CN101987932B - 喷码打印用耐高温蒸煮油墨 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷码打印用耐高温蒸煮油墨。该耐高温蒸煮油墨含有一种或多种有机溶剂、树脂和着色剂，并且，该油墨的粘度为2.8-6.2CP/25℃，电导率为500-1500μS，表面张力为27-30Dyn/cm。本发明提供的喷码打印用耐高温蒸煮油墨，能够适用于各种需要高温处理的包装物表面。采用上述耐高温蒸煮油墨获得的标识与基材的粘着力强、附着性好，并且在高温蒸煮后不褪色、不脱落、不渗透、不迁移。标识干燥之后还可以用清洗剂擦掉。

Description

喷码打印用耐高温蒸煮油墨

技术领域

本发明涉及一种喷码打印用耐高温蒸煮油墨，属于喷码机用耐高温蒸煮打印油墨。

背景技术

连续式墨水喷印系统(CIJ)是一种比较复杂的喷墨系统，其最大优点在于打印数字或字母时能够实现高速喷印，该系统所采用的油墨的特性就是粘度低，并且必须具备可充电性及可断裂性。

根据标识信息的喷印底材以及使用环境的不同，对于所采用的油墨也有不同的要求。例如在众多的食品包装制品中，包装密封之后需要喷印标识信息，为了消毒以及制成成品，要进行高温蒸煮。在高温蒸煮处理中，要求喷印的信息在蒸煮前后不能有明显的变化，这就需要油墨满足在高温蒸煮过程中不易迁移的要求，还要达到不褪色、不变色、不脱落、不渗透等要求，同时，油墨还需要具有在必要时可用清洗剂擦掉的性能。

但是，普通的以溶剂型染料为着色剂的墨水，经高温蒸煮后或多或少存在褪色、变色、脱落、渗透等不足，无法满足目前的高温蒸煮处理对于喷码油墨的要求。

因此，开发一种能够适应高温蒸煮要求的新型的喷码打印用耐高温蒸煮油墨是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种喷码打印用的耐高温蒸煮油墨，通过对于油墨成分的调整以及油墨性能参数的控制，所得到的耐高温蒸煮油墨能够满足现有喷码打印的使用要求，同时具有良好的耐高温蒸煮性能。

为达到上述目的，本发明提供了一种喷码打印用耐高温蒸煮油墨，其中，该油墨含有一种或多种有机溶剂、树脂和着色剂，并且，该油墨的粘度为2.8-6.2CP/25℃(BROOKFIELD DV-E，转子S00)，电导率为500-1500μS(HANNA HI98331)，表面张力为27-30Dyn/cm，20℃(

BP2100)。

根据本发明的具体技术方案，优选地，以重量百分比计，上述耐高温蒸煮油墨包括以下成分组成：有机溶剂、70-90％，树脂、3-14％，润湿分散剂、0.1-2％，抗静电助剂、0.3-2％，着色剂、3-7％，并且，各成分组成之和满足100％。

根据本发明的具体技术方案，优选地，上述耐高温蒸煮油墨中所采用的树脂包括丙烯酸树脂、氯醋树脂、硝化纤维素树脂、醛酮树脂、醋酸丙酸纤维素树脂和聚乙烯缩丁醛树脂等中的一种或几种。更优选地，上述树脂为占该油墨重量2-9％的丙烯酸树脂和1-5％的氯醋树脂，氯醋树脂与丙烯酸树脂结合使用时，在基材表面(尤其是在PVDC材质表面)能够表现出优秀的综合性能。

