CN101824246B

CN101824246B - 一种双pe纸杯专用水性柔版油墨体系

Info

Publication number: CN101824246B
Application number: CN 201010164081
Authority: CN
Inventors: 袁立新; 齐明新
Original assignee: HEFEI YUANHE SHUIXING CHEMICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HEFEI YUANHE SHUIXING CHEMICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2010-05-06
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2030-05-06
Also published as: CN101824246A

Abstract

本发明涉及一种双PE纸杯专用水性柔版油墨体系，该油墨体系由双PE纸杯专用水性柔版彩色油墨和可与食品接触的上光油两部分组成，用于双PE纸杯柔版印刷，能够很好地满足印刷适性要求和印后加工要求。可与食品接触的上光油能有效隔绝彩色油墨与食品饮料的直接接触，确保了纸杯的卫生安全性能。本发明性能优良、无毒无味、安全环保、综合成本低，具有广阔的市场前景。

Description

一种双PE纸杯专用水性柔版油墨体系

技术领域

本发明涉及印刷油墨技术领域，特别涉及一种双PE纸杯专用水性柔版油墨体系。

背景技术

随着社会的发展和人民生活水平的提高，一次性纸杯因其安全、环保、方便、卫生、价廉、可降解等优点，越来越受到人们的欢迎，具有广泛的市场需求。由于产品宣传和促销的需求，纸杯外壁一般需要印刷产品标识和精美的彩色图案，残留在干燥后的油墨层中的小分子成分可能从纸杯外壁渗透迁移到纸杯内壁。另外，纸杯一般采用叠合套装的方式储存和运输，由于相邻的纸杯内外壁间的震动和摩擦作用，一只纸杯外壁的印刷油墨成分有可能沾附或迁移到另一只纸杯的内壁。如果印刷纸杯用的油墨含有对人体有毒有害的成分，纸杯在使用过程中就可能对人们的身体健康带来危害。水性油墨使用水作为溶剂，具有无毒、安全、卫生、环保的特点，印刷过程中不污染大气环境，是世界公认的环保型印刷材料，也是目前所有印刷油墨中唯一经美国FDA认可的印刷油墨，是印刷纸杯的理想材料。

制造纸杯用纸一般是采用原木浆纸，表面淋膜无毒的PE薄膜。双面淋膜PE纸杯(双PE纸杯)主要用于盛装冰镇饮料，因其外层PE膜可有效阻隔杯外空气中的水分吸附渗透到纸张中，避免纸杯因吸水而瘫软。双PE纸杯印刷是在外层的PE膜上印刷图文，由于PE膜是非吸收基材，表面张力低，目前市场上使用的水性油墨用于双PE纸杯印刷时存在附着力差、抗水性差、不耐酒精、不耐冷冻、不耐高温等缺陷，不能满足冷饮纸杯的使用和印后加工要求。

发明内容

纸杯属于一次性食品饮料包装容器，产品必须符合QB2294-2006的技术要求，所用印刷油墨成分应符合GB9685-2008的规范，同时要满足QB/T2825-2006的技术要求。由于GB9685-2008目前仅列出965种允许使用的物质，造成油墨配方设计的困难。同时，如为了满足食品卫生要求而全部采用可与食品接触的材料配制油墨，必将造成油墨价格昂贵，客户无法接受。

本发明设计了双PE纸杯专用水性柔版彩色油墨和可与食品接触的上光油组成油墨体系。彩色油墨可选用普通的水性树脂和颜料制成，主要考虑油墨的色彩鲜艳、在PE膜上的附着性能、耐冷冻、耐热封性能，避免使用容易迁移的小分子成分和容易残留的高沸点溶剂。上光油配方设计时选用无毒无害可与食品接触的材料，主要考虑透明度、光泽、表面滑爽、抗水性、耐摩擦性、耐化学品性能。上光油作为最后一道印刷工序满版印刷，对前几道色序印刷的彩色油墨进行全部覆盖，隔绝彩色油墨与食品饮料的直接接触，确保了纸杯使用时的卫生安全性。具体情况请参看图1。

采用本发明生产的双PE纸杯专用水性柔版油墨体系，用于双PE纸杯柔性版印刷，墨层附着牢固，抗水性好，耐干、湿摩擦性能优异；低温冷冻墨层不发脆、不掉色；水浸泡不掉色；酒精浸泡不掉色；热封合时油墨不变色；能够很好地满足双PE纸杯生产对油墨的印刷适性要求和印后加工要求。同时印品无溶剂残留，无毒无污染，可与食品接触，符合食品包装容器卫生要求。本发明生产工艺简单，性能优良、无毒无味、安全环保、综合成本低，具有广阔的市场前景。

