CN106280695A - 一种水性油墨印刷膜及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及印刷膜领域，特别涉及一种水性油墨印刷膜及其制作方法。本发明涉及的水性油墨中的水性油墨连接料采用水基聚氨酯乳胶，增强油墨与薄膜的附着力，使水性油墨稳定性更强，使水性油墨具有更强的耐迁移性；设计薄膜层的配方，使薄膜层适用于印刷水性油墨，提高水性油墨与薄膜的相容性，薄膜层原料中不含增塑剂，不存在增塑剂析出的问题，在配方中加入EEA粒子，有效提高薄膜的韧性和热稳定性，配方中不含开口剂，防止开口剂及低分子材料析出薄膜表面而影响水性油墨在薄膜上的稳定性。

Description

一种水性油墨印刷膜及其制作方法
技术领域
本发明涉及印刷膜领域，特别涉及一种水性油墨印刷膜及其制作方法。
背景技术
我国现有的印刷用油墨为石油馏出物、苯及其衍生物或酮类有机溶剂型油墨，在生产过程中，对作业工人的身体健康造成了危害，如果作为食品包装的印刷油墨，小分子有机物的迁移和渗透将对消费者健康产生影响。
水性油墨简称为水基墨，由水溶性或水分散性高分子树脂为连结料、有机颜料、溶剂水和相关助剂组成。水性油墨与油性油墨主要区别在于，溶剂型油墨以有机溶剂为溶剂，而水性油墨以水(45％～50％)为溶剂，因此水性油墨以VOC含量极低、毒性小及不易燃等优点而受到更大的青睐，作为“绿色印刷”材料在软包装和食品包装印刷行业迅速发展。但现有的水性油墨的稳定性不如溶剂型油墨，耐迁移性较差，印刷好的制品容易迁移，影响印刷膜的印刷效果。
申请号为CN105294973A的中国专利公开了一组高色浓度耐迁移水性聚氨酯型燃料及其制备方法，对水性油墨的原料进行了改良，提高水性油墨的耐迁移性。
但是，要提高印刷膜的耐迁移性，一方面需要提高水性油墨的耐迁移性，另一方面需要在塑料薄膜的原料上进行改良，溶剂油墨几乎适用于印刷所有的薄膜，而水性油墨不易于应用在印刷普通薄膜，由于水性油墨表面张力高，薄膜材料的添加剂容易析出表面，降低薄膜表面的表面张力，从而降低水性油墨与薄膜的之间相容性，会影响印刷效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种水性油墨印刷膜及其制作方法，解决水性油墨印刷在薄膜上，相容性差，易迁移的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种水性油墨印刷膜，所述水性印刷膜包括水性油墨层和薄膜层；
所述水性油墨层的水性油墨由以下重量份的原料配制而成：水50份、连接料30份、颜料15份、助剂2份、耐磨剂1份、氨派生物2份；所述连接料为水基聚氨酯乳胶；
所述薄膜层的薄膜由以下重量份的原料配制而成：高发泡EVA粒子20-40份、一次发泡EVA粒子60-80份、EEA粒子30-40份、双(2，2，6，6四甲基-4哌啶基)葵二酸酯0.2份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.2份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.2份、磷酸三辛酯0.2份、硬脂酸钙0.2份。
本发明的有益效果在于：设计水性油墨印刷膜的水性油墨层的配方，水性油墨印刷膜的水性油墨连接料采用水基聚氨酯乳胶，增强油墨与薄膜的附着力，使水性油墨稳定性更强，使水性油墨具有更强的耐迁移性；同时设计薄膜层的配方，使薄膜层适用于印刷水性油墨，提高水性油墨与薄膜的相容性，薄膜层原料中不含增塑剂，不存在增塑剂析出的问题，在配方中加入EEA粒子，有效提高薄膜的韧性和热稳定性，配方中不含开口剂，防止开口剂及低分子材料析出薄膜表面而影响水性油墨在薄膜上的稳定性。通过改进水性油墨层和薄膜层的配方，使水性油墨层在薄膜层上的附着力大于95％。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明最关键的构思在于:水性油墨印刷膜的水性油墨连接料采用水基聚氨酯乳胶，薄膜层配方中加入EEA树脂，不含增塑剂和爽滑剂。
本发明提供一种水性油墨印刷膜，所述水性印刷膜包括水性油墨层和薄膜层；
