CN109504181B - 一种水性夜光油墨及其制备方法 - Google Patents

一种水性夜光油墨及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种水性夜光油墨及其制备方法，以重量百分计，所述水性夜光油墨包含：8％～25％的颜料；22％～36％的水溶性丙烯酸树脂；4％～18％的乙醇；4％～15％的三乙胺；5％‑18％的稀土发光材料；0.01％‑0.05％的金属盐；12％～26％的水；以及1％～6％的助剂。本发明提供的水性夜光油墨，由于水性油墨中加入稀土发光材料，使用该油墨印刷的印品具有长余辉发光的性能，读者或者用户可以不借助光源在黑暗的环境条件下也能够可视该油墨印刷的标示标签的产品。

Description

一种水性夜光油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及油墨技术领域，尤其涉及一种水性夜光油墨及其制备方法。
背景技术
水性油墨简称为水墨，它主要由水溶性树脂、有机颜料、溶剂及相关助剂经复合研磨加工而成。水性油墨特别适用于烟、酒、食品、饮料及药品等卫生条件要求严格的包装印刷产品。当人们阅读烟、酒、食品、饮料及药品等包装标签时，都需要在光照条件下才能进行。然而，当人们在野外旅游、地下工作、日常生活中遇到黑暗、没有阳光和灯光的状况时，就算手上有这些物品，也不能正常的使用这些物品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种水性夜光油墨及其制备方法，解决油墨印制标签无光状况下不能阅读的问题。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
一种水性夜光油墨，以重量百分计，包含：8%～25%的颜料；22%～36%的水溶性丙烯酸树脂；4%～18%的乙醇；4%～15%的三乙胺；5%-18%的稀土发光材料；0.01%-0.05%的金属盐；12%～26%的水；以及1%～6%的助剂。
特别的，所述金属盐为氯化钠或者氯化铝。
特别的，所述稀土发光材料以重量百分含量计为10%-16%。
特别的，所述稀土发光材料选自如下稀土激活的碱土铝酸盐中的一种或多种：BaAl2O4Eu.Dy、CaAl2O4:Eu.Nd、Sr4AL24O25:Eu.Dy、SrAl2O4:Eu.Dy、Sr2MgSi2O2:Eu.Dy、Y2O2S:Eu3+.Ti4+Mg3+以及CaTiO3:Pr3+。
特别的，所述水溶性丙烯酸树脂为水溶性丙烯酸改性树脂、环氧改性水性丙烯酸树脂、QCAS-202水溶性丙烯酸树脂或WRS－1水溶性丙烯酸树脂。
特别的，所述颜料的pH值为7-8。
特别的，所述助剂包含消泡剂、稳定剂、分散剂、防腐剂、流平剂、增滑剂、助溶剂及交联剂中的至少一种。
特别的，所述稳定剂为氨水或乙醇胺。
特别的，所述颜料为水溶性黄色色粉。
本申请还提供一种上述的水性夜光油墨的制备方法，包含：
将8%～25%的颜料、22%～36%的水溶性丙烯酸树脂、4%～18%的乙醇、4%～15%的三乙胺、及三分之二的12%～26%的水投入打浆锅中，在45℃以下，高速打浆30-60分钟，得到预分散物料；将所述预分散物料送入砂磨机中，在45℃以下，进行砂磨分散，得到细度低于12µm的细分散物料；将所述细分散物料、5%-18%的稀土发光材料、0.01%-0.05%的金属盐、1%～6%的助剂及剩下三分之一的12%～26%的水送入到调墨锅中，进行进一步的混合均匀并调整到符合技术指标，制得成品油墨。
本发明提供的水性夜光油墨，由于水性油墨中加入稀土发光材料，使用该油墨印刷的印品具有长余辉发光的性能，读者或者用户可以不借助光源在黑暗的环境条件下也能够可视（阅读）该油墨印刷的标示标签的产品。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例涉及一种水性夜光油墨，以重量百分计，包含：颜料8%～25%的颜料；22%～36%的水溶性丙烯酸树脂；4%～18%的乙醇；4%～15%的三乙胺；5%-18%的稀土发光材料；0.01%-0.05%的金属盐；12%～26%的水；以及1%～6%的助剂。
其中，所述助剂包含消泡剂、稳定剂、分散剂、防腐剂、流平剂、增滑剂、助溶剂及交联剂中的至少一种。具体的，消泡剂用来消除水性油墨中的泡沫；稳定剂采用氨水或乙醇胺等，主要防止水墨在贮藏、运输中聚结、发霉，降低水墨粘度和调节水墨的pH值。
根据本申请的一个实施例，该水性油墨所用溶剂需具有：溶解树脂，给与墨性；调节粘度，给与印刷适应性；调节干燥速度。水性油墨还要求具有无毒的特性，因而它的溶剂主要是纯净水和少量的醇类，如水、乙醇、丁醇、异丙醇等。这些溶剂可以辅助水增强溶解树脂的能力，提高颜料的分散性能，并加速渗透，抑止发泡。
