CN101805571A - 一种水松纸烫印膜用环保水性烫印背胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水松纸烫印膜用环保水性烫印背胶的及其制备方法，其配方组成按质量比为：热固性乳液：20-60％，热塑性乳液：10-50％，去离子水：5-40％，成膜乳液：5-30％，成膜助剂：0-5％，流平剂：0-3％，润湿剂：0-3％，消泡剂：0-3％，pH控制剂适量。所述背胶采用两步混料法制备，通过用不同搅拌速度和搅拌时间的控制，能得到优良的产品稳定性和均匀性。本发明采用全水性材料，利用热固性乳液的脆性，热塑性乳液的柔韧性，成膜乳液的成膜性，综合取得平衡。按照本发明，能够在生产过程中实现零排放，制成品零VOC，高固含低粘度，适应多次高速烫印，图案清晰，不“飞金”，良好附着力的水松纸烫印膜用环保水性烫印背胶。
Description
技术领域
本发明涉及用于水性烫印背胶或水性胶粘剂及其制备方法，属于化工胶粘剂制备技术领域。更特别的，本发明涉及能够制成零VOC(挥发性有机物)，高固含低粘度，适应高速烫印，图案清晰，不“飞金”，良好附着力的水松纸烫印膜用环保水性烫印背胶及其制备方法。
技术背景
基于目前电化铝行业使用溶剂型背胶进行涂布，生产过程中产生大量溶剂排放，对环境造成极大污染。每万标卷(每标准卷76.8平方米)使用背胶3吨(以40％固含量计)，背胶中所含溶剂为1.8吨.溶剂型背胶使用强溶剂开稀，包括甲苯，丁酮，醋酸乙酯等，开稀比例约1.2∶1，每万标准卷使用的开稀溶剂达3.6吨.综合使用溶剂达5.4吨.全国每年电化铝产量约5000万标卷，生产过程中(单指涂布背胶工艺一项)排放的有机溶剂超过2.5万吨。本发明生产的产品采用全水性材料生产，电化铝生产厂在使用本发明生产的背胶产品的时候直接用水开稀即可，生产过程中完全不用溶剂，十分环保。
另外，在石油资源日趋紧张，溶剂成本日渐上涨的背景之下，以水性胶粘剂替代溶剂型胶粘剂，可大幅降低烫印膜生产厂的使用成本。
电化铝生产厂可以用本发明生产的水性胶粘剂替代溶剂型胶粘剂，生产过程中不使用任何有机溶剂，同时生产厂家可降低消防隐患，保护生产工人的健康。
烟草行业对包装材料的VOC要求极高。中国国家烟草局于2008年2月26日正式发布了烟草包装的VOC标准(YCXXX 2007)“卷烟条与盒包装纸中挥发性有机物的限量”。这一标准对烟标中16种有机溶剂的残留量(Solvent retention)做出了具体的规定(请见表1)。这明确表明该标准是烟标的VOC标准而不是油墨的VOC标准，目的是控制烟标的有机溶剂残留量。
表1卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的技术指标
| 序号 | 化合物名称 | 分子式 | 指标(单位：mg/m2) |
| 0 | 苯 | C6H6 | 0.01 |
| 1 | 乙醇 | C2H6O | 50.0 |
| 2 | 异丙醇 | C3H8O | 5.0 |
| 3 | 丙酮 | C3H6O | 1.0 |
| 4 | 丁酮 | C4H8O | 0.5 |
| 序号 | 化合物名称 | 分子式 | 指标(单位：mg/m2) |
| 5 | 乙酸乙酯 | C4H8O2 | 10.0 |
| 6 | 乙酸异丙酯 | C5H10O2 | 5.0 |
| 7 | 正丁醇 | C4H10O | 2.5 |
| 8 | 丙二醇甲醚 | C4H10O2 | 60.0 |
| 9 | 乙酸正丙酯 | C5H10O2 | 50.0 |
| 10 | 4-甲基-2-戊酮 | C6H12O | 1.0 |
| 11 | 甲苯 | C7H8 | 0.5 |
| 12 | 乙酸正丁酯 | C6H12O2 | 5.0 |
| 13 | 乙苯 | C8H10 | 0.25 |
| 14 | 二甲苯 | C8H10 | 0.25 |
| 15 | 环己酮 | C6H10O | 1.0 |
目前市场上用的水松纸烫印膜用烫印背胶全部是溶剂型产品，生产的烫印膜存在溶剂残留，不符合烟草行业印刷VOC标准。生产厂家为了达标，采用抽除法，这种方法费时费力，而且治标不治本。本发明采用全水性材料，用水开稀即可，生产过程中完全不用溶剂，从材料上根本解决这一问题。
