用于PVC薄膜的無苯高固含量凹版白墨的研制成果及應用

林秋云，余鈺祺，邱國平

( 1.中山市康和化工有限公司，廣東 中山 528478；2.中山創美涂料有限公司，廣東 中山 528478)

用于PVC薄膜的無苯高固含量凹版白墨的研制成果及應用

林秋云1，余鈺祺2，邱國平2

( 1.中山市康和化工有限公司，廣東 中山 528478；2.中山創美涂料有限公司，廣東 中山 528478)

本文闡述了使用熱塑性丙烯酸樹脂、氯醚樹脂和醋酸丁酸纖維素樹脂，添加高性能的分散助劑，結合易分散的鈦白粉，采用特定的分散工藝，制備出用于PVC薄膜的無苯凹版白墨，固含量高達70%以上，產品質量通過第三方檢測和客戶應用驗證，該油墨生產效率高、成品質量優異，是一款非常具有競爭力的油墨產品。

PVC；凹版；油墨；高固含量；無苯

食品軟包裝的印刷主要采用塑料軟包裝用凹版印刷油墨(以下簡稱凹印油墨)，凹印油墨在中國已投產30余年[1]，按連接料主要可分為氯化聚丙烯類、聚酰胺類、聚氨酯類、丙烯酸類、聚乙烯醇縮丁醛類和硝化棉類等。氯化聚丙烯類油墨目前占有食品包裝的半壁江山，但其發展受限于難以克服的缺點:1) 非環保，需大劑量使用甲苯等芳香烴為溶劑，印刷時芳香烴揮發至環境造成污染;2) 不安全，甲苯等芳香烴屬于較慢干溶劑[2]，極易殘留在油墨膜層，污染所包裝食品，且可揮發至空氣危害消費者健康;3)應用范圍窄[3]，僅在 BOPP 薄膜上具有較好的印刷適性，且因氯化聚丙烯樹脂熔點和分解溫度低，難以用于需耐受高溫的煮沸蒸煮食品包裝。聚酰胺類油墨也主要依賴于芳香烴溶劑，雖然有少量醇溶性產品，但聚酰胺樹脂較差的耐溫性，并且復合強度低而限制了其在復合包裝中的應用。可使用無苯溶劑的聚氨酯類油墨具有毒性小、對多種塑料薄膜材料印刷適性好、耐高溫蒸煮、耐冷凍、耐磨、印品光澤度好的優點，明顯優于前兩者，具有強勁的發展潛力。為減少環境污染、提高食品安全水平，中國已出臺一系列政策和措施以促進綠色健康油墨的發展。醇酯溶油墨能有效地解決苯溶型油墨對健康的傷害和溶劑殘留影響包裝食品質量的問題[1],在歐美國家已經成為一種趨勢 ,亞洲一些國家也早已開始了替代苯溶油墨的步伐。我國近些年由于強制政策的出臺 ,含苯油墨正逐步退出歷史舞臺[2]。現在,在復合油墨方面無苯溶劑型聚氨酯油墨占據了中國軟包裝凹版印刷行業油墨市場的主要份額，而PVC熱收縮膜方面，目前還有很多是含有甲苯或者丁酮溶劑的，非常不符合當今國家對VOC排放以及食品安全方面的要求。因此 ,研制出用于PVC薄膜的無苯高固含量凹版白墨具有非常重要的意義。

白色油墨的遮蓋力(濃度)、身骨(稀稠、流動度等流變性能)和干燥性能是三個最重要的性能。它們的種類很多，物理性質亦不一樣，有的很稠、很粘；而有的卻相當稀。有的以植物油作連結料；有的用樹脂和溶劑或水等作連結料。這些都是根據印刷的對象即承印物、印刷方法、印刷版材的類型和干燥方法等來決定的。