根据本发明的具体技术方案，优选地，上述耐高温蒸煮油墨中还可以含有改性松香树脂，并且，该改性松香树脂的软化点为105-140℃，酸值(mgKOH/g，50％甲苯)小于等于30，本发明所采用的改性松香树脂可以是众昌树脂生产的马林酸树脂RGM系列，其是顺酐改性松香，例如RGM105(软化点：105±3℃，酸值(mgKOH/g，50％甲苯)≤30)，RGM128(软化点：128±3℃，酸值(mgKOH/g，50％甲苯)≤30)，RGM135(软化点：135±3℃，酸值(mgKOH/g，50％甲苯)≤30)，RGM135W(软化点：135±3℃，酸值(mgKOH/g，50％甲苯)≤30)，RGM128W(软化点：128±3℃，酸值(mgKOH/g，50％甲苯)≤30)，RGM105W(软化点：105±3℃，酸值(mgKOH/g，50％甲苯)≤30)等。通过采用酸值较低的改性松香树脂，可以提高油墨的耐水性，而且不会对喷码机的金属喷头产生腐蚀，而通过控制改性松香树脂的软化点温度，可以提高油墨的耐高温高压水煮性能，并且油墨的抗迁移性更佳。更优选地，改性松香树脂占该油墨总重量的10-15％。通过松香改性树脂与其他树脂(例如氯醋树脂等)的结合，可以提高耐高温蒸煮油墨的耐高温蒸煮性能，同时，可以大大提高耐高温蒸煮油墨在基材(尤其是塑料基材，例如PET等)上的附着力，尤其是在PET/PE等材质的表面，氯醋树脂的柔性，改性松香树脂的粘着性及易断裂性，以及它们本身的抗温性均比较好，将氯醋树脂和改性松香树脂结合使用能带来很好的综合性能。

根据本发明的具体技术方案，优选地，所采用的丙烯酸树脂的重均分子量(Mw)为10000-60000，玻璃化温度(Tg)在70℃以上。该树脂可选优霓科生产的BM-60(Mw：50000，Tg：75℃)，吉田化工生产的MB-85(Mw：60000，Tg：85℃)，亚克力高分子树脂制造的MB-113(Mw：40000-50000，Tg：75℃)、MB-105(Mw：50000-60000，Tg：105℃)，LUCITE(璐彩特)国际公司生产的

(Mw：34000，Tg：76℃)，

丙烯酸树脂(Mw：37000，Tg：104℃)，DSM(帝斯曼)公司的NeoCryl B-890(Mw：12500，Tg：85℃)。通过对丙烯酸树脂的重均分子量的控制，可以使墨点易分裂并保证油墨的性能，同时，通过对其玻璃化温度的控制，可以为油墨提供耐温的保障。

根据本发明的具体技术方案，优选地，所采用的氯醋树脂为二元或三元氯醋树脂，其重均分子量Mw为15000-30000，酸值为10-20，该树脂可选VMCH(酸值：10，Mw：27000)，VMCA(酸值：19，Mw：15000)(以上为美国联合碳化物公司产品)。通过对于氯醋树脂的酸值的控制，可以提高油墨的耐高温水煮性能，同时也能够保护喷码机的金属喷头不受腐蚀。通过控制所选择的氯醋树脂的重均分子量，有利于保证油墨的整体粘度，重均分子量过低则会影响油墨四项性能的要求，过高则会使油墨的整体粘度过高而是高速喷码机无法正常使用。

喷码机都是应用于高速生产线上，最快时每分钟要喷印几万个印刷信息，所以作为喷码机用油墨的干燥速度显得尤为重要，作为油墨中占比例最大的溶剂的选择原则是：能够很好地溶解聚合物树脂和着色剂，有很好的挥发干燥速度，这些溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、戊酮、甲基异丁基酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯和醋酸异丙酯等中的一种或几种。同时，为了保护喷头，还可以加入慢干的溶剂，以使喷头润湿，不宜干燥堵塞，这些慢干的溶剂可以包括环己酮、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、N-甲基2-吡咯烷酮、乳酸乙酯、乙二醇丁醚和丙二醇甲醚等中的一种或几种。

本发明所选择的着色剂是具有较好的着色力和遮盖力的着色剂，优选地，所采用的着色剂为颜料、含氯醋树脂的颜料预分散体，或二者的复合物。更优选地，所采用的颜料和/或含氯醋树脂的颜料预分散体的颜料原级颗粒粒径小于1微米。在用于上述耐高温蒸煮油墨的着色剂中，所选择的颜料可以是：

