CN104309350A

CN104309350A - 一种含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物

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Publication number: CN104309350A
Application number: CN201410588076.0A
Authority: CN
Inventors: 杨春明
Original assignee: Hunan Normal University
Current assignee: Hunan Normal University
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2034-10-29
Also published as: CN104309350B

Abstract

一种含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，包含复合表面活性剂，其中包括两种或者两种以上的非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或两性表面活性剂；还含有缓冲电解质、水溶性高分子化合物、水性杀菌灭藻剂、水性消泡剂及水。本发明含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物具有动态水墨平衡性能好，对配制工作液的水质要求较低，对气温条件的改变适应性好等特点；使用本发明所述平版印刷润版液，可以明显改善印品质量，提高印刷效率，降低生产成本；另外，其不含有毒有害物质，稳定性好，耐储存。

Description

一种含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物

技术领域

本发明涉及一种平版印刷用润版液，具体涉及一种含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物。

背景技术

胶印是现代平版印刷的一种，是借助于胶皮（橡皮布）将印版上的图文传递到承印物上的印刷方式。在胶印中润版液的作用是利用水墨不相容的原理，在印版的空白部分铺展水层，而图文部分则不上水层，只吸附油墨，从而实现与空白部分的有效分离。这个过程是通过润版液中所含的若干种化学成分的协同作用来实现的，其中主要包含以下成分：表面活性剂、缓冲电解质、印版保护剂、消泡剂、防腐剂等。表面活性剂的作用主要是降低水的表面张力，将水膜铺展在印版上；缓冲溶液含有酸碱平衡对，主要作用是提供适宜的pH环境，维持印版上的酸碱平衡；印版保护剂主要是保护印版，尤其是在停机时无需擦洗印版；消泡剂的作用主要是消除因为使用活性剂在印刷过程中所产生的泡沫；防腐剂主要是防止润版液在水箱及输送管路中产生腐败及菌类微生物衍生。

目前，在平版印刷领域采用的润版液所存在的主要问题有：（1）水-墨平衡速度较慢：由于现代印刷速度不断加快，传统的印刷润版液中往往只使用一种或两种类型的表面活性剂，水膜铺展较慢，因而水墨平衡速度也较慢，印刷开机时纸张浪费严重，同时空白与图文部分难以有效区分，造成印品质量不高；（2）润版液的印刷适应性较差：由于不同地区的水质状况、气温条件及印刷机型的千差万别，造成印刷润版液的适应性变差，同时机器高速运转还会导致印刷作业环境恶化，致使印版的耐印率下降，必须及时更换印版，从而影响印刷速度，同时也增加印刷成本；（3）润版液本身的稳定性和环保问题：由于润版液组合物的化学成分复杂，如果生产后久置不用，则会出现产品稳定性变差等问题；且传统润版液中还含有毒的重铬酸盐、异丙醇或酒精等挥发性有机物质（VOC），使用时对印刷工人的健康及环境造成危害。

CN103189213A公开了一种润版液和润版液浓缩物，其中包括叔戊醇、表面活性剂、pH调节剂、螯合剂等，其使用的表面活性剂主要为阴离子和非离子表面活性剂；CN101407144B公开了一种平版印刷用润版液组合物和热固定轮转式胶版印刷方法，其中包括二醇类非环状烃化物、表面活性剂、润湿助剂、螯合剂等，其中二醇类非环状烃化物的成本较高。两个专利中虽然使用了表面活性剂，但均不含有阳离子活性剂和两性表面活性剂。如果不含阳离子表面活性剂，则在润版液中阴离子表面活性剂的用量会相应增加，体系泡沫增多，同时造成浪费及污染环境；如果不含两性活性剂，润版液活性剂体系对印版上的酸碱环境较为敏感，导致印刷过程中印品质量较差。

CN101758680公开了一种含复合缓冲体系的平版印刷润版液组合物，由缓冲电解质、非离子表面活性剂等组成，因其只采用了一种类型的表面活性剂，在水墨平衡上存在不足。

CN101524931公开了一种无酒精润版液浓缩物，由脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基葡萄糖苷、阿拉伯胶、柠檬酸、磺酰化氨基葡萄糖、葡萄糖酸钠、磷酸、磷酸氢二钠组成，其中只涉及到2种非离子表面活性剂，在水墨平衡上也不具有优势。

