專利名稱：水性凹版印刷白色油墨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于在金屬化基材上印刷的白色油墨。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，煙草產(chǎn)品如香煙包裝的生產(chǎn)對(duì)印刷機(jī)的要求越來(lái)越高。一方面，大面積的 套印必須具備高印刷質(zhì)量。另一方面，出于對(duì)環(huán)境的考慮，印刷油墨應(yīng)該是水性的而不是基 于溶劑的。煙草包裝印刷中普遍采用的工序如下在適當(dāng)?shù)幕纳?，第一步印刷白色油墨層?接著印刷彩色層(黃、紅、藍(lán)、黑)。整個(gè)印刷品再方便地印一層上光油。為了提高白墨在基 材上的附著力，可以在施用白墨之前，先在基材表面上施用底涂層。普遍用于生產(chǎn)煙草產(chǎn)品包裝的印刷方法是凹版印刷方法，其中通過(guò)雕刻滾筒將油 墨轉(zhuǎn)移到基材上。該印刷方法對(duì)于印刷油墨有特定的要求。所述要求(例如適當(dāng)?shù)恼扯? 是技術(shù)人員已知的。如果是用金屬化的基材(例如煙草級(jí)卡紙)，就會(huì)出現(xiàn)第一層(白色油墨)的附 著力的具體問(wèn)題。通常是通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的步驟，如以PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)膜作為 載體，通過(guò)真空沉積的方法，將金屬層轉(zhuǎn)移到基材表面上之后移去載體，從而實(shí)現(xiàn)基材的金 屬化。為了移去載體可以在載體與金屬層之間使用一層防粘底涂層。結(jié)果，基材(例如卡 紙)的表面上有金屬層，并且金屬層的上面有所述的防粘底涂層。因此，必須直接在所述的 防粘底涂層上進(jìn)行印刷。這種防粘底涂層不適于隨后的印刷過(guò)程。因?yàn)槌Ｒ?guī)的防粘底涂層(例如，基于硝 化纖維素/醋酸丁酸纖維素)是具有極低表面張力的非粘性表面，所以在此上面印刷白色 油墨難于獲得足夠的附著力。并且由于水在防粘底涂層上面的潤(rùn)濕性相對(duì)較差，這使得水 性油墨的應(yīng)用尤其成問(wèn)題。因?yàn)榘咨湍珜邮鞘┯玫交纳系牡谝粚樱仨毦哂凶銐虻倪m合于隨后施用的 彩色油墨層的套印能力以及快干速度，從而使整個(gè)印刷過(guò)程可以盡可能快地進(jìn)行。最后，在煙草包裝領(lǐng)域中應(yīng)用的水性油墨不能包含任何可能引發(fā)毒性問(wèn)題的組 分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是出于環(huán)境的原因提供一種水性白色油墨，它可以在凹版印刷 過(guò)程中進(jìn)行印刷，并且表現(xiàn)出令人滿意的性質(zhì)，例如在如防粘底涂層的不適宜表面上的充 足附著力、多層結(jié)構(gòu)中的低開(kāi)裂性、顏色再潤(rùn)濕性以及防潮性能。根據(jù)本發(fā)明，上述問(wèn)題通過(guò)一種白色油墨很好地得以解決，該白色油墨包含白色顏料；包含至少一種非丙烯酸、水可稀釋的且與醇相容的聚合物的連接料體系；水；
4
添加劑和任選的助溶劑。本發(fā)明已經(jīng)出人意料地發(fā)現(xiàn)，如果使用特定的連接料體系可以獲得具有在不適宜 的表面，如防粘底涂層上(例如，基于硝化纖維素/醋酸丁酸纖維素)令人滿意的附著力的 水性白色油墨。為了滿足在煙草包裝印刷應(yīng)用中對(duì)白色油墨的上述要求，本發(fā)明認(rèn)真地設(shè) 計(jì)了所述的連接料體系。根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)包含至少一種非丙烯酸水可稀釋的且與醇 相容的聚合物的連接料體系實(shí)現(xiàn)了性能的平衡，這種平衡使得生產(chǎn)用于煙草包裝的水性白 色油墨成為可能。普通的白色油墨通常是以丙烯酸樹(shù)脂作為單一的連接料組分。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種連接 料體系不能配制成適用于煙草包裝中金屬化板材上的水性白色油墨。根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語(yǔ)“水可稀釋的”是指聚合物可以與至少一定量的水，優(yōu)選地以使 用了該聚合物的全墨的重量計(jì)約5-25重量％的水混合，而不形成兩相體系。