专利名称：一种可逆感温的烟用包装纸的制备方法
技术领域：
本发明涉及香烟烟盒、卷烟纸、水松纸印刷技术领域，具体地是指一种一种可逆感温的烟用包装纸的制备方法。
背景技术：
已知的可逆感温变色材料，易受外界环境干扰，如六水合氯化钴在潮湿空气中失水缓慢导致变色失效，结晶紫内酯在酸性条件下保持开环状态无法可逆变色等等。合成的微胶囊染料则具有良好的耐水性、耐酸性、耐碱性、耐皂洗牢度、耐晒性能和耐疲劳性能。由于某些有机热敏变色染料易与油墨中的其他染料或光油产生化学反应，导致失效，也限制了此类材料在烟用印刷中的应用。此外，某些特定染料隐色体变色体系并不能找到合适的良溶剂，若需进行油墨分散而研磨打粉，作为温度调整剂的第三组分溶剂，由于研磨产生的热而熔融，影响研磨效果，进而无法实现常温作业。微胶囊是一种具有聚合物壁壳的微型容器、包装物。微胶囊能够包封和保护其囊芯内的物质微粒(滴)。囊壁通常是由无缝的、坚固的薄膜所构成。对于微胶囊，则首先要把被包敷的物料分细，然后再以这些细料(滴)为核芯，使聚合物成膜材料在其上沉积、涂层，这个过程称为“微胶囊化”。被包敷物与囊壁为分离的两相，这是微胶囊的特征。微胶囊不但可以包封固体粉末，也可以包封液体材料。如若采用特殊的制备方法，甚至还可以包封气体。此外，疏水材料和亲水材料都可包封在微胶囊里。微胶囊的大小一般在5 200Mm范围内，虽然在某些实例中，该尺寸范围可以扩大到0.2 0.25_至几毫米。当微胶囊小于5Mm时，其布朗运动很剧烈，因而难于收集这样的微胶囊。对所有的微胶囊而言，被包封的材料均为无缝的囊壁所包裹，且其结构可清楚地与那些芯物质分辨开来。囊壁的厚度一般在0.2Mm至几微米范围内。无机类热敏染料·，其变色机理主要有以下几种:(I)发生相变；( 2 )配位体几何形状变化；( 3)不同分子结构间的平衡变化；(4)溶剂化离子中溶剂分子数的变化(例如脱水)。有机热敏染料变色有三种不同的途径:(I)晶格结构变化弓丨起变色；(2)发生立体异构引起变色；(3)发生分子重排引起变色。液晶的显色是利用不同晶相对光的反射、折射、吸收不同，而造成颜色的变化，属物理过程。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种可逆感温的烟用包装纸的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供的可逆感温的烟用包装纸的制备方法，它包括如下步骤:( I)选用无机可逆热敏材料的变色颜料、有机可逆热敏变色性的化合物、染料隐色体变色体系、胆留型液晶、聚硅烷类或聚噻吩类，采用固相法、液相法、磁控溅射法、化学气相沉淀法或溶胶-凝胶法制备，得到感温变色芯材；(2)将步骤(I)中得到的感温变色芯材置于W/0分散乳液中进行乳化分散，所述W/O分散乳液的乳化剂为HLB值3-6的乳化剂；(3)将步骤(2)中乳化后的感温变色芯材同高分子预聚物壳材混合，进行微囊化反应，经过冷却、洗涤、干燥后制得感温变色微胶囊；所述乳化后的感温变色芯材占混合后的高分子预聚物壳材的质量百分比为10-90% ；(4)将步骤(3)中得到的感温变色微胶囊加入到稀释液中搅拌成糊状得到含有感温变色微胶囊的混合液，再将含有感温变色微胶囊的混合液加入印刷油墨中调配混合，在烟用包装纸上印刷，晾干；所述加入的含有感温变色微胶囊的混合液占调配混合后的印刷油墨的质量百分比为10-85%;所述油墨为胶版印刷油墨、筛网印刷油墨、平板印刷油墨或凹版印刷油墨，所述稀释剂为有机溶剂或水。作为优选方案，所述感温变色微胶囊粒子大小为5-1000 μ m，高分子预聚物壳材的厚度为0.2-10 μ m，所述感温变色芯材在感温变色微胶囊总质量中所占的比例为20-95%，变色温度为0-200°C。