CN102220047A - 一种可褪色印刷油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可褪色印刷油墨及其制备方法，属印刷材料领域。该产品通过将高分子聚合物颜料加入到所制备的水性基底中得到。本发明合成工艺简便，成本低；该可褪色油墨不仅具有良好的着色力、色泽和亮度，而且在印刷品回收脱墨环节，用温和的条件就可使色料褪色，纸浆变白，不但实现废纸回收再利用，而且节约能源和水资源，从源头上提供了色料易降解的有效方法，使油墨真正成为绿色产品。可用于报纸、广告、包装、宣传单等的印刷，解决了印刷品回收的难题。

Description

一种可褪色印刷油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油墨及其制备方法，具体属于一种可褪色的印刷油墨及其制备方法，属印刷材料领域。

背景技术

油墨是由作为分散相的色料和作为连续相的连接料组成的一种粗分散体系，应用广泛，根据油墨中所用溶剂的不同可以将油墨分为溶剂型油墨和水性油墨。溶剂型油墨一般含有芳香烃溶剂，容易挥发性影响印刷车间的空气质量，还容易残留在印刷品中，有少量异味存在；水性油墨以水为溶剂，与溶剂型油墨相比，其环保性能更进了一步。它不仅不含芳香烃溶剂，而且VOC也大大减少了，成为公认的环保产品。关于油墨的研究已有相关报道。中国专利02158999.2公开了一种含着色剂的水不溶性乙烯基聚合物的聚合物粒子的水性油墨。该水性油墨是粘度低、分散稳定性优良的水分散体，且其耐水性、耐光性、耐磨擦性、光泽和分散稳定性优良，且喷出性也良好，可得到高印字浓度，所以适于用作喷墨记录用水性油墨。中国专利03102198.0公开了一种喷墨记录用的水性油墨，该水性油墨含有在颜料粒子表面上的有机基团是化学结合的改性颜料和作为该颜料分散介质的水性介质，而所说的有机基团则含有直接地或通过其他原子团与颜料表面化学结合的官能团与离子型单体和疏水性单体的共聚物生成的反应产物。

油墨色料中颜料或染料的性能直接影响油墨的品质，目前油墨中所用小分子颜料或染料本身耐热性低、稳定性差、耐溶剂性及耐迁移性不良，影响了油墨的性能。且在印刷品回收处理过程中降解褪色困难，不利于废纸回收再利用，带来水资源、森林资源及能源的浪费，且不利于环境保。由于印刷油墨用量较大，急需对其进行改进，满足市场需求和环保要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种不仅印刷时着色效果好而且在印刷品回收处理时常温下可褪色的印刷油墨；本发明另一目的在于提供其制备方法。

为实现本发明目的，技术方案如下：该可褪色印刷油墨，以水性基底为其连接料，以高分子聚合物有机颜料作为着色剂制备而成。高分子聚合物有机颜料由聚乙二醇、聚乙烯醇、可溶性淀粉或羧甲基纤维素和活性染料在碳酸盐和/或硫酸盐的作用下反应制备而成；水性基底由如下步骤制备而成：将单体甲基丙烯酸甲酯、α-甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸丁酯以6:3:3:2的体积比混合均匀，取其1/3量加入到烧瓶中，然后加入水和异丙醇，加热搅拌至回流75℃-85℃，加入引发剂过硫酸钾，同时开始滴加剩余2/3量的单体和乙酸乙烯酯，滴加完毕后，80℃-85℃保温，加入少量阻聚剂对苯二酚，降温至60℃，加入氨水进行中和，至pH值为8-9，继续搅拌，冷却至室温后倒出。

所述的活性染料为活性嫩黄X-6G、活性黄X-R、活性嫩黄X-7G、活性艳黄X-5G、活性大红BES、活性大红B-EF、活性红紫X-2R、活性蓝X-R、活性黄K-RN、活性金黄K-2RA、活性艳橙K-R、活性紫K-3R、活性紫KN-4R、活性嫩黄KM-7G、活性深蓝KM-GR、活性深蓝K-R、活性海军蓝BET、活性红棕K-B3R、活性绿KE-4B、活性墨绿B-4BL、活性紫B-5RV、活性黑VB、活性黑GRX、活性黑BES或活性黑BED。

