CN113234348A - 一种绿色环保型印刷用油墨 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及油墨生产的领域，更具体地说，它涉及一种绿色环保型印刷用油墨，所述绿色环保型印刷用油墨主要由以下重量份数的原料制成：连接料20‑40份，着色剂5‑20份，溶剂30‑40份，增稠剂2‑5份，抗磨剂3‑6份，抗沉淀剂5‑10份，填充剂10‑20份，水4‑12份，所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成，着色剂为炭黑，填充剂为滑石粉，溶剂为丙三醇，抗磨剂为蜂蜡。本申请具有降低油墨在印刷过程中的毒性的效果。

Description

一种绿色环保型印刷用油墨
技术领域
本申请涉及油墨生产的领域，更具体地说，它涉及一种绿色环保型印刷用油墨。
背景技术
油墨是由有色体、连结料、填充料和附加料等物质混合均匀制成的有颜色、具有一定流动度的浆状胶粘体。因此油墨应具有鲜艳的颜色、良好的印刷适应性和合适的干燥速度。油墨主要用于对书籍、食品包装、烟酒和化妆品外包装进行印刷，而传统的印刷油墨中含有大量有毒有害的化学物质，包括重金属、残留溶剂、有机挥发物以及多环芳烃等。这些有毒有害物质可发生化学转移，对印刷的产品造成污染，从而导致印刷者在印刷这些印刷品时对身体造成损害。
申请公布号为CN107011731A的中国发明专利公开了一种电子产品用绿色油墨，环氧树脂15-23份、白虫胶片5-10份、亚黄3-5份、酒精50-60份、温水80-100份、亮绿2-4份、醋酸1-3份、山梨酸钾4-7份、碳粉5-10份、硬化剂1-3份、硅烷偶联剂0.5-1份、香蕉水5-9份。
针对上述相关技术，发明人认为该方法制备的油墨中添加了香蕉水，香蕉水极易挥发和燃烧，且挥发的香蕉水对人体具有一定的毒性，易对印刷者的身体造成损害。
发明内容
为了降低油墨在印刷过程中的毒性，本申请提供一种绿色环保型印刷用油墨。
第一方面，本申请提供的一种绿色环保型印刷用油墨，采用如下的技术方案：
一种绿色环保型印刷用油墨，所述绿色环保型印刷用油墨主要由以下重量份数的原料制成：连接料20-40份，着色剂5-20份，溶剂30-40份，增稠剂2-5份，抗磨剂3-6份，抗沉淀剂5-10份，填充剂10-20份，水4-12份，所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成，着色剂为炭黑，填充剂为滑石粉，溶剂为丙三醇，抗磨剂为蜂蜡。
通过采用上述技术方案，采用丙三醇作为溶剂，丙三醇无色无味，对人体无危害，这使得制得的油墨在印刷过程更加绿色环保，不易对印刷者身体造成损害；连接料作为油墨中的流体组成部分，保证了油墨的流动性、粘度、干性、印刷性能等；果胶和明胶作为增稠剂，果胶可溶于20倍水，形成乳白色粘稠状胶态溶液，同时丙三醇可将果胶润湿并提高果胶的溶解性；明胶浸泡在水中可交织形成叠叠层层的网状结构，在这个过程中，使水充塞在凝胶空隙内并对水份进行封存，使得明胶膨胀并形成凝胶状物质；明胶和果胶在水中形成凝胶后可与连接料形成连接中间体；着色剂可附着在连接中间体上，形成稳定的浆状胶粘体油墨，使得油墨可以稳定的进行显色印刷；滑石粉作为填充剂在油墨中起填充的作用，可以用来减少颜料的用量，降低油墨成本，同时又可以调整油墨的颜色，改善油墨印刷的适应性；抗磨剂的添加用于减少油墨在印刷过程中与印刷品之间的摩擦力，使得油墨被印刷的过程更加顺滑；由于油墨在印刷过程中，若长时间不使用易发生沉淀的现象，抗沉淀剂的添加用于减轻油墨在放置过程中的沉淀现象，延长油墨的使用寿命，从而获得绿色环保，适用性好的油墨。
优选的，所述绿色环保型印刷用油墨主要由以下重量份数的原料制成：连接料25-35份，着色剂8-15份，溶剂35-40份，增稠剂2-3份，抗磨剂3-5份，抗沉淀剂5-8份，填充剂15-20份，水5-10份，所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成，着色剂为炭黑，填充剂为滑石粉，溶剂为丙三醇，抗磨剂为蜂蜡。
通过采用上述技术方案，对各原料的比例进行优选，使不同原料之间合理搭配，进一步提高制备出的油墨的在使用时的顺滑度。
优选的，所述连接料为松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按2-3:1配制而成。
