CN102719134B - 无苯无酮通用型凹版复合油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无苯无酮通用型凹版复合油墨及其制备方法。本发明产品主要由聚氨酯树脂、聚乙烯缩丁醛、高岭土、颜料、二氧化硅、聚乙烯蜡、异丙醇、正丁醇、正丙酯和乙酯制备而成。首先将所有溶剂混合，将混合溶剂总量的70～80%加入分散缸中，在搅拌条件下加入聚氨酯树脂和聚乙烯缩丁醛，进行高速搅拌至所加物料完全溶解，接着依次加入颜料、高岭土、聚乙烯蜡和二氧化硅，然后进行高速分散，分散后采用砂磨机进行研磨，研磨后加入所剩混合溶剂进行分散，分散后进行过滤包装。本发明产品溶剂残留量较低、能够适应多种薄膜的表面印刷，并且产品中不含有甲苯、丁酮、甲苯二异氰酸酯和锡类化合物，对多种塑料薄膜均具有优异的附着牢度。

Description

无苯无酮通用型凹版复合油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种食品包装印刷品用复合油墨，特别是涉及一种无苯无酮通用型凹版复合油墨及其制备方法。

背景技术

我国油墨制造行业自二十世纪八十年代初开始生产以氯化聚丙烯树脂为主体连接料的苯溶性复合油墨以来，二三十年间发展相对迅速，而且油墨的制造生产及印刷使用的工艺都已经成熟。但是，从凹版复合油墨的发展趋势分析，苯溶性复合油墨在生产以及使用中存在有以下难以克服的缺点：⑴大量使用芳香烃类溶剂：由于油墨的主体树脂氯化聚丙烯在合成过程中使用到甲苯，而且亦需要用甲苯溶解；所以现有的苯溶性复合油墨的主体树脂均是以甲苯作为真溶剂，在油墨的生产及使用当中不可避免地要使用大量的甲苯，由于树脂对甲苯的释放性差，甲苯的毒性非常大，在食品软包装中极易造成印刷成品的残留溶剂过大，从而污染食品，对食品的质量及安全产生极大的影响；⑵应用范围较窄：在塑料复合软包装行业中，最常使用的外层印刷薄膜是BOPP、PET及BOPA三种，而苯溶性复合油墨只适用于BOPP的印刷与复合，对PET和BOPA均未能提供优异的附着力及复合强度，更不能用于冷冻、含油脂、煮沸、蒸煮等食品的包装；⑶热稳定性差：由于氯化聚丙烯树脂的热稳定性差，在油墨的生产和贮存过程中易释放出氯而形成氯化氢，使油墨成强酸性，从而影响到油墨的贮存稳定性及印刷使用。

由于存在上述结构性缺陷，苯溶性复合油墨逐渐不能适应我国日益发达的软包装行业的要求。另外，出于对食品安全卫生性的考虑和适应日益要求严格的安全法规，人们需要环保型油墨，即希望能尽量减少印刷油墨中以及油墨的使用过程中甲苯、二甲苯等芳香烃类溶剂的使用量，或需要不使用上述芳香烃类溶剂的印刷油墨。因此，研制出性能更优异的复合油墨才能够更好的适应当今印刷包装行业的发展。

】随着全球性环境污染和生态环境破坏程度的加剧，人们越来越关注生命、关注环境与发展，提倡生产、使用绿色产品，特别是对于食品包装的卫生性、环保性提出了更严格的要求。众所周知，传统的食品包装用油墨是苯酮溶性的，尽管对溶剂残留作了严格要求，但也存在对健康所产生的伤害和印后溶剂残留影响食品的气味和食品的安全等问题。

为了能够有效地解决食品包装用油墨的溶剂残留问题，以及适应多种薄膜表面印刷的严格要求，需要对食品软包装用复合油墨作进一步的研究。

发明内容

本发明的目的是针对现有食品包装用油墨存在的溶剂残留问题，以及不能适应多种薄膜表面印刷的缺陷，本发明提供一种溶剂残留量较低、能够适应多种薄膜表面印刷的无苯无酮通用型凹版复合油墨及其制备方法。本发明产品中不含有甲苯、丁酮、甲苯二异氰酸酯TDI和锡类化合物，并且对多种塑料薄膜均具有优异的附着牢度。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种无苯无酮通用型凹版复合油墨，以重量百分含量表示，所述无苯无酮通用型凹版复合油墨的各原料及其配比为聚氨酯树脂28～32%，聚乙烯缩丁醛2～5%，高岭土2～5%，钛白粉28～32%，二氧化硅0.3～0.6%，聚乙烯蜡0.2～0.5%，异丙醇3～8%，正丁醇3～8%，正丙酯8～12%和乙酯10～15%。

