CN105331189A - 塑料薄膜凹版表印水墨及其制备方法 - Google Patents

塑料薄膜凹版表印水墨及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种塑料薄膜凹版表印水墨及其制备方法。塑料薄膜凹版表印水墨主要包括水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂、马来酸树脂等组份。本发明还提供了这种塑料薄膜凹版表印水墨的制备方法。本发明的塑料薄膜凹版表印水墨中没有使用苯、酮、酒精等对人的身体具有危害或刺激作用的溶剂。另外，这种水墨无毒、无污染、不燃、几乎没有VOC（挥发性有机化合物）的排放。此外，本发明的水墨在凹版表印中具有极好的附着性、流平性、柔韧性、抗刮性和光泽度，且性能稳定。

Description

塑料薄膜凹版表印水墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种凹版印刷的水墨，具体地说，是涉及一种用于塑料薄膜凹版表印水墨及其制备方法。
背景技术
凹版印刷是图像从表面上雕刻凹下的制版技术。一般说来，采用铜或锌板作为雕刻的表面，凹下的部分可利用腐蚀、雕刻、铜版画或mezzotint金属版制版法，Collographs可能按照凹印版印刷。
塑料薄膜的软性包装物的印刷工艺通常采用凹版印刷的方式。在本领域中，凹版印刷使用的油墨的性质至关重要，其通常需要根据不同的印刷物载体选取特定种类的油墨。而在已知的传统塑料薄膜凹版表印的油墨体系里，大都采用苯类、酮类的有机溶剂作为凹版表印油墨体系里的树脂溶解溶质。而在该类产品的制造和操作及消费使用过程中，挥发出有毒的有机溶剂极大地污染了环境，并且其容易对油墨的制造者、印刷操作者和商品最终的消费者等人群造成直接或潜在的危害。对此、欧盟已明令禁止在食品、饮料、医药、儿童玩具等领域中在PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、OPP（定向聚丙烯）、CPP（流延聚丙烯）、PE（聚乙烯）、BOPP（双向拉伸聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）等塑料薄膜上使用溶剂型油墨。
目前，在市场出现了低苯低酮和无苯低酮的复合油墨，但是只能达到降低酮的溶剂残留，不能彻底除去低酮的残留，并且这些油墨品质不能达到或者不能完全达到印刷产品的要求及相关的质量标准。另外，在申请号为CN200810001855.3和CN201310240925.9的中国发明专利申请中均公开了采用酒精体系的油墨，这在一定程度上避免了苯类、酮类溶剂的危害，但是酒精本身也是有机溶剂。一方面这种有机溶剂带来的风险并没有完全克服，另一方面还会增加这种油墨的制造成本。
在申请号为CN201410241529.2的中国发明专利申请中公开了一种水溶里印复合塑料油墨，但是这种类型的油墨是针对里印方式的印刷，当其应用在表印时则会出现多个方面的限制，并且其应用的印刷载体如塑料薄膜的类型的范围也受到限制。在申请号为CN201410328272.4的中国发明专利申请中也公开了一种全水基塑料膜凹版印墨，其主要方案是基于三种丙烯酸树脂乳化液，但是这种类型水墨的应用范围受到限制，并且其不是专门针对凹版表印开发的水墨，因此其应用性能也受到了约束。
发明内容
针对现有凹版表印对于塑料薄膜的油墨存在狭窄的适应性、印刷效果不良的问题，本发明的主要目的是提供一种对塑料薄膜的适应性广泛、印刷效果均表现良好并且不含有毒溶剂的塑料薄膜凹版表印水墨。
为了实现本发明的发明目的，本发明提供的塑料薄膜凹版表印水墨按照下面的重量份进行组份配比:水性聚氨酯树脂26至40份；水性丙烯酸树脂10至20份；马来酸树脂10至15份；流平剂0.5至2.0份；润湿偶联剂0.5至2.5份；消泡剂0.1至0.5份；颜料9.0至11份；填料2.0至7.0份；分散剂0.3至1.0份；水性防腐剂0.3至0.5份；水性蜡0.5至1.0份；纯净水8.0至15.0份。
