阅读说明：本技术 一种应用于纸张上的水显式溶剂及其制备方法和涂覆方法 (Water-display solvent applied to paper, preparation method and coating method thereof ) 是由 卢诗强 马洪生 张东生 于 2020-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供的一种应用于纸张上的水显式溶剂及其制备方法和涂覆方法,利用纸机内部涂布机在线涂覆或机外涂布的方式涂覆,溶剂包括水性无树脂色浆、丙烯酸树脂、丙烯酸丁酯、环氧树脂、异丙醇、无水乙醇、去离子水、消泡剂和流平剂；利用了原料中的丙烯酸树脂分子量小、亲水性强特性,将溶剂涂覆到纸张表层时,图案或文字不会显现出来；当在图案或文字上滴加水滴时,由溶剂共同作用组成了大量的微米级微孔,液体渗入至孔道内部时,表层光学结构发生变化,涂覆的图案或文字会从纸张表面上显现出来,根据水性无树脂色浆中颜料的不同,显示不同颜色的图案或文字,达到其防伪效果,且随着水分的蒸发图案或文字逐渐变浅直至彻底消失,可往复多次使用。(The invention provides a water-display solvent applied to paper, a preparation method and a coating method thereof, wherein the water-display solvent is coated by an on-line coating mode or an off-line coating mode of an internal coating machine of a paper machine, and the solvent comprises water-based resin-free color paste, acrylic resin, butyl acrylate, epoxy resin, isopropanol, absolute ethyl alcohol, deionized water, a defoaming agent and a leveling agent; by utilizing the characteristics of small molecular weight and strong hydrophilicity of acrylic resin in the raw materials, patterns or characters can not be shown when the solvent is coated on the surface layer of the paper; when water drops are dripped on the patterns or characters, a large number of micron-sized micropores are formed under the combined action of the solvent, when liquid permeates into the pore channels, the optical structure of the surface layer is changed, the coated patterns or characters can be displayed on the surface of paper, the patterns or characters with different colors are displayed according to the difference of pigments in the water-based resin-free color paste, the anti-counterfeiting effect is achieved, and the patterns or characters gradually become lighter until completely disappear along with the evaporation of water and can be repeatedly used for multiple times.)

一种应用于纸张上的水显式溶剂及其制备方法和涂覆方法

【技术领域】

本发明涉及纸张防伪技术，尤其是一种应用于纸张上的水显式溶剂及其制备方法和涂覆方法。

【背景技术】

随着经济的不断发展，现代社会中日用品、食品和药品的需求量变得越来越大，包装技术的要求也随之变得越来越高，然而假冒、伪劣、盗版的现象却屡禁不止，给消费者、企业、国家均带来了巨大的损失。因此，防伪技术作为使用在包装上的一项重要指标，可以直观的反映各类品牌的真假性，在包装技术中运用的十分广泛，防伪溶剂作为包装防伪技术中的一种，也在不断的向前发展。

在纸张防伪技术领域，最常见的防伪方式有水印、安全线、防伪纤维、光变溶剂、热敏显色等技术，防伪溶剂在当今社会安全领域内有着举足轻重的位置，在众多领域中已经得到了广泛的使用。防伪溶剂是指具备防伪功能的一类溶剂，即将具有防伪性能的材料添加到溶剂连结料中，经过一定的加工工艺制成的一类特殊的溶剂。随着防伪技术的不断进步和发展，市场对于防伪技术和溶剂的需求将越来越大，将溶剂所具备的这些显著特点逐渐开发并应用到防伪技术领域中，是目前纸张防伪技术所亟待解决的问题。

特别是针对现有假冒伪劣产品，消费者对产品包装提出了更高的要求，也间接推动了印刷技术的发展，尤其是对于烟草产品而言，烟草包装在满足装饰和宣传效果的同时，还应具备一定的防伪功能以及满足健康环保的要求。常见的水印、安全线、防伪纤维、光变溶剂、热敏显色等技术，要么由于应用广泛、容易被仿制而被大家所舍弃；要么工艺复杂、不易生产，得不到有效的推广；或者需在特定条件下借助特定辅助仪器才能进行鉴别，由于检测不变而在实际推广中受到限制，而不被大家所接受。

