TWI706009B - 環保水性印墨之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明為有關一種環保水性印墨之製造方法，該環保水性印墨主要為印刷於應用在食品或衛生產品包裝之聚乙烯對苯二甲酸酯、流延聚丙烯或定向聚丙烯之塑膠薄膜上，其步驟包括將一色漿置入一料筒中，該料筒中設有一攪拌機，該攪拌機以一預定高轉速進行攪拌；分批將一抗刮硬劑及一慢乾劑置入該料筒中且持續進行攪拌；將該抗刮硬劑與該慢乾劑所調配特定比例之一混合物置入該料筒中；將一延展拉伸劑置入該料筒中；將一消泡劑置入該料筒中且持續攪拌一第一預定時間；將一增稠劑置入該料筒中且持續攪拌一第二預定時間；將一濕潤劑置入該料筒中且持續攪拌一第三預定時間；將一成膜劑置入該料筒中且持續攪拌一第四預定時間；測量該料筒中之印墨的酸鹼值，並調整該印墨使其呈現弱鹼性；將該印墨過濾後進行裝桶，以完成環保水性印墨之製造。
Description
本發明係提供一種環保水性印墨之製造方法，尤指一種對環境無汙染，對人體健康無影響之水性印墨，可改善印刷作業環境，降低對員工健康之危害，也可減少對包裝產品的污染，又同時具備安全性、不易燃燒等特質，同時因不含溶劑的原因，不會對印刷版材產生腐蝕，相對增加版材之壽命等優點，其特別適用於食品、飲料、藥品等包裝印刷的無毒油墨。
按，印刷製程於油墨上的選擇，目前使用最多的是溶劑型油墨，溶劑型油墨係藉由溶劑的蒸發作用來達到加速乾燥的效果，其稀釋後溶劑比例可高達80%以上。溶劑型油墨中含有環芳香族碳氫化合物(Poly Aromatic Hydrocarbons，PAH)及破壞臭氧物質(Ozone Depleting Chemicals，ODC)等有機溶劑，當溶劑含量越高，則越容易於印刷或烘乾、乾燥過程中將揮發性有機物(Volatile Organic Comppunds，VOC)揮發至空氣中，為目前印刷產業中最大的汙染源。
揮發性有機物(VOC)：指在一大氣壓下，測量所得初始沸點於攝氏250度以下有機化合物之空氣汙染物總稱。但不包含甲烷
、一氧化碳、二氧化碳、二硫化碳、碳酸、碳酸鹽、碳酸銨、氰化物或硫氰化物等化合物。(《揮發性有機物空氣汙染管制及排放標準》)，其在常溫常壓下，VOC為具有高蒸氣壓和易蒸發性質的有機化學物質，其逸散至大氣後若經陽光照射，會與氮氧化物反應造成臭氧濃度上升，或與灰塵中之細微粒子及其他物質結合時會產生光化學煙霧等二次汙染物，會對眼睛、呼吸道、肺部等造成刺激，當中某些化學物質如苯、甲苯、鹵化碳鹵代烯烴(二氯乙烯、三氯乙烯)等更已被懷疑或確定為致癌物質，不只會對動、植物造成危害，也會為環境帶來溫室效應等汙染問題。
一般油墨種類包含傳統溶劑型油墨及環保型油墨，其中環保油墨又可分為水性油墨、植物油油墨、紫外光油墨、電子束乾燥油墨及生物油墨等。水性油墨是以水為主要原料，取代傳統易揮發之有機溶劑。依美國環保署(USEPA)之定義，水性油墨係指含氨類、乙醇或二元醇等成分之油墨，其稀釋後之VOCs之含量應小於25%。水性油墨最大的特點為對環境無汙染，對人體健康無影響，可改善印刷作業環境，降低對員工健康之危害，也可減少對包裝產品的污染，又同時具備安全性、不易燃燒等特質，同時因不含溶劑的原因，不會對印刷版材產生腐蝕，相對增加版材之壽命等優點，其特別適用於食品、飲料、藥品等包裝印刷，為目前美國食品藥品協會唯一認可的無毒油墨。
