CN102643577B - 适合高速轮转印刷的环保油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适合高速轮转印刷的环保油墨，包括如下重量份数的组分：冷固着胶印连结料30～80份，填料1～10份，颜料5～20份，醇酸树脂5～30份，植物油酸酯1～10份，本发明具有VOC≤4％，高效无毒的特点，符合HJ/T 370-2007(环境标志产品技术要求胶印油墨)中绿色油墨的要求，此外，该油墨比传统矿物油型油墨固着快，展色性能好，符合商业票据等有价证券用油墨的物化耐性要求，适合最低120米/分钟，到最高300米/分钟的印刷速度，印刷适性优良，对通用型商业印刷机具有较好的包容性。
Description
技术领域
本发明涉及一种适合高速轮转印刷的环保油墨，具体是涉及一种用于商业票据、表格、有价证券等用途的环保型冷固着胶印油墨。
背景技术
传统的冷固着胶印油墨主要用于报墨等低档油墨，随着经济的发展，近年来，国内外轮转胶印油墨生产取得了长足的发展，生产工艺配方已发生根本性的改变，尤其是彩色轮转胶印油墨，对颜料、填料、稀释剂等的选择越来越讲究，已广泛使用于商业票据票证、表格、有价证券以及彩色书刊等的印刷。有些厂商已经将酚醛树脂连结料油墨生产技术应用到轮转胶印油墨的生产中，从连结料生产技术上实现了从沥青、低级石油树脂连结料向酚醛树脂连结料的过渡，使轮转胶印油墨品质得到了极大提升。
目前，冷固着胶印油墨的主要问题是其VOC含量较高，一般都在30％左右，远高于国家环保油墨的要求，此外，国内外有少量的关于植物油替代矿物油的例子，但由于植物油的渗透性较差，使得其固着速率达不到高速印刷的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合高速轮转印刷的环保油墨，具有快固着和低VOC含量的特点，可以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明所述的适合高速轮转印刷的环保油墨，包括如下重量份数的组分：
进一步优选的，所述的适合高速轮转印刷的环保油墨，由如下重量份数的组分组成：
油墨的粘度为2.0～15Pa·s(锥板粘度计，40℃，剪切速率为300s-1)，满足商业轮转印刷的要求。其承印基材可以是铜版纸、无碳复写纸、普通书刊印刷纸等；
所述填料为胶印通用填料，如各级碳酸钙、钛白粉以及硫酸钡等；
所述颜料为本领域通用材料，无特殊要求。如金光红C(PR53:1)，联苯胺黄(PY12、13、14)，酞菁绿G(PG7)，酞菁蓝BGS(15:3)，耐晒青莲色原，透明桃红(PR81)，洋红6B(PR57:1)，滚法炭黑，中/高色素炭黑等。
所述防伪材料为红外、荧光或液晶材料，可使用市售产品如红外吸收材料，JColor精彩牌号DS荧光材料，汽巴RS荧光颜料，神舟魔镜液晶偏光颜料等；
所述醇酸树脂为甘油、季戊四醇与亚麻仁油、大豆油、邻苯二甲酸/酐、邻苯二甲酸/酐等反应制得，数均分子量为2000～50000；
所述植物油酸酯选自亚油酸甲酯、亚油酸乙酯、豆油酸甲酯、豆油酸乙酯、椰子油乙酸己酯等植物油酸酯等中的一种以上；
例如可使用市售的HEXION公司的Agrosol C、Agrosol L溶剂等；
所述抗水助剂为本领域通用型油墨抗水剂，如上海三正高分子材料有限公司的CH-35抗乳化剂，或多元醇与多元酸所合成的聚酯类水平衡剂；
所述触变助剂为本领域通用触变助剂，如气相二氧化硅，有机膨润土，高岭土等；
所述其他助剂选自胶印油墨使用的蜡膏、防结皮剂、除/遮味剂或干燥剂等，可选用市售产品，如Hexion Fluoron 960蜡膏，2，6-二叔丁基苯酚衍生物类抗氧剂或Borchers公司Azcinin Anti Skin VP系列防结皮剂等，所述干燥剂是市售通用型胶印油墨干燥剂，可采用上海长风化工厂的环烷酸盐，或者浙江福昇合成材料有限公司所售的通用型异辛酸盐干燥剂；
所述冷固着胶印连结料包括如下重量份数的组分：
优选的，所述冷固着胶印连结料包括如下重量份数的组分：
所述松香改性酚醛树脂选自P-Ostwald值为0.60～0.75之间的高结构松香改性酚醛树脂、P-Ost值为0.76～0.90之间的中结构松香改性酚醛树脂或P-Ost值为0.91～0.96之间的低结构松香改性酚醛树脂中的一种或以上。可采用市售产品，如瀚森公司SETAPRINT产品，阿莱斯公司的PM产品以及森科公司的SK产品等。
