一种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨及其制备方法，将30-55份丙烯酸预聚物、5-15份丙烯酸单体、0.1-0.5份阻聚剂、5-10份光引发剂、5-15份消光粉、5-20份填料、1-2份分散剂投入搅拌釜后，充分搅拌至体系均匀，完成预分散；将完成预分散的混合物，通过珠磨机和三辊机连续生产，精细分散1～3次，细度达到10μm以下，完成精细分散，得到半成品基墨；半成品基墨根据不同的客户使用要求，搅拌补加5-15份丙烯酸单体，粘性调节到6-10或粘度15000～10000mPas.25℃。
【专利说明】一种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及含有消光粉（剂）、光固化树脂的印刷油墨，尤其涉及一种固化后可铅 笔书写的紫外光固化油墨及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近10年来，紫外光固化油墨（简称：UV油墨）在印刷方面的应用获得了长足的发 展，其年均增长率达到15-20%，远远超过普通印刷油墨和溶剂型凹印印刷油墨的年均增长 率。UV油墨主要应用于非吸收性材料（如：塑料片材、塑料薄膜、金银卡纸镭射纸等）的印 刷领域，大部分塑料片材和薄膜，由于其表面光滑，无法使用铅笔进行书写。而一般的UV油 墨固化后成膜致密，表面光洁，墨膜上也无法采用铅笔进行书写。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了解决塑料片材、薄膜、标签和包装（含金银卡纸、镭射纸等）， 以及普通油墨固化后，上面无法使用铅笔书写的问题，而提供一种适用于凸版、胶版印刷的 固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨及其制备方法，在产品凸版或胶版印刷过程的最后一 组，采取全版或局部印刷的方式，过紫外灯后快速固化形成一层可被铅笔书写的墨膜。而且 墨膜具有紫外光油墨特有的高致密性、高耐磨性能特点，铅笔书写后可使用橡皮擦擦除，达 到反复书写的目的。
[0004] 本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种固化后可铅笔书写的紫外光固 化油墨，原料配比如下：以重量比计，30-55份丙烯酸预聚物、0. 1-0. 5份阻聚剂、5-10份光 引发剂、5-20份填料、1-2份分散剂、10-30份丙烯酸单体和5-15份消光粉，其中的消光粉 为二氧化硅粉末或聚脲醛树脂粉末（德固赛0K500、0K520，美国雅宝M3、M5、M6)，平均粒径 3?6微米的，吸油量小于300cm 3/100g，油墨固化后表面可使用铅笔书写。
[0005] 所述的丙烯酸预聚物为3?6官能度的聚酯丙烯酸树脂，包括台湾长兴6350、 6351、6353、6353-l、2314、沙多玛CN2203、CN2204、CN736、湛新EB657、EB811、EB436、EB446 等具有高颜料润湿性、良好水墨平衡性的聚酯丙烯酸树脂产品，根据印刷底材对附着力的 不同要求，选择一种或多种组合。
[0006] 所述的阻聚剂为三（N-亚硝基-N-苯基羟胺）铝盐、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、 苯醌、6-叔丁基-2, 4-二甲基苯酚或对羟基苯甲醚，确保油墨成品保质期达到1年以上。
[0007] 所述的光引发剂为2-二甲氨基-2-苄基-l-[4-(4-吗啉基）苯基]-1- 丁酮、 1-羟基-环己基-苯基甲酮、α -羟基酮、2, 4, 6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、乙 基（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）_苯基膦甲酸、4_(二甲氨基）_苯甲酸-(2-乙基）己酯、 2, 4-二乙基硫杂蒽酮（DETX)、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、2-甲 基-2-(4-吗啉基）-1-[4-(甲硫基）苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯，双芳酰基磷氧化合 物的两种以上的混合物。
[0008] 所述的填料为纳米碳酸钙、钛白粉、膨润土、聚乙烯蜡、费托蜡、聚四氟乙烯蜡的一 种或多种组合。用以调节油墨墨性、遮盖力、耐磨擦性等性能，填料添加比例根据实际需求 调整，以不影响油墨流动性和转移性为基本标准。
[0009] 所述的分散剂如路博润超分散剂 Sansperse 24000、28000、32000, BYK 163、168 等产品，优选聚酯型多链体高分子聚合物性分散剂Sansperse 24000。
[0010] 所述的丙烯酸单体，包括季戊四醇三丙烯酸酯、三丙二醇单甲基醚单丙烯酸酯、丙 氧基三甲氧基丙烷三丙稀酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙稀酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、 双季戊四醇六丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、改性丙烯酸酯的一种或者多种组 合。
