CN104194483A - 一种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨及其制备方法，将30-55份丙烯酸预聚物、5-15份丙烯酸单体、0.1-0.5份阻聚剂、5-10份光引发剂、5-15份消光粉、5-20份填料、1-2份分散剂投入搅拌釜后，充分搅拌至体系均匀，完成预分散；将完成预分散的混合物，通过珠磨机和三辊机连续生产，精细分散1～3次，细度达到10μm以下，完成精细分散，得到半成品基墨；半成品基墨根据不同的客户使用要求，搅拌补加5-15份丙烯酸单体，粘性调节到6-10或粘度15000～10000mPas.25℃。
Description
技术领域
本发明涉及含有消光粉(剂)、光固化树脂的印刷油墨，尤其涉及一种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨及其制备方法。
背景技术
近10年来，紫外光固化油墨(简称：UV油墨)在印刷方面的应用获得了长足的发展，其年均增长率达到15-20％，远远超过普通印刷油墨和溶剂型凹印印刷油墨的年均增长率。UV油墨主要应用于非吸收性材料(如：塑料片材、塑料薄膜、金银卡纸镭射纸等)的印刷领域，大部分塑料片材和薄膜，由于其表面光滑，无法使用铅笔进行书写。而一般的UV油墨固化后成膜致密，表面光洁，墨膜上也无法采用铅笔进行书写。
发明内容
本发明的目的是为了解决塑料片材、薄膜、标签和包装(含金银卡纸、镭射纸等)，以及普通油墨固化后，上面无法使用铅笔书写的问题，而提供一种适用于凸版、胶版印刷的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨及其制备方法，在产品凸版或胶版印刷过程的最后一组，采取全版或局部印刷的方式，过紫外灯后快速固化形成一层可被铅笔书写的墨膜。而且墨膜具有紫外光油墨特有的高致密性、高耐磨性能特点，铅笔书写后可使用橡皮擦擦除，达到反复书写的目的。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，原料配比如下：以重量比计，30-55份丙烯酸预聚物、0.1-0.5份阻聚剂、5-10份光引发剂、5-20份填料、1-2份分散剂、10-30份丙烯酸单体和5-15份消光粉，其中的消光粉为二氧化硅粉末或聚脲醛树脂粉末(德固赛OK500、OK520，美国雅宝M3、M5、M6)，平均粒径3～6微米的，吸油量小于300cm3/100g，油墨固化后表面可使用铅笔书写。
所述的丙烯酸预聚物为3～6官能度的聚酯丙烯酸树脂，包括台湾长兴6350、6351、6353、6353-1、2314、沙多玛CN2203、CN2204、CN736、湛新EB657、EB811、EB436、EB446等具有高颜料润湿性、良好水墨平衡性的聚酯丙烯酸树脂产品，根据印刷底材对附着力的不同要求，选择一种或多种组合。
所述的阻聚剂为三(N-亚硝基-N-苯基羟胺)铝盐、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、苯醌、6-叔丁基-2,4-二甲基苯酚或对羟基苯甲醚，确保油墨成品保质期达到1年以上。
所述的光引发剂为2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、α-羟基酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、乙基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦甲酸、4-(二甲氨基)-苯甲酸-(2-乙基)己酯、2,4-二乙基硫杂蒽酮(DETX)、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯，双芳酰基磷氧化合物的两种以上的混合物。
所述的填料为纳米碳酸钙、钛白粉、膨润土、聚乙烯蜡、费托蜡、聚四氟乙烯蜡的一种或多种组合。用以调节油墨墨性、遮盖力、耐磨擦性等性能，填料添加比例根据实际需求调整，以不影响油墨流动性和转移性为基本标准。
所述的分散剂如路博润超分散剂Sansperse 24000、28000、32000，BYK 163、168等产品，优选聚酯型多链体高分子聚合物性分散剂Sansperse 24000。
所述的丙烯酸单体，包括季戊四醇三丙烯酸酯、三丙二醇单甲基醚单丙烯酸酯、丙氧基三甲氧基丙烷三丙稀酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙稀酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、改性丙烯酸酯的一种或者多种组合。
