环保型水性油墨、环保型高强度抗压彩盒及其制作方法与流程

本发明涉及包装纸盒技术领域，具体涉及一种环保型水性油墨、环保型高强度抗压彩盒及其制作方法。

背景技术：

绿色革命的兴起，给包装印刷业带来了巨大的冲击。传统溶剂型油墨中溶剂的挥发，不仅会污染空气，甚至还会引发产品症，对印刷工人和消费者的健康形成威胁。在这个大背景下，水性油墨应运而生。作为环保型油墨，水性油墨消除了溶剂型油墨中有毒有害物质对人体健康的危害及对包装商品的污染，适合用于食品、饮料、药品等包装印刷。水性油墨可以降低由于静电及溶剂易燃性的风险，降低印品表面气味，方便清洗，是一种新型印刷包装材料。随着低碳环保理念的深入，绿色彩盒已成为一种趋势，油墨又首当其冲，印刷业为了打消消费者的担忧，彩盒印刷向无毒、绿色环保的印刷迈进。水性油墨可以消除溶剂型油墨存在的某些有害物质，消除对人体和对包装产品的污染，改善总体环境质量。不仅可以降低由于静电和易燃溶剂引起的失火危险好隐患，还可以减少印刷表面残留的毒性，便于清洗印刷设备。

彩盒包装设计能够反映出商品的外在形象，越来越多的企业认识到彩盒包装设计的重要，从而推动了彩盒包装设计行业的发展。彩盒包装所代表的是商品的形象，所以在进行彩盒包装设计时需要进行全面的考虑，将包装设计发挥到极致，缺少其中的任何一项有可能造成彩盒包装的缺憾。目前，国内纸盒包装企业生产彩箱彩盒采用的是两种工艺：一、先印刷彩色面纸后覆膜或上光，之后再手工裱贴或机械自动贴合瓦楞成型；二、将彩色图文印在塑料薄膜上再覆到白卡纸上，然后裱贴成型。无论采用哪种工艺生产的彩盒，其承压力和抗压强度均大大低于同材质的普通纸箱(纸板线生产的)，遇到客户急需或阴雨天就难以保证质量。

技术实现要素：

基于上述情况，本发明的目的在于提供一种环保水性油墨、环保型高强度减震瓦楞纸箱及其制作方法，可有效解决以上问题。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种环保型水性油墨，由包括以下重量份的原料制成：

环氧-丙烯酸树脂25-35份、

氟硅改性丙烯酸酯乳液10-15份、

羟基纤维素5-8份、

着色剂10-30份、

纳米碳酸钙5-20份、

二氧化铈1-3份、

丁基溶纤剂0-11份、

三乙醇胺5-10份、

消泡剂0.5-0.8份、

六聚偏磷酸钠0.5-1.0份、

甲氧苄氨嘧啶0.5-1.1份、

助剂0.5-1.5份、

去离子水15-25份、

异丙醇3-5份。

优选地，所述环保型水性油墨由包括以下重量份的原料制成：

环氧-丙烯酸树脂30份、

氟硅改性丙烯酸酯乳液10份、

羟基纤维素5份、

着色剂15份、

纳米碳酸钙10份、

二氧化铈1份、

丁基溶纤剂11份、

三乙醇胺5份、

消泡剂0.8份、

六聚偏磷酸钠0.5份、

甲氧苄氨嘧啶1.1份、

助剂1.5份、

去离子水20份、

异丙醇3份。

优选地，所述二氧化铈的纯度为99.9-99.99％，密度为7.13-7.15g/cm³。

其中，所述助剂的制备工艺包括以下步骤：

步骤一、在n2气氛下将纳米二氧化钛加入到水中搅拌，升温至55-65℃后加入氨水，然后滴加硅烷偶联剂kh550，在n2气氛下恒温2-4h小时，过滤、洗涤、干燥，得到预备料；