【

发明内容

】

本发明解决现有水性防伪溶剂技术中制作流程复杂和不便于检验的缺点，提供一种滴水诱导后纸张局部透明或显色，进而显示出无色或有色的文字或图案，水分蒸发或挥发后纸张透明度回复原样，文字或图案消失，鉴别方法简单，防伪效果显著且可逆、可多次重复检验，具有隐蔽性好、不易被复制、有效时间长且不易变性，制备过程成本低廉、工艺简单，同时具备节能环保、高效生产的应用于纸张上的水显式溶剂及其制备方法和涂覆方法。

为达到上述明目的，采用的技术方案如下：

一种应用于纸张上的水显式溶剂，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：

水性无树脂色浆50％～60％

丙烯酸树脂14％～20％

丙烯酸丁酯6％～9％

环氧树脂4％～8％

异丙醇3％～5％

无水乙醇3％～5％

去离子水4％～20％

消泡剂0.2％-0.5％

流平剂0.1％-0.3％。

进一步地，所述水性无树脂色浆按质量百分比包括以下原料：颜料粉32％～47％，非离子型分散剂5％～8％，消泡剂0.1％～0.3％，去离子水45％～60％。

进一步地，所述颜料粉的颜色为白色、青色、品色、黄色、红色、蓝色和黑色中的至少一种。

进一步地，所述消泡剂是硅改性聚硅氧烷。

一种应用于纸张上的水显式溶剂制备方法，包括以下步骤：

(1)、丙烯酸树脂液制备

将丙烯酸树脂、丙烯酸丁酯、环氧树脂、去离子水和消泡剂，按质量百分比依次投入分散缸中，然后在转速为800-1000r/min分散2～3h，分散均匀后进行过滤，得到改性的丙烯酸树脂液；

(2)、水性无树脂色浆制备

将颜料粉、非离子型分散剂和消泡剂充分研磨后加入去离子水溶液中，得到水性无树脂色浆；

(3)、水显式防伪溶剂制备

将水性无树脂色浆、丙烯酸树脂液、异丙醇和消泡剂，按质量百分比依次投入分散缸中分散，然后在转速800～1000r/min下分散1h，分散均匀后进行过滤，得到水显式溶剂。

一种应用于纸张上的水显式溶剂涂覆方法，利用纸机内部涂布机在线涂覆或机外涂布的方式涂覆，对纸张进行图文信息的水显式溶剂涂覆并干燥，包括以下步骤：

S1、将溶剂放置于上料槽中，上料中安装有用于计量上料量的网纹上料辊，网纹上料辊通过网纹的分布和深度计量上料量；

S2、与网纹上料辊接触的是凸版辊的凸版滚筒，凸版滚筒上凸版雕刻有用于印制的图案或\和文字；

S3、所述凸版辊与背辊配合将纸张连续不断的送给；

S4、所述凸版辊将网纹上料辊上的溶剂连续不断的转移到纸张表面，使纸张表面有规则的涂覆水显性溶剂，涂覆完成后对纸张背面进行热风干燥处理，完成防伪纸张的防伪信息的涂覆；涂布有水显性溶剂的纸张表面遇水时，显示白色图案及文字、或显示添加不同颜料颜色的图案及文字。

本发明的优点：

本发明的溶剂为可逆显色型，溶剂的表面颜色为透明，且该水性无树脂色浆中颜料粉的颜色为白色、青色、品色、黄色、红色、蓝色和黑色中的至少一种，使用白色、青色、品色、黄色、红色、蓝色和黑色的不同剂量的搭配可以组合出包装印刷所需的颜色；这样，遇水后变成白色或其他颜色的图案或\和文字，达到其防伪效果，该变化可逆，既干后又变透明，图案或文字彻底消失，可往复多次使用。

