CN103146258A - 一种用于烟用接装纸印刷专用水性油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种烟用接装纸专用水性油墨，其包括纯丙烯酸树脂、颜料、填料、消泡剂、气相二氧化硅、表面活性剂、润湿分散剂、水、酒精。本发明还提供了所述水性油墨的制备方法。本发明的水性烟用接装纸印刷专用水性油墨与其他的烟用接装纸印刷油墨相比有以下优点：稀释本油墨可以使用纯水，降低了消耗。本油墨不燃，不爆，不属于危险化学品，增加了印刷，运输，存储的安全性。本油墨在耐水性，抗卷曲性，印刷适应性有了极大的提高，印刷效果可以与醇溶性油墨，溶剂型油墨相当。总之，本发明的水性油墨成本简单，价格便宜，印后附着力好，抗水性强，干燥迅速，故特别适用于食品、饮料、药品等包装印刷品。

Description

一种用于烟用接装纸印刷专用水性油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及印刷原材料领域，具体为一种用于烟用接装纸印刷专用水性油墨及其制备方法。

背景技术

烟用接装纸油墨由苯类溶剂改进为醇酯类溶剂后，虽在毒性方面比苯型油墨有所改进，但易燃性并未改进。

随着国标YC171—2009的提出，对烟用接装纸的VOC及重金属含量有了更高的要求，2010年10月8日，国际烟草控制政策评估项目（ITC）的组织在一个控烟会议上公布了一份科研报告，数据显示13个中国国产卷烟品牌检测出含有重金属，其含量与加拿大产香烟相比，最高超出三倍以上。因此，就提出了对烟用接装纸油墨再改进为无毒不燃的水性油墨。

水性油墨作为环保型油墨成为行业发展的方向，初期的水性墨是以松香酸胺盐为主要连接料而制作成的，该连接料在水介质中存放不稳定，因此使油墨在存放中易失光、变稀、干性变慢、抗水性不良，易造成纸张收缩等弊端。这些弊端使我国的凹版印刷和柔版印刷受到了限制，不得不采用高价进口的高档水性油墨，无形中增加了印刷成本，限制了我国印刷业的发展。

随着人们环保要求的日益提高，水性油墨的迫切需求也势在必行。水性油墨主要是以水为溶剂经科学加工而成，水性油墨与其他印刷油墨相比，由于不含挥发性有毒有机溶剂，故在印刷过程中对印刷机操作人员的健康无不良影响，水性油墨的最大特点是减少了VOC(挥发物)向大气中的排放，从而防止了大气污染，改善了印刷作业环境，它可以完全消除溶剂型油墨中某些有毒物质对人体的危害和对包装商品的污染，改善总体环境质量。特别适宜于食品、药品等卫生条件要求严格的包装印刷产品。由于水墨具有不易燃的特点，还可消除印刷车间内易燃易爆的隐患，有利于安全生产。还可以减少印刷表面残留的毒性，而且清洗印刷设备方便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一目的是提供一种用于烟用接装纸印刷专用水性油墨。

本发明的第二目的是提供一种制备所述水性油墨的方法。

为了实现本发明的目的，提供了一种用于烟用接装纸印刷专用水性油墨，其包括：

优选的，所述纯丙烯酸树脂为纯丙烯酸树脂乳液，其分子量为6000～9000，pH为6.9～7.5，固含量为35%～45%。

优选的，所述颜料为符合烟用接装纸标准的专用颜料铁红或铁黄，所述颜料具有10～100nm范围的平均颗粒直径。更优选的，所述颜料具有10～40nm范围的平均颗粒直径。