高固含低粘度是背胶涂布生产过程中最理想的状态。不仅可以节约溶剂，干燥也加快。低粘度的水性背胶可以使电化铝厂家使用更细的网辊涂布，达到更平滑，细腻的涂胶效果，产品外观的美观性和稳定性提高。成品烫印时更加均匀，次品率大大降低。以国外(韩国)某厂家(以下简称A厂)生产的溶剂型背胶为例。成品固含在40％左右，粘度在80-100秒(涂4杯)之间。上机固含在15％-22％之间，粘度在12-15秒(涂4杯)之间。对于一些大分子量(10万以上)，交联度高的产品，施工粘度在12-15秒(涂4杯)时，上机固含在只能在15％之间，涂布时使用的网辊必须很粗，对成品流平，外观，稳定性，均匀性，次品率有很大影响。经过大量实验，本发明人出人意料地发现采用全水性材料，选择高固含低粘度的原材料，工艺上采用两步混料法，能解决这一问题。
此外，申请人发现，水松纸烫印膜的图案较小，为节省成本，烫印膜需要多次分切，多次烫印，目前的溶剂型背胶较难做到。以国内(广东)某厂家(以下简称B厂)生产的溶剂型背胶为例，只能做到6次，客户使用过程中产生极大的浪费。通过大量的实验，本发明人出人意料地发现采用适当比例的热塑性的材料如聚氨酯乳液，松香乳液，聚乙烯吡咯烷酮等，使得烫印膜柔韧性大大提高，多次收卷也不发裂，烫印没有”飞金”的现象。客户使用可重复烫多次，尤其是10次以上，甚至15次以上。
水松纸烫印膜的图案较小，清晰度要求很高。本发明同时使用热固性和热塑性的材料，使胶粘层和镀铝及纸张同时具有良好的附着力和粘结力。
发明内容
本发明所述水性胶粘剂是一种水松纸烫印膜用环保水性烫印背胶，其系统组份按质量比配方如下：
(1)热固性乳液：30-60％
(2)热塑性乳液：10-40％
(3)去离子水：5-30％
(4)成膜乳液：5-30％
(5)成膜助剂：0-5％
(6)流平剂：0-5％
(7)润湿剂：0-3％
(8)消泡剂：0-3％
(9)pH控制剂
上述热固性乳液指，热固性丙烯酸乳液(阴离子或非离子，粒径80-250纳米，粘度20-60秒(涂4杯)，固含量(质量百分比)20-55％，分子量50000-500000，Tg 0℃-80℃)，和热固性聚氨酯乳液(阴离子，粒径80-800纳米，粘度20-100秒(涂4杯)，固含量(质量百分比)15-45％，分子量100000-1000000，模量20-200mpa)。针对本发明，热固性丙烯酸乳液分子量较小，脆性大，易回粘。热固性聚氨酯乳液分子量大，韧性强，不回粘。热固性丙烯酸乳液比例增加切边性能提高，飞金较多，易回粘；热固性聚氨酯乳液比例增加切边性能下降，飞金较少，不回粘。采用不同比例搭配，取得性能的综合平衡。
在本发明中优选热固性聚氨酯乳液的分子量大于热固性丙烯酸乳液的分子量。对于两者的比例，本领域技术人员可根据需要通过实验确定。在本发明的一些实施方案中，该比例优选在1∶1-3之间。
上述热塑性乳液指，热塑性聚氨酯乳液(阴离子，粒径80-250纳米，粘度20-120秒(涂4杯)，固含量15-45％(质量百分比)，分子量50000-300000，模量5-40mpa)，和松香乳液(阴离子，粒径80-400纳米，粘度20-80秒(涂4杯)，固含量(质量百分比)20-60％，分子量2000-20000，软化点30-100℃)，和任选的聚乙烯吡咯烷酮(纯度＞95％，K值15-80)。针对本发明，热塑性聚氨酯乳液柔软性好、粘结性居中、切边性能下降；松香乳液粘结性好、切边性能居中、酸性强，拼混稳定性差；聚乙烯吡咯烷酮粘结性好、切边性能好、粘度太高涂布困难。采用不同比例搭配，取得性能的综合平衡。在本发明的一些实施方案中，热塑性乳液优选包含聚乙烯吡咯烷酮，以获得特定的粘结性和切边性能。
在本发明中，热塑性聚氨酯乳液、松香乳液和聚乙烯吡咯烷酮的比例可以根据需要通过实验获得，例如可以在3-5∶1-3∶1-3之间。
上述成膜乳液指，丙烯酸乳液(阴离子或非离子，粒径10-100纳米，粘度10-30秒(涂4杯)，固含量(质量百分比)20-55％，分子量2000-20000)，和纤维素乳液(阴/非离子，含量5-20％，粘度3-200cps)。针对本发明，丙烯酸乳液与热固性乳液及热塑性乳液相溶性好，纤维素乳液对提高流变性帮助很大，能改善涂布性能。采用不同比例搭配，取得性能的综合平衡。
上述成膜助剂指，十二碳酸酯(美国伊士曼化工Texano1或国产替代品)，丙二醇苯醚(陶氏化学PPh或国产替代品)。
