一种凹印水性光变植绒油墨及其制备方法与印刷方法与流程

本发明涉及油墨印刷领域，尤其涉及一种凹印水性光变植绒油墨及其制备方法与印刷方法。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，消费者对产品包装提出了更高的要求，也间接推动了印刷技术的发展。产品包装已经从最初的保护内装物的功能，发展成为产品提升价值和创造附加值的重要部分。尤其是对于烟草产品而言，包装更是宣传品牌文化的名片。但对于烟草包装，满足装饰和宣传效果的同时，还应具备一定的防伪功能以及满足健康环保的要求。

目前烟酒等快消产品印刷的表面特殊触感油墨能够为包装带来触摸手感上的改变，但仍存在诸多问题：1、油墨体系大多采用uv油墨，这在一定程度上降低了vocs的排放，但由于uv油墨在固化时需要使用特定波段和光强度的uv光源持续照射，光源的能耗较高、发热严重、寿命较短，且在uv光照后会产生大量臭氧，不具有节能环保的特性；2、有部分油墨采用水性油墨体系，但印刷植绒效果差，而且经过一段时间光照后植绒效果会衰减，油墨颜色变得透明，严重影响产品的包装效果；3、目前的植绒油墨，都不具备防伪印刷的功能属性。为了达到印刷防伪的效果，传统工艺一般需要先使用凹印机印刷色墨，后经单凹机印刷触感油墨，再通过一道丝网印刷工艺，来印刷专门的防伪油墨，无法实现联线生产。凹印机生产稳定性差、套位难度高，丝印机的生产速度较低、能耗较高、且油墨消耗量大，都严重制约了生产效率。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种凹印水性光变植绒油墨及其制备方法与印刷方法，旨在解决现有植绒油墨绒感较差、易褪色、无防伪效果等问题，同时又具备节能环保、高效生产的特点。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种凹印水性光变植绒油墨，其中，按重量份计包括35-40份的水性脂肪族聚氨酯弹性树脂、3-5份的亲水扩链剂、40-50份的水溶性溶剂、8-13份的光学变色颜料、3-5份的水性分散剂、1-2份的ph调节剂以及3-7份的助剂。

所述的凹印水性光变植绒油墨，其中，所述水性脂肪族聚氨酯弹性树脂由脂肪族多异氰酸酯和聚醚类多元醇反应合成。

所述的凹印水性光变植绒油墨，其中，所述脂肪族多异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种。

所述的凹印水性光变植绒油墨，其中，所述聚醚类多元醇为聚氧化乙烯二元醇和聚四氢呋喃二元醇中的一种或两种。

所述的凹印水性光变植绒油墨，其中，所述亲水扩链剂为2,2-二羟甲基丁酸和2,2-二羟甲基丙酸中的一种或两种。

所述的凹印水性光变植绒油墨，其中，所述水溶性溶剂包括质量比为1:1-3的水和乙醇。

所述的凹印水性光变植绒油墨，其中，所述光学变色颜料包括复合光学片材，所述复合光学片材由多层具有干涉结构的光学薄膜复合组成。

所述的凹印水性光变植绒油墨，其中，所述复合光学片材包括层叠设置的第一半透明金属层、第一介质层、不透明金属层、第二介质层以及第二半透明金属层。

所述凹印水性光变植绒油墨的制备方法，其中，包括步骤：

将水性脂肪族聚氨酯弹性树脂、亲水扩链剂、水溶性溶剂以及光学变色颜料进行研磨搅拌处理，得到第一混合液；

在搅拌条件下向所述第一混合液中加入水性分散剂，得到第二混合液；

在搅拌条件下向所述第二混合液中加入助剂，得到第三混合液；

在搅拌条件下向所述第三混合液中加入ph调节剂，调节所述第三混合液的ph值为8-10，制得所述凹印水性光变植绒油墨。

所述凹印水性光变植绒油墨的印刷方法，其中，包括步骤：

使用凹印机对纸张进行图文信息的色墨印刷并干燥，在后一机组设置水性光变植绒油墨的印刷，其中，印版线数设置为60-80线/cm，版深50-60μm；

采用130-150m/min的印刷速度印刷所述凹印水性光变植绒油墨，印刷完成后对所述凹印水性光变植绒油墨进行热风双边干燥处理；

待所述凹印水性光变植绒油墨干燥后，在后一机组对纸张背面印刷水性背涂液。

有益效果：本发明提供的凹印水性光变植绒油墨包括具有弹性手感的水性脂肪族聚氨酯弹性树脂，这使得所述凹印水性光变植绒油墨在固化后能够产生类似绒布的手触感，同时通过对油墨配方的改进，提高了其附着性和抗粘连性，使其绒感更加强烈；通过引入光学变色材料，能够产生多彩的外观效果，又具有光变防伪作用，实现了两种不同感官的识别及防伪功能。

附图说明

图1是本发明复合光学片材的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种凹印水性光变植绒油墨的制备方法流程图。