根據(jù)本發(fā)明，與醇相容是指聚合物可以與常見(jiàn)的小分子醇，如乙醇一起使用，而沒(méi) 有任何不利影響。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，白色油墨的連接料體系包含不同的水可稀釋的且與 醇相容的聚合物的混合物。所述混合物中使用的聚合物之一可以是丙烯酸樹(shù)脂，優(yōu)選為丙 烯酸樹(shù)脂的混合物。優(yōu)選地，所述丙烯酸樹(shù)脂是陰離子樹(shù)脂。根據(jù)特別優(yōu)選的實(shí)施方案，所述丙烯酸樹(shù) 脂的混合物由硬丙烯酸樹(shù)脂和軟丙烯酸樹(shù)脂組成。還根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，丙烯酸 樹(shù)脂應(yīng)具有超過(guò)200，000道爾頓的分子量。根據(jù)本發(fā)明，硬樹(shù)脂能提高涂層的硬度(以及一些其它機(jī)械性質(zhì))(R^mpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Thieme 1998，ρ· 278)。一個(gè)例子是從巴斯夫公司(BASF) 商購(gòu)的苯乙烯_丙烯酸酯分散體Joncryl 90 。根據(jù)本發(fā)明，軟樹(shù)脂是在室溫下呈液態(tài)并且作為增塑劑在涂層組合物中起作用的 樹(shù)月旨(RomppLexikon Lacke und Druckfarben,Thieme 1998，ρ·278)。一個(gè)例子從巴斯 夫公司(BASF)商購(gòu)的丙烯酸酯分散體Joncryl 8052 。根據(jù)本發(fā)明，特別優(yōu)選使用所述硬丙烯酸樹(shù)脂和軟丙烯酸酯樹(shù)脂的混合物，組成 比例為2 1至1 2，優(yōu)選為1.5 1至1 1.5，特優(yōu)選為1 1。根據(jù)本發(fā)明，還可以添加其它聚合物。這些添加的樹(shù)脂的例子是聚酰胺樹(shù)脂、苯乙 烯_丙烯酸樹(shù)脂、馬來(lái)酸/富馬酸樹(shù)脂、蟲膠、乙烯樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂。根據(jù)本發(fā)明，合適的聚酰胺樹(shù)脂例如CASAMID SP 1914、CASMID SP2705 (均來(lái)自 Thomas Swann)或者來(lái)自 Huntsman 的 Eurelon 980 。根據(jù)本發(fā)明，合適的苯乙烯-丙烯酸樹(shù)脂例如NE0CRYL Al 125、NEOCRYL A1127、 JONCRYL FLX5000、J0NCRYL 678、J0NCRYL 690、J0NCRYL 624、JONCRYL LMV7025、J0NCRYL LMV 7085、J0NCRYLHPD96、JONCRYL HPD 696、JONCRYL HPD296、INDUPRINT SR 60、HYDR0REZ AD655、NEOCRYL B817、NEOCRYL B818、MORCYL 430+、MORCYL 133、MORCYL 460+、JONCRYL 682、JONCRYL ECO 684、JONCRYL DFC 3025、JONCRYL 74、JONCRYL 77、JONCRYL 90、JONCRYL 8050、JONCRYL 8052、CARB0SET GA 2300, Neocryl B819, Neocryl ff-1200,Lucidene 610、 Lucidene 605、Eco 36、Primal 11955SF、Joncryl HPE 2157、Joncryl ECO 2117、BT107、 JONCRYL 661 或者 CRAYMUL 8312。