优选的，所述填料为2500目的高岭土或碳酸钙。

优选的，所述消泡剂为聚矽氧烷-聚醚共聚物乳液。

优选的，所述气相二氧化硅为高补透明白炭黑，其粒径为3.0左右（2.8～3.2）。

优选的，所述表面活性剂为非离子型改质脂肪酸衍生物。

优选的，所述润湿分散剂为不含溶剂、胺和乙氧基化壬基酚的分散剂。

进一步地，本发明提供了上述烟用接装纸专用水性油墨的生产方法包括下列步骤：

（1）备料与称量：将纯丙烯酸树脂、颜料、填料、消泡剂、气相二氧化硅、表面活性剂、润湿分散剂、水、酒精按比例逐一称量备用；

（2）混合与搅拌：将步骤（1）称量备好的纯丙烯酸树脂、颜料、填料、消泡剂、润湿分散剂、酒精按顺序投料混合，先加入总用水量2/3的水，在低速200～400转/分钟，搅拌下依次投料，搅拌10～15分钟；

（3）砂磨分散：将步骤（2）搅拌均匀的混合料转入砂磨机中砂磨分散，将总用水量的1/3的水清洗搅拌容器，连带水加入砂磨机，在砂磨机中研磨3～4次，待混合料粒径为150～260nm时，研磨分散完毕；

（4）后续处理：将研磨完毕的混合料在容器中以300～400转/分钟搅拌，搅拌过程中，加入消泡剂、气相二氧化硅、表面活性剂，搅拌30分钟；

（5）检验色相、固含、细度、粘度，合格后过滤，包装。

本发明的有益效果如下：

本发明的水性烟用接装纸印刷专用水性油墨与其他的烟用接装纸印刷油墨相比有以下优点：稀释本油墨可以使用纯水，降低了消耗。本油墨不燃，不爆，不属于危险化学品，增加了印刷，运输，存储的安全性。本油墨在耐水性，抗卷曲性，印刷适应性有了极大的提高，印刷效果可以与醇溶性油墨，溶剂型油墨相当。总之，本发明的水性油墨成本简单，价格便宜，印后附着力好，抗水性强，干燥迅速，故特别适用于食品、饮料、药品等包装印刷品。

具体实施方式

下面结合附图及其具体实施方式详细介绍本发明。但本发明的保护方位并不局限于以下实例，应包含权利要求书中的全部内容。

本实施例中所用各原料均为商业购买原料，如所述消泡剂为聚矽氧烷-聚醚共聚物乳液，优选为迪高foamex842。所述气相二氧化硅为高补透明白炭黑，其粒径为3.0左右，优选为扬州昊能化工有限公司生产。所述表面活性剂为非离子型改质脂肪酸衍生物，优选为迪高twin4000。所述润湿分散剂为不含溶剂、胺和乙氧基化壬基酚的分散剂，优选为迪高wet505。

本实施例中所用各设备或仪器均为本领域常用的设备或仪器。

本发明制备的水性油墨的各项性能及其效果如下：

1、烟用接装纸油墨的重金属指标如表1所示：

表1YC171-2009对烟用接装纸的重金属要求的技术标准:

此标准要求烟用接装纸油墨自身的重金属含量必须小于此标准，为此，本项发明特选用专用烟用接转纸专用颜料，专用填料，并选用无重金属含量的助剂、树脂；此油墨重金属含量检验如表2所示，其完全符合国家标准。

表2本发明烟用接装纸油墨的重金属的技术标准:

2、烟用接装纸油墨的VOC问题。

烟用接装纸国标YC171-2009对烟用接装纸的VOC有新的要求如表3所示:

表3YC171-2009对烟用接装纸的VOC要求的技术标准:

此标准要求烟用接装纸油墨自身的VOC含量必须小于此标准，本项发明未选用任何有机溶剂与夹杂有机溶剂的树脂，助剂，如表4所示，油墨VOC远远低于国家标准。

表4本发明烟用接装纸油墨的VOC含量的技术标准:

3、水性油墨印刷效果的问题

一直以来，水性油墨存在着印刷效果不如溶剂型油墨的问题，这个问题是制约水性油墨发展的主要因素，本发明选择了匹配性极高的油墨体系，专用的润湿分散剂，印刷效果极好，与溶剂型油墨印刷效果相当，流平性，展色性极好。解决了水性油墨印刷效果差的问题，加快了水性油墨的发展。