根据上述的无苯无酮通用型凹版复合油墨，所述无苯无酮通用型凹版复合油墨的各原料及其配比为聚氨酯树脂30%，聚乙烯缩丁醛3%，高岭土3%，钛白粉30%，二氧化硅0.5%，聚乙烯蜡0.3%，异丙醇5%，正丁醇5%，正丙酯10%和乙酯13.2%。

一种无苯无酮通用型凹版复合油墨，以重量百分含量表示，所述无苯无酮通用型凹版复合油墨的各原料及其配比为聚氨酯树脂26～30%，聚乙烯缩丁醛2～5%，高岭土2～5%，颜料8～12%，二氧化硅0.3～0.6%，聚乙烯蜡0.2～0.5%，异丙醇3～8%，正丁醇3～8%，正丙酯23～28%和乙酯18～22%。

根据上述的无苯无酮通用型凹版复合油墨，所述无苯无酮通用型凹版复合油墨的各原料及其配比为聚氨酯树脂28%，聚乙烯缩丁醛3%，高岭土3%，颜料10%，二氧化硅0.5%，聚乙烯蜡0.3%，异丙醇5%，正丁醇5%，正丙酯25%和乙酯20.2%。

根据上述的无苯无酮通用型凹版复合油墨，所述颜料为永固黄、永固桃红、酞青兰或炭黑。

一种无苯无酮通用型凹版复合油墨的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

a、首先按照上述任一项所述的无苯无酮通用型凹版复合油墨的原料配比配制各种原料；

b、将配制好的溶剂异丙醇、正丁醇、正丙酯和乙酯混合均匀，得到混合溶剂，将占混合溶剂总量70～80%的混合溶剂加入分散缸，在搅拌速度为400～600转/分的不断搅拌条件下，分别加入配制好的聚氨酯树脂连接料和聚乙烯缩丁醛，然后在搅拌速度为1200～1400转/分的不断搅拌下，搅拌40～50分钟至物料完全溶解，接着依次加入钛白粉或颜料、高岭土、聚乙烯蜡和二氧化硅，在搅拌速度为1200～1400转/分的不断搅拌下，搅拌分散30～40分钟，得到混合物料；

c、将步骤b得到的混合物料采用砂磨机研磨2～3遍，用刮板细度计检测物料细度达到10微米以下时，加入剩余的占混合溶剂总量20～30%的混合溶剂，再采用分散机进行分散，分散30～40分钟后采用过滤机进行过滤，过滤后进行包装。

0013本发明的积极有益效果：

1、本发明产品无苯无酮通用型凹版复合油墨溶剂残留量较低（详细数据见表1）；并且能够适应多种薄膜的表面印刷（例如：BOPP薄膜、PET薄膜、PE薄膜、尼龙等），具有优异的附着牢度，其附着牢度测试数据详见表2。

表1  本发明产品与市场上普遍使用的氯化聚丙烯和聚氨酯油墨溶剂残留测试数据

注明：溶剂残留测试设备为气相色谱GC-14C，由岛津国际贸易有限公司提供；复合结构为BOPET/ 蓝色油墨＋白色油墨200%//Lx415A/B胶粘剂//PE；复合薄膜熟化条件为50℃×48小时。

由表1测试数据可知：本发明产品溶剂残留总量低于市场上普遍使用的氯化聚丙烯和聚氨酯油墨总残留量的30～50%，符合我国权威机构在GB/T10004-2008法规中对低溶剂残留总量的规定。