根據(jù)本發(fā)明，合適的馬來(lái)酸/富馬酸樹(shù)脂，例如ERKAMAR 3070、ERKAMAR 3120、 ERKAMAR 3130、ERKAMAR 3140、ERKAMAR 3230、ERKAMAR 3260、ERKAMAR 3265、ERKAMAR 3270,ERKAMAR 3280,ERKAMAR 3285,ERKAMAR 3300,ERKAMAR 3360,ERKAMAR 4150,ERKAMAR 4160,ERKAMAR 4170,ERKAMAR 4175,ERKAMAR VP297UERKAMAR VP 2975,ERKAMAR VP 3087、 ERKAMAR VP 3892、RESIESTER FllO 或者 RESIESTER C。根據(jù)本發(fā)明，合適的蟲膠樹(shù)脂例如SSB63HYDRAM SW25 %, SSBLUNA GR，GUM LAQ SUPER BLOND DEffAXED 290 或者 SSB63HEN。根據(jù)本發(fā)明，合適的乙烯樹(shù)脂例如MOWILITH DM130、M0WILITHDM13U MOffILITH DM130 或者 MOWILITH DM131。根據(jù)本發(fā)明，聚氨酯樹(shù)脂應(yīng)是水性聚氨酯樹(shù)脂。合適的聚氨酯樹(shù)脂的例子是來(lái)自 Cytec 的 Daotan VTM 6421/42 W , NEOREZ R650、NE0REZR967、DAOTAN WVT6421、WATERS0L PU3110.VERSAMID PUR9033、HYBRIDUR 870、NEOPAC E106 或者 INCOREZ W835/494。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的連接料體系包括比例為1 0.1-0.75 0.1-1，優(yōu)選為 1 0. 1-0. 25 0. 1-0. 4的至少三種上述聚合物。最優(yōu)選地，丙烯酸樹(shù)脂，優(yōu)選的丙烯酸 樹(shù)脂的混合物是主要的聚合物，并且所述連接料體系中的其它聚合物選自上述的聚酰胺樹(shù) 脂、苯乙烯_丙烯酸樹(shù)脂、馬來(lái)酸/富馬酸樹(shù)脂、蟲膠、乙烯樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂。根據(jù)本發(fā)明 非常優(yōu)選的實(shí)施方案，上述連接料體系包含以下組分由硬丙烯酸樹(shù)脂和軟丙烯酸樹(shù)脂組成的丙烯酸樹(shù)脂的混合物；選自聚酰胺樹(shù)脂、苯乙烯_丙烯酸樹(shù)脂、馬來(lái)酸/富馬酸樹(shù)脂、蟲膠和乙烯樹(shù)脂的 第二組分；和作為第三組分的聚氨酯樹(shù)脂。以油墨的總重量計(jì)，本發(fā)明的白色油墨的所述連接料體系的優(yōu)選含量為20至60
重量％，更優(yōu)選為30至50重量％。本發(fā)明的白色油墨是水性的。優(yōu)選地，以油墨的總重量計(jì)，它包含5至20重量％， 優(yōu)選為10至15重量％的水。除了水，白色油墨還可以包含助溶劑，如小分子醇，例如乙醇、正丙醇、異丙醇或甲 氧基丙醇。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，以油墨的總重量計(jì)，白色油墨包含0至20重量％，優(yōu)選為 5至15重量％的助溶劑。白色油墨還包含白色顏料。根據(jù)本發(fā)明，可以使用任何常規(guī)使用的白色顏料。合 適的白顏料的例子是二氧化鈦(TiO2)。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，以油墨的總重量計(jì)，白色油墨 包含10至40重量％，優(yōu)選為20至30重量％的白色顏料。本發(fā)明的白色油墨還可以包含常規(guī)的添加劑，如蠟、消泡劑、潤(rùn)濕劑等。已經(jīng)發(fā)現(xiàn) 添加蠟，如聚乙烯蠟是特別有利的，以油墨的總重量計(jì)，蠟的用量為0. 5至5重量％。根據(jù)優(yōu) 選的實(shí)施方案，以油墨的總重量計(jì)，白色油墨包含0. 5至10重量％，優(yōu)選為0. 5至7重量％ 的添加劑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果在施用白色油墨之前，在所述不適宜的表面上施用特定的底涂層， 可以進(jìn)一步改善本發(fā)明的白色油墨對(duì)上述不適宜的表面的附著力。本發(fā)明所述的特定底涂成分的特征在于一種自交聯(lián)丙烯酸連接料作為主要成分。 優(yōu)選地，所述連接料是與低級(jí)醇，如乙醇相容的陰離子自交聯(lián)丙烯酸聚合物。合適的丙烯酸