作为优选方案，所述步骤(2)中的W/0分散乳液的乳化剂为SP-60。作为优选方案，所述步 骤(I)中无机可逆热敏材料的变色颜料为含有Ag、Cu、Hg的碘化物、络合物、复盐；或由铜盐、钴盐、镍盐六次甲基四胺形成的化合物；或金属氧化物Cr203在a-A1203/Ga/Ga-La/Y-Al中的固溶物；或钒酸盐、铬酸盐、钨酸盐，其中金属离子为第1、第II主族元素、IVB、VB、或VIB副族元素。作为优选方案，所述步骤(I)中有机可逆热敏变色性的化合物为螺环类、双蒽酮类、呋喃酮类、吡啶类、吩噻嗪类或席夫碱类；所述染料隐色体变色体系的其中一组份为苯肽类和荧烷类的隐色染料，二组份为带有酚羟基的化合物，三组份为醇类、酯类、酰胺类、醛类或醚类。作为优选方案，所述步骤(3)中高分子预聚物壳材是选用脲醛树脂、密胺树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、明胶-阿拉伯树胶复聚物或聚甲基丙烯酸甲酯，并添加硅酸盐、铝、玻璃和粘土来制备壳材。作为优选方案，所述步骤(3)中制备感温变色微胶囊的微囊化反应方法为物理法、化学法或物理化学法；所述物理法为喷雾干燥法、喷雾冷凝法、空气悬浮法、包合法、挤压法、超临界流体法、多孔离心或静电结合法；所述化学法为界面聚合法、原位聚合法、复凝聚法或锐孔-凝固浴法；所述物理化学法为相分离法、干燥浴法、粉末床法、熔化分散冷凝法或囊芯交换法。本发明的优点在于:它克服现有烟用感温变色染料对使用条件的巨大局限性，实现了对涂料的颜色、形状、重量、体积、溶解性、反应性、耐久性、压敏性、热敏性以及光敏性等的任意调整。例如某些无机感温变色材料不能在高温潮湿的环境下有效变色，而大部分有机感温变色材料对酸碱性极其敏感，且油墨中的游离羟基等活性基团容易与之发生化学反应直接导致变色失效。同时也实现了变色染料与普通染料的任意调配，避免相互反应而产生不可逆的影响。此外，由于高分子材料的包裹，芯材与外界隔离，极大的增强了染料的安全性，为烟用印刷开拓了新的思路。而本发明中的微胶囊粒径在5-1000 μ m，可直接与印刷油墨调和并高度分散，不受温度限制。
图1是本发明的工艺流程示意图。图2是本发明的采用微胶囊包裹的可逆感温变色涂料印刷的香烟结构示意图。图中:1、感温变色微胶囊，2、烟用包装纸。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。实施例一:如图1所示，本发明可逆感温的烟用包装纸的制备方法的步骤如下:( I)选用无机可逆热敏材料的变色颜料、有机可逆热敏变色性的化合物、染料隐色体变色体系、胆留型液晶、聚硅烷类或聚噻吩类，采用固相法、液相法、磁控溅射法、化学气相沉淀法或溶胶-凝胶法制备，得到感温变色芯材；其中，无机可逆热敏材料的变色颜料为含有Ag、Cu、Hg的碘化物、络合物、复盐；或由铜盐、钴盐、镍盐六次甲基四胺形成的化合物；或金属氧化物Cr203在a -A1203/Ga/Ga-La/Y-Al中的固溶物；或钒酸盐、铬酸盐、钨酸盐，其中金属离子为第1、第II主族元素、IVB, VB、或VIB副族元素； 有机可逆热敏变色性的化合物为螺环类、双蒽酮类、呋喃酮类、吡啶类、吩噻嗪类或席夫碱类；染料隐色体变色体系的其中一组份为苯肽类和荧烷类的隐色染料，二组份为带有酚羟基的化合物，三组份为醇类、酯类、酰胺类、醛类或醚类；(2)将步骤(I)中得到的感温变色芯材置于W/0分散乳液中进行乳化分散，W/0分散乳液的乳化剂为HLB值3-6的乳化剂，优选的乳化剂为SP-60 ；(3)将步骤(2)中乳化后的感温变色芯材同高分子预聚物壳材混合，进行微囊化反应，经过冷却、洗涤、干燥后制得感温变色微胶囊；乳化后的感温变色芯材占混合后的高分子预聚物壳材的质量百分比为10% ；其中，高分子预聚物壳材是选用脲醛树脂、密胺树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、明胶-阿拉伯树胶复聚物或聚甲基丙烯酸甲酯，并添加硅酸盐、铝、玻璃和粘土来制备壳材。