CN104231731A - 醇溶pvdc薄膜高速印刷油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨及其制备方法，所述油墨由聚醚型聚氨酯树脂树脂、醛酮树脂、颜料、助剂、乙醇和酯类溶剂组成，通过树脂选择，并进一步优化配方和生产工艺，克服了现有醇溶性油墨的缺点，得到的油墨对PVDC薄膜有很好附着牢度差（大于90%），同时干燥快，不易粘连，适用于高速印刷，而且印刷后包装物溶剂残留不超标、气味小，环保实用。

Description

醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于PVDC(聚偏二氯乙烯)薄膜印刷的醇溶性油墨，具体地是用于PVDC薄膜高速印刷的油墨。

背景技术

PVDC(化学名称聚偏二氯乙烯)是当今世界上塑料包装中综合阻隔性能最好的一种包装材料。它既不同于聚乙烯醇随着吸湿增加而使阻气性急剧下降，也不同于尼龙膜由于吸水性使阻湿性能变差，而是一种阻湿、阻气皆优的高阻隔性能材料。目前已广泛应用于食品、卷烟、饮料保鲜和隔味，以及化工、医药、电子和军工产业的防潮包装；尤其被广泛应用于火腿肠等食品包装。

现有PVDC(聚偏二氯乙烯)薄膜印刷油墨主要以酯溶性树脂作为主体连结料，需要以酯类溶剂为主的混合溶剂来溶解，用在PVDC(聚偏二氯乙烯)薄膜印刷时，由于PVDC(聚偏二氯乙烯)薄膜分子结构特性对酯类溶剂吸附性较高，印刷图文面积丰富的同时极易造成印刷品溶剂释放性差，可以导致包装物酯类溶剂超标（＞5mg/m²）和气味残留食品包装质量问题，不符合行业标准及国家环保法规，引起食品包装安全问题。

进一步的，酯溶PVDC(聚偏二氯乙烯) 薄膜印刷油墨都需要多类别混合溶剂来溶解，给油墨生产及印刷过程中的溶剂回收和分离带来不便，增加了制造及应用成本。因此，醇溶性油墨的研制成为目前人们关注的热点。

改用醇溶解的聚氨酯油墨理论上虽然可解决PVDC(聚偏二氯乙烯)薄膜和酯类溶剂吸附性高造成的酯类残留高，气味大的问题，但是存在干燥慢，易反粘；附着牢度差（小于85%）；溶解不良，图形再现性差；机速上不去（低于120m/min）；耐醇类溶剂差，不能100%添加无水乙醇；或要通过添加聚乙烯缩丁醛来改善；在潮湿环境下，易吸水消光；产品稳定性差等问题，不适合高速及高品质印刷。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种附着性能好，适用于高速印刷的醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨，由下述重量份的组分组成：聚醚型聚氨酯树脂30~35份、醛酮树脂2~5份、醋酸乙酯溶剂15~20份、醋酸正丙酯溶剂5~10份、颜料8~30份、无水乙醇25~43份、助剂3~5份。

其中，聚醚型醇溶聚氨脂树脂为连结料，是主成的成膜物及颜料载体；醛酮树脂，改善聚醚型醇溶聚氨脂树脂对PVDC薄膜的附着牢度；无水乙醇，用来溶解树脂并提供干燥性，印刷转移性。酯类溶剂，控制配方稳定性，并配合醇类溶剂调整干燥性；改性助剂，用来提供或改善油墨的特殊性能，如分散剂、抗静电剂、抗粘连剂等。

为了达到更好的印刷效果和存储稳定性等，所述醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的细度≤20μm。

所述聚醚型聚氨酯树脂的固含量为30wt%。

所述醛酮树脂的固含量为50wt%。

所述无水乙醇含水量≤0.5wt%。

本发明还提供了一种用于醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的制作方法，包括以下步骤：

a）混料：首先加入配方量的聚醚型聚氨酯树脂、醛酮树脂、醋酸乙酯溶剂、醋酸正丙酯溶剂和部分的无水乙醇进行预分散，然后加入配方量的颜料进行高速分散，高速分散结束后投放余量的无水乙醇进行稀释分散；

b）研磨：将步骤a）中得到的混合液进行研磨；

c）性能调整：在研磨后的混合液中添加助剂调整性能，并分散；

d）过滤包装：过滤去除杂质及粗粒后密封包装，得到成品油墨。所述步骤a）中采用叶片式分散机进行混料分散，所述预分散的转速为200~1000rmb/min，预分散时间为3~5min；所述高速分散的转速为800~1500rmb/min，高速分散时间为30~45min；所述稀释分散的转速为200~1000rmb/min，稀释分散时间为3~5min。

