TWI772889B - 水性油墨及包含其之印刷膜 - Google Patents

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Abstract

本創作提供一種水性油墨及包含其之印刷膜。該水性油墨包括油墨原料、水、樹脂、乾燥劑、消泡劑、固化劑、固色劑以及分散劑；以該水性油墨之總體積為基準，該油墨原料之含量為10體積百分比(vol%)至15 vol%，該水之含量為60 vol%至67 vol%，該樹脂之含量為6 vol%至12 vol%，該乾燥劑之含量為5 vol%至10 vol%，該消泡劑之含量為3 vol%至8 vol%，該固化劑之含量為4 vol%至9 vol%，該固色劑之含量為2 vol%至7 vol%，且該分散劑之含量為3 vol%至9 vol%。藉由控制水性油墨之組成，能使得利用此種水性油墨製造的印刷膜具有易於乾燥、沾黏程度不嚴重、及呈色佳的特點，適合應用於塑膠地板。

Description

水性油墨及包含其之印刷膜
本創作關於一種油墨及其材料膜，尤指一種可適用於塑膠地板的印刷膜。
地板是最常見的建築裝飾材料之一，其可選用例如磁磚、塑膠等材料所製得。其中，利用塑膠材料製造地板以取代天然材料(例如：木材)，能減少對自然環境的破壞，是現今地板產品的開發趨勢。
一般塑膠地板之層狀結構由下至上包含基板、印刷膜以及耐磨膜，其中印刷膜係用於裝飾塑膠地板。現有技術之印刷膜多半選用油性油墨作為著色塗料；然而，由於油性油墨存在易於揮發的有機溶劑，從而導致使用油性油墨所製造而成的印刷膜用於塑膠地板中會衍生許多毒性及環保等問題，並且在塑膠地板的貼合製程中也因油性油墨乾燥過快，從而導致所製得之塑膠地板會有品質不佳之缺陷。
為克服前述問題，現有技術已開發如水性油墨取代油性油墨，並試圖解決使用油性油墨所產生的問題；然而，由於水性油墨的溶劑為水，反而不易乾燥，從而導致製造而成的印刷膜用於塑膠地板會產生呈色不佳之問題；此外，也因製成的印刷膜沾黏程度過高，導致印刷膜收卷再攤開後會有沾黏現象；再者，為改善有機溶劑所致的毒性問題，水性油墨的印刷膜不能含有任何有機溶劑；最後，將水性油墨的印刷膜掀起所需的拉力需大於6公斤，才 能具有一定程度的貼合能力，方能延長使用期限，故目前實有必要改良及開發其他水性油墨材料以改善前述問題。
有鑑於上述技術缺陷，本創作之一目的在於開發一種水性油墨，利用該水性油墨所製造而成的印刷膜能維持一定程度的貼合能力、並兼具易於乾燥、良好的呈色能力及收卷後攤開不易沾黏等特點。
本創作另一目的在於開發一種水性油墨，其所製造而成的印刷膜能適用於塑膠地板中。
為達成前述目的，本創作提供一種水性油墨，其包括一油墨原料、一水、一樹脂、一乾燥劑、一消泡劑、一固化劑、一固色劑以及一分散劑；以該水性油墨之總體積為基準，該油墨原料之含量為10體積百分比至15體積百分比，該水之含量為60體積百分比至67體積百分比，該樹脂之含量為6體積百分比至12體積百分比，該乾燥劑之含量為5體積百分比至10體積百分比，該消泡劑之含量為3體積百分比至8體積百分比，該固化劑之含量為4體積百分比至9體積百分比，該固色劑之含量為2體積百分比至7體積百分比，且該分散劑之含量為3體積百分比至9體積百分比。
據此，藉由控制水性油墨之組成，能使利用此種水性油墨製造而成的印刷膜在維持一定程度之貼合能力的情況下，還具有易於乾燥、良好呈色能力及收卷後攤開不易沾黏的優點，從而適合應用於塑膠地板。
