一种抗卷曲油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及烟制品印刷领域，具体涉及一种抗卷曲油墨及其制备方法。

技术背景

在烟包印刷生产中，纸张卷曲会给印后加工和使用带来严重问题。如印张卷曲后会使后道横切、烫印、模切加工时的定位误差加大，走纸不畅进而造成机器堵纸停机，严重影响后道加工的效率和质量；印张加工成单个成品烟包后发生卷曲，将给糊盒机、自动包装机的走纸带来困难。

一般而言，刚从造纸机下线的纸张标准含水量为7%士2%，但是纸张在储存、印刷加工过程中的含水量会发生变化，水分的增加和流失将导致纸张纤维之间距离的增加或收缩，这也是造成纸张卷曲的一个主要原因，另外，油性油墨印刷的纸张，印刷面由于印刷油墨阻塞了纸张表面毛细孔，而非印刷面一般不作处理，这样纸张两面的含水能力存在很大差异，因此导致卷曲。

对抗卷曲的措施有：1. 将纸张的非印刷面涂布防水层，提高纸张的抗卷曲能力；2. 为防止纸张过度干燥，引起横向收缩，继而影响横向套印精度，在操作中要尽可能降低烘干温度，并加大风量以利于油墨中的溶剂挥发，但这些方法都是通过工艺控制，治标不治本，需要通过额外的工序对印刷纸张进行处理。

现有技术中，公开号为CN201310089793.4的中国专利公开了一种用于烟用接装纸印刷专用水性油墨及其制备方法，其包括纯丙烯酸树脂、颜料、填料、消泡剂、气相二氧化硅、表面活性剂、润湿分散剂、水、酒精。本发明还提供了所述水性油墨的制备方法，通过胺和乙氧基化壬基酚作为润湿分散剂提升油墨的抗水性从而防卷曲，但其抗卷曲效果不佳。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种抗卷曲油墨及其制备方法，所制备的油墨可减少所印刷的烟用包装纸的卷曲效应。

本方案的整体思路在于，利用4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]作为抗卷曲剂，油墨中酰胺键连接的烷基的末端羧基与烟用包装纸中纤维素的羟基中的氧生成氢键，从而纤维之间产生交联，同时，酰胺键内的氮原子亲核性，使已交联的纤维之间的氢键力更强，因此形成抗卷曲效应，再配合水性颜料中其他的助剂，协同保湿，有效避免印刷纸张因吸水过多而卷曲变形。

本发明的技术方案是，一种抗卷曲油墨，包括质量分数如下的组分：10-20份水性颜料、5-10份乙醇的水溶液、0.5-2份增稠剂、0.2-2份消泡剂、1-5份润湿分散剂、2-5份保湿剂、0.3-0.8份疏水剂、1-3份4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]，所述4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]的英文名称为4,4'-(ethylenediimino)bis[4-oxobutyric]acid，CAS号为23873-27-0。

优选地，所述水性颜料包括氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑中的一种或几种。

优选地，所述增稠剂为壳聚糖席夫碱衍生物，为防止在印刷时油墨流散，因此添加增稠剂，壳聚糖席夫碱衍生物有一定粘性可作为增稠剂使用，同时壳聚糖席夫碱衍生物作为抑菌剂防止水性油墨由于水份含量过高而产生菌污染的情况。

优选地，所述消泡剂包括炔二醇类消泡剂、有机硅消泡剂中的一种或几种，防止油墨中泡沫过多，印刷效果不好。

优选地，所述润湿分散剂为干酪素，干酪素对颜料分散效果好，环保、无毒、具有良好的粘合力，其分子链含大量的羧基、氨基和羟基等官能团，对颜料具有良好的锚固作用，用于颜料分散可有效提高油墨的分散稳定性和流平性。