目前台灣對較高品質之油墨需求大多仰賴進口，水性油墨等環保油墨之關鍵技術掌握在國外大型企業手中，導致國內印刷產業需花費較高之價格才能使用到品質好的水性環保油墨，而國外大廠對於油墨都有其固定規格無法改變，若承印材料無法適用，對於印刷產業而言則無保
障，因此實有必要於國內執行水性油墨之開發。
故，發明人有鑑於上述之問題與缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始有此種環保水性印墨之製造方法之發明專利誕生。
本發明之主要目的在於提供一種環保水性印墨之製造方法，該環保水性印墨主要為印刷於應用在食品或衛生產品包裝之聚乙烯對苯二甲酸酯、流延聚丙烯或定向聚丙烯之塑膠薄膜上，其步驟包括將一色漿置入一料筒中，該料筒中設有一攪拌機，該攪拌機以一預定高轉速進行攪拌；分批將一抗刮硬劑及一慢乾劑置入該料筒中且持續進行攪拌；將該抗刮硬劑與該慢乾劑所調配特定比例之一混合物置入該料筒中；將一延展拉伸劑置入該料筒中；將一消泡劑置入該料筒中且持續攪拌一第一預定時間；將一增稠劑置入該料筒中且持續攪拌一第二預定時間；將一濕潤劑置入該料筒中且持續攪拌一第三預定時間；將一成膜劑置入該料筒中且持續攪拌一第四預定時間；測量該料筒中之印墨的酸鹼值，並調整該印墨使其呈現弱鹼性；將該印墨過濾後進行裝桶，以完成環保水性印墨之製造。
本發明之次要目的在於該抗刮硬劑、該慢乾劑及該色漿之混合黏稠度太高時，更係加入一稀釋劑進行降低黏稠度，該稀釋劑係由一特定成分樹脂所組成。
本發明之另一目的在於當添加該增稠劑已持續攪拌該第二預定時間後，利用一黏度杯測量該料筒中之印墨的黏度，若黏度過低時，則持續加入該增稠劑以達預定黏度，黏度調整後將該攪拌機以一預定低轉
速進行攪拌一段時間，該預定低轉速範圍係為500rpm至1500rpm，停止攪拌後使該印墨表面產生之泡沫消除後進行下一步驟。
本發明之再一目的在於當添加該成膜劑已持續攪拌該第四預定時間後，利用一黏度杯測量該料筒中之印墨的黏度，若黏度過低時，則持續添加增稠劑以達預定黏度，黏度調整後將該攪拌機以預定高轉速進行攪拌一段時間。相對地，若黏度過高時，則添加適量之一純水進行稀釋以達預定黏度，黏度調整後將該攪拌機以一預定低轉速進行攪拌一段時間，該預定低轉速範圍係為500rpm至1500rpm，停止攪拌後使該印墨表面產生之泡沫後消除再重新測量黏度，待黏度合乎預設標準後進行下一步驟。
11:將一色漿置入一料筒中，該料筒中設有一攪拌機，該攪拌機以一預定高轉速進行攪拌
12:分批將一抗刮硬劑及一慢乾劑置入該料筒中且持續進行攪拌
13:將該抗刮硬劑與該慢乾劑所調配特定比例之一混合物置入該料筒中
14:將一延展拉伸劑置入該料筒中
15:將一消泡劑置入該料筒中且持續攪拌一第一預定時間
16:將一增稠劑置入該料筒中且持續攪拌一第二預定時間
17:將一濕潤劑置入該料筒中且持續攪拌一第三預定時間
18:將一成膜劑置入該料筒中且持續攪拌一第四預定時間
19:測量該料筒中之印墨的酸鹼值，並調整該印墨使其呈現弱鹼性
20:將該印墨過濾後進行裝桶，以完成製造程序
第一圖 係為本發明環保水性印墨製造方法之流程圖。
為達成上述目的與功效，本發明所採用之技術手段及其構造、實施之方法等，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭解。
請參閱第一圖所示，係為本發明環保水性印墨製造方法之流程圖，由圖中所示可以清楚看出，本發明所製備環保水性印墨主要為印刷於應用在食品或衛生產品包裝之聚乙烯對苯二甲酸酯(Polypropylene Terephthalate，PET)、流延聚丙烯(Cast Polypropylene，CPP)或定向聚丙烯(Or