上述流平剂指，非离子氟碳乳液(非离子，有效含量＞70％，1％水溶液表面张力＜25达因/厘米)，和有机硅乳液(非离子，有效含量＞50％，1％水溶液表面张力＜32达因/厘米)。针对本发明，非离子氟碳乳液表面张力低，添加量小，产生泡沫多；有机硅乳液表面张力高，添加量大，产生泡沫多。采用不同比例搭配，取得性能的综合平衡。
上述润湿剂指，脂肪醇醚(非离子，活性物＞70％，HLB值13-15，表面张力30-35达因/厘米)，和磺酸盐(阴离子，活性物＞70％，HLB值15-17，表面张力30-35达因/厘米)。针对本发明，脂肪醇醚润湿性能好，对流平帮助不大；磺酸盐润湿性和对流平均有一定帮助。采用不同比例搭配，取得性能的综合平衡。
上述消泡剂指，包括硅酮乳液(非离子，活性物＞30％)，和矿物油乳液(非离子，活性物＞50％)。针对本发明，硅酮乳液消泡效率高，对流平影响大；矿物油乳液消泡效率低，对流平影响小。采用不同比例搭配，取得性能的综合平衡。
上述pH控制剂指，包括氨水(25％浓度)，二乙醇胺(含量＞99％，陶氏化学)。针对本发明，氨水碱性强调整pH值较快；二乙醇胺对产品pH值的稳定帮助较大。采用不同比例搭配，取得性能的综合平衡。
本发明所述水性胶粘剂制备方法包括以下各步骤：
(1)1号反应釜(转速：30～300转/分钟，优选在60～100转/分钟，常温，常压)，将系统组份配方中组份(1)、(2)和(3)加入反应釜1号中，加料完成后，搅拌5-90分钟，优选搅拌10-60分钟，更优选搅拌20分钟；
(2)用2号反应釜(转速：600～1200转/分钟，优选在800-1000转/分钟，常温，常压)，将系统组份配方中组份(4)和(5)加入2号反应釜中，加料完成后，搅拌5-90分钟，优选搅拌10-60分钟，更优选搅拌20分钟；
(3)在慢速(30～300转/分钟，优选在60～100转/分钟)搅拌下，将2号反应釜已经分散好的混合物慢速(例如在5-30分钟内加入)加入到1号反应釜中，加料完成后，搅拌5-90分钟，搅拌10-60分钟，优选搅拌20分钟；
(4)在1号反应釜中，加入系统组份配方中组份(9)使得体系pH值控制在7-7.5之间；
(5)将系统组份配方中组份(6)、(7)和(8)慢速加入1号反应釜中，加料完成后，搅拌5-90分钟，优选搅拌10-60分钟，更优选搅拌20分钟；
(6)对按照上述步骤(1)(2)(3)(4)(5)制成的产品进行初步性能检验(包括固含、黏度、pH值、涂膜性、附着力、切边性、飞金等)和包装；
(8)最终产品为乳白色液体，黏度为9-16秒(涂4杯)，固含15-45％，比重0.95-1.1之间。
上述步骤1中必须采用慢速搅拌。通过实验在搅拌速度超过300转/分钟后，机械剪切力过大，极易造成乳液破乳，成品出现絮凝，严重时整釜料成为豆腐渣一样的废品。搅拌速度太慢(低于30转/分钟)，分散效率太低，可能分散不开，成品颗粒十分严重，过滤十分困难，烫印后的图案表面有明显的颗粒。通过实验，搅拌速度在60～100转/分钟最为合适。
上述步骤1中搅拌时间太短(低于5分钟)，可能分散不开，成品颗粒十分严重，过滤十分困难，烫印后的图案表面有明显的颗粒通过实验。搅拌时间太长(高于90分钟)，除浪费时间牺牲生产效率外，产品因搅拌而挥发的水分太多，最后成品的固含波动较大，后期还需对成品进行调整。通过实验搅拌时间在10-60分钟最为合适，优选搅拌20分钟。
上述步骤2中必须采用快速搅拌。主要是因为材料5在水性体系溶解度有限，整个过程重点在材料5吸附在乳液胶体束上。慢速搅拌(低于600转/分钟)，会使得材料5分布不均，局部分布密度大，其他地方分布密度小。成品成膜性不均匀，涂布后有的地方会起粉(分布密度小)，其他地方干燥慢(分布密度大)。搅拌速度太快(高于1200转/分钟)，材料4也可能出现乳液破乳现象。通过实验，搅拌速度在800-1000转/分钟最为合适。
上述步骤2中搅拌时间太短(低于5分钟)，会使得材料5分布不均。搅拌时间太长(高于90分钟)，除浪费时间牺牲生产效率外，材料4乳液破乳的可能性增大。通过实验搅拌时间在10-60分钟最为合适，优选搅拌20分钟。
上述步骤3，4，5中必须采用慢速搅拌。快速搅拌(超过300转/分钟)机械剪切力过大，极易造成材料1，2乳液破乳。搅拌速度太慢(低于30转/分钟)，分散效率太低；除颗粒问题外，成膜，流平，润湿，消泡都会因分散不均形成产品涂布缺陷。
本发明所述水性胶粘剂的应用：