依據本創作，所述油墨原料包含水性塗料色粉，但並非僅限於此。所述水性塗料色粉的顏色可以是紅色、藍色、黃色、黑色、或其組合，但並非僅限於此。
依據本創作，所述樹脂可為水性油墨用樹脂，舉例來說，所述樹脂包含聚胺酯、聚甲基丙烯酸甲酯或其組合，但並非僅限於此。較佳的，所述樹脂包含聚胺酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
依據本創作，所述乾燥劑包含水性醇酸催乾劑。
依據本創作，所述消泡劑可為水性塗料用消泡劑，但並非僅限於此。較佳的，所述水性塗料用消泡劑包含聚醚矽氧烷。
依據本創作，所述固化劑包含聚醯胺。
較佳的，以該水性油墨之總體積為基準，該油墨原料之含量為10體積百分比至13體積百分比，該水之含量為60體積百分比至65體積百分比，該樹脂之含量為6體積百分比至10體積百分比，該乾燥劑之含量為5體積百分比至7體積百分比，該消泡劑之含量為3體積百分比至5體積百分比。
較佳的，以該水性油墨之總體積為基準，該固化劑之含量為4體積百分比至6體積百分比，該固色劑之含量為2體積百分比至5體積百分比，該分散劑之含量為3體積百分比至5體積百分比。
為達成前述目的，本創作另提供一種印刷膜，其係由如前述之水性油墨製造而成。
依據本創作，該印刷膜可為使用凹版印刷法製造而成。
依據本創作，該印刷膜可於45℃至65℃之溫度下製造而成；較佳地，該印刷膜可於45℃至60℃之溫度下製造而成；更佳地，該印刷膜可於50°C至60℃之溫度下製造而成；再更佳地，該印刷膜可於50℃至55℃之溫度下製造而成。
依據本創作，該印刷膜可於0.15百萬帕斯卡(MPa)至0.45MPa之壓力下製造而成；較佳地，該印刷膜可於0.15MPa至0.40MPa之壓力下製造而成；更佳地，該印刷膜可於0.20MPa至0.40MPa之壓力下製造而成。
依據本創作，該印刷膜可以80公尺/秒(m/s)至115m/s的輸送速度下製造而成；較佳地，該印刷膜可以90m/s至115m/s的輸送速度下製造而成；更佳地，該印刷膜可以95m/s至110m/s的輸送速度下製造而成。
依據本創作，該印刷膜之拉力大於6公斤；較佳地，該印刷膜之拉力大於6公斤且小於8.3公斤；更佳地，該印刷膜之拉力大於或等於6.5公斤且小於8.3公斤；再更佳地，該印刷膜之拉力大於或等於7公斤且小於8.3公斤；又更佳地，該印刷膜之拉力大於或等於7.5公斤且小於8.3公斤；再又更佳地，該印刷膜之拉力大於或等於7.8公斤且小於8.3公斤；又再又更佳地，該印刷膜之拉力大於或等於8.0公斤且小於8.3公斤。
據此，藉由使用本創作之水性油墨所製造而成之印刷膜，能在維持相當程度之拉力的情況下，具備易於乾燥、收卷後攤開沾黏程度不嚴重、及良好的呈色能力等特點，使其適合應用於塑膠地板中。
在下文中，本領域技術人員可經由本說明書之內容很輕易地了解本創作所能達成之優點及功效。因此，應當理解本文提出的敘述僅用於說明優選的實施方式而不是用於侷限本創作的範圍，並且於不悖離本創作之精神和範圍下，可以進行各種修飾及變更，以便實施或應用本創作之內容。