iented Polypropylene，OPP)之塑膠薄膜上，本案的環保水性印墨製造方法包括有如下步驟：
步驟11：將一色漿置入一料筒中，該料筒中設有一攪拌機，該攪拌機以一預定高轉速進行攪拌，該攪拌機之該預定高轉速範圍係為2000rpm至4000rpm，該色漿的顏色係包括有黃(Yellow)、紫紅(Megenta)、黑(blacK)、白(White)及灰色(Gray)，而由於各種顏色印墨可呈現的色彩及因應不同附著物的需求，故各種顏色印墨之間於製造流程中所需應用色漿、抗刮硬劑、慢乾劑、稀釋劑、消泡劑、成膜劑、增稠劑及純水皆有些許配方用量重量百分比調整，但此配方用量重量百分比之數據無關乎本案之特徵技術內容，而不在此做一揭露。
步驟12：分批將一抗刮硬劑及一慢乾劑置入該料筒中且持續進行攪拌，當該抗刮硬劑、該慢乾劑及該色漿之混合黏稠度太高時，更係加入一稀釋劑進行降低黏稠度，該稀釋劑係由一特定成分樹脂所組成，而可有效稀釋該抗刮硬劑的成分。
該抗刮硬劑製備方法為在一反應釜中加入第一成分樹脂，氨水，水，攪拌至完全溶解，升溫至85℃，得體系I。將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯(0.5：0.5：4.5：4.5)混合均勻，在3h(小時)滴加到體系I中，同時將溶有過硫酸銨APS的水在3h(小時)滴加到體系I中以得體系II。續將體系II升溫至90℃，保溫1.5h(小時)，降溫至室溫，調整PH值至8左右，過濾出料以獲得該抗刮硬劑。
該稀釋劑製備方法為在一反應釜中加入第二成分樹脂，氨水，水，攪拌至完全溶解，升溫至85℃，得體系I。將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯(4：4：1：1)混合均勻，在3h(小時)滴加到體系I中，同時將溶有過硫酸銨APS的水在3h(小時)滴加到體系I中以得體系II。續將體系II升溫至90℃，保溫1.5h(小時)，降溫至室溫，調整PH值至8左右，過濾出料以獲得該稀釋劑。
步驟13：將該抗刮硬劑與該慢乾劑所調配特定比例之一混合物置入該料筒中，該抗刮硬劑係為一丙烯酸系水性樹脂所組成。
步驟14：將一延展拉伸劑置入該料筒中，該延展拉伸劑係為一丙烯酸系合成水性樹脂所組成。
該延展拉伸劑製備方法為在高壓乳化釜中，加入氧化聚乙烯蠟20Kg，聚乙烯蠟10Kg，脂肪醇聚氧乙烯醚非離子界面活性劑6Kg，加熱混合物110-140℃，使所有物料熔融，緩慢加入90℃熱水64Kg，同時高速攪拌，保溫1小時後迅速冷卻，再經攪拌均勻後出料以獲得該延展拉伸劑。
步驟15：將一消泡劑置入該料筒中且持續攪拌一第一預定時間，該第一預定時間範圍為20至40分鐘。
步驟16：將一增稠劑置入該料筒中且持續攪拌一第二預定時間，該第二預定時間範圍為50至70分鐘，當添加該增稠劑已持續攪拌該第二預定時間後，利用一黏度杯(Zahn Cup)測量該料筒中之印墨的黏度，若黏度過低時，則持續加入該增稠劑以達預定黏度，黏
度調整後將該攪拌機以一預定低轉速進行攪拌一段時間，該預定低轉速範圍係為500rpm至1500rpm，停止攪拌後使該印墨表面產生之泡沫消除後進行步驟20。
步驟17：將一濕潤劑置入該料筒中且持續攪拌一第三預定時間，該第三預定時間範圍為50至70分鐘。
