一种水性发泡油墨及其制备方法和应用与流程

本发明涉及印刷油墨领域，尤其涉及一种水性发泡油墨及其制备方法和应用。

背景技术：

目前纸质容器表面保温隔热主要采用外加杯套方式或再增加一层纸板制成复合纸板等方式来完成，但只起到部分的隔热功效，不具有保温的效果。纸质容器印刷图案多为普通的平面印刷，无法呈现立体效果。目前，使纸质材料表面呈现立体效果的技术主要有发泡油墨印刷，发泡油墨印刷后的墨迹经过加热、固化处理后会发起点阵状的泡，使图案印记产生凸体，且具有一定厚度，呈现立体效果。发泡油墨主要有两种：一是微球发泡油墨，二是沟底发泡油墨。沟底发泡油墨主要以聚氯乙烯树脂为主材，将发泡剂溶解在聚合物中。油墨受热发泡剂气化，油墨层形成大量的发泡微孔，使图案呈现立体感；微球发泡油墨主要依靠微球自身的发泡机理，在受热的情况下，微球体积增大，使油墨涂层呈现立体效果。

专利cn103319951a公开了一种环保立体油墨，由以下质量份的原料混合、搅拌、研磨制：粘合剂30-60份、颜料10-20份、增稠剂5-10份、固化剂、1-5份、分散剂1-3份、消泡剂1-3份；该环保油墨生产工艺简单、成本低廉、环保高效，具有良好的粘附力，印刷过程能获得一定的立体成型效果，但立体效果不明显，印刷产品立体效果较差。专利cn104017433a公开了一种热发泡水性油墨涂层及其制备方法和应用，所述水性油墨由以下质量份的原料混合、搅拌、过滤制得：水性聚氨酯丙烯酸乳液80-85份、发泡剂8-20份、消泡剂0.1-0.2份、增稠剂0.1-0.5份、润湿剂0.1-0.3份；该水性油墨工艺配方简单，操作方便，环保无毒，具有一定的保温隔热性能，但是发泡温度偏高，超出正常的开水热饮温度，不适用于日常的纸质容器，同时发泡效果不佳，涂层表面平整性较差，掉粉严重。

因此，开发出一种配方简单、环保无毒、具有较好的保温隔热性能，可用于日常热饮使用的水性发泡油墨，使印刷得到的涂层表面平整不掉粉、保温隔热性好、立体成型效果明显，是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术问题，提供了一种水性发泡油墨及其制备方法，所述水性发泡油墨配方简单、环保无毒、具有较好的保温隔热性能，采用所述水性发泡油墨印刷得到的涂层，其表面平整不掉粉、保温隔热性好、立体成型效果好。

为了实现上述的目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一个方面是提供了一种水性发泡油墨，按重量份数计，所述水性发泡油墨包括如下组分：

其中，所述发泡剂为未膨胀微球，所述醇类为碳原子不超过八个的低碳链醇。

进一步地，按重量份数计，所述水性发泡油墨包括如下组分：

进一步优选地，按重量份数计，所述水性发泡油墨包括如下组分：

进一步地，所述的增稠剂为聚氨酯类增稠剂、纤维素类及其改性产品增稠剂、聚丙烯酰胺类增稠剂中的任意中的任意一种或几种。

进一步地，按重量份数计，所述水性发泡油墨还包括：消泡剂0.1-0.3份、流平剂1-3份、分散剂0.1-0.5份、ph值稳定剂0.1-0.5份、耐磨剂0.1-0.5份。

进一步优选地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂，所述流平剂为聚醚改性有机硅类流平剂，所述分散剂为聚氨酯或聚丙烯酸，所述ph值稳定剂为胺类ph值稳定剂，所述耐磨剂为低分子量聚乙烯蜡。

进一步优选地，所述胺类ph值稳定剂用于控制所述水性发泡油墨的ph值，维持ph值8-9.5。

本发明第二个方面是提供了一种水性发泡油墨的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方比称取水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯乳液，高速搅拌8-15min混合；

(2)向步骤(1)的混合液中加入按配方比的颜料、消泡剂、流平剂、分散剂和ph值稳定剂，高速搅拌10-25min混合；

(3)向步骤(2)的混合液中加入按配方比的水、醇类和耐磨剂，高速搅拌10-25min；

(4)向步骤(3)的混合液中加入按配方比的发泡剂和增稠剂，高速搅拌20-50min，研磨，即得所述水性发泡油墨。

本发明第三个方面是提供了所述水性发泡油墨在印刷纸杯中的应用。

进一步地，所述的水性发泡油墨在印刷纸杯中应用，包括以下步骤：

(1)采用丝网、凹版或柔板印刷方式，将所述水性发泡油墨印刷在纸杯原纸表层，在60℃下干燥定型1-2min，制得水性发泡油墨外层；

(2)在步骤(1)所制得的水性发泡油墨外层淋膜一层食品级硅油或做覆膜处理，即得印刷有水性发泡油墨的纸杯。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的水性发泡油墨，配方简单、环保无毒、采用未膨胀微球为发泡剂，吸热后形成的膨胀微球具有很好的保温隔热功效。

本发明的水性发泡油墨用于印刷纸杯，表面平整不掉粉，通过吸收热量，印刷图案就会随着墨迹发泡凸起，形成浮涂立体图案，使纸杯表面图案形成凹凸立体效果，在纸杯外壁赋予图案呈现立体感，提高产品的价值，通过调整微球用量还可以呈现不同的立体效果；另外，纸杯水性发泡油墨印刷层中的膨胀微球具有很好的保温、隔热功效，使得具有水性发泡油墨涂层的纸杯手握持不烫手，还具有保温的功效，保证了热饮的口感。