所述水性油墨层的水性油墨由以下重量份的原料配制而成：水50份、连接料30份、颜料15份、助剂2份、耐磨剂1份、氨派生物2份；所述连接料为水基聚氨酯乳胶；
所述薄膜层的薄膜由以下重量份的原料配制而成：高发泡EVA粒子20-40份、一次发泡EVA粒子60-80份、EEA粒子30-40份、双(2，2，6，6四甲基-4哌啶基)葵二酸酯0.2份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.2份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.2份、磷酸三辛酯0.2份、硬脂酸钙0.2份。
上述水性油墨印刷膜中，水性油墨层的连接料采用水基聚氨酯乳胶，增强油墨与薄膜的附着力，使水性油墨稳定性更强，使水性油墨具有更强的耐迁移性，同时设计薄膜层的配方，使薄膜层适用于印刷水性油墨，提高水性油墨与薄膜的相容性，薄膜层原料中不含增塑剂，不存在增塑剂析出的问题，在配方中加入EEA粒子，有效提高薄膜的韧性和热稳定性，配方中不含开口剂，防止开口剂及低分子材料析出薄膜表面而影响水性油墨在薄膜上的稳定性。通过改进水性油墨层和薄膜层的配方，使水性油墨层在薄膜层上的附着力大于95％。
进一步的，所述水基聚氨酯乳胶由以下质量百分数的成分组成：聚酯二元醇42％、二羟甲基丙酸28％、1，4-丁二醇8％、功能性单体8％、甲苯-2，4-二异氰酸酯12％、催化剂二丁基二月桂酸锡2％。
由上述描述可知，所述水基聚氨酯乳胶的成分均安全无毒，使制得的水性油墨安全环保。
进一步的，所述氨派生物为氨水。
由上述描述可知，采用氨水帮助乳化聚合物的分散、稳定性及pH值的调整，价格较为便宜，降低了水性油墨的制作成本。
进一步的，所述助剂包括润湿剂，所述润湿剂占助剂总质量的10％，所述润湿剂为低分子量聚醚改性乙氧基化二甲基聚矽烷氧化合物。
由上述描述可知，采用低分子量聚醚改性乙氧基化二甲基聚矽烷氧化合物作为润湿剂，具有极佳的润湿及扩散效果。能将水的表面张力由72dyn/cm降到50dyn/cm，从而与印刷基材的表面张力相近，提高水墨印刷的附着力及传墨性。
进一步的，所述助剂还包括流平剂，所述流平剂占助剂总质量的30％，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷乳液。
由上述描述可知，采用高分子聚二甲基硅氧烷乳液作为流平剂，起着优异的印刷流平效果，优异的增滑效果，改善水性油墨的耐刮擦性及良好的防粘连效果。
进一步的，所述助剂还包括快干剂，所述快干剂占助剂总质量的30％，所述快干剂为氧化锌乳液。
由上述描述可知，采用高分子量氧化锌乳液作为快干剂，起着让水性油墨转印到印刷基材时快速固化，干燥效果，同时起着防粘连及提高耐磨性效果。
进一步的，所述助剂还包括架桥剂，所述架桥剂占助剂总质量的30％，所述架桥剂为封闭型水性异氰酸酯。
由上述描述可知，采用封闭型水性异氰酸酯作为架桥剂，常温下可与含活性基团(羟基、羧基、胺基、环氧基等)树脂长期稳定共存，溶剂挥发后，涂膜经过热处理后该潜伏固化剂释放-NCO基团并与树脂分子链上的羟基、羧基、氨基等基团反应形成交联，可显著改善聚酯、醇酸树脂和丙烯酸树脂的附着力、色泽稳定性和耐蒸煮消毒能力，从而改善水性油墨的附着力。
进一步的，所述耐磨剂为白色乳化蜡，使水性油墨具有良好的分散性及优异的耐磨性。
进一步的，所述低分子量聚醚改性乙氧基化二甲基聚矽烷氧化合物购买于广州市斯洛柯化学有限公司，型号为8000；所述聚二甲基硅氧烷乳液品牌为德国迪高，型号为Glide100；所述氧化锌乳液购买于厦门格林春天，型号为GS-A006；所述封闭型异氰酸酯含量大于99％，品牌为台湾安锋，型号为WH-5213；所述白色乳化蜡品牌为上海新诺，型号为WE-518B5。
由上述描述可知，本方案所使用的材料多为市场上可购买的成品，易于得到，降低了产品的制作难度，使成品稳定性加强，操作重复性高。
一种水性油墨印刷膜的制作方法，所述水性油墨印刷膜的制作方法包括以下步骤：
步骤1：制备水性油墨；
1)将50份水与2份氨水混合，制成水与氨水混合物备用；
2)将15份颜料、30份连接料、2份助剂、1份耐磨剂放入分散搅拌缸进行分散搅拌；搅拌时间为40min，搅拌速度为800r/min；
3)将搅拌后的物料倒出，加入所述水与氨水混合物，调节pH值至9；