适用于水松纸高速烫印的情况下，在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，此胶粘剂迅速产生热熔作用，将烫印膜的图案(此图案包括着色涂层及其粘结的染料，镀铝层)转移至纸张上。在烫印完之后，此水性胶粘剂和被烫印的纸张产生较好的粘结强度，此粘结强度保持长时间的稳定，即具有较好的持粘力。它和金属铝和纸张同时具有较好的粘结力。它在涂布干燥成膜之后具有较好的脆性及柔韧性，在烫印机的烫头和烫印膜(即胶粘层)接触之后，受热及受压的胶粘层迅速断裂，产生热熔作用，和被烫印纸张结合，而未受压及未受热的胶粘层不产生热熔作用，胶粘层留在烫印膜上，这样可确保烫印膜上面的图案能清晰地转移到纸张上。
本发明还涉及一种可由本发明的制备方法得到的水松纸烫印膜用环保水性烫印背胶，更具体地所述背胶优选为乳白色液体，黏度为9-16秒(涂4杯)，固含15-45％，比重0.95-1.1之间。
本发明还涉及本发明的背胶在生产包括金属镀层例如铝镀层的图案、尤其是烟草制品的商品包装物或者烟标中的用途。在一些具体实施方案中，所述背胶用于在水松纸高速烫印工艺中，在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，将烫印膜的图案转移至纸张上。
本发明还提供一种包括金属镀层例如铝镀层的图案产品、尤其是烟草制品的商品包装物或者烟标，其中所述图案产品包括本发明的背胶。
本发明还涉及一种生产包括金属镀层例如铝镀层的图案产品(尤其是烟草制品的商品包装物或者烟标)的方法，其中，在水松纸高速烫印工艺中，使用本发明的背胶，在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，将烫印膜的图案转移至纸张上。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，本项发明包括但不限于下面的实施例子。
实施例一
原料配比(质量％)：热固性丙烯酸乳液(阴离子，粒径80纳米，粘度20秒(涂4杯)，固含量(质量百分比)40％，分子量80000，Tg25℃)：5％；热固性聚氨酯乳液(阴离子，粒径200纳米，粘度25秒(涂4杯)，固含量(质量百分比)40％，分子量800000，模量80mpa)：15％；热塑性聚氨酯乳液(阴离子，粒径150纳米，粘度35秒(涂4杯)，固含量40％(质量百分比)，分子量50000，模量15mpa)：15％；松香乳液(阴离子，粒径200纳米，粘度60秒(涂4杯)，固含量(质量百分比)50％，分子量8000，软化点30℃)：5％；聚乙烯吡咯烷酮：5％；去离子水：40％；成膜丙烯酸乳液(阴离子，粒径20纳米，粘度15秒(涂4杯)，固含量(质量百分比)40％，分子量2000)：4％；纤维素乳液(非离子，含量10％，粘度150cps)：2％；十二碳酸酯：1％；丙二醇苯醚：2％；非离子氟碳乳液(市售)：0.3％；有机硅乳液(市售)0.8％；脂肪醇醚(市售脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9)：1％；磺酸盐(丁二酸二异辛酯磺酸钠)1％；硅酮乳液(市售)：0.5％；矿物油乳液(市售)：1％；氨水和二乙醇胺调整pH值至7-7.5(在以下所有例子中还将混合物的总量配平至100％)。
制备加料方法
(1)1号反应釜(转速：80转/分钟，常温，常压)，将系统组份配方中(1)(2)(3)加入反应釜1号中，加料完成后，搅拌20分钟；
(2)用2号反应釜(转速：900转/钟，常温，常压)，将系统组份配方中(4)(5)加入反应釜中2号，加料完成后，搅拌2步骤20分钟；
(3)在慢速(转速：80转/分钟，)搅拌下，将2号反应釜已经分散好的混合物慢速(20分钟匀速完成)加入到1号反应釜中，加料完成后，搅拌20分钟；
(4)在1号反应釜中，加入系统组份配方中(9)使得体系pH值控制在7.3。
(5)将系统组份配方中(6)(7)(8)慢速(20分钟匀速完成)加入1号反应釜中，加料完成后，搅拌20分钟；
应用性能表征
外观：乳白色液体；黏度为9秒(涂4杯)；固含15％；比重1.1。VOC达标(检测内容：苯，乙醇，异丙醇，丙酮，丁酮，乙酸乙酯，乙酸异丙酯，正丁醇，丙二醇甲醚，乙酸正丙酯，4-甲基2-戊酮，甲苯，乙酸正丁酯，乙苯，二甲苯，环己酮，见表1)。在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下(采用160、180℃和200℃三个温度，每个温度使用3、5、8公斤的不同压力，在以下所有给出的例子均采用上述条件)，多次烫印(15次)，图案清晰(A+级)，飞金(A+级)，良好附着力(A级)。