本申请人在研究中发现，在水性油墨中添加一种会产生光线的发光材料，可以白昼蓄光，夜间发光。比如稀土激活的碱土铝酸盐，例如SrAl2O4:Eu2+、SrAL2O4:Eu2+.Dy3+等，它们是一类在光源激发下，发出可见光，并将获得的部分光能储存起来，在激发停止后，以光的形式将能量缓慢释放出来的一种光致发光材料。该稀土发光材料可以长期循环蓄光、发光，每次的余晖时间可达数小时至10几个小时。
发光材料，俗称发光粉（夜光粉），学术上称为长磷光荧光体或长时发光材料、长余辉发光材料。不同的长余辉发光材料，其发光性能也是不同的。颜色有蓝绿色、蓝紫色、黄绿色、蓝色、红色。发光谱峰波长也分别为446-626nm。例如：SrAl2O4:Eu.Dy3+的发光谱峰波长为520nm，余辉时间可达数百分钟甚至更长，余辉强度为400mcd/m2(10min)、60mcd/m2(60min)。不同的发光粉，余辉亮度具有相似的衰减曲线。初次亮度较高，在激发光源停止后，余辉亮度迅速下降，1min后就衰减到初次亮度的40%左右；10min后就衰减到初次亮度的8%左右；1hr后余辉亮度衰减就变得缓慢。通常，亮度越高，衰减变化就越快。特别的，加入金属盐后，能进一步促进稀土发光材料的发光效果，例如氯化钠和氯化铝。
基于上述观察，本申请就是在水性油墨中加入稀土发光材料，使用该油墨印刷的印品具有长余辉发光的性能。白天印品在太阳光的照射下发出可见光，并将获得的部分光能储存起来。到了晚上或者在没有光亮的黑暗的环境下，印品上的字迹及图案会以光亮的形式将能量缓慢释放出来，读者或者用户可以不借助光源在黑暗的环境条件下也能够可视（阅读）标示标签，使用烟、酒、食品、饮料、药品等。
本申请中油墨添加不同的长余辉稀土发光材料后的印刷制品，在黑暗的环境中可以发出不同颜色的字迹和图案。稀土发光材料在整个油墨中所占比例的不同，对本申请在黑暗的环境中所表现的发光性能也不同。发光油墨中随着发光材料的增加，油墨的膜层厚度也会增加，余辉的亮度也随之增加；隐没的时间也会相应延长。然而，发光材料过度导致其它组分减低后，其成品油墨的发光效果也会降低。
本发明的示例性的技术方案可通过如下编号段落中的记载加以说明：
1、一种水性夜光油墨，以重量百分计，包含：颜料8%～25%的颜料；22%～36%的水溶性丙烯酸树脂；4%～18%的乙醇；4%～15%的三乙胺；5%-18%的稀土发光材料；0.01%-0.05%的金属盐；12%～26%的水；以及1%～6%的助剂。
2、如段落1所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述金属盐为氯化钠或者氯化铝。
3、如段落1所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述稀土发光材料以重量百分含量计为10%-16%。
4、如段落1所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述稀土发光材料选自如下稀土激活的碱土铝酸盐中的一种或多种：BaAl2O4Eu.Dy、CaAl2O4:Eu.Nd、Sr4AL24O25:Eu.Dy、SrAl2O4:Eu.Dy、Sr2MgSi2O2:Eu.Dy、Y2O2S:Eu3+.Ti4+Mg3+以及CaTiO3:Pr3+。
5、如段落1所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述水溶性丙烯酸树脂为水溶性丙烯酸改性树脂、环氧改性水性丙烯酸树脂、QCAS-202水溶性丙烯酸树脂或WRS－1水溶性丙烯酸树脂。
6、如段落1所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述颜料的pH值为7-8。
7、如段落1所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述助剂包含消泡剂、稳定剂、分散剂、防腐剂、流平剂、增滑剂、助溶剂及交联剂中的至少一种。
8、如段落7所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述稳定剂为氨水或乙醇胺。
9、如段落1所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述颜料为水溶性黄色色粉。
10、一种如段落1所述的水性夜光油墨的制备方法，其特征在于，包含：
将8%～25%的颜料、22%～36%的水溶性丙烯酸树脂、4%～18%的乙醇、4%～15%的三乙胺、及三分之二的12%～26%的水投入打浆锅中，在45℃以下，高速打浆30-60分钟，得到预分散物料；
将所述预分散物料送入砂磨机中，在45℃以下，进行砂磨分散，得到细度低于12µm的细分散物料；
将所述细分散物料、5%-18%的稀土发光材料、0.01%-0.05%的金属盐、1%～6%的助剂及剩下三分之一的12%～26%的水送入到调墨锅中，进行进一步的混合均匀并调整到符合技术指标，制得成品油墨。
实施方案1