以下實施例所使用的原料：1.紅色油墨原料：購自伊士肯化學股份有限公司，商品型號為Xfast® Red 2817，色粉含量為75%； 2.藍色油墨原料：購自伊士肯化學股份有限公司，商品型號為Xfast® Blue 7080，色粉含量為80%；3.黃色油墨原料：購自伊士肯化學股份有限公司，商品型號為Xfast® Yellow 1102，色粉含量為85%；4.黑色油墨原料：購自伊士肯化學股份有限公司，商品型號為Xfast® Black 0066，色粉含量為70%；5.純水：購自台灣東亞水質淨化有限公司；6.樹脂：水性聚胺酯及聚甲基丙烯酸甲酯，購自基立化學股份有限公司，商品型號為GA-3246；7.乾燥劑：催乾劑、水性醇酸樹脂、二氧化鈦、防結皮劑及潤濕分散劑，購自無錫漢德森化工，商品型號為HD-S02A；8.消泡劑：聚醚矽氧烷，購自合肥新萬成環保科技有限公司，商品型號為XWC-T125；9.固化劑：聚醯胺，購自亞中實業股份有限公司，商品型號為2535；10.固色劑：購自北大化工有限公司，商品型號為B-40；以及11.分散劑：購自廣州雅創新材料有限公司，商品型號為SN-5027。
實施例1至3及比較例1至4：水性油墨
實施例1至3及比較例1至4之水性油墨係各自取用適量的油墨原料、純水、樹脂、乾燥劑、消泡劑、固化劑、固色劑以及分散劑等原料，依如下所述之製法所製得。於下表1中，水性油墨中各成分的含量單位以體積百分比(volume percentage，vol%)表示。於此，實施例1至3及比較例1至4之水性油墨中的油墨原料皆由以下配方調配而成：56vol%的紅色油墨原料、11vol%的藍色油墨原料、29vol%的黃色油墨原料、及4vol%的黑色油墨原料。
首先，於水性油墨的製作過程中，係先依下表1所示之組成，秤取適量的油墨原料、樹脂及乾燥劑，加入於純水中，進行攪拌15分鐘，以得到第一混合溶液。
接著，將適量的固化劑及固色劑加入第一混合溶液中，進行攪拌15分鐘，以得到第二混合溶液；接著，再將適量的消泡劑及分散劑加入第二混合溶液中，進行攪拌30分鐘，以得到第三混合溶液。
最後，將前述第三混合溶液先以孔徑為0.149毫米的150目過濾網進行過濾，以去除第三混合溶液中粒徑較大的固形物，再靜置於常壓、溫度為25℃之環境下進行消泡1小時，以得到實施例1至3及比較例1至4之水性油墨。
實施例1A至3A及比較例1A至4A：印刷膜
實施例1A至3A及比較例1A至4A之印刷膜係各自取用前述實施例1至3及比較例1至4之水性油墨，依如下所述之製法所製得。
首先，將前述實施例1至3及比較例1至4之各水性油墨以凹版印刷之方法塗佈於聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)膜(購自：廣州宏信塑膠工業有限公司)的一表面，得到長度1公尺、寬度1公尺的半成品。接著，將各半成品放置於印刷機台(儀器型號：GT-GPA，購自久寶科技)上，於34℃至55℃之溫度、0.2MPa之壓力下以95公尺/秒至130公尺/秒的輸送速度進行印刷，以得到實施例1A至3A及比較例1A至4A之印刷膜。
於此，製作實施例1A至3A和比較例1A至4A之印刷膜的製程參數如下表1所示。於下表1中所列之輸送速度係指各半成品於印刷機台的履帶上的傳送速度，溫度係指各半成品於印刷機台中的溫度；此外，上述印刷過程中的0.2MPa壓力係指各半成品於印刷機台中所承受的壓力。
Figure 109131496-A0305-02-0008-2
試驗例1：氣泡數量
