一种速印一体机用油包水型油墨的制作方法_3

文档序号:8933629阅读:来源:国知局
%、保水剂2 %、保湿剂3 %、防腐杀菌剂0.1 %,选 用单一碳黑分别按1%,2%,3#,4%,5%,6%,7%进行配比测试,纯水的添加按碳黑量的增 加相应的减少,制成油墨后可以得到如图1所示。
[0047] 本发明采用双组份碳黑经过大量实验研宄发现,卡博特M430与德固赛P25之间的 配比是最好的,本发明中碳黑A优选为卡博特M430碳黑,碳黑B优选为为德固赛P25碳黑, 其它碳黑都可以作为参考项进行对比研宄,当碳黑A占油墨百分比重的3-5%,碳黑B占油 墨百分比重1-2%时的双组份碳黑配比时,油相的各项性能都在控制标准范围之内,如细 度在7 μ m以下,油相粘度在2000-4000cps (30°C BM型粘度计NO. 4检测杆60rpm),制造的 油墨粘度符合各种不同类型的速印一体机的印刷要求。
[0048] 本发明中使用的纯水为中性去离子纯净水,未经处理的水中含有很多杂质,如机 械杂质、胶体、微生物、有机物以及无机物等,水中的任何一种杂质都会影响到速印机油墨 的品质,必须通过专门的水处理装置对原水进行处理才能达到制造速印一体机油墨的使用 标准,以离子状态存在于水中的有机或无机矿物质可以导电,导电能力越强,电导率越高, 水中的矿物质含量越高,因此在纯净水制作过程中通过监测电导率与PH值来判断水中矿 物质总含量是否符合要求。速印机油墨对纯水水质的要求必须经过电渗析、反渗透和离子 交换等设备处理,使纯水PH值为中性,电导率在15u S/cm以下才能使用。
[0049] 为了克服现有技术中存在的油墨耐干化性能、保水性能等,所以本发明所选用的 保水剂选用了羟甲基纤维素钠(简称CMC),制备黏性水相离不开保水剂羟甲基纤维素钠 (CMC),它溶于水中且在搅拌机搅拌下充分溶解后得到具有黏性的水相(可以认为是CMC的 水溶液),在水相中起到增粘的作用,通过研宄发现,无论是低、中、高粘度的CMC,它的水溶 液粘度曲线都是会随着浓度的增加而成近似直线上升,高粘度者更为显著。而保湿剂以及 防腐杀菌剂作为一种油墨助剂添加,对水相的粘度影响很小;
[0050] 本发明选用的CMC为中等粘度型CMC,可以直接商业途径购得。CMC的取代度是一 个平均数,随着取代度的增加,CMC溶液的透明度与稳定性都会相应的改善,溶解性能也同 时随着取代度的变化而变化,水溶性的CMC产品的取代度大都在0. 9左右,采用CMC制取的 黏性水相外关如图2所示。
[0051] 表五:不同粘度CMC性能参数
[0052]
[0054]由于CMC的增稠性,黏性水相有一定的假塑性和触变性,能给乳化搅拌提供大的 剪切力,有利于油相与水相在高速搅拌条件下充分的乳化,生产操作简单便利,只需将水 相油相混合乳化即可;具有触变性的黏性水相制造油墨在存储过程中,当搅拌机剪切力停 止后存放一段时间,其表观粘度会显著提高,但当对其施加足够外力时界面的粘度降低,凝 胶会发生流动,例如杂技挤出油墨时所发生的流动即具有这一特征,使用CMC制成的水相 还能赋予油墨一定的挺立度,例如竖直挤出油墨在一平台上,油墨呈垂直挺立状而不迅速 塌陷。
[0055] 传统油墨制备的水相中采用了一些无机盐类溶于水的电解质作为保水剂,如七水 硫酸镁,在这种条件下制取的水相的粘度很低或接近于纯水的粘度(OPCS),在乳化过程中, 作为占比重较多的水相没有粘度,乳化过程中不能给乳化搅拌提供大的剪切力,因此无 CMC 的水相制造速印机油墨的乳化工艺与含有CMC的油墨乳化工艺不同的,无 CMC的乳化工艺 一般是水相不一次性的投入与油相混合搅拌,而是将水相作为连续添加项,在乳化过程中 水相在规定时间内与均匀的添加速度加入油相中进行来操作,这无疑增加了操作的难度。
[0056] 米用CMC,在油墨制造中,提尚水相的凝I父强度,使水相与油相具有相近的粘度时, 在乳化过程中可以更好的分散油相与水相中的各种介质,在乳化过程中更容易得到分布均 匀的油包水粒子,更好的控制油墨的乳化粘度,制造出来的油墨就更加稳定,从表观上看油 墨更具光泽更加有挺立度,由于CMC本身具有优越的保水性能,在高温条件下能减轻油墨 的水分蒸发,