通过采用上述技术方案，松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂均可与增稠剂形成连接中间体，由于松香改性酚醛树脂具有良好的颜料润湿性能和蜂窝状结构，可增大与增稠剂反应时的接触面积，提高形成的连接中间体的稳定性；同时松香改性酚醛树脂本身具有的蜂窝状结构也可以增大其与着色剂的接触面积，使得着色剂与松香改性酚醛树脂连接的更加牢固，从而提高油墨的显色效果；松香改性醇酸树脂在与增稠剂反应生成连接中间体的同时，也可以提高油墨的干燥速度。
优选的，所述原料中还包括9-11份的反干燥剂。
通过采用上述技术方案，由于在印刷过程中会因为各种原因会造成停机，当停机时间较长时，本申请的油墨由于通过将果胶和明胶溶于水中形成增稠剂凝胶，对油墨进行增稠，长时间的停机会导致增稠剂凝胶内的水份挥发，导致印刷辊上的油墨干燥起皮，反干燥剂的添加可以降低油墨干燥起皮的速率。
优选的，所述反干燥剂为山梨糖醇。
通过采用上述技术方案，山梨糖醇无色无毒，具有良好的保湿性能，可使油墨保持一定的水分，延缓油墨在长时间不使用的状态下干燥起皮的速率。
优选的，所述原料还包括2-3份的木质纤维素。
通过采用上述技术方案，木质纤维素是可再生木材经过化学处理和机械加工得到的有机絮状纤维物质，具有无毒、无味、无污染的特点，同时木质纤维素具有优良的柔韧性及分散性，可形成三维网状结构，木质纤维素添加进油墨中增强了油墨的稳定性、强度、密实度和均匀度。
优选的，所述抗沉淀剂为羟甲基纤维素。
通过采用上述技术方案，羟甲基纤维素溶解在油墨中可以对着色剂粒子进行吸附，防止着色剂粒子之间的絮凝，从而达到对着色剂粒子的分散和抗沉淀的效果。
优选的，所述填充剂的粒径为800-1250目。
通过采用上述技术方案，添加800-1250目范围粒径的填充剂，在增强油墨在印刷过程的顺滑度，提高油墨的印刷效果的同时，也可以降低油墨的生产成本。
第二方面，本申请提供一种绿色环保型印刷用油墨的制备方法，采用如下的技术方案：
一种上述绿色环保型印刷用油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)将连接料、填充剂、着色剂和溶剂混合均匀制成预混液；将增稠剂和水混合均匀制成增稠剂凝胶；
(2)将步骤(1)中制备的增稠剂凝胶、抗磨剂和抗沉淀剂加入步骤(1)制备的预混液中混合均匀。
通过采用上述技术方案，先将连接料、填充剂、着色剂和溶剂混合均匀获得油墨的预混液，然后将增稠剂在水中湿润溶胀成增稠剂凝胶，将制备的增稠剂凝胶、抗磨剂和抗沉淀剂加入制备的预混液中混合均匀；连接料与增稠剂反应得到连接中间体，通过连接料中的松香改性酚酸树脂具有的蜂窝状结构，增大了着色剂依附于连接料上的面积，从而提高油墨的显色效果；抗磨剂的添加用于减轻油墨在印刷过程中的摩擦力，抗沉淀剂的添加使得油墨在使用过程中不易因长时间停置而发生沉降，提高了油墨在使用过程中的稳定性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
本申请采用连接料20-40份，着色剂10-20份，溶剂30-40份，增稠剂2-5份，抗磨剂3-6份，抗沉淀剂5-10份，填充剂10-20份，由于溶剂采用丙三醇，无毒无害，使得油墨在使用过程中更加绿色环保，同时连接料中的松香改性酚醛树脂具有蜂窝状结构，可增大与着色剂的接触面积，提高油墨的显色度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
下面实施例中，所用溶剂为丙三醇，优选的，丙三醇由济南联赢化工有限公司生产；
所用着色剂为炭黑，优选的，炭黑由石家庄汇德产品有限公司生产；
所用连接料为松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂的混合物，优选的，松香改性酚醛树脂为济宁佰一化工有限公司生产的松香改性酚醛树脂F210；优选的，所用松香改性醇酸树脂由济南汇锦川商贸有限公司生产；
所用填充剂为滑石粉，优选的，滑石粉由青岛华盛源矿产制品有限公司生产；
所用抗磨剂为蜂蜡，优选的，蜂蜡为东光县金鼎蜡制品厂生产的颗粒蜂蜡；
所用反干燥剂为山梨糖醇，优选的，山梨糖醇由河南聚硕生物科技有限公司生产；
所用增稠剂为果胶与明胶，优选的，明胶由济南汇锦化工有限公司生产；优选的，果胶由南京松冠生物科技有限公司生产；
优选的，所用木质纤维素由郑州硕硕商贸有限公司生产；
所用抗沉淀剂为羟甲基纤维素，优选的，羟甲基纤维素由容城县首信环保科技有限公司生产。
所用水为蒸馏水。
