一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于油墨技术领域，具体涉及一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨及其制备方法和应用。


背景技术：

2.纸尿裤由于其使用方便、干净卫生等优势，普及率越来越高，且主要的使用人群为婴儿，其安全性和卫生性非常重要。纸尿裤上的透气膜，通过将惰性填料加入pe或pp载体中，经制膜、拉伸而制得，制品在成膜过程中因高倍拉伸而产生气孔，从而具备透气、导湿功能。由于透气膜需要同时具备防水及透气功能，因此在制造过程需具有更高的原材料选择、技术及加工要求；虽然纸尿裤外层的透气膜不与身体的敏感部位直接接触，但透气膜会与大褪等皮肤接触，而透气膜上印刷的油墨成份会残留其上，可能会对婴儿的幼嫩与敏感皮肤造成一定影响。
3.目前，在市场上印刷纸尿裤透气膜的凹版墨，主要使用以甲基环己环、酯类溶剂为主的溶剂墨，连结料以聚酰胺、硝化棉搭配为主，印刷过程使用酯类溶剂作为稀释剂，因此印刷过程不环保，对环境及操作工人对危害，印刷后工序若进行得不彻底，会导致透气膜上残留较高的溶剂成份，制作成纸尿裤会刺激婴儿的皮肤，严重时可能造成皮肤过敏。而使用柔版的印刷方式印刷的纸尿裤透气膜可以达到环保无毒要求，但此体系若用于高速凹版机印刷的水性油墨，存在干燥慢，流平差等方面的缺陷。
4.cn106590162a公开了一种水性凹版塑料薄膜表印油墨及其制备方法，该专利使用水性丙烯酸乳液、醇酸树脂、羧甲基纤维素钠为树脂组合，能实现100～140m/min的高速印刷，但该油墨在透气膜上的耐生理盐水性能较差。
5.cn107573758a公开了一种pe薄膜凹版印刷用水性油墨及其制备方法，该发明主要针对用于pe薄膜的水性油墨长期使用过程因腐蚀引起脱落的问题，在湿热环境与紫外线照射下的条件下进行测试，并不适用于纸尿裤透气膜的印刷。
6.cn110527352a公开了一种水性凹版塑料薄膜高附着力油墨及其制备方法，该发明主要针对塑料薄膜表印水墨流动性、附着力差，印刷时容易出现反粘与迁移问题，但所用树脂为单一的水性丙烯酸体系，基料为双甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸，由于存在较多的羧基、羟基等亲水性基团，在纸尿裤透气膜中存在不耐生理盐水的缺陷。
7.cn108753040a公开了一种水性塑料凹版表印油墨，该发明提到使用s-90丙烯酸树脂(韩华)，7159乳液(basf)，7266乳液(basf)，其中s-90丙烯酸树脂主要作为研磨介质，不提供任何印刷性能，7159乳液(basf)印刷适应性好，主要用于纸张印刷，对塑料薄膜提供不了附着力，7266乳液(basf)附着力好，能弥补7159乳液(basf)在薄膜上的缺陷，但其在含醇类体系中复溶性差，经此组合测试，能达到耐水性、附着力等要求，但在高速印刷(120～150米/分钟)时，在醇含量较高时复溶性变差，容易出现堵版现象，表现为浅网转移不好，印刷图文不完整，因此无法适应高速机的印刷要求。
8.此外，纸尿裤制成成品后，再经过加热灭菌或紫外线灭菌消毒后包装，虽然包装密封条件都经严格管控，但也有可能在运输过程、储存环境中引起细菌、霉菌的再滋生，或者开封使用过程中，剩余的纸尿裤包装没有及时密封、放置条件湿热等保存不当的原因，引起大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等的滋生，使用时就会导致婴儿皮肤出现瘙痒、尿布疹等症状。作为用于透气膜上的印刷水墨，除了起到装饰美观作用，还需要对透气膜后期的卫生安全起保护作用，如广泛、快速、持久性地杀菌。
9.因为，为克服以上现有技术缺陷，需要开发一种复溶性好，成膜后耐生理盐水、与基材附着力高且具有抗菌、防霉作用的凹版印刷无菌水性油墨。


技术实现要素：

10.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨及其制备方法和应用，所述凹版印刷无菌水性油墨具有复溶性好，可长时间在高度凹版印刷机中使用的优点，且印刷成膜后还具有耐生理盐水、附着力较高的特点，同时还具有抗菌、防霉的作用，适合在纸尿裤透气膜中使用。
11.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
12.第一方面，本发明提供一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，所述凹版印刷无菌水性油墨按照重量份包括如下组分：
[0013][0014]
其中，所述聚醚型水性聚氨酯可以为15.5重量份、16重量份、16.5重量份、17重量份、17.5重量份、18重量份、18.5重量份、19重量份或19.5重量份等。
