一种纯水性凹印油墨及其生产工艺的制作方法

本发明涉及一种油墨，具体涉及一种纯水性凹印油墨及其生产工艺，属于油墨技术领域。

背景技术：

作为当前印刷行业中最常使用的一种材料，水性凹印油墨具有污染小、不易燃烧等优点，能够产生较好的印刷效果。传统水醇性油墨存在停机干版、比较难清洗版辊，印刷干版、颜色难控，流平性不好、存在水波纹等缺陷。而现有的水性凹印油墨存在分散效果有待改善的问题，尤其是长时间储存下的分层、团聚问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种纯水性凹印油墨及其生产工艺，以获得流平性好、颜色鲜艳、叠印性好、附着好的凹印油墨。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案之一是：一种纯水性凹印油墨，由以下重量百分比的原料组成：水溶性聚酯树脂35-50%、水基颜料10-15%、分散剂1-3%、消泡剂0.01-0.3%、水5-10%、食用酒精15-30%。

进一步，所述分散剂为水性分散剂，选用泰格百舸（北京）科技有限公司的tg-f0521。

进一步，所述消泡剂为水性消泡剂，具体选用有机硅类消泡剂。

上述纯水性凹印油墨的生产工艺，包括如下步骤：

（1）水基颜料的制备：按质量百分含量计，将15-50%的有机颜料、0.5-3%的分散剂、1-3%丙二醇、1-2%ph调节剂、余量为去离子水备好，并事先将事先将有机颜料球磨至纳米级；然后将配方用量的有机颜料和润湿剂加入去离子水中，采用旋浆式分散盘分散均匀，得颜料分散体系；再将配方用量的分散剂加入颜料分散体系中，超声波均质化后，加入ph调节剂至颜料至中性；

（2）凹印油墨的制备：称取配方用量的各原料备用，然后将配方中的水溶性聚酯树脂、水性分散剂、水性消泡剂、水、食用酒精进行充分混合，并研磨至细度至5μm以下，得基料，最后加入水基颜料，在真空密闭条件下进行分散，即得。

进一步，所述凹印油墨的制备步骤中，其分散工序是在特制的真空分散设备中进行的，所述特制的真空分散设备包括卧式罐体，卧式罐体固定在基座上，在卧式罐体内中心固定有双向丝杠，双向丝杠一端外周壁光滑且通过轴承固定在卧式罐体内壁上、另一端外周壁也光滑且穿过卧式罐体侧壁后与驱动电机的动力输出轴固定连接，双向丝杠上且与驱动电机连接的那端与卧式罐体相应部位采用轴承连接；在双向丝杠的两段旋向相反的左旋螺纹段、右旋螺纹段上分别螺纹配合有第一螺纹套筒、第二螺纹套筒，在第一螺纹套筒的外周壁上开设有环形槽且通过环形槽滑动配合有第一分散盘，在第二螺纹套筒的外周壁上也开设有环形槽且通过该环形槽滑动配合有第二分散盘；第一分散盘和第二分散盘均为圆饼状且圆饼状分散盘的厚度从中心向边缘逐渐变小，在第一分散盘的外周壁和第二分散盘的外周壁上均沿对应的圆周方向固定有分散桨叶；在第一分散盘和第二分散盘上均匀开设有若干贯穿对应分散盘的通孔，且第一分散盘上的所有通孔与第二分散盘上的所有通孔错位；在第一螺纹套筒的上、下部位和第二螺纹套筒的上、下部位均开设有导向孔，其中第一螺纹套筒的上部导向孔与第二螺纹套筒的上部导向孔同轴设置且两者内穿过同一根上部导向杆，第一螺纹套筒的下部导向孔与第二螺纹套筒的下部导向孔同轴设置且两者内穿过同一根下部导向杆；在卧式罐体一侧上部固定有进料斗且进料斗的底部与卧式罐体内空腔相连通，进料斗在不加料时其顶部开口用密封盖密封；在卧式罐体上还固定有抽真空管，抽真空管与卧式罐体内空腔相连通且在抽真空管一端连接有抽真空泵；在卧式罐体一侧底部固定有出料管，出料管上位于卧式罐体内固定连接且连通有倒l型管，倒l型管的底部管口靠近卧式罐体内底部。

进一步，所述卧式罐体的周壁为中空夹层壁，中空夹层壁的一侧底部固定连接且连通有排水管，在基座上且位于卧式罐体的一侧开设有排水槽，排水管从基座上对应位置开设的安装槽中穿过后伸进排水槽内，且在排水管上且位于排水槽内一端端部固定连接有水龙头；在卧式罐体的中空夹层壁一侧上部固定连接且连通有进水管。

进一步，所述凹印油墨的制备步骤中的分散工序具体操作是，将水基颜料加入到经过研磨得到的基料中，进行初步混匀后，一起通过进料斗送入事先进行抽真空的卧式罐体内，然后封闭进料斗、用管堵头堵住出料管，启动驱动电机正转，带动第一分散盘与第二分散盘作靠拢的动作，然后启动驱动电机反转，带动第一分散盘与第二分散盘作背离的动作，以此循环直至完成对混合物料的分散，分散的过程中每隔一段时间进行抽真空一次，抽真空时停止驱动电机。

