具有耐磨性及耐粘性的喷码打印油墨及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种喷码打印油墨，尤其涉及一种具有耐磨性及耐粘性的喷码打印油 墨及其制备方法与应用，属于喷码机打印用油墨领域。
【背景技术】
[0002] 在B0PP/LDPE (即双向拉伸聚丙烯/低密度聚乙烯复合材料）包装物表面都有喷 码机喷印的数字、英文字母或汉字信息，这些信息一般都是以条码的形式存在，它们明示了 生产日期，同时也暗示了产品的生产批次、生产设备、发货地及销售地等详细信息。现有的 喷码工艺都是喷明码，即可见光下可识别的信息，这样便于消费者识别。
[0003] 由于B0PP/LDPE为材质的包装物表面自由能很低，导致油墨不易在其表面固着， 所以在外力作用下（摩擦，胶带粘，手搓）容易脱落，致使喷印的标识信息残缺或消失。尤 其在包装销售过程有可能被胶带粘贴，当去除胶带后，油墨信息被胶带粘离。为防止油墨被 胶带粘离，提高油墨在低表面能材料的附着力，可以对材料本身进行电晕处理或在表面涂 一层PP(即氯化聚丙烯）水，以增强一般油墨的附着力。但电晕处理会增加生产成本，表 面涂PP水会大大增加油墨干燥的时间，会影响后续工艺。两者都会占用很大的工位，也会 增加环境污染。此外，现有的应用于低表面能材料的喷印油墨解决了附着难的问题，例如 CN101698764A公开的油墨，针对聚乙烯及聚丙烯材料的附着力进行了大力提升，但耐磨及 耐胶带粘的问题没有很好地解决。
[0004] 因此，在保持对低表面能材料的附着力的同时增强油墨的耐磨性及耐胶带粘性仍 是本领域中亟待解决的问题之一。
【发明内容】
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有耐磨性及耐粘性的喷码打 印油墨及其制备方法与应用。该具有耐磨性及耐粘性的喷码打印油墨通过各个原料组成的 协同作用，对于低表面能材料有很好的附着力，同时兼具耐磨性及耐粘性。
[0006] 为达到上述目的，本发明首先提供了一种耐磨性喷码打印油墨，以该喷码打印 油墨的总重量计，其包括以下原料组成：着色剂4-6 %、聚合物树脂22-32 %、有机溶剂 61. 5-73. 7% 以及表面助剂 0. 3-0. 5%。
[0007] 在本发明提供的喷码打印油墨中，优选地，所采用的着色剂为能溶于所述有机溶 剂的着色剂，即有机溶剂可溶性染料。更优选地，所采用的着色剂在所述有机溶剂中的溶解 度在100g/L以上，尤为优选在300g/L以上，最优选在500g/L以上。
[0008] 更具体地，在本发明提供的喷码打印油墨中，所采用的着色剂（即有机溶剂可溶 性染料）可以包括金属络合染料、蒽醌染料、偶氮染料、杂环染料和有色荧光染料等中的一 种或几种的组合。金属络合染料具有优秀的着色力，在有机溶剂中具有良好的溶解性以及 带电性，非常适合作为着色剂添加到本发明的喷码打印油墨中；另外，可溶性的偶氮染料和 蒽醌染料等也适合。本发明所采用的染料可以包括：Brown42(0RAS0L Brown 2GL(Ciba))、 Brown 43 (ORASOL Brown 2RL (Ciba) )、Brown44(0RAS0L Brown 6RL (Ciba) )、Red 24、 Red 25、Red 118、Red 125(0RAS0L Red G(Ciba))、Red 130(0RAS0L Red 3GL(Ciba))， Red 233 (ORASOL Red 2B (Ciba) )、Blue5、Blue 35、Blue 67 (ORASOL Blue GN (Ciba))、 Blue70(0RAS0L Blue GL(Ciba))、Bluel36(0RAS0L Blue BL(Ciba))、Yellow 14、 Yellow 146(0RAS0L Yellow 4GN(Ciba)) ^ Yellow 25 (ORASOL