CN101538432B - 一种抗菌型水性油墨及其制备方法 - Google Patents
一种抗菌型水性油墨及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于儿童用品包装印刷制品的抗菌型水性油墨及其制备方法。先按设定的重量百分比，将部分水性树脂分散体、胺稳定剂、助溶剂、杀菌剂、去离子水、消泡剂混合搅拌均匀后，加入颜料，以500～1200rpm的转速进行分散，制得均匀水性分散浆体；再将步骤A得的水性分散浆体用泵输入砂磨机中，细度小于或等于10μm后停止研磨，然后加入剩余水性树脂分散体、润湿剂和流变改性剂，搅拌至分散混合均匀，调节粘度后，制得抗菌型水性油墨。通过本发明方法制得的抗菌型水性油墨对各种包装基材或纺织品附着力好，漆膜丰满、具有一定柔韧性，低气味、极低VOC、不含PAE、无重金属，具有很好的抗菌、防霉功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种水性油墨，尤其涉及一种用于儿童用品包装印刷制品的抗菌型水性油墨。
本发明还涉及上述抗菌型水性油墨的制备方法。
背景技术
“玩具召回”事件所引发的儿童用品环保健康话题不断升温，也使得公众更加关注关系到儿童健康的食品、饮品、药品、服装、书画、玩具等产品及包装的质量和安全。目前，我国尚未针对儿童用品及包装印刷油墨制定和出台相应的标准和法规。另外，国内儿童用品包装印刷油墨市场并不成熟，专业化程度不够，不断造成儿童用品中毒事件发生。采用环保的儿童水性油墨，给孩子一个阳光健康的成长环境，应该成为产业、企业必须遵守的规则。相比其他油墨，儿童水性油墨是要求最为严格的。
以前儿童用品包装印刷大多采用传统的溶剂墨(俗称油墨)会对人体健康、环境产生危害，比如挥发性有机化合物(VOC)会使人出现头痛、恶心、咽喉痛、哮喘等病症；而儿童水性油墨是以水为溶剂，对人体无危害、对环境无污染。铅对儿童健康产生潜在的危害，儿童的代谢功能尚未完善，解毒功能也未发育到能够应付进入体内的某些毒物的完善程度，保持敏感组织的生理屏障(如血脑屏障)成熟较晚，中枢神经系统也比较脆弱。因此，儿童对铅的敏感性比成人要高。铅在小儿肠道较易被吸收，一般成人的铅吸收率为10％，而儿童则高达53％。儿童软组织含有较多具有高生物活性的“可移动”的铅，这是急性毒副作用在机体内反应较强的原因；儿童对钙吸收多，也使铅容易在体内蓄积。
儿童包装印刷制品即使采用水性油墨，但还不能确保健康安全。因为在使用、存放过程中易产生霉菌、细菌和空气污染，对儿童的身体直接产生危害。目前都有抗菌材料(抗菌纺织品、抗菌纸等)出现，但人们对抗菌油墨的研究主要是通过杀菌剂来实现杀菌功能，主要用于人们家庭日常用品的包装印刷等，但对儿童深度接触的儿童食品、饮品、书画、服装来讲，使用杀菌剂不利于儿童身体健康的。因此开发具有抗菌功能又环保安全的儿童包装印刷制品抗菌油墨是非常必要的。
发明内容
本发明要解决的问题是为了克服上面所述的技术缺陷，提供一种具有抗菌功能的安全环保的水性油墨，本发明还提供了这种水性油墨的制备方法。
为了解决上面所述的技术问题，本发明采用如下的技术方案：
本发明一种用于儿童包装印刷制品的抗菌型水性油墨，包括以下组份及其重量百分比为：
水性树脂分散体 30～60％；
胺稳定剂 0.2～0.6％；
助溶剂 5～12％；
杀菌剂 0.5～5％；
去离子水 10～25％；
消泡剂 0.3～0.5％；
颜料或染料 10～25％；
润湿剂 0.2～0.5％；
流变改性剂 0.5～1.0％；
特殊功能添加剂 0～5％；
以上各组份之和为100％。
其中，所述的水性树脂分散体选用VOC含量≤80g的丙烯酸树脂溶液、丙烯酸聚合物乳液、聚氨酯树脂水性分散体的一种或其组合；所述的胺稳定剂为乙醇胺；所述的消泡剂为消泡剂A34或消泡剂810；所述的润湿剂为润湿剂140或润湿剂875；所述的流变改性剂包括流变改性剂3116；所述的助溶剂为异丙醇和/或乙醇；所述的杀菌剂为可食用的磺胺类杀菌剂；所述的颜料选用有机颜料、珠光颜料、金属颜料的一种或其组合。所选用的颜料要符合卫生安全标准(重金属不得超标)。其他助剂如润湿剂、流变改性剂等均选择零或低VOC、低气味、不含APE的产品。
所述的磺胺类杀菌剂为磺胺间二甲氧嘧啶(SDM)、磺胺二甲嘧啶(SM2)、甲氧苄氨嘧啶(TMP)、二甲氧氨嘧啶(DVD)、青霉素的一种或其组合。这类杀菌剂与具有抗菌防霉功能的纳米二氧化钛、负离子粉及其复合材料等共同组合来实现抗菌防霉功能。
