專利名稱：一種可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及香煙煙盒、卷煙紙、水松紙印刷技術(shù)領(lǐng)域，具體地是指一種一種可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法。
背景技術(shù)：
已知的可逆感溫變色材料，易受外界環(huán)境干擾，如六水合氯化鈷在潮濕空氣中失水緩慢導(dǎo)致變色失效，結(jié)晶紫內(nèi)酯在酸性條件下保持開環(huán)狀態(tài)無法可逆變色等等。合成的微膠囊染料則具有良好的耐水性、耐酸性、耐堿性、耐皂洗牢度、耐曬性能和耐疲勞性能。由于某些有機(jī)熱敏變色染料易與油墨中的其他染料或光油產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致失效，也限制了此類材料在煙用印刷中的應(yīng)用。此外，某些特定染料隱色體變色體系并不能找到合適的良溶劑，若需進(jìn)行油墨分散而研磨打粉，作為溫度調(diào)整劑的第三組分溶劑，由于研磨產(chǎn)生的熱而熔融，影響研磨效果，進(jìn)而無法實(shí)現(xiàn)常溫作業(yè)。微膠囊是一種具有聚合物壁殼的微型容器、包裝物。微膠囊能夠包封和保護(hù)其囊芯內(nèi)的物質(zhì)微粒(滴)。囊壁通常是由無縫的、堅(jiān)固的薄膜所構(gòu)成。對于微膠囊，則首先要把被包敷的物料分細(xì)，然后再以這些細(xì)料(滴)為核芯，使聚合物成膜材料在其上沉積、涂層，這個(gè)過程稱為“微膠囊化”。被包敷物與囊壁為分離的兩相，這是微膠囊的特征。微膠囊不但可以包封固體粉末，也可以包封液體材料。如若采用特殊的制備方法，甚至還可以包封氣體。此外，疏水材料和親水材料都可包封在微膠囊里。微膠囊的大小一般在5 200Mm范圍內(nèi)，雖然在某些實(shí)例中，該尺寸范圍可以擴(kuò)大到0.2 0.25_至幾毫米。當(dāng)微膠囊小于5Mm時(shí)，其布朗運(yùn)動(dòng)很劇烈，因而難于收集這樣的微膠囊。對所有的微膠囊而言，被包封的材料均為無縫的囊壁所包裹，且其結(jié)構(gòu)可清楚地與那些芯物質(zhì)分辨開來。囊壁的厚度一般在0.2Mm至幾微米范圍內(nèi)。無機(jī)類熱敏染料·，其變色機(jī)理主要有以下幾種:(I)發(fā)生相變；( 2 )配位體幾何形狀變化；( 3)不同分子結(jié)構(gòu)間的平衡變化；(4)溶劑化離子中溶劑分子數(shù)的變化(例如脫水)。有機(jī)熱敏染料變色有三種不同的途徑:(I)晶格結(jié)構(gòu)變化弓丨起變色；(2)發(fā)生立體異構(gòu)引起變色；(3)發(fā)生分子重排引起變色。液晶的顯色是利用不同晶相對光的反射、折射、吸收不同，而造成顏色的變化，屬物理過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法，它包括如下步驟:( I)選用無機(jī)可逆熱敏材料的變色顏料、有機(jī)可逆熱敏變色性的化合物、染料隱色體變色體系、膽留型液晶、聚硅烷類或聚噻吩類，采用固相法、液相法、磁控濺射法、化學(xué)氣相沉淀法或溶膠-凝膠法制備，得到感溫變色芯材；(2)將步驟(I)中得到的感溫變色芯材置于W/0分散乳液中進(jìn)行乳化分散，所述W/O分散乳液的乳化劑為HLB值3-6的乳化劑；(3)將步驟(2)中乳化后的感溫變色芯材同高分子預(yù)聚物殼材混合，進(jìn)行微囊化反應(yīng)，經(jīng)過冷卻、洗滌、干燥后制得感溫變色微膠囊；所述乳化后的感溫變色芯材占混合后的高分子預(yù)聚物殼材的質(zhì)量百分比為10-90% ；(4)將步驟(3)中得到的感溫變色微膠囊加入到稀釋液中攪拌成糊狀得到含有感溫變色微膠囊的混合液，再將含有感溫變色微膠囊的混合液加入印刷油墨中調(diào)配混合，在煙用包裝紙上印刷，晾干；所述加入的含有感溫變色微膠囊的混合液占調(diào)配混合后的印刷油墨的質(zhì)量百分比為10-85%;所述油墨為膠版印刷油墨、篩網(wǎng)印刷油墨、平板印刷油墨或凹版印刷油墨，所述稀釋劑為有機(jī)溶劑或水。作為優(yōu)選方案，所述感溫變色微膠囊粒子大小為5-1000 μ m，高分子預(yù)聚物殼材的厚度為0.2-10 μ m，所述感溫變色芯材在感溫變色微膠囊總質(zhì)量中所占的比例為20-95%，變色溫度為0-200°C。