其中，制备感温变色微胶囊的微囊化反应方法为物理法、化学法或物理化学法；物理法为喷雾干燥法、喷雾冷凝法、空气悬浮法、包合法、挤压法、超临界流体法、多孔离心或静电结合法；化学法为界面聚合法、原位聚合法、复凝聚法或锐孔-凝固浴法；物理化学法为相分离法、干燥浴法、粉末床法、熔化分散冷凝法或囊芯交换法。(4)将步骤(3)中得到的感温变色微胶囊加入到稀释液中搅拌成糊状得到含有感温变色微胶囊的混合液，再将含有感温变色微胶囊的混合液加入印刷油墨中调配混合，在烟用包装纸上印刷，晾干；加入的含有感温变色微胶囊的混合液占调配混合后的印刷油墨的质量百分比为10%;油墨为胶版印刷油墨、筛网印刷油墨、平板印刷油墨或凹版印刷油墨，稀释剂为有机溶剂或水，加入普通荧光颜料、色种，可任意调配成所需的变色区间。
上述感温变色微胶囊粒子大小为5-ΙΟΟΟμπι，高分子预聚物壳材的厚度为
0.2-10 μ m,感温变色芯材在感温变色微胶囊总质量中所占的比例为50%，变色温度为0-200。。。实施例二:如图1所示重复实施例一的方法，将感温变色芯材，按上述步骤I所述之方法合成，然后进行乳液分散，随后以90%的比例同高分子预聚物壳材混合，进行微囊化反应，经过冷却、洗涤、干燥后得到感温变色微胶囊；同印刷油墨按85%比例混合，采用上述步骤4所述之方法，在烟用包装纸上印刷，晾干。其中感温变色芯材在感温变色微胶囊总质量中所占的比例为20%。实施例三:如图1所示重复实施例一的方法，将感温变色芯材，按上述步骤I所述之方法合成，然后进行乳液分散，随后以70%的比例同高分子预聚物壳材混合，进行微囊化反应，经过冷却、洗涤、干燥后得到感温变色微胶囊；同印刷油墨按50%比例混合，采用上述步骤4所述之方法，在烟用包装纸上印刷，晾干。其中感温变色芯材在感温变色微胶囊总质量中所占的比例为95%。 如图2所示，采用微胶囊包裹的可逆感温变色涂料印刷的香烟结构示意图。在烟用包装纸表面涂布有微囊化的感温变色染料，可抵挡外界温湿度、酸碱度等影响，不受油墨、其他色种化学性质的限制，同时将变色材料与外界隔绝，保证了产品的安全性。本发明的工作原理如下:本发明的方法针对可逆感温变色材料在烟用包装纸上的应用，是由一层高分子聚合物微胶囊外壳包裹一种或一组可逆感温变色材料得到感温变色微胶囊，当抽烟或由于环境温度改变(例如体温或气温)到特定温度，烟支、烟盒印刷制品图案、文字产生色变，冷却到特定温度一下又复原，形成可逆变色。本发明采用高分子材料包裹技术，将变色芯材与外界条件隔离，达到任意调整涂料的颜色、形状、重量、体积、溶解性、反应性、耐久性、压敏性、热敏性以及光敏性等。当抽烟或外界环境达到一定温度时，印刷图案或文字产生变色(包含从无色到有色，从有色到无色，以及从一种颜色到另一种颜色)，并且极大的增强了染料的安全性。
权利要求
1.一种可逆感温的烟用包装纸的制备方法，它包括如下步骤: (1)选用无机可逆热敏材料的变色颜料、有机可逆热敏变色性的化合物、染料隐色体变色体系、胆留型液晶、聚硅烷类或聚噻吩类，采用固相法、液相法、磁控溅射法、化学气相沉淀法或溶胶-凝胶法制备，得到感温变色芯材； (2)将步骤(I冲得到的感温变色芯材置于W/0分散乳液中进行乳化分散，所述W/0分散乳液的乳化剂为HLB值3-6的乳化剂； (3)将步骤(2)中乳化后的感温变色芯材同高分子预聚物壳材混合，进行微囊化反应，经过冷却、洗涤、干燥后制得感温变色微胶囊；所述乳化后的感温变色芯材占混合后的高分子预聚物壳材的质量百分比为10-90%; (4)将步骤(3)中得到的感温变色微胶囊加入到稀释液中搅拌成糊状得到含有感温变色微胶囊的混合液，再将含有感温变色微胶囊的混合液加入印刷油墨中调配混合，在烟用包装纸上印刷，晾干；所述加入的含有感温变色微胶囊的混合液占调配混合后的印刷油墨的质量百分比为10-85%;所述油墨为胶版印刷油墨、筛网印刷油墨、平板印刷油墨或凹版印刷油墨，所述稀释剂为有机溶剂或水。