Yellow 3R(Ciba)) ^ Yellow 89(0RAS0L Yellow 2RLN(Ciba))、 solvent Yellow 16、 solvent Yellow 56、 solvent Yellow 93、 solvent Yellow 163、 disperse Yellow 16、 Orange 2、 Orange 11、 Black 27(VALIFAST Black 3830(0rient Chemical))、Black 28(0RAS0L Black CN(Ciba))、Black 29(ORASOL Black RLI(Ciba))、solvent Black 3(Neptun Black X60 (Basf))'solvent Black 5、solvent Black 7等。根据需要，可以将以上染料中的一种或多种复配成所需的 颜色。上述染料在至少一年的时间内不会出现结晶、析出等问题。这些染料（即本发明的 着色剂）在喷码打印油墨中的含量（重量百分比）以2-10%为宜，优选为3-8%，更优选为 4-6 % 〇
[0009] 在本发明提供的喷码打印油墨中，所占比例最多的是溶剂，所采用的溶剂为有机 溶剂。优选地，该有机溶剂可以包括酮类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂和环烷烃类溶剂等中的 一种或几种的组合。例如，上述酮类溶剂可以包括：丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮、戊 酮、环戊酮、N-甲基吡咯烷酮等；上述酯类溶剂可以包括：醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯、 醋酸异丙酯、丙二醇甲醚醋酸酯等；上述醚类溶剂可以包括：乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙 二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚等；上述环烷烃类溶剂可以包括：环己烷、甲基环 己烷等。上述有机溶剂能够溶解染料和聚合物树脂，能够在不影响溶解性的前提下使油墨 保持一定的喷涂粘度，还能够为油墨提供适当的表面张力，并保证适当的干燥速度。同时， 根据对染料和聚合物树脂的溶解性能，以及对被喷涂物件（即基材或底材）的相容性，以及 干燥快慢，并考虑对喷头的保护，可以选择上述一种或几种溶剂进行复配使用。
[0010] 在本发明提供的喷码打印油墨中，优选地，所采用的聚合物树脂可以包括醛酮树 月旨、氯醚树脂和氯化无规聚丙烯树脂等中的一种或几种的组合，更优选为醛酮树脂、氯醚树 脂和氯化无规聚丙烯树脂三种的组合，三者的重量比可以为（8-9) : (2. 5-3) : 1 (醛酮树脂： 氯醚树脂：氯化无规聚丙烯树脂）。尤为优选地，上述醛酮树脂的重均分子量为350-1550， 羟基值为50-240,软化点为80-130°C (更优选地，上述醛酮树脂的重均分子量为1200,羟基 值为50,软化点为120°C );上述氯醚树脂的含氯量为44% (重量百分比）；上述氯化无规 聚丙烯树脂的含氯量为41 % (重量百分比）。上述聚合物树脂都具备良好的墨点分裂性和 可充电性，聚合物树脂的含量可以控制为占本发明的喷码打印油墨总重量的22-32%。
[0011] 在本发明提供的喷码打印油墨中，优选地，所采用的表面助剂包括聚醚改性聚硅 氧烷聚合物和/或非离子聚合型含氟表面活性剂等，更优选为聚醚改性聚硅氧烷聚合物和 非离子聚合型含氟表面活性剂的组合。该聚醚改性聚硅氧烷聚合物具有良好的流平耐磨 性，其含量可以控制为占本发明的喷码打印油墨总重量的0. 1-0. 2% ;该非离子聚合型含氟 表面活性剂能够使油墨表面能降低，提尚油墨与低表明能底材的接触角，从而达到提尚树 脂与底材的密着性，其含量可以控制为占本发明的喷码打印油墨总重量的〇. 2-0. 3%。
