CN112126276A - 水性油墨及包含其的印刷膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水性油墨及包含其的印刷膜。该水性油墨包括油墨原料、水、树脂、干燥剂、消泡剂、固化剂、固色剂以及分散剂；以该水性油墨的总体积为基准，该油墨原料的含量为10vol％至15vol％，水的含量为60vol％至67vol％，该树脂的含量为6vol％至12vol％，该干燥剂的含量为5vol％至10vol％，该消泡剂的含量为3vol％至8vol％，该固化剂的含量为4vol％至9vol％，该固色剂的含量为2vol％至7vol％，且该分散剂的含量为3vol％至9vol％。通过控制水性油墨的组成，能使得利用此种水性油墨制造的印刷膜具有易于干燥、沾黏程度不严重、及呈色佳的特点，适合应用于塑料地板。
Description
技术领域
本发明关于一种油墨及其材料膜，尤指一种可适用于塑料地板的印刷膜。
背景技术
地板是最常见的建筑装饰材料之一，其可选用例如磁砖、塑料等材料所制得。其中，利用塑料材料制造地板以取代天然材料(例如：木材)，能减少对自然环境的破坏，是现今地板产品的开发趋势。
一般塑料地板的层状结构由下至上包含基板、印刷膜以及耐磨膜，其中印刷膜用于装饰塑料地板。现有技术的印刷膜多半选用油性油墨作为着色涂料；然而，由于油性油墨存在易于挥发的有机溶剂，从而导致使用油性油墨所制造而成的印刷膜用于塑料地板中会衍生许多毒性及环保等问题，并且在塑料地板的贴合工艺中也因油性油墨干燥过快，从而导致所制得的塑料地板会有质量不佳的缺陷。
为克服上述问题，现有技术已开发如水性油墨取代油性油墨，并试图解决使用油性油墨所产生的问题；然而，由于水性油墨的溶剂为水，反而不易干燥，从而导致制造而成的印刷膜用于塑料地板会产生呈色不佳的问题；此外，也因制成的印刷膜沾黏程度过高，导致印刷膜收卷再摊开后会有沾黏现象；再者，为改善有机溶剂所致的毒性问题，水性油墨的印刷膜不能含有任何有机溶剂；最后，将水性油墨的印刷膜掀起所需的拉力需大于6公斤，才能具有一定程度的贴合能力，方能延长使用期限，故目前实有必要改良及开发其他水性油墨材料以改善上述问题。
发明内容
有鉴于上述技术缺陷，本发明的一目的在于开发一种水性油墨，利用该水性油墨所制造而成的印刷膜能维持一定程度的贴合能力、并兼具易于干燥、良好的呈色能力及收卷后摊开不易沾黏等特点。
本发明另一目的在于开发一种水性油墨，其所制造而成的印刷膜能适用于塑料地板中。
为达成上述目的，本发明提供一种水性油墨，其包括一油墨原料、一水、一树脂、一干燥剂、一消泡剂、一固化剂、一固色剂以及一分散剂；以该水性油墨的总体积为基准，所述油墨原料的含量为10体积百分比至15体积百分比，水的含量为60体积百分比至67体积百分比，所述树脂的含量为6体积百分比至12体积百分比，所述干燥剂的含量为5体积百分比至10体积百分比，所述消泡剂的含量为3体积百分比至8体积百分比，所述固化剂的含量为4体积百分比至9体积百分比，所述固色剂的含量为2体积百分比至7体积百分比，且所述分散剂的含量为3体积百分比至9体积百分比。
据此，通过控制水性油墨的组成，能使利用此种水性油墨制造而成的印刷膜在维持一定程度的贴合能力的情况下，还具有易于干燥、良好呈色能力及收卷后摊开不易沾黏的优点，从而适合应用于塑料地板。
依据本发明，所述油墨原料包含水性涂料色粉，但并非仅限于此。所述水性涂料色粉的颜色可以是红色、蓝色、黄色、黑色、或其组合，但并非仅限于此。
依据本发明，所述树脂可为水性油墨用树脂，举例来说，所述树脂包含聚胺酯、聚甲基丙烯酸甲酯或其组合，但并非仅限于此。较佳的，所述树脂包含聚胺酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
依据本发明，所述干燥剂包含水性醇酸催干剂。
依据本发明，所述消泡剂可为水性涂料用消泡剂，但并非仅限于此。较佳的，所述水性涂料用消泡剂包含聚醚硅氧烷。
依据本发明，所述固化剂包含聚酰胺。
较佳的，以所述水性油墨的总体积为基准，所述油墨原料的含量为10体积百分比至13体积百分比，所述水的含量为60体积百分比至65体积百分比，所述树脂的含量为6体积百分比至10体积百分比，所述干燥剂的含量为5体积百分比至7体积百分比，所述消泡剂的含量为3体积百分比至5体积百分比。