4)在所述物料中加入水，调节流动性至25s/3#杯/25℃，制得水性油墨；
制备薄膜层；
1)将薄膜层的各原料倒入高速混合机中搅拌均匀；
2)将搅拌均匀的薄膜层原料混合物倒入流延机进行共混熔融、挤出，经平模头流延成型，制得薄膜层。
步骤2：在薄膜层上印刷水性油墨层前对薄膜层进行电晕处理；
步骤3：将水性油墨层印刷在薄膜层上，制得印刷膜，对印刷膜进行烘干。
由上述描述可知，水性油墨的制备方法中使用水调节流动性至25s/3#杯/25℃，用水来调整粘度，就像溶剂型油墨是用溶剂来调整粘度，但水不能加太多，因为加太多了，会出现水墨的粘度降低及配比失调，导致印刷时出现水波纹及图文不清晰等异常现象；试验证明，加15％的水，将流动性调节至25s/3#杯/25℃时，使油墨具有粘度低，色含量高、固含量高、流动性好、转移性好的特性，得到的印刷效果最佳。
进一步的，所述在薄膜层上印刷水性油墨层前对薄膜层进行电晕处理是采用薄膜电晕处理机对所需印刷的薄膜层进行电晕处理，使薄膜层的表面张力达到50dyn/cm。
由上述描述可知，对薄膜进行电晕处理，可提高薄膜的表面张力，提高水性油墨在薄膜上的附着力。
实施例1
红色水性油墨印刷膜的制作方法：
第一步：水性油墨的制备；
1)将50份水与2份氨水混合，制成水与氨水混合物备用；
2)将15份红色颜料、30份连接料、2份助剂、1份耐磨剂放入分散搅拌缸进行分散搅拌；搅拌时间为40min，搅拌速度为800r/min；
3)将搅拌后的物料倒出，加入所述水与氨水混合物，调节pH值至9；
4)在所述物料中加入水，调节流动性至25s/3#杯/25℃。
第二步：在薄膜上印刷水性油墨前对薄膜进行电晕处理；采用薄膜电晕处理机对所需印刷的薄膜进行电晕处理，是薄膜的表面张力达到50dyn/cm；
第三步：水性油墨印刷膜的印刷及烘干；
印刷速度为180m/min，采用红外线短波干燥、循环封闭式烘箱烘干。
实施例2
黑色水性油墨印刷膜的制作方法：
第一步：水性油墨的制备；
1)将50份水与2份氨水混合，制成水与氨水混合物备用；
2)将15份黑色颜料、30份连接料、2份助剂、1份耐磨剂放入分散搅拌缸进行分散搅拌；搅拌时间为40min，搅拌速度为800r/min；
3)将搅拌后的物料倒出，加入所述水与氨水混合物，调节pH值至9；
4)在所述物料中加入水，调节流动性至25s/3#杯/25℃。
第二步：在薄膜上印刷水性油墨前对薄膜进行电晕处理；
采用薄膜电晕处理机对所需印刷的薄膜进行电晕处理，是薄膜的表面张力达到50dyn/cm；
第三步：水性油墨印刷膜的印刷及烘干；
印刷速度为180m/min，采用红外线短波干燥、循环封闭式烘箱烘干。
综上所述，本发明的有益效果在于：本发明提供一种水性油墨印刷膜，设计水性油墨印刷膜的水性油墨层的配方，水性油墨印刷膜的水性油墨连接料采用水基聚氨酯乳胶，增强油墨与薄膜的附着力，使水性油墨稳定性更强，使水性油墨具有更强的耐迁移性；同时设计薄膜层的配方，使薄膜层适用于印刷水性油墨，提高水性油墨与薄膜的相容性，薄膜层原料中不含增塑剂，不存在增塑剂析出的问题，在配方中加入EEA粒子，有效提高薄膜的韧性和热稳定性，配方中不含开口剂，防止开口剂及低分子材料析出薄膜表面而影响水性油墨在薄膜上的稳定性。通过改进水性油墨层和薄膜层的配方，使水性油墨层在薄膜层上的附着力大于95％。
所述水基聚氨酯乳胶的成分均安全无毒，使制得的水性油墨安全环保。
采用氨水帮助乳化聚合物的分散、稳定性及pH值的调整，价格较为便宜，降低了水性油墨的制作成本。
采用低分子量聚醚改性乙氧基化二甲基聚矽烷氧化合物作为润湿剂，具有极佳的润湿及扩散效果。能将水的表面张力由72dyn/cm降到50dyn/cm，从而与印刷基材的表面张力相近，提高水墨印刷的附着力及传墨性。
采用高分子聚二甲基硅氧烷乳液作为流平剂，起着优异的印刷流平效果，优异的增滑效果，改善水性油墨的耐刮擦性及良好的防粘连效果。
采用高分子量氧化锌乳液作为快干剂，起着让水性油墨转印到印刷基材时快速固化，干燥效果，同时起着防粘连及提高耐磨性效果。
采用封闭型水性异氰酸酯作为架桥剂，常温下可与含活性基团(羟基、羧基、胺基、环氧基等)树脂长期稳定共存，溶剂挥发后，涂膜经过热处理后该潜伏固化剂释放-NCO基团并与树脂分子链上的羟基、羧基、氨基等基团反应形成交联，可显著改善聚酯、醇酸树脂和丙烯酸树脂的附着力、色泽稳定性和耐蒸煮消毒能力，从而改善水性油墨的附着力。