[0015]
所述聚氨酯丙烯酸酯共聚物可以为11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份或19重量份等。等。
[0016]
所述水性聚酰胺树脂液可以为5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份或9.5重量份等。
[0017]
所述改性聚乙烯蜡粉可以为1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份或1.9重量份等。
[0018]
所述纳米银溶液可以为0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份或0.45重量份等。
[0019]
所述颜料可以为10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份或24重量份等。
[0020]
所述去离子水可以为21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份或29重量份等。
[0021]
所述乙醇可以为16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、20重量份、21重量份、22重量份、23重量份、24重量份或25重量份等。
[0022]
本发明提供的凹版印刷无菌水性油墨包括特定份数的聚醚型水性聚氨酯和聚氨酯丙烯酸酯共聚物，所述聚醚型水性聚氨酯和聚氨酯丙烯酸酯共聚物可以作为研磨树脂，对颜料具有非常好的润湿分散效果，进而可以提高颜料的展色性与光泽度，并且其还可以作为调墨用乳液，提供优异的流平性及复溶性，满足水墨高速机印刷不堵版的要求；同时所述聚醚型水性聚氨酯和聚氨酯丙烯酸酯共聚物搭配印刷成膜后，还具有较好的耐温性能与优异的耐生理盐水性能，符合纸尿裤透气膜的要求。
[0023]
本发明提供的凹版印刷无菌水性油墨还搭配加入特地份数的水性聚酰胺树脂液，所述水性聚酰胺树脂液在成膜后对透气膜具在非常好的附着力，故能提升水性油墨成膜后对透气膜的附着力，同时还具有良好的复溶性，适应高速机印刷的浅网转移性能。
[0024]
综上，将上述三种树脂成分进行搭配，再加入纳米银溶液和改性聚乙烯蜡粉，使得到的水性油墨非常适用于高速印刷的凹版机，具有印刷速度快(120～150m/min)，长时间印刷过程不会堵版，且在醇水体系中复溶性好，同时具有干燥速度快，印刷后收卷不反粘，成膜后与基材的附着力高、耐生理盐水好，且可以有效解决纸尿裤成品在在运输、保存、使用过程中的抑菌、抗菌等卫生安全问题。
[0025]
优选地，所述聚醚型水性聚氨酯的固含量为38～42％，例如38.5％、39％、39.5％、40％、40.5％、41％或41.5％等。
[0026]
优选地，所述聚醚型水性聚氨酯的ph值为7～9，例如7.2、7.4、7.6、7.8、8、8.2、8.4、8.6或8.8等。
[0027]
在本发明中，所述聚醚型水性聚氨酯优选温州国仕邦384水性聚氨酯乳液，成分为脂肪族阴离子型，固成份为40％
±
2，粘度在700cps以下，ph值为7～9。
[0028]
优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯共聚物的ph值为7～9，例如7.2、7.4、7.6、7.8、8、8.2、8.4、8.6或8.8等。
[0029]
优选地，所述聚氨酯丙烯酸酯共聚物的固含量为31～35％，例如31.5％、32％、32.5％、33％、33.5％、34％或34.5％等。
[0030]
优选地，所述水性聚酰胺液的固含量为38～42％，例如38.5％、39％、39.5％、40％、40.5％、41％或41.5％等。
[0031]
在本发明中，所述水性聚酰胺树脂液优选为广州三友的a-1501水性聚酰胺固体树脂，然后按固含量氨化后溶解成树脂液。
[0032]
在本发明中，所述改性聚乙烯蜡粉优选为江西龙海化工的2561水性蜡粉，适用于醇水体系，抗刮性好且不会出现浮蜡现象。
[0033]
优选地，所述纳米银溶液中银离子的质量百分含量为0.05～0.15％，例如0.06％、
0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％或0.14％等。
[0034]
在本发明中，所述钠米银溶液优选为广东迪美生物的钠米银溶液dm ag-08优选地，所述颜料包括钛白粉、永固黄、dpp红、永固桃红、酞菁蓝或碳黑中的任意一种至少两种的组合。
[0035]
在本发明中，所述颜料为杜邦的钛白粉、常州北美的永固黄、杭州百合dpp红、杭州百合永固桃红、亚邦的酞菁蓝或欧励隆的碳黑中的任意一种或至少两种的组合。
[0036]
优选地，所述复合溶剂包括去离子水和乙醇。
[0037]