2.根据权利要求1所述的可逆感温的烟用包装纸的制备方法，其特征在于:所述感温变色微胶囊粒子大小为5-1000 μ m,高分子预聚物壳材的厚度为0.2-10 μ m，所述感温变色芯材在感温变色微胶囊总质量中所占的比例为20-95%，变色温度为0-200°C。
3.根据权利要求1所述的可逆感温的烟用包装纸的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中的W/0分散乳液的乳化剂为SP-60。
4.根据权利要求1所述的可逆感温的烟用包装纸的制备方法，其特征在于:所述步骤(O中无机可逆热敏材料的变色颜料为含有Ag、Cu、Hg的碘化物、络合物、复盐；或由铜盐、钴盐、镍盐六次甲基四胺形成的化合物；或金属氧化物Cr203在a -A1203/Ga/Ga-La/Y_A1中的固溶物；或钒酸盐、铬酸盐、钨酸盐，其中金属离子为第1、第II主族元素、IVB、VB、或VIB副族元素。
5.根据权利要求1所述的可逆感温的烟用包装纸的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中有机可逆热敏变色性的化合物为螺环类、双蒽酮类、呋喃酮类、吡啶类、吩噻嗪类或席夫碱类；所述染料隐色体变色体系的其中一组份为苯肽类和荧烷类的隐色染料，二组份为带有酚羟基的化合物，三组份为醇类、酯类、酰胺类、醛类或醚类。
6.根据权利要求1所述可逆感温的烟用包装纸的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中高分子预聚物壳材是选用脲醛树脂、密胺树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、明胶-阿拉伯树胶复聚物或聚甲基丙烯酸甲酯，并添加硅酸盐、铝、玻璃和粘土来制备壳材。
7.根据权利要求1所述的可逆感温的烟用包装纸的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中制备感温变色微胶囊的微囊化反应方法为物理法、化学法或物理化学法；所述物理法为喷雾干燥法、喷雾冷凝法、空气悬浮法、包合法、挤压法、超临界流体法、多孔离心或静电结合法；所述化学法为界面聚合法、原位聚合法、复凝聚法或锐孔-凝固浴法；所述物理化学法为相分离法、 干燥浴法、粉末床法、熔化分散冷凝法或囊芯交换法。
全文摘要
本发明公开了一种可逆感温的烟用包装纸的制备方法，它包括如下步骤(1)选用可逆热敏材料的变色颜料制备感温变色芯材；(2)感温变色芯材置于W/O分散乳液中进行乳化分散；(3)将乳化后的感温变色芯材同高分子预聚物壳材混合，进行微囊化反应，制得感温变色微胶囊；(4)将得到的感温变色微胶囊加入稀释后加入印刷油墨中调配混合，在烟用包装纸上印刷，晾干。本发明采用高分子包裹技术，将变色芯材通过高分子壳材与外界条件隔离，达到任意调整涂料的颜色、形状、重量、体积、溶解性、反应性、耐久性、压敏性、热敏性以及光敏性等，并且极大的增强了染料的安全性。
文档编号D21H27/10GK103233397SQ20131013530
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月18日 优先权日2013年4月18日
发明者刘祥浩, 程占刚, 叶明樵, 陈义坤 申请人:湖北中烟工业有限责任公司