该可褪色印刷油墨通过如下步骤制备：（1）以聚乙二醇、聚乙烯醇、可溶性淀粉或羧甲基纤维素和活性染料为主要原料，在碳酸盐和/或硫酸盐的作用下反应制备高分子聚合物有机颜料；（2）制备水性基底树脂：将单体甲基丙烯酸甲酯、α-甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸丁酯以6:3:3:2的体积比混合均匀，取其1/3量加入到烧瓶中，然后加入水和异丙醇，加热搅拌至回流75℃-85℃，加入引发剂过硫酸钾，同时开始滴加剩余2/3量的单体和乙酸乙烯酯，滴加完毕后，80℃-85℃保温，加入少量阻聚剂对苯二酚，降温至60℃，加入氨水进行中和，至pH值为8-9，继续搅拌，冷却至室温后倒出；（3）在上述制备的水性基底树脂加入水/醇混合液，搅拌均匀后，加入到具有剪切、搅拌、乳化功能的容器中，然后再加入高分子聚合物有机颜料，消泡剂，分散剂，经高速剪切、乳化、分散，再经砂磨，然后再加水/醇混合液，继续搅拌，抽滤，得印刷油墨成品。

在进行印刷品回收处理时，使用的还原剂为：二亚硫酸钠、甲脒亚磺酸或亚硫酸钠与氢氧化钠以1:0.1~0.6的质量比配制而成。

与已有产品相比，本发明的优点和效果：本发明以水溶性高分子材料及环保高分子聚合物颜料为主要原料制备而成。高分子颜料通过化学反应将色料引入高分子的主链或者侧链上形成，兼具高分子的易成膜性、高强度、耐溶剂、耐热性以及色料对光的强吸收性和多彩性等优异的性能。对人体无害，在自然环境中容易降解，对环境无污染；所制备的油墨在常温常压温和条件下，可以实现快速的化学降解褪色，其降解产物无色、无害、无污染；在印刷品回收脱墨环节，用温和的条件就可使色料褪色，纸浆变白，不但实现废纸回收再利用，而且节约能源和水资源，从源头上提供了色料易降解的有效方法，使油墨真正成为绿色产品；本发明可褪色油墨具有良好的着色力、色泽和亮度，可用于报纸、广告、包装、宣传单等的印刷。解决了印刷着色效果好与印刷品降解褪色难的技术难题，具有较好的应用前景。

本发明油墨性能指标：颜色：近似标样；着色力（%）:95-100；粘度（S）：

40-5；光泽（%）（60℃）：85-90；细度（um）:7-9；pH值：8-9；初干性（mm）：19-25；贮存稳定性（5-30℃）：良好；耐碱、耐水（24h）:良好。

具体实施方式

为对本发明进行更好的说明，举实施例如下：

实施例1红色油墨的制备

红色颜料的制备：称取聚乙烯醇2g，加热煮沸溶于100ml水，加入2g活性大红BES，再加入1g无水碳酸钠，90℃反应2小时，有红色聚合物生成。将聚合物离心（3000r/min）、水洗，过滤，干燥，得到红色块状产物。将此产物分散研磨，得红色有机高分子颜料备用；

取上述制备的水性基底材料170g，加入240ml的水/醇混合液（按4份水和1份醇体积比），搅拌均匀后，加入到JFS-400搅拌砂磨多功能机的容器中，然后加入上述有机高分子红色颜料56g，消泡剂GPE10ml，丙烯酸类超分散剂10ml，经高速剪切、乳化、分散，再经砂磨，然后再加500ml水/醇混合液（按4份水和1份醇体积比），继续搅拌30min，产品倒入过滤器皿中，抽滤，得油墨成品。用成品油墨在柔版印刷设备上印刷，得纸质印制品。将质量比为1:0.6的甲脒亚磺酸/氢氧化钠配制成褪色剂，将上述印刷品溶于其中，可观察到纸质印品的在常温下15min内褪色。