作為優(yōu)選方案，所述步驟(2)中的W/0分散乳液的乳化劑為SP-60。作為優(yōu)選方案，所述步 驟(I)中無機(jī)可逆熱敏材料的變色顏料為含有Ag、Cu、Hg的碘化物、絡(luò)合物、復(fù)鹽；或由銅鹽、鈷鹽、鎳鹽六次甲基四胺形成的化合物；或金屬氧化物Cr203在a-A1203/Ga/Ga-La/Y-Al中的固溶物；或釩酸鹽、鉻酸鹽、鎢酸鹽，其中金屬離子為第1、第II主族元素、IVB、VB、或VIB副族元素。作為優(yōu)選方案，所述步驟(I)中有機(jī)可逆熱敏變色性的化合物為螺環(huán)類、雙蒽酮類、呋喃酮類、吡啶類、吩噻嗪類或席夫堿類；所述染料隱色體變色體系的其中一組份為苯肽類和熒烷類的隱色染料，二組份為帶有酚羥基的化合物，三組份為醇類、酯類、酰胺類、醛類或醚類。作為優(yōu)選方案，所述步驟(3)中高分子預(yù)聚物殼材是選用脲醛樹脂、密胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇、明膠-阿拉伯樹膠復(fù)聚物或聚甲基丙烯酸甲酯，并添加硅酸鹽、鋁、玻璃和粘土來制備殼材。作為優(yōu)選方案，所述步驟(3)中制備感溫變色微膠囊的微囊化反應(yīng)方法為物理法、化學(xué)法或物理化學(xué)法；所述物理法為噴霧干燥法、噴霧冷凝法、空氣懸浮法、包合法、擠壓法、超臨界流體法、多孔離心或靜電結(jié)合法；所述化學(xué)法為界面聚合法、原位聚合法、復(fù)凝聚法或銳孔-凝固浴法；所述物理化學(xué)法為相分離法、干燥浴法、粉末床法、熔化分散冷凝法或囊芯交換法。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:它克服現(xiàn)有煙用感溫變色染料對使用條件的巨大局限性，實(shí)現(xiàn)了對涂料的顏色、形狀、重量、體積、溶解性、反應(yīng)性、耐久性、壓敏性、熱敏性以及光敏性等的任意調(diào)整。例如某些無機(jī)感溫變色材料不能在高溫潮濕的環(huán)境下有效變色，而大部分有機(jī)感溫變色材料對酸堿性極其敏感，且油墨中的游離羥基等活性基團(tuán)容易與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)直接導(dǎo)致變色失效。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了變色染料與普通染料的任意調(diào)配，避免相互反應(yīng)而產(chǎn)生不可逆的影響。此外，由于高分子材料的包裹，芯材與外界隔離，極大的增強(qiáng)了染料的安全性，為煙用印刷開拓了新的思路。而本發(fā)明中的微膠囊粒徑在5-1000 μ m，可直接與印刷油墨調(diào)和并高度分散，不受溫度限制。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。圖2是本發(fā)明的采用微膠囊包裹的可逆感溫變色涂料印刷的香煙結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、感溫變色微膠囊，2、煙用包裝紙。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例一:如圖1所示，本發(fā)明可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法的步驟如下:( I)選用無機(jī)可逆熱敏材料的變色顏料、有機(jī)可逆熱敏變色性的化合物、染料隱色體變色體系、膽留型液晶、聚硅烷類或聚噻吩類，采用固相法、液相法、磁控濺射法、化學(xué)氣相沉淀法或溶膠-凝膠法制備，得到感溫變色芯材；其中，無機(jī)可逆熱敏材料的變色顏料為含有Ag、Cu、Hg的碘化物、絡(luò)合物、復(fù)鹽；或由銅鹽、鈷鹽、鎳鹽六次甲基四胺形成的化合物；或金屬氧化物Cr203在a -A1203/Ga/Ga-La/Y-Al中的固溶物；或釩酸鹽、鉻酸鹽、鎢酸鹽，其中金屬離子為第1、第II主族元素、IVB, VB、或VIB副族元素； 有機(jī)可逆熱敏變色性的化合物為螺環(huán)類、雙蒽酮類、呋喃酮類、吡啶類、吩噻嗪類或席夫堿類；染料隱色體變色體系的其中一組份為苯肽類和熒烷類的隱色染料，二組份為帶有酚羥基的化合物，三組份為醇類、酯類、酰胺類、醛類或醚類；(2)將步驟(I)中得到的感溫變色芯材置于W/0分散乳液中進(jìn)行乳化分散，W/0分散乳液的乳化劑為HLB值3-6的乳化劑，優(yōu)選的乳化劑為SP-60 ；(3)將步驟(2)中乳化后的感溫變色芯材同高分子預(yù)聚物殼材混合，進(jìn)行微囊化反應(yīng)，經(jīng)過冷卻、洗滌、干燥后制得感溫變色微膠囊；乳化后的感溫變色芯材占混合后的高分子預(yù)聚物殼材的質(zhì)量百分比為10% ；其中，高分子預(yù)聚物殼材是選用脲醛樹脂、密胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇、明膠-阿拉伯樹膠復(fù)聚物或聚甲基丙烯酸甲酯，并添加硅酸鹽、鋁、玻璃和粘土來制備殼材。