CN110467845A - 一种植物油基荧光防伪油墨及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物油基荧光防伪油墨及其制备方法和应用，所述一种植物油基荧光防伪油墨，由包括以下质量分数的组分制得：植物油连接料70～80％、荧光颜料10～20％、荧光增白剂3～5％、植物型油墨干燥剂1～3％、消泡剂1～3％和超分散剂1～2％，其中，所述植物油连接料包含大豆油30～40％，桐油10～20％，松香改性酚醛树脂40～50％和抗氧化剂1～2％。本发明制备的植物油基荧光防伪油墨环保性能好、发光强度高、印后荧光呈色效果美观、耐性及固着性能良好、适用于多种印刷方式，可应用于商品包装和票证的防伪。

Description

一种植物油基荧光防伪油墨及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于防伪油墨技术领域，具体涉及一种植物油基荧光防伪油墨及其制备方法和应用。

背景技术

荧光防伪油墨作为油墨防伪技术手段的一种，由其显色性能好、隐蔽性高、识别方便、底色精细、可靠性高等优势受到了印刷市场消费者以及越来越多印刷业界人士的青睐，被广泛应用于包装印刷和防伪印刷领域。荧光油墨是在油墨中加入相应的可见荧光化合物而制成的，当外来光(含紫外光)照射时，荧光颜料能吸收一定形态的能量，而激发光子，以低可见光形式将吸收的能量释放出来，从而产生不同色相的荧光现象。荧光颜料与高分子树脂连接料、溶剂和助剂配比，经研磨可制得荧光油墨。

然而，在传统的荧光油墨的制备中，一般含有30％-60％的石油系矿物油有机溶剂，印刷时油墨的干燥会释放出大量有机溶剂(VOCs)，造成大气污染。于20世纪70年代末期，美国首先提出报纸印刷油墨用植物油替代部分石油系溶剂，并且很快在新闻油墨中得到了运用。90年代以后，美国大豆油协会为扩大本国大豆的出口销量，大力提倡油墨企业开发大豆油油墨产品。而事实上，植物油基油墨采用可再生并可降解的植物油取代传统油墨使用的石油系矿油，可有效降低油墨使用过程中产生的有机挥发物，符合当今世界各国人民所倡导的绿色环保理念，有良好的应用前景。

然而，现有油墨的耐酸性，耐碱性较差，固着时间较长，因此，亟待研发出耐酸碱性好，固着时间短的油墨。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的首要要目的在于提供一种植物油基荧光防伪油墨。

本发明的另一目的在于提供上述一种植物油基荧光防伪油墨的制备方法。

本发明研制以大豆油和桐油为溶剂混合的连接料形成的荧光油墨配方，并根据所设计花纹图案的实际印刷效果，解决其显色性能和干燥性等印刷适性的技术问题，从而提供一种环保、发光强度高、干燥速度快、耐酸碱性和稳定性良好的植物油荧光防伪油墨的制备方法，同时保证荧光呈色效果的美观。

本发明的再一目的在于提供上述一种植物油基荧光防伪油墨的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种植物油基荧光防伪油墨，由包括以下质量分数的组分制得：植物油连接料70～80％、荧光颜料10～20％、荧光增白剂3～5％、植物型油墨干燥剂1～3％、消泡剂1～3％和超分散剂1～2％，其中，所述植物油连接料包含大豆油30～40％，桐油10～20％，松香改性酚醛树脂40～50％和抗氧化剂1～2％。

优选的，所述桐油与大豆油的质量比为1:3。

优选的，所述桐油与松香改性酚醛树脂的质量比为1：3～4.5。

优选的，所述荧光颜料为RS系列的白色、绿色和柠檬黄色荧光颜料中的一种或两种以上。

优选的，所述荧光增白剂为荧光增白剂OB、荧光增白剂OB-1、荧光增白剂CBS中的一种或两种以上。

优选的，所述植物型油墨干燥剂为广东富士科技有限公司生产的JK-A型油墨干燥剂、JK-B型油墨干燥剂、JK-C型油墨干燥剂中的一种或两种以上，更优选的为JK-C型油墨干燥剂。