以上检测在行内均是标准方法。
实施例二
原料配比：热固性丙烯酸乳液(阴离子，粒径100纳米，粘度20秒(涂4杯)，固含量(质量百分比)40％，分子量140000，Tg55℃)：10％；热固性聚氨酯乳液：15％；热塑性聚氨酯乳液(阴离子，粒径150纳米，粘度35秒(涂4杯)，固含量40％(质量百分比)，分子量100000，模量75mpa)：2096；松香乳液：10％；聚乙烯吡咯烷酮：5％；去离子水：9％；成膜丙烯酸乳液：10％；纤维素乳液：10％；十二碳酸酯：3％；丙二醇苯醚：2％；非离子氟碳乳液：0.3％；有机硅乳液0.8％；脂肪醇醚：1％；磺酸盐1％；硅酮乳液：0.5％；矿物油乳液：1％；氨水和二乙醇胺调整pH值至7.1。
以上材料未加注明的同实施例一
制备加料方法
同实施例一
应用性能表征
外观：乳白色液体；黏度为13秒(涂4杯)；固含30％；比重1.1。VOC达标(检测内容：苯，乙醇，异丙醇，丙酮，丁酮，乙酸乙酯，乙酸异丙酯，正丁醇，丙二醇甲醚，乙酸正丙酯，4-甲基2-戊酮，甲苯，乙酸正丁酯，乙苯，二甲苯，环己酮)。在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，多次烫印(15次)，图案清晰(A+级)，飞金(A+级)，良好附着力(A级)。
实施例三
原料配比：热固性丙烯酸乳液(阴离子，粒径100纳米，粘度20秒(涂4杯)，固含量(质量百分比)40％，分子量140000，Tg55℃)：10％；热固性聚氨酯乳液：20％；热塑性聚氨酯乳液：15％；松香乳液(阴离子，粒径150纳米，粘度50秒(涂4杯)，固含量(质量百分比)60％，分子量10000，软化点75℃)：15％；聚乙烯吡咯烷酮：10％；去离子水：5％；成膜丙烯酸乳液：10％；纤维素乳液：5％；十二碳酸酯：3％；丙二醇苯醚：1％；非离子氟碳乳液：0.3％；有机硅乳液0.8％；脂肪醇醚：1.5％；磺酸盐1.5％；硅酮乳液：0.5％；矿物油乳液：0.5％；氨水和二乙醇胺调整pH值至7.4。
以上材料未加注明的同实施例一
制备加料方法
同实施例一
应用性能表征
外观：乳白色液体；黏度为16秒(涂4杯)；固含30％；比重1。VOC达标(检测内容：苯，乙醇，异丙醇，丙酮，丁酮，乙酸乙酯，乙酸异丙酯，正丁醇，丙二醇甲醚，乙酸正丙酯，4-甲基2-戊酮，甲苯，乙酸正丁酯，乙苯，二甲苯，环己酮)。在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，多次烫印(13次)，图案清晰(A+级)，飞金(A+级)，良好附着力(A级)。
实施例四
原料配比：热固性丙烯酸乳液：10％；热固性聚氨酯乳液(阴离子，粒径200纳米，粘度25秒(涂4杯)，固含量(质量百分比)40％，分子量500000，模量50mpa)：20％；热塑性聚氨酯乳液(阴离子，粒径150纳米，粘度35秒(涂4杯)，固含量40％(质量百分比)，分子量80000，模量25mpa)：10％；松香乳液：15％；聚乙烯吡咯烷酮：25％；去离子水：5％；成膜丙烯酸乳液：5％；十二碳酸酯：1％；丙二醇苯醚：2％；非离子氟碳乳液：0.3％；有机硅乳液0.8％；脂肪醇醚：3％；硅酮乳液：0.5％；矿物油乳液：1％；氨水和二乙醇胺调整pH值至7.3。
以上材料未加注明的同实施例一
制备加料方法
同实施例一
应用性能表征
外观：乳白色液体；黏度为16秒(涂4杯)；固含45％；比重1。VOC达标(检测内容：苯，乙醇，异丙醇，丙酮，丁酮，乙酸乙酯，乙酸异丙酯，正丁醇，丙二醇甲醚，乙酸正丙酯，4-甲基2-戊酮，甲苯，乙酸正丁酯，乙苯，二甲苯，环己酮)。在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，多次烫印(12次)，图案清晰(A+级)，飞金(A+级)，良好附着力(A+级)。
实施例五
原料配比：热固性丙烯酸乳液：15％；热固性聚氨酯乳液：25％；热塑性聚氨酯乳液：5％；松香乳液：5％；聚乙烯吡咯烷酮：5％；去离子水：20％；成膜丙烯酸乳液：15％；十二碳酸酯：2％；丙二醇苯醚：3％；非离子氟碳乳液：0.3％；有机硅乳液0.8％；脂肪醇醚：3％；硅酮乳液：0.5％；矿物油乳液：1％；氨水和二乙醇胺调整pH值至7.5。