炭黑：HIBLACK 50L，HIBLACK 900L，NEROX 505，NEROX 605，PENTEX25，PENTEX35，PENTEX85(德固萨DegussaAG)，MA7，MA8，MA70，MA75，MA100(三菱Mitsubishi)；REGAL660R，REGAL400R(卡博特CABOT CO.)；

钛白：R706，R902，R930，R960(日本石原)，CR828，R-KB-6，R-FD-1(澳洲科麦基TRONOX)；

彩色颜料：C.I颜料黄83，C.I颜料黄93，C.I颜料黄95，C.I颜料黄109，C.I颜料黄110，C.I颜料黄120，C.I颜料黄128，C.I颜料黄138，C.I颜料黄139，C.I颜料黄151，C.I颜料黄154，C.I颜料黄155，C.I颜料黄173，C.I颜料黄180，C.I颜料黄185，C.I颜料黄193，C.I颜料红122，C.I颜料；

所选择的含氯醋树脂的颜料分散体可以是Ciba的微高力系列颜料、Clariant的颜料制备物等，例如MICROLITH Black C-K(瑞士汽巴(Ciba)精化)，Permajet Black R30(瑞士科莱恩(Clariant)化学)，炭黑的颜料预分散体MICROLITH White R-K，MICROLITHYellow 3G-K，MICROLITH Yellow4G-K，MICROLITH Yellow2R-K，MICROLITHYellow3R-K(以上瑞士汽巴(Ciba)精化)，Permajet Yellow H4G 01 30，Permajet YellowHG30，Permajet Yellow 4G 30 VP 2987(瑞士科莱恩化学Clariant)，以及MICROLITH RedB-K，MICROLITH Red 5B-K，MICROLITH Red 4C-K，MICROLITH Blue 4G-K(以上瑞士汽巴(Ciba)精化)，Permajet Red E5B 30，Permajet Blue B2G30(以上瑞士科莱恩(Clariant)化学)等。

基于喷码油墨的特性，油墨应具有一定的可充电性，因此，本发明提供的耐高温蒸煮油墨还含有占该油墨总重量0.3-2％的抗静电助剂。可选择的抗静电剂可以包括季铵盐、碱金属盐、碱土金属盐、高氯酸盐、硝酸盐、苦味酸盐、羧酸盐和磺酸盐等中的一种或几种，例如硝酸锂、硝酸钠、四丁基溴化铵(TBAB)、ES-81(美国美利肯化工)、EA-33(德谦(上海)化学有限公司)、ES-80(毕克BYK化学(铜陵)有限公司)、EFKA-6780(瑞士汽巴(Ciba)精化)。

为了保证颜料的润湿和分散的稳定性，防止油墨在储藏和使用中的沉淀和分层，本发明提供的耐高温蒸煮油墨还含有润湿分散剂，其含量占油墨总重量的0.1-2％。具体选择的润湿分散剂可以包括BYK-104S，BYK-110，BYK-161(以上毕克BYK化学(铜陵)有限公司)，DISPONER 983(德谦(上海)化学有限公司)，KEPER 603(凯普助剂)，SOLSPACE 13940，SOLSPACE 28000，SOLSPACE 17000和SOLSPACE 18000(以上路博润LUBRIZOL公司)等中的一种或几种。

本发明还提供了上述喷码打印用耐高温蒸煮油墨作为喷码机用喷码打印油墨喷印产品标识信息的用途。

这里的产品标识信息可以是利用喷码机喷印在包装基材表面的产品信息，例如常见的生产日期、厂家编码等。该产品标识信息可以是数字、字母、符号或图形等。

本发明提供的喷码打印用耐高温蒸煮油墨，能够适用于各种需要高温处理的包装物表面。采用上述耐高温蒸煮油墨获得的标识与基材的粘着力强、附着性好，并且在高温蒸煮后不褪色、不脱落、不渗透、不迁移。标识干燥之后还可以用清洗剂擦掉。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