本发明的水性防伪溶剂，利用了原料中的丙烯酸树脂分子量小、亲水性强的特性，将水性防伪溶剂涂覆到纸张表层时，涂覆的图案或\和文字不会显现出来；当在涂覆的图案或\和文字上滴加水滴时，由于丙烯酸树脂和其它添加物共同作用组成了大量的微米级微孔，液体渗入至孔道内部时，水性防伪溶剂的表层光学结构发生变化，图案或\和文字会从纸张表面上显现出来，随着水分的蒸发图案或\和文字逐渐变浅，水分蒸发完毕后图案或\和文字彻底消失，从而达到其防伪效果。

而且，方法简单，原料环保安全，VOC排放低，涂覆简便可靠、加工成本低，可以有效的起到防伪作用。

【说明书附图】

图1是本发明中水显式溶剂应用纸机内部涂布机在线涂覆或利用机外涂布的方式涂覆过程图。

【

具体实施方式

】

下面通过具体实例对本发明的内容作进一步的说明。

一种应用于纸张上的水显式溶剂，按质量百分比包括以下原料：水性无树脂色浆50％～60％，丙烯酸树脂14％～20％，丙烯酸丁酯6％～9％，环氧树脂4％～8％，异丙醇3％～5％，无水乙醇3％～5％，去离子水4％～20％，消泡剂0.2％～0.5％，流平剂0.1％～0.3％。其中，水性无树脂色浆按质量百分比包括以下原料：颜料粉32％～47％，非离子型分散剂5％～8％，消泡剂0.1％～0.3％，去离子水45％～60％；颜料粉的颜色为青色、品色、黄色和黑色中的至少一种，使用青色、品色、黄色和黑色的不同剂量的搭配可以组合出包装印刷所需的颜色；消泡剂为硅改性聚硅氧烷，硅改性聚硅氧烷易于铺展，消泡剂分子可以取代已经存在的泡沫分子，形成强度较差的膜易于破裂，同时，在铺展过程中带走临近表面层的部分溶液，使泡沫液膜变薄，降低了泡沫的稳定性，使其更易于破坏。

水性无树脂色浆具有通用性好和兼容性较强的优点，能适用于绝大多数涂覆溶剂体系，并且水性无树脂色浆的浓度较高，用于生产时的性价比更优，在生产加工过程中能高度适应研磨工艺，制备出高浓度且细度小的水性防伪溶剂。异丙醇具有较低的表面张力，还能产生电解质，在与转移凸版的作用过程中会与涂覆机械上的金属产生反应，生成无机盐，使水膜附着在转移凸版的空白部分，避免水性防伪溶剂伸展，保证了防伪图文信息涂覆的完整，并且还能降低水性防伪溶剂在涂覆过程中的表面温度。消泡剂能抑制泡沫产生，加快了生产过程，从而使得能保证水性防伪溶剂的分散性和质量稳定性，保证了水性防伪溶剂的质量。异丙醇作为一种溶剂，可以充分的溶解所有助剂，使溶剂的流动性更好，且水性无树脂色浆也能均匀的分散，同时还可以降低水性防伪溶剂的粘度。

当水性无树脂色浆的用量少于50％时，则该水性防伪溶剂的印刷质量较差，不能充分的将防伪图文信息涂覆完整；若水性无树脂色浆的用量多于60％，则部分水性无树脂色浆不能得到很好的分散，流动性较差。丙烯酸树脂的用量多于20％时，使用时多余的改性丙烯酸树脂液发生聚集，达不到预期的防伪效果，当用量低于14％时，不能形成微孔结构，也达不到防伪效果。异丙醇采用3％的用量才能发挥其促进涂覆的效果，当用量多余5％时，则可能会出现产生附聚或絮凝现象。

在水性无树脂色浆制备过程中，按质量百分比包括以下原料：颜料粉32～47％，非离子型分散剂5～8％，消泡剂0.1～0.3％，去离子水45～60％；，颜料粉的加入保证了涂覆图文信息呈色的稳定性，当加入量低于32％时，图文信息在涂覆时会出现涂覆不全的现象，加入量高于47％时，图文信息最终的效果会因为颜色粉聚集，色彩过重，从而导致涂覆图文信息的视觉效果欠佳。非离子型分散剂能提供良好的空间斥力，也能牢固的吸附在分散粒子的表面，防止在受到外力作用时吸附层从粒子的表面剥离影响整个体系的稳定，从而可以增加水性防伪溶剂的储存稳定性；并且非离子型分散剂可以提高水性无树脂色浆体系的分散性，当加入量低于5％时，体系中的粒子不能均匀的分散，产生聚集成团的现象，导致涂覆效果达不到预期；加入量高于8％时，会使得水性无树脂色浆的粒子过于分散，不能很好的提供呈色的作用。采用去离子水则可以改善水性防伪溶剂的使用效果。