以上材料未加注明的同实施例一
制备加料方法
同实施例一
应用性能表征
外观：乳白色液体；黏度为15秒(涂4杯)；固含35％；比重1。VOC达标(检测内容：苯，乙醇，异丙醇，丙酮，丁酮，乙酸乙酯，乙酸异丙酯，正丁醇，丙二醇甲醚，乙酸正丙酯，4-甲基2-戊酮，甲苯，乙酸正丁酯，乙苯，二甲苯，环己酮)。在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，多次烫印(14次)，图案清晰(A级)，飞金(A+级)，良好附着力(A级)。
实施例六
原料配比：热固性丙烯酸乳液：15％；热固性聚氨酯乳液：30％；热塑性聚氨酯乳液：20％；松香乳液：5％；聚乙烯吡咯烷酮：5％；去离子水：5％；成膜丙烯酸乳液：10％；十二碳酸酯：1％；丙二醇苯醚：2％；非离子氟碳乳液：0.3％；有机硅乳液0.8％；脂肪醚：3％；醇硅酮乳液：0.5％；矿物油乳液：0.5％；氨水和二乙醇胺调整pH值至7.3。
以上材料未加注明的同实施例一
制备加料方法
同实施例一
应用性能表征
外观：乳白色液体；黏度为15秒(涂4杯)；固含40％；比重1。VOC达标(检测内容：苯，乙醇，异丙醇，丙酮，丁酮，乙酸乙酯，乙酸异丙酯，正丁醇，丙二醇甲醚，乙酸正丙酯，4-甲基2-戊酮，甲苯，乙酸正丁酯，乙苯，二甲苯，环己酮)。在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，多次烫印(12次)，图案清晰(A级)，飞金(A级)，良好附着力(A+级)。
实施例七
原料配比：热固性丙烯酸乳液：15％；热固性聚氨酯乳液：30％；热塑性聚氨酯乳液：15％；松香乳液：5％；聚乙烯吡咯烷酮：5％；去离子水：10％；成膜丙烯酸乳液：2％；纤维素乳液：5％；十二碳酸酯：1％；丙二醇苯醚：1％；非离子氟碳乳液：0.3％；有机硅乳液0.8％；脂肪醇醚：1％；磺酸盐1％；硅酮乳液：0.5％；矿物油乳液：1％；氨水和二乙醇胺调整pH值至7.2。
以上材料未加注明的同实施例一
制备加料方法
同实施例一
应用性能表征
外观：乳白色液体；黏度为12.5秒(涂4杯)；固含25％；比重1.02。VOC达标(检测内容：苯，乙醇，异丙醇，丙酮，丁酮，乙酸乙酯，乙酸异丙酯，正丁醇，丙二醇甲醚，乙酸正丙酯，4-甲基2-戊酮，甲苯，乙酸正丁酯，乙苯，二甲苯，环己酮)。在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，多次烫印(10次)，图案清晰(A+级)，飞金(A级)，良好附着力(A+级)。
实施例八
原料配比：热固性丙烯酸乳液：20％；热固性聚氨酯乳液：25％；热塑性聚氨酯乳液：15％；松香乳液：10％；聚乙烯吡咯烷酮：5％；去离子水：7％；成膜丙烯酸乳液：4％；纤维素乳液：4％；十二碳酸酯：2％；丙二醇苯醚：2％；非离子氟碳乳液：0.3％；有机硅乳液0.8％；脂肪醇醚：1％；磺酸盐1％；硅酮乳液：0.5％；矿物油乳液：1％；氨水和二乙醇胺调整pH值至7.4。
以上材料未加注明的同实施例一
制备加料方法
同实施例一
应用性能表征
外观：乳白色液体；黏度为13秒(涂4杯)；固含25％；比重1。VOC达标(检测内容：苯，乙醇，异丙醇，丙酮，丁酮，乙酸乙酯，乙酸异丙酯，正丁醇，丙二醇甲醚，乙酸正丙酯，4-甲基2-戊酮，甲苯，乙酸正丁酯，乙苯，二甲苯，环己酮)。在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，多次烫印(11次)，图案清晰(A+级)，飞金(A级)，良好附着力(A+级)。
实施例九
原料配比：热固性丙烯酸乳液：20％；热固性聚氨酯乳液：30％；热塑性聚氨酯乳液：15％；松香乳液：5％；聚乙烯吡咯烷酮：5％；去离子水：9％；成膜丙烯酸乳液：5％；十二碳酸酯：5％；非离子氟碳乳液：0.3％；有机硅乳液0.8％；脂肪醇醚：1％；磺酸盐1％；硅酮乳液：0.5％；矿物油乳液：1％；氨水和二乙醇胺调整pH值至7.1。
以上材料未加注明的同实施例一
制备加料方法
同实施例一
应用性能表征