由上述方案可见，本发明提供的水墨的连接料主要由水溶型聚氨树脂、水溶型丙烯酸树脂、马来酸树脂组成，并且在组份中没有使用苯、酮、酒精等对人的身体具有危害或刺激作用的溶剂。并且，这种水墨的组份中不含有中国和国际上禁止的元素及其化合物如铅、镉、汞、硒、砷、锑、六价铬；乙二醇醚及脂类如乙二醇甲醚、乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇乙醚醋酸酯；邻苯二甲酸酯类如邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二丁酯以及异氟尔酮等作为塑料薄膜水性油墨的有机载体。此外，本发明的水墨无毒、无污染、不燃、几乎没有VOC（挥发性有机化合物）的排放。此外，本发明的水墨在凹版表印中具有极好的附着性、流平性、柔韧性、抗刮性和光泽度，且性能稳定。本发明的水墨在在塑料薄膜的凹版表印工艺中，无须预印或印后上光（罩光），其它印刷过程与传统的油型或溶剂型丝印油墨的方法工艺上几乎一样，也就是不改变传统印刷工艺流程，也不改变操作方法，同时还降低了劳动强度和产品成本。此外，传统的油墨一般仅仅限于一种或两种特定类型的塑料薄膜，或者仅仅在一种或两种特定类型的塑料薄膜表现良好。但是，本发明提供的水墨应用范围非常广泛且性质表现稳定，因此在多类塑料薄膜印刷时，无需更换水墨和清洗印机，使用非常方便，极大的简化了相关工艺操作。需要特别指出的是，本发明提供的水墨的组份是针对凹版表印开发的，在实际使用时如果应用在凹版里印时，由于凹版里印对水墨性质的要求不同，水墨的一些性质如对塑料薄膜的牢固附着度不能满足凹版里印的要求。
一个优选的方案是，所述塑料薄膜为高阻隔薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、镀铝薄膜、聚氯乙烯薄膜、珠光膜或亚光膜中的至少一种。
由上述方案可见，本发明提供的水墨可以应用的塑料薄膜的范围非常广泛，其使用的通用性非常高，显著提高了其使用的便利性。
进一步优选的方案是，所述高阻隔薄膜为PVA；所述聚丙烯薄膜为BOPP、CPP、OPP或PP；所述聚乙烯薄膜为PE、LDPE、HDPE或LLDPE；所述聚酯薄膜为PETPBT、PEN、PETG或BOPEI；所述尼龙薄膜为PA、NY或BOPA；所述镀铝薄膜为VMPET或VMCPP；所述聚氯乙烯薄膜为PVC或PVDC；所述珠光膜为OPP；所述亚光膜为OPP或CPP。
本发明提供的塑料薄膜凹版表印水墨的制备方法依次执行下面的步骤，且份数均为重量份：
步骤（1）：称取26至40份的水性聚氨酯树脂、10至20份的水性丙烯酸树脂和10至15份的马来酸树脂形成第一混合物；
步骤（2）：向第一混合物中加入0.5至2.0份流平剂、0.3至0.5份水性防腐剂、0.1至0.5份消泡剂、2.0至7.0份填料、第一份纯净水经过预分散处理形成第二混合物；
步骤（3）：向所述第二混合物中加入0.5至2.5份润湿偶联剂、9.0至11份颜料、0.3至1.0份分散剂进行强力分散处理；
步骤（4）：将步骤（3）得到的物质经研磨机处理；
步骤（5）：检测细度、附着力和光泽度；
步骤（6）：加入0.5至1份水性蜡和第二份纯净水进行粘度调节，且第一份纯净水和第二份纯净水共8.0至15.0份；
步骤（7）：用过滤器过滤后得到成品。
由上述方案可见，制备工艺简便、易于操作，得到了性质优良的水墨，并且在制备工艺中没有涉及有机溶剂等对人体的有毒溶剂。另外，第一份纯净水的目的是分散作用，第二份纯净水的目的是调节体系粘度。
一个优选的方案是，在所述步骤（4）中：研磨机处理的次数为1至3次。
一个优选的方案是，所述塑料薄膜为高阻隔薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、镀铝薄膜、聚氯乙烯薄膜、珠光膜或亚光膜中的至少一种。
进一步优选的方案是，所述高阻隔薄膜为PVA（聚乙烯醇）；所述聚丙烯薄膜为BOPP（双向拉伸聚丙烯）、CPP（流延聚丙烯）、OPP（定向聚丙烯）或PP（聚丙烯）；所述聚乙烯薄膜为PE（聚乙烯）、LDPE（低密度聚乙烯）、HDPE（高密度聚乙烯）或LLDPE（线型低密度聚乙烯）；所述聚酯薄膜为PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）、PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）、PETG（聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯）或BOPEI；所述尼龙薄膜为PA（聚酰胺）、NY或BOPA（双向拉伸尼龙）；所述镀铝薄膜为VMPET(聚酯镀铝膜)或VMCPP(镀铝膜）；所述聚氯乙烯薄膜为PVC（聚氯乙烯）或PVDC（聚偏氯乙烯）；所述珠光膜为OPP；所述亚光膜为OPP或CPP。