图3是本发明实施例提供的一种凹印水性光变植绒油墨的印刷方法流程图。

图4为本发明实施例提供的凹印给墨系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

基于现有技术所存在的问题，本发明提供一种凹印水性光变植绒油墨，其按重量份计包括35-40份的水性脂肪族聚氨酯弹性树脂、3-5份的亲水扩链剂、40-50份的水溶性溶剂、8-13份的光学变色颜料、3-5份的水性分散剂、1-2份的ph调节剂以及3-7份的助剂。

在本实施例中，所述凹印水性光变植绒油墨中包括水性脂肪族聚氨酯弹性树脂，所述水性脂肪族聚氨酯弹性树脂具有半球形的结构，其固化后能够形成微弹性的手触感以及类似于绒布的较强绒滑手感，同时具有一定的透明性，不易黄变且耐化学性能佳。

本实施例中，所述凹印水性光变植绒油墨中还包括光学变色颜料，将所述光学变色颜料应用到凹印水性光变植绒油墨中，利用光学反射光产生干涉效应的原理，实现光学随角异色的现象，添加所述光学变色颜料后能够产生多彩的外观效果，又具有光变防伪作用，实现了两种不同感官的识别及防伪功能。

本实施例中，所述凹印水性光变植绒油墨采用水性环保配方，不含挥发性有机化合物，具有绿色环保、节能减排的优点，所述凹印水性光变植绒油墨可采用凹版印刷的方式在卷筒纸多色凹印机上进行印刷，代替丝印的印刷方式，更加高效，节能环保。

在一些实施方式中，所述水性脂肪族聚氨酯弹性树脂由脂肪族多异氰酸酯和聚醚类多元醇反应合成。其中，所述脂肪族多异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或两种，但不限于此；所述聚醚类多元醇为聚氧化乙烯二元醇和聚四氢呋喃二元醇中的一种或两种，但不限于此。通过本实施例制备的水性脂肪族聚氨酯弹性树脂具有半球形结构，其固化后其固化后能够形成微弹性的手触感以及类似于绒布的较强绒滑手感，同时具有一定的透明性，不易黄变且耐化学性能佳。

在一些实施方式中，亲水扩链剂为2,2-二羟甲基丁酸和2,2-二羟甲基丙酸中的一种或两，但不限于此。

在一些实施方式中，所述水溶性溶剂包括质量比为1:1-3的水和乙醇。本实施例采用水性环保配方，使用水和乙醇作为所述凹印水性光变植绒油墨的溶剂，其不含挥发性有害有机化合物，具有绿色环保、节能减排的优点。在实际印刷中，所述水和乙醇的配比决定了油墨干燥的速度，乙醇占比越多干燥速度越快；当印刷车速较快、印刷图文面积较大时，可以适当增加乙醇的量，提高干燥速度。也就是说，本实施例通过控制水和乙醇的配比可适配相应的印刷速度，从而对印刷效率进行调控。

在一些实施方式中，所述光学变色颜料包括复合光学片材，所述复合光学片材由多层具有干涉结构的光学薄膜复合组成。本实施例中，由于所述复合光学片材可对反射光产生干涉效应，使得其能够实现光学随角度异色的现象，从而使所述凹印水性光变植绒油墨在印刷后具有光变防伪作用。

如图1所示，所述复合光学片材包括层叠设置的第一半透明金属层10、第一介质层20、不透明金属层30、第二介质层40以及第二半透明金属层50。作为举例，所述第一介质层20和第二介质层40的材料可以为透明的二氧化硅，所述第一半透明金属层10和第二半透明金属层50材料的主要成分可以为铝；所述不透明金属层30材料的主要成分可以为铜、铁、铝等。本实施例中，所述第一半透明金属层10和第二半透明金属层50均具有干涉结构，入射光经过所述第一半透明金属层10时发生第一次折射，折射光透过所述透明的第一介质层20后在所述不透明金属层30表面发生反射，反射光再次透过所述第一介质层20后在所述第一半透明金属层10发生第二次折射并射出。也就是说，所述复合光学片材可对反射光产生干涉效应，使得其能够实现光学随角度异色的现象，如图1所示，在入射光线为0°度方向上看到一种颜色，在45°或135°方向上可呈现出另一种颜色；利用所述光学随角度异色的现象，可实现所述凹印水性光变植绒油墨在印刷后具有光变防伪作用。

在一些实施方式中，所述复合光学片财的厚度为500-1000nm。

在一些实施方式中，所述水性分散剂为聚丙烯酸铵盐类。本实施例采用聚丙烯酸铵盐类作为凹印水性光变植绒油墨的水性分散剂能够降低油墨的粘度，提高其稳定性，并且对油墨中的光学变色颜料具有较高的分散效果。

在一些实施方式中，所述ph调节剂为氨水，但不限于此。

在一些实施方式中，所述助剂包括消光剂、流平剂、消泡剂、附着力促进剂中的一种或多种。作为举例，所述消光剂为微晶蜡与二氧化硅；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷；所述消泡剂为改性有机硅；所述附着力促进剂为硅烷偶联剂。本实施例通过添加所述助剂对凹印水性光变植绒油墨进行改进，可提高其附着性和抗粘连性，使其绒感更加强烈。

