％

GR有机染料黄           5～10％

GR有机染料黑           1～3％

连接料：               18～25％。

所述抗菌剂由下列质量比的原料组成：

抗菌剂                       0.4～3％

分散剂                       8～12％

渗透剂                       1～3％

乙醇                         45～60％

水                           余量。

所述抗菌剂采用银玻璃、异噻唑淋酮、壳聚糖-铜络合物或季铵盐中的一种或几种，且均为市购产品。

所述分散剂采用萘磺酸甲基缩合物钠盐。

所述渗透剂采用二甲基亚砜。

所述防沉剂由下列质量比的原料组成：

聚酰胺蜡粉                 98～99％

硅酸镁                     1～2％。

所述连接料由下列质量比的原料组成：

树脂                      15～25％

松香                      3～8％

二辛酯                    0～5％

乙醇                      余量。

本发明中所用乙醇均采用浓度为95％的医用乙醇。

所述树脂采用市购的G-cryl 5000丙烯酸树脂。

所述二氧化钛采用市购的产品，俗称钛白粉。

所述颜料均为市购产品。

本发明所述的环保抑菌水性油墨经过下列方法制得：

A、连接料的配制：将树脂、乙醇及松香按下列质量比即：树脂15～25％，松香3～8％，二辛酯0～5％，余量为乙醇，放入电加热反应釜中，在100～140℃温度下，搅拌10～14小时，制成G-cryl 5000丙烯酸树脂液待用；

B、抗菌剂的配制：将抗菌剂、分散剂、渗透剂、浓度为95％的医用乙醇和水，按下列质量比即：抗菌剂0.3～2％，分散剂8～12％，渗透剂1～3％、乙醇45～60％放入反应釜中，并用水补足至100％，常温下搅拌3～8小时，制成复合抗菌剂待用；

C、环保抑菌水性油墨的制备：

(1)按下列质量比备料：

水溶剂：

水                     45～55％

乙醇                   3～10％

助剂：

抗菌剂                 1～3％

防沉剂                 2～4％

填充料：

二氧化钛               9～15％

碳酸氢钙               4～6％

颜料：

GR有机染料             1～3％

GR有机染料黄           5～10％

GR有机染料黑           1～3％

连接料：               18～25％；

(2)投料：在反应釜中按上述比例投入颜料、二氧化钛、碳酸氢钙及防沉剂；

(3)加溶剂：按上述比例放入水和乙醇；

(4)混合研磨：常温下搅拌混合3～8小时，再用研磨机回流研磨10～15小时；

(5)加助剂：按上述比例加入抗菌剂、连接料，继续研磨1～2小时后出料，即得环保抑菌水性油墨。

经检验，环保抑菌水性油墨指标如表1。

将上述环保抑菌水性油墨印刷在接装纸原纸上，按YC171-2002接装纸国家标准要求生产，就可加工成接装纸成品。

用本发明的环保抑菌水性油墨印刷烟用接装纸的常规方法是：控制印版滚筒槽深为43um—60um或15um—37um；将水性油墨固含量控制在36％—55％之间，pH值控制在9—10之间或颜料分散细度≤15um，其粘度控制在18s—50s之间；烟用接装原纸印刷涂覆后，在进入烘箱烘干之前，在其背面用导辊内预加热装置进行预烘干，以便能用环保抑菌水性油墨凹版印刷烟用接装纸。本发明的环保抑菌水性油墨的使用，具有生产安全性好、印刷图案清晰、均匀，砷与铅重金属含量低、油墨调制方便、成本低等优点。

表1

 

性能	数据
		粘度	25~35s
pH值	8.5~9.0
		细度	10-25
色差	ΔE<1.5
		固含量	≧30％-40％
耐热性	≧170℃

在此需要说明的是：

1、本发明以水性丙烯酸树酯为接料，配入有机颜料，以具有抗菌作用的纳米二氧化钛作为油墨的填料，并配入适量抗菌类药物，以增强、介质抗菌效果，再以水和酒精为主要溶剂，使印刷的接装纸产品具有抑菌性能。

2、本发明使用的水溶性树脂是水性油墨的关键，也是决定油墨成膜以后的物理和化学性质的重要因素。通常情况下，水溶性树脂包括自来水水溶性树脂和碱水水溶性树脂。自来水水溶性树脂一般是指含有—OH的树脂，碱水水溶性树脂一般是含有—COOH、—NH₂树脂。本发明采用的是碱水水溶性树脂，通过向大分子链引入足够量的亲水基团，如—COOH、—OH、—NH₂等，使树脂达到水溶性的效果。水溶性树脂有可采用水溶性环氧树脂、水溶性醇酸树脂或水溶性丙烯酸树脂。

本发明具有下列优点和效果：

1、能较大程度地降低油墨的使用量，尤其在油墨价格昂贵的现状下，如果水性油墨能成功运用到烟用接装纸印刷行业中，这无疑对烟用接装纸印刷行业在节能降耗方面有着重要意义；