附图说明
图1是本发明塑料薄膜凹版表印水墨的制备方法实施例的流程图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
在本发明的实施例中，塑料薄膜凹版表印水墨按照下面的重量份进行组份配比:水性聚氨酯树脂26至40份；水性丙烯酸树脂10至20份；马来酸树脂10至15份；流平剂0.5至2.0份；润湿偶联剂0.5至2.5份；消泡剂0.1至0.5份；颜料9.0至11份；填料2.0至7.0份；分散剂0.3至1.0份；水性防腐剂0.3至0.5份；水性蜡0.5至1.0份；纯净水8.0至15.0份。其中，马来酸树脂优选是顺丁烯二酸松香酯，润湿偶联剂优选是硅烷偶联剂，填料包括碳酸盐类、硅和硅酸盐类、硫酸盐类以及其它本领域中公知的填料等。
在一些实施例中，塑料薄膜为高阻隔薄膜，高阻隔薄膜为PVA，聚丙烯薄膜为BOPP、CPP、OPP或PP，聚乙烯薄膜为PE、LDPE、HDPE或LLDPE，聚酯薄膜为PET、PBT、PEN、PETG或BOPEI，尼龙薄膜为PA、NY或BOPA，镀铝薄膜为VMPET或VMCPP，聚氯乙烯薄膜为PVC或PVDC，珠光膜为OPP，亚光膜为OPP或CPP。
如图1所示，在一些实施例中，塑料薄膜凹版表印水墨的制备方法，依次执行下面的步骤。
首先，执行步骤S1：称取26至40份的水性聚氨酯树脂、10至20份的水性丙烯酸树脂和10至15份的马来酸树脂形成第一混合物。
然后，执行步骤S2：向第一混合物中加入0.5至2.0份流平剂、0.3至0.5份水性防腐剂、0.1至0.5份消泡剂、2.0至7.0份填料、第一份纯净水经过预分散处理形成第二混合物。
接着，执行步骤S3：向第二混合物中加入0.5至2.5份润湿偶联剂、9.0至11份颜料、0.3至1.0份分散剂进行强力分散处理,得到分散处理中间体。
接着，执行步骤S4：将步骤（3）得到的物质经研磨机处理，而在一些优选的实施例中，在步骤S4中研磨机处理的次数为1至3次，得到研磨处理中间体。
接着，执行步骤S5：检测细度、附着力和光泽度，得到检测筛选中间体。
接着，执行步骤S6：加入0.5至1份水性蜡和第二份纯净水进行粘度调节，第一份纯净水和第二份纯净水共8.0至15.0，得到粘度调节后中间体。
最后，执行步骤S7：用过滤器过滤后得到成品。
按照上面的塑料薄膜凹版表印水墨的制备方法，根据组份中各种物质的具体重量份数的不同得到了多个实施例，这些实施例中的水墨的按重量比的组份组成绘制成下面的表1、表2和表3。
表1.实施例1至5的塑料薄膜凹版表印水墨的组份组成。
各组份和份数 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
水性聚氨酯树脂 26 29 32 35 40
水性丙烯酸树脂 15 15 15 15 15
马来酸树脂 13 13 13 13 13
流平剂 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
润湿偶联剂 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
消泡剂 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
颜料 10 10 10 10 10
填料 4 4 4 4 4
分散剂 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
水性防腐剂 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
水性蜡 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
纯净水 12 12 12 12 12
。
表2.实施例6至7的塑料薄膜凹版表印水墨的组份组成。
各组份和份数 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10
水性聚氨酯树脂 35 35 35 35 35
水性丙烯酸树脂 10 13 16 18 20
马来酸树脂 13 13 13 13 13
流平剂 1.0 1.0 1.0 2.0 1.0
润湿偶联剂 1.5 1.5 1.5 2.5 1.5
消泡剂 0.3 0.3 0.3 0.5 0.3
颜料 10 10 10 11 10
填料 4 4 4 7 4
