CN111500110B

CN111500110B - 烟用包装纸用透明油墨及其涂层、烟用包装纸

Info

Publication number: CN111500110B
Application number: CN202010348217.7A
Authority: CN
Inventors: 徐善水; 骆学松; 孙志松; 曹萼; 郭曙光; 杨江涛; 王安; 张伟刚; 杜利; 赵荣艳; 陈天乐
Original assignee: Shaanxi Gale Printing & Technology Co ltd
Current assignee: Shaanxi Gale Printing & Technology Co ltd
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2040-04-28
Also published as: CN111500110A

Abstract

本发明涉及一种烟用包装纸用透明油墨，包括染料和连接料，所述连接料为改性醇溶性树脂，所述改性醇溶性树脂包括线型聚合物分子链和环状分子，所述线型聚合物分子链包括一条主分子链和至少一个侧链，所述环状分子键合在所述侧链上，所述环状分子为包含10～50个碳原子的环状分子。本发明进一步涉及使用该油墨的涂层和包括所述涂层的烟用包装纸。

Description

烟用包装纸用透明油墨及其涂层、烟用包装纸

技术领域

本发明涉及油墨技术领域，特别涉及一种烟用包装纸用透明油墨及其涂层、烟用包装纸。

背景技术

烟用包装纸主要用于连接烟丝棒和过滤嘴，包装纸会直接和嘴唇接触，因此烟用包装纸需符合环保安全要求。传统油墨的主要溶剂为酯类、酮类等，不符合烟用包装纸的环保安全要求。此外，高透明性的透明油墨可以提高烟用产品的防伪效果，减少烟草公司的损失。因此，环保型的烟用包装纸用透明油墨具有更广阔的应用前景。透明油墨一般由染料和连结料两种主要成分组成，传统的环保型透明油墨在调色过程中，经常会出现不稳定现象，例如析出，沉淀，胶化等，导致油墨存储性能变差。

发明内容

基于此，有必要针对传统环保型透明油墨在调色过程中的不稳定现象，提供一种烟用包装纸用透明油墨，能够提高油墨的存储性能。另外，本发明的目的还在于提供一种涂层、烟用包装纸、过滤元件和吸烟产品。

本发明提供一种烟用包装纸用透明油墨，包括染料和连接料，所述连接料为改性醇溶性树脂，所述改性醇溶性树脂包括线型聚合物分子链和环状分子，所述线型聚合物分子链包括一条主分子链和至少一个侧链，所述环状分子键合在所述侧链上，所述环状分子为包含10～50个碳原子的环状分子。

在其中一个实施例中，所述环状分子具有空腔，所述空腔的体积为0.1nm³至0.3nm³。

在其中一个实施例中，所述环状分子为环糊精、葫芦脲、冠醚、杯芳烃中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述环状分子为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述主分子链为聚乙烯醇缩丁醛、聚醛酮、聚丙烯酸中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述线型聚合物分子链的至少一个侧链上含有酰氨基团或羟基。

在其中一个实施例中，所述线型聚合物分子链的每个链节上含有至少一个带酰氨基团或羟基的侧链。

在其中一个实施例中，所述线型聚合物分子链的聚合度为6～10。

在其中一个实施例中，所述改性醇溶性树脂的分子量为10000-15000。

在其中一个实施例中，所述染料为阴离子染料、阳离子染料中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述染料和所述连接料的质量比为1∶(1～2)。

在其中一个实施例中，所述烟用包装纸用透明油墨还包括溶剂，所述溶剂为碳原子数为1～6的小分子有机醇化合物。

在其中一个实施例中，所述烟用包装纸用透明油墨还包括溶剂，进一步包括分散剂，所述分散剂为阴离子表面活性剂。

在其中一个实施例中，所述染料的颜色种类不少于两种。

本发明还提供一种涂层，由所述的涂料固化形成。

本发明还提供一种烟用包装纸，包括所述的涂层。

本发明进一步提供一种过滤元件，包括滤杆和包装所述滤杆的所述烟用包装纸。

本发明更进一步提供一种吸烟产品，包括被包装的吸烟材料杆和所述过滤元件。

本发明提供的烟用包装纸用透明油墨以改性的醇溶性树脂作为新型连接料，该改性醇溶性树脂由包括线型聚合物分子链和环状分子的特殊分子结构的聚合物组成，所述环状分子键合在所述线型聚合物分子链的侧链上，在调色过程中，染料分子可以被所述环状分子嵌套住，从而避免了阴离子染料和阳离子染料在油墨中的游离状态，并且客观上增大了染料之间的距离，从而避免了染料分子之间团聚析出的问题，使得烟用包装纸用透明油墨更稳定，提高了其存储性能。

