CN104231735A - 一种水性烟标凹版油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性烟标凹版油墨及其制备方法，该水性凹版油墨由改性丙烯酸树酯液、颜料、改性助剂、乙醇和水组成，通过工艺控制和原料选择，得到的水性烟标凹版油墨稳定性好，具有类似醇溶凹版烟标油墨的印刷性能。

Description

一种水性烟标凹版油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及烟标凹版油墨，具体地涉及一种水性烟标凹版油墨及其制备方法。

背景技术

当前卷烟包装印刷行业大多使用醇溶型凹版印刷油墨，这类油墨使用了大量醇类和酯溶剂，如一种现用醇溶凹版烟标油墨构成为（质量比）：NC硝化纤维素数酯12%，颜料15%，ATBC5%，聚酮树酯5%，乙酸乙脂33%，乙醇25%，丙二醇甲醚5%，此类醇溶油墨虽然能满足烟标印刷的要求，但是，含有大量的有机溶剂，在实际操作过程中，有机溶剂挥发被操作人员吸入而会带来身体不适和伤害，同时挥发的溶剂排放会对周围环境造成污染。而且印刷后产品，尤其是过滤嘴用的水松纸中，油墨中用的醇类、酯类有较大的残留量，对长期吸烟者的健康会造成一定的影响。此外醇溶凹版烟标油墨需要酯和醇类溶剂来溶解稀释使用，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。因此烟草行业普遍期望一种以水为主要溶剂、印刷性能符合要求的新型环保油墨。

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(挥发性有机气体)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。

由于水性油墨的固有特性—固形物含量较高，可以在较薄墨膜沉积，因此相对于溶剂型油墨，涂布量减少，经过试验，与溶剂型油墨相比可减少约10%的涂布量，更经济。

而且水性油墨印刷时，只需要在印前添加水和少量乙醇作为溶剂，无需在印刷过程中加入稀释剂，而且印刷过程中不会因为粘度变化引起颜色变化，所以可以提高印品合格率。

发明内容

为了适应市场需求，解决现有醇溶型凹版烟标油墨的缺点，本发明提供一种具有类似醇溶凹版烟标油墨印刷性能的水性烟标凹版油墨及其制备方法。

本发明解决其技术问题的解决方案是：提供一种水性烟标凹版油墨，由以下质量比的原料组成：改性丙烯酸树酯液25-35份；颜料15-25份；改性助剂1-3份；水和乙醇35-45份，其中乙醇3~10wt%，余量为水。

所述的改性丙烯酸树脂液固含量为30~50wt%。

进一步的，所述的改性丙烯酸树脂液酸值小于或等于56mgKOH/g。

更进一步的，所述的改性丙烯酸树脂液pH值为7.5~8.5。

为了实现更好的稳定性及印刷效果，所述水性烟标凹版油墨的细度小于或等于18μm。

所述的改性助剂，是为了达到所需的加工性质或使用性能而添加，包括：香料、杀生物剂（抗菌剂、杀真菌剂和防霉剂）、抗静电剂、成模剂、稳定剂、紫外光吸收剂、粘度调节剂中的一种或多种。

本发明还提供了     一种水性烟标凹版油墨的制备方法，包括以下步骤：

a）混料，首先预分散改性丙烯酸树脂液，然后加入颜料进行高速分散，再投放部分水和乙醇稀释并分散；优选地，采用叶片式分散机进行分散混料，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；投放水和乙醇进行稀释是的分散速度为200~1000rmb/min，分散时间为3~5min；进一步的，高速分散时溶液温度控制在50~60℃。

b）将步骤a）中得到的混合液进行研磨；优选地，采用筒式砂磨机进行研磨，研磨温度为30~50℃，研磨流速在2~5kg/min。

c）在研磨后的混合液中添加余量的水和乙醇及改性助剂，并分散；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）过滤去除杂质后密封包装，如采用压滤机进行过滤，去除杂质和粗粒，得到水性凹版油墨。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种水性烟标凹版油墨，该水性凹版油墨由改性丙烯酸树酯液、颜料、改性助剂、乙醇和水组成，通过工艺控制和原料选择，得到的水性烟标凹版油墨稳定性好，具有类似醇溶凹版烟标油墨的印刷性能。

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。

本发明提供一种水性烟标凹版油墨，该水性凹版油墨有以下质量比的原料组成：改性丙烯酸树酯液25-35份；颜料15-25份；改性助剂1-3份；水和乙醇35-45份，其中乙醇3~10wt%，余量为水。

其中，改性丙烯酸树脂液为主要的成膜物，并且是颜料的载体，由于经过改性，研磨性和展色性得到提高，耐醇稀释，耐水性好，使得配制的水性烟标凹版油墨稳定性好，且具有类似醇溶凹版烟标油墨的印刷性能。