步骤二、在n2气氛下，将预备料、氨基甲酸酯类杀菌剂、戊二醛加入到水中搅拌均匀后，升温至50-60℃，恒温2-3.5h，过滤、干燥，得到中间料；

步骤三、将中间料分散到酒精溶液中，然后加入正硅酸乙酯继续滴加氨水后，在室温下反应2-4h，过滤、干燥，得到助剂。

本发明还提供一种环保型高强度抗压彩盒，所述环保型高强度抗压彩盒表面采用上述环保型水性油墨印刷有图案和/或文字。该彩盒的结构依次包括防水纸板、瓦楞纸和阻燃纸板。

优选地，瓦楞纸为瓦楞板连续折叠的均匀波纹型结构。

本发明还提供一种所述的环保型高强度抗压彩盒的制作方法，包括下列步骤：

步骤一、水性油墨的制备：

a、按重量份称取各原料；然后将着色剂、二氧化铈、纳米碳酸钙、去离子水混合并搅拌均匀，得到混合体；

b、将环氧-丙烯酸树脂、氟硅改性丙烯酸酯乳液加入到步骤a中的混合体内，缓慢搅拌均匀，然后加入六聚偏磷酸钠、甲氧苄氨嘧啶、助剂、异丙醇、羟基纤维素、丁基溶纤剂、三乙醇胺、消泡剂搅拌0.5-1.5h，得到水性油墨；

步骤二、环保型高强度抗压彩盒的制作：

a、对纸板和瓦楞纸进行切割，得到成型彩盒需要的原料；将瓦楞纸折弯成波纹型结构；

b、在两个纸板外分别涂覆防水层和阻燃层，制得防水纸板和阻燃纸板，通过涂胶设备对瓦楞纸表面进行涂胶，然后将涂胶后的瓦楞纸分别与防水纸板和阻燃纸板粘合，通过纸盒成型设备将粘合后的多层纸板加工为纸盒。

其中，在瓦楞纸的波纹型结构中，波纹结构的波峰与波谷之间的空隙内填充玻璃纤维。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明的环保水性油墨通过精选原料组成，并优化各原料含量，其中的稀土元素不仅能够阻燃，还能够提高油墨的强度，将纳米二氧化钛通过特定方法制得的助剂，使油墨能够长期有效的发挥杀菌、防腐作用，提高彩盒在潮湿环境的使用性能。

本发明配方中的纳米碳酸钙、二氧化铈和助剂的选择使用，使油墨具有较强的韧性与抗机械摩擦性能，能用来解决普通水性油墨因为韧性差而导致的失光或脱落的问题，为水性油墨产品提供周全的保护和良好的装饰效果。通过使用助剂，提高了油墨的粗糙度，提高了水性油墨的耐久性；本发明在合理的配方设计的基础上，通过简单的制备方法制得水性油墨产品，防腐抗菌效果好，制备过程简单，易于产业化，而且具有高硬度、防水性能好，不易脱落，可以有效减少环境污染，且使用寿命长。

制得的环保水性油墨比水性油墨的印刷膜残留率大很多，即附着力更大，耐水性更好，使用过程中瓦楞纸箱表面的图案和/或文字不容易模糊或掉落，可保证美观和使用体验。本发明将彩盒中间层的瓦楞纸折叠成波纹结构，提高了中间层结构的稳定性，减少瓦楞纸在受到撞击发生变形而使瓦楞纸内部的瓦楞结构受损，同时，波纹型结构中，波峰与波谷之间的空隙内填充玻璃纤维，可以增加中间层纵向和横向的承压能力，即可起到提高彩盒抗压能力的作用。

附图说明

图1为本发明实施例中的环保型高强度抗压彩盒的纸板内部结构示意图。

图中：1-防水纸板，2-玻璃纤维，3-瓦楞纸，4-阻燃纸板。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。