所述的特殊功能添加剂为增滑剂、具有降低漆膜光泽的消光剂、提高漆膜硬度及抗划伤性能的抗划伤剂之一或其组合。
本发明还提供一种如上所述的用于儿童包装印刷制品的抗菌型水性油墨的制备方法，包括如下步骤：
A、制备水性分散浆体：按设定的重量百分比，将部分水性树脂分散体、胺稳定剂、助溶剂、杀菌剂、去离子水、消泡剂混合，以200～400rpm的转速搅拌均匀后，加入颜料，以800～1200rpm的转速进行分散，制得均匀水性分散浆体；
B、制成品：将步骤A得的水性分散浆体用泵输入砂磨机中，细度小于或等于10μm后停止研磨，然后加入剩余水性树脂分散体、润湿剂和流变改性剂，以500～800rpm的转速进行搅拌至分散混合均匀，调节粘度后，制得抗菌型水性油墨。
其中，A步骤所述的部分水性树脂分散体为丙烯酸树脂溶液，其重量占水性树脂分散体溶液总量的25～35％；B步骤所述的剩余水性树脂分散体为丙烯酸聚合物乳液，其重量占水性树脂分散体溶液总量的65～75％。
作为一种优选方案，在B步骤中加入设定重量百分比的特殊功能添加剂。
步骤B中的粘度范围为25℃时，涂4号杯粘度40～60秒。
通过上述方法制得的用于儿童包装印刷制品的水性油墨的性能检测方法：
(i)贮存稳定性测试方法：样品置于恒温烘箱内(温度控制在50±2℃)放置30天，或常温静置90天，观察是否出现浮色、沉淀或分水等，如无上述现象评为优秀。
(ii)挥发性有机物(VOC)和重金属测定：按照《室内装修装饰材料有害物质限量》GB 18582-2007标准执行。
(iii)抗菌防霉测试方法：将涂布有抗菌型水性油墨的基材(厚度1～3mm、预先进行消毒处理)裁剪成直径7mm的园型纸片，将其紧贴于表面涂有细菌皿上；将表面皿放置在37℃的恒温环境中，24h后，测量其产生的抑菌圈的直径，不仅得知其是否具有抗菌功能，还能大致估计其抗菌效果的好坏。一般抑菌圈直径大于10mm，就具备抗菌功能，抑菌圈越大，表明其抗菌效果越好。
(iv)抗菌型水性油墨其它性能与普通水性油墨性能检测方法相同。
通过本发明方法制备的抗菌环保水性油墨，漆膜丰满、具有一定柔韧性，低气味、极低VOC、不含PAE、无重金属，具有抗菌、防霉功能，对各种包装基材(如铜版纸、白卡纸、PE、PP、木制品)或纺织品附着力好，是一种安全环保的水性油墨，可广泛应用于儿童包装印刷制品。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1：用于包装印刷制品的白色水性油墨
原料名称 含量(％) 产地
1、丙烯酸树脂溶液BT-26 15.0 DSM
2、胺稳定剂 0.3 DOW
3、异丙醇 3.0
4、乙醇 7.0
5、嘧胺类杀菌剂(TMP∶SM2＝1∶5) 1.2 海川
6、去离子水 11.0
7、消泡剂A34 0.3 海川
8、钛白粉CR828 25.0 澳洲
9、润湿剂875 0.2 海川
10、丙烯酸聚合物乳液 35.0 DSM
11、蜡乳液E-842N 1.0 Keim
12、流变改性剂3116 1.0 海川
实施例2：水性黑色包装印刷油墨
原料名称 含量(％) 产地
1、丙烯酸树脂溶液HPD96 15.0 BASF
2、乙醇胺 0.5 DOW
3、异丙醇 4.0
4、乙醇 6.0
5、嘧胺类杀菌剂(TMP∶SM2＝1∶5) 1.0 海川
6、去离子水 15.5
7、消泡剂810 0.3 TeGo
8、碳黑(高色素) 15.0 Degussa
9、润湿剂140 0.2 海川
10、丙烯酸聚合物乳液 40.0 BASF
11、蜡乳液JONWAX26PE 2.0 BASF
12、流变改性剂3116 0.5 海川
按下述方法制备抗菌型水性包装印刷油墨：
(1)先将组份1加入分散容器中，在低速(200～400r/min)搅拌下慢慢加入组份2，调整pH值在8.5～9.5范围内，待树脂溶液完全形成清澈透明的胶体；
(2)按顺序依次加入组份3～7，并低速(200～400r/min)搅拌分散均匀后，慢慢加入组份8，高速分散(800～1200r/min)，制得均匀的水性分散浆体；
(3)将水性分散浆体用泵输入到砂磨机中，研磨至细度小于或等于10μm后停止砂磨；
(4)而后依次加入组份9～11，中速(500～800r/min)分散混合均匀；
