本發(fā)明屬于印刷油墨技術領域，具體是涉及一種用于凹版印刷的水性環(huán)保油墨。
背景技術：
目前，凹版印刷所使用的油墨大多為醇酯溶油墨，其生產(chǎn)原料中除顏料和酒精(乙醇)外還含有大量的有機溶劑，包括乙酯、正丙酯、丙二醇甲醚等，這些有機溶劑約占原料的75％～90％。由于有機溶劑具有極強的揮發(fā)性，在油墨生產(chǎn)和印刷過程中，不僅會污染環(huán)境、對操作人員的身體健康有潛在傷害，同時，所印制的產(chǎn)品中也會有較高的溶劑殘留，在后續(xù)使用過程中會對接觸的產(chǎn)品和消費者產(chǎn)生不利的影響。因此，2015年10月1日國家發(fā)改委和環(huán)保部聯(lián)合發(fā)布了關于“揮發(fā)性有機排污收費試點辦法”，要求相關包裝印刷企業(yè)按照辦法規(guī)定執(zhí)行溶劑揮發(fā)排污費的征收、使用和管理。為了達到此要求的標準，技術人員嘗試從兩方面進行改進：(1)使用有機溶劑添加量較低的油墨，但是由于醇酯溶油墨配方樹脂的特點(必須使用大量的酯、醚類溶解才可達到印刷要求)，所以存在局限性，如果對溶解配比進行改變，就會直接影響印刷的效果，造成很多質(zhì)量問題，比如干版、拉線、印刷層次不清晰等。(2)增加有機溶劑回收系統(tǒng)，企業(yè)投入大量資金、設備和人工進行管理，但這樣勢必會大大增加生產(chǎn)成本。
因此，要想能夠徹底并持續(xù)地解決上述問題達到環(huán)保要求，有必要開發(fā)一種水性凹印環(huán)保油墨，其配方設計只需使用少量的乙醇和水混合的油墨稀釋劑，并且還必須能夠達到常規(guī)醇酯溶油墨的印刷質(zhì)量。雖然目前也有部分油墨企業(yè)嘗試開發(fā)水性凹印環(huán)保油墨，但是均普遍存在印刷效果不理想、易干燥、網(wǎng)點轉(zhuǎn)移、疊印等諸多問題。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種綠色環(huán)保、成本低廉、印刷效果優(yōu)異的凹印水性環(huán)保油墨。
本發(fā)明的目的通過以下技術方案予以實現(xiàn)。
除非另有說明，本發(fā)明所采用的百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)。
一種凹印水性環(huán)保油墨，由下述重量份的原料制成：顏料18～22份，乙醇15～23份，水15～23份，水性丙烯酸樹脂液35～40份，聚乙烯蠟粉0.5～1份、以十二烷基硫酸鈉為主要成分的水性分散劑0.5～1.5份和以二親基琥珀硫磺酸鈉為主要成分的表面活性劑0.5～1.5份。
所述的顏料為有機或無機顏料，包括原紅色墨、原黃色墨、藍色墨、黑色墨、橙色墨或金紅墨等一系列基準色墨，根據(jù)設計內(nèi)容的需要靈活添加。
所述的凹印水性環(huán)保油墨，具體由以下方法制備得到：
(1)按所述重量份稱取各原料備用；
(2)將12～20份水、12～20份乙醇和33～38份水性丙烯酸樹脂液在1000轉(zhuǎn)/分鐘條件下分散20分鐘，制得水性研磨樹脂液；
(3)待分散均勻后調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘～1200轉(zhuǎn)/分鐘，加入顏料和以十二烷基硫酸鈉為主要成分的水性分散劑，分散40分鐘至完全均勻；
(4)將步驟(3)所得混溶液移至砂磨機，設置進料壓力為0.1mpa，研磨溫度45度，研磨3遍，得到色墨半成品；
(5)在色墨半成品中添加水性丙烯酸樹脂液2份，聚乙烯蠟粉份和以二親基琥珀硫磺酸鈉為主要成分的表面活性劑。1000轉(zhuǎn)/分鐘條件下分散20分鐘，再添加水3份和乙醇3份，稀釋、調(diào)節(jié)黏度至2#蔡恩杯40～50秒，即為所需的凹印水性環(huán)保油墨。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
1、本發(fā)明的凹印水性環(huán)保油墨只使用酒精和水作為稀釋劑，不含領苯二甲酸酯類塑化劑和石油類有機溶劑，生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境和人體基本無害。