优选的，所述消泡剂为有机硅型消泡剂或聚醚型消泡剂。

优选的，所述超分散剂为聚酯型超分散剂、聚醚型超分散剂、聚丙烯酸酯型超分散剂中的一种或两种以上。

优选的，所述抗氧化剂为二丁基羟基甲苯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、叔丁基对苯二酚中的一种或两种以上，更为优选的是二丁基羟基甲苯。

上述一种植物油基荧光防伪油墨的制备方法，包括如下步骤：

(1)将大豆油和桐油加入反应釜中，通入氮气，升温至150～180℃，加入松香改性酚醛树脂，升温至200～220℃，待松香改性酚醛树脂溶解1～2h后，降温至100℃以下，加入抗氧化剂，待溶解20～50min降温至40℃以下，出料过滤，得到植物油连接料；

(2)在步骤(1)制得的植物油连接料中加入荧光颜料和荧光增白剂，搅拌分散后得到色浆；

(3)在步骤(2)制得的色浆中加入消泡剂、超分散剂和植物型油墨干燥剂，研磨均匀过筛，即制得所述植物油基荧光防伪油墨。

优选的，步骤(2)所述搅拌分散的方式为：先在200～300r/min转速下搅拌20～40min，然后在1000～2000r/min转速下搅拌1～1.5h。

优选的，步骤(3)所述过筛的筛网目数为200～300目，更优选的为300目。

上述一种植物油基荧光防伪油墨在商品包装及票证防伪中的应用。

本发明的机理为：

(1)本发明制备的植物油基荧光防伪油墨属胶体分散体系，包含有分散相的颜料粒子和连接相的连结料溶胶，由于两相界面的特性，相对具有较好的稳定性，避免了粒子的凝聚和沉降；体系中混合含有不饱和键的溶剂，会增加其不饱和度，使体系在氧化结膜阶段的干燥速度加快。

(2)本发明制备的植物油基荧光防伪油墨经紫外光的照射后，分子吸收了光的能量被激发，当第一电子激发态的最低振动能级跃迁降至基态的各不同振动能级时，则以光的形式发出而产生荧光现象；氢键的形成从而产生与四员稠环相当的共环刚性结构，使得分子激发能减小，荧光强度增强。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

(1)本发明制备的植物油基荧光防伪油墨无有机溶剂挥发、不含放射性元素，无毒无害，环保效果好；

(2)本发明制备的植物油基荧光防伪油墨均匀稳定、耐酸碱性能强，符合相关行业的性能标准；

(3)本发明所制植物油基荧光防伪油墨荧光强度高，显色性好，印制图案效果美观、可持续发光；

(4)本发明实施简单、隐蔽性好、检验方便，印刷条件的限制程度小，适用于丝网印刷、胶版印刷、凹版印刷等印刷方式，应用前景广阔。

附图说明

图1为实施例1制得的植物油基荧光防伪油墨在紫外灯下的印刷呈色效果图。

图2为实施例1制得的植物油基荧光防伪油墨在无紫外灯照射下的印刷原图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例涉及的部分原料的购买途径如下：大豆油购买于上海麦克林生化科技有限公司，桐油购买于广东富士科技有限公司，松香改性酚醛树脂购买于广东富士科技有限公司，三辊研磨机为天津精科化学品公司生产，型号为S65。

实施例1

一种植物油基荧光防伪油墨，由以下质量分数的组分制得：植物油连接料77％、荧光颜料(广州尚彩印刷材料有限公司生产的RS-8020-白色荧光颜料)15％、荧光增白剂(德国巴斯夫生产的OB-1型荧光增白剂)3％、消泡剂(广东富士科技有限公司生产的SRE-2201型消泡剂)2％、超分散剂(广东富士科技有限公司生产的SRE-47000-100HB分散剂)1％、植物型油墨干燥剂(广东富士科技有限公司生产的JK-C9型油墨干燥剂)2％。其中，所述植物油连接料包含大豆油36％，桐油12％，松香改性酚醛树脂50％、抗氧化剂(广东富士科技有限公司生产的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)2％。

上述一种植物油基荧光防伪油墨的制备方法，包括如下步骤：

(1)将大豆油和桐油加入反应釜中，通入氮气，升温至150℃，加入松香改性酚醛树脂，升温至200℃，待松香改性酚醛树脂溶解2h后，降温至80℃，加入抗氧化剂，待溶解50分钟降温至40℃，出料过滤，得到植物油连接料；