4、水性油墨的表面张力问题

水性油墨主要的溶剂为水，水的表面张力比有机溶剂大，因此水性油墨的表面张力较大（通常在38dyn左右），要使得水性油墨在纸张表面有良好的附着能力，需要承印材料有较大的表面张力（38dyn以上），烟用接装纸的表面张力大约为15～20；因此，必须降低水性烟用接装纸油墨的表面张力以适应印刷，本发明采用非离子型改质脂肪酸衍生物表面活性剂，在不降低印刷效果的同时，大大降低了油墨的表面张力，提高了印刷适应性，从而解决了水性油墨表面张力的问题。

5、水性油墨pH值与复溶性差的问题。

一贯以来，普通的水性油墨的pH值在8.5～9.5之间，水性油墨的pH值主要依靠胺类化合物维持，印刷过程中胺类物质的挥发，使pH值下降，从而引起油墨粘度上升，转移性差，干燥加快，堵塞网纹辊，出现糊版故障。因此要保持水性油墨pH值稳定，一方面要尽量避免胺类物质外泄，例如盖好油墨槽的上盖。另一方面要定时定量的添加稳定剂。通常水性油墨的pH值应保持在8.0～9.5之间，pH值过高过低均影响印刷质量，pH值过低时，影响丙烯酸树脂的印刷性能发挥；pH值过高时，油墨干燥缓慢，易出现印品背面粘脏和抗水性差的问题。在印刷过程中需要不断调整印刷油墨的pH值，大大增加了印刷的难度。增加了水性油墨推广的难度。本项发明采用水性专用纯丙烯酸专用混合树脂，使油墨pH稳定在7±0.5左右，油墨复溶性优异，粘度稳定。杜绝了印刷过程中转移性差，干燥加快，堵塞网纹辊，出现糊版故障，降低了印刷过程中的劳动强度。解决了水性油墨pH值与复溶性差的问题。

实施例1

用下述各成份制成水性油墨：

（1）备料与称量：将纯丙烯酸树脂、颜料、填料、消泡剂、气相二氧化硅、表面活性剂、润湿分散剂、水、酒精按比例逐一称量备用；

（2）混合与搅拌：将步骤（1）称量备好的纯丙烯酸树脂、颜料、填料、消泡剂、润湿分散剂、酒精按顺序投料混合，先加入总用水量2/3的水，在低速200～400转/分钟，搅拌下依次投料，搅拌10～15分钟；

（3）砂磨分散：将步骤（2）搅拌均匀的混合料转入砂磨机中砂磨分散，将总用水量的1/3的水清洗搅拌容器，连带水加入砂磨机，在砂磨机中研磨3～4次，待混合料粒径为150～260nm时，研磨分散完毕；

（4）后续处理：将研磨完毕的混合料在容器中以300～400转/分钟搅拌，搅拌过程中，加入消泡剂、气相二氧化硅、表面活性剂，搅拌30分钟；

（5）检验色相、固含、细度、粘度，合格后过滤，包装。

本实施例的产品检验标准如下：

1细度的测定

按GBT13217.3-2008《液体油墨细度检验方法》的方法进行。

2粘度测定

按GBT13217.4-2008《液体油墨粘度检验方法》的方法进行。

3固含量的测定

3.1测试提要

固含量是指一定量的油墨完全干燥后其固体成份的质量与原油墨质量的比，以百分比（%）计。

3.2主要测试仪器

a）天平（称准至0.001g）。

b）电热恒温鼓风干燥箱。

c）洁净铝箔。

3.3测试方法

a）电热恒温鼓风干燥箱设定温度为要求温度，打开鼓风。

b）准确称取待测油墨约1g左右于铝箔中，置于电热恒温鼓风干燥箱中，恒温干燥6hr，取出称量。

3.4计算方法:

固含量(%)=(W2-W)/(W1-W)×100%

其中：W-----铝箔重量

W1----待测油墨和铝箔重量

W2----干燥后油墨和铝箔重量

3.3.5平行做二份取平均值。

3.6测试条件：

a）水性油墨测试条件为150±2℃。

b）所有油墨测试前必须剧烈晃动均匀，保证取样准确。

4颜色的测定

4.1测试提要

将受检墨样与标准墨样以并列刮样方法进行对比,检视油墨颜色是否符合标准墨样质量标准.