这种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨的制备方法，在环境保持空气流通、卫生清洁和防止阳光照射的条件下，该方法具体步骤如下：
(1)、将30-55份丙烯酸预聚物、5-15份丙烯酸单体、0.1-0.5份阻聚剂、5-10份光引发剂、5-15份消光粉、5-20份填料、1-2份分散剂投入搅拌釜后，充分搅拌至体系均匀，完成预分散；
(2)、将完成预分散的混合物，通过珠磨机和三辊机连续生产，精细分散1～3次，细度达到10μm以下，完成精细分散，得到半成品基墨；
(3)、半成品基墨根据不同的客户使用要求，搅拌补加5-15份丙烯酸单体，粘性调节到6-10或粘度15000～10000mPas.25℃；
(4)、检验合格后，包装入库。
本发明的有益效果为：
1、本发明所得油墨具有良好的印刷适性，适用于带有紫外固化装置的凸版或胶印方式印刷塑料片材、薄膜、金银卡纸、镭射纸等各种基材，适用性广泛。特别适合各类可重复书写标签的印刷和应用，制备特种标签。
2、本油墨固化速度快，适合高速印刷，正常灯管配备条件下，满足80m/min以上的印刷速度，通过优选配方组分和改善灯管功率，甚至达到160m/min以上的超高速印刷。
3、本油墨固化后耐磨性良好，适合铅笔反复多次擦写而不掉墨。
4、本发明油墨环境友好，不使用任何可挥发溶剂，印品VOC残留极低，符合《YC/T263-2008卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》要求，满足“绿色印刷”要求。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明做详细的介绍：
本发明所述的这种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，该油墨采用添加纳米二氧化硅或聚脲醛树脂类消光粉、可光固化丙烯酸树脂等为原材料，通过配料、预分散、精细分散、调质、包装等工序进行标准化生产。适用于带有UV固化装置的凸版、胶版印刷方式，在塑料、薄膜及普通油墨表面进行全版或局部的高速印刷，达到满足全版或局部可铅笔反复擦书写要求的印刷领域。该紫外光固化油墨适合在凸版印刷机和胶版印刷机上进行高速印刷，在高功率紫外灯管照射下，瞬间固化。固化后油墨能够满足铅笔书写要求，并具有高耐磨性能，书写后文字可使用橡皮擦擦除，可反复使用多次。该发明为需要特定位置使用铅笔书写(可反复擦写)的塑料卡片、薄膜标签、包装等提供了一种紫外光(UV)固化油墨。
原料配比如下：以重量比计，30-55份丙烯酸预聚物、0.1-0.5份阻聚剂、5-10份光引发剂、5-20份填料、1-2份分散剂、10-30份丙烯酸单体和5-15份消光粉，其中的消光粉为二氧化硅粉末或聚脲醛树脂粉末(德固赛OK500、OK520，美国雅宝M3、M5、M6)，平均粒径3～6微米的，吸油量小于300cm3/100g，油墨固化后表面可使用铅笔书写。
所述的丙烯酸预聚物为3～6官能度的聚酯丙烯酸树脂，包括台湾长兴6350、6351、6353、6353-1、2314、沙多玛CN2203、CN2204、CN736、湛新EB657、EB811、EB436、EB446等具有高颜料润湿性、良好水墨平衡性的聚酯丙烯酸树脂产品，根据印刷底材对附着力的不同要求，选择一种或多种组合。
所述的阻聚剂为三(N-亚硝基-N-苯基羟胺)铝盐、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、苯醌、6-叔丁基-2,4-二甲基苯酚或对羟基苯甲醚，确保油墨成品保质期达到1年以上。
所述的光引发剂为2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、α-羟基酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、乙基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦甲酸、4-(二甲氨基)-苯甲酸-(2-乙基)己酯、2,4-二乙基硫杂蒽酮(DETX)、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯，双芳酰基磷氧化合物的两种以上的混合物。
所述的填料为纳米碳酸钙、钛白粉、膨润土、聚乙烯蜡、费托蜡、聚四氟乙烯蜡的一种或多种组合。用以调节油墨墨性、遮盖力、耐磨擦性等性能，填料添加比例根据实际需求调整，以不影响油墨流动性和转移性为基本标准。
所述的分散剂如路博润超分散剂Sansperse 24000、28000、32000，BYK 163、168等产品，优选聚酯型多链体高分子聚合物性分散剂Sansperse 24000。