(2)在步骤(1)制得的植物油连接料中加入荧光颜料和荧光增白剂，在电动搅拌机上以300r/min预分散30min，后置于1500r/min的高速搅拌分散器中分散研磨1h得到色浆；

(3)在步骤(2)制得的色浆中加入消泡剂、超分散剂和植物型油墨干燥剂，置于三辊研磨机中研磨1.5h，经300目网筛，即制得所述植物油基荧光防伪油墨。

实施例2

一种植物油基荧光防伪油墨，由以下质量分数的组分制得：植物油连接料78％、荧光颜料(广州尚彩印刷材料有限公司生产的RS-8017-柠檬黄色荧光颜料)14％、荧光增白剂(德国巴斯夫生产的OB型荧光增白剂)3％、消泡剂(广东富士科技有限公司生产的SRE-2201型消泡剂)2％、超分散剂(广东富士科技有限公司生产的SRE-47000-100HB型分散剂)1％、植物型油墨干燥剂(广东富士科技有限公司生产的JK-C9型油墨干燥剂)2％。其中，所述植物油连接料包含大豆油35％，桐油13％，松香改性酚醛树脂50％、抗氧化剂(广东富士科技有限公司生产的二丁基羟基甲苯)2％。

上述一种植物油基荧光防伪油墨的制备方法，包括如下步骤：

(1)将大豆油和桐油加入反应釜中，通入氮气，升温至150℃，加入松香改性酚醛树脂，升温至200℃，待松香改性酚醛树脂溶解1.5h后，降温至100℃，加入抗氧化剂，待溶解40分钟降温至40℃，出料过滤，得到植物油连接料；

(2)在步骤(1)制得的植物油连接料中加入荧光颜料和荧光增白剂，在电动搅拌机上以300r/min预分散35min，后置于2000r/min的高速搅拌分散器中分散研磨1h得到色浆；

(3)在步骤(2)制得的色浆中加入消泡剂、超分散剂和植物型油墨干燥剂，置于三辊研磨机中研磨1.5h，经300目网筛，即制得所述植物油基荧光防伪油墨。

实施例3

一种植物油基荧光防伪油墨，由以下质量分数的组分制得：植物油连接料75％、荧光颜料(广州尚彩印刷材料有限公司生产的RS-8018-绿色荧光颜料)16％、荧光增白剂(德国巴斯夫生产的OB-1型荧光增白剂)4％、消泡剂(广东富士科技有限公司生产的SRE-2201型消泡剂)2％、超分散剂(广东富士科技有限公司生产的SRE-47000-100HB型分散剂)1％、植物型油墨干燥剂(广东富士科技有限公司生产的JK-C9型油墨干燥剂)2％。其中，所述植物油连接料包含大豆油40％，桐油13％，松香改性酚醛树脂45％、抗氧化剂(广东富士科技有限公司生产的二丁基羟基甲苯)2％。

上述一种植物油基荧光防伪油墨的制备方法，包括如下步骤：

(1)将大豆油和桐油加入反应釜中，通入氮气，升温至150℃，加入松香改性酚醛树脂，升温至200℃，待松香改性酚醛树脂溶解2h后，降温至100℃，加入抗氧化剂，溶解30分钟后降温至40℃，出料过滤，得到植物油连接料；

(2)在步骤(1)制得的植物油连接料中加入荧光颜料和荧光增白剂，在电动搅拌机上以300r/min预分散40min，后置于1000r/min的高速搅拌分散器分散研磨1.5h得到色浆；

(3)在步骤(2)制得的色浆中加入消泡剂、超分散剂和植物型油墨干燥剂，置于三辊研磨机中研磨2h，经300目网筛，即制得所述植物油基荧光防伪油墨。

实施例4

一种植物油基荧光防伪油墨，由以下质量分数的组分制得：植物油连接料75％、荧光颜料(广州尚彩印刷材料有限公司生产的RS-8010-白色荧光颜料)15％、荧光增白剂(德国巴斯夫生产的OB型荧光增白剂)5％、消泡剂(广东富士科技有限公司生产的SRE-2201型消泡剂)2％、超分散剂(广东富士科技有限公司生产的SRE-47000-100HB型分散剂)1％、植物型油墨干燥剂(广东富士科技有限公司生产的JK-C9型油墨干燥剂)2％。其中，所述植物油连接料包含大豆油37％，桐油13％，松香改性酚醛树脂48％、抗氧化剂(广东富士科技有限公司生产的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)2％。