6聚合物的例子是來(lái)自DSM的商品NeocrylA-1127 。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，以底涂成分的總 重量計(jì)，底涂成分包含20至60重量％，優(yōu)選為30至50重量％的所述自交聯(lián)丙烯酸連接料。本發(fā)明的底涂成分也是水性的，并且因此以底涂成分的總重量計(jì)，包含10至30重 量%，優(yōu)選為20至30重量％的水。本發(fā)明的底涂成分還包含助溶劑，優(yōu)選為小分子醇，例如乙醇、正丙醇或異丙醇。 根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，以底涂成分的總重量計(jì)，底涂成分包含5至30重量％，優(yōu)選為10至 30重量％的所述助溶劑。本發(fā)明的底涂成分還可以包含在這種組合物中常用的添加劑。例如，本發(fā)明的底 涂成分可以包含蠟或消泡劑。本發(fā)明也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)添加蠟，如聚乙烯蠟是特別有利的，以底涂 成分的總重重量計(jì)，蠟的用量為3至12重量％。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，以底涂成分的總重 量計(jì)，底涂成分包含3至15重量％，優(yōu)選為5至10重量％的添加劑。因此，本發(fā)明還涉及用于施用白色涂層的墨盒，所述墨盒包括上述白色油墨和上 述底涂成分。如上文已經(jīng)提到的，本發(fā)明的白色油墨是通過(guò)凹版印刷方法印刷的。所述印刷方 法是技術(shù)人員熟知的，此處無(wú)需詳細(xì)解釋。因此，本發(fā)明還涉及將白色涂層施用到基材上的方法，該方法包括將上述的白色 油墨印刷到所述基材的表面上的步驟。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，不直接將所述白色油墨層印刷到不適宜表面上，而首先施 用底涂層，將所述油墨層印刷到該底涂層上，這樣是有利的。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施 方案，上述方法包括這樣的額外步驟，通過(guò)將上述底涂成分施用到所述基材的表面上從而 將底涂層施用到所述基材的表面上，其中所述白色油墨隨后施用到所述底涂層上。本發(fā)明的白色油墨和墨盒可以用于在任何適宜的表面上應(yīng)用。然而，主要的應(yīng)用 是在煙草產(chǎn)品的包裝上形成白色涂層。如上文所概述的，這種包裝可能具有低表面張力的 防粘底涂層的不適宜表面。常規(guī)的白色油墨在這種表面上印刷可能不具有令人滿意的結(jié) 果，而采用本發(fā)明的白色油墨和墨盒卻使之成為可能?，F(xiàn)在參考非限制性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的解釋。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 第一種白餼油墨的制備采用以下組分制備白色油墨
組分含量(重量％)TiO2 白色顏料(SACHTLEBEN RDI S)26. 6%硬丙烯酸樹(shù)脂(JONCRYL90)15. 0%軟丙烯酸樹(shù)脂(J0NCRYL 8052)15. 2%馬來(lái)酸樹(shù)脂(ERKAMAR 3270)3. 85%
權(quán)利要求
一種白色油墨，其包含白色顏料；包含至少一種非丙烯酸水可稀釋的且與醇相容的聚合物的連接料體系；水；添加劑和任選的助溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白色油墨，其特征在于所述白色油墨包含不同的水可稀釋的 且與醇相容的聚合物的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白色油墨，其特征在于所述混合物中使用的聚合物之一是丙 烯酸樹(shù)脂，優(yōu)選為丙烯酸樹(shù)脂的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的白色油墨，其特征在于所述連接料體系還包含選自聚酰 胺樹(shù)脂、苯乙烯_丙烯酸樹(shù)脂、馬來(lái)酸/富馬酸樹(shù)脂、蟲膠、乙烯樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂的聚合 物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的白色油墨，其特征在于所述連接料體系包含比例為 1 0. 1-0. 75 0. 1-1，優(yōu)選為 1 0. 1-0. 25 0. 1-0. 4 的至少三種聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的白色油墨，其特征在于所述油墨包含以油墨的 總重量計(jì)，0. 