较佳的，以所述水性油墨的总体积为基准，所述固化剂的含量为4体积百分比至6体积百分比，所述固色剂的含量为2体积百分比至5体积百分比，所述分散剂的含量为3体积百分比至5体积百分比。
为达成上述目的，本发明另提供一种印刷膜，其是由如上述的水性油墨制造而成。
依据本发明，所述印刷膜可为使用凹版印刷法制造而成。
依据本发明，所述印刷膜可于45℃至65℃的温度下制造而成；较佳地，所述印刷膜可于45℃至60℃的温度下制造而成；更佳地，所述印刷膜可于50℃至60℃的温度下制造而成；再更佳地，所述印刷膜可于50℃至55℃的温度下制造而成。
依据本发明，所述印刷膜可于0.15百万帕斯卡(MPa)至0.45MPa的压力下制造而成；较佳地，所述印刷膜可于0.15MPa至0.40MPa的压力下制造而成；更佳地，所述印刷膜可于0.20MPa至0.40MPa的压力下制造而成。
依据本发明，所述印刷膜可以80公尺/秒(m/s)至115m/s的输送速度下制造而成；较佳地，所述印刷膜可以90m/s至115m/s的输送速度下制造而成；更佳地，所述印刷膜可以95m/s至110m/s的输送速度下制造而成。
依据本发明，所述印刷膜的拉力大于6公斤；较佳地，所述印刷膜的拉力大于6公斤且小于8.3公斤；更佳地，所述印刷膜的拉力大于或等于6.5公斤且小于8.3公斤；再更佳地，所述印刷膜的拉力大于或等于7公斤且小于8.3公斤；又更佳地，所述印刷膜的拉力大于或等于7.5公斤且小于8.3公斤；再又更佳地，所述印刷膜的拉力大于或等于7.8公斤且小于8.3公斤；又再又更佳地，所述印刷膜的拉力大于或等于8.0公斤且小于8.3公斤。
据此，通过使用本发明的水性油墨所制造而成的印刷膜，能在维持相当程度的拉力的情况下，具备易于干燥、收卷后摊开沾黏程度不严重、及良好的呈色能力等特点，使其适合应用于塑料地板中。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
在下文中，本领域技术人员可经由本说明书的内容很轻易地了解本发明所能达成的优点及功效。因此，应当理解本文提出的叙述仅用于说明优选的实施方式而不是用于局限本发明的范围，并且于不悖离本发明的精神和范围下，可以进行各种修饰及变更，以便实施或应用本发明的内容。
以下实施例所使用的原料：
1.红色油墨原料：购自伊士肯化学股份有限公司，商品型号为
Red 2817，色粉含量为75％；
2.蓝色油墨原料：购自伊士肯化学股份有限公司，商品型号为
Blue 7080，色粉含量为80％；
3.黄色油墨原料：购自伊士肯化学股份有限公司，商品型号为
Yellow1102，色粉含量为85％；
4.黑色油墨原料：购自伊士肯化学股份有限公司，商品型号为
Black 0066，色粉含量为70％；
5.纯水：购自中国台湾东亚水质净化有限公司；
6.树脂：水性聚胺酯及聚甲基丙烯酸甲酯，购自基立化学股份有限公司，商品型号为GA-3246；
7.干燥剂：催干剂、水性醇酸树脂、二氧化钛、防结皮剂及润湿分散剂，购自无锡汉德森化工，商品型号为HD-S02A；
8.消泡剂：聚醚硅氧烷，购自合肥新万成环保科技有限公司，商品型号为XWC-T125；
9.固化剂：聚酰胺，购自亚中实业股份有限公司，商品型号为2535；
10.固色剂：购自北大化工有限公司，商品型号为B-40；以及
11.分散剂：购自广州雅创新材料有限公司，商品型号为SN-5027。
实施例1至3及比较例1至4：水性油墨
实施例1至3及比较例1至4的水性油墨是各自取用适量的油墨原料、纯水、树脂、干燥剂、消泡剂、固化剂、固色剂以及分散剂等原料，依如下所述的制法所制得。于下表1中，水性油墨中各成分的含量单位以体积百分比(volume percentage，vol％)表示。于此，实施例1至3及比较例1至4的水性油墨中的油墨原料皆由以下配方调配而成：56vol％的红色油墨原料、11vol％的蓝色油墨原料、29vol％的黄色油墨原料、及4vol％的黑色油墨原料。
首先，于水性油墨的制作过程中，先依下表1所示的组成，秤取适量的油墨原料、树脂及干燥剂，加入于纯水中，进行搅拌15分钟，以得到第一混合溶液。