所述的丙烯酸单体，包括季戊四醇三丙烯酸酯、三丙二醇单甲基醚单丙烯酸酯、丙氧基三甲氧基丙烷三丙稀酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙稀酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、改性丙烯酸酯的一种或者多种组合。
这种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨的制备方法，在环境保持空气流通、卫生清洁和防止阳光照射的条件下，该方法具体步骤如下：
(1)、将30-55份丙烯酸预聚物、5-15份丙烯酸单体、0.1-0.5份阻聚剂、5-10份光引发剂、5-15份消光粉、5-20份填料、1-2份分散剂投入搅拌釜后，充分搅拌至体系均匀，完成预分散；优选带有高速盘式搅拌器搅拌釜，混合物温度达到40℃以上，继续搅拌30分钟为宜，完成预分散。
(2)、将完成预分散的混合物，在通有冷却循环水瑞士的布勒珠磨机(腔体温度70-80℃)和三辊机(辊筒温度40-50℃)上精细分散1到3次，使得油墨细度达到10μm以下，完成精细分散，得到半成品基墨；
(3)、半成品基墨在带有搅拌装置(蝶式或盘式)的拉缸或反应釜中，根据使用要求，边搅拌边补加5-15份丙烯酸单体到合适的粘性(6-10)或粘度(15000～10000mPas.25℃)；
(4)、检验合格后，包装入库。
采用所设计的配方及制备方法，生产的油墨具有良好的流动性、抗飞墨和印刷适性。在不同的材料上和普通UV油墨上，都具有良好的附着力。固化后耐磨性优良，光泽度根据客户要求可以控制在10°到30°之间，适用性广泛。
所述获得油墨在小森LS 626六色UV胶印机上印刷塑料PVC片材，经120W/cm的2只UV灯管固化后，墨膜性能如下：
1、墨膜转移性良好，网点部分清晰。
2、墨膜固化良好，采用来回式摩擦测试仪测试，200g/cm2压力下，耐磨500回，无明显划痕。
3、光泽度：10°～20°,铅笔可写性优良。
4、采用百格法、3M Scotch610胶带测试，100％不掉墨、附着力良好。
5、印品按照《YC/T 207-2006卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定》方法检测VOC含量，符合烟草标准《YC/T 263-2008卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》要求，满足“绿色印刷”标准规范。
实施例1：UV RW可书写白的制备
固定好不锈钢拉缸，以重量份计，先投入30份长兴6353-1聚酯丙烯酸树脂(丙烯酸预聚物)，20份湛新EB811聚酯丙烯酸预聚物(丙烯酸预聚物)、10份双季戊四醇六丙烯酸酯(丙烯酸单体)和0.2份阻聚剂(苯醌)。打开盘式搅拌器，控制在60rpm的低速搅拌条件下，继续投入4份1-羟基环己基苯基甲酮(光引发剂)、3份2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮(光引发剂)、1份TPO(光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦)、8份消光粉(二氧化硅粉末或聚脲醛树脂粉末)、15份钛白粉(填料)、2份聚乙烯蜡(填料)，1份分散剂(路博润超分散剂Sansperse 24000)。逐步提高搅拌速度到100-200rpm/min，继续搅拌30分钟完成预分散。预分散好的油墨打入珠墨机，并通过三辊机连续轧制分散，确认细度是否小于10微米，否则重新轧制1道。精细分散完成后，搅拌加入5份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(丙烯酸单体)，调节粘性7～10(32℃，400rpm)。
此油墨为白色胶状油墨，印刷适性优良，固化速度极快，耐摩擦性能优良，墨膜具有一定的遮盖力，光泽度接近25°(上墨量3g/m2)，可书写性良好。
实施例2 UV RW可书写光油的制备
固定好不锈钢拉缸，以重量份计，先投入25份沙多玛CN736(丙烯酸预聚物)，28份湛新EB436氯化聚酯丙烯酸预聚物(丙烯酸预聚物)、10份乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(丙烯酸单体)和0.1份阻聚剂(三(N-亚硝基-N-苯基羟胺)铝盐)，打开盘式搅拌器，控制在60rpm的低速搅拌条件下，继续投入3份1-羟基环己基苯基甲酮(光引发剂)、3份2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮(光引发剂)、0.2份2,4-二乙基硫杂蒽酮DETX(光引发剂)、13份消光粉(德固赛OK500)、10份纳米碳酸钙(填料)、3份聚乙烯蜡(填料)，1份分散剂(路博润超分散剂Sansperse 24000)。逐步提高搅拌速度到100-200rpm/min，继续搅拌30分钟以上完成预分散。预分散好的油墨打入珠墨机，并通过三辊机连续轧制分散，确认细度是否小于10微米，否则重新轧制1道。精细分散完成后，搅拌加入5份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(丙烯酸单体)，调节粘性6～9(32℃，400rpm)。