於本試驗例中，先將實施例1至3及比較例1至4之水性油墨分別置於印刷機台的油墨槽(長度130公分，寬度50公分，深度15公分)中，再於水性油墨印刷成膜期間的任一時間點，評測員以肉眼觀察油墨槽中之水性油墨表面所存在的氣泡數量，若觀察到直徑大於或等於0.5公分之氣泡的數量大於或等於10，則判斷氣泡數量為多，於下表2中標示為「多」；若觀察到直徑大於或等於0.5公分之氣泡的數量小於10，則判斷氣泡數量為少，於下表2中標示為「少」；若並未觀察到直徑大於或等於0.5公分的氣泡，則於下表2中標示為「無」。
如下表2所示，實施例1至3之水性油墨的氣泡數量皆為「少」或「無」，表示實施例1至3之水性油墨的氣泡數量皆小於10，尤其實施例3並未觀察到直徑大於或等於0.5公分之氣泡，因此使用實施例1至3之水性油墨製成的印刷膜具有均勻的色彩，適合應用於塑膠地板；而比較例1、2之水性油墨的氣泡數量則皆大於或等於10，故使用比較例1、2之水性油墨製成的印刷膜具有呈色不均的缺點。此外，較多的氣泡亦影響水性油墨的流動性，使得印刷成膜的效率降低，且不適合應用於塑膠地板。
試驗例2：乾燥度
於本試驗例中，以實施例1A至3A及比較例1A至4A之印刷膜作為待測樣品，先將各待測樣品放置於壓力為0.2MPa、濕度為65%、及溫度為30℃之環境下放置1分鐘進行乾燥；而後評測員再以觸覺感受各印刷膜的表面或其內部的乾燥程度，藉此評估印刷膜的乾燥度，此試驗例的詳細評估過程如下所述。
在各待測樣品於上述環境乾燥1分鐘之後，評測員以手觸碰各待測樣品的表面，若評測員的手指未沾有水性油墨且觸感為硬的，則判斷印刷膜 的表面及其內部皆已乾燥，表示水性油墨的乾燥度極佳，於下表2中標示為「O」；若評測員的手指未沾有水性油墨但觸感為軟的，則判斷印刷膜的表面已乾燥，惟其內部仍未乾燥，表示水性油墨的乾燥度良好，於下表2中標示為「△」；若評測員的手指沾有水性油墨，則判斷印刷膜的表面及其內部皆未乾燥，表示水性油墨的乾燥度差，於下表2中標示為「X」。
如下表2所示，實施例1A至3A之印刷膜皆具有良好的乾燥度，尤其，實施例2A及3A之印刷膜更具有極佳的乾燥度，可知實施例1至3之水性油墨適合製成印刷膜並應用於塑膠地板；相較之下，比較例1A至4A之印刷膜的乾燥度皆差，可知比較例1至4之水性油墨無法適用於塑膠地板中作為印刷膜使用。
由試驗例2之實驗結果證實，實施例1A至3A之印刷膜皆具有優於比較例1A至4A之印刷膜的乾燥度，故實施例1至3之水性油墨所製造而成的實施例1A至3A之印刷膜能獲得良好的呈色能力，使其能適用於塑膠地板中。
試驗例3：拉力
於本試驗例中，以實施例1A至3A及比較例1A至4A之印刷膜作為本試驗例的分析對象，使用拉力計(儀器型號：RX-20，購自弘大科技)分析將各印刷膜掀起所需的拉力，其結果係如下表2所示。
如下表2所示，實施例1A至3A之印刷膜的拉力皆大於6公斤，符合一般業界之適用於塑膠地板的標準。
由試驗例3之實驗結果證實，實施例1A至3A之印刷膜的拉力皆大於6公斤，故利用此種水性油墨所製造而成的實施例1A至3A之印刷膜能維持相當程度的貼合能力，不易被撕起，適合應用於塑膠地板。
試驗例4：沾黏程度
於本試驗例中，先各自將實施例1A至3A及比較例1A至4A之印刷膜任意取樣1公尺*500公尺之面積作為待測樣品，再將各待測樣品收卷，即以未塗佈水性油墨的一面碰觸已塗佈水性油墨的一面之方式收卷。再於壓力為0.2MPa、濕度為65%、及溫度為30℃之環境下放置3天後攤開成平面檢查，以進一步評估實施例1A至3A及比較例1A至4A之印刷膜的沾黏程度，此試驗例的詳細評估過程如下所述。