技术方案：

彩色油墨选用着色力强、耐温180℃以上、在水性体系中容易分散的有机或无机颜料作为显色剂，颜料的耐温性能是为了保证纸杯印后加工热封滚花时油墨遇高温不变色。选用小分子量的丙烯酸树脂溶液作为研磨树脂，确保了颜料的良好润湿和分散效果；选用大分子量低Tg值的丙烯酸乳液，并添加附着力促进剂，使油墨在PE层上有优异的附着力和耐低温冷冻性能；选用中Tg值的丙烯酸乳液进行复配，使油墨的干燥速度和复溶性符合印刷要求。

彩色油墨的重量百分比为：颜料8～20％，丙烯酸树脂溶液10～20％，低Tg(玻璃化温度)值丙烯酸乳液15～25％，中Tg值丙烯酸乳液20～30％，复合助剂1～5％，去离子水8～20％。

其中丙烯酸树脂溶液为分子量(MW)5000～17500、固含量35％左右的碱性苯丙水溶液，低Tg值丙烯酸乳液为分子量(MW)20万左右、Tg值为-50～-16℃、固含量45％左右的碱性苯丙乳液，中Tg值丙烯酸乳液为分子量(MW)20万左右、Tg值为0～30℃、固含量45％左右的碱性苯丙乳液，复合助剂为助溶剂、pH稳定剂、润湿分散剂、附着力促进剂、消泡剂、流平剂一种或数种物质的混合物(助溶剂为乙醇、异丙醇、丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚等一种或数种物质的混合物，pH稳定剂为乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、异丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三乙醇胺等一种或数种物质的混合物)。

上光油采用丙烯酸树脂溶液、高Tg值的丙烯酸硬乳液和自交联丙烯酸乳液复配，并添加水性蜡乳液。丙烯酸树脂溶液成膜性能好，印刷时复溶性好；高Tg值的丙烯酸硬乳液干燥速度快、光泽度高、耐磨性好；自交联丙烯酸乳液成膜性能优异，附着力强、抗水性、耐化学品性好；水性蜡乳液增强印品的耐摩擦性能和表面滑爽性能，同时增加印品表面的疏水性能。

上光油的重量百分比为：丙烯酸树脂溶液10～20％，高Tg值丙烯酸硬乳液40～80％，自交联丙烯酸乳液10～20％，水性蜡乳液3～10％，复合助剂0.2～5％，去离子水0～20％。

其中高Tg值丙烯酸硬乳液为分子量(MW)20万、Tg值为40～120℃、固含量45％左右的碱性苯丙乳液，自交联丙烯酸乳液为低Tg值、低VOC的自交联丙烯酸乳液，水性蜡乳液为聚乙烯蜡乳液。

上光油采用可与食品接触的材料配制。

本发明制备的双PE纸杯专用水性柔版油墨体系主要技术指标如下：

表1双PE纸杯专用水性柔版油墨体系主要技术指标

项目	彩色油墨技术指标	上光油技术指标
			颜色	近似标样	不检验

细度(μm)	≤10	不检验
			粘度(Zahn 4#，25℃)	10～25秒	10～25秒
pH值	8.0～10.0	8.0～10.0
			着色力(％)	95～105	不适用
表干性(min)	≤2，油墨无沾染	≤2，无沾染
			流动性(％)	≥95	≥95
光泽(％)	不检验	≥60

附图说明

图1为双PE纸张印刷截面示意图。

符号说明：

1.上光油层 2.彩色油墨层 3.外层PE膜 4.纸张 5.内层PE膜

具体实施例

1.制备水性色浆

双PE纸杯专用水性色浆配方实例，见表2。

表2双PE纸杯专用水性色浆配方实例(重量份)

材料名称	洋红浆	黄浆	蓝浆	绿浆	黑浆
						P.R.57:1洋红色粉	36
P.Y.13联苯胺黄色粉		36
						P.B.15:3酞菁蓝			38
P.G.7酞菁绿				36
						色素炭黑					30
丙烯酸树脂溶液	22	20	22.5	28	26
						去离子水	36.5	36	28.5	30	38
丙二醇甲醚	3	5	8	5	5

润湿剂	1.5	2	2
						乙醇胺	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
消泡剂	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
						合计	100	100	100	100	100

按照配方比例将准确计量的去离子水、丙烯酸树脂溶液、丙二醇甲醚、乙醇胺、润湿剂、消泡剂投入分散容器中，混合搅拌均匀。然后投入准确计量的颜料粉体，高速分散20分钟左右，将混合物料用砂磨机研磨3～4遍，直至细度在10μm以下，即得水性色浆，备用。

本实例中，我们采用的颜料是市场上普通的有机和无机颜料，丙烯酸树脂溶液是BASF公司的Joncryl

HPD 296和Joncryl61(前者用于配制洋红浆和黄浆，后者用于配制蓝浆、绿浆和黑浆)，润湿剂是DEGUSSA公司的TEGO

Wet 500，消泡剂是市售水性体系消泡剂，丙二醇甲醚和乙醇胺采用市售的工业品。

2.制备彩色油墨

双PE纸杯专用水性柔版油墨配方实例，见表3。

表3双PE纸杯专用水性柔版油墨配方实例(重量份)