2、印刷物中的溶劑殘留極低，完全滿足目前印刷品voc殘留標準的煙印行業(yè)規(guī)定，直接解決了印刷廠家voc處理排放的一大難題。
3、該產(chǎn)品吸附力強，光澤度佳，疊印性能優(yōu)于現(xiàn)有醇酯溶油墨，顯著改善了醇酯溶油墨普遍存在的刮刀刮不干凈、干版等一系列問題。印刷效果顏色鮮艷，網(wǎng)點再現(xiàn)清晰，有較高的光澤度。
4、印刷干燥徹底，適合不同滲透和非滲透基材使用，如玻璃卡紙、白卡紙、銅板紙、轉(zhuǎn)移紙、金銀卡紙等。
5、滿足印刷后道上光、燙金、激凸等多種要求。
6、本發(fā)明原料成本低廉、對印版的雕刻深度要求低于目前醇酯溶油墨15％～20％，所以在油墨使用量方面大大減低，生產(chǎn)工藝簡便，企業(yè)不需投入人力和財力進行溶劑揮發(fā)的治理，經(jīng)濟和社會效益顯著。
具體實施方式
以下通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但具體實施例并不是對本發(fā)明技術方案的限制。所有基于本發(fā)明教導所做出的變化或等同替換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
制備一種凹印水性環(huán)保油墨：
(1)稱取各原料備用，其中：顏料(原紅色粉8份，原黃色粉5份和原黑色粉6份)，乙醇23份，水15.2份，水性丙烯酸樹脂液40份，聚乙烯蠟粉0.8份、以十二烷基硫酸鈉為主要成分的水性分散劑1份和以二親基琥珀硫磺酸鈉為主要成分的表面活性劑1份。
(2)取乙醇20份，水12.2份和水性丙烯酸樹脂液35份在1000轉(zhuǎn)/分鐘條件下分散20分鐘，制得水性研磨樹脂液。
(3)待步驟2分散均勻后，調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速為1100轉(zhuǎn)/分鐘，加入顏料和以十二烷基硫酸鈉為主要成分的水性分散劑，分散40分鐘，達到完全均勻。
(4)將步驟(3)所得混溶液移至砂磨機，設置進料壓力為0.1mpa。砂磨溫度45度，研磨3遍，得到色墨半成品。
(5)在步驟(4)研磨好的色墨半成品中添加水性丙烯酸樹脂液5份，聚乙烯蠟粉和以二親基琥珀硫磺酸鈉為主要成分的表面活性劑。1000轉(zhuǎn)/分鐘條件下分散20分鐘，再添加水3份和乙醇3份，稀釋調(diào)整黏度2#蔡恩杯40-50秒，得到所需的水性凹印環(huán)保油墨成品(咖啡色油墨樣品1)。
對油墨樣品1進行檢測，數(shù)據(jù)如下表。
產(chǎn)品執(zhí)行標準：gb/t26461紙張凹印油墨標準。
表1：產(chǎn)品檢測指標
對油墨樣品1進行檢測，按照卷煙條與盒包裝揮發(fā)性有機化合物的測定方法，得到以下結(jié)果。
2：有機揮發(fā)物檢測。
由表2可知：油墨樣品1的有機溶劑殘留(voc)遠遠低于煙用行業(yè)標準。
將凹印水性環(huán)保油墨樣品1用于高端煙用條與盒印刷，并對印刷物進行檢測，檢測標準yc/t330-2009卷煙條與盒包裝紙印刷品。
印刷環(huán)境溫度：25度。濕度60-65％
檢測條件：操作溫度：25度，濕度60-65％。
印刷黏度：使用水2份，酒精8份調(diào)配成混合稀釋劑，現(xiàn)場將油墨樣品1調(diào)整到印刷黏度2號蔡恩杯20秒。
印刷速度：180米/分鐘。
檢測結(jié)果如表3所示：
表3：執(zhí)行標準,yc/t330-2009卷煙條與盒包裝紙印刷品
綜合以上實驗結(jié)果可以看出，水性環(huán)保油墨樣品1達到了開發(fā)此產(chǎn)品的初衷。有機揮發(fā)物達到行業(yè)煙用標準，印刷適應性完全可替代目前的醇酯溶油墨，并且在印刷表面效果上比醇酯油墨更加優(yōu)異。在使用量方面，由于此產(chǎn)品在印版的要求上要低于醇酯溶油墨，并且使用價格較低廉的乙醇和水進行稀釋，大大降低了油墨的使用量。得到了印刷企業(yè)的強烈認可。
實施例2