本申请的绿色环保型印刷用油墨在制备时，将着色剂、连接料和填充剂加入溶剂中后，以50-80r/min的转速搅拌15-30min；制备增稠剂凝胶时，将增稠剂加入蒸馏水中，以40-90r/min的转速搅拌20-40min，之后静置15-40min制成增稠剂凝胶；将增稠剂凝胶、抗磨剂和抗沉淀剂加入后，以70-90r/min的转速搅拌20-30min。
实施例1
本实施例的绿色环保型印刷用油墨，由如下重量的原料制成：连接料25kg，着色剂8kg，溶剂35kg，增稠剂2kg，抗磨剂3kg，抗沉淀剂5kg，填充剂15kg，蒸馏水6kg，所述连接料由松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按质量比为2:1配制而成；所述着色剂为炭黑；所述溶剂为丙三醇；所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成；所述抗磨剂为蜂蜡；所述抗沉淀剂为羟甲基纤维素；所述填充剂为滑石粉，填充剂的粒径为1250目。
本实施例的绿色环保型印刷用油墨的制备方法包括如下步骤：
(1)将30kg溶剂加入装有搅拌桨的搅拌桶内，将25kg连接料和15kg填充剂和8kg着色剂分别加入装有溶剂的搅拌桶中，搅拌桨的搅拌速率设置为50r/min，搅拌15min，混合均匀，制成预混液；将2kg增稠剂在6kg蒸馏水中搅拌30min，搅拌桨的搅拌速率设置为60r/min，之后静置30min，得到增稠剂凝胶；
(2)将步骤(1)中制得的增稠剂凝胶、3kg抗磨剂和5kg抗沉淀剂加入步骤(1)中制备的预混液中；搅拌桨的搅拌速率设置为65r/min，搅拌20min，即得。
实施例2
本实施例的绿色环保型印刷用油墨，由如下重量的原料制成：连接料35kg，着色剂15kg，溶剂40kg，增稠剂3kg，抗磨剂5kg，抗沉淀剂8kg，填充剂20kg，蒸馏水10kg，所述连接料由松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按质量比为2:1配制而成；所述着色剂为炭黑；所述溶剂为丙三醇；所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成；所述抗磨剂为蜂蜡；所述抗沉淀剂为羟甲基纤维素；所述填充剂为滑石粉，填充剂的粒径为1250目。
本实施例的绿色环保型印刷用油墨的制备方法包括如下步骤：
(1)将40kg溶剂加入装有搅拌桨的搅拌桶内，将35kg连接料和20kg填充剂和15kg着色剂分别加入装有溶剂的搅拌桶中，搅拌桨的搅拌速率设置为50r/min，搅拌15min，混合均匀，制成预混液；将3kg增稠剂在10kg蒸馏水中搅拌30min，搅拌桨的搅拌速率设置为60r/min，之后静置30min，得到增稠剂凝胶；
(2)将步骤(1)中制得的增稠剂凝胶、5kg抗磨剂和8kg抗沉淀剂加入步骤(1)中制备的预混液中；搅拌桨的搅拌速率设置为65r/min，搅拌20min，即得。
实施例3
本实施例的绿色环保型印刷用油墨，由如下重量的原料制成：连接料30kg，着色剂12kg，溶剂38kg，增稠剂2.5kg，抗磨剂4kg，抗沉淀剂6kg，填充剂18kg，蒸馏水7kg，所述连接料由松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按质量比为2:1配制而成；所述着色剂为炭黑；所述溶剂为丙三醇；所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成；所述抗磨剂为蜂蜡；所述抗沉淀剂为羟甲基纤维素；所述填充剂为滑石粉，填充剂的粒径为1250目。
本实施例的绿色环保型印刷用油墨的制备方法包括如下步骤：
(1)将38kg溶剂加入装有搅拌桨的搅拌桶内，将30kg连接料、18kg填充剂和12kg着色剂分别加入装有溶剂的搅拌桶中，搅拌桨的搅拌速率设置为60r/min，搅拌15min，混合均匀，制成预混液；将2.5kg增稠剂在7kg蒸馏水中搅拌30min，搅拌桨的搅拌速率设置为70r/min，之后静置30min，得到增稠剂凝胶；
(2)将步骤(1)中制得的增稠剂凝胶、4kg抗磨剂和6kg抗沉淀剂加入步骤(1)中制备的预混液中；搅拌桨的搅拌速率设置为65r/min，搅拌20min，即得。
实施例4