与现有技术相比，本发明具备的有益效果是：

1、本发明通过合理的配方设置，可以有效改善水性凹印油墨的流平性及色泽问题，从而获得流平性好、颜色鲜艳、叠印性好、附着好的水性凹印油墨；

2、本发明通过对水基颜料的特殊制备过程，可以实现对颜料表面用丙二醇包裹，为后续的分散效果奠定基础；

3、本发明在水基颜料的制备中，先用丙二醇包裹，再用分散剂分散，然后用超声波均质化处理，相比现有技术中的研磨分散，不会破坏颜料表面的包裹层，保证分散效果；

4、采用本发明特制的真空分散设备，实现真空环境下的分散，有效避免了常规搅拌分散下的气泡产生，而且在保证分散均匀的基础上避免了颜料表面包裹层的破坏，从而能够长时间储存而不发生分层、团聚现象。

附图说明

图1为本发明所述特制的真空分散设备部分结构剖图

图2为本发明所述特制的真空分散设备中卧式罐体的纵剖图

图3为本发明所述特制的真空分散设备中第一螺纹套筒与第一分散盘，或第二螺纹套筒与第二分散盘配合的结构示意图

图4位本发明所述第一螺纹套筒或第二螺纹套筒的结构示意图；

其中，1、卧式罐体，2、基座，3、双向丝杠，3.1、左旋螺纹段，3.2、右旋螺纹段，4、驱动电机，5、第一螺纹套筒，6、第二螺纹套筒，7、环形槽，8、第一分散盘，9、第二分散盘，10、分散桨叶，11、通孔，12、导向孔，13、上部导向杆，14、下部导向杆，15、进料斗，16、抽真空管，17、出料管，18、倒l型管，19、排水管，20、进水管，21、排水槽。为方便描述，第一螺纹套筒5和第二螺纹套筒6统称为螺纹套筒a，第一分散盘8和第二分散盘9统称为分散盘b。

具体实施方式

现结合具体实施例及附图，来对本发明作进一步的阐述。以下仅为本申请的优选实施例，而非限制本申请的保护范围。任何在不脱离本申请发明构思的前提下的等同或相似替换，均应落在本申请的保护范围内。

如图1-4所示，本发明特制的真空分散设备中进行的，所述特制的真空分散设备包括卧式罐体1，卧式罐体1固定在基座2上，在卧式罐体1内中心固定有双向丝杠3，双向丝杠3一端外周壁光滑且通过轴承固定在卧式罐体1对应侧内壁上、另一端外周壁也光滑且穿过卧式罐体1对应侧壁后与驱动电机4的动力输出轴固定连接，双向丝杠3上且与驱动电机4（为步进电机）连接的那端与卧式罐体1相应部位采用轴承连接；在双向丝杠3的两段旋向相反的左旋螺纹段3.1、右旋螺纹段3.2上分别螺纹配合有第一螺纹套筒5、第二螺纹套筒6，在第一螺纹套筒5的外周壁上开设有环形槽7且通过环形槽7滑动配合有第一分散盘8，在第二螺纹套筒6的外周壁上也开设有环形槽7且通过该环形槽7滑动配合有第二分散盘9；第一分散盘8和第二分散盘9均为圆饼状且圆饼状分散盘的厚度从中心向边缘逐渐变小，在保证分散盘抗压性的基础上增加分散面积；在第一分散盘8的外周壁和第二分散盘9的外周壁上均沿对应的圆周方向固定有分散桨叶10；在第一分散盘8和第二分散盘9上均匀开设有若干贯穿对应分散盘的通孔11，且第一分散盘8上的所有通孔与第二分散盘9上的所有通孔错位；在第一螺纹套筒5的上、下部位和第二螺纹套筒6的上、下部位均开设有导向孔12，其中第一螺纹套筒5的上部导向孔与第二螺纹套筒6的上部导向孔同轴设置且两者内穿过同一根上部导向杆13，第一螺纹套筒5的下部导向孔与第二螺纹套筒6的下部导向孔同轴设置且两者内穿过同一根下部导向杆14；上部导向杆13、下部导向杆14均采用焊接的方式固定在卧式罐体1内；在卧式罐体1一侧上部固定有进料斗15且进料斗15与卧式罐体内空腔相连通，进料斗15在不加料时其顶部开口用密封盖密封；在卧式罐体1上还固定有抽真空管16，抽真空管16与卧式罐体1内空腔相连通且在抽真空管16一端连接有抽真空泵；在卧式罐体1一侧底部固定有出料管17，出料时，采用负压的方式抽料；出料管17上位于卧式罐体1内固定连接且连通有倒l型管18，倒l型管18的底部管口靠近卧式罐体内底部。在旋转电机4带动双向丝杠旋转动作的过程中，因导向杆的存在，螺纹套筒只能作直线移动，然而因在移动过程中，分散盘的分散桨叶受到阻力，会使分散盘相对螺纹套筒旋转动作，移动的过程中，卧式罐体1中的液流在经过第一分散盘上的通孔后或是撞向第二分散盘，或是撞向卧式罐体1内壁，同样，液留在经过第二分散盘上的通孔后或是撞向第一分散盘，亦或是撞向卧式罐体1内壁，而得以分散，而分散盘的旋转给液流一定的剪切力，进一步加强分散效果。