实施例2黑色油墨制备

黑色颜料的制备：称取可溶性淀粉6g，加热溶于50ml水，加入2g活性黑VB染料，2g硫酸钠，85℃反应1小时，再加入2g硫酸钠，反应1.5小时，有黑色颗粒状聚合物生成。将聚合物水洗，离心（3000r/min），滤去溶液，干燥，得小块状产物。将此产物分散研磨，得黑色有机高分子颜料备用；

取上述制备的水性基底材料170g，加入240ml的水/醇混合液（按4份水和1份醇体积比），搅拌均匀后，加入到JFS-400搅拌砂磨多功能机的容器中，然后加入上述有机高分子黑色颜料40g，消泡剂6ml，分散剂6ml，经高速剪切、乳化、分散，再经砂磨，然后再加500ml水/醇混合液（按4份水和1份醇体积比），继续搅拌50min，产品倒入过滤器皿中，抽滤，得油墨成品。用成品油墨在柔版印刷设备上印刷，得纸质印制品。将亚硫酸钠/氢氧化钠按质量比为1:0.1配制成褪色剂，将上述印刷品溶于其中，可观察纸质印品在40min内褪色。

实施例3蓝色颜料的制备

蓝色颜料的制备：称取羧甲基纤维素6g，加热溶于50ml水，加入3g活性深蓝KM-GR，5g碳酸钠，2g硫酸钠，90℃反应2小时15分钟，有蓝色颗粒状物质生成。将聚合物水洗，离心（3000r/min），滤去溶液，旋转蒸发溶剂，干燥，得小块状产品。将此产品分散研磨，可得蓝色有机高分子颜料备用；

取上述制备的水性基底材料170g，加入240ml的水/醇混合液（按4份水和1份醇体积比），搅拌均匀后，加入JFS-400搅拌砂磨多功能机的容器中，然后加入上述有机高分子蓝色颜料35g，消泡剂9ml，分散剂9ml，经高速剪切、乳化、分散，再经砂磨，然后再加500ml水/醇混合液（按4份水和1份醇体积比），继续搅拌45min，产品倒入过滤器皿中，抽滤，得油墨成品。用成品油墨在柔版印刷设备上印刷，得纸质印制品。将质量比为1:0.5的甲脒亚磺酸/氢氧化钠配制成褪色剂，将上述印刷品溶于其中，可观察到纸质印品的在常温下10min内褪色。

实施例4黄色颜料的制备

黄色颜料的制备：称取淀粉6g，加热溶于100ml水，加入5g活性艳黄X-5G，加入3g硫酸钠， 85℃反应1小时，加入2g碳酸钠，90℃反应7小时，有黄色颗粒状聚合物生成。将聚合物水洗，离心（3000r/min），滤去溶液，干燥，得小块状产物。将此产物分散研磨，得黄色有机高分子颜料备用；

取上述制备的水性基底材料170g，加入240ml的水/醇混合液（按4份水和1份醇体积比），搅拌均匀后，加入JFS-400搅拌砂磨多功能机的容器中，然后加入上述有机高分子黄色颜料50g，消泡剂7ml，分散剂6ml，经高速剪切、乳化、分散，再经砂磨，然后再加500ml水/醇混合液（按4份水和1份醇体积比），继续搅拌40min，产品倒入过滤器皿中，抽滤，得油墨成品。用成品油墨在柔版印刷设备上印刷，得纸质印制品。将连二亚硫酸钠/氢氧化钠按1:0.1质量比配制成褪色剂，将上述印刷品溶于其中，可观察纸质印品在30min内褪色。