下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。

实施例1：

一种环保型水性油墨，由包括以下重量份的原料制成：

环氧-丙烯酸树脂28份、

氟硅改性丙烯酸酯乳液12份、

羟基纤维素7份、

着色剂10份、

纳米碳酸钙20份、

二氧化铈2份、

丁基溶纤剂10份、

三乙醇胺10份、

消泡剂0.5份、

六聚偏磷酸钠0.6份、

甲氧苄氨嘧啶0.5份、

助剂1.2份、

去离子水15份、

异丙醇5份。

本实施例的二氧化铈的纯度为99.9-99.99％，密度为7.13-7.15g/cm³。

本实施例的助剂的制备工艺包括以下步骤：

步骤一、在n2气氛下将纳米二氧化钛加入到水中搅拌，升温至60℃后加入氨水，然后滴加硅烷偶联剂kh550，在n2气氛下恒温4h小时，过滤、洗涤、干燥，得到预备料；

步骤二、在n2气氛下，将预备料、氨基甲酸酯类杀菌剂、戊二醛加入到水中搅拌均匀后，升温至58℃，恒温2.5h，过滤、干燥，得到中间料；

步骤三、将中间料分散到酒精溶液中，然后加入正硅酸乙酯继续滴加氨水后，在室温下反应2-4h，过滤、干燥，得到助剂。

本实施例还提供一种环保型高强度抗压彩盒，所述环保型高强度抗压彩盒表面采用上述环保型水性油墨印刷有图案和/或文字。该彩盒的结构依次包括防水纸板、瓦楞纸和阻燃纸板。

本实施例的瓦楞纸为瓦楞板连续折叠的均匀波纹型结构。

本实施例还提供一种所述的环保型高强度抗压彩盒的制作方法，包括下列步骤：

步骤一、水性油墨的制备：

a、按重量份称取各原料；然后将着色剂、二氧化铈、纳米碳酸钙、去离子水混合并搅拌均匀，得到混合体；

b、将环氧-丙烯酸树脂、氟硅改性丙烯酸酯乳液加入到步骤a中的混合体内，缓慢搅拌均匀，然后加入六聚偏磷酸钠、甲氧苄氨嘧啶、助剂、异丙醇、羟基纤维素、丁基溶纤剂、三乙醇胺、消泡剂搅拌1.5h，得到水性油墨；

步骤二、环保型高强度抗压彩盒的制作：

a、对纸板和瓦楞纸进行切割，得到成型彩盒需要的原料；将瓦楞纸折弯成波纹型结构；

b、在两个纸板外分别涂覆防水层和阻燃层，制得防水纸板和阻燃纸板，通过涂胶设备对瓦楞纸表面进行涂胶，然后将涂胶后的瓦楞纸分别与防水纸板和阻燃纸板粘合，通过纸盒成型设备将粘合后的多层纸板加工为纸盒。