接着，将适量的固化剂及固色剂加入第一混合溶液中，进行搅拌15分钟，以得到第二混合溶液；接着，再将适量的消泡剂及分散剂加入第二混合溶液中，进行搅拌30分钟，以得到第三混合溶液。
最后，将上述第三混合溶液先以孔径为0.149毫米的150目过滤网进行过滤，以去除第三混合溶液中粒径较大的固形物，再静置于常压、温度为25℃的环境下进行消泡1小时，以得到实施例1至3及比较例1至4的水性油墨。
实施例1A至3A及比较例1A至4A：印刷膜
实施例1A至3A及比较例1A至4A的印刷膜是各自取用上述实施例1至3及比较例1至4的水性油墨，依如下所述的制法所制得。
首先，将上述实施例1至3及比较例1至4的各水性油墨以凹版印刷的方法涂布于聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)膜(购自：广州宏信塑料工业有限公司)的一表面，得到长度1公尺、宽度1公尺的半成品。接着，将各半成品放置于印刷机台(仪器型号：GT-GPA，购自久宝科技)上，于34℃至55℃的温度、0.2MPa的压力下以95公尺/秒至130公尺/秒的输送速度进行印刷，以得到实施例1A至3A及比较例1A至4A的印刷膜。
于此，制作实施例1A至3A和比较例1A至4A的印刷膜的工艺参数如下表2所示。于下表2中所列的输送速度是指各半成品于印刷机台的履带上的传送速度，温度是指各半成品于印刷机台中的温度；此外，上述印刷过程中的0.2MPa压力是指各半成品于印刷机台中所承受的压力。
表1：比较例1至4及实施例1至3的水性油墨的组成
试验例1：气泡数量
于本试验例中，先将实施例1至3及比较例1至4的水性油墨分别置于印刷机台的油墨槽(长度130公分，宽度50公分，深度15公分)中，再于水性油墨印刷成膜期间的任一时间点，评测员以肉眼观察油墨槽中的水性油墨表面所存在的气泡数量，若观察到直径大于或等于0.5公分的气泡的数量大于或等于10，则判断气泡数量为多，于下表2中标示为“多”；若观察到直径大于或等于0.5公分的气泡的数量小于10，则判断气泡数量为少，于下表2中标示为“少”；若并未观察到直径大于或等于0.5公分的气泡，则于下表2中标示为“无”。
如下表2所示，实施例1至3的水性油墨的气泡数量皆为“少”或“无”，表示实施例1至3的水性油墨的气泡数量皆小于10，尤其实施例3并未观察到直径大于或等于0.5公分的气泡，因此使用实施例1至3的水性油墨制成的印刷膜具有均匀的色彩，适合应用于塑料地板；而比较例1、2的水性油墨的气泡数量则皆大于或等于10，故使用比较例1、2的水性油墨制成的印刷膜具有呈色不均的缺点。此外，较多的气泡亦影响水性油墨的流动性，使得印刷成膜的效率降低，且不适合应用于塑料地板。
试验例2：干燥度
于本试验例中，以实施例1A至3A及比较例1A至4A的印刷膜作为待测样品，先将各待测样品放置于压力为0.2MPa、湿度为65％、及温度为30℃的环境下放置1分钟进行干燥；而后评测员再以触觉感受各印刷膜的表面或其内部的干燥程度，借此评估印刷膜的干燥度，此试验例的详细评估过程如下所述。
在各待测样品于上述环境干燥1分钟之后，评测员以手触碰各待测样品的表面，若评测员的手指未沾有水性油墨且触感为硬的，则判断印刷膜的表面及其内部皆已干燥，表示水性油墨的干燥度极佳，于下表2中标示为“O”；若评测员的手指未沾有水性油墨但触感为软的，则判断印刷膜的表面已干燥，惟其内部仍未干燥，表示水性油墨的干燥度良好，于下表2中标示为“△”；若评测员的手指沾有水性油墨，则判断印刷膜的表面及其内部皆未干燥，表示水性油墨的干燥度差，于下表2中标示为“X”。
如下表2所示，实施例1A至3A的印刷膜皆具有良好的干燥度，尤其，实施例2A及3A的印刷膜更具有极佳的干燥度，可知实施例1至3的水性油墨适合制成印刷膜并应用于塑料地板；相较之下，比较例1A至4A的印刷膜的干燥度皆差，可知比较例1至4的水性油墨无法适用于塑料地板中作为印刷膜使用。
由试验例1的实验结果证实，实施例1A至3A的印刷膜皆具有优于比较例1A至4A的印刷膜的干燥度，故实施例1至3的水性油墨所制造而成的实施例1A至3A的印刷膜能获得良好的呈色能力，使其能适用于塑料地板中。
试验例3：拉力