所述改性丙烯酸树脂乳液可采用本领域技术人员熟知的用作烟标凹版印刷油墨的改性丙烯酸树脂乳液即可，徳国BASF的树酯：JONCRYL HPD96，JONCRYL HPD196，JONCRYL HPD296等。优选地，所述改性丙烯酸树脂液固含量为30~50wt%；进一步优选地，所述的改性丙烯酸树脂液酸值小于或等于56mgKOH/g；更进一步的，所述的改性丙烯酸树脂液pH值为7.5~8.5。

颜料为着色剂，本发明对颜料的选择并没有特殊限定，可采用本领域技术人员熟知的用于烟标凹版印刷油墨的颜料即可。优选地，为环保型颜料。

改性助剂，主要用来改善油墨的加工性质或使用性能，包括：香料、杀生物剂（抗菌剂、杀真菌剂和防霉剂）、抗静电剂、成模剂、稳定剂、紫外光吸收剂、粘度调节剂、消泡剂中的一种或多种。如为了达到合适印刷需要的粘度添加1%的粘度调节剂；或者由于研磨过程中转速过高，气泡较多，可加入消泡剂，避免了在后工序产生白点针孔。对所述消泡剂的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的消泡剂即可。

水和乙醇为主要溶剂，提供油墨的转移性，并且通过比例调整可以调控油墨的干燥速度。

本发明还提供了     一种水性烟标凹版油墨的制备方法，包括以下步骤：

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：首先预分散配方量的改性丙烯酸树脂液，然后加入配方量的颜料进行高速分散，再投放部分配方量的水和乙醇稀释并分散；优选地，采用叶片式分散机进行分散混料，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；投放水和乙醇进行稀释是的分散速度为200~1000rmb/min，分散时间为3~5min。分散的转速和时间可以根据溶液的多少进行适当调整。

进一步地，加入颜料后进行高速分散时溶液温度控制在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≤18μm；研磨温度最好控制在30~50℃，研磨流速在2~5kg/min。

c）性能调整；在研磨后的混合液中加入余下的醇类溶剂，并添加改性助剂，所述改性剂包括粘度调节剂，成膜剂，抗静电剂等，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。分散的转速和时间可以根据溶液的多少进行适当调整。

d）过滤去除杂质后密封包装，如采用压滤机进行过滤，去除杂质和粗粒，得到水性凹版油墨。

为了进一步说明本发明，下面结合优选的实施例对本发明提供的水性烟标凹版油墨及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种水性烟标凹版油墨，其配方组成为：改性丙烯酸树脂液25kg，黑色颜料15kg，分散剂1kg，水35kg，乙醇1.2kg，其中改性丙烯酸树脂的固含量为45wt%，酸度56mgKOH/g，pH=7.5。

该水性烟标凹版油墨的制备方法：首先采用叶片式分散剂预分散改性丙烯酸树脂液，转速200rmb/min，分散时间3min，然后加入黑色颜料调整转速至1000rmb/min进行高速分散，分散时间30min，温度控制在50~55℃；接着加入15kg水和1kg乙醇进行稀释，分散速度调整为300rmb/min，分散时间4min。

将得到的混合液引入筒式砂磨机研磨；研磨温度为40~50℃，研磨流速在3~3.5kg/min，研磨至粒度≤18μm。

在研磨后的混合液中添加余量的水和乙醇及1kg分散剂，采用叶片式分散剂进行分散，分散速度为250rmb/min，分散时间为3min。

过滤去除杂质得到水性凹版油墨。

实施例2

一种水性烟标凹版油墨，其配方组成为：改性丙烯酸树脂液120kg，红色颜料72kg，分散剂12kg，水132kg，乙醇8kg；其中改性丙烯酸树脂的固含量为40wt%，酸度35mgKOH/g，pH=7.8。

该水性烟标凹版油墨的制备方法：首先采用叶片式分散剂预分散改性丙烯酸树脂液，转速500 rmb/min，分散时间3min，然后加入红色颜料调整转速至900rmb/min进行高速分散，分散时间45min，温度控制在50~60℃；接着加入60kg水和6kg乙醇进行稀释，分散速度调整为500rmb/min，分散时间4min。

将得到的混合液引入筒式砂磨机研磨；研磨温度为40~45℃，研磨流速在2.5~3kg/min，研磨至粒度≤18μm。

在研磨后的混合液中添加余量的水和乙醇及分散剂，采用叶片式分散剂进行分散，分散速度为600rmb/min，分散时间为3min。

过滤去除杂质得到水性凹版油墨。

实施例3

一种水性烟标凹版油墨，其配方组成为：改性丙烯酸树脂液350kg，白色颜料250kg，分散剂20kg，水380kg，乙醇20kg；其中改性丙烯酸树脂的固含量为50wt%，酸度50mgKOH/g，pH=8.5。