其中，在瓦楞纸的波纹型结构中，波纹结构的波峰与波谷之间的空隙内填充玻璃纤维。

实施例2：

一种环保型水性油墨，由包括以下重量份的原料制成：

环氧-丙烯酸树脂35份、

氟硅改性丙烯酸酯乳液11份、

羟基纤维素8份、

着色剂20份、

纳米碳酸钙15份、

二氧化铈3份、

丁基溶纤剂5份、

三乙醇胺8份、

消泡剂0.6份、

六聚偏磷酸钠0.7份、

甲氧苄氨嘧啶0.9份、

助剂0.5份、

去离子水22份、

异丙醇3份。

本实施例的二氧化铈的纯度为99.9-99.99％，密度为7.13-7.15g/cm³。

本实施例的助剂的制备工艺包括以下步骤：

步骤一、在n2气氛下将纳米二氧化钛加入到水中搅拌，升温至55℃后加入氨水，然后滴加硅烷偶联剂kh550，在n2气氛下恒温3h小时，过滤、洗涤、干燥，得到预备料；

步骤二、在n2气氛下，将预备料、氨基甲酸酯类杀菌剂、戊二醛加入到水中搅拌均匀后，升温至60℃，恒温2h，过滤、干燥，得到中间料；

步骤三、将中间料分散到酒精溶液中，然后加入正硅酸乙酯继续滴加氨水后，在室温下反应2-4h，过滤、干燥，得到助剂。

本实施例还提供一种环保型高强度抗压彩盒，所述环保型高强度抗压彩盒表面采用上述环保型水性油墨印刷有图案和/或文字。该彩盒的结构依次包括防水纸板、瓦楞纸和阻燃纸板。

本实施例的瓦楞纸为瓦楞板连续折叠的均匀波纹型结构。

本实施例还提供一种所述的环保型高强度抗压彩盒的制作方法，包括下列步骤：

步骤一、水性油墨的制备：

a、按重量份称取各原料；然后将着色剂、二氧化铈、纳米碳酸钙、去离子水混合并搅拌均匀，得到混合体；

b、将环氧-丙烯酸树脂、氟硅改性丙烯酸酯乳液加入到步骤a中的混合体内，缓慢搅拌均匀，然后加入六聚偏磷酸钠、甲氧苄氨嘧啶、助剂、异丙醇、羟基纤维素、丁基溶纤剂、三乙醇胺、消泡剂搅拌1h，得到水性油墨；

步骤二、环保型高强度抗压彩盒的制作：

a、对纸板和瓦楞纸进行切割，得到成型彩盒需要的原料；将瓦楞纸折弯成波纹型结构；

b、在两个纸板外分别涂覆防水层和阻燃层，制得防水纸板和阻燃纸板，通过涂胶设备对瓦楞纸表面进行涂胶，然后将涂胶后的瓦楞纸分别与防水纸板和阻燃纸板粘合，通过纸盒成型设备将粘合后的多层纸板加工为纸盒。

其中，在瓦楞纸的波纹型结构中，波纹结构的波峰与波谷之间的空隙内填充玻璃纤维。

实施例3：

一种环保型水性油墨，由包括以下重量份的原料制成：

环氧-丙烯酸树脂25份、

氟硅改性丙烯酸酯乳液15份、

羟基纤维素6份、

着色剂30份、

纳米碳酸钙5份、

二氧化铈2.5份、

三乙醇胺6份、

消泡剂0.7份、

六聚偏磷酸钠1.0份、

甲氧苄氨嘧啶1.0份、

助剂1.0份、

去离子水25份、

异丙醇4份。

本实施例的二氧化铈的纯度为99.9-99.99％，密度为7.13-7.15g/cm³。

本实施例的助剂的制备工艺包括以下步骤：

步骤一、在n2气氛下将纳米二氧化钛加入到水中搅拌，升温至65℃后加入氨水，然后滴加硅烷偶联剂kh550，在n2气氛下恒温2h小时，过滤、洗涤、干燥，得到预备料；

步骤二、在n2气氛下，将预备料、氨基甲酸酯类杀菌剂、戊二醛加入到水中搅拌均匀后，升温至50℃，恒温3h，过滤、干燥，得到中间料；

步骤三、将中间料分散到酒精溶液中，然后加入正硅酸乙酯继续滴加氨水后，在室温下反应2-4h，过滤、干燥，得到助剂。

本实施例还提供一种环保型高强度抗压彩盒，所述环保型高强度抗压彩盒表面采用上述环保型水性油墨印刷有图案和/或文字。该彩盒的结构依次包括防水纸板、瓦楞纸和阻燃纸板。

本实施例的瓦楞纸为瓦楞板连续折叠的均匀波纹型结构。

本实施例还提供一种所述的环保型高强度抗压彩盒的制作方法，包括下列步骤：

步骤一、水性油墨的制备：

a、按重量份称取各原料；然后将着色剂、二氧化铈、纳米碳酸钙、去离子水混合并搅拌均匀，得到混合体；

b、将环氧-丙烯酸树脂、氟硅改性丙烯酸酯乳液加入到步骤a中的混合体内，缓慢搅拌均匀，然后加入六聚偏磷酸钠、甲氧苄氨嘧啶、助剂、异丙醇、羟基纤维素、三乙醇胺、消泡剂搅拌30min，得到水性油墨；

