阅读说明：本技术 一种醇溶硝化棉光变油墨及其制备工艺 (Alcohol-soluble nitrocellulose light-variable ink and preparation process thereof ) 是由 周贤永 朱丽纯 丁立刚 张敬 于 2019-12-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种醇溶硝化棉光变油墨,其特征在于：采用乙醇为主溶剂,其它组分及含量为：醇溶性硝化棉16.0-20.0%,醇溶松香4.0-8.0%,乙酰柠檬酸三丁酯0.0-5.0%,光变颜料8.5-9.5%,乙醇45.0-62.0%,乙酸乙酯8.0-12.0%,二丙二醇甲醚2.0-5.0%,醇溶色墨0-0.5%,本发明采用树脂溶解、光变颜料分散、调色及检验工艺方法制备醇溶性光变油墨,旨在制备节能减排、降低成本,满足现有市场对光变油墨的需求的同时,满足环保条件VOC排放指标的需求,具有更高的经济效益和社会效益。(The invention discloses alcohol soluble nitrocellulose light-variable ink which is characterized by comprising the following components in parts by weight: ethanol is used as a main solvent, and other components and contents are as follows: 16.0-20.0% of alcohol-soluble nitrocotton, 4.0-8.0% of alcohol-soluble rosin, 0.0-5.0% of acetyl tributyl citrate, 8.5-9.5% of optically variable pigment, 45.0-62.0% of ethanol, 8.0-12.0% of ethyl acetate, 2.0-5.0% of dipropylene glycol methyl ether and 0-0.5% of alcohol-soluble ink.)

一种醇溶硝化棉光变油墨及其制备工艺

技术领域

本发明设计油墨领域，尤其涉及一种醇溶硝化棉光变油墨及其制备工艺。

背景技术

光变油墨，是利用光的干涉原理，不同方向入射角度的自然光，经其表面墨层反射会产生不同干涉波长的符合光，使观察者在不同的角度产生不同颜色的视觉感受，此效果不能被复印机复印，因此作为防伪材料应用于纸钞、有价证券、票证及高档烟酒包装上，并且光变油墨对生产技术、设备要求非常高，因此成本高于其他普通油墨。江苏泰格油墨有限公司，生产烟用包装材料用的光变油墨，主要用于与沿包装盒片、盒皮上，如硬盒香烟盒的小盒、香烟的条盒包装、软盒包装香烟的小盒，目前使用的均为酯溶型光变油墨，其VOC主要为油墨中的乙酸乙酯、乙酸正丙酯及稀释溶剂乙酸正丙酯，在油墨中含量50-70％，稀释比例按原墨：稀释剂＝2:1，因此，正常生产该品种产品时乙酸正丙酯及乙酸乙酯释放量很大，每天分别约400kg、80kg，不但车间刺激性气味很大，而且严重污染环境，并且随着全球对环保、低碳要求越来越高，而且随着VOC排放收费，光变油墨的生产制备增加了成本，因此一种能够降低VOC排放、节能减排的环保型光变油墨技术问题，亟待解决。

发明内容

针对上述问题，本发明就保持现有酯溶型光变油墨印刷效果的前提下，提出一种以乙醇为主的醇类溶剂光变油墨，降低VOC排放量的同时降低费用成本，符合环保要求的同时，具有更好的经济效益和社会效益，具体方案如下：

一种醇溶硝化棉光变油墨，其特征在于：采用乙醇为主溶剂，其它组分及含量为：醇溶性硝化棉16.0-20.0％，醇溶松香4.0-8.0％，乙酰柠檬酸三丁酯0.0-5.0％，光变颜料8.5-9.5％，乙醇45.0-62.0％，乙酸乙酯8.0-12.0％，二丙二醇甲醚2.0-5.0％，醇溶色墨0-0.5％。

一种醇溶硝化棉光变油墨的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：

(1)树脂溶解：准确计量乙醇、乙酸乙酯、二丙二醇甲醚、乙酰柠檬酸三丁酯，并添加至分散釜中，并以转速600rpm搅拌分散5min，接着将其它原料继续添加至分散釜中，添加完毕以转速900rpm条件下密闭分散40min，至完全溶解，最后经滤袋过滤；

(2)光变颜料分散：将上述步骤(1)中完全溶解的树脂液，投入至料缸内，并于300rpm条件下搅拌进行分散，并同步加入光变颜料，添加完成后继续在300rpm条件下分散120min；

(3)调色及检验：按照工艺要求加入醇溶色墨，调整颜色、粘度，经检验合格后进行过滤包装并入库。

进一步的，所述树脂溶解步骤中其它原料添加顺序按照醇溶性硝化棉、醇溶松香先后顺序添加。

进一步的，所述树脂溶解步骤中过滤采用200目滤袋过滤。

进一步的，所述树脂溶解和光变颜料分散步骤中采用翘分散盘盘径为400-500mm，线速度为15m/s。

进一步的，述所调色及检验步骤中过滤采用100目滤袋过滤。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

相较于现有的酯溶性油墨，其存在大量挥发性的有机物溶剂，容易产生刺激性气味，同时污染环境，本发明公开的醇溶性光变油墨，大大降低油墨中VOC排放，其采用乙醇为主溶剂的光变油墨，提高产品品质、显著降低光变油墨中VOC的排放，符合现有环保产品的要求，保护环境，降低生产成本，大大提高经济效益和社会效益，值得推广。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创作性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护的范围。

一种醇溶硝化棉光变油墨，其特征在于：采用乙醇为主溶剂，其它组分及含量为：醇溶性硝化棉16.0-20.0％，醇溶松香4.0-8.0％，乙酰柠檬酸三丁酯0.0-5.0％，光变颜料8.5-9.5％，乙醇45.0-62.0％，乙酸乙酯8.0-12.0％，二丙二醇甲醚2.0-5.0％，醇溶色墨0-0.5％。