表2  本发明产品与市场上普遍使用的聚氨酯和氯化聚丙烯体两体系油墨在不同塑料薄膜基材上的附着牢度

表2中附着牢度说明：5代表油墨不脱落，优异的附着牢度；4代表油墨低于20%脱落，良好的附着牢度；3 代表油墨20%～50%脱落，普通的附着牢度；1代表油墨100%脱落，无附着牢度。

表2中采用的BOPP1#薄膜来自于河南金誉包装科技股份有限公司；BOPP2#薄膜来自安徽国风塑业股份有限公司（存放时间超过6个月）；BOPET1#薄膜来自紫东薄膜；BOPET2#薄膜来自浙江欧亚薄膜有限公司（存放时间超过6个月）；BOPA薄膜来自东洋纺织。

由表2数据可知：本发明产品在多种印刷基材上附着牢度表现出色，尤其是在BOPP塑料薄膜上的初始附着力（即时附着力）要优于当前广泛使用的另外两种体系的产品。这一点很重要，因为初始附着力的优劣常作为印刷企业在线测试（不需要停机等待）油墨质量的重要依据。

2、本发明产品原料中不采用任何含氯原材料，并且产品中不含有甲苯、丁酮、甲苯二异氰酸酯TDI和锡类化合物，并且对多种塑料薄膜均具有优异的附着牢度，适合多种复合包装结构（例如：胶水复合强度、挤出复合强度、无溶剂复合强度），从而克服了原有聚氨酯类油墨不能通用和挤复的弊端。

3、本发明产品复合油墨能够适合多种复合结构，并能提供优异的复合牢度（各种复合结构的复合牢度详见表3～表6）。

表3  本发明产品与市场上普遍使用的氯化聚丙烯和聚氨酯体系油墨在多种复合机构上复合强度的对比（采用溶剂型胶粘剂LX-415A/B）

注明：表3～表6中tr.代表油墨层转移。

测试条件：普通溶剂性胶粘剂为LX-415A/B，来自DIC公司；胶粘剂涂布量（千重）为2.5克/平方米；复合薄膜熟化条件为50℃×48小时。

采用的材质：PE薄膜来自河南金誉包装科技股份有限公司，普通CPP薄膜来自双汇集团。

由表3数据可知：采用溶剂型胶粘剂测试多种复合结构的剥离强度，本发明产品的剥离强度优于市场参照的两种产品。

表4：本发明产品与市场上普遍使用的氯化聚丙烯和聚氨酯两体系油墨在多种复合机构上复合强度的对比（采用水性胶粘剂）

注明：表4中tr.代表油墨层转移。

测试条件：水性胶粘剂为ROBOND TM L90D，来自DOW公司；水性胶粘剂涂布量（千重）为2克/平方米；复合薄膜熟化条件为50℃×48小时。

采用的材质：VMCPP薄膜来自上海永超真空镀铝有限公司。

由表4测试的复合强度试验数据来看：即使采用水性复合胶粘剂，本发明产品的剥离强度也优于市场参照的两种产品。

表5  本发明产品与市场上普遍使用的氯化聚丙烯和聚氨酯油墨在多种复合结构上复合强度的对比（采用蒸煮胶粘剂）

注明：表5中tr.代表油墨层转移； “-”表示不具备蒸煮性能。

测试条件：蒸煮胶粘剂采用GM-8160A/B，来自北京高盟化工有限公司；胶粘剂涂布量（千重）为3.0克/平方米；复合薄膜熟化条件为50℃×72小时；蒸煮条件为125℃×30分钟。

采用的材质：铝箔来自ALCAN Packaging，蒸煮级R-CPP薄膜来自双汇集团。

由表5中数据可知，本发明产品具有优异的耐杀菌消毒能力，其复合强度在杀菌消毒前后也高于市场参照的两种产品。

表6  本发明产品与市场上普遍使用的氯化聚丙烯和聚氨酯油墨在挤出强度上的对比（不采用任何胶粘剂或底涂）

注明：tr.表示油墨层转移。

测试条件：热封仪为160℃×3 Bar×2秒。

由表6模拟测试结果表明：本发明产品复合强度在挤出复合强度方面优于目前市场上普遍使用的产品，特别是在BOPET挤复PE结构中，其挤出复合强度尤为突出。本发明产品在挤出复合实际应用中已经在真正的挤出复合机上得到验证。