该水性烟标凹版油墨的制备方法：首先采用叶片式分散剂预分散改性丙烯酸树脂液，转速1000rmb/min，分散时间3min，然后加入白色颜料调整转速至1500rmb/min进行高速分散，分散时间35min，温度控制在50~60℃；接着加入200kg水和15kg乙醇进行稀释，分散速度调整为1000rmb/min，分散时间5min。

将得到的混合液引入筒式砂磨机研磨；研磨温度为40~50℃，研磨流速在3.5~4kg/min，研磨至粒度≤18μm。

在研磨后的混合液中添加余量的水和乙醇及消泡剂，采用叶片式消泡剂进行分散，分散速度为800rmb/min，分散时间为5min。

过滤去除杂质得到水性凹版油墨。

实施例4

一种水性烟标凹版油墨，其配方组成为：改性丙烯酸树脂液140kg，黄色颜料100kg，香料15kg，水210kg，乙醇15kg，其中改性丙烯酸树脂的固含量为30wt%，酸度40mgKOH/g，pH=8.0。

该水性烟标凹版油墨的制备方法：首先采用叶片式分散剂预分散改性丙烯酸树脂液，转速600rmb/min，分散时间3min，然后加入黄色颜料调整转速至1200rmb/min进行高速分散，分散时间45min，温度控制在50~60℃；接着加入150kg水和15kg乙醇进行稀释，分散速度调整为700rmb/min，分散时间5min。

将得到的混合液引入筒式砂磨机研磨；研磨温度为30~40℃，研磨流速在2~3kg/min，研磨至粒度≤18μm。

在研磨后的混合液中添加余量的水及香料，采用叶片式分散剂进行分散，分散速度为700rmb/min，分散时间为5min。

过滤去除杂质得到水性凹版油墨。

实施例5

一种水性烟标凹版油墨，其配方组成为：改性丙烯酸树脂液99kg，蓝色颜料66kg，香料9kg，水120kg，乙醇13kg，其中改性丙烯酸树脂的固含量为45wt%，酸度30mgKOH/g，pH=8.3。

该水性烟标凹版油墨的制备方法：首先采用叶片式分散剂预分散改性丙烯酸树脂液，转速550rmb/min，分散时间5min，然后加入蓝色颜料调整转速至1000rmb/min进行高速分散，分散时间40min，温度控制在50~60℃；接着加入100kg水和10kg乙醇进行稀释，分散速度调整为850rmb/min，分散时间4min。

将得到的混合液引入筒式砂磨机研磨；研磨温度为40~50℃，研磨流速在3~4kg/min，研磨至粒度≤18μm。

在研磨后的混合液中添加余量的水和乙醇及香料，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。

过滤去除杂质得到水性凹版油墨。

对以上实施例中得到的水性烟标凹版油墨样品进行性能测试，测试标准如表1所示，测试结果如表2所示：

表1测试标准

表2测试结果

本发明提供的水性烟标凹版油墨已用于国内知名品牌“玉溪牌香烟”和“红塔山香烟”包装的印刷，完全满足客户环保性和无气味的要求，且达到标准色相要求，已批量生产使用。

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)

1.一种水性烟标凹版油墨，其特征在于，该水性烟标凹版油墨由下述重量份的组分组成：改性丙烯酸树酯液25-35份；颜料15-25份；改性助剂1-3份；水和乙醇35-45份，其中乙醇3~10wt%，余量为水。

2.根据权利要求1所述的水性烟标凹版油墨，其特征在于：所述的改性丙烯酸树脂液固含量为30~50wt%。

3.根据权利要求2所述的水性烟标凹版油墨，其特征在于：所述的改性丙烯酸树脂液酸值小于或等于56mgKOH/g。

4.根据权利要求3所述的水性烟标凹版油墨，其特征在于：所述的改性丙烯酸树脂液pH值为7.5~8.5。

5.根据权利要求1所述的水性烟标凹版油墨，其特征在于：所述水性烟标凹版油墨的细度小于或等于18μm。

6.一种水性烟标凹版油墨的制备方法，包括以下步骤：

a）混料，首先预分散改性丙烯酸树脂液，然后加入颜料进行高速分散，再投放部分水和乙醇稀释并分散；

b）将步骤a）中得到的混合液进行研磨；

c）在研磨后的混合液中添加余量的水和乙醇及改性助剂，并分散；

d）过滤去除杂质后密封包装，得到水性凹版油墨。

7.根据权利要求6所述的水性烟标凹版油墨的制备方法，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；投放水和乙醇进行稀释时的分散速度为200~1000rmb/min，分散时间为3~5min。

8.根据权利要求7所述的水性烟标凹版油墨的制备方法，其特征在于：所述高速分散时溶液温度控制在50~60℃。

9.根据权利要求6所述的水性烟标凹版油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤b）中采用筒式砂磨机进行研磨，研磨温度为30~50℃，研磨流速在2~5kg/min。

10.根据权利要求6所述的水性烟标凹版油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤c）中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。