水性夜光油墨的备料成分如下表：
组分 含量（wt%）
水溶性黄色色粉 10
水溶性丙烯酸树脂 32
乙醇 10
三乙胺 5
混合物4Sr0.7AL203:Eu 15
纯净水 25
助溶剂 3
实施方案2
水性夜光油墨的备料成分如下表：
组分 含量（wt%）
水溶性黄色色粉 10
水溶性丙烯酸树脂 32
乙醇 10
三乙胺 5
混合物4Sr0.7AL203:Eu 15
纯净水 24.97
氯化钠 0.03
助溶剂 3
实施方案3
水性夜光油墨的备料成分如下表：
组分 含量（wt%）
水溶性黄色色粉 10
水溶性丙烯酸树脂 32
乙醇 10
三乙胺 5
混合物4Sr0.7AL203:Eu 15
纯净水 24.97
氯化铝 0.03
助溶剂 3
实施方案4
水性夜光油墨的备料成分如下表：
组分 含量（wt%）
水溶性黄色色粉 10
水溶性丙烯酸树脂 32
乙醇 10
三乙胺 5
混合物4Sr0.7AL203:Eu 8
纯净水 32
助溶剂 3
实施方案5
水性夜光油墨的备料成分如下表：
组分 含量（wt%）
水溶性黄色色粉 10
水溶性丙烯酸树脂 32
乙醇 10
三乙胺 5
混合物4Sr0.7AL203:Eu 4
纯净水 36
助溶剂 3
实施方案6
水性夜光油墨的备料成分如下表：
组分 含量（wt%）
水溶性黄色色粉 10
水溶性丙烯酸树脂 32
乙醇 10
三乙胺 5
混合物4Sr0.7AL203:Eu 25
纯净水 15
助溶剂 3
将上述各实施例中的备料通过如下方法制成成品油墨：
按上述配方比例的水溶性黄色色粉、水溶性丙烯酸树脂、乙醇、三乙胺、及三分之二的纯净水投入打浆锅中，在45℃以下，高速打浆30-60分钟，进行预分散；然后将分散好的物料通过输送泵送入砂磨机中进行砂磨分散，砂磨时，物料的温度保持在45℃以下，直至物料的细度低于12µm；再将物料泵入调墨锅中，加入稀土发光材料，例如混合物4Sr0.7AL203:Eu，金属盐，助溶剂及其剩下的三分之一的纯净水，进行进一步的混合至均匀、调整油墨到检验指标合格，最后通过罐装而得到成品油墨。
将上述各实施例的配方制备得到成品油墨后进行余辉时间测试，测试结果如下表：
实施方案 长余辉时间（小时）
实施方案1 12
实施方案2 12.6
实施方案3 12.5
实施方案4 10
实施方案5 6
实施方案6 9
诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水性夜光油墨，其特征在于，以重量百分计，包含：
颜料 8%～25%；
水溶性丙烯酸树脂 22%～36%；
乙醇 4%～18%；
三乙胺 4%～15%；
稀土发光材料 5%-18%；
金属盐 0.01%-0.05%；
水 12%～26%；以及
助剂 1%～6%；
所述金属盐为氯化钠或者氯化铝，所述稀土发光材料选自如下稀土激活的碱土铝酸盐中的一种或多种：BaAl2O4Eu.Dy、CaAl2O4:Eu.Nd、Sr4AL24O25:Eu.Dy、SrAl2O4:Eu.Dy。
2.如权利要求1所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述稀土发光材料以重量百分含量计为10%-16%。
3.如权利要求1所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述水溶性丙烯酸树脂为水溶性丙烯酸改性树脂或环氧改性水性丙烯酸树脂。
4.如权利要求1所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述颜料的pH值为7-8。
5.如权利要求1所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述助剂包含消泡剂、稳定剂、分散剂、防腐剂、流平剂、增滑剂、助溶剂及交联剂中的至少一种。
6.如权利要求5所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述稳定剂为氨水或乙醇胺。
7.如权利要求1所述的水性夜光油墨，其特征在于，所述颜料为水溶性黄色色粉。
8.一种如权利要求1所述的水性夜光油墨的制备方法，其特征在于，包含：
将8%～25%的颜料、22%～36%的水溶性丙烯酸树脂、4%～18%的乙醇、4%～15%的三乙胺、及三分之二的12%～26%的水投入打浆锅中，在45℃以下，高速打浆30-60分钟，得到预分散物料；
将所述预分散物料送入砂磨机中，在45℃以下，进行砂磨分散，得到细度低于12µm的细分散物料；
将所述细分散物料、5%-18%的稀土发光材料、0.01%-0.05%的金属盐、1%～6%的助剂及剩下三分之一的12%～26%的水送入到调墨锅中，进行进一步的混合均匀并调整到符合技术指标，制得成品油墨。
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