优选地，所述保湿剂包括十八脂肪醇聚氧乙烯醚、1,2-戊二醇中的一种或几种，保湿剂可提高印刷流畅性和改善粘辊性能。

优选地，所述疏水剂包括乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯基吡咯烷酮-乙烯基己内酰胺共聚物中的一种或多种，乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯基吡咯烷酮-乙烯基己内酰胺共聚物都属于疏水性聚乙烯基吡咯烷酮，乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物的CAS号为25086-89-9，乙烯基吡咯烷酮-乙烯基己内酰胺共聚物的CAS号为51987-20-3，其保湿性能优异，与保湿剂共用可有效避免印刷纸张因吸水过多而卷曲变形，同时由于干酪素极性基团多，氢键作用强，使得所制备的油墨成膜硬脆、延伸性小，因此加入疏水聚乙烯基吡咯烷酮可削弱干酪素分子链间的氢键作用，改善油墨成膜柔韧性。

优选地，所述壳聚糖席夫碱衍生物的制备方法包括如下步骤：

L1. 将壳聚糖溶解于乙酸中，加入丙酮沉淀，得壳聚糖乙酸盐；

L2. 将所述壳聚糖乙酸盐与NaOH的异丙醇溶液混合后，滴加氯乙酸的异丙醇溶液，加热搅拌，得羧甲基壳聚糖钠盐；

L3. 将柠檬醛的乙醇溶液滴加到所述羧甲基壳聚糖钠盐中，常温搅拌，即得壳聚糖席夫碱衍生物。

本方案制备的壳聚糖席夫碱衍生物基于双亲性大分子设计，先通过取代反应在壳聚糖羟基上引入亲水性的羧甲基，再通过与柠檬醛发生席夫碱反应在壳聚糖氨基上引入疏水长链，构建壳聚糖基双亲性大分子，得到的壳聚糖席夫碱衍生物，席夫碱具有抑菌、抗病毒的生物活性，柠檬醛具有杀驱昆虫、防腐和抑杀真菌、霉菌作用，所制得的壳聚糖席夫碱衍生物具有抑菌功能，同时引入亲水性的羧甲基使得壳聚糖席夫碱衍生物更容易分散于水性油墨中，使得水性油墨的性质更稳定；

进一步地，还提供一种抗卷曲油墨的制备方法，包括以下步骤：

S1. 在反应釜中加入5-10份乙醇的水溶液、1-5份润湿分散剂，升温至55-65℃，搅拌均匀，得润湿分散剂溶液；

S2.将所述润湿分散剂溶液与10-20份水性颜料、0.5-2份增稠剂、0.2-2份消泡剂、2-5份保湿剂、0.3-0.8份疏水剂、1-3份4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]搅拌分散后研磨，得到抗卷曲油墨。

优选地，所述步骤S2中，搅拌分散的搅拌速度为800-1000r/min，搅拌温度为50-60℃，高速分散有利于油墨的均匀性。

本方案利用4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]作为抗卷曲剂，油墨中酰胺键连接的烷基的末端羧基与烟用包装纸中纤维素的羟基中的氧生成氢键，从而纤维之间产生交联，同时，酰胺键内的氮原子亲核性，使已交联的纤维之间的氢键力更强，因此形成抗卷曲效应，同时利用疏水性聚乙烯基吡咯烷酮的保湿性，且协同十八脂肪醇聚氧乙烯醚或1,2-戊二醇，有效避免印刷纸张因吸水过多而卷曲变形。

本发明的有益效果在于：

1.利用4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]作为抗卷曲剂，油墨中酰胺键连接的烷基的末端羧基与烟用包装纸中纤维素的羟基中的氧生成氢键，从而纤维之间产生交联，同时，酰胺键内的氮原子亲核性，使已交联的纤维之间的氢键力更强，因此形成抗卷曲效应；

2.利用干酪素的分子链中含大量的羧基、氨基和羟基等官能团，对颜料具有良好的锚固作用对颜料进行分散，并利用疏水聚乙烯基吡咯烷酮可削弱干酪素分子链间的氢键作用，改善油墨成膜柔韧性；

