CN112375424B - 一种基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，涉及水性油墨技术领域，本发明制备氮化铝掺杂聚合物并将其作为油墨填料，该物质属于无机有机复合填料，不仅可以用来减少颜料的用量，同时可以改善油墨的印刷适性，并且提高油墨的初干性、着色力和光泽度；制备的油墨属于水性油墨，相对于油性油墨来说使印刷工艺的环保性得到了大幅度地提高，并且以水作为溶剂还能降低油墨的加工成本。

Description

一种基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺
技术领域：
本发明涉及水性油墨技术领域，具体涉及一种基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺。
背景技术：
包装盒是目前应用最广泛的包装材料，一般是指纸质包装盒。随着近年来快递行业的持续发展，纸质包装盒的用量日益增加。为了避免过度包装，很多商家都采用印有品牌LOGO的纸质包装盒直接作为快递的外包装。这样一来，除了对包装盒本身的包装性能提出了更高的要求，还对包装盒上的品牌LOGO和其他信息的印刷性能也提出了相应的要求。一方面要求印刷所形成的图文必须清晰，并且耐水性好，不会遇水后出现褪色问题。另一方面还强调了印刷工艺的环保性，因为过去印刷所采用的油墨多为油性，包含的有机溶剂会严重污染加工环境，并且也会导致加工成本的增加。近年来虽然水性油墨逐渐得到应用，但水性油墨与油性油墨所印刷形成的图文在应用性能上还是存在差距。针对这一问题，本发明着力于开发出一种基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，不仅可以改善印刷工艺的环保性，还可以保证印刷图文的使用质量。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，制备了氮化铝掺杂聚合物并作为油墨的填料，一方面可以减少颜料的用量，保证着色力和光泽度；另一方面可以改善油墨的初干性，保证图文的印刷质量。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，包括以下工艺步骤：
(1)将干燥至恒重的氮化铝加入无水乙醇中，超声分散均匀，再加入烯丙基硫脲，溶解完全后加入偶氮引发剂，搅拌下升温进行聚合反应，控制平均聚合度在1000-1500，得到氮化铝掺杂聚丙烯硫脲；
(2)向水性丙烯酸酯乳液中加入步骤(1)制备的氮化铝掺杂聚丙烯硫脲、颜料、分散剂、流平剂和消泡剂，搅拌混合均匀，并添加去离子水，控制油墨的固含量在20-40％，得到水性油墨；
(3)将步骤(2)制备的水性油墨加入印刷机的油墨槽内，让印版在油墨槽内空转进行润版，将压轴下压至包装盒上，放下刮刀，包装盒在印版和压轴之间，印版将油墨印刷到包装盒上，室温干燥，打包入库。
所述氮化铝、烯丙基硫脲、偶氮引发剂的质量比为(10-20):(30-60):(0.5-2.5)。
所述偶氮引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。
所述水性丙烯酸酯乳液的固含量≥60％。
所述水性丙烯酸酯乳液、氮化铝掺杂聚丙烯硫脲、颜料、分散剂、流平剂、消泡剂的质量比为(30-80):(5-20):(5-20):(1-10):(1-10):(1-10)。
所述颜料为有机颜料或无机颜料。
所述分散剂为聚羧酸铵盐分散剂。
所述流平剂为硅氧烷类流平剂或非硅类流平剂。
所述消泡剂为非硅类消泡剂。
上述步骤(1)中单体烯丙基硫脲在引发剂的作用下经聚合反应生成聚丙烯硫脲，并且聚丙烯硫脲即时与氮化铝经复合后形成氮化铝掺杂聚丙烯硫脲。该氮化铝掺杂聚丙烯硫脲的制备不仅可以改善氮化铝作为填料与成膜物质丙烯酸树脂的相容性，还可以提高油墨的印刷性能以及印刷所形成图文的使用性能。
反应方程式如下：
Figure BDA0002745029760000021
虽然上述反应方程式所采用的聚合机理属于本领域的公知技术，但利用氮化铝和烯丙基硫脲制备氮化铝掺杂聚丙烯硫脲以促进无机物氮化铝在高分子聚合物丙烯酸树脂的均匀分散和改善油墨的印刷性能与印刷图文的使用性能的应用不属于本领域的现有技术和公知常识。
本发明还采用了其他物质替代聚羧酸铵盐作为分散剂，因为在油墨中分散剂的主要作用之一是促进颜料在油墨中的均匀分散从而保证着色力，虽然聚羧酸铵盐具有良好的分散性和乳化性能，但本发明还想进一步提高油墨的着色力和光泽度，因此所述分散剂为N-甲基-N'-四氢呋喃甲酰基丙二胺。