上述一种植物油基荧光防伪油墨的制备方法，包括如下步骤：

(1)将大豆油和桐油加入反应釜中，通入氮气，升温至150℃，加入松香改性酚醛树脂，升温至200℃，待松香改性酚醛树脂溶解1.5h后，降温至100℃，加入抗氧化剂，待溶解40分钟，降温至40℃，出料过滤，得到植物油连接料；

(2)在步骤(1)制得的植物油连接料中加入荧光颜料和荧光增白剂，在电动搅拌机上以300r/min预分散30min，后置于2000r/min的高速搅拌分散器中分散研磨1.5h得到色浆；

(3)在步骤(2)制得的色浆中加入消泡剂、超分散剂和植物型油墨干燥剂，置于三辊研磨机中研磨2h，经250目网筛，即制得所述植物油基荧光防伪油墨。

图1为实施例1制得的植物油基荧光防伪油墨在紫外灯下的印刷呈色效果图，图2为实施例1制得的植物油基荧光防伪油墨在无紫外灯照射下的印刷原图，其具体操作为：取实施例1制得的植物油基荧光防伪油墨，用丝网印刷方式印刷在普通胶版纸(购于广东富士科技有限公司)上得到，在紫外灯(购于深圳润沃机电有限公司，型号为RW-UVA型)下照射。对比图1和图2，可知：所制荧光油墨的印刷样品在自然光下不显色，在紫外光灯照射下，可以呈现完整清晰的印刷图案。本发明实施例2～4制备得到的植物油基荧光防伪油墨在无紫外灯照射下的印刷原图和在紫外灯下的印刷呈色效果图同实施例1类似。表1为本实施例1～4所述植物油基荧光防伪油墨的常规性能测试结果。

表1常规性能测试结果一览表

测试方法如下：

(1)耐酸性的检测：取所制油墨0.5g于20mm*50mm的胶版纸(广州富士科技有限公司)上方，持刮墨刀自上而下将油墨均匀刮涂，后置于常温下干燥24h，得到刮样；将刮样的1/2平放于玻璃板上，使受印面朝上；取十张完全浸透在质量分数为1％的盐酸(上海麦克林生化科技有限公司)溶液中的滤纸，覆盖于油墨刮样的1/2部分；将另一块玻璃压在滤纸上，加上1千克砝码静置24h后取下砝码及玻璃板，待干燥后，将刮样与滤纸接触部分和未接触部分对比检验变色情况；根据其变化程度及染渗滤纸张数，结合QB567-1983轻工行业标准进行评级(1～5级，5级为无变化无染色情况)。

(2)耐碱性的检测：取所制油墨0.5g于20mm*50mm的胶版纸(广州富士科技有限公司)上方，持刮墨刀自上而下将油墨均匀刮涂，后置于常温下干燥24h，得到刮样；将刮样的1/2平放于玻璃板上，使受印面朝上；取十张完全浸透在质量分数为1％的氢氧化钠(上海麦克林生化科技有限公司)溶液中的滤纸，覆盖于油墨刮样的1/2部分；将另一块玻璃压在滤纸上，加上1千克砝码静置24h后取下砝码及玻璃板，待干燥后，将刮样与滤纸接触部分和未接触部分对比检验变色情况；根据其变化程度及染渗滤纸张数，结合QB567-1983轻工行业标准进行评级(1～5级，5级为无变化无染色情况)。

(3)摩擦牢度：用刮墨刀于200mm*50mm胶版纸上均匀刮涂0.5g的油墨样品(刮墨刀与纸面呈90°)，通过实验室摩擦牢度测试仪(规格型号为MJ-LD1816)对施涂油墨的样品施加固定20N的力，进行50次摩擦后，根据观察其是否染色进行评级(1～5级，5级为无染色情况，结合标准QB/T5345)。