本发明提供的耐高温蒸煮油墨的制备可以按照常用的方法进行，可以先将颜料与部分油墨成分混合在一起制成颜料浆液，然后再与剩余油墨成分混合在一起制成耐高温蒸煮油墨。

实施例1

本实施例提供了一种颜料浆液，其具有以下成分组成(以颜料浆液的总重量为100％)：

NeoCryl B-890丙烯酸树脂    32

SOLSPACE 28000润湿分散剂   8

MA100炭黑                  16

丁酮                       40

乙二醇丁醚                 4

其中，所采用的丙烯酸树脂的Mw为12500，Tg为85℃。

制备过程：将上述成分按照比例混合，采用砂磨机，1mm玻璃微珠研磨至颜料粒径1微米以下，得到颜料浆液一。

实施例2

本实施例提供了一种颜料浆液，其具有以下成分组成(以颜料浆液的总重量为100％)：

KC-101醛酮树脂            32

IRGALITE Yellow B3RN      20

(C.I颜料黄83，Ciba公司)

BYK-161润湿分散剂         10

丁酮                      34

乙二醇丁醚                4

制备过程：将上述成分按照比例混合，采用砂磨机以1mm玻璃微珠研磨至颜料粒径1微米以下，得到颜料浆液二。

实施例3

本实施例提供了一种颜料浆液，其具有以下成分组成(以颜料浆液的总重量为100％)：

BL18聚乙烯缩丁醛树脂             20

R930钛白粉                       20

BYK-110润湿分散剂                6

丁酮                             30

N-甲基吡咯烷酮(N-甲基2-吡咯烷酮) 3

乙醇        20

硝酸锂      1

制备过程：将上述成分按照比例混合，采用砂磨机以1mm玻璃微珠研磨至颜料粒径1微米以下，得到颜料浆液三。

实施例4

本实施例提供了一种颜料浆液，其具有以下成分组成(以颜料浆液的总重量为100％)：

Permajet Black R30(Clariant)  36

(50％炭黑，50％氯醋树脂)

丁酮                          58

N-甲基吡咯烷酮                4

SOLSPACE28000润湿分散剂       2

制备过程：将上述成分按照比例混合，采用超高速搅拌分散至粒径1微米以下，得到颜料浆液四。

实施例5

本实施例提供了一种颜料浆液，其具有以下成分组成(以颜料浆液的总重量为100％)：

丙烯酸树脂                     20

MA-75碳黑                  10

SOLSPACE28000润湿分散剂    4

醋酸丁酯                   16

甲基异丁基酮               50

制备过程：将上述成分按照比例混合，采用砂磨机以1mm玻璃微珠研磨至颜料粒径1微米以下，得到颜料浆液五。

实施例6

本实施例提供了一种耐高温蒸煮油墨，其具有以下成分组成(以耐高温蒸煮油墨的总重量为100％)：

颜料浆液一                 25

70％1/8秒NC(硝化棉)        4

丁酮                       40

丙酮        20.5

乙醇        10

硝酸锂      0.5

其中，以耐高温蒸煮油墨的总量计，颜料浆液一的各组成相当于油墨总量的比例为：丁酮、10％，乙二醇丁醚、1％，含颜料(碳黑)、4％，丙烯酸树脂、8％，分散剂、2％；

油墨所有成分组成的含量分别为：溶剂、81.5％，颜料(碳黑)、4％，丙烯酸树脂、8％，硝基纤维素树脂、4％，分散剂、2％，抗静电助剂、0.5％。

实施例7

本实施例提供了一种耐高温蒸煮油墨，其具有以下成分组成(以耐高温蒸煮油墨的总重量为100％)：

颜料浆液            20

醋酸丙酸纤维素酯    5

丁酮                64.5

乙醇                10

乙二醇丁醚          0.2

硝酸锂              0.3

其中，以耐高温蒸煮油墨的总量计，颜料浆液二的各组成相当于油墨总量的比例为：丁酮、6.8％，乙二醇丁醚、0.8％，颜料(黄)、4％，醛酮树脂、6.4％，分散剂、2％；