分散剂 0.6 0.6 0.6 1.0 0.6
水性防腐剂 0.4 0.4 0.4 0.5 0.4
水性蜡 0.7 0.7 0.7 1.0 0.7
纯净水 12 12 12 15.0 12
。
表3.实施例11至15的塑料薄膜凹版表印水墨的组份组成。
各组份和份数 实施例11 实施例12 实施例13 实施例14 实施例15
水性聚氨酯树脂 35 35 35 35 35
水性丙烯酸树脂 15 15 15 15 15
马来酸树脂 10 11 12 13 15
流平剂 1.0 1.0 1.0 0.5 1.0
润湿偶联剂 1.5 1.5 1.5 0.5 1.5
消泡剂 0.3 0.3 0.3 0.1 0.3
颜料 10 10 10 9.0 10
填料 4 4 4 2.0 4
分散剂 0.6 0.6 0.6 0.3 0.6
水性防腐剂 0.4 0.4 0.4 0.3 0.4
水性蜡 0.7 0.7 0.7 0.5 0.7
纯净水 12 12 12 8 12
。

Claims (7)

1.塑料薄膜凹版表印水墨,其特征在于：所述塑料薄膜凹版表印水墨按照下面的重量份进行组份配比:
水性聚氨酯树脂26至40份；
水性丙烯酸树脂10至20份；
马来酸树脂10至15份；
流平剂0.5至2.0份；
润湿偶联剂0.5至2.5份；
消泡剂0.1至0.5份；
颜料9.0至11份；
填料2.0至7.0份；
分散剂0.3至1.0份；
水性防腐剂0.3至0.5份；
水性蜡0.5至1.0份；
纯净水8.0至15.0份。
2.根据权利要求1所述的塑料薄膜凹版表印水墨，其特征在于：
所述塑料薄膜为高阻隔薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、镀铝薄膜、聚氯乙烯薄膜、珠光膜或亚光膜中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的塑料薄膜凹版表印水墨，其特征在于:
所述高阻隔薄膜为PVA；所述聚丙烯薄膜为BOPP、CPP、OPP或者PP；所述聚乙烯薄膜为PE、LDPE、HDPE或者LLDPE；所述聚酯薄膜为PET、PBT、PEN、PETG或者BOPEI；所述尼龙薄膜为PA、NY或者BOPA；所述镀铝薄膜为VMPET或者VMCPP；所述聚氯乙烯薄膜为PVC或者PVDC；所述珠光膜为OPP；所述亚光膜为OPP或者CPP。
4.塑料薄膜凹版表印水墨的制备方法，其特征在于：依次执行下面的步骤，且份数均为重量份：
步骤（1）：称取26至40份的水性聚氨酯树脂、10至20份的水性丙烯酸树脂和10至15份的马来酸树脂形成第一混合物；
步骤（2）：向所述第一混合物中加入0.5至2.0份流平剂、0.3至0.5份水性防腐剂、0.1至0.5份消泡剂、2.0至7.0份填料、第一份纯净水经过预分散处理形成第二混合物；
步骤（3）：向所述第二混合物中加入0.5至2.5份润湿偶联剂、9.0至11份颜料、0.3至1.0份分散剂进行强力分散处理；
步骤（4）：将步骤（3）得到的物质经研磨机处理；
步骤（5）：检测细度、附着力和光泽度；
步骤（6）：加入0.5至1份水性蜡和第二份纯净水进行粘度调节，且所述第一份纯净水与所述第二份纯净水共8.0至15.0份；
步骤（7）：用过滤器过滤后得到成品。
5.根据权利要求4所述的塑料薄膜凹版表印水墨的制备方法，其特征在于：
在所述步骤（4）中：研磨机处理的次数为1至3次。
6.根据权利要求4所述的塑料薄膜凹版表印水墨的制备方法，其特征在于：
所述塑料薄膜为高阻隔薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚酯薄膜、尼龙薄膜、镀铝薄膜、聚氯乙烯薄膜、珠光膜或亚光膜中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的塑料薄膜凹版表印水墨的制备方法，其特征在于：
所述高阻隔薄膜为PVA；所述聚丙烯薄膜为BOPP、CPP、OPP或者PP；所述聚乙烯薄膜为PE、LDPE、HDPE或者LLDPE；所述聚酯薄膜为PETPBT、PEN、PETG或者BOPEI；所述尼龙薄膜为PA、NY或者BOPA；所述镀铝薄膜为VMPET或者VMCPP；所述聚氯乙烯薄膜为PVC或者PVDC；所述珠光膜为OPP；所述亚光膜为OPP或者CPP。
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