CN101818005B - 一种防菌抑菌uv胶印油墨 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防菌抑菌的UV胶印油墨，所述防菌抑菌的UV胶印油墨含有重量百分比为0.0005％-6％的植物挥发油。本发明通过将抗菌抑菌的植物挥发油添加到UV胶印油墨，并对UV胶印油墨的配方进行了适应性改进，提出了防菌抑菌的UV胶印油墨。该UV胶印油墨特别适合于印刷有环保要求的制品，例如：与人体接触(化妆品、纸巾、衣物、书籍报刊、说明书等)的包装印刷品，与食品(食物、酒、烟、保健品等)包装的印刷品，与药品接触的包装印刷品、不干胶商标的印刷品等。

Description

一种防菌抑菌UV胶印油墨

技术领域

本发明涉及印刷油墨领域，具体的说，涉及一种防菌抑菌的UV胶印油墨。

背景技术

日常生活中，人们大量使用印刷制品，如食品袋、食品容器，卫生纸巾、餐巾纸、食品摆放纸，内衣包装袋，药品袋、药品容器等；也大量接触报纸、杂志、书籍印刷品等。这些可能与人体直接接触的物品大多印刷有图案、广告或文字等。

UV胶印油墨是通过紫外线辐射作用，依靠光引发剂吸收辐射能后形成的自由基或者阳离子，引发单体和齐聚物发生聚合、交联和接枝反应，形成交联的立体网状结构的高分子聚合物而实现干燥固化的。大多数的UV胶印油墨是由不饱和树脂、丙烯酸脂单体、光引发剂、填料、以及有机颜料所组成。由于UV胶印油墨具有传统油性油墨无法比拟的优势，已越来越引起印刷行业的普遍重视，被广泛用于烟包、酒包、化妆品包装、药品包装、不干胶商标等多方领域。

传统UV胶印油墨在生产和储存过程中，有可能被生产原料带入的、生产设备污染的、因储存不当而被外界引入的微生物，以及印刷品成品被外界引入的微生物而污染，这些微生物一旦在有营养成分环境及在适宜的温度和湿度下，很容易滋生、繁殖。微生物一般是指细菌、霉菌、和酵母等，广义来说，还包括病毒、藻类、和原生动物等。这些自然界中的微生物有很多，例如：极毛杆菌、大肠杆菌9d，大肠杆菌B5、孔雀肺炎球菌、金葡菌、酵母菌、链球菌、伤寒杆菌、变形杆菌等等。微生物极毛杆菌繁殖后，油墨的pH迅速下降，促进更多微生物的大量繁殖，形成污泥和残渣沉淀。不仅破坏了油墨、墨膜；而且也严重污染了印刷品。

随着社会的进步，人们对生活质量、人身健康的要求也越来越高。减少与病菌/病毒的接触，避免病菌/病毒的侵害已经是人们对文明社会的普遍要求。因此，解决UV胶印油墨的抗菌性、抑菌性就显得更有意义，和更为迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗菌抑菌的UV胶印油墨，其不仅可以使油墨免受微生物的侵害腐蚀，而且还可以使印刷品免受微生物的侵害污染。从而达到保护与之相接触的食品，药品，衣物及人体。

为实现上述目的，本发明提供一种具有防菌抑菌功能的UV胶印油墨。所述抗菌抑菌UV胶印油墨含有重量百分比为0.0005％-6％的植物挥发油。这种植物挥发油具有较强的抗菌、抑菌的作用。这种植物挥发油是从芳香植物或者草本的根、树皮、茎叶、花、果实、或者种子中提取的油脂状物质。不同来源的植物挥发油具有不同的抗菌谱。对细菌、真菌、病毒、原核生物、昆虫都具有一定的抑制作用。

本发明所述的防菌抑菌功能UV胶印油墨包括以下组分：着色剂、聚酯丙烯酸树脂连接料、丙烯酸酯单体、光引发剂、阻聚剂、植物挥发油以及填料，其重量百分比为：

着色剂：               8％-18％；

聚酯丙烯酸树脂连接料： 30％-56％；

丙烯酸酯单体：         10％-25％；

光引发剂：             5％-10％；

阻聚剂：               0.5％-3％；

植物挥发油：           0.0005％-6％；

填料：                 5％-20％。

所述UV胶印油墨还包括流平剂、消泡剂、分散剂、润湿剂、平滑剂中的一种或者多种，其重量百分比为0.2％-5％。

所述的着色剂包括有机颜料，包括炭黑、钛白的无机颜料中的一种或者多种，优选有机颜料、炭黑、钛白中的一种或多种，各种颜料的比例的混合是根据颜色的需要而定的。

所述的聚酯丙烯酸树脂连接料是可以进行紫外光固化的丙烯酸类树脂，包括环氧丙烯酸树脂、多元醇改性环氧丙烯酸树脂、脂肪酸改性环氧丙烯酸树脂、环氧大豆油丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸聚氨酯树脂、聚醚改性丙烯酸聚氨酯树脂、脂肪酸改性丙烯酸聚氨酯树脂等树脂中的一种或者多种。