本实施例的绿色环保型印刷用油墨，由如下重量的原料制成：连接料30kg，着色剂12kg，溶剂38kg，增稠剂2.5kg，抗磨剂4kg，抗沉淀剂6kg，填充剂18kg，蒸馏水7kg，所述连接料由松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按质量比为3:1配制而成；所述着色剂为炭黑；所述溶剂为丙三醇；所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成；所述抗磨剂为蜂蜡；所述抗沉淀剂为羟甲基纤维素；所述填充剂为滑石粉，填充剂的粒径为1250目。
本实施例的绿色环保型印刷用油墨的制备方法与实施例3的不同之处在于步骤(1)中添加的连接料由松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按质量比为3:1配制而成。
实施例5
本实施例的绿色环保型印刷用油墨，由如下重量的原料制成：连接料30kg，着色剂12kg，溶剂38kg，增稠剂2.5kg，抗磨剂4kg，抗沉淀剂6kg，填充剂18kg，蒸馏水7kg和反干燥剂9kg，所述连接料由松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按质量比为2:1配制而成；所述着色剂为炭黑；所述溶剂为丙三醇；所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成；所述抗磨剂为蜂蜡；所述抗沉淀剂为羟甲基纤维素；所述填充剂为滑石粉，填充剂的粒径为1250目；所述反干燥剂为山梨糖醇。
本实施例的绿色环保型印刷用油墨的制备方法与实施例3的不同之处在于步骤(2)添加完抗沉淀剂和抗磨剂之后又添加了9kg反干燥剂，然后进行搅拌。
实施例6
本实施例的绿色环保型印刷用油墨，由如下重量的原料制成：连接料30kg，着色剂12kg，溶剂38kg，增稠剂2.5kg，抗磨剂4kg，抗沉淀剂6kg，填充剂18kg，蒸馏水7kg和反干燥剂11kg，所述连接料由松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按质量比为2:1配制而成；所述着色剂为炭黑；所述溶剂为丙三醇；所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成；所述抗磨剂为蜂蜡；所述抗沉淀剂为羟甲基纤维素；所述填充剂为滑石粉，填充剂的粒径为1250目；所述反干燥剂为山梨糖醇。
本实施例的绿色环保型印刷用油墨的制备方法与实施例3的不同之处在于步骤(2)添加完抗沉淀剂和抗磨剂之后又添加了11kg反干燥剂，然后进行搅拌。
实施例7
本实施例的绿色环保型印刷用油墨，由如下重量的原料制成：连接料30kg，着色剂12kg，溶剂38kg，增稠剂2.5kg，抗磨剂4kg，抗沉淀剂6kg，填充剂18kg，蒸馏水7kg，反干燥剂11kg和木质纤维素2kg，所述连接料由松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按质量比为2:1配制而成；所述着色剂为炭黑；所述溶剂为丙三醇；所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成；所述抗磨剂为蜂蜡；所述抗沉淀剂为羟甲基纤维素；所述填充剂为滑石粉，填充剂的粒径为1250目；所述反干燥剂为山梨糖醇。
本实施例的绿色环保型印刷用油墨的制备方法与实施例6的不同之处在于步骤(2)添加完反干燥剂后又添加了2kg木质纤维素，然后进行搅拌。
实施例8
本实施例的绿色环保型印刷用油墨，由如下重量的原料制成：连接料30kg，着色剂12kg，溶剂38kg，增稠剂2.5kg，抗磨剂4kg，抗沉淀剂6kg，填充剂18kg，蒸馏水7kg，反干燥剂11kg和木质纤维素3kg，所述连接料由松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按质量比为2：1配制而成；所述着色剂为炭黑；所述溶剂为丙三醇；所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成；所述抗磨剂为蜂蜡；所述抗沉淀剂为羟甲基纤维素；所述填充剂为滑石粉，填充剂的粒径为1250目；所述反干燥剂为山梨糖醇。
本实施例的绿色环保型印刷用油墨的制备方法与实施例6的不同之处在于步骤(2)添加完反干燥剂后又添加了3kg木质纤维素，然后进行搅拌。
实施例9