3.本方案的增稠剂利用其本身的粘度增稠，利用其化学性质稳定油墨，壳聚糖席夫碱衍生物基于双亲性大分子设计，先通过取代反应在壳聚糖羟基上引入亲水性的羧甲基，再通过与柠檬醛发生席夫碱反应在壳聚糖氨基上引入疏水长链，构建壳聚糖基双亲性大分子，得到的壳聚糖席夫碱衍生物，席夫碱具有抑菌、抗病毒的生物活性，柠檬醛具有杀驱昆虫、防腐和抑杀真菌、霉菌作用，所制得的壳聚糖席夫碱衍生物具有抑菌功能，同时引入亲水性的羧甲基使得壳聚糖席夫碱衍生物更容易分散于水性油墨中，使得水性油墨的性质更稳定。

附图说明

图1为实施例4-6及对比例1-3所制备的油墨印刷品的卷曲情况。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

实施例1

一种抗卷曲油墨，包括质量分数如下的组分：10份氧化铁红、5份乙醇的水溶液、0.5份壳聚糖席夫碱衍生物、0.2份炔二醇类消泡剂、1份干酪素、2份十八脂肪醇聚氧乙烯醚、0.3份乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、1份4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]，所述4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]的英文名称为4,4'-(ethylenediimino)bis[4-oxobutyric] acid，CAS号为23873-27-0，所述乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物的CAS号为25086-89-9；

其中，所述壳聚糖席夫碱衍生物的制备方法包括如下步骤：

L1. 将壳聚糖溶解于乙酸中，加入丙酮沉淀，得壳聚糖乙酸盐；

L2. 将所述壳聚糖乙酸盐与NaOH的异丙醇溶液混合后，滴加氯乙酸的异丙醇溶液，加热搅拌，得羧甲基壳聚糖钠盐；

L3. 将柠檬醛的乙醇溶液滴加到所述羧甲基壳聚糖钠盐中，常温搅拌，即得壳聚糖席夫碱衍生物。

实施例2

一种抗卷曲油墨，包括质量分数如下的组分：20份氧化铁黄、10份乙醇的水溶液、2份壳聚糖席夫碱衍生物、2份有机硅消泡剂、5份干酪素、5份1,2-戊二醇、0.8份乙烯基吡咯烷酮-乙烯基己内酰胺共聚物、3份4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]，所述4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]的英文名称为4,4'-(ethylenediimino)bis[4-oxobutyric] acid，CAS号为23873-27-0，所述乙烯基吡咯烷酮-乙烯基己内酰胺共聚物的CAS号为51987-20-3；

其中，所述壳聚糖席夫碱衍生物的制备方法包括如下步骤：

L1. 将壳聚糖溶解于乙酸中，加入丙酮沉淀，得壳聚糖乙酸盐；

L2. 将所述壳聚糖乙酸盐与NaOH的异丙醇溶液混合后，滴加氯乙酸的异丙醇溶液，加热搅拌，得羧甲基壳聚糖钠盐；

L3. 将柠檬醛的乙醇溶液滴加到所述羧甲基壳聚糖钠盐中，常温搅拌，即得壳聚糖席夫碱衍生物。

实施例3

一种抗卷曲油墨，包括质量分数如下的组分：15份氧化铁黑、8份乙醇的水溶液、1份壳聚糖席夫碱衍生物、1份有机硅消泡剂、3份干酪素、3份十八脂肪醇聚氧乙烯醚、0.3-0.8份乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、2份4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]，所述4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]的英文名称为4,4'-(ethylenediimino)bis[4-oxobutyric] acid，CAS号为23873-27-0，所述乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物的CAS号为25086-89-9；