N-甲基-N'-四氢呋喃甲酰基丙二胺对无机颜料和有机颜料都显示出很好的分散作用，并且相对于聚羧酸铵盐来说，对油墨的着色力和光泽度的改进效果更优，同时还可以减少分散剂的添加量，避免分散剂添加过多而导致油墨过度乳化以及产生泡沫的问题。
本发明的有益效果是：
(1)本发明制备氮化铝掺杂聚合物并将其作为油墨填料，该物质属于无机有机复合填料，不仅可以用来减少颜料的用量，同时可以改善油墨的印刷适性，并且提高油墨的初干性、着色力和光泽度。
(2)本发明制备的油墨属于水性油墨，相对于油性油墨来说使印刷工艺的环保性得到了大幅度地提高，并且以水作为溶剂还能降低油墨的加工成本。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)将10g干燥至恒重的氮化铝加入无水乙醇中，超声分散均匀，再加入20g烯丙基硫脲，溶解完全后加入0.8g偶氮二异丁腈，搅拌下升温进行聚合反应8h，平均聚合度在1200-1250，得到氮化铝掺杂聚丙烯硫脲。
(2)向68g巴斯夫Joncryl7660水性丙烯酸酯乳液中加入12g步骤(1)制备的氮化铝掺杂聚丙烯硫脲、10g洋红YHD、7g聚羧酸铵盐分散剂SN-5029、2g硅氧烷类流平剂Silok8144和2g非硅类消泡剂EFKA AFCONA2720，搅拌混合均匀，并添加去离子水，控制油墨的固含量在35％，得到水性油墨。
(3)将步骤(2)制备的水性油墨加入印刷机的油墨槽内，让印版在油墨槽内空转进行润版，将压轴下压至包装盒上，放下刮刀，包装盒在印版和压轴之间，印版将油墨印刷到包装盒上，室温干燥，打包入库。
实施例2
将实施例1中的10g氮化铝替换为8g氮化铝，其余不变。
(1)将8g干燥至恒重的氮化铝加入无水乙醇中，超声分散均匀，再加入20g烯丙基硫脲，溶解完全后加入0.8g偶氮二异丁腈，搅拌下升温进行聚合反应8h，得到氮化铝掺杂聚丙烯硫脲。
(2)向68g巴斯夫Joncryl7660水性丙烯酸酯乳液中加入12g步骤(1)制备的氮化铝掺杂聚丙烯硫脲、10g洋红YHD、7g聚羧酸铵盐分散剂SN-5029、2g硅氧烷类流平剂Silok8144和2g非硅类消泡剂EFKA AFCONA2720，搅拌混合均匀，并添加去离子水，控制油墨的固含量在35％，得到水性油墨。
(3)将步骤(2)制备的水性油墨加入印刷机的油墨槽内，让印版在油墨槽内空转进行润版，将压轴下压至包装盒上，放下刮刀，包装盒在印版和压轴之间，印版将油墨印刷到包装盒上，室温干燥，打包入库。
实施例3
将实施例2中的7g聚羧酸铵盐分散剂SN-5029替换为7g N-甲基-N'-四氢呋喃甲酰基丙二胺，其余不变。
(1)将8g干燥至恒重的氮化铝加入无水乙醇中，超声分散均匀，再加入20g烯丙基硫脲，溶解完全后加入0.8g偶氮二异丁腈，搅拌下升温进行聚合反应8h，得到氮化铝掺杂聚丙烯硫脲。
(2)向68g巴斯夫Joncryl7660水性丙烯酸酯乳液中加入12g步骤(1)制备的氮化铝掺杂聚丙烯硫脲、10g洋红YHD、7g N-甲基-N'-四氢呋喃甲酰基丙二胺、2g硅氧烷类流平剂Silok8144和2g非硅类消泡剂EFKA AFCONA2720，搅拌混合均匀，并添加去离子水，控制油墨的固含量在35％，得到水性油墨。
(3)将步骤(2)制备的水性油墨加入印刷机的油墨槽内，让印版在油墨槽内空转进行润版，将压轴下压至包装盒上，放下刮刀，包装盒在印版和压轴之间，印版将油墨印刷到包装盒上，室温干燥，打包入库。
实施例4
将实施例2中的7g聚羧酸铵盐分散剂SN-5029替换为5g N-甲基-N'-四氢呋喃甲酰基丙二胺，其余不变。
(1)将8g干燥至恒重的氮化铝加入无水乙醇中，超声分散均匀，再加入20g烯丙基硫脲，溶解完全后加入0.8g偶氮二异丁腈，搅拌下升温进行聚合反应8h，得到氮化铝掺杂聚丙烯硫脲。
(2)向68g巴斯夫Joncryl7660水性丙烯酸酯乳液中加入12g步骤(1)制备的氮化铝掺杂聚丙烯硫脲、10g洋红YHD、5g N-甲基-N'-四氢呋喃甲酰基丙二胺、2g硅氧烷类流平剂Silok8144和2g非硅类消泡剂EFKA AFCONA2720，搅拌混合均匀，并添加去离子水，控制油墨的固含量在35％，得到水性油墨。
(3)将步骤(2)制备的水性油墨加入印刷机的油墨槽内，让印版在油墨槽内空转进行润版，将压轴下压至包装盒上，放下刮刀，包装盒在印版和压轴之间，印版将油墨印刷到包装盒上，室温干燥，打包入库。
对比例1
将实施例1中的烯丙基硫脲替换为等量的丙烯酰胺。
(1)将8g干燥至恒重的氮化铝加入无水乙醇中，超声分散均匀，再加入20g丙烯酰胺，溶解完全后加入0.8g偶氮二异丁腈，搅拌下升温进行聚合反应8h，得到氮化铝掺杂聚丙烯酰胺。
