CN111690294A - 一种水性油墨微粒及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种水性油墨微粒，包括以下组分：水性丙烯脂乳液20‑70分；分散剂0.1‑2份；消泡剂1‑2份；增稠剂0.3‑0.6份；颜料5‑20份；活性氧化锌5‑15份；氧化镁2‑4份；水硫酸铜6‑8份；水10‑30份，经过最后实验测试，所述产品完全可以满足印刷的各项性能、而且色泽和色牢度非常的好，另外其储存稳定性及快速干燥的效果突出，减少了速度带来的质量问题，提升效率，同时也并没有废气废液排出，安全环保。

Description

一种水性油墨微粒及其制造方法

技术领域

本发明涉及水性油墨技术领域，具体为一种水性油墨微粒及其制造方法。

背景技术

随着人们环境保护意识的提高，迫切需要“绿色”印刷材料的呼声日渐高涨，因此，如何降低油墨的环境污染，如何提高技术创新，成为油墨工业最重要的发展方向。水性油墨就是一种区别于传统油性油墨的绿色印刷用料，不同于油性油墨是以有机溶剂，如甲苯、二甲苯、工业酒精等作为溶剂，水性油墨使用的溶剂是水和从VOC名单中排除的乙醇，因此水性油墨可以大大的降低VOC的排放，减少对环境的污染。

虽然现有技术中已经开发出了高档水墨，即以丙烯酸树脂作为主要材料，其干燥速度快，耐水性好，耐磨性、墨色稳定性，亮度以及着色力均能满足要求，但是其成本与技术含量也较高；另外，还有通过在印刷机上配备足够的干燥设备，对印刷品进行及时快速的干燥，使得满足印刷速度的提高，但是，这也增加了设备投资；还有通过在油墨中加入快干剂或慢干剂来调节水性油墨的干燥速度，使其满足生产要求，但是添加了快干剂的水性油墨对于印刷机转速的适应性不高，如添加了一定量快干剂的水性油墨在换版调节印刷机转速后，其难以适应新的印刷速度。此外，不管是进口水性油墨还是国产的水性油墨，除了干燥速度上的问题，还要综合考虑到抗碱、抗乙醇和水、光泽度、印刷基材的收缩等技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了性能突出且干燥速度快的一种水性油墨微粒及其制造方法。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水性油墨微粒，包括以下组分：

水性丙烯脂乳液20-70分；

分散剂0.1-2份；

消泡剂1-2份；

增稠剂0.3-0.6份

颜料5-20份；

活性氧化锌5-15份；

氧化镁2-4份；

水硫酸铜6-8份；

水10-30份。

进一步的，本发明改进有，所述水性油墨微粒，包括以下组分：

水性丙烯脂乳液34分；

分散剂1.1份；

消泡剂1份；

增稠剂0.4份

颜料16份；

活性氧化锌7.5份；

氧化镁3份；

水硫酸铜7份；

水30份。

本发明改进有，所述消泡剂为聚乙烯醚，所述增稠剂为聚乙烯酸盐增稠剂。

本发明改进有，所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠。

本发明进一步的提供一种水性油墨微粒的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、按质量份数，水性丙烯脂乳液20-70分、分散剂0.1-2份、消泡剂1-2份、增稠剂0.3-0.6份混合并搅匀，并测量pH值，直至pH值在7-8范围内，并且维持1min以上，制成第一混合液；

步骤2、按质量份数，量取颜料5-20份、活性氧化锌5-15份、氧化镁2-4份、水硫酸铜7-8份及水10-30份；进行混合搅匀，并静至1分钟，制得第二混合液；

步骤3、将第一混合液和第二混合液也1:0.3-0.4混合，并在常温下进行搅拌，在500-1500转/分钟的转速下搅拌2-3h，过滤后得到半成品；

步骤4、将半成品放入冰箱内在-5摄氏度下冷冻30-60min,并形成水性油墨颗粒。

本发明改进有，所述步骤1内的搅拌速度为500-600转/分钟，温度20-35摄氏度。

本发明改进有，在步骤2中加入助剂，所述助剂包括稳定剂或流平剂。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种水性油墨微粒及其制造方法，具备以下有益效果：

新配方及新工艺的水性油墨微粒，经过最后实验测试，所述产品完全可以满足印刷的各项性能、而且色泽和色牢度非常的好，粘度可以达到7.5-16蔡恩杯，在密闭环境内能保证质量在12个月以上，同时色牢度在6级以上，光泽度在45°角时能达到45％以上，最为突出的是其干燥时间能控制在120分钟左右，同时减少了干燥速度带来的质量问题，提升效率，而且并没有采用污染环境的配方，对环境友好，对人体无害，同时还具有阻燃的特点，另外由于添加的配方并不是稀有原料，也不会大量增加成本。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