所述步骤a）中，高速分散时的温度控制在50~60℃。

所述步骤b）中采用三台砂磨机串联进行循环研磨，研磨温度控制在30~50℃，研磨流速在3~10kg/min。

所述步骤c）中采用叶片式分散机进行分散，分散速度为200~1000rmb/min，分散时间为3~5min。

本发明的有益效果是：本发明的醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨由树脂、颜料、助剂和乙醇和酯类溶剂组成，通过筛选及测试分析，选定聚醚型聚氨酯树脂替代现用聚酯型聚酰氨树脂，并加入醛酮树脂来配合改善附着牢度，进一步通过优化配方和生产工艺来克服现有醇溶性油墨的缺点，得到的油墨对PVDC(聚偏二氯乙烯)有很好附着牢度差（大于90%），适应PVDC(聚偏二氯乙烯) 薄膜拉伸幅度大，粘性大的特点；同时干燥快，不易粘连，适用于高速印刷，而且印刷后包装物溶剂残留不超标、气味小，环保实用。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨，由下述重量份的组分组成：聚醚型聚氨酯树脂30~35份、醛酮树脂2~5份、醋酸乙酯溶剂15~20份、醋酸正丙酯溶剂5~10份、颜料8~30份、无水乙醇25~43份、助剂3~5份。

各组分的功能如下：

聚醚型醇溶聚氨脂树脂为连结料，是主要的成膜物及颜料载体，提供油墨的主要性能，包括附着力、复合强度、溶解性、印刷适应性等等；优选地，聚醚型醇溶性聚氨酯树脂液中按重量百分比计，其聚醚型聚氨酯树脂固含量为30wt%，可完全溶解于乙醇。

醛酮树脂配合聚醚型醇溶聚氨脂树脂来改善对PVDC薄膜的附着性能，优选地，醛酮树脂的固含量为50wt%，可完全溶解于乙醇。

醋酸乙酯和醋酸正丙酯控制配方稳定性，并配合醇类溶剂调整干燥性。

无水乙醇，用来溶解树脂并提供干燥性，印刷转移性。所述醇类溶剂可以是任意能够溶解聚醚型聚氨酯树脂的醇类溶剂，优选地，为含水量≤0.5wt%的无水乙醇。

颜料，着色剂，提供颜料，优选为环保颜料。

改性助剂，用来提供或改善油墨的特殊性能，如改善油墨的分散性、抗粘连性、抗静电性、成膜强度及贮存稳定性等。具体如，PE腊，抗静电剂，分散剂等。

所述的醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的制作方法如下：

a）混料；主要是将将颜料与树脂液、溶剂等混合均匀；并起到部分分散作用，如打碎大的颜料团聚体。

具体操作如下：首先加入配方量的聚醚型聚氨酯树脂、醛酮树脂、醋酸乙酯溶剂、醋酸正丙酯溶剂和部分的无水乙醇进行预分散，然后加入配方量的颜料进行高速分散，高速分散结束后投放余量的无水乙醇进行稀释分散；优选地，采用叶片式分散机进行混料分散，所述预分散的转速为200~1000rmb/min，预分散时间为3~5min；所述高速分散的转速为800~1500rmb/min，高速分散时间为30~45min；所述稀释分散的转速为200~1000rmb/min，稀释分散时间为3~5min。分散的速度和分散时间可以根据分散的溶剂量进行调整。优选地，加入颜料后进行高速分散时温度控制在50~60℃，以更好的保证油墨的颜色和透明度。

b）研磨；通过各种研磨设备进行细分散，颜料粒子分散在树脂液中，用外力打开和分离颜料的大的聚集体，使之成为符合油墨工艺要求的细小粒子，从而得到合格的颜料色浆，达到分散的目的。

具体地，采用筒式砂磨机等进行研磨，直至颜料粒度≤20μm；采用三台砂磨机串联进行循环研磨，研磨温度控制在30~50℃，研磨流速在3~10kg/min。

c）性能调整；在研磨后的混合液中添加改性助剂。如抗静电剂，分散剂等。主要为了调整和改善油墨的加工性能或者应用性能。

优选地，采用叶片式分散剂进行分散，分散速度为200~1000rmb/min，分散时间为3~5min。

d）过滤包装。采用压滤机等，过滤去除杂质及粗颗粒后密封包装，得到成品油墨。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨进行详细描述。