CN102303465A公开了一种免酒精润版液配方及其制备方法。由以100重量份计的下列组分组成：低泡润湿剂0.5～5，pH值调节剂8～20，印版保护剂3～20，水膜调整剂5～10，去污增强剂0.2～1.0，杀菌剂0.1～1.0，消泡剂0.1～1.2，水余量。其中低泡润湿剂是指聚醚类和/或有机硅类水溶性表面活性剂，具体是指：丙二醇嵌段聚醚、烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、烯丙醇聚氧烷基醚、聚醚多元醇、聚醚改性有机硅氧烷中的一种或者几种，其中也只涉及几种非离子表面活性剂，在水墨平衡上仍然存在不足。

平版胶印过程中最关键的技术在于水墨平衡的良好控制，而水墨平衡的关键又取决于表面活性剂的正确选择和使用。目前利用不同种类表面活性剂之间的协同作用原理将两种以上的表面活性物质进行复配用于印刷润版液组合物的尚未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，利用不同种类表面活性剂之间的协同作用原理提供一种水墨平衡快，适应性强、稳定性优异，无有毒挥发性物质的平版印刷润版液组合物。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，包含复合表面活性剂，其中包括两种或者两种以上的非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或两性表面活性剂；

所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚或聚醚型非离子表面活性剂中的一种或几种；

所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠；

所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵或十二烷基氯化吡啶中的一种或几种；

所述两性表面活性剂为十二烷基氨基丙酸、烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱或烷基二甲基磺丙基甜菜碱中的一种或几种。

进一步，各组分重量百分比为：

所述非离子表面活性剂为 0.5～3%

所述阴离子表面活性剂为 0～0.5%

所述阳离子表面活性剂为 0～1.0%

所述两性表面活性剂为 0～0.8%

还含有：缓冲电解质 1～25%

水溶性高分子化合物 0.5～5.0%

水性杀菌灭藻剂 0.5～2.0%

水性消泡剂 0.5～1.0%

余量为水。

进一步，所述烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚，其分子中加成的环氧乙烷数为9～12，如OP系列（OP-7～OP-14）、TX系列（TX-7～TX-15）等；所述高碳脂肪醇聚氧乙烯醚中脂肪醇含碳原子数为12～18，其分子中加成的环氧乙烷数为9～22；所述聚醚型非离子表面活性剂为聚丙二醇的环氧乙烷加成物，其相对分子质量为1100～2900，通式为RO(C₃H₆O)_m(C₂H₄O)_nH，其中，R为H或CH₃，m为10～28，n为10～28。非离子表面活性剂用于取代现有润版剂中对人体健康有害的异丙醇或酒精等挥发性有机物质，避免了对印刷工人和环境造成的危害。

进一步，所述烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱和烷基二甲基磺丙基甜菜碱中的烷基碳原子数均为12～18。

进一步，所述含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物的表面张力在30～45 mN/m。使用时，用水将其稀释成1～5 wt%的工作液，控制工作液的表面张力在45～65 mN/m之间。

进一步，所述缓冲电解质为柠檬酸或磷酸，柠檬酸三钾、柠檬酸三钠或柠檬酸三铵中的一种与磷酸氢二钾、磷酸氢二钠或磷酸氢二铵中的一种的三组分混合物；加入缓冲电解质的量为能够使得所述含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物的pH值在4.0～4.8之间。

进一步，所述水溶性高分子化合物为聚乙烯醇、羧甲基纤维素或聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。

进一步，所述水性杀菌灭藻剂为卡松或乙内酰脲。

进一步，所述水性消泡剂为甘油聚氧丙烯醚。

表面活性剂复配系统的临界胶束浓度（cmc）小于其中各个组分的cmc，甚至呈现几个数量级的降低，极大地提高了降低表面张力的效率；有些复配系统还可同时获得显著低于单组分系统的表面张力，表现出全面增效作用，这种现象称为表面活性剂之间的协同效应。

本发明含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，具有以下优点：

（1）本发明使用非离子活性剂与阴、阳离子表面活性剂或两性活性剂的多元复配体系，相较传统使用的单一活性剂具有明显的优势，比如单独使用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）时，其临界胶束浓度（cmc）为8 mmol/L，而当它与阳离子活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）按照1:3的质量比复配时，临界胶束浓度（cmc）降低为1 mmol/L，复配体系的表面张力降至40 mN/m（纯水在25℃时的表面张力为72mN/m），符合润版液组合物原液的表面张力要求范围30～45 mN/m（原液稀释后的工作液表面张力范围要求在40～65 mN/m），在实际使用中复配组合物的水墨平衡速度较不复配要快；当SDBS:CTAB: 丙二醇嵌段聚醚Polyethery L-63的比例为1:3:4时，复配体系的表面张力降为35 mN/m；当SDBS:CTAB: 丙二醇嵌段聚醚Polyethery L-63: 十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱的比例为1:3:4:1时，复配体系的表面张力降为32 mN/m，说明两种以上类型活性剂的复配产生了明显的协同作用，有助于在印刷过程快速达到水墨平衡；