(5)最后加入组份12调整合适的粘度(25℃，涂4号杯粘度40～60秒)，经检测合格后过滤包装。
上述两个实施例所制得的抗菌型水性油墨进行性能检测，表现出优良的性能和安全环保性能。具体性能如表1：
| 样品 | 细度(μm) | pH值 | VOC(g/L) | 储存稳定性(50±2℃，储30天) |
| 实施例1 | 10 | 9.1 | 48.8 | 优 |
| 实施例2 | 10 | 9.3 | 48.2 | 优 |
表1：抗菌型水性油墨的性能检测结果
以上两实施例的重金属含量都未检出。
两实施例的抗菌检测：选用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌进行测试，实验结果如下：
(1)实施例1试样贴附于涂有金黄色葡萄球菌的表面皿上，经24h后产生抑菌圈直径为：20～21mm；试样贴附于涂有大肠杆菌的表面皿上，经24h后产生抑菌圈直径为：21～22mm。
(2)实施例2试样贴附于涂有金黄色葡萄球菌的表面皿上，经24h后产生抑菌圈直径为：20～21mm；试样贴附于涂有大肠杆菌的表面皿上，经24h后产生抑菌圈直径为：22～23mm。
由抗菌检测结果可以看出，两实施例均具有优良的抗菌效果。
尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。
Claims (8)
1.一种用于儿童包装印刷制品的抗菌型水性油墨，其特征在于：包括以下组分及其重量百分比为：
水性树脂分散体 30～60％；
胺稳定剂 0.2～0.6％；
助溶剂 5～12％；
杀菌剂 0.5～5％；
去离子水 10～25％；
消泡剂 0.3～0.5％；
颜料或染料 10～25％；
润湿剂 0.2～0.5％；
流变改性剂 0.5～1.0％；
特殊功能添加剂 0～5％；
以上各组分之和为100％，其中所述的胺稳定剂为乙醇胺；所述的助溶剂为异丙醇和/或乙醇；所述的杀菌剂为可食用的磺胺类杀菌剂；所述的润湿剂为润湿剂140或润湿剂875；所述的流变改性剂包括流变改性剂3116；所述的特殊功能添加剂为增滑剂、具有降低漆膜光泽的消光剂、提高漆膜硬度及抗划伤性能的抗划伤剂之一或其组合。
2.如权利要求1所述的抗菌型水性油墨，其特征在于：所述的水性树脂分散体选用丙烯酸树脂溶液、丙烯酸聚合物乳液、聚氨酯树脂水性分散体的一种或其组合；所述的消泡剂为消泡剂A34或消泡剂810；所述的颜料选用有机颜料、珠光颜料、金属颜料的一种或其组合。
3.如权利要求1所述的抗菌型水性油墨，其特征在于：所述的磺胺类杀菌剂为磺胺间二甲氧嘧啶、磺胺二甲嘧啶、甲氧苄氨嘧啶、二甲氧苄氨嘧啶、青霉素的一种或其组合。
4.一种如权利要求1-3所述的用于儿童包装印刷制品的抗菌型水性油墨的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、制备水性分散浆体：按设定的重量百分比，将部分水性树脂分散体、胺稳定剂、助溶剂、杀菌剂、去离子水、消泡剂混合，以200～400rpm的转速搅拌均匀后，加入颜料，以800～1200rpm的转速进行分散，制得均匀水性分散浆体；
B、制成品：把步骤A得的水性分散浆体用泵输入砂磨机中，细度小于或等于10μm后停止研磨，然后加入剩余水性树脂分散体、润湿剂和流变改性剂，以500～800rpm的转速进行搅拌至分散混合均匀，调节粘度后，制得抗菌型水性油墨。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：A步骤所述的部分水性树脂分散体为丙烯酸树脂溶液，其重量占水性树脂分散体溶液总量的25～35％。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：B步骤所述的剩余水性树脂分散体为丙烯酸聚合物乳液，其重量占水性树脂分散体溶液总量的65～75％。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在B步骤中加入设定重量百分比的特殊功能添加剂。
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤B中的粘度范围为25℃时，涂4号杯粘度40～60秒。
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