材料名称	洋红墨	黄墨	蓝墨	绿墨	黑墨
						洋红浆	42
黄浆		45
						蓝浆			50
绿浆				55
						黑浆					50
低Tg值丙烯酸乳液	22	25	20	18	18
						中Tg值丙烯酸乳液	35.5	29.5	29.4	26.4	31.3
附着力促进剂	0.3	0.3	0.4	0.4	0.5
						消泡剂	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
合计	100	100	100	100	100

按照配方比例将步骤1制得的水性色浆、低Tg值丙烯酸乳液、中Tg值丙烯酸乳液、附着力促进剂、消泡剂投入容器中，混合搅拌均匀，过滤、检验合格后包装，即得双PE纸杯专用水性柔版彩色油墨产品。

本实例中，我们采用的低Tg值丙烯酸乳液是BASF公司的Joncryl

624，中Tg值丙烯酸乳液是Joncryl

617-A，附着力促进剂是含有胺基的偶联剂，消泡剂是市售水性体系消泡剂。

3.制备上光油

双PE纸杯专用水性柔版上光油配方实例，见表4。

表4双PE纸杯专用水性柔版上光油配方实例(重量份)

材料名称	用量
		丙烯酸树脂溶液	20
高Tg值丙烯酸乳液	60
		自交联丙烯酸乳液	10
水性蜡乳液	6
		消泡剂	0.2
去离子水	3.8
		合计	100

按照配方比例将丙烯酸树脂溶液、高Tg值丙烯酸硬乳液、自交联丙烯酸乳液、水性蜡乳液、消泡剂、去离子水投入容器中，混合搅拌均匀，过滤、检验合格后包装，即得双PE纸杯专用水性柔版上光油。

本实例中我们采用的丙烯酸树脂溶液是BASF公司的JoncrylDFC 3025，高Tg值丙烯酸乳液是BASF公司的Joncryl90，自交联丙烯酸乳液是广州珂宁公司的Levertex 3030，水性蜡乳液是BASF公司的Poligen

WE6，消泡剂是DEGUSSA公司的TEGO

Foamex 3062。全部材料都是可以与食品接触的，符合FDA规定。

采用本发明制备的专用水性油墨和上光油印制纸杯并上光后进行检测，各项物性指标如下：

序号	项目	检测结果
			1	耐酒精测试(65％乙醇23±5℃浸泡30min)	浸泡液无染色
2	耐水测试(23±5℃水浸泡30min)	浸泡液无染色

3	干摩擦(4lb，100次)	无颜色转移
			4	湿摩擦(2lb，无墨层破坏)	≥10次
5	冰水混合物浸泡(30min揉搓10次)	墨层不脱落
			6	附着牢度(粘胶带法)％	≥95
7	230℃热封	不变色

以上所述，仅是本发明油墨体系的较佳实例，并不构成对本发明技术范围的任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明权利要求所保护的范围。

Claims

1.一种双PE纸杯专用水性柔版油墨体系，由双PE纸杯专用水性柔版彩色油墨和可与食品接触的上光油两部分组成：

彩色油墨的重量百分比为：颜料8～20%，丙烯酸树脂溶液10～20%，低Tg值（玻璃化温度）丙烯酸乳液15～25%，中Tg值丙烯酸乳液20～30%，复合助剂1～5%，去离子水8～20%；

上光油的重量百分比为：丙烯酸树脂溶液10～20%，高Tg值丙烯酸硬乳液40～80%，自交联丙烯酸乳液10～20%，水性蜡乳液3～8%，复合助剂1～5%，去离子水0～20%；

所述丙烯酸树脂溶液为MW分子量5000～17500、固含量35%左右的碱性苯丙水溶液；

所述低Tg值丙烯酸乳液为MW分子量20万左右、Tg值为-50～-16℃、固含量45%左右的碱性苯丙乳液；

所述中Tg值丙烯酸乳液为MW分子量20万左右、Tg值为0～30℃、固含量45%左右的碱性苯丙乳液；

所述高Tg值丙烯酸硬乳液为MW分子量20万、Tg值为40～120℃、固含量45%左右的碱性苯丙乳液。

2.根据权利1要求的双PE纸杯专用水性柔版油墨体系，其特征为：所述上光油采用可与食品接触的材料配制。

3.根据权利2要求的双PE纸杯专用水性柔版油墨体系，其特征为：所述复合助剂为助溶剂、pH稳定剂、润湿分散剂、附着力促进剂、消泡剂、流平剂一种或数种物质的混合物。

4.根据权利3要求的双PE纸杯专用水性柔版油墨体系，其特征为：所述助溶剂为乙醇、异丙醇、丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的一种或数种物质的混合物。

5.根据权利3要求的双PE纸杯专用水性柔版油墨体系，其特征为：所述pH稳定剂为乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、异丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三乙醇胺中的一种或数种物质的混合物。