其中，所述壳聚糖席夫碱衍生物的制备方法包括如下步骤：

L1. 将壳聚糖溶解于乙酸中，加入丙酮沉淀，得壳聚糖乙酸盐；

L2. 将所述壳聚糖乙酸盐与NaOH的异丙醇溶液混合后，滴加氯乙酸的异丙醇溶液，加热搅拌，得羧甲基壳聚糖钠盐；

L3. 将柠檬醛的乙醇溶液滴加到所述羧甲基壳聚糖钠盐中，常温搅拌，即得壳聚糖席夫碱衍生物。

实施例4

一种抗卷曲油墨的制备方法，包括以下步骤：

S1. 在反应釜中加入5份乙醇的水溶液、1份干酪素，升温至55℃，搅拌均匀，得润湿分散剂溶液；

S2.将所述润湿分散剂溶液与10份氧化铁红、0.5份壳聚糖席夫碱衍生物、0.2份炔二醇类消泡剂、2份十八脂肪醇聚氧乙烯醚、0.3份乙烯基吡咯烷酮-乙烯基己内酰胺共聚物、1份4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]搅拌分散后研磨，所述搅拌分散的搅拌速度为800r/min，搅拌温度为50℃，得到抗卷曲油墨。

其中，所述壳聚糖席夫碱衍生物的制备方法包括如下步骤：

L1. 将壳聚糖溶解于乙酸中，加入丙酮沉淀，得壳聚糖乙酸盐；

L2. 将所述壳聚糖乙酸盐与NaOH的异丙醇溶液混合后，滴加氯乙酸的异丙醇溶液，加热搅拌，得羧甲基壳聚糖钠盐；

L3. 将柠檬醛的乙醇溶液滴加到所述羧甲基壳聚糖钠盐中，常温搅拌，即得壳聚糖席夫碱衍生物。

实施例5

一种抗卷曲油墨的制备方法，包括以下步骤：

S1. 在反应釜中加入10份乙醇的水溶液、2份干酪素，升温至65℃，搅拌均匀，得润湿分散剂溶液；

S2.将所述润湿分散剂溶液与10份氧化铁黄、2份壳聚糖席夫碱衍生物、1份有机硅消泡剂、2份1,2-戊二醇、0.8份乙烯基吡咯烷酮-乙烯基己内酰胺共聚物、3份4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]搅拌分散后研磨，所述搅拌分散的搅拌速度为800r/min，搅拌温度为60℃，得到抗卷曲油墨。

其中，所述壳聚糖席夫碱衍生物的制备方法包括如下步骤：

L1. 将壳聚糖溶解于乙酸中，加入丙酮沉淀，得壳聚糖乙酸盐；

L2. 将所述壳聚糖乙酸盐与NaOH的异丙醇溶液混合后，滴加氯乙酸的异丙醇溶液，加热搅拌，得羧甲基壳聚糖钠盐；

L3. 将柠檬醛的乙醇溶液滴加到所述羧甲基壳聚糖钠盐中，常温搅拌，即得壳聚糖席夫碱衍生物。

实施例6

一种抗卷曲油墨的制备方法，包括以下步骤：

S1. 在反应釜中加入8份乙醇的水溶液、1份干酪素，升温至65℃，搅拌均匀，得润湿分散剂溶液；

S2.将所述润湿分散剂溶液与15份氧化铁黑、1份壳聚糖席夫碱衍生物、1份炔二醇类消泡剂、2份1,2-戊二醇、0.8份乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、2份4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]搅拌分散后研磨，所述搅拌分散的搅拌速度为900r/min，搅拌温度为60℃，得到抗卷曲油墨。