优选地，所述凹版印刷无菌水性油墨中去离子水的含量为20～30重量份，例如21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份或29重量份等。
[0038]
优选地，所述凹版印刷无菌水性油墨中乙醇的含量为15～25重量份，例如16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、20重量份、21重量份、22重量份、23重量份或24重量份等。
[0039]
优选地，所述凹版印刷无菌水性油墨还包括分散剂、消泡剂、流平剂或ph值调节剂中的任意一种或至少两种的组合。
[0040]
在本发明中，所述分散剂优选为byk的2012，适用于醇水体系水墨；所述流平剂优选为赢创的炔二醇类104e，可提高油墨的流平性并具有一定的抑泡作用；所述ph值调节剂优选为氨水，不选用有机胺，为避免降低油墨成膜后的耐生理盐水；所述消泡剂优选为赢创tego foamex 3062，为聚醚改性有机硅，消泡能强，适用于水墨研磨阶段使用。
[0041]
优选地，所述凹版印刷无菌水性油墨中分散剂的含量为1～2重量份，例如1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份或1.9重量份等。
[0042]
优选地，所述凹版印刷无菌水性油墨中消泡剂的含量为0.1～0.2重量份，例如0.11重量份、0.12重量份、0.13重量份、0.14重量份、0.15重量份、0.16重量份、0.17重量份、0.18重量份或0.19重量份等。
[0043]
优选地，所述凹版印刷无菌水性油墨中流平剂的含量为0.3～0.5重量份，例如0.32重量份、0.34重量份、0.36重量份、0.38重量份、0.4重量份、0.42重量份、0.44重量份、0.46重量份或0.48重量份等。
[0044]
优选地，所述凹版印刷无菌水性油墨中ph值调节剂的含量为0.3～0.5重量份，例如0.32重量份、0.34重量份、0.36重量份、0.38重量份、0.4重量份、0.42重量份、0.44重量份、0.46重量份或0.48重量份等。
[0045]
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述凹版印刷无菌水性油墨的制备方法，所述制备方法包括：将聚醚型水性聚氨酯、聚氨酯丙烯酸酯共聚物、水性聚酰胺树脂液、改性聚乙烯蜡粉、纳米银溶液、颜料、去离子水、乙醇、任选地分散剂、任选地消泡剂、任选地流平剂和任选地ph调节剂混合，得到所述凹版印刷无菌水性油墨。
[0046]
作为本发明的优选技术方案，所述制备方法具体包括如下步骤：
[0047]
(1)将聚醚型水性聚氨酯、聚氨酯丙烯酸酯共聚物、改性聚乙烯蜡粉、部分去离子水、部分乙醇、任选地分散剂和任选地消泡剂混合，加入颜料进行分散，研磨，得到混合液；
[0048]
(2)将步骤(1)得到的混合液、剩余部分去离子水、剩余部分乙醇、水形聚酰胺树脂
液、纳米银溶液、任选地流平剂和任选地ph调节剂混合，得到所述凹版印刷无菌水性油墨。
[0049]
优选地，步骤(1)所述混合的时间为5～10min，例如5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min或9.5min等。
[0050]
优选地，步骤(1)所述分散的时间为0.5～1.5h，例如0.6h、0.7h、0.8h、0.9h、1h、1.1h、1.2h、1.3h或1.4h等。
[0051]
优选地，所述分散的转速为1000～1500r/min，例如1050r/min、1100r/min、1150r/min、1200r/min、1250r/min、1300r/min、1350r/min、1400r/min或1450r/min等。
[0052]
优选地，步骤(1)所述研磨的温度为40～45℃，例如40.5℃、41℃、41.5℃、42℃、42.5℃、43℃、43.5℃、44℃或44.5℃等。
[0053]
优选地，步骤(1)所述研磨后体系的细度不高于10μm，例如9μm、8μm、7μm、6μm、5μm、4μm、3μm、2μm或1μm等。
[0054]
优选地，步骤(2)所述混合的时间为5～10min，例如5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min或9.5min等。
[0055]
优选地，步骤(2)所述混合结束后还包括过滤的步骤。
[0056]
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述凹版印刷无菌水性油墨在纸尿裤中的应用。
[0057]
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0058]