为了制备该光变油墨，采用如下制备工艺：

(1)树脂溶解：准确计量乙醇、乙酸乙酯、二丙二醇甲醚、乙酰柠檬酸三丁酯，并添加至分散釜中，并以转速600rpm搅拌分散5min，接着按照醇溶性硝化棉、醇溶松香先后顺序添加，添加完毕以转速900rpm条件下密闭分散40min，至完全溶解，最后采用200目滤袋进行过滤；

(2)光变颜料分散：将上述步骤(1)中完全溶解的树脂液，投入至料缸内，并于300rpm条件下搅拌进行分散，并同步加入光变颜料，添加完成后继续在300rpm条件下分散120min；

(3)调色及检验：按照工艺要求加入醇溶色墨，调整颜色、粘度，经检验合格后采用100目滤袋进行过滤，过滤后将成品包装并入库。

经过上述工艺步骤制备获取的光变油墨，其性能指标如表1所示：

表1光变油墨产品技术指标

本发明采用的是以乙醇为主的醇类溶剂，作为油墨的主溶剂，具有对人体伤害低、符合环保需求，大大减少石油资源的消耗，同时摒弃酯溶型光变油墨，大大降低挥发性有机物以及VOC的排放，生产过程中不会因为刺激性气味对车间等工作环境造成污染，影响工作人员的身体健康，具有节能环保的优势；

本发明采用的醇溶性硝化棉，即L型硝化棉，含氮量低，可用乙醇进行溶解稀释。本公司江苏泰格油墨有限公司生产的光变油墨，主要印刷在烟包的次外层，因此不仅要满足印刷效果，同时需要在卷烟机快速运行速度的条件下具高耐热性，满足180℃、0.5s无脱落、调色、变色的条件，因此本发明采用L型硝化棉，即醇溶性硝化棉，取代现有酯溶性硝化棉，即H型硝化棉进行光变油墨的制备，通过两者比较，H型硝化棉和L型硝化棉性能差异如下表2所示：

种类	含氮量(％)	成膜特性	溶剂释放性	真溶剂	稀释溶剂
						H型	11.5-12.2	脆	高	酯类、酮类	醇、芳烃
L型	10.7-11.4	塑性	低	少量酯类	醇

表2 H型、L型硝化棉性能差异

通过表2可知：H型硝化棉和L型硝化棉粘度近似，其中5、1、1/2、1/4、1/8、1/16两者都有，但H型硝化棉范围广一些，H型硝化棉还有低到1/32，高的可达1500s；L型硝化棉是“塑性”，其软化点在220-240℃，着火点在240℃，比H型硝化棉的180℃高，因此具有更高的安全性。

为了进一步检测两者性能的差异，溶解25％上述两种硝化棉纯固体，并在硝化棉粉中添加30％的乙醇或异丙醇做润湿剂，湿粉就是36％进行检测，H型硝化棉，稳定溶解的最低限溶剂配比是乙醇：乙酸乙酯＝54：10，1:1稀释必须用乙酸乙酯；L型硝化棉，稳定溶解的最低限溶剂配比是乙醇：乙酸乙酯＝59：5，1:1稀释可用单一乙醇，若溶解溶剂的比例改为56:8，使用效果可长时间保持稳定，同时两种型硝化棉溶剂排放情况，如表3所示，表3中采用硝化棉粉36％，吸湿比例1∶1：

表3 H型、L型硝化棉溶剂排放情况

由表3可知，使用同等数量的光变油墨及稀释剂，释放的总溶剂量相等，均为175份，在H型中，乙酸乙酯136份，乙醇39份，在L型中，乙酸乙酯8份，乙醇167份，乙酸乙酯排放量减少94％，也就是为企业节约VOC排放收费94％，还能大大降低车间气味，维护员工的健康。

本发明的主体树脂为L型硝化棉，辅助树脂为马来酸改性的醇溶松香，主溶剂为乙醇，真溶剂为乙酸乙酯，乙酸乙酯挥发速率是乙醇的3倍，因此，在印刷时，容易因为乙酸乙酯的快速挥发而导致单一酒精对树脂溶解力的不足，形成糊版。为解决这个问题，并保证VOC残留符合要求，经过遴选，选择沸点在200℃的二丙二醇甲醚(DPM)作为助溶剂，DPM属于环保的醇醚类溶剂，广泛用于水性油墨，与丙二醇甲醚(PM)相比，其沸点更高，气味更小，对硝化棉的溶解力更强，经测试，DPM添加量2-5个百分点，可显著提升印刷稳定性，超过5％，干燥速度不能够满足要求，低于2％，仍然有糊版现象，另外，在高湿度的夏季，DPM还可以起到防白水的作用，因为其与醇、酯、水均可以混溶，可以吸收部分水分而依然保持对树脂的溶解力。

本发明为了确保光变油墨中光变颜料在经过制备工艺后，保证其金属氧化层不因剪切力太大、转速过快等工艺条件而遭到破坏，降低其摩擦系数，确保产品印刷效果，避免出现白点或沙粒感，采用大盘经的翘分散盘进行油墨的分散。由于传统翘分散盘盘径在180-320mm，转速最高为1400rpm，线速度为30m/s，剪切力强，适合低粘度高转速，存在树脂分散以及光变颜料分散不均匀的现象，破坏颜料的外包覆层，因此为了改善上述问题，适应光变油墨的粘附，实现树脂以及光变颜料充分分散，本发明采用翘分散盘盘径为400-500mm，线速度为15m/s进行对树脂以及调色工艺过程中的分散，并且不会破坏颜料的外包覆层，大大提高光变油墨产品的品质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。