（2）本发明采用的非离子表面活性剂的亲油基是碳原子数为 8～18的烃链（脂肪族或芳香族），而亲水基是在水中不发生电离的羟基或聚氧乙烯基上的氧原子，相较在传统工艺中为降低润版液在使用时的表面张力所使用的如酒精或者异丙醇（IPA）等有机挥发物（VOC），非离子表面活性剂解决了使用过程中对印刷工人健康的危害及环境污染等问题；

（3）使用本发明润版液稀释配制成1～5wt%的工作液用于印刷作业时，pH值的变化在±0.35以内，配制成1～2wt%的工作液时，pH值的变化在±0.25以内；一般的印刷作业环境要求控制工作液的pH值在4.8～5.5之间，pH值变化幅度小主要归因于多种酸碱对的使用，这有利于印版微环境的控制及印刷网格区分度的提高；

（4）本发明采用水溶性好的高分子化合物，如具有一定分子量的聚乙烯醇（PVA），羧甲基纤维素（CMC）及聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等水溶性高聚物分子。相较传统工艺中所使用的亲水疏油的阿拉伯树胶，虽然其能提高胶印印版的润湿性能，并能防止油墨严重乳化，但阿拉伯树胶存在着夏季易酸化坏版等缺点，已不适应现代印刷作业的要求，而本发明所使用的水溶性良好的高分子化合物属于人工合成材料，分散性能及稳定性能优良，不会产生酸败变质现象；

（5）润版液中添加了适量的杀菌防藻剂，可防止润版液组合物在贮存过程及在印刷使用循环系统中滋生藻类和细菌；

（6）本发明制得的含有复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物适应性强，可用于不同地区的水质，不同印刷机型的使用；

（7）本发明润版液组合物放置1年不会产生结皮、分层及沉淀。

综上，本发明含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，具有水墨平衡速度快，缓冲宽容度高，对配制工作液的水质要求较低，对气温条件的改变适应性好等特点；使用本发明所述平版印刷润版液，可以明显改善印品质量，提高印刷效率，降低生产成本；另外，其不含有毒有害物质，稳定性好，耐储存。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，所述百分比均为质量百分比。

本发明实施例中所使用化学试剂的简称如下：

十二烷基苯磺酸钠（SDBS），十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），十二烷基硫酸钠（SDS），烷基酚聚氧乙烯醚OP系列（OP-10），烷基酚聚氧乙烯醚TX系列（TX-10），丙二醇嵌段聚醚Polyethery（L-63，分子量2670，HO(C₃H₆O)₂₆(C₂H₄O)₂₆H），丙二醇嵌段聚醚Polyethery（L-35，分子量1868，CH₃O(C₃H₆O)₁₈(C₂H₄O)₁₈H），脂肪醇与环氧乙烷缩合物（MOA-15），聚乙烯醇（PVA，分子量20000），羧甲基纤维素（CMC）及聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。

实施例1

平版印刷润版液浓缩液成分：阴离子表面活性剂SDBS 0.12%，阳离子表面活性剂CTAB 0.36%，非离子表面活性剂L-63为0.50%，柠檬酸4.0%，磷酸氢二钾 4.5%，柠檬酸三钾4.0%， CMC 2.0%，杀菌灭藻剂卡松1.0%，水性消泡剂甘油聚氧丙烯醚0.5%，其余为水；组合物表面张力为35 mN/m，pH值为4.20。放置1年不会产生结皮、分层及沉淀。

润版液工作液配制：取原液加水稀释50倍，即成含原液2 wt%的润版工作液，工作液pH值为5.05。

实施例2

平版印刷润版液浓缩液成分：阴离子表面活性剂SDS 0.25%，非离子表面活性剂OP-10为0.60%，非离子表面活性剂MOA-15为0.60%，柠檬酸1.3%，磷酸氢二钠2.2%，柠檬酸三钠1.0%， PVP 1.0%，杀菌灭藻剂乙内酰脲1.5%，水性消泡剂甘油聚氧丙烯醚0.6%，其余为水；组合物表面张力为45 mN/m，pH值为4.30。放置1年不会产生结皮、分层及沉淀。