[0011] 这种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨的制备方法，在环境保持空气流通、卫 生清洁和防止阳光照射的条件下，该方法具体步骤如下：
[0012] (1)、将30-55份丙烯酸预聚物、5-15份丙烯酸单体、0. 1-0. 5份阻聚剂、5-10份光 引发剂、5-15份消光粉、5-20份填料、1-2份分散剂投入搅拌釜后，充分搅拌至体系均匀，完 成预分散；
[0013] (2)、将完成预分散的混合物，通过珠磨机和三辊机连续生产，精细分散1?3次， 细度达到10 μ m以下，完成精细分散，得到半成品基墨；
[0014] (3)、半成品基墨根据不同的客户使用要求，搅拌补加5-15份丙烯酸单体，粘性调 节到 6-10 或粘度 15000 ?lOOOOmPas. 25°C ;
[0015] (4)、检验合格后，包装入库。
[0016] 本发明的有益效果为：
[0017] 1、本发明所得油墨具有良好的印刷适性，适用于带有紫外固化装置的凸版或胶印 方式印刷塑料片材、薄膜、金银卡纸、镭射纸等各种基材，适用性广泛。特别适合各类可重复 书写标签的印刷和应用，制备特种标签。
[0018] 2、本油墨固化速度快，适合高速印刷，正常灯管配备条件下，满足80m/min以上的 印刷速度，通过优选配方组分和改善灯管功率，甚至达到160m/min以上的超高速印刷。
[0019] 3、本油墨固化后耐磨性良好，适合铅笔反复多次擦写而不掉墨。
[0020] 4、本发明油墨环境友好，不使用任何可挥发溶剂，印品V0C残留极低，符合《YC/ T263-2008卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》要求，满足"绿色印刷"要求。
【具体实施方式】
[0021] 下面将结合实施例对本发明做详细的介绍：
[0022] 本发明所述的这种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，该油墨采用添加纳米二 氧化硅或聚脲醛树脂类消光粉、可光固化丙烯酸树脂等为原材料，通过配料、预分散、精细 分散、调质、包装等工序进行标准化生产。适用于带有UV固化装置的凸版、胶版印刷方式， 在塑料、薄膜及普通油墨表面进行全版或局部的高速印刷，达到满足全版或局部可铅笔反 复擦书写要求的印刷领域。该紫外光固化油墨适合在凸版印刷机和胶版印刷机上进行高速 印刷，在高功率紫外灯管照射下，瞬间固化。固化后油墨能够满足铅笔书写要求，并具有高 耐磨性能，书写后文字可使用橡皮擦擦除，可反复使用多次。该发明为需要特定位置使用铅 笔书写（可反复擦写）的塑料卡片、薄膜标签、包装等提供了一种紫外光（UV)固化油墨。
[0023] 原料配比如下：以重量比计，30-55份丙烯酸预聚物、0. 1-0. 5份阻聚剂、5-10份光 引发剂、5-20份填料、1-2份分散剂、10-30份丙烯酸单体和5-15份消光粉，其中的消光粉 为二氧化硅粉末或聚脲醛树脂粉末（德固赛0K500、0K520，美国雅宝M3、M5、M6)，平均粒径 3?6微米的，吸油量小于300cm3/100g，油墨固化后表面可使用铅笔书写。
[0024] 所述的丙烯酸预聚物为3?6官能度的聚酯丙烯酸树脂，包括台湾长兴6350、 6351、6353、6353-l、2314、沙多玛CN2203、CN2204、CN736、湛新EB657、EB811、EB436、EB446 等具有高颜料润湿性、良好水墨平衡性的聚酯丙烯酸树脂产品，根据印刷底材对附着力的 不同要求，选择一种或多种组合。
[0025] 所述的阻聚剂为三（N-亚硝基-N-苯基羟胺）铝盐、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、 苯醌、6-叔丁基-2, 4-二甲基苯酚或对羟基苯甲醚，确保油墨成品保质期达到1年以上。
[0026] 所述的光引发剂为2-二甲氨基-2-苄基-l-[4-(4-吗啉基）苯基]-1- 丁酮、 1-羟基-环己基-苯基甲酮、α -羟基酮、2, 4, 6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、乙 基（2, 4, 6-三甲基苯甲酰基）_苯基膦甲酸、4_(二甲氨基）_苯甲酸-(2-乙基）己酯、 2, 4-二乙基硫杂蒽酮（DETX)、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、2-甲 基-2-(4-吗啉基）-1-[4-(甲硫基）苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯，双芳酰基磷氧化合 物的两种以上的混合物。
[0027] 所述的填料为纳米碳酸钙、钛白粉、膨润土、聚乙烯蜡、费托蜡、聚四氟乙烯蜡的一 种或多种组合。用以调节油墨墨性、遮盖力、耐磨擦性等性能，填料添加比例根据实际需求 调整，以不影响油墨流动性和转移性为基本标准。