附图说明

图1为概念性的示出线型聚合物分子链和环状分子的示意图。

附图标记说明：1-主分子链，2-侧链，3-环状分子，4-染料分子。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外，所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如，因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。

下面将详细讨论烟用包装纸用透明油墨及其涂层、烟用包装纸、过滤元件和吸烟产品。

图1是概念性的示出线型聚合物分子链和环状分子的示意图。

本发明实施例提供一种烟用包装纸用透明油墨，包括染料和连接料，所述连接料为改性醇溶性树脂，所述改性醇溶性树脂包括线型聚合物分子链和环状分子，请参阅图1，所述线型聚合物分子链包括一条主分子链1和至少一个侧链2，所述环状分子3键合在所述线型聚合物分子链的侧链2上。

所述环状分子3通过共价化学键键合在所述线型聚合物分子链的侧链2上，环状分子3和所述线型聚合物分子链的侧链2之间具有强的作用力，即使施加外力，也不会容易的分离，由此提高了烟用包装纸用透明油墨的稳定性。

此外，所述环状分子3为包含10～50个碳原子的环状分子，该大环结构能够捕捉染料分子4并将所述染料分子4进行嵌套。染料分子4是指构成所述染料的分子化合物。

透明油墨由单色的染料和连接料配制而成，不同颜色的染料制备出不同颜色的透明油墨，然后再根据需求用不同颜色的透明油墨进行相互调色。由于不同颜色的染料具有不同的阴阳离子性，例如甲基蓝染料为阴离子染料，46#红染料为阳离子染料，传统的环保型烟用包装纸用透明油墨在调色过程中，阴离子染料和阳离子染料在油墨中处于游离状态，容易发生团聚析出等问题，导致油墨存储性变差。而本发明实施例提供的烟用包装纸用透明油墨以改性的醇溶性树脂作为新型连接料，该改性醇溶性树脂由包括线型聚合物分子链和环状分子的特殊分子结构的聚合物组成，所述环状分子键合在所述线型聚合物分子链的侧链上，在调色过程中，染料分子4可以被所述环状分子嵌套住，从而避免了阴离子染料和阳离子染料在油墨中的游离状态，并且客观上增大了染料之间的距离，从而避免了染料分子4之间团聚析出的问题，使得烟用包装纸用透明油墨更稳定，提高了其存储性能。

所述环状分子3基本上是环状的即可，因此环状分子可以是不完全封闭的那些，如C形的那些。

所述环状分子3可以是环糊精、葫芦脲、冠醚、杯芳烃中的一种或多种。所述环状分子3的具体实例可以为各种环糊精如α-环糊精(葡萄糖个数：6)、B-环糊精(葡萄糖个数：7)、γ-环糊精(葡萄糖个数：8)、二甲基环糊精、葡糖基环糊精及它们的衍生物和改性化合物，各种葫芦脲如葫芦[5]脲、葫芦[6]脲、葫芦[7]脲、葫芦[8]脲及它们的衍生物和改性化合物，各种冠醚如苯并冠醚、二苯并冠醚、二环己烷并冠醚及它们的衍生物和改性化合物，以及各种杯芳烃如杯[4]芳烃、杯[6]芳烃、杯[8]芳烃及它们的衍生物和改性化合物。在本发明中所述的衍生物指的是相应结构上含有取代基，相应结构自身或者相互之间通过单键连接，或者相应结构自身或者相互之间稠合。

在一实施例中，所述环状分子3具有空腔，所述空腔的体积优选为0.1nm³至0.3nm³。空腔结构更有利容纳染料分子4，增强对所述染料分子4的嵌套效果。

优选的，所述环状分子3具有两亲性且无毒，空腔内部疏水，空腔外部亲水。

在一实施例中，所述环状分子3为环糊精或冠醚。更优选的，所述环状分子为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的一种或多种。

所述环状分子3还可以具有疏水性改性基团。

在本发明中，显示疏水性的改性基团具有疏水性基团或疏水性基团和亲水性基团。必要的仅是改性基团整体是疏水性的。

所述疏水性改性基团的实例可以为烷基、苄基、含苯衍生物的基团、酰基、甲硅烷基、三苯甲基、甲苯磺酰基和通过氨基甲酸酯键、酯键或由醚键键合的基团；然而，其实例不限于这些。