实施例5绿色油墨的制备

绿色颜料的制备：称取聚乙二醇25g，加热溶于150ml水，加入17g活性绿KE-4B，加入7g硫酸钠， 70℃反应2小时，加入2g碳酸氢钠，6g碳酸钠，85℃反应4小时，有绿色颗粒状聚合物生成。将聚合物水洗，离心（3000r/min），滤去溶液，干燥，得块状产物。将此产物分散研磨，得绿色有机高分子颜料备用；

取上述制备的水性基底材料170g，加入240ml的水/醇混合液（按4份水和1份醇体积比），搅拌均匀后，加入JFS-400搅拌砂磨多功能机的容器中，然后加入上述有机高分子绿色颜料45g，消泡剂8ml，分散剂5ml，经高速剪切、乳化、分散，再经砂磨，然后再加500ml水/醇混合液（按4份水和1份醇体积比），继续搅拌35min，产品倒入过滤器皿中，抽滤，得油墨成品。用成品油墨在柔版印刷设备上印得纸质印品。将质量比为1:0.5的甲脒亚磺酸/氢氧化钠配制成褪色剂，将上述印刷品溶于其中，可观察到纸质印品的在常温下6min内褪色。

实施例1、2、3、4和5所制备的水性油墨，无毒、无刺激气味，实验室自然放置六个月色泽无变化，且具有良好的褪色性能。

Claims (3)

1.一种可褪色印刷油墨，其特征在于，以水性基底为其连接料，以高分子聚合物有机颜料作为着色剂制备而成；高分子聚合物有机颜料由聚乙二醇、聚乙烯醇、可溶性淀粉或羧甲基纤维素和活性染料在碳酸盐和/或硫酸盐的作用下反应制备而成；水性基底由如下步骤制备而成：将单体甲基丙烯酸甲酯、α-甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸丁酯以6:3:3:2的体积比混合均匀，取其1/3量加入到烧瓶中，然后加入水和异丙醇，加热搅拌至回流75℃-85℃，加入引发剂过硫酸钾，同时开始滴加剩余2/3量的单体和乙酸乙烯酯，滴加完毕后，80℃-85℃保温，加入阻聚剂对苯二酚，降温至60℃，加入氨水进行中和，至pH值为8-9，继续搅拌，冷却至室温后倒出。

2.如权利要求1所述的可褪色印刷油墨，其特征在于，所述的活性染料为

活性嫩黄X-6G、活性黄X-R、活性嫩黄X-7G、活性艳黄X-5G、活性大红BES、活性大红B-EF、活性红紫X-2R、活性蓝X-R、活性黄K-RN、活性金黄K-2RA、活性艳橙K-R、活性紫K-3R、活性紫KN-4R、活性嫩黄KM-7G、活性深蓝KM-GR、活性深蓝K-R、活性海军蓝BET、活性红棕K-B3R、活性绿KE-4B、活性墨绿B-4BL、活性紫B-5RV、活性黑VB、活性黑GRX、活性黑BES或活性黑BED。

3.如权利要求1所述可褪色印刷油墨的制备方法，其特征在于，通过如下步骤实现：（1）以聚乙二醇、聚乙烯醇、可溶性淀粉或羧甲基纤维素和活性染料为原料，在碱性条件下合成高分子聚合物有机颜料；（2）制备水性基底树脂：将单体甲基丙烯酸甲酯、α-甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸丁酯以6:3:3:2的体积比混合均匀，取其1/3量加入到烧瓶中，然后加入水和异丙醇，加热搅拌至回流75℃-85℃，加入引发剂过硫酸钾，同时开始滴加剩余2/3量的单体和乙酸乙烯酯，滴加完毕后，80℃-85℃保温，加入少量阻聚剂对苯二酚，降温至60℃，加入氨水进行中和，至pH值为8-9，继续搅拌，冷却至室温后倒出；（3）在上述制备的水性基底树脂加入水/醇混合液，搅拌均匀后，加入到具有剪切、搅拌、乳化功能的容器中，然后再加入高分子聚合物有机颜料，消泡剂，分散剂，经高速剪切、乳化、分散，再经砂磨，然后再加水/醇混合液，继续搅拌，抽滤，得印刷油墨成品。