在一些实施方式中，还提供一种凹印水性光变植绒油墨的制备方法，其中，如图2所示，包括步骤：

s10、将水性脂肪族聚氨酯弹性树脂、亲水扩链剂、水溶性溶剂以及光学变色颜料进行研磨搅拌处理，得到第一混合液；

s20、在搅拌条件下向所述第一混合液中加入水性分散剂，得到第二混合液；

s30、在搅拌条件下向所述第二混合液中加入助剂，得到第三混合液；

s40、在搅拌条件下向所述第三混合液中加入ph调节剂，调节所述第三混合液的ph值为8-10，制得所述凹印水性光变植绒油墨。

本实施例中，首先将水性脂肪族聚氨酯弹性树脂、亲水扩链剂、水溶性溶剂以及光学变色颜料按照配比加入配墨桶中，使用高速分散机进行研磨、搅拌，在转速800-1000转/分钟条件下，搅拌时间20-30分钟，研磨搅拌结束后使用油墨刮板细度计检测细度值，要求细度达到10-15μm，即制得所述第一混合液；之后，在500转/分钟的条件下，边搅拌边向所述第一混合液中加入水性分散剂，使用3#察恩杯在25℃环境中检测油墨黏度值，使用水性溶剂调节黏度值为60±2秒，即制得所述第二混合液；向所述第二混合液中加入其它助剂，继续搅拌30分钟，转速1200转/分钟，制得所述第三混合液；最后边搅拌边向所述第三混合液中加入ph调节剂，将ph值调至8-10，充分搅拌后包装，即制得所述凹印水性光变植绒油墨。

通过本实施例制得的凹印水性光变植绒油墨固含量大于35％，生产稳定、不含光引发剂和偶氮染料、印刷适性好；在印刷成品后，色差稳定性可达△e*ab≤2.0，光泽度≤10.0gu(75°)，爽滑度0.2-0.4，静摩擦系数≤0.35，在温度65℃、湿度85％环境下保持2h后褪色指标△e*ab≤2.0。

在一些实施方式中，还提供一种凹印水性光变植绒油墨的印刷方法，其中，如图3所示，包括步骤：

s100、使用凹印机对纸张进行图文信息的色墨印刷并干燥，在后一机组设置水性光变植绒油墨的印刷，其中，印版线数设置为60-80线/cm，版深50-60μm；

s200、采用130-150m/min的印刷速度印刷所述凹印水性光变植绒油墨，印刷完成后对所述凹印水性光变植绒油墨进行热风双边干燥处理；

s300、待所述凹印水性光变植绒油墨干燥后，在后一机组对纸张背面印刷水性背涂液。

本实施例中，所述凹印水性光变植绒油墨可在机组式卷筒纸凹印机上进行连线印刷，其适用于铜版纸、白卡纸以及镭射转移纸；由于本实施例制备的凹印水性光变植绒油墨粘度较高，在印刷前需要使用水和乙醇组成的水溶性溶剂对油墨进行稀释，将油墨的粘度调节至26-30s(3#察恩杯，25℃)，并在印刷过程中实时监控黏度；先使用凹印机对纸张进行图文信息的色墨印刷并完全干燥，避免产生粘连，在后一机组设置该水性光变植绒油墨的印刷。

具体来讲，为保证所述凹印水性光变植绒油墨在印刷后具有较强的植绒手感，需要印版有较高的载墨量以提高转移效果，印版线数设置为60-80线/cm，版深50-60μm。如图4所示，所述凹印给墨系统采用数字加压喷墨式及自动循环供墨装置，加压墨泵将储墨桶中的油墨抽出，通过一定的压力和喷嘴将油墨喷淋至印版辊上，以实现可控油墨的供墨量，同时避免高速印刷时油墨产生飞溅；通过刮刀去除多余的油墨，流入墨斗并从回流管道中返回储墨桶，循环进行供墨。

在一些实施方式中，印刷速度设置在130-150m/min，该油墨的黏度较大，印刷过程中要根据油墨的流平情况和干燥效果，相应调节其黏度和印刷速度，避免出现油墨干版或干燥不良的现象。干燥装置采用热风双边干燥的方式，温度控制在110-120℃，排放量11000m3/h以上，根据干燥效果可采用微波进行辅助干燥。在干燥室出口，需设置水冷循环式冷却辊，保证印刷品受热干燥后恢复到常温，以加速油墨固化、避免产生变形。油墨干燥之后，在后一机组对纸张背面印刷水性背涂液，防止在堆垛时由于静电效应而引起粘连。

综上所述，本发明提供的凹印水性光变植绒油墨包括具有半球形结构形态的水性脂肪族聚氨酯弹性树脂，这使得所述凹印水性光变植绒油墨在固化后能够产生类似绒布的手触感，同时通过对油墨配方的改进，提高了其附着性和抗粘连性，使其绒感更加强烈；通过引入光学变色材料，能够产生多彩的外观效果，又具有光变防伪作用，实现了两种不同感官的识别及防伪功能。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。