(1)稱取各原料備用，其中：顏料(原紅色粉11份，原黃色粉7份，原黑色粉4份)，乙醇15.2份，水23份，水性丙烯酸樹脂液35份，聚乙烯蠟粉1份，以十二烷基硫酸鈉為主要成分的水性分散劑1.5份和以二親基琥珀硫磺酸鈉為主要成分的表面活性劑1.5份。
(2)取乙醇12.2份、水20份，水性丙烯酸樹脂液30份在1000轉(zhuǎn)/分鐘條件下分散20分鐘，制得水性研磨樹脂液。
(3)待步驟2分散均勻后，調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速為1100轉(zhuǎn)/分鐘，加入顏料和以十二烷基硫酸鈉為主要成分的水性分散劑，分散40分鐘，達到完全均勻。
(4)將步驟(3)所得混溶液移至砂磨機，設置進料壓力為0.1mpa，砂磨溫度45度，研磨3遍，得到色墨半成品。
(5)對步驟(4)研磨好的色墨半成品添加水性丙烯酸5份，聚乙烯蠟粉和以二親基琥珀硫磺酸鈉為主要成分的表面活性劑。1000轉(zhuǎn)/分鐘分散20分鐘，添加水3份和乙醇3份制得稀釋調(diào)整黏度2#蔡恩杯40-50秒。得到水性凹印環(huán)保油墨樣品(咖啡色2)。
與油墨樣品1相比有以下不同點：
(1)提高水在配方1的比例7.8份，降低乙醇含量7.8份，降低丙烯酸樹脂液5份，提高色粉含量3份。
(2)對以十二烷基硫酸鈉為主要成分的水性分散劑和以二親基琥珀硫磺酸鈉為主要成分的表面活性劑各提高0.5份，增加顏料的潤濕和分散性。
對樣品2進行檢測均能達到：
(1)：gb/t26461紙張油墨凹印標準。
(2)：卷煙條與盒包裝紙揮發(fā)性有機化合物的測定標準，并且達到底線。
(3)：滿足yc/t330-2009卷煙條與盒的包裝印刷標準。
由此可知，此凹印水性環(huán)保油墨在降級酒精含量、提高水和色粉比例的同時，提高以十二烷基硫酸鈉為主要成分的水性分散劑和以二親基琥珀硫磺酸鈉為主要成分的表面活性劑，增加了顏料的潤濕和分散性。也是可以滿足印刷要求的。綜合降低了乙醇的使用量。
實施例3
(1)稱取各原料備用，其中：顏料(原藍色粉11份，原黃色粉6份，原黑色粉4份，)乙醇18份，水18份，水性丙烯酸樹脂液38份，聚乙烯蠟粉0.8份，以十二烷基硫酸鈉為主要成分的水性分散劑1.5份和以二親基琥珀硫磺酸鈉為主要成分的表面活性劑1.5份，
(2)取乙醇15份，水15份、水性丙烯酸樹脂液33份在1000轉(zhuǎn)/分鐘條件下分散20分鐘，制得水性研磨樹脂液。
(3)待步驟2分散均勻后，調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速為1100轉(zhuǎn)/分鐘，加入顏料和以十二烷基硫酸鈉為主要成分的水性分散劑，分散40分鐘，達到完全均勻。
(4)將步驟(3)所得混溶液移至砂磨機，設置進料壓力為0.1mpa，砂磨溫度45度，研磨3遍，得到色墨半成品。
(5)對步驟(4)研磨好的色墨半成品添加水性丙烯酸5份，聚乙烯蠟粉和以二親基琥珀硫磺酸鈉為主要成分的表面活性劑，1000轉(zhuǎn)/分鐘分散20分鐘，添加水3份和乙醇3份，稀釋調(diào)整黏度2#蔡恩杯40-50秒。得到優(yōu)選配方的水性凹印環(huán)保油墨樣品3(深綠)。
與油墨樣品1相比有以下不同點：
(1):對顏料色彩進行了更換，調(diào)配一款深綠色凹印水性環(huán)保油墨，目的是想驗證體系在不同顏色組成的印刷適應性。
(2)：提高水含量2.8份，降低乙醇5份，降低丙烯酸樹脂液2份。
(3)：提高以十二烷基硫酸鈉為主要成分的水性分散劑0.5份和以二親基琥珀硫磺酸鈉為主要成分的表面活性劑0.5份。
對樣品3進行檢測均能達到：
(1)：gb/t26461紙張油墨凹印標準。
(2)：卷煙條與盒包裝紙揮發(fā)性有機化合物的測定標準，并且達到底線。
(3)：滿足yc/t330-2009卷煙條與盒的包裝印刷標準。
通過以上實驗可知，本發(fā)明的水性凹印環(huán)保油墨可以完全替代目前行業(yè)對醇酯溶油墨不同色彩的印刷要求，給印刷企業(yè)解決了最大的有機溶劑處理問題，對環(huán)境改善帶來了綠色環(huán)保方案。是目前市場潛在力巨大的，可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。