附图说明

图1是本发明的纸杯表面的图文立体效果图；

图2是本发明的纸杯表面的图文立体效果图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

实施例中所用试剂如下：

发泡剂，西能化工超低温微球wu120产品；水性丙烯酸乳液，广州骏骅环保新材料有限公司efplastic616e(918)或巴斯夫joncryl805；水性聚氨酯乳液，米人占化工的mr-117或星辉的fw-358；增稠剂，佛山德中化工科技有限公司n-1107或德国佳诺的cn-402；流平剂为聚醚改性有机硅类流平剂，道康宁dc-57或武汉鑫康宁化工x-1002；分散剂为聚氨酯类或聚丙烯酸类，东莞合记实业有限公司d-128；消泡剂为有机硅类消泡剂，常州顺化化工的xpj-e1100或大田化学的at930；耐磨剂，翁开尔公司的d816或d808。

实施例1

水性发泡油墨的制备：称取100g的水性丙烯酸乳液，加入30g水性聚氨酯乳液，在高速分散机下搅拌8min混合；再加入8g颜料、0.10g消泡剂、1.0g流平剂，0.1g分散剂、0.10g的ph值稳定剂，高速分散搅拌10min；再加入14g水、8g乙醇、0.2g耐磨剂，高速分散搅拌15min，最后加入未发泡的微球8g，增稠剂5g，高速分散搅拌20min，研磨即得。

实施例2

水性发泡油墨的制备：称取100g的水性丙烯酸乳液，加入20g水性聚氨酯乳液，在高速分散机下搅拌12min混合；再加入5g颜料、0.15g消泡剂、1.5g流平剂，0.2g分散剂、0.15g的ph值稳定剂高速分散搅拌20min；再加入5g水、3g乙醇、0.1g耐磨剂，高速分散搅拌20min，最后加入未发泡的微球8g，增稠剂5g高速分散搅拌30min，研磨即得。

实施例3

水性发泡油墨的制备：称取100g的水性丙烯酸乳液，加入25g水性聚氨酯乳液，在高速分散机下搅拌10min混合；再加入6g颜料、0.20g消泡剂、2.0g流平剂，0.3g分散剂、0.20g的ph值稳定剂高速分散搅拌15min；再加入10g水、13g乙醇、0.3g耐磨剂，高速分散搅拌20min，最后加入未发泡的微球5g，增稠剂2g高速分散搅拌35min，研磨即得。

实施例4

水性发泡油墨的制备：称取100g的水性丙烯酸乳液，加入35g水性聚氨酯乳液，在高速分散机下搅拌15min混合；再加入9g颜料、0.25g消泡剂、2.5g流平剂，0.4g分散剂、0.25g的ph值稳定剂高速分散搅拌20min；再加入17g水、18g乙醇、0.4g耐磨剂，高速分散搅拌20min，最后加入未发泡的微球9g，增稠剂3g高速分散搅拌40min，研磨即得。

实施例5

水性发泡油墨的制备：称取100g的水性丙烯酸乳液，加入40g水性聚氨酯乳液，在高速分散机下搅拌15min混合；再加入10g颜料、0.30g消泡剂、3.0g流平剂，0.5g分散剂、0.30g的ph值稳定剂高速分散搅拌25min；再加入20g水、20g乙醇、0.5g耐磨剂，高速分散搅拌25min，最后加入未发泡的微球10g，增稠剂4g高速分散搅拌50min，研磨即得。

应用例

将实施例1-5中所述水性发泡油墨用于印刷纸杯，具体步骤如下：

(1)采用丝网、凹版或柔板印刷方式，将所述水性发泡油墨印刷在纸杯原纸表层，在60℃下干燥定型1-2min，制得水性发泡油墨外层；(2)在步骤(1)所制得的水性发泡油墨外层淋膜一层食品级硅油或做覆膜处理，即得印刷有水性发泡油墨的纸杯1-5。

所述纸杯在80-100℃条件下发泡，其表面呈现图文立体效果(如图1-2所示)，其原理为：所述水性发泡油墨为微球发泡油墨，是一种水乳形油墨，他的主要成分是微球，微球在受热的情况下，表面膨胀形成无数的微小气孔，膨胀后的体积是原来的几十到几百倍，这些气孔使图文呈现立体效果。

对所得纸杯的隔热性能和保温性能进行测试，结果如表1所示：

表1

从表1看出：纸杯原纸表层印刷一层水性发泡油墨，在吸收热饮的能量以后，涂层经过发泡以后，杯内外的温度差别明显，在发泡涂层厚度达到0.67mm及以上，内外温差明显，具有良好的隔热效果，达到了不烫手的效果；

涂层经过发泡以后，随着涂层的厚度的增加，保温效果越好：空白样在10min后杯内水温下降了26.4℃；印刷有水性发泡油墨的纸杯，在发泡涂层厚0.675mm左右时，10min后杯内水温下降11.9℃，同时随着涂层厚度的再增加，保温性能更佳，可见印刷有水性发泡油墨的纸杯对于杯内的热饮有一个很好地保温效果，在一定时间内能维持杯内一定的温度，保证了热饮的口感，不影响使用。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。