本发明的卧式罐体1的周壁为中空夹层壁，中空夹层壁的一侧底部固定连接且连通有排水管19，在基座2上且位于卧式罐体1的一侧开设有排水槽21，排水管19从基座2上对应位置开设的安装槽中穿过后伸进排水槽21内，且在排水管19上且位于排水槽19内一端端部固定连接有水龙头；在卧式罐体1的中空夹层壁一侧上部固定连接且连通有进水管20。在分散的过程中，通过往卧室罐体1的中空夹层周壁的中空内通入一定温度的热水，以确保分散效果，当分散完成后，将热水放出，可通入冷水，对分散液进行冷却。

实施例一

本实施例的纯水性凹印油墨，由以下重量百分比的原料组成：水溶性聚酯树脂50%、水基颜料11.7%、水性分散剂3%、水性消泡剂0.3%、水5%、食用酒精30%。

上述水性分散剂，选用泰格百舸（北京）科技有限公司的tg-f0521。上述水性消泡剂选用现有技术中的有机硅氧烷类消泡剂。水溶性聚酯树脂为市购产品，如德庆基原合成树脂有限公司生产的wlr-6600。

本实施例的纯水性凹印油墨的生产工艺，包括如下步骤：

（1）水基颜料的制备：按质量百分含量计，将50%的有机颜料、2%的分散剂、3%丙二醇、2%ph调节剂、余量为去离子水备好，并事先将事先将有机颜料球磨至纳米级；然后将配方用量的有机颜料和润湿剂加入去离子水中，采用旋浆式分散盘分散均匀，得颜料分散体系；再将配方用量的分散剂加入颜料分散体系中，超声波均质化后，加入ph调节剂至颜料至中性；

（2）凹印油墨的制备：称取配方用量的各原料备用，然后将配方中的水溶性聚酯树脂、水性分散剂、水性消泡剂、水、食用酒精进行充分混合，并研磨至细度至5μm以下，得基料，最后加入水基颜料，采用常规的旋桨式分散盘在500-600转/分钟进行初步混匀3min后，一起通过进料斗15送入事先进行抽真空的卧式罐体1内，然后封闭进料斗15、用管堵头堵住出料管17，启动驱动电机4正转，带动第一分散盘8与第二分散盘9作靠拢的动作，然后启动驱动电机4反转，带动第一分散盘8与第二分散盘9作背离的动作，以此循环直至完成对混合物料的分散，分散的过程中每隔10min进行抽真空一次，抽真空时停止驱动电机4，即得。

实施例二

本实施例的纯水性凹印油墨，由以下重量百分比的原料组成：水溶性聚酯树脂45%、水基颜料15%、水性分散剂3%、水性消泡剂0.1%、水10%、食用酒精26.9%。

上述水性分散剂，选用泰格百舸（北京）科技有限公司的tg-f0521。上述水性消泡剂选用现有技术中的有机硅氧烷类消泡剂。水溶性聚酯树脂为市购产品，如德庆基原合成树脂有限公司生产的wlr-6600。

本实施例的纯水性凹印油墨的生产工艺，包括如下步骤：

（1）水基颜料的制备：按质量百分含量计，将30%的有机颜料、3%的分散剂、2%丙二醇、1%ph调节剂、余量为去离子水备好，并事先将事先将有机颜料球磨至纳米级；然后将配方用量的有机颜料和润湿剂加入去离子水中，采用旋浆式分散盘分散均匀，得颜料分散体系；再将配方用量的分散剂加入颜料分散体系中，超声波均质化后，加入ph调节剂至颜料至中性；

（2）凹印油墨的制备：称取配方用量的各原料备用，然后将配方中的水溶性聚酯树脂、水性分散剂、水性消泡剂、水、食用酒精进行充分混合，并研磨至细度至5μm以下，得基料，最后加入水基颜料，采用常规的旋桨式分散盘在500-600转/分钟进行初步混匀3min后，一起通过进料斗15送入事先进行抽真空的卧式罐体1内，然后封闭进料斗15、用管堵头堵住出料管17，启动驱动电机4正转，带动第一分散盘8与第二分散盘9作靠拢的动作，然后启动驱动电机4反转，带动第一分散盘8与第二分散盘9作背离的动作，以此循环直至完成对混合物料的分散，分散的过程中每隔10min进行抽真空一次，抽真空时停止驱动电机4，即得。

本发明的油墨储存稳定性好，一般低温（15-20℃）密闭环境下两年不团聚或是分层。