(2)向68g巴斯夫Joncryl7660水性丙烯酸酯乳液中加入12g步骤(1)制备的氮化铝掺杂聚丙烯酰胺、10g洋红YHD、7g聚羧酸铵盐分散剂SN-5029、2g硅氧烷类流平剂Silok8144和2g非硅类消泡剂EFKA AFCONA2720，搅拌混合均匀，并添加去离子水，控制油墨的固含量在35％，得到水性油墨。
(3)将步骤(2)制备的水性油墨加入印刷机的油墨槽内，让印版在油墨槽内空转进行润版，将压轴下压至包装盒上，放下刮刀，包装盒在印版和压轴之间，印版将油墨印刷到包装盒上，室温干燥，打包入库。
对比例2
将实施例2中的氮化铝掺杂聚丙烯硫脲替换为等量的氮化铝。
(1)向68g巴斯夫Joncryl7660水性丙烯酸酯乳液中加入12g氮化铝、10g洋红YHD、7g聚羧酸铵盐分散剂SN-5029、2g硅氧烷类流平剂Silok8144和2g非硅类消泡剂EFKAAFCONA2720，搅拌混合均匀，并添加去离子水，控制油墨的固含量在35％，得到水性油墨。
(2)将步骤(2)制备的水性油墨加入印刷机的油墨槽内，让印版在油墨槽内空转进行润版，将压轴下压至包装盒上，放下刮刀，包装盒在印版和压轴之间，印版将油墨印刷到包装盒上，室温干燥，打包入库。
分别对实施例1-4和对比例1-2所制油墨进行性能测试，测试标准如下：
初干性：GB/T 13217.5-2008；
着色力：GB/T 13217.6-2008；
光泽度：GB/T 13217.2-2009。
测试结果如下：
初干性/s 着色力/％ 光泽度/％
实施例1 20 96 95
实施例2 18 97 95
实施例3 16 99 98
实施例4 18 99 97
对比例1 28 92 90
对比例2 32 90 88
从上表可知，氮化铝掺杂聚丙烯硫脲的制备可以改善油墨的初干性、着色力和光泽度，N-甲基-N'-四氢呋喃甲酰基丙二胺作为分散剂的添加可以进一步改善油墨的初干性、着色力和光泽度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
(1)将干燥至恒重的氮化铝加入无水乙醇中，超声分散均匀，再加入烯丙基硫脲，溶解完全后加入偶氮引发剂，搅拌下升温进行聚合反应，控制平均聚合度在1000-1500，得到氮化铝掺杂聚丙烯硫脲；
(2)向水性丙烯酸酯乳液中加入步骤(1)制备的氮化铝掺杂聚丙烯硫脲、颜料、分散剂、流平剂和消泡剂，搅拌混合均匀，并添加去离子水，控制油墨的固含量在20-40％，得到水性油墨；
(3)将步骤(2)制备的水性油墨加入印刷机的油墨槽内，让印版在油墨槽内空转进行润版，将压轴下压至包装盒上，放下刮刀，包装盒在印版和压轴之间，印版将油墨印刷到包装盒上，室温干燥，打包入库。
2.根据权利要求1所述的基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，其特征在于：所述氮化铝、烯丙基硫脲、偶氮引发剂的质量比为(10-20):(30-60):(0.5-2.5)。
3.根据权利要求1所述的基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，其特征在于：所述偶氮引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。
4.根据权利要求1所述的基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，其特征在于：所述水性丙烯酸酯乳液的固含量≥60％。
5.根据权利要求1所述的基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，其特征在于：所述水性丙烯酸酯乳液、氮化铝掺杂聚丙烯硫脲、颜料、分散剂、流平剂、消泡剂的质量比为(30-80):(5-20):(5-20):(1-10):(1-10):(1-10)。
6.根据权利要求1所述的基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，其特征在于：所述颜料为有机颜料或无机颜料。
7.根据权利要求1所述的基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，其特征在于：所述分散剂为聚羧酸铵盐分散剂。
8.根据权利要求1所述的基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，其特征在于：所述流平剂为硅氧烷类流平剂或非硅类流平剂。
9.根据权利要求1所述的基于水性油墨的包装盒绿色印刷工艺，其特征在于：所述消泡剂为非硅类消泡剂。
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