目前市場上的白色油墨一般固含在40%～50%，市面上60%固含的白墨黏度已經很大，固含越高油墨黏度越大，用涂料4#杯基本已經無法測量。油墨的干燥速度、觸變性、骨架性能對生產效率、產品質量有著巨大的影響，研究生產效率高、環境友好、成本低的油墨有著深遠的意義。

1 實驗

1.1 材料

1.1.1 油墨原材料

異丙醇、醋酸正丙酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚、熱塑性丙烯酸樹脂液、芥酸酰胺、納米碳酸鈣、聚乙烯蠟、氯醚樹脂液、醋酸丁酸纖維素液、鈦白粉分散劑、消光粉、抗靜電劑。

1.1.2 印刷基材

PVC薄膜。

1.2 主要儀器

細度板、涂料4#黏度杯、秒表、3M800膠帶、攪拌機、刮墨絲棒、凹版印刷打樣機等。

1.3 凹版白墨的制備方法

1.3.1 物料配比

異丙醇2%～6%，正丙酯3%～6%，醋酸乙酯4%～6%，醋酸丁酯1%～2%，丙二醇甲醚0.5%～1.5%，熱塑性丙烯酸樹脂液20%～25%，芥酸酰胺0.2%～0.6%，納米碳酸鈣1%～3%，聚乙烯蠟0.5%～3%，氯醚樹脂液15%～20%，醋酸丁酸纖維素液4%～6%，鈦白粉18.3%～48.15%，BYK-110分散劑0.3%～1.5%，消光粉0.3%～1%，抗靜電劑0.05%～0.1%。

1.3.2 制備工藝

(1)將異丙醇、正丙酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚先混合分散5min，然后加入已經制備好的熱塑性丙烯酸樹脂液、氯醚樹脂液、BYK-110分散劑，混合均勻；

(2)分散轉速調至300～400 r/min，在分散中加入鈦白粉、芥酸酰胺、納米碳酸鈣、聚乙烯蠟(注意把粘附在缸壁與分散盤上的粉末刮下來)，全部加入后高速分散(1400r/min)50～60min，至細度合格(≤20μm)為止；

(3)細度合格后，把分散速度調低(300～400r/min)，然后加入消光粉，加入后高速分散20～30min，至細度合格；

(4)最后在低速分散中加入醋酸丁酸纖維素液、抗靜電劑，攪拌10min，送檢，檢驗合格即得。

1.4 凹版白墨的性能測試

1.4.1 細度檢測

采用GBT 13217.3-91凹版塑料油墨細度的檢驗方法，油墨成品的細度≤20μm為合格。

1.4.2 黏度檢測

采用GBT 13217.4-91凹版塑料油墨黏度的檢驗方法，油墨成品的黏度范圍在40～60s(25℃，涂料4#杯)為合格。

1.4.3 附著力檢測

采用GBT 13217.7-91凹版塑料油墨附著牢度的檢驗方法，油墨成品在聚乙烯薄膜上的附著力≥95%為合格。

1.4.4 初干性檢測

采用GBT 13217.5-91凹版塑料油墨初干性的檢驗方法，油墨成品刮樣在聚乙烯薄膜上的初干性范圍在20～50 mm之間為合格。

1.4.5 抗粘連性檢測

采用GBT 13217.8-91凹版塑料油墨抗粘連的檢驗方法，油墨成品刮樣在聚乙烯薄膜上不粘連為合格。

2 試驗結果與討論

2.1 油墨樹脂的選擇

1.粉葛粉與提取液（30%乙醇）的比例對葛根素含量的影響。由表2知，在其他條件不變的情況下，粉葛含量越高，提取液中的葛根素含量越高，達到每100ml中含153mg。

樹脂性能是油墨性能的決定因素，本項目使用了三種樹脂來制備，其分別作用是：(1)使用熱塑性丙烯酸樹脂，主要是因為其有很好的分散性能以及有較好的附著力性能。(2)使用醋酸丁酸纖維素，主要使油墨的干燥更徹底，促使油墨的成膜較硬，耐磨性能更好。(3)使用氯醚樹脂，主是作用是提高油墨的耐性，有效防止PVC薄膜中的增塑劑對油墨的軟化，有效避免出現粘連的問題。