步驟18：將一成膜劑置入該料筒中且持續攪拌一第四預定時間，該第四預定時間範圍為20至40分鐘，當添加該成膜劑已持續攪拌該第四預定時間後，利用一黏度杯測量該料筒中之印墨的黏度，若黏度過低時，則持續添加增稠劑以達預定黏度，黏度調整後將該攪拌機以預定高轉速進行攪拌一段時間。相對地，若黏度過高時，則添加適量之一純水進行稀釋以達預定黏度，黏度調整後將該攪拌機以一預定低轉速進行攪拌一段時間，該預定低轉速範圍係為500rpm至1500rpm，停止攪拌後使該印墨表面產生之泡沫後消除再重新測量黏度，待黏度合乎預設標準後進行步驟19。
步驟19：測量該料筒中之印墨的酸鹼值，並調整該印墨使其呈現弱鹼性，調整該印墨使其呈現弱鹼性的方法係為添加一氨水來達成，且該印墨之酸鹼值(PH)範圍係介於8至10之間。
步驟20：將該印墨過濾後進行裝桶，以完成製造程序，該印墨過濾後進行裝桶前，取出300至500公克(g)之該印墨做為產品取樣，用以記錄生產重量及耗損量，並做為生產檢討改進的數據參考。
藉由上述發明環保水性印墨製造流程之揭露，即可瞭解本
發明主要為製造一種對環境無汙染，對人體健康無影響之水性印墨，可改善印刷作業環境，降低對員工健康之危害，也可減少對包裝產品的污染，又同時具備安全性、不易燃燒等特質，同時因不含溶劑的原因，不會對印刷版材產生腐蝕，相對增加版材之壽命等優點，其特別適用於食品、飲料、藥品等包裝印刷的無毒油墨。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。
綜上所述，本發明上述環保水性印墨之製造方法於實際執行、實施時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之研發，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障發明人之辛苦研發、創設，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。
11:將一色漿置入一料筒中，該料筒中設有一攪拌機，該攪拌機以一預定高轉速進行攪拌
12:分批將一抗刮硬劑及一慢乾劑置入該料筒中且持續進行攪拌
13:將該抗刮硬劑與該慢乾劑所調配特定比例之一混合物置入該料筒中
14:將一延展拉伸劑置入該料筒中
15:將一消泡劑置入該料筒中且持續攪拌一第一預定時間
16:將一增稠劑置入該料筒中且持續攪拌一第二預定時間
17:將一濕潤劑置入該料筒中且持續攪拌一第三預定時間
18:將一成膜劑置入該料筒中且持續攪拌一第四預定時間
19:測量該料筒中之印墨的酸鹼值，並調整該印墨使其呈現弱鹼性
20:將該印墨過濾後進行裝桶，以完成製造程序
Claims (7)
- 一種環保水性印墨之製造方法，該環保水性印墨主要為印刷於應用在食品或衛生產品包裝之聚乙烯對苯二甲酸酯、流延聚丙烯或定向聚丙烯之塑膠薄膜上，包括下列步驟：(A)將一色漿置入一料筒中，該料筒中設有一攪拌機，該攪拌機以一預定高轉速進行攪拌，該攪拌機之該預定高轉速範圍係為2000rpm至4000rpm；(B)分批將一抗刮硬劑及一慢乾劑置入該料筒中且持續進行攪拌；(C)將該抗刮硬劑與該慢乾劑所調配特定比例之一混合物置入該料筒中，該抗刮硬劑係為一丙烯酸系水性樹脂所組成，該抗刮硬劑製備方法為在一反應釜中加入第一成分樹脂，氨水，水，攪拌至完全溶解，升溫至85℃，得體系I，將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯(0.5：0.5：4.5：4.5)混合均勻，在3h滴加到體系I中，同時將溶有過硫酸銨APS的水在3h滴加到體系I中以得體系II，續將體系II升溫至90℃，