步骤二、环保型高强度抗压彩盒的制作：

a、对纸板和瓦楞纸进行切割，得到成型彩盒需要的原料；将瓦楞纸折弯成波纹型结构；

b、在两个纸板外分别涂覆防水层和阻燃层，制得防水纸板和阻燃纸板，通过涂胶设备对瓦楞纸表面进行涂胶，然后将涂胶后的瓦楞纸分别与防水纸板和阻燃纸板粘合，通过纸盒成型设备将粘合后的多层纸板加工为纸盒。

其中，在瓦楞纸的波纹型结构中，波纹结构的波峰与波谷之间的空隙内填充玻璃纤维。

实施例4：

一种环保型水性油墨，由包括以下重量份的原料制成：

环氧-丙烯酸树脂30份、

氟硅改性丙烯酸酯乳液10份、

羟基纤维素5份、

着色剂15份、

纳米碳酸钙10份、

二氧化铈1份、

丁基溶纤剂11份、

三乙醇胺5份、

消泡剂0.8份、

六聚偏磷酸钠0.5份、

甲氧苄氨嘧啶1.1份、

助剂1.5份、

去离子水20份、

异丙醇3份。

本实施例的二氧化铈的纯度为99.9-99.99％，密度为7.13-7.15g/cm³。

本实施例的助剂的制备工艺包括以下步骤：

步骤一、在n2气氛下将纳米二氧化钛加入到水中搅拌，升温至63℃后加入氨水，然后滴加硅烷偶联剂kh550，在n2气氛下恒温2.5h小时，过滤、洗涤、干燥，得到预备料；

步骤二、在n2气氛下，将预备料、氨基甲酸酯类杀菌剂、戊二醛加入到水中搅拌均匀后，升温至55℃，恒温3.5h，过滤、干燥，得到中间料；

步骤三、将中间料分散到酒精溶液中，然后加入正硅酸乙酯继续滴加氨水后，在室温下反应2-4h，过滤、干燥，得到助剂。

本实施例还提供一种环保型高强度抗压彩盒，所述环保型高强度抗压彩盒表面采用上述环保型水性油墨印刷有图案和/或文字。该彩盒的结构依次包括防水纸板、瓦楞纸和阻燃纸板。

本实施例的瓦楞纸为瓦楞板连续折叠的均匀波纹型结构。

本实施例还提供一种所述的环保型高强度抗压彩盒的制作方法，包括下列步骤：

步骤一、水性油墨的制备：

a、按重量份称取各原料；然后将着色剂、二氧化铈、纳米碳酸钙、去离子水混合并搅拌均匀，得到混合体；

b、将环氧-丙烯酸树脂、氟硅改性丙烯酸酯乳液加入到步骤a中的混合体内，缓慢搅拌均匀，然后加入六聚偏磷酸钠、甲氧苄氨嘧啶、助剂、异丙醇、羟基纤维素、丁基溶纤剂、三乙醇胺、消泡剂搅拌1.5h，得到水性油墨；

步骤二、环保型高强度抗压彩盒的制作：

a、对纸板和瓦楞纸进行切割，得到成型彩盒需要的原料；将瓦楞纸折弯成波纹型结构；

b、在两个纸板外分别涂覆防水层和阻燃层，制得防水纸板和阻燃纸板，通过涂胶设备对瓦楞纸表面进行涂胶，然后将涂胶后的瓦楞纸分别与防水纸板和阻燃纸板粘合，通过纸盒成型设备将粘合后的多层纸板加工为纸盒。

其中，在瓦楞纸的波纹型结构中，波纹结构的波峰与波谷之间的空隙内填充玻璃纤维。

对本发明实施例1至实施例4得到的环保型水性油墨以及普通水性油墨进行环保性能测试，符合国家对于水性油墨的环保要求，铅、汞、镉、六价铬的总含量小于100mg/kg。

对本发明实施例1至实施例4得到的环保型高强度抗压彩盒以及普通彩盒进行性能测试，测试结果如表1所示。

表1

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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