在將各待測樣品攤開成平面後，評測員檢視待測樣品原先未塗佈水性油墨的那一面，若該面沾有水性油墨的面積佔待測樣品的總面積的二十分之一以下，則表示沾黏程度低，於下表2中記錄「低」；若該面沾有水性油墨的面積佔待測樣品的總面積之比值為大於二十分之一且小於或等於二十分之四，則表示沾黏程度中等，於下表2中記錄「尚可」；若該面沾有水性油墨的面積超過待測樣品之總面積的二十分之四，則表示沾黏程度高，於下表2中記錄「嚴重」。
如下表2所示，實施例1A至3A之印刷膜皆至少具有尚可的沾黏程度，尤其，實施例3A之印刷膜更具有低的沾黏程度，能適用於塑膠地板；相較之下，比較例1A、2A之印刷膜的沾黏程度過高，無法適用於塑膠地板中作為印刷膜使用。
Figure 109131496-A0305-02-0012-3
綜合上述試驗例1至4之分析結果，藉由控制水性油墨之組成，能使得利用此種水性油墨所製造而成的印刷膜能維持相當程度的貼合能力，且兼具易於乾燥、沾黏程度不嚴重、及良好呈色能力的特點，從而適合應用於塑膠地板。
上述之實施例僅係為說明書創作之例示，並非於任何方面限制本創作主張之權利範圍。本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述具體實施例。
無。

Claims (9)

  1. 一種水性油墨，其包括一油墨原料、一水、一樹脂、一乾燥劑、一消泡劑、一固化劑、一固色劑以及一分散劑；以該水性油墨之總體積為基準，該油墨原料之含量為10體積百分比至15體積百分比，該水之含量為60體積百分比至67體積百分比，該樹脂之含量為6體積百分比至12體積百分比，該乾燥劑之含量為5體積百分比至10體積百分比，該消泡劑之含量為3體積百分比至8體積百分比，該固化劑之含量為4體積百分比至9體積百分比，該固色劑之含量為2體積百分比至7體積百分比，且該分散劑之含量為3體積百分比至9體積百分比，其中該乾燥劑包含催乾劑、水性醇酸樹脂、二氧化鈦、防結皮劑及潤濕分散劑。
  2. 如請求項1所述之水性油墨，其中該樹脂包含聚胺酯、聚甲基丙烯酸甲酯或其組合。
  3. 如請求項1所述之水性油墨，其中該消泡劑包含聚醚矽氧烷。
  4. 如請求項1所述之水性油墨，其中該固化劑包含聚醯胺。
  5. 如請求項1所述之水性油墨，其中以該水性油墨之總體積為基準，該油墨原料之含量為10體積百分比至13體積百分比，該水之含量為60體積百分比至65體積百分比，該樹脂之含量為6體積百分比至10體積百分比，該乾燥劑之含量為5體積百分比至7體積百分比，該消泡劑之含量為3體積百分比至5體積百分比。
  6. 如請求項5所述之水性油墨，其中以該水性油墨之總體積為基準，該固化劑之含量為4體積百分比至6體積百分比，該固色劑之含量為2體積百分比至5體積百分比，該分散劑之含量為3體積百分比至5體積百分比。
  7. 一種印刷膜，其係由如請求項1至6中任一項所述之水性油墨所製造而成。
  8. 如請求項7所述之印刷膜，其中該印刷膜之拉力大於6公斤且小於8.3公斤。
  9. 如請求項7所述之印刷膜，其中該印刷膜之拉力大於或等於7公斤且小於8.3公斤。
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