所述亲水性基团的实例可以为烷基、羧基、磺酸基、硫酸酯基、磷酸酯基、伯至叔氨基、季铵盐基和羟烷基；然而，该实例不限于这些。

所述线型聚合物分子链的主分子链1的长度不限于特定的长度，侧链2的长度也不限于特定的长度，只要便于环状分子3捕捉所述染料分子4而且能够满足所述连接料的性质即可。

所述线型聚合物分子链可以是均聚合物或共聚物。在共聚物的情况中，共聚物可以由不少于两种的单体构成，并且可以是任意的嵌段共聚物、交替共聚物、无规共聚物和接枝共聚物。

所述主分子链优选为聚乙烯醇缩丁醛、聚醛酮、聚丙烯酸如聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸共聚物、丙烯腈-丙烯酸共聚物或其类似物，中的一种或多种。然而，其实例不限于这些。更优选的，所述主分子链为聚乙烯醇缩丁醛。

所述线型聚合物分子链的至少一个侧链2上含有反应性基团，用该反应性基团所述环状分子3可容易的键合至所述线型聚合物分子链的侧链2上。

所述反应性基团的实例可以为羟基、羧基、异氰酸酯基、酰氨基或醛基；然而，该实例不限于这些。优选的，所述反应性基团为酰氨基团或羟基。

侧链2的数量不限，但含有反应性基团尤其是含有酰氨基团或羟基的侧链2为捕捉染料分子4的主要成分，含有反应性基团的侧链2的数量即所述环状分子3的数量。所述线型聚合物分子链的侧链2上键合的环状分子3的数量太密，则会增大所述改性醇溶性树脂的粘稠度，影响连接料的性能。所述线型聚合物分子链的侧链2上键合的环状分子3的数量太少，又无法有效的捕捉所述染料分子4。

在一实施例中，所述线型聚合物分子链的每个链节上含有至少一个带酰氨基团或羟基的侧链2。所述链节即所述线型聚合物分子链主分子链1的重复结构单元。优选的，所述线型聚合物分子链的每个链节上含有1～2个带酰氨基团或羟基的侧链2。

在一实施例中，所述线型聚合物分子链的聚合度为6～10。所述线型聚合物分子链的聚合度进一步影响环状分子3在所述线型聚合物分子链上键合的密度。

所述线型聚合物分子链和环状分子组成所述改性醇溶性树脂。例如。所述改性醇溶性树脂的分子量可以优选为10000-15000的范围内，更优选为12000～13500的范围内。

所述染料的具体实例可以是：嫩黄7GL、红2GL、艳蓝RL、深蓝GL、紫2RL、紫3BL、嫩黄X-7GL、黄X-6G、黄X-8GL、深黄X-2RL、金黄X-GL、艳红X-SGN、金黄M-GRL、红M-RL、蓝M-2G、艳红E-4BL、艳蓝E-3RL、黄E-RL、刚果红、日落黄、胭脂红、孔雀石绿、伊红、酸性复红、甲基蓝、玫瑰红、橙黄G、苋菜红中的一种或多种。

在一实施例中，所述染料的颜色种类不少于两种。所述染料的颜色种类不少于两种的所述烟用包装纸用透明油墨，可以由所述染料的颜色种类仅为一种的所述烟用包装纸用透明油墨的复配调色得到。

进一步地，所述烟用包装纸用透明油墨还可以包括分散剂和溶剂。

所述分散剂优选为阴离子表面活性剂。

所述溶剂优选为碳原子数为1～6的小分子有机醇化合物，例如乙醇、乙二醇、丙三醇、环己醇等。

更进一步地，所述烟用包装纸用透明油墨还可以其他助剂成分如稳定剂、消泡剂等，其种类无特别限定，均为本领域常规试剂，可根据需要进行选用。

所述烟用包装纸用透明油墨各成分中，所述染料和所述连接料的质量比为(1～2)∶1，例如可以选择1∶1.1、1∶1.2、1∶1.3、1∶1.4、1∶1.5、1∶1.6、1∶1.7、1∶1.8、1∶1.9。

在一实施例中，所述烟用包装纸用透明油墨中，所述染料的质量百分数为5％～35％，所述改性醇溶性树脂的质量百分数为6％～12％，所述溶剂的质量百分数为50％～80％，所述分散剂的质量百分比为0.3％～1.0％。