外观：乳白色液体；黏度为14秒(涂4杯)；固含30％；比重1。VOC达标(检测内容：苯，乙醇，异丙醇，丙酮，丁酮，乙酸乙酯，乙酸异丙酯，正丁醇，丙二醇甲醚，乙酸正丙酯，4-甲基2-戊酮，甲苯，乙酸正丁酯，乙苯，二甲苯，环己酮)。在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，多次烫印(9次)，图案清晰(A-级)，飞金(A-级)，良好附着力(A+级)。
实施例十
原料配比：热固性丙烯酸乳液：25％；热固性聚氨酯乳液：25％；热塑性聚氨酯乳液：10％；松香乳液：5％；聚乙烯吡咯烷酮：5％；去离子水：10％；成膜丙烯酸乳液：10％；十二碳酸酯：2％；丙二醇苯醚：2％；非离子氟碳乳液：0.3％；有机硅乳液0.8％；脂肪醇醚：1％；磺酸盐1％；硅酮乳液：0.5％；矿物油乳液：1％；氨水和二乙醇胺调整pH值至7.3。
以上材料未加注明的同实施例一
制备加料方法
同实施例一
应用性能表征
外观：乳白色液体；黏度为14秒(涂4杯)；固含30％；比重1。VOC达标(检测内容：苯，乙醇，异丙醇，丙酮，丁酮，乙酸乙酯，乙酸异丙酯，正丁醇，丙二醇甲醚，乙酸正丙酯，4-甲基2-戊酮，甲苯，乙酸正丁酯，乙苯，二甲苯，环己酮)。在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，多次烫印(9次)，图案清晰(A-级)，飞金(A级)，良好附着力(A+级)。
实施例十一
原料配比：热固性丙烯酸乳液：30％；热固性聚氨酯乳液：10％；热塑性聚氨酯乳液：8％；松香乳液：5％；聚乙烯吡咯烷酮：3％；去离子水：7％；成膜丙烯酸乳液：20％；纤维素乳液：10％；非离子氟碳乳液：0.3％；有机硅乳液0.8％；脂肪醇醚：3％；硅酮乳液：0.5％；矿物油乳液：1％；氨水和二乙醇胺调整pH值至7.1。
以上材料未加注明的同实施例一
制备加料方法
同实施例一
应用性能表征
外观：乳白色液体；黏度为15秒(涂4杯)；固含40％；比重1。VOC达标(检测内容：苯，乙醇，异丙醇，丙酮，丁酮，乙酸乙酯，乙酸异丙酯，正丁醇，丙二醇甲醚，乙酸正丙酯，4-甲基2-戊酮，甲苯，乙酸正丁酯，乙苯，二甲苯，环己酮)。在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，多次烫印(10次)，图案清晰(A-级)，飞金(A+级)，良好附着力(A+级)。
实施例十二
原料配比：热固性丙烯酸乳液：25％；热固性聚氨酯乳液：35％；热塑性聚氨酯乳液：5％；松香乳液：10％；聚乙烯吡咯烷酮：5％；去离子水：5％；成膜丙烯酸乳液：5％；十二碳酸酯：2％；丙二醇苯醚：2％；非离子氟碳乳液：0.3％；有机硅乳液0.8％；脂肪醇醚：2％；磺酸盐1％；矿物油乳液：1％；氨水和二乙醇胺调整pH值至7.4。
以上材料未加注明的同实施例一
制备加料方法
同实施例一
应用性能表征
外观：乳白色液体；黏度为16秒(涂4杯)；固含45％；比重1。VOC达标(检测内容：苯，乙醇，异丙醇，丙酮，丁酮，乙酸乙酯，乙酸异丙酯，正丁醇，丙二醇甲醚，乙酸正丙酯，4-甲基2-戊酮，甲苯，乙酸正丁酯，乙苯，二甲苯，环己酮)。在160～200℃的范围及3～8公斤的压力下，多次烫印(8次)，图案清晰(A+级)，飞金(A-级)，良好附着力(A+级)。
对比例1-10
原料(同实施例1)配比：如下面表2所示。
制备加料方法
同实施例一
应用性能参见表2。从该表可以看出，当没有同时包含如前述实施例的热固性乳液和热塑性乳液的各种成分时，则不能获得多次烫印性能，基本不能实现多次烫印，或者仅仅可实现单次烫印。此外还可以看出，当缺乏特定的热固性乳液成分或者热塑性乳液成分时，还会损害胶的印刷图案清晰性能、飞金或者(图案与基底的)附着力不良。因此，当同时包含本发明背胶的各种热固性乳液和热塑性乳液的成分时，可以获得优异性能的适于水松纸高速烫印的背胶。
此外，本发明的背胶还适用于高速烫印包括金属层例如铝层的图案，尤其适用于生产烟草制品的商品包装物，或烟标。采用本发明背胶获得的图案、商品包装物尤其是烟标，非常适于日趋严格的环保要求。
Claims (10)
1.一种水松纸烫印膜用环保水性烫印背胶，其特征在于其系统组份配方以质量％计如下：
(1)热固性乳液：30-60％
此热固性乳液包括热固性丙烯酸乳液，和热固性聚氨酯乳液
(2)热塑性乳液：10-40％
此热塑性乳液包括热塑性聚氨酯乳液，松香乳液，和任选的聚乙烯砒咯烷酮
(3)去离子水：5-30％
(4)成膜乳液：5-30％