2、能够降低印刷中砷、汞、铅含量50％，避免了印刷物中砷、汞、铅、镉、镍、铬重金属对人体造成的危害，使该水性油墨印刷的接装纸对人体基本无害；

3、彻底改变现有行业作业条件，净化作业环境，使五种(苯、甲苯、乙苯、二甲苯、乙酸正丁酯)挥发性有机物含量下降50％，保障操作人员身体健康；

4、用丙烯酸水溶性树脂替代缩丁醛醇溶树脂，延缓异噻唑淋酮等抗菌剂的分散时间，增强抗菌效果，使之具有抗大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌的作用，抗菌率为100％；

5、因水的低挥发性而拥有更好的粘度稳定性和低燃性的优点，比溶剂型油墨更易于清洗，使用肥皂水或弱碱性洗液洗刷就可完成印刷机部件的整个清洗工作，从而提高了生产效率。

6、大量使用自来水作为主要溶剂，以取代醇、脂类有机溶剂作为接装纸印刷的油墨，印制出与人体口腔深度接触的接装纸而大量用于卷烟包装上，既能降低成本，又能消除有毒、有害物质对环境乃至人体产生的损害。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

(1)连接料的配制：将G-cryl 5000丙烯酸树脂与浓度为95％的医用酒精、松香，按20kg:75kg:5kg的质量比，投入电加热反应釜中，在120℃温度下，回流搅拌混合12小时，制成100kg的G-cryl 5000丙烯酸树脂使用液待用；

(2)配制抗菌剂：按下列质量比取料：材料12.5kg，浓度为95％医用酒精50.5kg，水37kg：

首先将下列材料投入反应釜中：银玻璃0.5kg+异噻唑淋酮1kg+季铵盐0.5kg+壳聚糖-铜络合物0.5kg+萘磺酸甲基缩合物钠盐7kg+二甲基亚砜3kg；

再加入50.5kg的浓度为95％医用乙醇及37kg的水，常温回流5小时，制成100kg抗菌剂待用；

(3)制备环保抑菌水性油墨：

投料：在反应釜中投入下列原料(30kg)：GR有机染料红3kg+GR有机染料黄9kg+有机染料黑1kg+10kg钛白粉+5kg固体粉状碳酸氢钙+防沉剂2kg(其中：聚酰胺蜡分散粉体占99％+硅酸镁占1％)；

加溶剂：在相同反应釜内加入55kg溶剂(其中自来水50kg，浓度为95％的医用乙醇5kg)；

混合研磨：启动反应釜，将上述溶剂与原料回流搅拌混合5个小时，之后启动沙磨机回流研磨12小时；

加助剂：在反应釜内加入15kg助剂，其中：抗菌剂1kg，连接料14kg，之后再次启动砂磨机研磨1小时后出料，即得环保抑菌水性油墨。

实施例2

(1)连接料的配制：将G-cryl 5000丙烯酸树脂与浓度为95％医用酒精、松香，按40kg:58kg:2kg的质量比，投入电加热反应釜中，在120℃温度下，回流搅拌混合12小时，制成100kg的G-cryl 5000丙烯酸树使用液待用；

(2)配制抗菌剂：按下列质量比取料：材料10kg，浓度为95％医用酒精40kg，水50kg；

首先将下列材料投入反应釜中：壳聚糖-铜络合物1kg，异噻唑淋酮1kg，萘磺酸甲基缩合物钠盐6kg，二甲基亚砜2kg，再加入40kg浓度为95％的医用乙醇及50kg的水，常温回流5小时，制成100kg抗菌剂待用；

(3)制备环保抑菌水性油墨：

投料：在反应釜中投入下列原料(29kg)：GR有机染料红1kg+GR有机染料黄5kg+有机染料黑1kg+14kg钛白粉+5kg的固体粉状碳酸氢钙+防沉剂3kg(其中：聚酰胺蜡分散粉体占99％+硅酸镁占1％)；

加溶剂：在相同反应釜内加入50kg溶剂(其中自来水45kg，浓度为95％的医用乙醇5kg)；

混合研磨：启动反应釜，将上述溶剂与原料回流搅拌混合5个小时，之后启动沙磨机回流研磨12小时；

加助剂：在反应釜内加入21kg助剂，其中：抗菌剂3kg，连接料18kg，之后再次启动砂磨机研磨1小时后出料，即得环保抑菌水性油墨。

实施例3

(1)连接料的配制：将G-cryl 5000丙烯酸树脂与浓度为95％医用酒精、松香、二辛酯，按20kg:70kg:5kg:5kg的质量比，投入电加热反应釜中，在120℃温度下，回流搅拌混合12小时，制成100kg的G-cryl 5000丙烯酸树使用液待用；

(2)配制抗菌剂：按下列质量比取料：材料13.5kg，浓度为95％医用酒精45.5kg，水41kg；

首先将下列材料投入反应器中：壳聚糖-铜络合物0.5kg，萘磺酸甲基缩合物钠盐10kg，二甲基亚砜3kg；

再加入45.5kg的浓度为95％医用乙醇及417kg的水，常温回流5小时，制成100kg复合抗菌剂待用；

(3)制备环保抑菌水性油墨：

投料：在反应釜中投入34kg原料，其中GR有机染料红3kg+GR有机染料黄8kg+有机染料黑3kg+12kg钛白粉+4kg的固体粉状碳酸氢钙+防沉剂4kg(其中：聚酰胺蜡分散粉体占99％+硅酸镁占1％)；

