一种绿色环保的印刷工艺的制作方法

1.本技术涉及印刷技术领域，更具体地说，它涉及一种绿色环保的印刷工艺。


背景技术：

2.voc，即挥发性有机化合物，主要由汽车尾气、涂料、印刷、石油产业等以及各类工厂中排放出来的挥发性有害成分。在印刷行业，油墨中的voc主要是指油墨中的矿物油成分，当印刷完毕后，油墨在干燥的过程中，树脂和植物油成分能够在空气中氧化成膜，停留在印刷制品表面，而矿物油成分则会通过挥发排放至环境中，形成voc。
3.目前，为了支撑印刷行业的发展和各类印刷产品的应用，油墨的年产量逐年递增，这也导致了由油墨挥发出的voc成分逐年增加，严重污染大气环境，形成比二氧化碳更为严重的温室效应，严重影响人们健康。
4.为了响应环保的号召，研究出一种使用低voc挥发量油墨印刷的绿色环保印刷工艺具有十分重大的意义。


技术实现要素：

5.为了降低印刷工艺过程中voc的挥发量，降低环境污染，保证人们健康的生活环境，本技术提供一种绿色环保的印刷工艺。
6.本技术提供一种绿色环保的印刷工艺，采用如下的技术方案：一种绿色环保的印刷工艺，包括如下步骤：基材预处理：将印刷基材表面进行清洁处理，去除印刷基材表面的污染物，得到印刷基材a；制备油墨：按重量份数计算，将10
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20份植物颜料和2
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4份气相二氧化硅混合搅拌后，加入10
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15份植物油、30
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40份松香改性酚醛树脂、4
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6份脂肪酸甲酯、1
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2份催干剂、0.5
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1份抗氧化剂、2
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3份分散剂、10
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15份填料继续搅拌，即得；所述植物颜料为花青、藤黄、胭脂、紫草茸、茜草中的一种或多种；印刷：使用油墨对印刷基材a进行印刷，烘干，得到印刷基材b；固化：对印刷基材b进行微波固化，成膜，即得印刷成品。
7.通过采用上述技术方案，油墨中主要染色成分为植物颜料，为纯天然植物提取颜料，使用时无voc产生，通过加入气相二氧化硅与植物颜料混合使用，提高了植物颜料的稳定性，改善了植物颜料易脱色的缺陷，使油墨具有较好的着色性能，同时提高油墨着色的持久性。
8.通过使用植物油和松香改性酚醛树脂作为主要连接料，植物油和松香改性酚醛树脂均为环境友好型材料，从而进一步减少油墨的voc排放量，从而降低了印刷工艺过程中voc的挥发，降低了印刷过程对环境污染，保证了人们健康的生活环境。
9.优选的，所述油墨中，所述油墨中，松香改性酚醛树脂为210松香改性酚醛树脂。
10.通过采用上述技术方案，210松香改性酚醛树脂软化点高，结膜硬度好，光泽度高，
油溶性好，可明显提高油墨的结膜性能，提高结膜硬度和光泽，提高印刷质量。
11.优选的，所述油墨中，所述植物油为大豆油、葵花籽油、桐油中的一种或多种。
12.通过采用上述技术方案，植物油具有可再生、无危害、回收好的优点，印刷过程中无voc产生，当使用上述植物油制备油墨时，可提高油墨的耐摩擦性能，同时，在后期对废弃印刷品进行回收时，还具有脱墨性能好的优点，对纸的损伤小，且脱墨废渣易降解，更加有利于环保。
13.优选的，所述油墨中，催干剂为钴催干剂、锰催干剂、锆催干剂中的任意两种。
14.通过采用上述技术方案，催干剂可与油墨中混杂的抗氧物质发生沉淀反应，排除抗氧物质的影响，同时，还可直接促进油墨表面及内部干燥，促进成膜。上述任意两种催干剂混合使用时，其加速油墨氧化结膜速度更加明显。
15.优选的，所述油墨中，催干剂为由环烷酸钴和环烷酸锰按重量比1:(4
‑
6)混合组成。
16.通过采用上述技术方案，当催干剂由环烷酸钴和环烷酸锰按上述重量比混合组成时，催干效果更好，加速油墨成膜，且成膜性能较好，使油墨不易脱落。
17.优选的，所述油墨的细度为10
‑
15μm。
18.通过采用上述技术方案，当油墨细度在上述范围内时，可减少在印刷时出现传墨不均、糊版、呈色效果不好的问题发生，同时，油墨细度在上述范围时，也会使印刷更加清晰，提高印刷质量。
19.优选的，所述油墨中还包括1
‑
2份香料。
20.通过采用上述技术方案，在油墨中加入香料可以遮盖油墨的不良气味，同时还能起到防伪、防结皮的作用。
21.优选的，所述油墨中还包括2
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3份耐摩擦助剂。
22.通过采用上述技术方案，在印刷过程中，当油墨印刷到印刷品上后，耐摩擦助剂能浮在墨膜表面以增强油墨的耐摩擦性能，减少了在后续使用时，油墨因摩擦而脱落的情况发生。
23.优选的，所述耐摩擦助剂由聚乙烯蜡和费托蜡按重量比1:(0.4
‑
0.6)混合组成。
24.通过采用上述技术方案，当聚乙烯蜡和费托蜡按上述重量比配制成耐摩擦助剂时，可进一步提高油墨的耐摩擦性能，使油墨在后续使用过程中不易脱落，提高印刷质量。