其中，制備感溫變色微膠囊的微囊化反應(yīng)方法為物理法、化學(xué)法或物理化學(xué)法；物理法為噴霧干燥法、噴霧冷凝法、空氣懸浮法、包合法、擠壓法、超臨界流體法、多孔離心或靜電結(jié)合法；化學(xué)法為界面聚合法、原位聚合法、復(fù)凝聚法或銳孔-凝固浴法；物理化學(xué)法為相分離法、干燥浴法、粉末床法、熔化分散冷凝法或囊芯交換法。(4)將步驟(3)中得到的感溫變色微膠囊加入到稀釋液中攪拌成糊狀得到含有感溫變色微膠囊的混合液，再將含有感溫變色微膠囊的混合液加入印刷油墨中調(diào)配混合，在煙用包裝紙上印刷，晾干；加入的含有感溫變色微膠囊的混合液占調(diào)配混合后的印刷油墨的質(zhì)量百分比為10%;油墨為膠版印刷油墨、篩網(wǎng)印刷油墨、平板印刷油墨或凹版印刷油墨，稀釋劑為有機(jī)溶劑或水，加入普通熒光顏料、色種，可任意調(diào)配成所需的變色區(qū)間。
上述感溫變色微膠囊粒子大小為5-ΙΟΟΟμπι，高分子預(yù)聚物殼材的厚度為
0.2-10 μ m,感溫變色芯材在感溫變色微膠囊總質(zhì)量中所占的比例為50%，變色溫度為0-200。。。實(shí)施例二:如圖1所示重復(fù)實(shí)施例一的方法，將感溫變色芯材，按上述步驟I所述之方法合成，然后進(jìn)行乳液分散，隨后以90%的比例同高分子預(yù)聚物殼材混合，進(jìn)行微囊化反應(yīng)，經(jīng)過冷卻、洗滌、干燥后得到感溫變色微膠囊；同印刷油墨按85%比例混合，采用上述步驟4所述之方法，在煙用包裝紙上印刷，晾干。其中感溫變色芯材在感溫變色微膠囊總質(zhì)量中所占的比例為20%。實(shí)施例三:如圖1所示重復(fù)實(shí)施例一的方法，將感溫變色芯材，按上述步驟I所述之方法合成，然后進(jìn)行乳液分散，隨后以70%的比例同高分子預(yù)聚物殼材混合，進(jìn)行微囊化反應(yīng)，經(jīng)過冷卻、洗滌、干燥后得到感溫變色微膠囊；同印刷油墨按50%比例混合，采用上述步驟4所述之方法，在煙用包裝紙上印刷，晾干。其中感溫變色芯材在感溫變色微膠囊總質(zhì)量中所占的比例為95%。 如圖2所示，采用微膠囊包裹的可逆感溫變色涂料印刷的香煙結(jié)構(gòu)示意圖。在煙用包裝紙表面涂布有微囊化的感溫變色染料，可抵擋外界溫濕度、酸堿度等影響，不受油墨、其他色種化學(xué)性質(zhì)的限制，同時(shí)將變色材料與外界隔絕，保證了產(chǎn)品的安全性。本發(fā)明的工作原理如下:本發(fā)明的方法針對可逆感溫變色材料在煙用包裝紙上的應(yīng)用，是由一層高分子聚合物微膠囊外殼包裹一種或一組可逆感溫變色材料得到感溫變色微膠囊，當(dāng)抽煙或由于環(huán)境溫度改變(例如體溫或氣溫)到特定溫度，煙支、煙盒印刷制品圖案、文字產(chǎn)生色變，冷卻到特定溫度一下又復(fù)原，形成可逆變色。本發(fā)明采用高分子材料包裹技術(shù)，將變色芯材與外界條件隔離，達(dá)到任意調(diào)整涂料的顏色、形狀、重量、體積、溶解性、反應(yīng)性、耐久性、壓敏性、熱敏性以及光敏性等。當(dāng)抽煙或外界環(huán)境達(dá)到一定溫度時(shí)，印刷圖案或文字產(chǎn)生變色(包含從無色到有色，從有色到無色，以及從一種顏色到另一種顏色)，并且極大的增強(qiáng)了染料的安全性。
權(quán)利要求