实施例1：

一种水性油墨微粒，包括以下组分：

水性丙烯脂乳液20分；

分散剂2份；

消泡剂2份；

增稠剂0.6份

颜料20份；

活性氧化锌15份；

氧化镁3份；

水硫酸铜8份；

水29.4份。

实施例二：

一种水性油墨微粒，包括以下组分：

水性丙烯脂乳液34分；

分散剂1.1份；

消泡剂1份；

增稠剂0.4份

颜料16份；

活性氧化锌7.5份；

氧化镁3份；

水硫酸铜7份；

水30份。

实施例三：

一种水性油墨微粒，包括以下组分：

水性丙烯脂乳液70分；

分散剂0.1份；

消泡剂1份；

增稠剂0.3份

颜料5份；

活性氧化锌5份；

氧化镁2份；

水硫酸铜6份；

水10.6份。

进一步的，所述消泡剂为聚乙烯醚，所述增稠剂为聚乙烯酸盐增稠剂。

本实施例中，所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠。

本发明进一步提供上上述三种是实施例的制备方法，具体如下：

一种水性油墨微粒的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、按质量份数，水性丙烯脂乳液20-70分、分散剂0.1-2份、消泡剂1-2份、增稠剂0.3-0.6份混合并搅匀，并测量pH值，直至pH值在7-8范围内，并且维持1min以上，制成第一混合液；

步骤2、按质量份数，量取颜料5-20份、活性氧化锌5-15份、氧化镁2-4份、水硫酸铜7-8份及水10-30份；进行混合搅匀，并静至1分钟，制得第二混合液；

步骤3、将第一混合液和第二混合液也1:0.3-0.4混合，并在常温下进行搅拌，在500-1500转/分钟的转速下搅拌2-3h，过滤后得到半成品；

步骤4、将半成品放入冰箱内在-5摄氏度下冷冻30-60min,并形成水性油墨颗粒。

具体的，所述步骤1内的搅拌速度为500-600转/分钟，温度20-35摄氏度。

具体的，在步骤2中加入助剂，所述助剂包括稳定剂或流平剂。

上述配方可以具体按照三个实施例内的配方设置，并最终获得水性油墨颗粒。

在水性油墨的工艺中，创新的采用活性氧化锌，利用了才采用活性氧化性在光、电、磁、敏感等方面的性能，在保证混合的同时，提升了制造出的整个水性油墨的光泽度，在不同配比下，氧化锌成分的效果是有很大不同的，三种实施例，选择了三个光泽度最好的配比。

五水硫酸铜(化学式:CuSO4·5H2O)也被称作硫酸铜晶体，为了与"无水硫酸铜"区别，通常读作"五水合硫酸铜"，其混合后，有效的降低了整个水性油墨的干燥时间，能够实现快速干燥，同时也能保证其他特征的凸显。

根据上述3个制备出来的水性油墨颗粒，进行产品新能测试，并具有如下结构：

现有测试表如下：

具体的测试方法如下：

取传统的的水性油墨，配方如下：水溶性丙烯酸树脂25％～35％、水15％～25％、乙醇5％～15％、三乙胺5％～10％、颜料10％～30％及助剂1％～3％，作为对比例。

粘度测试：

首先准备三个实施例的成品水性油墨，经过测试后，3个实施例及对比例的PH值都在8.5-9.5之间，正是印刷性能最好，印刷品质最稳定的情况，首先进行粘度测试，测试的标准采用CBT1327.4-2008，测试设备采用日本进口的NDJ-5S型旋转粘度计，该本仪器为数显粘度计，由进口日本同步电机经变速带动转子作恒速旋转。当转子在液体中旋转时，液体会产生作用在转子上的粘度力矩，该粘性力矩也越大；反之，液体的粘度越小，该粘性力矩也越小。该作用在转子上的粘性力矩由传感器检测出来，经计算机处理后得出被测液体的粘度。

将三个实施例及一个对比例分别放入不同的旋转粘度计，经过旋转测试后，得到了最终的数据，通过实验三次，工作环境位于40摄氏度的无干扰环境中，得到结果如下：

从最终的结构可以看出来，本发明的实施例均比传统的水性油墨具有更好的粘度，当然粘度不是越高越好，小于18是标准，实施例2已经达到了最好的标准，同时由于粘度高，也保证了水性油墨不易挥发，当测试完毕后，继续检测三个实施例及对比例的PH值，实施例2及实施例3的PH值还是保持在8.5-9.5之间。