(1)本发明提供的用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨完全符合t/peiac 012-2022《塑料薄膜凹版印刷水墨》的环保要求，voc含量小于30％，无毒安全；同时符合gb 15979-2002《一次性使用卫生用品卫生标准》的产品种类中尿布等排泄物卫生用品微生物指标中的要求。
[0059]
(2)本发明提供的凹版印刷无菌水性油墨采用聚醚型水性聚氨酯和聚氨酯丙烯酸酯共聚物为主体，与常规塑料水墨选用的水性丙烯酸树脂乳液不同，所述聚醚型水性聚氨酯和聚氨酯丙烯酸酯共聚物的搭配不仅克服了现有水性丙烯酸树脂成膜后耐生理盐水性差的缺点，而且解决了水性丙烯酸乳液成膜后在印刷过程复溶易堵版的问题，能适用于高速凹版机上印刷，还具有印刷流平效果好，干燥速度快，收卷不反粘，浅网转移清晰的优势；搭配加入氨化后的水性聚酰胺树脂液，增强了在透气膜上的附着力，且干燥后耐水性能非常优异。
[0060]
(4)本发明采用纳米银溶液作为抗菌剂，使所述水性油墨不仅在液态的情况下具有优异的杀菌效果，并且在水墨印刷干膜状态后同样具有杀菌防霉效果，且具有广谱性，可对650多种细菌有效，同时杀菌强效快速且持久，解决了纸尿裤在运输、储存、使用过程中透气膜上细菌、霉菌再滋生的问题，且纳米银具有安全毒性、无耐药性等特点，非常适用于用于纸尿裤透气膜。
具体实施方式
[0061]
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0062]
实施例和对比例部分涉及到的原料的来源如表1所示：
[0063]
表1
[0064][0065][0066]
实施例1
[0067]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其按照重量份包括如下组分：
[0068][0069]
本实施例提供的凹版印刷无菌水性油墨的制备方法包括如下步骤：
[0070]
(1)将聚醚型水性聚氨酯、聚氨酯丙烯酸酯共聚物、改性聚乙烯蜡粉、三分之二去离子水、三分之二重量份乙醇、分散剂和消泡剂混合5min，加入钛白粉在转速为1500r/min的条件下分散1h，40℃下研磨4遍，细度控制在10μm以下，得到混合液；
[0071]
(2)将步骤(1)得到的混合液、三分之一去离子水、三分之一乙醇、水性聚酰胺树脂液、纳米银溶液、流平剂和ph调节剂混合，得到所述凹版印刷无菌水性油墨。
[0072]
实施例2
[0073]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其按照重量份包括如下组分：
[0074][0075]
本实施例提供的凹版印刷无菌水性油墨的制备方法与实施例1相同。
[0076]
实施例3
[0077]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其按照重量份包括如下组分：
[0078]
[0079][0080]
本实施例提供的凹版印刷无菌水性油墨的制备方法与实施例1相同。
[0081]
实施例4
[0082]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其按照重量份包括如下组分：
[0083]
[0084][0085]
本实施例提供的凹版印刷无菌水性油墨的制备方法与实施例1相同。
[0086]
实施例5
[0087]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其按照重量份包括如下组分：
[0088][0089]
本实施例提供的凹版印刷无菌水性油墨的制备方法与实施例1相同。
[0090]
实施例6
[0091]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其与实施例1的区别在于，不添加乙醇，去离子水的添加量为35重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
[0092]
实施例7
[0093]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其与实施例1的区别在于，不添加去离子水，乙醇的添加量为35重量份，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
[0094]
对比例1
[0095]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其与实施例1仅在于，采用水性丙烯酸乳液替换聚醚型水性聚氨酯，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
[0096]
对比例2