油墨所有成分组成的含量分别为：溶剂、82.3％，颜料(黄)、4％，醛酮树脂、6.4％，醋酸丙酸纤维素树脂、5％，分散剂、2％，抗静电助剂、0.3％。

实施例8

本实施例提供了一种耐高温蒸煮油墨，其具有以下成分组成(以耐高温蒸煮油墨的总重量为100％)：

颜料浆液三        30

丁酮              68

丙烯酸树脂            2

其中，以耐高温蒸煮油墨的总量计，颜料浆液三的各组成相当于油墨总量的比例为：丁酮、9％，N-甲基吡咯烷酮、0.9％，乙醇、6％，颜料(钛白)、6％，PVB树脂、6％，分散剂、1.8％，抗静电助剂、0.3％；

油墨所有成分组成的含量分别为：溶剂、83.9％，颜料(钛白)、6％，PVB树脂、6％，丙烯酸树脂、2％，分散剂、1.8％，抗静电助剂、0.3％。

实施例9

本实施例提供了一种耐高温蒸煮油墨，其具有以下成分组成(以耐高温蒸煮油墨的总重量为100％)：

颜料浆液四        25

丁酮              70

丙烯酸树脂            3

ES-81抗静电助剂   2

其中，丙烯酸树脂的Mw为34000，Tg为76℃，酸值≤5mgKOH/g。

其中，以耐高温蒸煮油墨的总量计，颜料浆液四的各组成相当于油墨总量的比例为：炭黑、4.5％，氯醋树脂、4.5％，分散剂、0.5％，N-甲基吡咯烷酮、1％，丁酮14.5％；

油墨所有成分组成的含量分别为：溶剂、85.5％，颜料(炭黑)、4.5％，氯醋树脂、4.5％，丙烯酸树脂、3％，分散剂、0.5％，抗静电助剂、2％。

实施例10

本实施例提供了一种耐高温蒸煮油墨，其具有以下成分组成(以耐高温蒸煮油墨的总重量为100％)：

颜料浆液四          25(该浆液中含分散剂)

丁酮                62.5

VMCH氯醋树脂        0.5

RGM135W改性松香树脂 10

ES-81抗静电助剂     2

其中，氯醋树脂的Mw为27000，Tg为74℃，酸值≤10mgKOH/g；改性松香树脂的软化点为135±3℃，酸值≤30mgKOH/g。

其中，以耐高温蒸煮油墨的总量计，颜料浆液四的各组成相当于油墨总量的比例为：炭黑、4.5％，氯醋树脂、4.5％，分散剂、0.5％，N-甲基吡咯烷酮、1％、丁酮、14.5％；

油墨所有成分组成的含量分别为：溶剂、78％，颜料(炭黑)、4.5％，氯醋树脂、4.5％，改性松香树脂、10％，分散剂、0.5％，抗静电助剂、2％。

实施例11

颜料浆液五      45

VMCH氯醋树脂    1

TBAB            1

丁酮        53

其中，以耐高温蒸煮油墨的总量计，颜料浆液五的各组成相当于油墨总量的比例为：炭黑、4.5％，丙烯酸树脂、9％，分散剂、1.8％，甲基异丁基丁酮、22.5％，醋酸丁酯、7.2％；

油墨所有成分组成的含量分别为：溶剂、82.7％，炭黑、4.5％，丙烯酸树脂、9％，氯醋树脂、1％，分散剂、1.8％，含抗静电剂、1％。

实施例12

颜料浆液五             45

RGM135W改性松香树脂    9

TBAB                   1

丁酮                   45

其中，以耐高温蒸煮油墨的总量计，颜料浆液五的各组成相当于油墨总量的比例为：炭黑、4.5％，丙烯酸树脂、9％，分散剂、1.8％，甲基异丁基丁酮、22.5％，醋酸丁酯、7.2％；