其中，所述壳聚糖席夫碱衍生物的制备方法包括如下步骤：

L1. 将壳聚糖溶解于乙酸中，加入丙酮沉淀，得壳聚糖乙酸盐；

L2. 将所述壳聚糖乙酸盐与NaOH的异丙醇溶液混合后，滴加氯乙酸的异丙醇溶液，加热搅拌，得羧甲基壳聚糖钠盐；

L3. 将柠檬醛的乙醇溶液滴加到所述羧甲基壳聚糖钠盐中，常温搅拌，即得壳聚糖席夫碱衍生物。

对比例1

一种油墨的制备方法，包括以下步骤：

S1. 在反应釜中加入8份乙醇的水溶液、1份干酪素，升温至65℃，搅拌均匀，得润湿分散剂溶液；

S2.将所述润湿分散剂溶液与15份氧化铁黑、1份壳聚糖席夫碱衍生物、1份炔二醇类消泡剂、2份1,2-戊二醇、0.8份乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物搅拌分散后研磨，所述搅拌分散的搅拌速度为900r/min，搅拌温度为60℃，得到抗卷曲油墨。

其中，所述壳聚糖席夫碱衍生物的制备方法包括如下步骤：

L1. 将壳聚糖溶解于乙酸中，加入丙酮沉淀，得壳聚糖乙酸盐；

L2. 将所述壳聚糖乙酸盐与NaOH的异丙醇溶液混合后，滴加氯乙酸的异丙醇溶液，加热搅拌，得羧甲基壳聚糖钠盐；

L3. 将柠檬醛的乙醇溶液滴加到所述羧甲基壳聚糖钠盐中，常温搅拌，即得壳聚糖席夫碱衍生物。

对比例2

一种油墨的制备方法，包括以下步骤：

S1. 在反应釜中加入5份乙醇的水溶液、1份干酪素，升温至55℃，搅拌均匀，得润湿分散剂溶液；

S2.将所述润湿分散剂溶液与10份氧化铁红、0.5份壳聚糖席夫碱衍生物、0.2份炔二醇类消泡剂、1份4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]搅拌分散后研磨，所述搅拌分散的搅拌速度为800r/min，搅拌温度为50℃，得到抗卷曲油墨。

其中，所述壳聚糖席夫碱衍生物的制备方法包括如下步骤：

L1. 将壳聚糖溶解于乙酸中，加入丙酮沉淀，得壳聚糖乙酸盐；

L2. 将所述壳聚糖乙酸盐与NaOH的异丙醇溶液混合后，滴加氯乙酸的异丙醇溶液，加热搅拌，得羧甲基壳聚糖钠盐；

L3. 将柠檬醛的乙醇溶液滴加到所述羧甲基壳聚糖钠盐中，常温搅拌，即得壳聚糖席夫碱衍生物。

对比例3

一种抗卷曲油墨的制备方法，包括以下步骤：

S1. 在反应釜中加入5份乙醇的水溶液、1份干酪素，升温至55℃，搅拌均匀，得润湿分散剂溶液；

S2.将所述润湿分散剂溶液与10份氧化铁红、0.5份壳聚糖席夫碱衍生物、0.2份炔二醇类消泡剂、2份十八脂肪醇聚氧乙烯醚、1份4,4’-（亚乙基二亚胺基）双[4-氧代丁酸]搅拌分散后研磨，所述搅拌分散的搅拌速度为800r/min，搅拌温度为50℃，得到抗卷曲油墨。

其中，所述壳聚糖席夫碱衍生物的制备方法包括如下步骤：

L1. 将壳聚糖溶解于乙酸中，加入丙酮沉淀，得壳聚糖乙酸盐；

L2. 将所述壳聚糖乙酸盐与NaOH的异丙醇溶液混合后，滴加氯乙酸的异丙醇溶液，加热搅拌，得羧甲基壳聚糖钠盐；

L3. 将柠檬醛的乙醇溶液滴加到所述羧甲基壳聚糖钠盐中，常温搅拌，即得壳聚糖席夫碱衍生物。

测试方法

将实施例4-6及对比例1-3所制备的油墨等量印刷于卷烟纸上，于23℃±2℃、湿度60％±5％环境下放置，测定纸的四个角的卷曲程度后(从放置纸的台子至纸角的垂直距离)，算出它们的平均值作为卷曲值，评价卷曲情况，结果如图1所示。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。