所述其他助剂成分如稳定剂何消泡剂的用量均无特别限定，本领域技术人员可以根据常规选择进行调整。

本发明实施例所述烟用包装纸用透明油墨的制备方法，包括：

S10，提供所述环状分子3和所述线型聚合物分子链；

S20，将所述环状分子3键合至所述线型聚合物分子链的侧链2上，得到所述改性醇溶性树脂；

S30，按比例将所述改性醇溶性树脂、染料、分散剂以及溶剂混合后高速搅拌制备所述烟用包装纸用透明油墨。

其中，所述环状分子3、所述线型聚合物分子链可以分别采用本领域习知的合成制备工艺提供。例如环状分子3可以通过常规的改性方法在空腔内引入疏水性基团和/或亲水性基团使其具有更好的疏水性；所述线型聚合物分子链的主分子链1可以通过常规的单体聚合方法形成，其侧链可以由聚合单体引入，也可以通过引入改性基团形成。所述环状分子3键合至所述线型聚合物分子链的侧链2的方法可以根据所述侧链2上反应性基团的不同通过本领域习知的合成制备方法(例如羟基缩合、羟胺缩合等方法)来实现。

本发明实施例还提供一种涂层，由上述烟用包装纸用透明油墨固化形成。

所述涂层的厚度优选具有10μm～40μm，优选为15μm～30μm，更优选为20μm～25μm。然而，这些不特别限定。

通过各种习知的涂布设备，以等同于常规涂料的可加工性，可以将根据本发明的涂料涂布在各种要涂布的制品上，该制品由以下形成：金属材料如铁、钢或铝；树脂材料；木材；石材如岩石、砖或石块；或皮革材料。优选将所述涂料涂布在水松纸等烟用包装纸上，所述烟用包装纸上还可以包括其他涂层，例如镀铝膜、烫金层等。

本发明实施例进一步提供一种烟用包装纸，包括所述涂层。

本发明还提供过滤元件，包括滤杆和包装所述滤杆的包装纸，所述包装纸是如上所述的烟用包装纸。

过滤元件的主要功能可以包括直接拦截、惯性压紧和扩散沉淀。

过滤元件可以包括滤杆，滤杆的主要成分可以是海绵。

过滤元件可选地包括均质过滤材料构成的滤嘴棒，外包滤嘴棒的包装纸，沿圆周间隔开在滤嘴棒上纵向延伸的凹槽，以及将过滤元件与烟草杆互连的通风性包装纸，多个凹槽开口在烟草杆侧并且仅连续地覆盖过滤元件的一部分长度，并因此未上延至过滤元件的嘴端，这些凹槽相对于滤嘴轴线轴向排列，通风的空气通过上覆的通风水松纸进入到轴向延伸的凹槽内，而所有嘴部伸出的凹槽都是不通风的。

在一些实施方式中，滤杆中包括吸附剂材料。合适的吸附剂材料的例子包括碳。有利地，吸附剂材料是碳并且更有利地是活性碳。滤杆可以减少吸烟时入口的烟雾、焦油和燃烧时产生的悬浮粒子。

根据本发明的再一方面，本发明还涉及一种吸烟产品，包括被包装的吸烟材料杆和如上所述的过滤元件。

吸烟材料可以是含烟草的吸烟材料或者不含烟草的吸烟材料。吸烟材料有利地是含烟草的吸烟材料，并且吸烟材料更有利地是烟草材料。适当地，烟草材料包括烟梗、烟叶和烟末。烟草材料的一个例子是含有以下烟草类型的一种：Virginia或烤烟烟草、Burley烟草、Oriental烟草、再生烟草和烟梗。优选地，吸烟材料包括烟草材料的混合物。

本发明中所述涂层、所述烟用包装纸、所述过滤元件以及所述吸烟产品均可由本领域习知的工艺提供、制备、或形成。

以下为具体实施例。

实施例1

(1)采用本领域习知的化合物合成方法制备得到环糊精改性的聚乙烯醇缩丁醛，其结构式如下式(1-1)所示：

(2)将以下原料按重量份混合后高速搅拌得到油墨：

环糊精改性的聚乙烯醇缩丁醛15份，分散剂(阴离子表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠)0.5份，乙醇80份，染料(阴离子染料刚果红)15份。其中，环糊精改性的聚乙烯醇缩丁醛平均相对分子质量为13000。

实施例2

(1)采用本领域习知的化合物合成方法制备得到4-碳酸苯并-15-冠醚-5改性的聚乙烯醇缩丁醛，其结构式如下式(1-2)所示：

(2)将以下原料按重量份混合后高速搅拌得到油墨：

冠醚改性的聚乙烯醇缩丁醛15份，分散剂(阴离子表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠)0.5份，乙醇80份，染料(阴离子染料刚果红)15份。其中，冠醚改性的聚乙烯醇缩丁醛平均相对分子质量为13000。