2.2 油墨溶劑的選擇

本項目使用的溶劑成分主要是醇類和酯類，為低毒性的環保凹版塑料印刷油墨，醇酯兩類溶劑混合后，對樹脂有較好的溶解性，從而促使油墨的較好的流動性能。

2.3 油墨分散劑的選擇

油墨的分散劑，主要起到增強樹脂對鈦白粉的分散性能，達到不需要研磨直接攪拌就能達到細度，并且能夠起到油墨長期存放不易發生沉淀的作用。

2.4 顏填料的選擇

2.5 對油墨附著牢度的影響

油墨的附著牢度取決于樹脂，本項目通過熱塑性丙烯酸樹脂、使用醋酸丁酸纖維素樹脂、氯醚樹脂三者按照一定的比例進行搭配使用，可以使油墨對PVC薄膜有較好的附著力性能。

3 項目成果

(1)本項目研究出高固含聚氯乙烯薄膜凹版白墨中油墨固含可達70%以上，既可保證高固含(70%以上)，同時也可保證其流平性能，黏度可在40～60s/涂4杯。

(2)高固含聚氯乙烯薄膜凹版白墨具有對聚氯乙烯薄膜的附著力強、遮蓋力高、印刷適性好、抗返粘性能優越等優點。

(3)本研究的制備方法簡潔，容易控制，不需要經過傳統油墨的研磨工序，大大節省了人力物力，提高了生產效率。

4 成果應用

本項目制備的油墨產品可廣泛應用于PVC熱收縮膜標簽的印刷，例如：“怡寶”飲用水、“椰牛”椰子汁、“娃哈哈”營養快線、“美汁源”果汁、“統一”冰糖雪梨、“康師傅”冰紅茶等包裝上的標簽印刷，適用于150～200m/min的高速印刷，具有白度好、附著力強、遮蓋力大、爽滑度高等顯著優點。并且，采用本項目的工藝來生產，不需要經過砂磨的工序，大大減少了生產的時間與能耗，使生產效率大大提高，生產成本大大減少。

[1] 《油墨制造工藝》編寫組. 油墨制造工藝[M].北京:中國輕工業出版社,1997.

[2] 禹 言.全球油墨市場概述[J].印刷技術,2006(8):4-11.

[3] 陳祖支,曾秉云.包裝材料與容器手冊[K].廣州:廣東科技出版社,2001.

(本文文獻格式：林秋云，余鈺祺，邱國平.用于PVC薄膜的無苯高固含量凹版白墨的研制成果及應用[J].山東化工,2017,46(15):43-44.)

聲明

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特此聲明！

《山東化工》編輯部

2017年2月13日

Study on a High Solid Content,Non-benzene,Intaglio White Ink and Applying it to PVC Films

LinQiuyun1,YuYuqi2,QiuGuoping2

(1.Zhongshan Kingho Chemical Industrial Co.,Ltd.,Zhongshan 528478,China;2.Zhongshan Chant Ink Co.,Ltd.,Zhongshan 528478,China)

This paper describes the use of thermoplastic acrylic resin,chloroprene resin and cellulose acetate butyrate resin,adding high-performance dispersion aids,combined with easy dispersion of titanium dioxide,using a specific dispersion process,prepared for the PVC film Benzene gravure white ink,solid content of up to 70% or more,product quality through third-party testing and customer application validation,the ink production efficiency,excellent product quality,is a very competitive ink products.

PVC,gravure printing ink,high solid content and no benzene

2017-05-25

林秋云(1977—)，女，廣東人，工程師，主要從事化工工藝研究。

TQ628.5

A

1008-021X(2017)15-0043-02