稳定性测试：

做的是稳定性的实验，准备多份实施例及对比例同时放入密封箱体内，并将其位于恒温状态，之后通过时间对机器进行检测，即考虑到没有对水性油墨进行搅拌，多久之后水性油墨会结块并且产生色差，同时也考虑到了新的配方对PH数值的保持，在进行本专利申请前申请人已经将多个实施例进行存储，现在已经经过了13个月，传统的水性油墨在第9个月的时候已经出现了大规模的结块，并且色差严重，而本申请的油墨的实施例保持在12个月以上，大大的提升了其稳定性，实施例2的样品还并没有发生结块，发明人将其拆开后，通过对状态的推断，预计其在15个月左右才会发生结块，因此证明，新的配方可以在稳定性上有较大提升。

色牢度测试：

将多个实施例的样品及对比例涂抹在纸箱外表面，呈10X10个5cmX5cm的小方格涂覆，并且将纸箱板通过挤压、摩擦、水洗、雨淋、曝晒动作，起重每个动作持续3个小时，具体的标准采用ISO105-X12:2016《纸箱色牢度试验X12部分:耐摩擦色牢度》，测试完毕后，进行对比，具体表格如下：

由上表可以知道，新配方的水性油墨微粒的各项性能指标均好于对比例，使其的稳定性更高，实施例2达到了最高的8级，基本看不到脱落的位置。

当然，为了加强对温度变化的测试，本申请中还进一步实施例耐温度冲击测试，具体的，将三个实施例及对比例放置在可控温度的环境中，首先将其降低到-35℃下放置2h，之后再调整温度，直接在90℃的环境中放置2h，此为一个循环，并将这个循环重复5次，之后恢复常温，测试每次循环时候的结构，并统计对比。

由于数据较大，本申请只取平均值，如下：

在进行第二次实验时，对比例的涂层已经发生重大变色，并在第三次后基本已经脱落，附着力小于2B，而且已经没有层状结构。

将制备出来的水性油墨颗粒应用在具体产品上，是最终的产品花纹清晰、层次分明，当然也和后期印刷设备有很大的关系，但是用同样的印刷机配备两种不同的油墨，就能明显在各个性能上有不同的体现，色牢度一共是8级，已经达到了最高的标准，可见，采用这种配方能够提升产品的附着力。

光泽度的测试：

实验设备采用光泽度仪器，采用KGZ-1A型天津科器高新技术公司生产，测试角度为45°角。

将三个实施例组及对比例组涂抹在纸箱外表面，呈2X2个10cmX10cm的小方格涂覆，待其干燥后，同时可以直接检测干燥时间，并测试其光泽度，与此同时，助剂、PH值同步控制在一个稳定的数字，并最终得到光泽度的结构。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种水性油墨微粒，其特征在于，包括以下组分：

水性丙烯脂乳液20-70分；

分散剂0.1-2份；

消泡剂1-2份；

增稠剂0.3-0.6份

颜料5-20份；

活性氧化锌5-15份；

氧化镁2-4份；

水硫酸铜6-8份；

水10-30份。

2.根据权利要求1所述的一种水性油墨微粒，其特征在于，包括以下组分：

水性丙烯脂乳液34分；

分散剂1.1份；

消泡剂1份；

增稠剂0.4份

颜料16份；

活性氧化锌7.5份；

氧化镁3份；

水硫酸铜7份；

水30份。

3.根据权利要求1所述的一种水性油墨微粒，其特征在于，所述消泡剂为聚乙烯醚，所述增稠剂为聚乙烯酸盐增稠剂。

4.根据权利要求1所述的一种水性油墨微粒，其特征在于，所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠。

5.一种水性油墨微粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、按质量份数，水性丙烯脂乳液20-70分、分散剂0.1-2份、消泡剂1-2份、增稠剂0.3-0.6份混合并搅匀，并测量pH值，直至pH值在7-8范围内，并且维持1min以上，制成第一混合液；

步骤2、按质量份数，量取颜料5-20份、活性氧化锌5-15份、氧化镁2-4份、水硫酸铜7-8份及水10-30份；进行混合搅匀，并静至1分钟，制得第二混合液；

步骤3、将第一混合液和第二混合液也1:0.3-0.4混合，并在常温下进行搅拌，在500-1500转/分钟的转速下搅拌2-3h，过滤后得到半成品；

步骤4、将半成品放入冰箱内在-5摄氏度下冷冻30-60min,并形成水性油墨颗粒。

6.根据权利要求5所述的一种水性油墨微粒的制备方法，其特征在于，所述步骤1内的搅拌速度为500-600转/分钟，温度20-35摄氏度。

7.根据权利要求5所述的一种水性油墨微粒的制备方法，其特征在于，在步骤2中加入助剂，所述助剂包括稳定剂或流平剂。