保溫1.5h，降溫至室溫，調整PH值至8左右，過濾出料以獲得該抗刮硬劑；(D)將一延展拉伸劑置入該料筒中；(E)將一消泡劑置入該料筒中且持續攪拌一第一預定時間，該第一預定時間範圍為20至40分鐘；(F)將一增稠劑置入該料筒中且持續攪拌一第二預定時間，該第二預定時間範圍為50至70分鐘； (G)將一濕潤劑置入該料筒中且持續攪拌一第三預定時間，該第三預定時間範圍為50至70分鐘；(H)將一成膜劑置入該料筒中且持續攪拌一第四預定時間，該第四預定時間範圍為20至40分鐘；(I)測量該料筒中之印墨的酸鹼值，並調整該印墨使其呈現弱鹼性；以及(J)將該印墨過濾後進行裝桶，以完成製造程序。
- 如申請專利範圍第1項所述之環保水性印墨之製造方法，其中該步驟(B)中當該抗刮硬劑、該慢乾劑及該色漿之混合黏稠度太高時，更係加入一稀釋劑進行降低黏稠度，該稀釋劑係由一特定成分樹脂所組成，該稀釋劑製備方法為在一反應釜中加入第二成分樹脂，氨水，水，攪拌至完全溶解，升溫至85℃，得體系I。將苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯(4：4：1：1)混合均勻，在3h滴加到體系I中，同時將溶有過硫酸銨APS的水在3h滴加到體系I中以得體系II。續將體系II升溫至90℃，保溫1.5h，降溫至室溫，調整PH值至8左右，過濾出料以獲得該稀釋劑。
- 如申請專利範圍第1項所述之環保水性印墨之製造方法，其中該步驟(F)中當添加該增稠劑已持續攪拌該第二預定時間後，利用一黏度杯測量該料筒中之印墨的黏度，若黏度過低時，則持續加入該增稠劑以達預定黏度，黏度調整後將該攪拌機以一預定低轉速進行攪拌一段時間，該預定低轉速範圍係為500rpm至1500rpm，停止 攪拌後使該印墨表面產生之泡沫消除後進行步驟(G)。
- 如申請專利範圍第1項所述之環保水性印墨之製造方法，其中該步驟(H)中當添加該成膜劑已持續攪拌該第四預定時間後，利用一黏度杯測量該料筒中之印墨的黏度，若黏度過低時，則持續添加增稠劑以達預定黏度，黏度調整後將該攪拌機以預定高轉速進行攪拌一段時間，該攪拌機之該預定高轉速範圍係為2000rpm至4000rpm；若黏度過高時，則添加適量之一純水進行稀釋以達預定黏度，黏度調整後將該攪拌機以一預定低轉速進行攪拌一段時間，該預定低轉速範圍係為500rpm至1500rpm，停止攪拌後使該印墨表面產生之泡沫後消除再重新測量黏度，待黏度合乎預設標準後進行步驟(I)。
- 如申請專利範圍第1項所述之環保水性印墨之製造方法，其中該步驟(I)中調整該印墨使其呈現弱鹼性的方法係為添加一氨水來達成，且該印墨之酸鹼值(PH)範圍係介於8至10之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之環保水性印墨之製造方法，其中該步驟(J)中該印墨過濾後進行裝桶前，取出300至500公克之該印墨做為產品取樣，用以記錄生產重量及耗損量。
- 如申請專利範圍第1項所述之環保水性印墨之製造方法，其中該延展拉伸劑係為一丙烯酸系合成水性樹脂所組成，該延展拉伸劑製備方法為在高壓乳化釜中，加入氧化聚乙烯蠟20Kg，聚乙烯蠟10Kg，脂肪醇聚氧乙烯醚非離子界面活性劑6Kg，加熱混合物110-140℃，使所有物料熔融，緩慢加入90℃熱水64Kg，同時 高速攪拌，保溫1小時後迅速冷卻，再經攪拌均勻後出料以獲得該延展拉伸劑。
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