25.优选的，所述固化步骤中，微波频率为1800
‑
2000mhz，固化时间为4
‑
6min。
26.通过采用上述技术方案，在上述微波固化条件下，保护液的成膜性能更好，从而提高保护膜的耐磨性，减少油墨的脱落，提高印刷制品的印刷品质。
27.综上所述，本技术具有以下有益效果：1.本技术采用由天然植物中提取的植物颜料作为主要染色成分，在使用时无voc产生，通过加入气相二氧化硅，提高了植物颜料的稳定性，改善了植物颜料易脱色的缺陷，从而保证了油墨着色的持久性；2.本技术采用植物油和松香改性酚醛树脂作为主要连接料，两种组分在使用时无voc排放，是环境友好型材料，有效降低了印刷过程对环境的污染；3.本技术优选采用甘油松香改性酚醛树脂或季戊四醇松香改性酚醛树脂，提高了结膜硬度和光泽，提高了印刷质量。
具体实施方式
28.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
29.本技术的各实施例中所用的原料，除下述特殊说明之外，其他均为市售：花青、藤黄、胭脂、紫草茸、茜草均采自广东奕美化工科技有限公司；气相二氧化硅采自济南超意兴化工有限公司，一等品；大豆油采自菏泽鲁之元食品有限公司，一级；葵花籽油采自北京旺圣国际贸易有限公司，一级；桐油采自山东力昂新材料科技有限公司，型号：la
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7q；210松香改性酚醛树脂采自上饶市思楠树脂有限公司，型号：snf
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210；环烷酸钴采自山东昌耀新材料有限公司，工业级，型号：cy
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5656；环烷酸锰采自山东豪耀新材料有限公司，型号：hy；环烷酸锆采自武汉华翔科洁生物技术有限公司，优级品；脂肪酸甲酯采自济南普莱华化工有限公司，工业级；聚乙烯蜡采自济南汇锦川商贸有限公司，工业级；费托蜡采自山东豪耀新材料有限公司，cas：8002
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74
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2；丁香油采自南通润丰石油化工有限公司，货号：8000
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34
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8；邻苯二酚采自济南汇锦川化工有限公司，cas：120
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80
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9；聚乙烯吡咯烷酮采自山东广申电子科技有限公司，cas：9003
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39
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8；膨润土采自灵寿县嘉硕建材加工有限公司，钠基膨润土。
30.制备例制备例1一种油墨，各组分及其相应的重量如表1所示，并通过如下步骤制备获得：将植物颜料和气相二氧化硅在20khz的频率下超声搅拌8min后，加入植物油、松香改性酚醛树脂、脂肪酸甲酯、催干剂、抗氧化剂、分散剂、填料后，在120r/min的条件下球磨20min，过筛，得到粒度为30
‑
40μm的油墨。
31.其中，植物颜料为花青；植物油为大豆油；松香改性酚醛树脂为210松香改性酚醛树脂催干剂为钴催干剂，具体为环烷酸钴；抗氧化剂为邻苯二酚；分散剂为聚乙烯吡咯烷酮；填料为膨润土。
32.制备例2
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6一种油墨，与制备例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量如表1所示。
33.表1制备例1
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6中各组分及其重量(kg)
制备例7一种油墨，与制备例3的不同之处在于，催干剂由锰催干剂和锆催干剂按重量比1:1混合组成，其中，锰催干剂为环烷酸锰，锆催干剂为环烷酸锆。
34.制备例8一种油墨，与制备例3的不同之处在于，催干剂由钴催干剂和锰催干剂按重量比1:1混合组成，其中，钴催干剂为环烷酸钴，锰催干剂为环烷酸锰。
35.制备例9一种油墨，与制备例3的不同之处在于，催干剂由钴催干剂和锰催干剂按重量比1:4混合组成，其中，钴催干剂为环烷酸钴，锰催干剂为环烷酸锰。
36.制备例10一种油墨，与制备例3的不同之处在于，催干剂由钴催干剂和锰催干剂按重量比1:5混合组成，其中，钴催干剂为环烷酸钴，锰催干剂为环烷酸锰。
37.制备例11一种油墨，与制备例3的不同之处在于，催干剂由钴催干剂和锰催干剂按重量比1:6混合组成，其中，钴催干剂为环烷酸钴，锰催干剂为环烷酸锰。
38.制备例12一种油墨，与制备例3的不同之处在于，催干剂由钴催干剂和锰催干剂按重量比1:8混合组成，其中，钴催干剂为环烷酸钴，锰催干剂为环烷酸锰。
39.制备例13
一种油墨，与制备例10的不同之处在于，油墨的细度为10