P-Ostwald值测试方法为，锥板或平扳，23℃，剪切速率25s-1，35％的树脂溶解在6/9AR混合测试油中得到。
所述改性石油树脂为改性C5石油树脂或改性C9石油树脂或其混合物，其中未改性的基础C5石油树脂和C9石油树脂的数均分子量范围为800～5000，可采用市售产品，如伊士曼C5树脂、金森C5/C9及DCPD树脂、瑞翁C5树脂、固特异C5/C9树脂等；
所述的石油树脂的改性物包括四氢苯酐、马来酸酐或其酸、丙烯酸或甲基丙烯酸中的一种以上；
所述改性石油树脂可采用US3929736或JP2003128982文献提供的方法制备；
所述植物油为亚麻仁油、桐油、大豆油或梓油中的一种以上；
所述植物油酸酯为亚油酸甲酯、亚油酸乙酯、豆油酸甲酯、豆油酸乙酯或椰子油乙酸己酯等中的一种以上；
所述凝胶剂选自有机铝或植物油酸酯稀释的的有机铝，所述有机铝优选为异辛酸铝或环烷酸铝；植物油酸酯稀释的的有机铝中，所述有机铝的重量含量为45～60％；
所述冷固着胶印连结料的指标主要为：
粘度2.5～30.0Pa·s(锥板粘度计，30℃，300s-1)，色泽4～14(铁钴比色)，外观为澄清透明琥珀色。
所述冷固着胶印连结料的制备方法，包括如下步骤：
将植物油与植物油酸酯混合搅拌，升温至140～160℃，加入松香改性酚醛树脂，改性石油树脂，升温至230～240℃，搅拌1～2小时，降温至140～160℃，加入凝胶剂，维持温度在160～179℃保温45～60分钟，即可获得所述的冷固着胶印连结料；
所述适合高速轮转印刷的环保油墨的制备方法，包括如下步骤：
按油墨的配方量，将各个组分搅拌混合，在刮板细度仪上检测细度，细度达到≤15μm，即为所述的适合高速轮转印刷的环保油墨。
本发明的有益效果是：
冷固着胶印油墨一般都有较高的VOC含量，本发明提供了一种适合高速轮转印刷的环保油墨，其具有VOC≤4％，高效无毒的特点，符合HJ/T 370-2007(环境标志产品技术要求胶印油墨)中绿色油墨的要求，此外，该油墨比传统矿物油型油墨固着快，展色性能好，符合商业票据等有价证券用油墨的物化耐性要求，适合最低120米/分钟，到最高300米/分钟的印刷速度，印刷适性优良，对通用型商业印刷机具有较好的包容性。
具体实施方式
实施例1～3
冷固着胶印连结料配方：(重量份数)
印连结料A实施例1的高结构松香改性酚醛树脂的P-Ostwald值为0.60～0.75；采用Hexion公司牌号为UR74C树脂(P-ost值0.75)；
印连结料A实施例1的中结构松香改性酚醛树脂的P-Ost值为0.76～0.90；采用Arez公司牌号为PM1327树脂(P-ost值约0.85)；
印连结料A实施例1的低结构松香改性酚醛树脂的P-Ost值为0.91～0.96；采用Hexion公司Setaprint 1400C树脂(P-ost值0.96)；
印连结料B实施例2的中结构松香改性酚醛树脂的P-Ost值为0.76～0.90；采用Hexion公司牌号为UR1012C树脂(P-ost值0.85)；
印连结料B实施例2的低结构松香改性酚醛树脂的P-Ost值为0.91～0.96；采用Hexion公司牌号为NP-rez 3851树脂(P-ost值0.91)；
连结料C实施例3的中结构松香改性酚醛树脂的P-Ost值为0.76～0.90；采用Hexion公司UR18C树脂(P-ost值0.86)；
实施例1的改性石油树脂为四氢苯酐改性的C5石油树脂，采用四氢苯酐改性金森石油公司牌号为E2203LC的C5树脂(数均分子量848，分散系数D＝2.0)；
实施例2的改性石油树脂为马来酸酐改性的C9石油树脂，采用马来酸酐改性C9石油树脂(C9树脂为蓝盾石油树脂公司生产，牌号为PR1-120数均分子量约1100)；
实施例3的改性石油树脂为甲基丙烯酸改性的C9石油树脂和甲基丙烯酸改性的C5石油树脂的混合物，其中C5石油树脂为金森石油公司牌号为E1304的树脂(数均分子量1120，分散系数D＝1.95)，C9石油树脂为蓝盾石油树脂公司的PR1-110树脂(数均分子量约1000)；
实施例1、2的凝胶剂为豆油酸甲酯稀释的异辛酸铝，其中，异辛酸铝的重量含量为50％；
冷固着胶印连结料制备方法：
将植物油、植物油酸酯加入反应锅内，开搅拌，升温至160℃，加入松香改性酚醛树脂，改性石油树脂，逐渐升温至235℃，保温搅拌1.5小时，降温至160℃，加入凝胶剂，升温至179℃保温50分钟，制备所述的冷固着胶印连结料。