实施例3

(1)采用本领域习知的化合物合成方法制备得到环糊精改性的聚甲基丙烯酸，其结构式如下式(1-3)所示：

(2)将以下原料按重量份混合后高速搅拌得到油墨：

环糊精改性的聚甲基丙烯酸15份，分散剂(阴离子表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠)0.5份，乙醇80份，染料(阴离子染料刚果红)15份。其中，环糊精改性的聚甲基丙烯酸平均相对分子质量为13000。

实施例4

(1)采用本领域习知的化合物合成方法制备得到环糊精改性的聚丙烯酰胺，其结构式如下式(1-4)所示：

(2)将以下原料按重量份混合后高速搅拌得到油墨：

环糊精改性的聚丙烯酰胺15份，分散剂(阴离子表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠)0.5份，乙醇80份，染料(阴离子染料刚果红)15份。其中，环糊精改性的聚丙烯酰胺平均相对分子质量为13000。

实施例5

(1)采用本领域习知的化合物合成方法制备得到环糊精改性的聚乙烯醇缩丁醛，其结构式如式(1-1)所示。

(2)将以下原料按重量份混合后高速搅拌得到油墨：

环糊精改性的聚乙烯醇缩丁醛15份，分散剂(阴离子表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠)0.5份，乙醇80份，染料(阳离子染料嫩黄7GL)15份。其中，环糊精改性的聚乙烯醇缩丁醛平均相对分子质量为13000。

对比例1

(1)采用本领域习知的化合物合成方法制备得到聚乙烯醇缩丁醛，其结构式如下式(1-5)所示。

(2)将以下原料按重量份混合后高速搅拌得到油墨：

聚乙烯醇缩丁醛15份，分散剂(阴离子表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠)0.5份，乙醇80份，染料(阴离子染料刚果红)15份。其中，聚乙烯醇缩丁醛平均相对分子质量为13000。

对比例2

(1)采用本领域习知的化合物合成方法制备得到聚甲基丙烯酸，其结构式如下式(2-2)所示。

(2)将以下原料按重量份混合后高速搅拌得到油墨：

聚甲基丙烯酸15份，分散剂(阴离子表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠)0.5份，乙醇80份，染料(阴离子染料刚果红)15份。其中，聚甲基丙烯酸平均相对分子质量为13000。

对比例3

(1)采用本领域习知的化合物合成方法制备得到聚甲基丙烯酸，其结构式如下式(2-3)所示。

(2)将以下原料按重量份混合后高速搅拌得到油墨：

聚丙烯酰胺15份，分散剂(阴离子表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠)0.5份，乙醇80份，染料(阴离子染料刚果红)15份。其中，聚丙烯酰胺平均相对分子质量为13000。

测试例1

分别将实施例1～4和对比例1～3制备得到的油墨与实施例5制备得到的油墨进行复配调色，观察调色过程以及油墨的稳定性，结果如表1所示：

表1

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种烟用包装纸用透明油墨，其特征在于，包括染料和连接料，所述连接料为改性醇溶性树脂，所述改性醇溶性树脂包括线型聚合物分子链和环状分子，所述线型聚合物分子链包括一条主分子链和至少一个侧链，所述环状分子键合在所述侧链上，所述环状分子为包含10～50个碳原子的环状分子；所述主分子链为聚乙烯醇缩丁醛和聚醛酮的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的烟用包装纸用透明油墨，其特征在于，所述环状分子具有空腔，所述空腔的体积为0.1nm³至0.3nm³。

3.根据权利要求1所述的烟用包装纸用透明油墨，其特征在于，所述环状分子为环糊精、葫芦脲、冠醚、杯芳烃中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的烟用包装纸用透明油墨，其特征在于，所述环状分子为β-环糊精、γ-环糊精中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的烟用包装纸用透明油墨，其特征在于，所述线型聚合物分子链的至少一个侧链上含有酰氨基团或羟基。

6.根据权利要求1所述的烟用包装纸用透明油墨，其特征在于，所述线型聚合物分子链的每个链节上含有至少一个带酰氨基团或羟基的侧链。

7.根据权利要求1所述的烟用包装纸用透明油墨，其特征在于，所述改性醇溶性树脂的分子量为10000～15000。

8.根据权利要求1所述的烟用包装纸用透明油墨，其特征在于，所述染料和所述连接料的质量比为1∶(1～2)。

9.根据权利要求1～8任一项所述的烟用包装纸用透明油墨，其特征在于，所述染料的种类不少于两种。

10.一种涂层，其特征在于，由权利要求1～9任一项所述的烟用包装纸用透明油墨固化形成。

11.一种烟用包装纸，其特征在于，包括如权利要求10所述的涂层。