本实施例的绿色环保型印刷用油墨，由如下重量的原料制成：连接料30kg，着色剂12kg，溶剂38kg，增稠剂2.5kg，抗磨剂4kg，抗沉淀剂6kg，填充剂18kg，蒸馏水7kg，反干燥剂11kg和木质纤维素3kg，所述连接料由松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按质量比为2：1配制而成；所述着色剂为炭黑；所述溶剂为丙三醇；所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成；所述抗磨剂为蜂蜡；所述抗沉淀剂为羟甲基纤维素；所述填充剂为滑石粉，填充剂的粒径为800目；所述反干燥剂为山梨糖醇。
本实施例的绿色环保型印刷用油墨的制备方法与实施例8的不同之处在于步骤(1)添加的填充剂的粒径为800目。
对比例1
本对比例与实施例3的不同之处在于，绿色环保型印刷用油墨的制备原料中不含有松香改性醇酸树脂，即连接料为松香改性酚醛树脂，其他的与实施例3中的相同。
对比例2
本对比例与实施例3的不同之处在于，绿色环保型印刷用油墨的制备原料中不含有松香改性酚醛树脂，即连接料为松香改性醇酸树脂，其他的与实施例3中的相同。
性能检测试验
通过实施例1-9和对比例1和对比例2制备出相应油墨，并对所制备出的油墨进行性能检测：
粘度测试：按照GB/T13217.1-91的标准进行检测，单位为(25℃±1)P；
初干性测试：GB/T13217.1-91的标准进行检测，单位为mm；
附着力测试：GB/T13217.1-91的标准进行检测，单位为(％)；
对实施例1-9与对比例1-2制备的绿色环保型印刷用油墨进行以上性能测试得到表1；
表1：实施例1-9与对比例1-2制备的绿色环保型印刷用油墨的性能测试结果
Figure BDA0003049826740000081
结合实施例1-3和对比例1-2并结合表1中的数据可以看出，采用松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按质量比为2：1制备得到连接料制备油墨，通过松香改性酚醛树脂本身具有的蜂窝状结构，使得着色剂与连接料的接触面积增大，松香改性醇酸树脂的添加提高了油墨的干燥速度，使得制备出的油墨初干性好，附着力强。
结合实施例1-9和对比例1-2并结合表1中的数据可以看出，通过添加反干燥剂提高了油墨氧化结膜的时间，使得油墨即使时因为机器故障，也不易在印刷辊上干燥起皮，从而影响印刷效果；通过添加木质纤维素，由于木质纤维素的网状连接结构，使得油墨的状态更加稳定，油墨印刷时的附着力也得到提升。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种绿色环保型印刷用油墨，其特征在于，所述绿色环保型印刷用油墨主要由以下重量份数的原料制成：连接料20-40份，着色剂5-20份，溶剂30-40份，增稠剂2-5份，抗磨剂3-6份，抗沉淀剂5-10份，填充剂10-20份，水4-12份，所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成，着色剂为炭黑，填充剂为滑石粉，溶剂为丙三醇，抗磨剂为蜂蜡。
2.根据权利要求1所述的绿色环保型印刷用油墨，其特征在于：所述绿色环保型印刷用油墨主要由以下重量份数的原料制成：连接料25-35份，着色剂8-15份，溶剂35-40份，增稠剂2-3份，抗磨剂3-5份，抗沉淀剂5-8份，填充剂15-20份，水5-10份，所述增稠剂由果胶与明胶按质量比为1:1配制而成，着色剂为炭黑，填充剂为滑石粉，溶剂为丙三醇，抗磨剂为蜂蜡。
3.根据权利要求1所述的绿色环保型印刷用油墨，其特征在于：所述连接料由松香改性酚醛树脂和松香改性醇酸树脂按2-3:1配制而成。
4.根据权利要求3所述的绿色环保型印刷用油墨，其特征在于：所述原料中还包括9-11份的反干燥剂。
5.根据权利要求4所述的绿色环保型印刷用油墨，其特征在于：所述反干燥剂为山梨糖醇。
6.根据权利要求5所述的绿色环保型印刷用油墨，其特征在于：所述原料还包括2-3份的木质纤维素。
7.根据权利要求1所述的绿色环保型印刷用油墨，其特征在于：所述抗沉淀剂为羟甲基纤维素。
8.根据权利要求1所述的绿色环保型印刷用油墨，其特征在于：所述填充剂的粒径为800-1250目。
9.一种如权利要求1或者2所述的绿色环保型印刷用油墨的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将连接料、填充剂、着色剂和溶剂混合均匀制成预混液；将增稠剂和水混合均匀制成增稠剂凝胶；
（2）将步骤（1）中制备的增稠剂凝胶、抗磨剂和抗沉淀剂加入步骤（1）制备的预混液中混合均匀。
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