其中，水性无树脂色浆中颜料粉的颜色为青色、品色、黄色和黑色中的至少一种。使用白色、青色、品色、黄色和黑色的不同剂量的搭配可以组合出包装印刷所需的颜色。这样，遇水后变成白色或其他颜色的图案或\和文字，便于提高防伪的识别效果。

本发明还提出一种水显式溶剂的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)、丙烯酸树脂液制备

将丙烯酸树脂、丙烯酸丁酯、环氧树脂、去离子水和消泡剂，按质量百分比依次投入分散缸中，然后在转速为800～1000r/min分散2～3h，分散均匀后进行过滤，得到改性的丙烯酸树脂液；将上述原料采用少量依次添加的方式，可以更好地使丙烯酸树脂、丙烯酸丁酯、环氧树脂、去离子水和消泡剂分散，以有效地避免添加物质发生沉降的现象，从而使得制备的丙烯酸树脂液具有较好的流平性，能够满足印刷工艺的需求。

(2)、水性无树脂色浆制备

将颜料粉、非离子型分散剂和消泡剂充分研磨后加入去离子水溶液中，得到水性无树脂色浆；将颜料粉、非离子型分散剂和消泡剂原料采用研磨的方式进行分散后，再加入到溶液中，可以避免颜料粉出现聚集的现象，使得水性无树脂色浆能发挥更好的作用，从而防伪溶剂的效果能在包装上得以良好的展现。

(3)、水显式防伪溶剂制备

将水性无树脂色浆、丙烯酸树脂液、异丙醇和消泡剂，按质量百分比依次投入分散缸中分散，然后在转速800～1000r/min下分散1h，分散均匀后进行过滤，得到水显式溶剂。

该工艺简单方便，生产周期较短，水性防伪溶剂具有较好的防伪效果，并且适用机内在线涂覆及机外离线涂覆，较于传统的防伪方式更节能环保，操作更便捷。

以下通过具体实施例，对本发明的一种水显式溶剂制备方法，进行详细说明。

实施例一

按质量百分比分别称取57％的水性无树脂色浆(47％的颜料粉、7.9％的非离子型分散剂、0.1％的有机硅消泡剂和45％的去离子水溶液)、14％的丙烯酸树脂、7.5％的丙烯酸丁酯、4％的环氧树脂、3％的异丙醇、4％的无水乙醇，10％的去离子水、0.25％的有机硅消泡剂和0.25％的流平剂。其中，水性无树脂色浆中颜料粉的颜色为白色。

将丙烯酸树脂、丙烯酸丁酯、环氧树脂、去离子水和消泡剂依次投入分散缸中，然后在转速为800-1000r/min分散2～3h，分散均匀后进行过滤，得到丙烯酸树脂液。

将颜料粉、非离子型分散剂和消泡剂充分研磨后加入去离子水溶液中，得到水性无树脂色浆。

将水性无树脂色浆、丙烯酸树脂液、异丙醇和消泡剂，按质量百分比依次投入分散缸中分散，然后在转速800～1000r/min下分散1h，分散均匀后进行过滤，得到水显式溶剂。

该应用于纸张上的水显式溶剂涂覆方法，如图1所示，利用纸机内部涂布机在线涂覆或利用机外涂布的方式涂覆，对纸张进行图文信息的水显式溶剂涂覆并干燥，包括以下步骤：

S1、将溶剂放置于上料槽1中，上料中安装有用于计量上料量的网纹上料辊2，网纹上料辊通过网纹的分布和深度计量上料量；

S2、与网纹上料辊2接触的是凸版辊3的凸版滚筒，凸版滚筒上凸版雕刻有用于印制的图案及文字；

S3、凸版辊3与背辊4配合将纸张5连续不断的送给；

S4、凸版辊3将网纹上料辊2上的溶剂连续不断的转移到纸张5表面，使纸张5表面有规则的涂覆水显性溶剂，涂覆完成后对纸张背面进行热风干燥处理，完成防伪纸张的涂覆印刷。