[0097]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其与实施例1仅在于，采用水性丙烯酸乳液替换聚氨酯丙烯酸酯共聚物，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
[0098]
对比例3
[0099]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其与实施例1仅在于，采用水性丙烯酸乳液替换聚醚型水性聚氨酯和聚氨酯丙烯酸酯共聚物，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
[0100]
对比例4
[0101]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其与实施例1仅在于，聚醚型水性聚氨酯的添加量为18.9重量份，聚氨酯丙烯酸酯共聚物的添加量为17.4重量份，不添加水性聚酰胺树脂液，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
[0102]
对比例5
[0103]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其与实施例1仅在于，不添加纳米银溶液，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
[0104]
对比例6
[0105]
一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨，其与实施例1仅在于，采用1,2-苯并异噻唑啉-3-酮替换纳米银溶液，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
[0106]
性能测试：
[0107]
(1)光泽度：按照《gb/t 13217.2-2009液体油墨光泽检验方法》检测；
[0108]
(2)附着牢度：按照《gb/t 13217.7-2009液体油墨附着牢度检验方法》检测；
[0109]
(3)着色力：按照《gb/t 13217.6-2008液体油墨着色力检验方法》检测；
[0110]
(4)抗粘连：按照《gb/t 13217.8-2009液体油墨抗粘连检验方法》检测；
[0111]
(5)耐生理盐水：使用0.9％的氯化钠溶液(即生理盐水)，将透明膜印刷样浸泡其中，24小时后观察溶剂中是否有颜色，判断掉色程度；
[0112]
(6)微生物指标：根据gb 15979-2002《一次性使用卫生用品卫生标准》提供的测试方法进行测试，尿布等排泄物卫生用品，cku/g或cku/ml；
[0113]
(7)复溶性：使用凹版打印机对水性油墨进行打印，打样展色后，放置20min后使用质量比为1:1的酒精和水清洗印刷版，如果完全清洗干净位置占90％以上，则判定为复溶性好，如果完全清洗干净位置在50～90％，则判定为复溶性一般，如果完全清洗干净的位置占比低于50％，则判定为复溶性差。
[0114]
按照上述测试方法对实施例1～7和对比例1～6提供的水性油墨进行测试，测试结果如表2所示：
[0115]
表2
[0116][0117]
根据表2数据可以看出：
[0118]
本发明提供的用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨在透气膜上成膜后具有较高的光泽度、着色力和附着牢度，且复溶性好、不粘连、耐生理盐水不掉色，同时还具有抗菌的效果。
[0119]
比较实施例1和对比例1～3的数据可以发现，采用水性丙烯酸乳液替换聚醚型水性聚氨酯(对比例1)、采用水性丙烯酸乳液替换聚氨酯丙烯酸酯共聚物(对比例2)以及采用水性丙烯酸乳液替换聚醚型水性聚氨酯和聚氨酯丙烯酸酯共聚物(对比例3)得到的水性油墨的复溶性均较差，且成膜后光泽度、着色力和附着牢度均有所下降，同时还会发生粘连以及生理盐水中掉色的问题。
[0120]
再比较实施例1和对比例4的数据可以看出，不添加水性聚酰胺树脂液得到的水性油墨与基材附着牢度很低，不满足使用要求。
[0121]
进一步比较实施例1和对比例5～6的数据可以看出，不添加纳米银溶液(对比例5)以及采用1,2-苯并异噻唑啉-3-酮替换纳米银溶液(对比例6)得到的水性油墨的抗菌性能很差，仍可以检测出微生物。
[0122]
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种用于纸尿裤透气膜的凹版印刷无菌水性油墨及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必
须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。