4、本发明产品具有优异的浅网转移能力，并且具有优异的抗粘背性能和极佳的耐热封能力。

5、本发明产品适合蒸煮杀毒包装和巴氏杀毒包装。

四、具体实施方式：

以下结合实施例进一步阐释本发明，但并不限制本发明的内容。

实施例1：

本发明无苯无酮通用型凹版复合油墨（白墨），以重量百分含量表示，各原料及其配比为聚氨酯树脂30%，聚乙烯缩丁醛3%，高岭土3%，钛白粉30%，二氧化硅0.5%，聚乙烯蜡0.3%，异丙醇5%，正丁醇5%，正丙酯10%和乙酯13.2%。

本发明无苯无酮通用型凹版复合油墨（白墨）的制备方法，其详细步骤如下：

a、首先按照上述无苯无酮通用型凹版复合油墨（白墨）的原料配比配制各种原料；

b、将配制好的溶剂异丙醇、正丁醇、正丙酯和乙酯混合均匀，得到混合溶剂，将占混合溶剂总量70%的混合溶剂加入分散缸，在搅拌速度为600转/分的不断搅拌条件下，分别加入配制好的聚氨酯树脂连接料和聚乙烯缩丁醛，然后在搅拌速度为1400转/分的不断搅拌下，搅拌40分钟至物料完全溶解，接着依次加入钛白粉、高岭土、聚乙烯蜡和二氧化硅，在搅拌速度为1400转/分的不断搅拌下，搅拌分散30分钟，得到混合物料；

c、将步骤b得到的混合物料采用砂磨机研磨2～3遍，用刮板细度计检测物料细度达到10微米以下时，加入剩余的占混合溶剂总量30%的混合溶剂，再采用分散机进行分散，分散30分钟后采用过滤机进行过滤，过滤后进行包装。

实施例2：与实施例1基本相同，不同之处在于：

本发明无苯无酮通用型凹版复合油墨（白墨），以重量百分含量表示，各原料及其配比为聚氨酯树脂28%，聚乙烯缩丁醛4%，高岭土4%，钛白粉32%，二氧化硅0.3%，聚乙烯蜡0.5%，异丙醇6%，正丁醇6%，正丙酯8%和乙酯11.2%。

本发明无苯无酮通用型凹版复合油墨（白墨）的制备方法，与实施例1不同之处：

步骤b中：将占混合溶剂总量80%的混合溶剂加入分散缸，在搅拌速度为400转/分的不断搅拌条件下，然后在搅拌速度为1200转/分的不断搅拌下，搅拌45分钟至物料完全溶解，接着依次加入钛白粉、高岭土、聚乙烯蜡和二氧化硅，在搅拌速度为1200转/分的不断搅拌下，搅拌分散35分钟，得到混合物料；

步骤c中：加入剩余的占混合溶剂总量20%的混合溶剂。

实施例3：与实施例1基本相同，不同之处在于：

本发明无苯无酮通用型凹版复合油墨（白墨），以重量百分含量表示，各原料及其配比为聚氨酯树脂32%，聚乙烯缩丁醛2%，高岭土2%，钛白粉29%，二氧化硅0.6%，聚乙烯蜡0.4%，异丙醇4%，正丁醇4%，正丙酯12%和乙酯14%。

本发明无苯无酮通用型凹版复合油墨（白墨）的制备方法，与实施例1不同之处：

步骤b中：将占混合溶剂总量75%的混合溶剂加入分散缸，在搅拌速度为500转/分的不断搅拌条件下，然后在搅拌速度为1300转/分的不断搅拌下，搅拌40分钟至物料完全溶解，接着依次加入钛白粉、高岭土、聚乙烯蜡和二氧化硅，在搅拌速度为1300转/分的不断搅拌下，搅拌分散35分钟，得到混合物料；

步骤c中：加入剩余的占混合溶剂总量25%的混合溶剂。

实施例4：

本发明无苯无酮通用型凹版复合油墨（色墨），以重量百分含量表示，各原料及其配比为聚氨酯树脂28%，聚乙烯缩丁醛3%，高岭土3%，永固黄10%，二氧化硅0.5%，聚乙烯蜡0.3%，异丙醇5%，正丁醇5%，正丙酯25%和乙酯20.2%。