使用时，涂布有水显性溶剂的纸张表面遇水时，显示白色的图案及文字。

实施例二

按质量百分比分别称取51％的水性无树脂色浆(36.7％的颜料粉、8％的非离子型分散剂、0.3％的有机硅消泡剂和55％的去离子水溶液)、18％的丙烯酸树脂、8.5％的丙烯酸丁酯、6％的环氧树脂、4％的异丙醇、5％的无水乙醇，6.9％的去离子水、0.5％的有机硅消泡剂和0.1％的流平剂。其中，水性无树脂色浆中颜料粉的颜色为青色。

将丙烯酸树脂、丙烯酸丁酯、环氧树脂、去离子水和消泡剂依次投入分散缸中，然后在转速为800-1000r/min分散2～3h，分散均匀后进行过滤，得到丙烯酸树脂液。

将颜料粉、非离子型分散剂和消泡剂充分研磨后加入去离子水溶液中，得到水性无树脂色浆。

将水性无树脂色浆、丙烯酸树脂液、异丙醇和消泡剂，按质量百分比依次投入分散缸中分散，然后在转速800～1000r/min下分散1h，分散均匀后进行过滤，得到水显式溶剂。

具体的涂覆方法，与实施例一相同，在此不做过多赘述。只是使用时，涂布有水显性溶剂的纸张表面遇水时，显示青色的图案及文字。

实施例三

按质量百分比分别称取50％的水性无树脂色浆(40％的颜料粉、5％的非离子型分散剂、0.2％的有机硅消泡剂和54.8％的去离子水溶液)、19％的丙烯酸树脂、8％的丙烯酸丁酯、8％的环氧树脂、5％的异丙醇、5％的无水乙醇，4.5％的去离子水、0.4％的有机硅消泡剂和0.1％的流平剂。其中，水性无树脂色浆中颜料粉的颜色为蓝色。

将丙烯酸树脂、丙烯酸丁酯、环氧树脂、去离子水和消泡剂依次投入分散缸中，然后在转速为800-1000r/min分散2～3h，分散均匀后进行过滤，得到丙烯酸树脂液。

将颜料粉、非离子型分散剂和消泡剂充分研磨后加入去离子水溶液中，得到水性无树脂色浆。

将水性无树脂色浆、丙烯酸树脂液、异丙醇和消泡剂，按质量百分比依次投入分散缸中分散，然后在转速800～1000r/min下分散1h，分散均匀后进行过滤，得到水显式溶剂。

具体的涂覆方法，与实施例一相同，在此不做过多赘述。只是使用时，涂布有水显性溶剂的纸张表面遇水时，显示蓝色的图案及文字。

实施例四

按质量百分比分别称取55％的水性无树脂色浆(35％的颜料粉、6.75％的非离子型分散剂、0.25％的有机硅消泡剂和58％的去离子水溶液)、15％的丙烯酸树脂、6％的丙烯酸丁酯、5％的环氧树脂、3％的异丙醇、4％的无水乙醇，11.5％的去离子水、0.3％的有机硅消泡剂和0.2％的流平剂。水性无树脂色浆中颜料粉的颜色为红色。

将丙烯酸树脂、丙烯酸丁酯、环氧树脂、去离子水和消泡剂依次投入分散缸中，然后在转速为800-1000r/min分散2～3h，分散均匀后进行过滤，得到丙烯酸树脂液。

将颜料粉、非离子型分散剂和消泡剂充分研磨后加入去离子水溶液中，得到水性无树脂色浆。

将水性无树脂色浆、丙烯酸树脂液、异丙醇和消泡剂，按质量百分比依次投入分散缸中分散，然后在转速800～1000r/min下分散1h，分散均匀后进行过滤，得到水显式溶剂。