[0028] 所述的分散剂如路博润超分散剂 Sansperse 24000、28000、32000, BYK 163、168 等产品，优选聚酯型多链体高分子聚合物性分散剂Sansperse 24000。
[0029] 所述的丙烯酸单体，包括季戊四醇三丙烯酸酯、三丙二醇单甲基醚单丙烯酸酯、丙 氧基三甲氧基丙烷三丙稀酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙稀酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、 双季戊四醇六丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、改性丙烯酸酯的一种或者多种组 合。
[0030] 这种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨的制备方法，在环境保持空气流通、卫 生清洁和防止阳光照射的条件下，该方法具体步骤如下：
[0031] (1)、将30-55份丙烯酸预聚物、5-15份丙烯酸单体、0. 1-0. 5份阻聚剂、5-10份光 引发剂、5-15份消光粉、5-20份填料、1-2份分散剂投入搅拌釜后，充分搅拌至体系均匀，完 成预分散；优选带有高速盘式搅拌器搅拌釜，混合物温度达到40°C以上，继续搅拌30分钟 为宜，完成预分散。
[0032] (2)、将完成预分散的混合物，在通有冷却循环水瑞士的布勒珠磨机（腔体温度 70-80°C )和三辊机（辊筒温度40-50°C )上精细分散1到3次，使得油墨细度达到10 μ m 以下，完成精细分散，得到半成品基墨；
[0033] (3)、半成品基墨在带有搅拌装置（蝶式或盘式）的拉缸或反应釜中，根据 使用要求，边搅拌边补加5-15份丙烯酸单体到合适的粘性（6-10)或粘度（15000? lOOOOmPas. 25〇C )；
[0034] (4)、检验合格后，包装入库。
[0035] 采用所设计的配方及制备方法，生产的油墨具有良好的流动性、抗飞墨和印刷适 性。在不同的材料上和普通UV油墨上，都具有良好的附着力。固化后耐磨性优良，光泽度 根据客户要求可以控制在10°到30°之间，适用性广泛。
[0036] 所述获得油墨在小森LS 626六色UV胶印机上印刷塑料PVC片材，经120W/cm的 2只UV灯管固化后，墨膜性能如下：
[0037] 1、墨膜转移性良好，网点部分清晰。
[0038] 2、墨膜固化良好，采用来回式摩擦测试仪测试，200g/cm2压力下，耐磨500回，无明 显划痕。
[0039] 3、光泽度：10°?20°，铅笔可写性优良。
[0040] 4、采用百格法、3M Scotch610胶带测试，100%不掉墨、附着力良好。
[0041] 5、印品按照《YC/T 207-2006卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定》方法 检测V0C含量，符合烟草标准《YC/T 263-2008卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限 量》要求，满足"绿色印刷"标准规范。
[0042] 实施例1 :UV RW可书写白的制备
[0043] 固定好不锈钢拉缸，以重量份计，先投入30份长兴6353-1聚酯丙烯酸树脂（丙烯 酸预聚物），20份湛新EB811聚酯丙烯酸预聚物（丙烯酸预聚物）、10份双季戊四醇六丙烯 酸酯（丙烯酸单体）和〇. 2份阻聚剂（苯醌）。打开盘式搅拌器，控制在60rpm的低速搅 拌条件下，继续投入4份1-羟基环己基苯基甲酮（光引发剂）、3份2-甲基-2-(4-吗啉 基）-1-[4-(甲硫基）苯基]-1-丙酮（光引发剂）、1份了?0(光引发剂2,4,6-三甲基苯甲 酰基-二苯基氧化膦）、8份消光粉（二氧化硅粉末或聚脲醛树脂粉末）、15份钛白粉（填 料）、2份聚乙烯錯（填料），1份分散剂（路博润超分散剂Sansperse 24000)。逐步提高搅拌 速度到100-200rpm/min，继续搅拌30分钟完成预分散。预分散好的油墨打入珠墨机，并通 过三辊机连续轧制分散，确认细度是否小于10微米，否则重新轧制1道。精细分散完成后， 搅拌加入5份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（丙烯酸单体），调节粘性7?10 (32°C， 400rpm)。
[0044] 此油墨为白色胶状油墨，印刷适性优良，固化速度极快，耐摩擦性能优良，墨膜具 有一定的遮盖力，光泽度接近25° (上墨量3g/m2)，可书写性良好。
[0045] 实施例2 UV RW可书写光油的制备