以下实施例中采用的聚醚型聚氨酯树脂的固含量为30wt%，醛酮树脂的固含量为50wt%，无水乙醇中含水量≤0.5wt%。

实施例1

一种醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨，其配方组成为：

聚醚型聚氨酯树脂30份、醛酮树脂3份、醋酸乙酯溶剂15份、醋酸正丙酯溶剂5份、黑色颜料8份、无水乙醇25份、分散剂3份。

该醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的制备方法：

首先投料：聚醚型聚氨酯树脂30份、醛酮树脂3份、醋酸乙酯溶剂15份、醋酸正丙酯溶剂5份和无水乙醇10份，采用叶片式分散机预分散，转速200rmb/min，分散时间4min，然后加入黑色颜料8份，调整转速至900rmb/min进行高速分散，分散时间40min，温度控制在50~60℃；接着加入余量的无水乙醇进行稀释，稀释分散速度调整为200rmb/min，分散时间5min。

将得到的混合液引入砂磨机研磨，采用三台砂磨机串联循环研磨的方式；研磨温度为40~45℃，研磨流速在3~3.5kg/min，研磨至粒度≤20μm。

在研磨后的混合液中添加分散剂3份，采用叶片式分散剂进行分散，分散速度为1000rmb/min，分散时间为4min。

过滤去除杂质得到醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨。

实施例2

一种醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨，其配方组成为：

聚醚型聚氨酯树脂35份、醛酮树脂5份、醋酸乙酯溶剂20份、醋酸正丙酯溶剂10份、白色颜料30份、无水乙醇43份、分散剂5份。

该醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的制备方法：

首先投料：聚醚型聚氨酯树脂35份、醛酮树脂5份、醋酸乙酯溶剂20份、醋酸正丙酯溶剂10份和无水乙醇30份，采用叶片式分散机预分散，转速1000rmb/min，分散时间5min，然后加入白色颜料30份，调整转速至1500rmb/min进行高速分散，分散时间35min，温度控制在50~60℃；接着加入余量的无水乙醇进行稀释，稀释分散速度调整为1000rmb/min，分散时间4min。

将得到的混合液引入砂磨机研磨，采用三台砂磨机串联循环研磨的方式；研磨温度为45~50℃，研磨流速在8~10kg/min，研磨至粒度≤20μm。

在研磨后的混合液中添加分散剂5份，采用叶片式分散剂进行分散，分散速度为200rmb/min，分散时间为4min。

过滤去除杂质得到醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨。

实施例3

一种醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨，其配方组成为：

聚醚型聚氨酯树脂32份、醛酮树脂2份、醋酸乙酯溶剂18份、醋酸正丙酯溶剂8份、蓝色颜料10份、无水乙醇33份、抗静电剂4份。

该醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的制备方法：

首先投料：聚醚型聚氨酯树脂32份、醛酮树脂2份、醋酸乙酯溶剂18份、醋酸正丙酯溶剂8份和无水乙醇23份，采用叶片式分散机预分散，转速800rmb/min，分散时间4min，然后加入蓝色颜料10份，调整转速至1200rmb/min进行高速分散，分散时间45min，温度控制在50~60℃；接着加入余量的无水乙醇进行稀释，稀释分散速度调整为700rmb/min，分散时间5min。

将得到的混合液引入砂磨机研磨，采用三台砂磨机串联循环研磨的方式；研磨温度为40~45℃，研磨流速在3~3.5kg/min，研磨至粒度≤20μm。

在研磨后的混合液中添加抗静电剂4份，采用叶片式分散剂进行分散，分散速度为500rmb/min，分散时间为4min。

过滤去除杂质得到醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨。

实施例4

一种醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨，其配方组成为：

聚醚型聚氨酯树脂30份、醛酮树脂2份、醋酸乙酯溶剂20份、醋酸正丙酯溶剂7份、红色颜料15份、无水乙醇40份、抗静电剂3份。

该醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的制备方法：

首先投料：聚醚型聚氨酯树脂30份、醛酮树脂2份、醋酸乙酯溶剂20份、醋酸正丙酯溶剂7份和无水乙醇30份，采用叶片式分散机预分散，转速600rmb/min，分散时间5min，然后加入红色颜料15份，调整转速至900rmb/min进行高速分散，分散时间30min，温度控制在50~60℃；接着加入余量的无水乙醇进行稀释，稀释分散速度调整为700rmb/min，分散时间3min。