本发明无苯无酮通用型凹版复合油墨（色墨）的制备方法同实施例1。

实施例5：

本发明无苯无酮通用型凹版复合油墨（色墨），以重量百分含量表示，各原料及其配比为聚氨酯树脂26%，聚乙烯缩丁醛4%，高岭土4%，永固桃红11%，二氧化硅0.3%，聚乙烯蜡0.5%，异丙醇3%，正丁醇7%，正丙酯23%和乙酯21.2%。

本发明无苯无酮通用型凹版复合油墨（色墨）的制备方法同实施例2。

实施例6：

本发明无苯无酮通用型凹版复合油墨（色墨），以重量百分含量表示，各原料及其配比为聚氨酯树脂30%，聚乙烯缩丁醛2%，高岭土2%，炭黑8%，二氧化硅0.6%，聚乙烯蜡0.4%，异丙醇7%，正丁醇4%，正丙酯28%和乙酯18%。

本发明无苯无酮通用型凹版复合油墨（色墨）的制备方法同实施例3。

Claims (1)

1.一种无苯无酮通用型凹版复合油墨，其特征在于：以重量百分含量表示，所述无苯无酮通用型凹版复合油墨的各原料及其配比为聚氨酯树脂28～32%，聚乙烯缩丁醛2～5%，高岭土2～5%，钛白粉28～32%，二氧化硅0.3～0.6%，聚乙烯蜡0.2～0.5%，异丙醇3～8%，正丁醇3～8%，正丙酯8～12%和乙酯10～15%。

2．根据权利要求1所述的无苯无酮通用型凹版复合油墨，其特征在于：所述无苯无酮通用型凹版复合油墨的各原料及其配比为聚氨酯树脂30%，聚乙烯缩丁醛3%，高岭土3%，钛白粉30%，二氧化硅0.5%，聚乙烯蜡0.3%，异丙醇5%，正丁醇5%，正丙酯10%和乙酯13.2%。

3．一种无苯无酮通用型凹版复合油墨，其特征在于：以重量百分含量表示，所述无苯无酮通用型凹版复合油墨的各原料及其配比为聚氨酯树脂26～30%，聚乙烯缩丁醛2～5%，高岭土2～5%，颜料8～12%，二氧化硅0.3～0.6%，聚乙烯蜡0.2～0.5%，异丙醇3～8%，正丁醇3～8%，正丙酯23～28%和乙酯18～22%；

所述颜料为永固黄、永固桃红、酞青兰或炭黑。

4．根据权利要求3所述的无苯无酮通用型凹版复合油墨，其特征在于：所述无苯无酮通用型凹版复合油墨的各原料及其配比为聚氨酯树脂28%，聚乙烯缩丁醛3%，高岭土3%，颜料10%，二氧化硅0.5%，聚乙烯蜡0.3%，异丙醇5%，正丁醇5%，正丙酯25%和乙酯20.2%；

所述颜料为永固黄、永固桃红、酞青兰或炭黑。

5．一种无苯无酮通用型凹版复合油墨的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

a、首先按照权利要求1～4任一项所述的无苯无酮通用型凹版复合油墨的原料配比配制各种原料；

b、将配制好的溶剂异丙醇、正丁醇、正丙酯和乙酯混合均匀，得到混合溶剂，将占混合溶剂总量70～80%的混合溶剂加入分散缸，在搅拌速度为400～600转/分的不断搅拌条件下，分别加入配制好的聚氨酯树脂连接料和聚乙烯缩丁醛，然后在搅拌速度为1200～1400转/分的不断搅拌下，搅拌40～50分钟至物料完全溶解，接着依次加入钛白粉或永固黄或永固桃红或酞青兰或炭黑、高岭土、聚乙烯蜡和二氧化硅，在搅拌速度为1200～1400转/分的不断搅拌下，搅拌分散30～40分钟，得到混合物料；

c、将步骤b得到的混合物料采用砂磨机研磨2～3遍，用刮板细度计检测物料细度达到10微米以下时，加入剩余的占混合溶剂总量20～30%的混合溶剂，再采用分散机进行分散，分散30～40分钟后采用过滤机进行过滤，过滤后进行包装。