冷固着胶印连结料的指标主要为：
实施例1，粘度30.0Pa·s(锥板粘度计，30℃，300s-1)，色泽14(铁钴比色)，外观为澄清透明琥珀色；
实施例2，粘度20.0Pa·s(锥板粘度计，30℃，300s-1)，色泽14(铁钴比色)，外观为澄清透明琥珀色；
实施例3：粘度5.0Pa·s(锥板粘度计，30℃，300s-1)，色泽13(铁钴比色)，外观为澄清透明琥珀色；
油墨配方：
油墨制备方法：
按油墨的配方量在配料容器中称好，置搅拌机中拌合均匀。将混合均匀的浆料在三辊机或珠磨机上充分研磨分散，取样在刮板细度仪上检测细度，达到细度≤15μm，即为所述的油墨。
上述油墨可适用于印刷速度为120米/分～300米/分的四色或多色胶印轮转印刷机，在无碳复写纸、普通书刊印刷纸、铜版纸等承印基材上印刷有价证券、票据、书刊等。VOC含量采用HJ/T 370-2007(环境标志产品技术要求胶印油墨)标准进行检测，结果如下：
实施例1：油墨的粘度为10Pa·s(锥板粘度计，30℃，剪切速率为300s-1)，VOC≤1％，该油墨固着速度为传统矿物油型油墨的2倍，展色性能好，比传统油墨最多可节省1/4墨耗。适合最低120米/分钟，到最高300米/分钟的印刷速度，印刷适性优良，对通用型商业印刷机具有较好的包容性。
实施例2：油墨的粘度为30Pa·s(锥板粘度计，30℃，剪切速率为300s-1)，VOC≤2％，该油墨光泽好，荧光效果强，适合最低120米/分钟，到最高300米/分钟的印刷速度，印刷适性优良，对通用型商业印刷机具有较好的包容性，可用于荧光防伪领域。
实施例3：油墨的粘度为20Pa·s(锥板粘度计，30℃，剪切速率为300s-1)，VOC≤2％，该油墨光泽好，偏光效果好，适合最低120米/分钟，到最高300米/分钟的印刷速度，印刷适性优良，对通用型商业印刷机具有较好的包容性。配合特殊的偏光镜片可实现防伪功能。
Claims (7)
1.一种冷固着胶印连结料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
所述松香改性酚醛树脂选自P-Ostwald值为0.60～0.75之间的高结构松香改性酚醛树脂、P-Ost值为0.76～0.90之间的中结构松香改性酚醛树脂或P-Ost值为0.91～0.96之间的低结构松香改性酚醛树脂中的一种或以上；
所述改性石油树脂为改性C5石油树脂或改性C9石油树脂或其混合物；
所述的石油树脂的改性物为四氢苯酐、马来酸酐或其酸、丙烯酸或甲基丙烯酸中的一种以上；
所述植物油为亚麻仁油、桐油、大豆油或梓油中的一种以上；
所述植物油酸酯为亚油酸甲酯、亚油酸乙酯、豆油酸甲酯、豆油酸乙酯或椰子油乙酸己酯中的一种以上；
所述凝胶剂选自有机铝或植物油酸酯稀释的有机铝，所述有机铝为异辛酸铝或环烷酸铝；植物油酸酯稀释的有机铝中，所述有机铝的重量含量为45～60%。
2.适合高速轮转印刷的环保油墨，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
3.根据权利要求2所述的适合高速轮转印刷的环保油墨，其特征在于，还包括防伪材料、抗水助剂、触变助剂或其他助剂中的一种以上。
4.适合高速轮转印刷的环保油墨，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
5.根据权利要求4所述的适合高速轮转印刷的环保油墨，其特征在于，由如下重量份数的组分组成：
6.根据权利要求4或5所述的适合高速轮转印刷的环保油墨，其特征在于，所述防伪材料为红外、荧光或液晶材料，所述抗水助剂为CH-35抗乳化剂或多元醇与多元酸所合成的聚酯类水平衡剂；所述触变助剂为气相二氧化硅、有机膨润土或高岭土；所述其他助剂选自胶印油墨使用的蜡膏、抗氧剂、防结皮剂、除/遮味剂或干燥剂中的一种以上。
7.根据权利要求4或5所述的适合高速轮转印刷的环保油墨，其特征在于，所述醇酸树脂为甘油、季戊四醇与亚麻仁油、大豆油、邻苯二甲酸/酐、邻苯二甲酸/酐反应制得，数均分子量为2000～50000；
所述植物油酸酯选自亚油酸甲酯、亚油酸乙酯、豆油酸甲酯、豆油酸乙酯、椰子油乙酸己酯植物油酸酯中的一种以上。
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