[0057] 而且经研宄,经过筛选后的双组份碳黑制成的油相与用CMC制成的黏性水相的PH 值相近,且PH值都在7左右,PH值7左右的水相粘度最稳定,在中性的条件下油墨的化学 稳定性能会提尚,延长油墨的保质期。
[0058] 表六:采用CMC与采用七水硫酸镁的油墨各组分配比
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[0061] 其中例1与例2对比,例3与例4对比,例5与例6对比;例2、例4与例6作为比 较例。
[0062] 表七:采用CMC与采用七水硫酸镁制成油墨的各项技术参数
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[0064] 从表七中可以看到,①油墨水相的粘度与保水剂CMC的多少成正比例关系,无 CMC 的水相溶液粘度接近于零,②同样的配方下,含CMC制造的油墨粘度要比含七水硫酸镁的 油墨粘度要低,③不管采用CMC还是七水硫酸镁制取水相,测得的PH值均在7左右,且采用 CMC的PH值更接近于7。
[0065] 表八:各实验项高低温存储性测试参数
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[0067]
[0068] 表八中数据可以看出含有黏性水相制成的油墨在保水性能上要好于无黏性水相 制成的油墨,并且在高低温条件下化学稳定性更好。
[0069] 本发明选用的保湿剂,为选自乙二醇、丙二醇、丙三醇或者山梨醇中的一种或多 种,本发明优选丙三醇作为保湿剂,在油墨中主要防止油墨在低温环境下发生冻结,影响油 墨的使用性能,起保湿抗冻的作用。
[0070] 作为本发明的防腐杀菌剂,是一种高效广谱防霉杀菌剂,虽然防腐剂的添加成分 少,但是在油墨的保质期上是必不可少的一种成分,在选择防腐剂时应具备下述一些特点: ①对多种微生物都有效,特别是对霉菌与酵母菌;②能溶于水;③不应有大的毒性与皮肤 刺激性;④在较大温度范围内都稳定而有效;⑤不应产生有损油墨外观的着色与臭味;⑥ 不应与配方中其它成分发生反应,降低使用效果;⑦应是中性的,至少不应使油墨产品的 PH值产生明显变化;⑧应该经济实惠,容易得到。速印机油墨的主要成分是水和油,大多在 其中添加有微生物生长和繁殖的所需物质,如水、甘油、CMC、乳化剂等,被微生物污染后,油 墨即变质发霉,致使成品质量下降。
[0071] 本发明中,所述油墨的各组分均可以直接从商业途径购得。
[0072] 实施例1
[0073] -种速印一体机用油包水型油墨,以油墨的总重量作为基准,该油墨由如下百分 比的组份配置而成:16%环烷基基础油、5% α -蒎烯改性萜烯酚树脂、3%失水山梨醇倍半 油酸酯、0.1%受阻酚类抗氧化剂2246、4%卡博特11430碳黑、1%德固赛?25碳黑、65.8%纯 水、2% CMC、3%丙三醇、0. 1%防腐杀菌剂。
[0074] 油墨的制取分为油相的制取、水相的制取和油相水相的乳化三个过程,如下操 作:
[0075] (1)油相的制备
[0076] ①按配比称量矿物油,树脂,乳化剂,碳黑A,碳黑B ;
[0077] ②将环烷油加入油相搅拌容器中,调整转速400-600rpm,搅拌5-10min ;
[0078] ③将α -蒎烯改性萜烯酚树脂、乳化剂、抗氧化剂加入至油相搅拌容器中,调整转 速 600-800rpm,搅拌 15-30min ;
[0079] ④将碳黑A与碳黑B加入油相搅拌容器中,调整转速600_800rpm,加完后调整转速 至 1000-1200rpm。搅拌 60-80min ;
[0080] ⑤开启砂磨机对油相进行研磨分散,油相连续循环研磨两遍;
[0081] ⑥取样检查油相粘度、细度与PH值。
[0082] (2)水相的制备
[0083] ①开启纯水制备机,制备足够纯水;
[0084] ②测纯水PH值6.0-8. 0 ;纯水电导率15us/cm以下即可投入水相搅拌容器中,按 配方比例投入;
[0085] ③按配
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