油墨所有成分组成的含量分别为：溶剂、74.7％，炭黑、4.5％，丙烯酸树脂、9％，改性松香树脂、9％，分散剂、1.8％，抗静电剂、1％。

比较例1 K90(日立产机システム)

比较例2 CN505(KGK纪州喷码技术(上海)有限公司)

比较例3 9175(Imaje标码技术(上海)有限公司)

将实施例5-9以及比较例1-3所提供的油墨用相匹配机型喷印在装有实物的PVDC和PET包装材质上，获得信息标识，然后将四层包装体叠加码放，在4MPa高温蒸汽压和120℃下高温水煮40分钟；经过冷水降温后，在常温下观察信息标识变化情况，具体测试结果如表1所示。

测试结果说明：

褪色：

5、高温蒸煮前后颜色一样；

4、高温蒸煮后颜色变浅，可清晰辨认；

3、高温蒸煮后颜色变浅，可辨认；

2、高温蒸煮后颜色变浅，不可辨认；

1、高温蒸煮后颜色消失。

脱落(高温蒸煮并晾干后)：

5、手指在信息标识处沿同一方向搓16次，信息标识无脱落；

4、手指在信息标识处沿同一方向搓8次，信息标识无脱落；

3、手指在信息标识处沿同一方向搓8次，信息标识有10％以下脱落；

2、手指在信息标识处沿同一方向搓8次，信息标识50％以上脱落；

1、手指在信息标识处沿同一方向搓8次，信息标识全部脱落。

渗透：

有，信息标识用溶剂擦洗不掉；

无，信息标识用溶剂可擦洗掉。

迁移：

5、迁移率在0.5‰以下；

4、迁移率在0.5‰-5‰；

3、迁移率在5‰-50‰；

2、迁移率在50‰-100‰；

1、迁移率在150‰以上。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种喷码打印用耐高温蒸煮油墨，其中，该油墨含有一种或多种有机溶剂、树脂和着色剂，并且，该油墨的粘度为2.8-6.2cP/25℃，电导率为500-1500μS，表面张力为27-30dyn/cm；以重量百分比计，该油墨包括以下成分组成：

有机溶剂、70-90％，树脂、3-14％，着色剂、3-7％，润湿分散剂、0.1-2％，抗静电助剂、0.3-2％，并且，各成分组成之和满足100％。

2.如权利要求1所述的喷码打印用耐高温蒸煮油墨，其中，所述树脂包括丙烯酸树脂、氯醋树脂、硝化纤维素树脂、醛酮树脂、醋酸丙酸纤维素树脂和聚乙烯缩丁醛树脂中的一种或几种。

3.如权利要求2所述的喷码打印用耐高温蒸煮油墨，其中，所述树脂为占该油墨重量2-9％的丙烯酸树脂和1-5％的氯醋树脂。

4.如权利要求1或3所述的喷码打印用耐高温蒸煮油墨，其中，该油墨还含有改性松香树脂，并且，该改性松香树脂的软化点为105-140℃，酸值小于等于30mgKOH/g。

5.如权利要求4所述的喷码打印用耐高温蒸煮油墨，其中，所述改性松香树脂占该油墨总重量的9-15％。

6.如权利要求2或3所述的喷码打印用耐高温蒸煮油墨，其中，所述丙烯酸树脂的重均分子量为10000-60000，玻璃化温度在70℃以上。

7.如权利要求2或3所述的喷码打印用耐高温蒸煮油墨，其中，所述氯醋树脂为二元或三元氯醋树脂，其重均分子量为15000-30000，酸值为10-20mgKOH/g。

8.如权利要求1所述的喷码打印用耐高温蒸煮油墨，其中，所述着色剂为颜料、颜料预分散体，或二者的复合物。

9.权利要求1-8任一项所述的喷码打印用耐高温蒸煮油墨作为喷码机用喷码打印油墨喷印产品标识信息的用途。