[0046] 固定好不锈钢拉缸，以重量份计，先投入25份沙多玛CN736(丙烯酸预聚物），28 份湛新EB436氯化聚酯丙烯酸预聚物（丙烯酸预聚物）、10份乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯 酸酯（丙烯酸单体）和1份阻聚剂（三（N-亚硝基-N-苯基羟胺）铝盐），打开盘式搅拌 器，控制在60rpm的低速搅拌条件下，继续投入3份1-羟基环己基苯基甲酮（光引发剂）、 3份2-甲基-2-(4-吗啉基）-1-[4-(甲硫基）苯基]-1-丙酮（光引发剂）、0· 2份2, 4-二 乙基硫杂蒽酮DETX (光引发剂）、13份消光粉（德固赛0K500)、10份纳米碳酸钙（填料）、3 份聚乙烯錯（填料），1份分散剂（路博润超分散剂Sansperse 24000)。逐步提高搅拌速度 到100-200rpm/min，继续搅拌30分钟以上完成预分散。预分散好的油墨打入珠墨机，并通 过三辊机连续轧制分散，确认细度是否小于10微米，否则重新轧制1道。精细分散完成后， 搅拌加入5份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（丙烯酸单体），调节粘性6?9 (32°C，400rpm)。
[0047] 此油墨为透明胶状光油，印刷后具有良好的消光度，光泽度接近12° (上墨量3g/ m2)，可书写性良好，附着力极好，且低黄变。
[0048] 本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或材料构成上作任何变化，凡是采 用本发明所提供的结构设计，都是本发明的一种变形，均应认为在本发明保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，其特征在于：原料配比如下：以重量比 计，30-55份丙烯酸预聚物、0. 1-0. 5份阻聚剂、5-10份光引发剂、5-20份填料、1-2份分散 剂、10-30份丙烯酸单体和5-15份消光粉，其中的消光粉为二氧化硅粉末或聚脲醛树脂粉 末，平均粒径3?6微米的，吸油量小于300cm 3/100g。
2. 根据权利要求1所述的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，其特征在于：所述的 丙烯酸预聚物为3?6官能度的聚酯丙烯酸树脂。
3. 根据权利要求1所述的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，其特征在于：所述 的阻聚剂为三（N-亚硝基-N-苯基羟胺）铝盐、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、苯醌、6-叔丁 基-2, 4-二甲基苯酚或对羟基苯甲醚。
4. 根据权利要求1所述的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，其特征在于：所述的 光引发剂为2-二甲氨基-2-苄基-1- [4- (4-吗啉基）苯基]-1- 丁酮、1-羟基-环己基-苯 基甲酮、α-羟基酮、2, 4, 6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、乙基（2, 4, 6-三甲基苯甲酰 基）-苯基膦甲酸、4-(二甲氨基）-苯甲酸-(2-乙基）己酯、2,4-二乙基硫杂蒽酮（DETX)、 邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、2-甲基-2-(4-吗啉基）-1-[4-(甲硫 基）苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯，双芳酰基磷氧化合物的两种以上的混合物。
5. 根据权利要求1所述的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，其特征在于：所述的 填料为纳米碳酸钙、钛白粉、膨润土、聚乙烯蜡、费托蜡、聚四氟乙烯蜡的一种或多种组合。
6. 根据权利要求1所述的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨，其特征在于：所述的 丙烯酸单体，包括季戊四醇三丙烯酸酯、三丙二醇单甲基醚单丙烯酸酯、丙氧基三甲氧基丙 烷三丙稀酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙稀酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇六丙 烯酸酯、双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、改性丙烯酸酯的一种或者多种组合。
7. -种制备如权利要求1所述的固化后可铅笔书写的紫外光固化油墨的方法，其特征 在于：在环境保持空气流通、卫生清洁和防止阳光照射的条件下，该方法具体步骤如下： (1) 、将30-55份丙烯酸预聚物、5-15份丙烯酸单体、0. 1-0. 5份阻聚剂、5-10份光引发 齐?、5_15份消光粉、5-20份填料、1-2份分散剂投入搅拌釜后，充分搅拌至体系均匀，完成预 分散； (2) 、将完成预分散的混合物，通过珠磨机和三辊机连续生产，精细分散1?3次，细度 达到10 μ m以下，完成精细分散，得到半成品基墨； (3) 、半成品基墨根据不同的客户使用要求，搅拌补加5-15份丙烯酸单体，粘性调节到 6-10 或粘度 15000 ?lOOOOmPas. 25? ; (4) 、检验合格后，包装入库。
【文档编号】C09D11/101GK104194483SQ201410417524
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】沈剑彬 申请人:杭华油墨化学有限公司