(4)固着时间：通过实验室IGT印刷适性仪(规格型号为AIC2-5)，将油墨涂满版的胶辊，压印出试样后裁成多张10mm宽的样条，随之清洗墨辊，每隔一定的时间间隔，用透明胶纸，把样条有墨的一面按顺序贴在一张200×25mm的普通胶版纸上，将贴好的胶版纸夹在压印滚筒上，再进行一次压印，压印之后观察试样压在胶版纸上的印迹，印迹逐次减轻至没有颜色，印迹的条数乘时间间隔，即为固着时间。

(5)贮存稳定性：室温下贮存静置24h后观察油墨状态，无凝聚物及沉淀。

(6)色度测量：使用X-Rite SpectroEye分光密度仪的色度功能测量印刷样品的色明度L*。

(7)荧光强度：利用实验室FluoroMax-4荧光光谱仪测量样品得到。

(8)产品对比：选取国产大豆油PANTONE色荧光黄胶印油墨(购于广东富士科技有限公司)，测试以上基本性能进行比较(耐酸、碱性：4级、摩擦牢度：5级、固着时间：6.0～8.0min、相对荧光强度：95.5％、明度L*：100.30)。

上述测试结果说明，本发明所制油墨的基本性能符合相关行业标准，相较现有产品，具有较好的耐酸、耐碱性，固着速度提高40％～50％，且在紫外光的波长范围内(200nm～400nm)，相对荧光强度接近于100％，荧光效果明显。

不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种植物油基荧光防伪油墨，其特征在于，由包括以下质量分数的组分制得：植物油连接料70～80％、荧光颜料10～20％、荧光增白剂3～5％、植物型油墨干燥剂1～3％、消泡剂1～3％和超分散剂1～2％，其中，所述植物油连接料包含大豆油30～40％，桐油10～20％，松香改性酚醛树脂40～50％和抗氧化剂1～2％。

2.根据权利要求1所述一种植物油基荧光防伪油墨，其特征在于，所述桐油与大豆油的质量比为1:3。

3.根据权利要求1或2所述一种植物油基荧光防伪油墨，其特征在于，所述桐油与松香改性酚醛树脂的质量比为1：3～4.5。

4.根据权利要求3所述一种植物油基荧光防伪油墨，其特征在于，所述荧光颜料为RS系列的白色、绿色和柠檬黄色荧光颜料中的一种或两种以上；所述荧光增白剂为荧光增白剂OB、荧光增白剂OB-1和荧光增白剂CBS中的一种或两种以上。

5.根据权利要求1或2所述一种植物油基荧光防伪油墨，其特征在于，所述植物型油墨干燥剂为JK-A型油墨干燥剂、JK-B型油墨干燥剂和JK-C型油墨干燥剂中的一种或两种以上；所述消泡剂为有机硅型消泡剂或聚醚型消泡剂。

6.根据权利要求1或2所述一种植物油基荧光防伪油墨，其特征在于，所述超分散剂为聚酯型超分散剂、聚醚型超分散剂和聚丙烯酸酯型超分散剂中的一种或两种以上；所述抗氧化剂为二丁基羟基甲苯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和叔丁基对苯二酚中的一种或两种以上。

7.权利要求1～6任一项所述一种植物油基荧光防伪油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将大豆油和桐油加入到反应釜中，通入氮气，升温至150～180℃，加入松香改性酚醛树脂，升温至200～220℃，待松香改性酚醛树脂溶解1～2h后，降温至100℃以下，加入抗氧化剂，待溶解20～50min后降温至40℃以下，出料过滤，得到植物油连接料；

(2)在步骤(1)制得的植物油连接料中加入荧光颜料和荧光增白剂，搅拌分散后得到色浆；

(3)在步骤(2)制得的色浆中加入消泡剂、超分散剂和植物型油墨干燥剂，研磨均匀后过筛，即制得所述植物油基荧光防伪油墨。

8.根据权利要求7所述一种植物油基荧光防伪油墨的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌分散的方式为：先在200～300r/min转速下搅拌20～40min，然后在1000～2000r/min转速下搅拌1～1.5h。

9.根据权利要求7所述一种植物油基荧光防伪油墨的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述过筛的筛网目数为200～300目。

10.权利要求1～6任一项所述一种植物油基荧光防伪油墨在商品包装及票证防伪中的应用。