[0012] 根据本发明的【具体实施方式】，优选地，本发明的喷码打印油墨的粘度可以控制为 3. 0-6. 2CP/25 °C (BROOKFIELD DV-E，转子 S00)，导电率可以控制为 500-1600 μ S (HANNA HI98331)，表面张力可以控制为 30-35dyn/cm(20°C )(丨(ROSS BP2100)。
[0013] 另一方面，本发明还提供了上述具有耐磨性及耐粘性的喷码打印油墨的制备方 法，其包括以下步骤：在搅拌条件下采用有机溶剂（一部分或全部有机溶剂）溶解聚合物树 月旨，混合均匀后；在搅拌条件下加入着色剂，待其完全溶解后；在搅拌条件下加入表面助剂 (若采用一部分有机溶剂溶解聚合物树脂，则加入表面助剂之后补齐剩余有机溶剂），并混 合均勾，制备得到所述的耐磨性喷码打印油墨。
[0014] 在上述制备方法中，优选地，采用有机溶剂溶解聚合物树脂的搅拌条件为600-800 转/分钟。
[0015] 在上述制备方法中，优选地，加入着色剂的搅拌条件为600-800转/分钟。
[0016] 在上述制备方法中，优选地，加入表面助剂的搅拌条件为100-200转/分钟。之后 的补齐剩余有机溶剂并混合均匀的步骤也可以在该搅拌条件下进行。
[0017] 在上述制备方法中，优选地，当所述聚合物树脂为醛酮树脂、氯醚树脂和氯化无规 聚丙烯树脂的组合时，可以先采用有机溶剂将氯化无规聚丙烯树脂配制成溶液，再采用有 机溶剂将氯醚树脂和醛酮树脂溶解，之后按照本发明的油墨的原料组成中有机溶剂、聚合 物树脂的配比，将这些树脂溶液混合均匀。这些步骤均可以在600-800转/分钟的搅拌条 件下进行。其中，所述氯化无规聚丙烯树脂溶液中氯化无规聚丙烯树脂的重量含量优选为 20%左右。溶解所述氯化无规聚丙烯树脂采用的有机溶剂优选为重量比为1:1的甲基环己 烷和丁酮的组合。参与到本发明的油墨制备过程的氯化无规聚丙烯树脂溶液中的有机溶剂 的重量可以为本发明的有机溶剂总重量的11. 2-11. 6%。溶解所述氯醚树脂和醛酮树脂采 用的有机溶剂的重量可以为本发明的喷码打印油墨中的有机溶剂总重量的87%以上。
[0018] 根据本发明的【具体实施方式】，优选地，上述具有耐磨性及耐粘性的喷码打印油墨 的制备方法可以具体包括以下步骤：
[0019] 在600-800转/分钟的搅拌条件下，采用重量比为1:1甲基环己烷和丁酮将氯化 无规聚丙烯树脂溶解成重量含量为20%的氯化无规聚丙烯树脂溶液，其中甲基环己烷和丁 酮的总用量可以为有机溶剂总重量的11. 2-11. 6% ;
[0020] 然后在600-800转/分钟的搅拌条件下，采用占有机溶剂总重量87%以上的有机 溶剂将氯醚树脂和醛酮树脂依次溶解，待其完全溶解后，加入配制的重量含量为20 %的氯 化无规聚丙烯树脂溶液，继续以600-800转/分钟的速度搅拌，直至混合均匀；
[0021] 然后在600-800转/分钟的搅拌条件下，加入着色剂，待其完全溶解后；
[0022] 在100-200转/分钟的搅拌条件下，加入表面助剂，之后补齐剩余有机溶剂（可视 情况省略该步骤），并混合均匀，制备得到所述的具有耐磨性及耐粘性的喷码打印油墨。
[0023] 根据本发明的【具体实施方式】，优选地，上述制备方法还包括以下步骤：对制备得 到的具有耐磨性及耐粘性的喷码打印油墨进行粘度测试并调整粘度（由于生产过程环境 温度高使溶剂挥发，导致粘度升高，调整粘度即补充挥发的溶剂），再进行过滤（可以采用 1 μ m、0. 45 μ m过滤膜两级过滤）。
[0024] 此外，本发明还提供了上述耐磨性喷码打印油墨在质量追溯系统中的应用，其中， 该应用是指质量追溯系统所针对的产品标识是由本发明提供的上述具有耐磨性及耐粘性 的喷码打印油墨通过喷码打印的方法制成的。
[0025] 在上述应用中，优选地，由本发明提供的上述具有耐磨性及耐粘性的