1.一種可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法，它包括如下步驟: (1)選用無機(jī)可逆熱敏材料的變色顏料、有機(jī)可逆熱敏變色性的化合物、染料隱色體變色體系、膽留型液晶、聚硅烷類或聚噻吩類，采用固相法、液相法、磁控濺射法、化學(xué)氣相沉淀法或溶膠-凝膠法制備，得到感溫變色芯材； (2)將步驟(I沖得到的感溫變色芯材置于W/0分散乳液中進(jìn)行乳化分散，所述W/0分散乳液的乳化劑為HLB值3-6的乳化劑； (3)將步驟(2)中乳化后的感溫變色芯材同高分子預(yù)聚物殼材混合，進(jìn)行微囊化反應(yīng)，經(jīng)過冷卻、洗滌、干燥后制得感溫變色微膠囊；所述乳化后的感溫變色芯材占混合后的高分子預(yù)聚物殼材的質(zhì)量百分比為10-90%; (4)將步驟(3)中得到的感溫變色微膠囊加入到稀釋液中攪拌成糊狀得到含有感溫變色微膠囊的混合液，再將含有感溫變色微膠囊的混合液加入印刷油墨中調(diào)配混合，在煙用包裝紙上印刷，晾干；所述加入的含有感溫變色微膠囊的混合液占調(diào)配混合后的印刷油墨的質(zhì)量百分比為10-85%;所述油墨為膠版印刷油墨、篩網(wǎng)印刷油墨、平板印刷油墨或凹版印刷油墨，所述稀釋劑為有機(jī)溶劑或水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法，其特征在于:所述感溫變色微膠囊粒子大小為5-1000 μ m,高分子預(yù)聚物殼材的厚度為0.2-10 μ m，所述感溫變色芯材在感溫變色微膠囊總質(zhì)量中所占的比例為20-95%，變色溫度為0-200°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的W/0分散乳液的乳化劑為SP-60。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法，其特征在于:所述步驟(O中無機(jī)可逆熱敏材料的變色顏料為含有Ag、Cu、Hg的碘化物、絡(luò)合物、復(fù)鹽；或由銅鹽、鈷鹽、鎳鹽六次甲基四胺形成的化合物；或金屬氧化物Cr203在a -A1203/Ga/Ga-La/Y_A1中的固溶物；或釩酸鹽、鉻酸鹽、鎢酸鹽，其中金屬離子為第1、第II主族元素、IVB、VB、或VIB副族元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中有機(jī)可逆熱敏變色性的化合物為螺環(huán)類、雙蒽酮類、呋喃酮類、吡啶類、吩噻嗪類或席夫堿類；所述染料隱色體變色體系的其中一組份為苯肽類和熒烷類的隱色染料，二組份為帶有酚羥基的化合物，三組份為醇類、酯類、酰胺類、醛類或醚類。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中高分子預(yù)聚物殼材是選用脲醛樹脂、密胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇、明膠-阿拉伯樹膠復(fù)聚物或聚甲基丙烯酸甲酯，并添加硅酸鹽、鋁、玻璃和粘土來制備殼材。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中制備感溫變色微膠囊的微囊化反應(yīng)方法為物理法、化學(xué)法或物理化學(xué)法；所述物理法為噴霧干燥法、噴霧冷凝法、空氣懸浮法、包合法、擠壓法、超臨界流體法、多孔離心或靜電結(jié)合法；所述化學(xué)法為界面聚合法、原位聚合法、復(fù)凝聚法或銳孔-凝固浴法；所述物理化學(xué)法為相分離法、 干燥浴法、粉末床法、熔化分散冷凝法或囊芯交換法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可逆感溫的煙用包裝紙的制備方法，它包括如下步驟(1)選用可逆熱敏材料的變色顏料制備感溫變色芯材；(2)感溫變色芯材置于W/O分散乳液中進(jìn)行乳化分散；(3)將乳化后的感溫變色芯材同高分子預(yù)聚物殼材混合，進(jìn)行微囊化反應(yīng)，制得感溫變色微膠囊；(4)將得到的感溫變色微膠囊加入稀釋后加入印刷油墨中調(diào)配混合，在煙用包裝紙上印刷，晾干。本發(fā)明采用高分子包裹技術(shù)，將變色芯材通過高分子殼材與外界條件隔離，達(dá)到任意調(diào)整涂料的顏色、形狀、重量、體積、溶解性、反應(yīng)性、耐久性、壓敏性、熱敏性以及光敏性等，并且極大的增強(qiáng)了染料的安全性。
文檔編號D21H27/10GK103233397SQ20131013530
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者劉祥浩, 程占剛, 葉明樵, 陳義坤 申請人:湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司