3.4.2主要测试仪器及材料:

a)RK.12×22cm压印床。

b)RDS06丝棒。

c)干净水松纸。

d)调墨刀。

4.3测试方法

a)将已裁好的刮样纸固定在压印床上。

b)用调墨刀将标样和试样（与连接料混合成墨）充分搅拌均匀后,分别取少量滴于刮样纸的左上方和右上方,二者相邻而不相连。

c)用丝棒自上而下均匀用力地将墨在纸上刮成薄层.

d)检视试样与标准样的面色.

4.4检验结果

检视试样与标样的面色是否一致.

4.5检验条件

a)检验应在温度25±1℃、湿度65±5%条件下进行。

b)检视面色时，应在入射角45°±5°的D65标准照明体下进行。

5表面张力的测定

按GB/T18396-2008《天然胶乳环法测定表面张力》的方法进行。

产品检验结果请见表5、表6。

实施例2

用下述各成份制成水性油墨

制备方法和检验方法同实施例1，产品检验结果请见表5、表6。

实施例3

用下述各成份制成水性油墨

制备方法和检验方法同实施例1，产品检验结果请见表5、表6。

实施例4

用下述各成份制成水性油墨

制备方法和检验方法同实施例1，产品检验结果请见表5、表6。

表5本发明各油墨的检测结果1:

项目	黄色油墨	红色油墨	黑色油墨	冲淡剂
					颜色	饱满	饱满	饱满	\
着色力	92%	91%	95%	\
					细度	≤15μm	≤15μm	≤15μm	\
干速	1/3秒	1/3秒	1/3秒	1/3秒
					固含	46%	41%	50%	25%
粘度（S/25℃，3#蔡恩杯）	23	25	26	21
					耐光牢度（级）	6	6	6	\

表6本发明各油墨的检测结果2:

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于烟用接装纸印刷专用水性油墨，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述纯丙烯酸树脂为纯丙烯酸树脂乳液，其分子量为6000～9000，pH为6.9～7.5，固含量为35%～45%。

3.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述颜料为符合烟用接装纸标准的专用颜料铁红或铁黄，所述颜料具有10～100nm范围的平均颗粒直径。

4.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述颜料具有10～40nm范围的平均颗粒直径。

5.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述填料为2500目的高岭土或碳酸钙。

6.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述消泡剂为聚矽氧烷-聚醚共聚物乳液。

7.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述气相二氧化硅的粒径为2.8-3.2。

8.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述表面活性剂为非离子型改质脂肪酸衍生物。

9.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述润湿分散剂为不含溶剂、胺和乙氧基化壬基酚的分散剂。

10.一种制备权利要求1～9任一项所述水性油墨的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）备料与称量：将纯丙烯酸树脂、颜料、填料、消泡剂、气相二氧化硅、表面活性剂、润湿分散剂、水、酒精按比例逐一称量备用；

（2）混合与搅拌：将步骤（1）称量备好的纯丙烯酸树脂、颜料、填料、润湿分散剂、酒精按顺序投料混合，先加入总用水量2/3的水，在低速200～400转/分钟，搅拌下依次投料，搅拌10～15分钟；

（3）砂磨分散：将步骤（2）搅拌均匀的混合料转入砂磨机中砂磨分散，将总用水量的1/3的水清洗搅拌容器，连带水加入砂磨机，在砂磨机中研磨3～4次，待混合料粒径为150～260nm时，研磨分散完毕；

（4）后续处理：将研磨完毕的混合料在容器中以300～400转/分钟搅拌，搅拌过程中，加入消泡剂、气相二氧化硅、表面活性剂，搅拌30分钟；

（5）检验色相、固含、细度、粘度，合格后过滤，包装。