于本试验例中，以实施例1A至3A及比较例1A至4A的印刷膜作为本试验例的分析对象，使用拉力计(仪器型号：RX-20，购自弘大科技)分析将各印刷膜掀起所需的拉力，其结果如下表2所示。
如下表2所示，实施例1A至3A的印刷膜的拉力皆大于6公斤，符合一般业界的适用于塑料地板的标准。
由试验例3的实验结果证实，实施例1A至3A的印刷膜的拉力皆大于6公斤，故利用此种水性油墨所制造而成的实施例1A至3A的印刷膜能维持相当程度的贴合能力，不易被撕起，适合应用于塑料地板。
试验例4：沾黏程度
于本试验例中，先各自将实施例1A至3A及比较例1A至4A的印刷膜任意取样1公尺×500公尺的面积作为待测样品，再将各待测样品收卷，即以未涂布水性油墨的一面碰触已涂布水性油墨的一面的方式收卷。再于压力为0.2MPa、湿度为65％、及温度为30℃的环境下放置3天后摊开成平面检查，以进一步评估实施例1A至3A及比较例1A至4A的印刷膜的沾黏程度，此试验例的详细评估过程如下所述。
在将各待测样品摊开成平面后，评测员检视待测样品原先未涂布水性油墨的那一面，若该面沾有水性油墨的面积占待测样品的总面积的二十分之一以下，则表示沾黏程度低，于下表2中记录“低”；若该面沾有水性油墨的面积占待测样品的总面积的比值为大于二十分之一且小于或等于二十分之四，则表示沾黏程度中等，于下表2中记录“尚可”；若该面沾有水性油墨的面积超过待测样品的总面积的二十分之四，则表示沾黏程度高，于下表2中记录“严重”。
如下表2所示，实施例1A至3A的印刷膜皆至少具有尚可的沾黏程度，尤其，实施例3A的水性油墨更具有低的沾黏程度，能适用于塑料地板；相较之下，比较例1A、2A的印刷膜的沾黏程度过高，无法适用于塑料地板中作为印刷膜使用。
表2：比较例1至4及实施例1至3的水性油墨的特性分析结果和比较例1A至4A及实施例1A至3A的印刷膜的特性分析结果及其工艺参数
综合上述试验例1至4的分析结果，通过控制水性油墨的组成，能使得利用此种水性油墨所制造而成的印刷膜能维持相当程度的贴合能力，且兼具易于干燥、沾黏程度不严重、及良好呈色能力的特点，从而适合应用于塑料地板。
上述的实施例仅为说明书发明的例示，并非于任何方面限制本发明主张的权利范围。本发明所主张的权利范围自应以权利要求范围所述为准，而非仅限于上述具体实施例。
Claims (10)
1.一种水性油墨，其包括一油墨原料、一水、一树脂、一干燥剂、一消泡剂、一固化剂、一固色剂以及一分散剂；以该水性油墨的总体积为基准，所述油墨原料的含量为10体积百分比至15体积百分比，水的含量为60体积百分比至67体积百分比，所述树脂的含量为6体积百分比至12体积百分比，所述干燥剂的含量为5体积百分比至10体积百分比，所述消泡剂的含量为3体积百分比至8体积百分比，所述固化剂的含量为4体积百分比至9体积百分比，所述固色剂的含量为2体积百分比至7体积百分比，且所述分散剂的含量为3体积百分比至9体积百分比。
2.如权利要求1所述的水性油墨，其中，所述树脂包含聚胺酯、聚甲基丙烯酸甲酯或其组合。
3.如权利要求1所述的水性油墨，其中，所述干燥剂包含水性醇酸催干剂。
4.如权利要求1所述的水性油墨，其中，所述消泡剂包含聚醚硅氧烷。
5.如权利要求1所述的水性油墨，其中，所述固化剂包含聚酰胺。
6.如权利要求1所述的水性油墨，其中，以所述水性油墨的总体积为基准，所述油墨原料的含量为10体积百分比至13体积百分比，所述水的含量为60体积百分比至65体积百分比，所述树脂的含量为6体积百分比至10体积百分比，所述干燥剂的含量为5体积百分比至7体积百分比，所述消泡剂的含量为3体积百分比至5体积百分比。
7.如权利要求6所述的水性油墨，其中，以所述水性油墨的总体积为基准，所述固化剂的含量为4体积百分比至6体积百分比，所述固色剂的含量为2体积百分比至5体积百分比，所述分散剂的含量为3体积百分比至5体积百分比。
8.一种印刷膜，其是由如权利要求1至7中任一项所述的水性油墨所制造而成。
9.如权利要求8所述的印刷膜，其中，所述印刷膜的拉力大于6公斤且小于8.3公斤。
10.如权利要求8所述的印刷膜，其中，所述印刷膜的拉力大于或等于7公斤且小于8.3公斤。
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