加溶剂：在相同反应釜内加入50kg溶剂(其中自来水45kg，浓度为95％的医用乙醇5kg)；

混合研磨：启动反应釜，将上述溶剂与原料回流搅拌混合5个小时，之后启动沙磨机回流研磨12小时；

加助剂：在反应釜内加入16kg助剂，其中：抗菌剂1kg，连接料15kg，之后再次启动砂磨机研磨1小时后出料，即得环保抑菌水性油墨。

本发明的环保抑菌水性油墨在接装纸印刷中运用后达到的技术指标如下：

1、水性油墨使用制备成环保抑菌接装纸最终体现了与传统法接装纸生产相比节能耗50％的成果。

2、生产的接装纸达到GB15979-2002《一次性使用卫生用品标准》要求及YC171-2002接装纸标准要求，具体测定的指标如下：

环保水性抑菌接装纸微生物污染指标

抑菌稳定性(温度：10至30摄氏度，相对湿度50％RH)保持12个月

砷含量：≤0.3mg/kg        铅含量：≤2mg/mg

镍含量：≤2mg/kg          汞含量：≤0.4mg/kg

镉含量：≤0.3mg/kg        铬含量：≤4mg/kg

苯含量：≤0.001mg/kg      甲苯含量：≤0.02mg/kg

乙苯含量：≤0.01mg/kg     二甲苯含量：≤0.01mg/kg

乙酸正丁酯含量：≤0.4mg/kg

Claims (9)

1、一种接装纸用环保抑菌水性油墨，其特征在于由下列质量百分比的原料组成：

水溶剂：

水                      45～55％

乙醇                    3～10％

助剂：

抗菌剂                  1～3％

防沉剂                  2～4％

填充料：

二氧化钛                9～15％

碳酸氢钙                4～6％

颜料：

GR有机染料              1～3％

GR有机染料黄            5～10％

GR有机染料黑            1～3％

连接料：                18～25％。

2、根据权利要求1所述的接装纸用环保抑菌水性油墨，其特征在于所述抗菌剂由下列质量百分比的原料组成：

抗菌剂                  0.4～3％

分散剂                  8～12％

渗透剂                  1～3％

乙醇                    45～60％

水                      余量。

3、根据权利要求2所述的接装纸用环保抑菌水性油墨，其特征在于所述抗菌剂采用银玻璃、异噻唑淋酮、壳聚糖-铜络合物或季铵盐中的一种或几种。

4、根据权利要求2所述的接装纸用环保抑菌水性油墨，其特征在于所述分散剂采用萘磺酸甲基缩合物钠盐。

5、根据权利要求2所述的接装纸用环保抑菌水性油墨，其特征在于所述渗透剂采用二甲基亚砜。

6、根据权利要求1所述的接装纸用环保抑菌水性油墨，其特征在于所述防沉剂由下列质量比的原料组成：

聚酰胺蜡粉               98～99％

硅酸镁                   1～2％。

7、根据权利要求1所述的接装纸用环保抑菌水性油墨，其特征在于所述连接料由下列质量比的原料组成：

树脂                     15～25％

松香                     3～8％

二辛酯                   0～5％

乙醇                     余量。

8、根据权利要求1和7所述的接装纸用环保抑菌水性油墨，其特征在于所述乙醇采用浓度为95％的医用乙醇。

9、根据权利要求1所述的接装纸用环保抑菌水性油墨，其特征在于所述环保抑菌水性油墨经过下列方法制得：

A、连接料的配制：将树脂、乙醇及松香按下列质量比即：树脂15～25％，松香3～8％，二辛酯0～5％，余量为乙醇，放入电加热反应釜中，在100～140℃温度下，搅拌10～14小时，制成G-cryl 5000丙烯酸树脂液待用；

B、抗菌剂的配制：将抗菌剂、分散剂、渗透剂、浓度为95％的医用乙醇和水，按下列质量比即：抗菌剂0.3～2％，分散剂8～12％，渗透剂1～3％、乙醇45～60％放入反应釜中，并用水补足至100％，常温下搅拌3～8小时，制成复合抗菌剂待用；

C、环保抑菌水性油墨的制备：

(2)按下列质量比备料：

水溶剂：

水                    45～55％

乙醇                  3～10％

助剂：

抗菌剂                  1～3％

防沉剂                  2～4％

填充料：

二氧化钛                9～15％

碳酸氢钙                4～6％

颜料：

GR有机染料              1～3％

GR有机染料黄            5～10％

GR有机染料黑            1～3％

连接料：                18～25％；

(2)投料：在反应釜中按上述比例投入颜料、二氧化钛、碳酸氢钙及防沉剂；

(3)加溶剂：按上述比例放入水和乙醇；

(4)混合研磨：常温下搅拌混合3～8小时，再用研磨机回流研磨10～15小时；

(5)加助剂：按上述比例加入抗菌剂、连接料，继续研磨1～2小时后出料，即得环保抑菌水性油墨。