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15μm。
40.制备例14一种油墨，与制备例13的不同之处在于，原料中还包括1.5kg香料，香料为丁香油。
41.油墨的制备方法为：将植物颜料和气相二氧化硅在20khz的频率下超声搅拌8min后，加入植物油、松香改性酚醛树脂、脂肪酸甲酯、催干剂、抗氧化剂、分散剂、填料、香料后，在120r/min的条件下球磨20min，过筛，得到粒度为10
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15μm的油墨。
42.制备例15一种油墨，与制备例14的不同之处在于，原料中还包括2.5kg耐摩擦助剂，耐磨助剂为聚乙烯蜡。
43.油墨的制备方法为：将植物颜料和气相二氧化硅在20khz的频率下超声搅拌8min后，加入植物油、松香改性酚醛树脂、脂肪酸甲酯、催干剂、抗氧化剂、分散剂、填料、香料、耐磨助剂后，在120r/min的条件下球磨20min，过筛，得到粒度为10
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15μm的油墨。
44.制备例16一种油墨，与制备例15的不同之处在于，耐摩擦助剂由聚乙烯蜡和费托蜡按重量比1:0.3混合组成。
45.制备例17一种油墨，与制备例15的不同之处在于，耐摩擦助剂由聚乙烯蜡和费托蜡按重量比1:0.4混合组成。
46.制备例18一种油墨，与制备例15的不同之处在于，耐摩擦助剂由聚乙烯蜡和费托蜡按重量比1:0.5混合组成。
47.制备例19一种油墨，与制备例15的不同之处在于，耐摩擦助剂由聚乙烯蜡和费托蜡按重量比1:0.6混合组成。
48.制备例20一种油墨，与制备例15的不同之处在于，耐摩擦助剂由聚乙烯蜡和费托蜡按重量比1:0.7混合组成。实施例
49.实施例1一种绿色环保的印刷工艺，包括如下步骤：基材预处理：使用毛刷对印刷基材表面进行清洁处理，去除印刷基材表面的灰尘，得到印刷基材a；制备油墨：油墨为制备例1中制备获得；印刷：使用油墨对印刷基材a进行印刷，50℃的温度下烘干3h，得到印刷基材b；固化：对印刷基材b进行微波固化，微波频率为1800mhz，固化时间为4min，成膜，即得印刷成品。
50.实施例2
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20一种绿色环保的印刷工艺，与实施例1的不同之处在于，油墨的使用情况如表2所示。
51.表2实施例1
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20中油墨的使用情况
实施例21一种绿色环保的印刷工艺，与实施例1的不同之处在于，固化步骤中，微波频率为2000mhz，固化时间为6min。
52.对比例对比例1一种绿色环保的印刷工艺，与实施例1的不同之处在于，制备油墨的过程中，没有加入气相二氧化硅。
53.对比例2一种绿色环保的印刷工艺，与实施例1的不同之处在于，制备油墨的过程中，使用同重量的矿物油代替植物油，矿物油采自鸡泽县浩瀚化工有限公司，一级品。
54.性能检测试验试验一：分别取实施例1
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20和对比例1
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2中的油墨作为测试对象，进行voc含量检测，检测方法如下：将称量皿放在110℃的烘箱中加热20min，然后在25℃下冷却10min，称取称量皿的重量，记为ag；称取油墨样品于称量皿中，将油墨样品的重量记为bg；将称量皿放入烘箱，在100℃的温度下，加热60min，然后在25℃下冷却10min，再次称取加热后称量皿与油墨残渣的重量，记为cg，则voc含量(％)＝(a+b
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c)/b
×
100％，测试结果计入下列表3。
55.表3 voc含量测试结果
132177.7
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2009《液体油墨附着牢度检验方法》中的方法，测试实施例1
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37和对比例1
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4制得的印刷成品的油墨附着牢度，测试结果计入下列表4。(注：油墨附着牢度(％)越大，代表通过上述方法检验后油墨层的剩余格数越多，说明油墨的附着性好。)表4油墨附着牢度测试结果
结合表3和表4数据可知，本技术实施例中制得的油墨相比于对比例中制得的油墨而言具有更低的voc含量，由此表明了本技术的印刷工艺过程中voc排放量少，有利于降低环境污染，保证人们健康的生活环境。
56.实施例1和对比例1的不同之处在于，对比例1中在制备油墨时，没有加入气相二氧化硅，结合表6数据可知，对比例1中印刷制品的油墨附着牢度仅为79.1％，由此表明了通过将气相二氧化硅与植物颜料共混使用，可明显改善植物颜料的稳定性，改善植物颜料附着力差，易脱色的缺陷。
57.实施例1和对比例2的不同之处在于，对比例2内油墨中使用矿物油代替实施例1内石墨中的植物油，结合表5数据可知，本技术实施例1制得的油墨具有极低的voc含量，有利于环保。
58.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。