润版液工作液配制：取原液加水稀释50倍，即成含原液2 wt%的润版工作液，工作液pH值为5.15。

实施例3

平版印刷润版液浓缩液成分：非离子表面活性剂TX-10 1.4%，非离子表面活性剂L-35为0.60%，两性表面活性剂十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱0.50%，柠檬酸8.0%，磷酸氢二铵6.0%，柠檬酸三铵9.0%，PVA 3.0%，PVP 1.0%，杀菌灭藻剂卡松1.0%，水性消泡剂甘油聚氧丙烯醚1.0%，其余为水；组合物表面张力为42 mN/m，pH值为4.50。放置1年不会产生结皮、分层及沉淀。

润版液工作液配制：取原液加水稀释50倍，即成含原液2 wt%的润版工作液，工作液pH值为5.25。

实施例4

平版印刷润版液浓缩液成分：阴离子表面活性剂SDBS 0.25%，阳离子表面活性剂CTAB 0.75%，非离子表面活性剂L-63为1.0%，两性表面活性剂十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱0.25%，柠檬酸4.0%，磷酸氢二钾 4.5%，柠檬酸三钾4.0%，CMC2.0%，杀菌灭藻剂卡松1.0%，水性消泡剂甘油聚氧丙烯醚0.5%，其余为水；组合物表面张力为32 mN/m，pH值为4.20。放置1年不会产生结皮、分层及沉淀。

润版液工作液配制：取原液加水稀释50倍，即成含原液2wt%的润版工作液，工作液pH值为5.05。

将实施例1～4及市售传统轮转润版液在上海高斯高速印刷机上，进行70000份的印刷，其实施性能对照表见表1。

表1 实施例及市售传统轮转润版液实施性能对照表

指标	实例1	实例2	实例3	实例4	市售传统轮转润版液
						水墨平衡	++	+++	+++	+++	+
网点还原度	+++	+++	++	+++	++
						适应性	++	++	+++	+++	+
稳定性	++	+++	+++	+++	+

注：+为良好，++为较优，+++为优秀。

Claims

1.一种含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，其特征在于：包含复合表面活性剂，其中包括两种或者两种以上的非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或两性表面活性剂；

2.根据权利要求1所述含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，其特征在于：各组分重量百分比为：

所述非离子表面活性剂为 0.5～3%

所述阴离子表面活性剂为 0～0.5%

所述阳离子表面活性剂为 0～1.0%

所述两性表面活性剂为 0～0.8%

还含有：缓冲电解质 1～25%

水溶性高分子化合物 0.5～5.0%

水性杀菌灭藻剂 0.5～2.0%

水性消泡剂 0.5～1.0%

余量为水。

3.根据权利要求1或2所述含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，其特征在于：所述烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚，其分子中加成的环氧乙烷数为9～12；所述高碳脂肪醇聚氧乙烯醚中脂肪醇含碳原子数为12～18，其分子中加成的环氧乙烷数为9～22；所述聚醚型非离子表面活性剂为聚丙二醇的环氧乙烷加成物，其相对分子质量为1100～2900，通式为RO(C₃H₆O)_m(C₂H₄O)_nH，其中，R为H或CH₃，m为10～28，n为10～28。

4.根据权利要求1或2所述含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，其特征在于：所述烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱和烷基二甲基磺丙基甜菜碱中的烷基碳原子数均为12～18。

5.根据权利要求1或2所述含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，其特征在于：所述含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物的表面张力在30～45 mN/m。

6.根据权利要求2～5之一所述含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，其特征在于：所述缓冲电解质为柠檬酸或磷酸，柠檬酸三钾、柠檬酸三钠或柠檬酸三铵中的一种与磷酸氢二钾、磷酸氢二钠或磷酸氢二铵中的一种的三组分混合物；加入缓冲电解质的量为能够使得所述含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物的pH值在4.0～4.8之间。

7.根据权利要求2～6之一所述含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，其特征在于：所述水溶性高分子化合物为聚乙烯醇、羧甲基纤维素或聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。

8.根据权利要求2～7之一所述含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，其特征在于：所述水性杀菌灭藻剂为卡松或乙内酰脲。

9.根据权利要求2～8之一所述含复合表面活性剂的平版印刷润版液组合物，其特征在于：所述水性消泡剂为甘油聚氧丙烯醚。