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聚氨酯树脂在醇溶型油墨中的应用

发布者:发布时间:2020-05-04浏览次数:339

摘要:本文首先介绍了软包装醇溶型油墨的种类及性能,接着详述了聚氨酯油墨树脂在醇溶型油墨中的作用,最后举例介绍了聚氨酯油墨参考配方。

AbstractFirstly, this paper introduces the types and properties of alcohol-soluble inks using for flexible packaging, then we describes the function of polyurethane resin in alcohol-soluble inks. Finally, we recommend the reference formulation of polyurethane inks.

1. 前言

塑料软包装油墨是用于印刷在塑料薄膜如PET、OPP、PE等材料上的油墨,其广泛应用于食品、药品及卫生用品等包装领域。软包装油墨主要由颜填料、树脂连接料、助剂及溶剂等部分组成。随着技术的进步和社会对环保问题的重视,软包装油墨技术也不断发展变化。根据溶剂体系的不同,目前市场上的软包装油墨可分为苯溶型油墨、酯溶型油墨、醇溶型油墨以及水性油墨。

2. 醇溶型油墨种类及性能介绍

醇溶型油墨,顾名思义即用醇类溶剂可将油墨进行溶解和稀释的油墨。而油墨能否用醇类溶剂溶解,连接料树脂起着决定作用。目前,市场上常用的醇溶油墨根据树脂连接料的不同可分为丙烯酸类醇溶油墨、聚酰胺类醇溶油墨及聚氨酯类醇溶油墨。

丙烯酸类醇溶油墨:丙烯酸类树脂具有透明度好、机械强度高、对薄膜附着力好等特点,且能够与多种树脂如硝基纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙烯基树脂等兼容,用其制备的凹版或柔版表印油墨具有显色性好、耐磨、基材附着力强等特点。但由于丙烯酸树脂中常含有未反应完全的丙烯酸单体导致其气味大,因此,丙烯酸类醇溶油墨在用于一些气味敏感类包装中要特别注意。

聚酰胺类醇溶油墨:聚酰胺树脂具有光泽度高、耐磨性好、韧性好等特点,也能与多种树脂如富马酸树脂、硝基纤维素等混合使用。用聚酰胺树脂制备的油墨具有优异的色泽、牢度及耐磨性,常用于凹版或柔版表印油墨及光油等。但是,聚酰胺树脂耐温性较差,低温耐冷冻性能和高温耐蒸煮性能都不好,因此,聚酰胺醇溶油墨常用于普通轻包装。

聚氨酯类醇溶油墨:聚氨酯树脂分子结构中含有硬段和软段两个链段,其赋予树脂优异的柔韧性、强度和耐温性能。聚氨酯也能与聚酮树脂、丙烯酸树脂、硝基纤维素、乙烯基树脂等多种树脂混合使用。聚氨酯树脂制备的醇溶油墨柔韧性好、耐温性好、气味低、基材牢度好,其不仅可以应用于普通轻包装,也通用于耐高温蒸煮及低温冷冻包装。

 3. 聚氨酯树脂在醇溶型油墨中的作用

聚氨酯分子结构中的软段和硬段特性及比例决定了树脂不同的性能及用途。聚氨酯树脂油墨连接料在醇溶型油墨中主要起着以下作用:

1)提高柔韧性:一些以硝基纤维素、丙烯酸树脂为油墨连接料的树脂成膜后往往硬且脆,不适宜单独在软包装油墨中使用,需要加入增塑剂或增塑型树脂提高树脂的柔韧性。而大多数增塑剂由于对人体健康存在危害,被禁止在食品包装油墨中使用。聚氨酯树脂具有优异的增塑性能,可以替代增塑剂增加硝基纤维素油墨的柔韧性,使其能用于各种塑料包装基材上,而且聚氨酯树脂更加安全环保,符合国家食品安全法规。

2)提高附着力:聚氨酯树脂分子结构中含量大量-COO-、-NHCOO-及-NHCONH-等极性基团,其能够与电晕处理过PET、PE、NY等基材表面上的-OH、-NH-等形成分子间氢键,提高油墨在塑料基材上的附着力。

3)提高耐温性:如上所述,聚氨酯分子结构中大量极性基团的存在,能提高树脂的内聚强度和热稳定性,使油墨可以用于耐高温蒸煮包装中。

4)提高溶解性:醇溶聚氨酯树脂具有良好的溶剂溶解性,其完全可以用醇类溶剂溶解稀释,其用于醇溶型油墨中能很好地提高油墨的复溶性,防止印刷过程中的堵版现象。

4. 聚氨酯树脂在醇溶型油墨配方中的应用举例

树脂体系不同,醇溶型油墨配方也不一样。聚氨酯树脂在油墨配方中的添加比例需要在实验中加以确定。我们以高盟公司聚氨酯油墨连接料PU8050为例,制备聚氨酯/硝化棉体系油墨,其具体比例如下:    

                         表1. 醇溶油墨参考配方:蓝/黄

组分

比例

组分

比例

40%固含硝化棉液

18

40%固含硝化棉液

18

PU8050

26

PU8050

26

颜料酞青蓝

12

颜料永固黄

10

异丙醇

42.2

异丙醇

44.2

PE蜡粉

0.3

PE蜡粉

0.3

偶联剂

1.5

偶联剂

1.5

合计

100

合计

100

该配方醇溶油墨不仅具有良好的柔韧性和基材牢度,其耐揉搓及抗反粘性能也较好,可用于凹版及柔版复合印刷。

目前,软包装油墨市场上主要分为溶剂型油墨和水性油墨。溶剂型油墨中的含苯含酮油墨由于对人体危害大,已逐步淘汰。水性油墨作为新一代无VOC环保油墨,在国家政策利好和技术发展的推动下发展迅速。但由于技术、成本以及设备等因素的影响,水性油墨还未能在市场广泛推广使用。因此,醇溶型聚氨酯油墨仍将在未来一段时间内成为广大包装企业的一个重要选择。



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