5至5重量％的作為一種添加劑的蠟，優(yōu)選為聚乙烯蠟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述白色油墨，其特征在于所述油墨包含以油墨的總 重量計(jì)，10至40重量％，優(yōu)選為20至30重量％的白色顏料，以油墨的總重量計(jì)，20至60 重量％，更優(yōu)選為30至50重量％的連接料體系，以油墨的總重量計(jì)，5至20 %重量，優(yōu)選為 10至15重量％的水，以油墨的總重量計(jì)，0至20重量％，優(yōu)選為5至15重量％的助溶劑， 以及以油墨的總重量計(jì)，0. 5至10重量％，優(yōu)選為0. 5至7重量％的添加劑，其中上述含量 總計(jì)達(dá)100%。
8.一種施用白色涂層的墨盒，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的白色油墨和 底涂成分，其中所述底涂成分包含自交聯(lián)丙烯酸連接料、水、助溶劑和添加劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的墨盒，其特征在于所述自交聯(lián)丙烯酸連接料為陰離子自交聯(lián) 丙烯酸聚合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的墨盒，其特征在于所述底涂成分包含以底涂成分的總重 量計(jì)，3至12重量％的作為一種添加劑的蠟，優(yōu)選為聚乙烯蠟。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的墨盒，其特征在于所述底涂成分包含以底涂 成分的總重量計(jì)，20至60重量％，優(yōu)選為30至50重量％的所述自交聯(lián)丙烯酸連接料，以 底涂成分的總重量計(jì)，10至30重量％，優(yōu)選為20至30重量％的水，以底涂成分的總重量 計(jì)，5至30重量％，優(yōu)選為10至30重量％的助溶劑以及以底涂成分的總重量計(jì)，3至15重 量％，優(yōu)選為5至10重量％的添加劑，其中上述含量總計(jì)達(dá)100%。
12.—種將白色涂層施用到基材上的方法，其包括將根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述 的白色油墨印刷到所述基材的表面上的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其還包括通過(guò)將根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所 述的底涂成分施用到所述基材的表面上的步驟，其中所述白色油墨隨后施用到所述底涂層 上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述基材表面為具有極低表面張力的防粘底涂層。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的白色油墨用于在基材，優(yōu)選為煙草產(chǎn)品的包裝 表面上形成白色涂層的用途。
16.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的墨盒用于在基材，優(yōu)選為煙草產(chǎn)品的包裝表 面上形成白色涂層的用途。
17.—種產(chǎn)品，優(yōu)選為煙草產(chǎn)品的包裝，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的白 色油墨制備的印刷層，或者一系列底涂層以及根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的墨盒制 備的白色涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含白色顏料、含有至少一種非丙烯酸、水可稀釋的且與醇相容的聚合物的連接料體系、水、添加劑和任選的助溶劑的白色油墨，以及包括這種白色油墨和底涂成分的墨盒，其中所述底涂成分包含自交聯(lián)丙烯酸連接料、水、助溶劑和添加劑，用于在基材，優(yōu)選為煙草產(chǎn)品的包裝表面上形成白色涂層。
文檔編號(hào)C09D11/10GK101942243SQ20091024690
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者G·凱瑟琳, L·馬努威, O·魯斯洛 申請(qǐng)人:盛威科比荷盧集團(tuán)公司