将得到的混合液引入砂磨机研磨，采用三台砂磨机串联循环研磨的方式；研磨温度为35~40℃，研磨流速在6~8kg/min，研磨至粒度≤20μm。

在研磨后的混合液中添加分散剂5份，采用叶片式分散剂进行分散，分散速度为680rmb/min，分散时间为4min。

过滤去除杂质得到醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨。

对实施例1~4中得到的油墨样品进行性能测试，测试标准如表1所示：

表1：测试标准

具体测试结果如下：

表2：油墨性能测试结果

同时将本发明实施例1~4提供的醇溶油墨，采用100%无水乙醇作为溶剂，在双汇火腿肠的PVDC包装薄膜上进行试用印刷，印刷条件为：印刷粘度：白墨13秒，色墨14-15秒；印刷速度：150-170m/min；环境湿度：65%。并与传统的酯溶聚氨酯油墨进行对比，具体测试结果见表3：

表3：印刷测试结果

本发明的醇溶性聚氨酯油墨相比于现有的酯溶聚氨酯油墨，综合性能更高，溶剂残留改善明显，油墨再溶性强，转移性好，抗粘好，试验表明，印刷机速可达150-170m/min，接近传统酯溶聚氨酯油墨的印刷速度（150~230 m/min），大大现有醇溶油墨的印刷速度（<120

m/min)；且印刷过程无明显吸水，比酯溶油墨更稳定。

本发明的方案通过树脂选择和配方调整等手段，制备出了干燥快，使用100%乙醇作为溶剂，附着牢度强，印刷速度可达150-170m/min，适用于高速印刷的醇溶PVDC薄膜印刷油墨。

（1）解决了现有醇溶解的聚氨酯油墨对PVDC(聚偏二氯乙烯) 薄膜印刷附着牢度小的问题。

（2）印刷时，使用单一无水乙醇为溶剂，油墨环保性能得到改善，解决由于PVDC(聚偏二氯乙烯) 薄膜印刷溶剂释放性差，导致包装物酯类溶剂超标和气味残留食品包装质量问题。

（3）解决了PVDC(聚偏二氯乙烯)薄膜印刷易反粘、机速上不去、使印刷速度可达150-170m/min。

（4）解决了现有醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨印刷中易吸潮，稳定性和印刷适应性差等问题；并在耐高温水煮、蒸煮性能上满足食品包装质量要求。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨，其特征在于：由下述重量份的组分组成：聚醚型聚氨酯树脂30~35份、醛酮树脂2~5份、醋酸乙酯溶剂15~20份、醋酸正丙酯溶剂5~10份、颜料8~30份、无水乙醇25~43份、助剂3~5份。

2.根据权利要求1所述的醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨，其特征在于：所述醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的细度≤20μm。

3.根据权利要求1所述的醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨，其特征在于：所述聚醚型聚氨酯树脂的固含量为30wt%。

4.根据权利要求1所述的醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨，其特征在于：所述醛酮树脂的固含量为50wt%。

5.根据权利要求1所述的醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨，其特征在于：所述无水乙醇含水量≤0.5wt%。

6.一种醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）混料：首先加入配方量的聚醚型聚氨酯树脂、醛酮树脂、醋酸乙酯溶剂、醋酸正丙酯溶剂和部分的无水乙醇进行预分散，然后加入配方量的颜料进行高速分散，高速分散结束后投放余量的无水乙醇进行稀释分散；

b）研磨：将步骤a）中得到的混合液进行研磨；

c）性能调整：在研磨后的混合液中添加助剂调整性能，并分散；

d）过滤包装：过滤去除杂质及粗粒后密封包装，得到成品油墨。

7.根据权利要求6所述的醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的制作方法，其特征在于：所述步骤a）中采用叶片式分散机进行混料分散，所述预分散的转速为200~1000rmb/min，预分散时间为3~5min；所述高速分散的转速为800~1500rmb/min，高速分散时间为30~45min；所述稀释分散的转速为200~1000rmb/min，稀释分散时间为3~5min。

8.根据权利要求6所述的用于醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的制作方法，其特征在于：所述步骤a）中，高速分散时的温度控制在50~60℃。

9.根据权利要求6所述的用于醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的制作方法，其特征在于，所述步骤b）中采用三台砂磨机串联进行循环研磨，研磨温度控制在35~50℃，研磨流速在3~10kg/min。

10.根据权利要求6所述的用于醇溶PVDC薄膜高速印刷油墨的制作方法，其特征在于，所述步骤c）中采用叶片式分散机进行分散，分散速度为200~1000rmb/min，分散时间为3~5min。