所述耐磨剂为白色乳化蜡，使水性油墨具有良好的分散性及优异的耐磨性。
本方案所使用的材料多为市场上可购买的成品，易于得到，降低了产品的制作难度，使成品稳定性加强，操作重复性高。
水性油墨的制备方法中使用水调节流动性至25s/3#杯/25℃，用水来调整粘度，就像溶剂型油墨是用溶剂来调整粘度，但水不能加太多，因为加太多了，会出现水墨的粘度降低及配比失调，导致印刷时出现水波纹及图文不清晰等异常现象；试验证明，加15％的水，将流动性调节至25s/3#杯/25℃时，使油墨具有粘度低，色含量高、固含量高、流动性好、转移性好的特性，得到的印刷效果最佳。
对薄膜进行电晕处理，可提高薄膜的表面张力，提高水性油墨在薄膜上的附着力。
所述印刷与烘干方法在保证印刷质量的同时具有节能的优点，提高了印刷与烘干效率。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种水性油墨印刷膜，其特征在于：所述水性印刷膜包括水性油墨层和薄膜层；
所述水性油墨层的水性油墨由以下重量份的原料配制而成：水50份、连接料30份、颜料15份、助剂2份、耐磨剂1份、氨派生物2份；所述连接料为水基聚氨酯乳胶；
所述薄膜层的薄膜由以下重量份的原料配制而成：高发泡EVA粒子20-40份、一次发泡EVA粒子60-80份、EEA粒子30-40份、双(2，2，6，6四甲基-4哌啶基)葵二酸酯0.2份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.2份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.2份、磷酸三辛酯0.2份、硬脂酸钙0.2份。
2.根据权利要求1所述的水性油墨印刷膜，其特征在于：所述水基聚氨酯乳胶由以下质量百分数的成分组成：聚酯二元醇42％、二羟甲基丙酸28％、1，4-丁二醇8％、功能性单体8％、甲苯-2，4-二异氰酸酯12％、催化剂二丁基二月桂酸锡2％。
3.根据权利要求1所述的水性油墨印刷膜，其特征在于：所述助剂包括润湿剂，所述润湿剂占助剂总质量的10％，所述润湿剂为低分子量聚醚改性乙氧基化二甲基聚矽烷氧化合物。
4.根据权利要求1所述的水性油墨印刷膜，其特征在于：所述助剂还包括流平剂，所述流平剂占助剂总质量的30％，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷乳液。
5.根据权利要求1所述的水性油墨印刷膜，其特征在于：所述助剂还包括快干剂，所述快干剂占助剂总质量的30％，所述快干剂为氧化锌乳液。
6.根据权利要求1所述的水性油墨印刷膜，其特征在于：所述助剂还包括架桥剂，所述架桥剂占助剂总质量的30％，所述架桥剂为封闭型水性异氰酸酯交联剂。
7.根据权利要求1所述的水性油墨印刷膜，其特征在于：所述耐磨剂为白色乳化蜡。
8.一种权利要求1的水性油墨印刷膜的制作方法，其特征在于：所述水性油墨印刷膜的制作方法包括以下步骤：
步骤1：制备水性油墨；
1)将50份水与2份氨水混合，制成水与氨水混合物备用；
2)将15份颜料、30份连接料、2份助剂、1份耐磨剂放入分散搅拌缸进行分散搅拌；搅拌时间为40min，搅拌速度为800r/min；
3)将搅拌后的物料倒出，加入所述水与氨水混合物，调节pH值至9；
4)在所述物料中加入水，调节流动性至25s/3#杯/25℃，制得水性油墨；
制备薄膜层；
1)将薄膜层的各原料倒入高速混合机中搅拌均匀；
2)将搅拌均匀的薄膜层原料混合物倒入流延机进行共混熔融、挤出，经平模头流延成型，制得薄膜层。
步骤2：在薄膜层上印刷水性油墨层前对薄膜层进行电晕处理；
步骤3：将水性油墨层印刷在薄膜层上，制得印刷膜，对印刷膜进行烘干。
9.根据权利要求8所述的水性油墨印刷膜的制作方法，其特征在于：所述在薄膜层上印刷水性油墨层前对薄膜层进行电晕处理是采用薄膜电晕处理机对所需印刷的薄膜层进行电晕处理，使薄膜层的表面张力达到50dyn/cm。
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