(5)成膜助剂：0-5％
(6)流平剂：0-5％
(7)润湿剂：0-3％
(8)消泡剂：0-3％
(9)pH控制剂。
2.如权利要求1所述的背胶，其中，所述成膜乳液包括丙烯酸乳液，和纤维素乳液；所述成膜助剂包括十二碳酸酯，和丙二醇苯醚；所述流平剂包括非离子氟碳乳液，和有机硅乳液；所述润湿剂包括脂肪醇醚，和硫醇醚；所述消泡剂包括硅酮乳液，和矿物油；所述pH控制剂包括氨水，和二乙醇胺。
3.如权利要求1所述的背胶，其中，所述热固性丙烯酸乳液为阴离子或非离子热固性丙烯酸乳液，粒径80-250纳米，粘度20-60秒(涂4杯)，固含量20-55％，分子量50000-500000，Tg 0℃-80℃，所述热固性聚氨酯乳液为阴离子热固性聚氨酯乳液，粒径80-800纳米，粘度20-100秒(涂4杯)，固含量15-45％，分子量100000-1000000，模量20-200mpa；所述热塑性聚氨酯乳液为阴离子热塑性聚氨酯乳液，粒径80-250纳米，粘度20-120秒(涂4杯)，固含量15-45％，分子量50000-300000，模量5-40mpa，所述松香乳液为阴离子松香乳液，粒径80-400纳米，粘度20-80秒(涂4杯)，固含量20-60％，分子量2000-20000，软化点30-100℃，所述聚乙烯吡咯烷酮的纯度＞95％，K值为15-80。
4.如权利要求2所述的背胶，其中，所述丙烯酸乳液为阴离子或非离子丙烯酸乳液，粒径10-100纳米，粘度10-30秒(涂4杯)，固含量20-55％，分子量2000-20000，所述纤维素乳液为阴离子或非离子纤维素乳液，含量5-20％，粘度3-200cps；所述非离子氟碳乳液的有效含量＞70％，1％水溶液表面张力＜25达因/厘米，所述有机硅乳液为非离子有机硅乳液，有效含量＞50％，1％水溶液表面张力＜32达因/厘米；所述脂肪醇醚为非离子脂肪醇醚，活性物＞70％，HLB值13-15，表面张力30-35达因/厘米，所述磺酸盐为阴离子磺酸盐，活性物＞70％，HLB值15-17，表面张力30-35达因/厘米；所述硅酮乳液为非离子硅酮乳液，活性物＞30％，所述矿物油乳液为非离子矿物油乳液，活性物＞50％；所述pH控制剂包括氨水(25％浓度)，二乙醇胺(含量＞99％)。
5.一种水松纸烫印膜用环保水性烫印背胶的制备方法，其特征在于按照权利要求1-4中任一项的系统组份配方，其制备方法包括以下各步骤：
(1)用1号反应釜，在30～300转/分钟、优选在60～100转/分钟的转速的搅拌下，将权利要求1中的组份(1)(2)(3)加入反应釜1号中，加料完成后，搅拌5-90分钟，优选搅拌10-60分钟，更优选搅拌20分钟；
(2)用2号反应釜，在600～1200转/分钟，优选在800-1000转/分钟的转速的搅拌下，将权利要求1中的组份(4)(5)加入反应釜中2号，加料完成后，搅拌5-90分钟，优选搅拌10-60分钟，更优选搅拌20分钟；
(3)在30～300转/分钟、优选在60～100转/分钟的慢速搅拌下，将2号反应釜已经分散好的混合物慢速(例如在5-30分钟内)加入到1号反应釜中，加料完成后，搅拌5-90分钟，优选搅拌10-60分钟，更优选搅拌20分钟；
(4)在1号反应釜中，加入权利要求1中的组份(9)使得体系pH值控制在7-7.5之间；
(5)将权利要求1中的组份(6)(7)(8)慢速加入1号反应釜中，加料完成后，搅拌5-90分钟，优选搅拌10-60分钟，更优选搅拌20分钟，得到最终产品。
6.如权利要求5所述的制备方法，所述最终产品为乳白色液体，黏度为9-16秒(涂4杯)，固含15-45％，比重0.95-1.1之间。
7.如权利要求5所述的制备方法，还包括将所述最终产品进行初步性能检验和包装。
8.一种可由权利要求5-7中任一项的制备方法得到的水松纸烫印膜用环保水性烫印背胶，更具体地所述背胶优选为乳白色液体，黏度为9-16秒(涂4杯)，固含15-45％，比重0.95-1.1之间。
9.如前述权利要求1-4和8中任一项所述的背胶在生产包括金属镀层例如铝镀层的图案、尤其是烟草制品的商品包装物或者烟标中的用途。
10.一种包括金属镀层例如铝镀层的图案产品、尤其是烟草制品的商品包装物或者烟标，其中所述图案产品包括如前述权利要求1-4和8中任一项所述的背胶。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |