CN116790153B - 一种瓦楞纸板用防潮油墨及其制备方法和印刷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包装材料技术领域，具体涉及一种瓦楞纸板用防潮油墨及其制备方法和印刷方法。其技术要点如下：防潮油墨分为A组分、B组分和C组分；按照重量份数计算，A组分为，交联单体a 1~3份，溶剂5~8份和氧化剂0.05~0.08份；B组分为，交联单体b 1~3份，溶剂5~8份、还原剂0.05~0.08份和水7~10份；C组分为，交联单体c 10~15份，颜料5~8份，水性丙烯酸乳液10~15份和水7~10份；其中交联单体a和交联单体b带有电荷，在电场力作用下能够定向移动。本发明在不采用胶黏剂的情况下，依然能够保证油墨牢固的贴合在瓦楞纸板上；同时在颜料表面生成有机膜，提高油墨的耐酸碱性和防潮性。
Description
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，具体涉及一种瓦楞纸板用防潮油墨及其制备方法和印刷方法。
背景技术
水性油墨在我国是目前迫切需要开发的新型环保型印刷油墨。研究和应用水性印刷油墨可以减少对环境的污染。水性油墨主要由水溶性树脂、有机颜料、溶剂及相关助剂经复合研磨加工而成，适用于多种包装印刷产品。我国已明确将水性油墨及其相关原材料列为今后发展研究的重点和油墨行业发展的主要方向。
现有技术中，包装材料采用的油墨大多与其他印刷油墨成分近似。然而，印刷油墨中的防水剂绝大多数为油性，不仅对环境造成污染，还对瓦楞纸板箱以及瓦楞纸板箱内的物品造成污染，同时不利于瓦楞纸板箱的回收利用。
另一方面，由于瓦楞纸板箱经常用来承载含有酸性、碱性、腐蚀性等物品，这些物品包括挥发性有毒物质、酸性物质、碱性物质等，严重损害了瓦楞纸板箱表面的印刷物，给运输带来不便。
发明内容
本发明的目的是开发一种瓦楞纸板用防潮油墨，利用氧化还原体系使A、B、C三个组分中的交联单体在瓦楞纸板表面发生聚合反应，从而形成有机薄膜，覆盖于颜料表面，提高印刷物的耐刮擦性能、防潮性能以及耐酸碱性。
本发明的第二个目的是开发一种瓦楞纸板用防潮油墨的制备方法，具有同样的技术效果。
本发明的第三个目的是开发一种瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，印刷时，在瓦楞纸板外部施加电场力，使油墨中的带电的交联单体a和交联单体b在电场力的引导下，向瓦楞纸板的面纸层内部的孔道中填充，并在面纸层的微小孔道中交联聚合，进一步提高印刷物的耐刮擦性能，且防止瓦楞纸板箱承载的物品中的有害物质对印刷物进行腐蚀。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
本发明提供的一种瓦楞纸板用防潮油墨，分为A组分、B组分和C组分；
按照重量份数计算，A组分为，交联单体a 1~3份，溶剂5~8份和氧化剂0.05~0.08份；
B组分为，交联单体b 1~3份，5~8份和还原剂0.05~0.08份和水7~10份；
C组分为，交联单体c 10~15份，颜料5~8份，水性丙烯酸乳液10~15份和水7~10份；
其中交联单体a和交联单体b带有电荷，在电场力作用下能够定向移动；氧化剂为过硫酸铵或过氧化氢；
还原剂为亚硫酸铵或亚硫酸氢铵；
交联单体a为甲基丙烯酸盐，交联单体c为环碳酸酯单丙烯酸酯；
交联单体b为衣康酸铵、甲基丙烯酸胺或丙烯酰胺中的任意一种。
本发明中，采用上述氧化剂和还原剂的目的是，不额外引入金属离子，避免其他金属离子对颜料的颜色产生影响。
本发明采用上述交联单体的原因是，甲基丙烯酸盐能够与衣康酸铵、甲基丙烯酸胺或丙烯酰胺交联；同时甲基丙烯酸盐和环碳酸酯单丙烯酸酯还能够与衣康酸铵、甲基丙烯酸胺或丙烯酰胺三者共同交联，形成致密的有机膜，既达到防水防潮的目的，还能够提高耐酸碱的性能。
另一方面，上述交联单体在水溶液中电离后会产生电荷，达到其在电场作用下定向移动的目的。
本发明提供的一种瓦楞纸板用防潮油墨的制备方法，是由以下技术方案实现的：
具体为，分别将A组分、B组分和C组分中的材料混匀，研磨至粒径为10~15μm；将研磨后的A组分、B组分和C组分分装。
本发明提供的一种瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，是由以下技术方案实现的：
本发明提供的印刷方法，具体包括如下操作步骤：
S1、将C组分印于瓦楞纸板表面；
S2、将A组分覆盖于C组分表面；
S3、将B组分覆盖于A组分表面；
S4、烘干。
进一步的，烘干温度为100~130℃。
进一步的，当瓦楞纸板中，面纸层的厚度与瓦楞层的厚度比大于0.3时，在步骤S1结束后，进行步骤S2前，向瓦楞纸板两侧施加电场力，步骤S3结束后撤去电场力。
在本发明中，当面纸层的厚度与瓦楞层的厚度比大于0.3时，采用本发明的聚合方式，能够使聚合物在面纸层的内部靠近油墨的一侧生成有机膜，阻隔瓦楞纸板箱内的物品挥发出的气体或者水汽、液体从面纸层渗透到油墨上，保护油墨；同时能够使油墨牢固的贴合在面纸层上，提高油墨的耐刮擦性能。
进一步的，当瓦楞纸板中，面纸层的厚度与瓦楞层的厚度比小于或等于0.3时，在步骤S3结束后，在步骤S4开始前，向瓦楞纸板两侧施加电场力；电场力方向垂直于瓦楞纸板表面。
当面纸层的厚度与瓦楞层的厚度比小于或等于0.3时，若在A组分和B组分喷涂前就施加电场，会增大A组分和B组分在面纸层的渗透力，致使A组分和B组分从面纸层渗透到瓦楞层后再聚合，这会导致瓦楞层与面纸层之间的产生不必要的黏连，严重影响瓦楞纸板的力学性能。
而在A组分和B组分喷涂完成后，大部分的A组分和B组分在氧化还原剂的作用下，已经开始聚合，形成较大的分子结构，无法通过面纸层的微孔，既能保证少部分A组分和B组分渗透入面纸层，还能防止A组分和B组分过分渗入，透过面纸层到达瓦楞层。
进一步的，当面纸层的厚度与瓦楞层的厚度比大于0.3时，电场力的施加方式为，在步骤S2结束后，步骤S3开始前，将电场的正负极互换。
进一步的，当面纸层的厚度与瓦楞层的厚度比小于或等于0.3时，电场力的施加方式为，电场的正负极交替，间隔时间为1~4min。
进一步的，电场力的方向为，垂直于瓦楞纸板。进一步的，电场力的电场强度为0.5~1V/m。若电场强度过大，则会导致A组分和B组分全部渗入面纸层，无法在油墨表面成膜，达不到保护油墨的技术效果；若电场强度过小，则无法使A组分和B组分渗入面纸层，达不到在面纸层微孔中聚合的技术目的。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
首先，本发明利用A、B、C组分在氧化还原剂作用下的聚合，在不采用胶黏剂的情况下，仍能够保证油墨牢固地贴合在瓦楞纸板上。同时，利用三个交联单体的交联，在颜料表面生成有机膜，提高油墨的耐酸碱性和防潮性。
其次，本发明还提供了一种基于本发明的油墨的印刷方法。该方法利用电场力，在瓦楞纸板的面纸层的微孔中使少量的A组分和B组分聚合，填补面纸层的孔隙，在面纸层内部形成致密的有机膜，防止瓦楞纸板箱内部的物品对油墨产生损害。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种瓦楞纸板用防潮油墨及其制备方法以及印刷方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
一种瓦楞纸板用防潮油墨，分为A组分、B组分和C组分；按照重量份数计算，A组分为，交联单体a 1~3份，溶剂5~8份和氧化剂0.05~0.08份；B组分为，交联单体b 1~3份，溶剂5~8份、还原剂0.05~0.08份和水7~10份；C组分为，交联单体c 10~15份，颜料5~8份，水性丙烯酸乳液10~15份和水7~10份；
交联单体a和交联单体b带有电荷，在电场力作用下能够定向移动，可以使交联单体a和交联单体b渗入面纸层的孔隙中，并在孔隙中固化，形成物理铆钉的作用。这样可以提高油墨的附着力，并防止瓦楞纸板箱中的有害物质挥发对油墨造成腐蚀。
为了不引入金属离子而影响油墨的颜色，本实施例中氧化剂选用过硫酸铵或过氧化氢，还原剂选用亚硫酸铵或亚硫酸氢铵。溶剂使用常规的有机溶剂，如乙醇、甲醇、乙腈等。
交联单体a为甲基丙烯酸盐，交联单体c为环碳酸酯单丙烯酸酯，交联单体b可以选择衣康酸铵、甲基丙烯酸胺或丙烯酰胺。这三种交联单体在氧化还原体系下共同交联，形成更为致密的有机膜，提高油墨的耐酸碱腐蚀性能。
瓦楞纸板用防潮油墨的制备方法是分别将A组分、B组分和C组分中的材料混匀，并将其研磨至粒径为10~15μm。然后将研磨后的A组分、B组分和C组分分装。
需要注意的是，研磨主要针对颜料。若粒径小于10μm，颜料会随着电场力进入到面纸层的孔隙中，导致油墨不清晰，同时影响面纸层的力学性能；若粒径大于15μm，影响油墨的延展性。
一种瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，包括如下操作步骤：
S1、将C组分印于瓦楞纸板表面；
S2、将A组分覆盖于C组分表面；
S3、将B组分覆盖于A组分表面；
S4、烘干。
在本具体实施方式中，当瓦楞纸板中，面纸层的厚度与瓦楞层的厚度比大于0.3时，在步骤S1结束后，进行步骤S2前，向瓦楞纸板两侧施加电场力，步骤S3结束后撤去电场力；电场力方向垂直于瓦楞纸板表面。
当面纸层的厚度与瓦楞层的厚度比大于0.3时，采用本发明的聚合方式，能够使聚合物在面纸层的内部靠近油墨的一侧生成有机膜，阻隔瓦楞纸板箱内的物品挥发出的气体或者水汽、液体从面纸层渗透到油墨上，保护油墨；同时能够使油墨牢固的贴合在面纸层上，提高油墨的耐刮擦性能。
当瓦楞纸板中，面纸层的厚度与瓦楞层的厚度比小于或等于0.3时，在步骤S3结束后，在步骤S4开始前，向瓦楞纸板两侧施加电场力；电场力方向垂直于瓦楞纸板表面。
当面纸层的厚度与瓦楞层的厚度比大于0.3时，若在A组分和B组分喷涂前就施加电场，会增大A组分和B组分在面纸层的渗透力，致使A组分和B组分从面纸层渗透到瓦楞层后再聚合，这会导致瓦楞层与面纸层之间的产生不必要的黏连，严重影响瓦楞纸板的力学性能。
而在A组分和B组分喷涂完成后，大部分A组分和B组分在氧化还原剂的作用下，已经开始聚合，形成较大的分子结构，无法通过面纸层的微孔，既能保证少部分A组分和B组分渗透入面纸层，还能防止A组分和B组分过分渗入，透过面纸层到达瓦楞层。
本具体实施方式中，电场力大小为0.05~0.1V。若电场力过大，则会导致A组分和B组分全部渗入面纸层，无法在油墨表面成膜，达不到保护油墨的技术效果；若电场力过小，则无法使A组分和B组分渗入面纸层，达不到在面纸层微孔中聚合的技术目的。
实施例1
一种瓦楞纸板用防潮油墨，分为A组分、B组分和C组分；
按照重量份数计算，A组分为，甲基丙烯酸镁3份，乙醇8份和过硫酸铵0.05份；
B组分为，甲基丙烯酸胺3份，乙醇8份、亚硫酸铵0.08份和水10份；
C组分为，环碳酸酯单丙烯酸酯15份，颜料8份，水性丙烯酸乳液15份和水10份；
其中甲基丙烯酸镁和甲基丙烯酸胺带有电荷，在电场力作用下能够定向移动。
瓦楞纸板用防潮油墨的制备方法，分别将A组分、B组分和C组分中的材料混匀，研磨至粒径为12μm；将研磨后的A组分、B组分和C组分分装。
瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，包括如下操作步骤：
S1、将C组分印于瓦楞纸板表面；
S2、将A组分均匀涂覆于C组分表面；
S3、将B组分均匀涂覆于A组分表面；
S4、110℃下烘干。
本实施例中的瓦楞纸板规格为，面纸层、瓦楞层和里纸层的厚度比为4:13:5，因此在本实施例中，在步骤S3结束后，步骤S4开始前，向瓦楞纸板两侧施加垂直于瓦楞纸板的电场力，每隔2min交换一次电场的正负极，交换2次，撤去电场力，电场强度为0.5V/m。
实施例2
一种瓦楞纸板用防潮油墨，分为A组分、B组分和C组分；
按照重量份数计算，A组分为，甲基丙烯酸钠3份，乙醇8份和过硫酸铵0.05份；
B组分为，甲基丙烯酸胺3份，乙醇8份和还亚硫酸铵0.05份；
C组分为，环碳酸酯单丙烯酸酯15份，颜料8份，水性丙烯酸乳液15份和水15份；
其中甲基丙烯酸钠和甲基丙烯酸胺带有电荷，在电场力作用下能够定向移动。
瓦楞纸板用防潮油墨的制备方法，分别将A组分、B组分和C组分中的材料混匀，研磨至粒径为13μm；将研磨后的A组分、B组分和C组分分装。
瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，包括如下操作步骤：
S1、将C组分印于瓦楞纸板表面；
S2、将A组分覆盖于C组分表面；
S3、将B组分覆盖于A组分表面；
S4、110℃下烘干。
本实施例中的瓦楞纸板规格为：面纸层、瓦楞层和里纸层的厚度比为5:17:6。因此，在步骤S1结束后，进行步骤S2前，向瓦楞纸板两侧施加电场力，步骤S2结束后，交换电场的正负极，开启步骤S3，步骤S3结束后撤去电场力；电场力方向垂直于瓦楞纸板表面，电场强度为0.5V/m。
对比例1
一种瓦楞纸板用防潮油墨，组成成分同实施例1。
一种瓦楞纸板用防潮油墨的制备方法，同实施例1。
一种瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，印刷过程中，不加入电场力，其他与实施例1相同。
对比例2
一种瓦楞纸板用防潮油墨，组成成分同实施例1。
一种瓦楞纸板用防潮油墨的制备方法，同实施例1。
一种瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，印刷过程中，在步骤S1结束后，进行步骤S2前，向瓦楞纸板两侧施加电场力，步骤S2结束后，交换电场的正负极，开启步骤S3，步骤S3结束后撤去电场力；电场力方向垂直于瓦楞纸板表面，电场强度为0.5V/m，其他与实施例1相同。
对比例3
一种瓦楞纸板用防潮油墨，组成成分同实施例2。
一种瓦楞纸板用防潮油墨的制备方法，同实施例2。
一种瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，印刷过程中，在步骤S3结束后，步骤S4开始前，向瓦楞纸板两侧施加垂直于瓦楞纸板的电场力，每隔2min交换一次电场的正负极，交换2次，撤去电场力，电场强度为0.5V/m；其他与实施例2相同。
性能测试
对实施例1和2以及对比例1~3中印刷后的瓦楞纸板进行性能测试，结果见表1。
表1.性能测试结果
根据实施例1与对比例1的对比可知，在施加了电场力后，油墨的防潮性能和附着力具有大幅提高。
根据实施例1与对比例2的对比以及实施例2与对比例3可知，电场力的施加时机对瓦楞纸板的机械强度以及油墨的附着力具有一定的影响，若电场力施加过早，如对比例2，导致油墨的耐刮擦性能以及瓦楞纸板的机械强度降低；若电场力施加过晚，无法达到在面纸层形成“物理铆钉”的技术目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种瓦楞纸板用防潮油墨，其特征在于，分为A组分、B组分和C组分；
按照重量份数计算，所述A组分为，交联单体a 1~3份，溶剂5~8份和氧化剂0.05~0.08份；
所述B组分为，交联单体b 1~3份，溶剂5~8份、还原剂0.05~0.08份和水7~10份；
所述C组分为，交联单体c 10~15份，颜料5~8份，水性丙烯酸乳液10~15份和水7~10份；
其中所述交联单体a和交联单体b带有电荷，在电场力作用下能够定向移动；
所述氧化剂为过硫酸铵或过氧化氢；
所述还原剂为亚硫酸铵或亚硫酸氢铵；
所述交联单体a为甲基丙烯酸盐，交联单体c为环碳酸酯单丙烯酸酯；
所述交联单体b为衣康酸铵、甲基丙烯酸胺或丙烯酰胺中的任意一种。
2.如权利要求1所述的瓦楞纸板用防潮油墨的制备方法，其特征在于，分别将A组分、B组分和C组分中的材料混匀，研磨至粒径为10~15μm；将研磨后的A组分、B组分和C组分分装。
3.采用如权利要求1所述的瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
S1、将C组分印于瓦楞纸板表面；
S2、将A组分覆盖于C组分表面；
S3、将B组分覆盖于A组分表面；
S4、烘干。
4.根据权利要求3所述的瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，其特征在于，所述烘干温度为100~130℃。
5.根据权利要求3所述的瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，其特征在于，当所述瓦楞纸板中，面纸层的厚度与瓦楞层的厚度比大于0.3时，在所述步骤S1结束后，进行所述步骤S2前，向瓦楞纸板两侧施加电场力，所述步骤S3结束后撤去电场力。
6.根据权利要求3所述的瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，其特征在于，当所述瓦楞纸板中，面纸层的厚度与瓦楞层的厚度比小于或等于0.3时，在所述步骤S3结束后，在步骤S4开始前，向瓦楞纸板两侧施加电场力。
7.根据权利要求5所述的瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，其特征在于，所述电场力的施加方式为，在步骤S2结束后，步骤S3开始前，将电场的正负极互换。
8.根据权利要求6所述的瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，其特征在于，所述电场力的施加方式为，电场的正负极交替，间隔时间为1~4min。
9.根据权利要求7或8所述的瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，其特征在于，所述电场力的方向为垂直于瓦楞纸板。
10.根据权利要求9所述的瓦楞纸板用防潮油墨的印刷方法，其特征在于，所述电场力的电场强度为0.5~1V/m。
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