此油墨为透明胶状光油，印刷后具有良好的消光度，光泽度接近12°(上墨量3g/m2)，可书写性良好，附着力极好，且低黄变。
本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或材料构成上作任何变化，凡是采用本发明所提供的结构设计，都是本发明的一种变形，均应认为在本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，其特征在于：原料配比如下：以重量比计，30-55份丙烯酸预聚物、0.1-0.5份阻聚剂、5-10份光引发剂、5-20份填料、1-2份分散剂、10-30份丙烯酸单体和5-15份消光粉，其中的消光粉为二氧化硅粉末或聚脲醛树脂粉末，平均粒径3～6微米的，吸油量小于300cm3/100g。
2.根据权利要求1所述的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，其特征在于：所述的丙烯酸预聚物为3～6官能度的聚酯丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1所述的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，其特征在于：所述的阻聚剂为三(N-亚硝基-N-苯基羟胺)铝盐、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、苯醌、6-叔丁基-2,4-二甲基苯酚或对羟基苯甲醚。
4.根据权利要求1所述的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，其特征在于：所述的光引发剂为2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、α-羟基酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、乙基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基膦甲酸、4-(二甲氨基)-苯甲酸-(2-乙基)己酯、2,4-二乙基硫杂蒽酮(DETX)、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯，双芳酰基磷氧化合物的两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，其特征在于：所述的填料为纳米碳酸钙、钛白粉、膨润土、聚乙烯蜡、费托蜡、聚四氟乙烯蜡的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，其特征在于：所述的丙烯酸单体，包括季戊四醇三丙烯酸酯、三丙二醇单甲基醚单丙烯酸酯、丙氧基三甲氧基丙烷三丙稀酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙稀酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、改性丙烯酸酯的一种或者多种组合。
7.一种制备如权利要求1所述的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨的方法，其特征在于：在环境保持空气流通、卫生清洁和防止阳光照射的条件下，该方法具体步骤如下：
(1)、将30-55份丙烯酸预聚物、5-15份丙烯酸单体、0.1-0.5份阻聚剂、5-10份光引发剂、5-15份消光粉、5-20份填料、1-2份分散剂投入搅拌釜后，充分搅拌至体系均匀，完成预分散；
(2)、将完成预分散的混合物，通过珠磨机和三辊机连续生产，精细分散1～3次，细度达到10μm以下，完成精细分散，得到半成品基墨；
(3)、半成品基墨根据不同的客户使用要求，搅拌补加5-15份丙烯酸单体，粘性调节到6-10或粘度15000～10000mPas.25℃；
(4)、检验合格后，包装入库。
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