具体的涂覆方法，与实施例一相同，在此不做过多赘述。只是使用时，涂布有水显性溶剂的纸张表面遇水时，显示红色的图案及文字。

实施例五

按质量百分比分别称取50％的水性无树脂色浆(32％的颜料粉、7.85％的非离子型分散剂、0.15％的有机硅消泡剂和60％的去离子水溶液)、18％的丙烯酸树脂、7％的丙烯酸丁酯、6％的环氧树脂、4％的异丙醇、4.8％的无水乙醇，9.6％的去离子水、0.45％的有机硅消泡剂和0.15％的流平剂。水性无树脂色浆中颜料粉的颜色为红色与蓝色按1∶2的配比组合。

将丙烯酸树脂、丙烯酸丁酯、环氧树脂、去离子水和消泡剂依次投入分散缸中，然后在转速为800-1000r/min分散2～3h，分散均匀后进行过滤，得到丙烯酸树脂液。

将颜料粉、非离子型分散剂和消泡剂充分研磨后加入去离子水溶液中，得到水性无树脂色浆。

将水性无树脂色浆、丙烯酸树脂液、异丙醇和消泡剂，按质量百分比依次投入分散缸中分散，然后在转速800～1000r/min下分散1h，分散均匀后进行过滤，得到水显式溶剂。

具体的涂覆方法，与实施例一相同，在此不做过多赘述。只是使用时，涂布有水显性溶剂的纸张表面遇水时，显示红紫色的图案及文字。

对上述5个实施例的具有防伪功能的水显式溶剂进行黏度、光泽度、流动性和复溶性进行测试，测试结果列于下表：

水性防伪溶剂性能检测结果

实施例	黏度/s	光泽度/°	流动度/mm	pH值
					1	13	37	33	8.6
2	16	36	38	8.9
					3	12	41	50	8.6
4	15	40	41	8.5
					5	21	38	36	9.0

黏度检测方法：检测温度为25℃，将水显式溶剂搅拌均匀，再将黏度杯浸入至溶剂中，然后将黏度杯匀速提出，在黏度杯刚拉出溶剂表面时按下秒表计时，观察溶剂的流出情况。当溶剂出现断流点时将秒表按停，此时的时间值即代表水性防伪溶剂的黏度。

光泽度检测方法：采用光泽仪进行检测，将待测水性防伪溶剂在印黑底漆的木板上用毛刷刷涂出5mm的均匀漆膜，在(25±1)℃下进行干燥。干燥完成后对待测水性防伪溶剂的表面进行测试，此时的测试值即为该水性防伪溶剂的光泽度。

流动度测试方法：检验温度为(25±1)℃，相对湿度为65％±5％。将水性防伪溶剂试样及流动度测定仪置于恒温室内保温20min，用调墨刀取水性防伪溶剂试样2～3g，在玻璃板上调动15次，以往返为一次计数方式；用吸墨管吸取0.1mL的水性防伪溶剂试样，将管口及周围的余墨刮去，使试样与管口齐平，且吸墨管内部不得含有气泡；将吸墨管内溶剂挤出，用调墨刀把墨刮置于金属固定盘内的圆玻璃片中心，并将吸墨管芯的余墨刮掉，抹于玻璃片的中心，再压上砝码，开始记时(注意保持金属固定盘的水平)，15min后移去砝码，用透明度量尺测量溶剂圆体的直径即为具体的流动度测试结果。

pH值测试方法：将pH计浸入水性防伪溶剂试样中，再观察pH计的测量值，即为水显式溶剂的pH值。

本发明水显式溶剂的防伪性检测方法：测试湿度为70～80％，测试温度为(25±1)℃，在柔版展色仪的铜版纸上铺展若干水性防伪溶剂条的色样，然后将水性防伪溶剂色样放入烘箱中进行干燥，将色样完全烘干，干燥温度为120℃，干燥时间为30min；待水性防伪溶剂色样冷却后，使用滴管在其上端滴加水滴，滴加完毕后使用海绵将色样表面的水滴抹去，观察在此期间水性防伪溶剂色样的颜色变化，若抹去水滴则水性防伪溶剂色样的颜色消失，则说明水性防伪溶剂达到预期的防伪效果。

以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，除了具体实施例中列举的情况外；凡依本发明之方法及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。