所述的丙烯酸酯单体可以是单官能团丙烯酸酯单体、多官能团丙烯酸酯单体、单官能团甲基丙烯酸酯单体、多官能团甲基丙烯酸酯单体、水分散性丙烯酸酯单体等单体中的一种或者多种。例如：乙氧化羟乙基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、丙氧基化甲基丙烯酸烯丙酯、乙氧化羟乙基丙烯酸酯、环己烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、烷氧化己二醇二丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等。

所述的光引发剂包括裂解型自由基光引发剂，可以是偶酰缩酮衍生物、酰基膦氧化物、胺烷基苯酮中的一种或者多种。例如：2，4，6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)、4-甲基苯硫基二苯甲酮(BMS)、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮中的一种或者多种。光引发剂在油墨中的重量百分数范围是：5％-10％，比较优化的重量百分数范围是：6％-7％。

所述的填料可以是碳酸钙、二氧化硅等中的一种或者两种。

所述的阻聚剂可以是对甲氧基苯酚，对苯二酚，双酚类阻聚剂中的一种或多种，如对苯醌，酚噻嗪，β-苯基萘胺，对叔丁基邻苯二酚，亚甲基蓝等。阻聚剂在油墨中的的重量百分数是：0.5％-3％，比较优化的的重量百分数范围是：0.5％-1％。

所述的植物挥发油为一种或者数种植物挥发油。这种植物挥发油中含有萜类、醇类、酚类、醛类及其酮类、醚类、有机酸类。它们是从芳香植物或者草本的根、树皮、茎叶、花、果实、或者种子中提取的油脂状物质。这些植物有：滇黄苓、广霍香、滇黄精、山鸡椒、肉桂、山苍子、榄李、连翘、麻黄、细辛、苦参、甘草、厚朴、丁香、花椒、柚、高良姜、乌梅、马蹄、苦瓜、银杏、板蓝、高粱、燕麦、苦皮藤、茵陈蒿、三叶草、刺桐、玉米、竹、柑桔、长生花、红树、柠檬草、百里、丁子香等。它们的挥发油是：东紫苏挥发油、金丝桃挥发油、花椒挥发油、青木香挥发油、高良姜挥发油、胡柚皮挥发油、毛两面针挥发油、山苍子叶挥发油、香芝麻蒿挥发油、川桂叶挥发油、杨叶木姜子挥发油、玫瑰挥发油、胡椒挥发油、川椒挥发油、天竺葵挥发油、牛至挥发油、香薷挥发油、紫苏挥发油、鱼腥草挥发油、大蒜挥发油。植物挥发油都是来自于自然界中的不同植物，它们都可以从药材市场、农贸市场、林材市场购到，也可以在野外的山区、田野、草原得到。通过加工粉碎，捣烂，加水，采用水蒸汽蒸馏法提取。也可以用石油醚萃取而得植物挥发油。目前市场上也有不少植物挥发油卖。

一般来说，植物挥发油的组成成分、结构及功能性基团决定了它们的抗菌能力的大小。挥发油中所含有的萜类、醇类、酚类赋予了挥发油具有较强的抗菌抑菌的能力。例如东紫苏挥发油、金丝桃挥发油、花椒挥发油、青木香挥发油、高良姜挥发油、胡柚皮挥发油、毛两面针挥发油、山苍子叶挥发油、香芝麻蒿挥发油等对白色念珠菌、绿浓杆菌和大肠杆菌、金色葡萄球菌等细菌和石膏样毛癣菌、红色毛癣菌等皮肤致病菌和霉菌具有一定的抑制作用。川桂叶挥发油、杨叶木姜子也挥发油、玫瑰挥发油、胡椒挥发油、川椒挥发油、天竺葵挥发油对念珠菌、金黄色葡萄球菌、变形杆菌、表皮葡萄球菌、大肠埃希氏菌等细菌和红色毛藓菌、石膏样毛藓菌等真菌具有一定的抗菌作用。牛至挥发油对引起肠炎的常见菌株具有较强的抑制作用和杀灭作用，同时对痢疾杆菌也有显著的抗菌作用；石香薷挥发油对金黄色葡球菌，表皮葡萄球菌、志贺氏痢疾杆菌、福氏痢疾杆菌、宋内氏痢疾杆菌、伤寒杆菌、鼠伤寒杆菌、变形杆菌等10余种菌种具有抑制生长作用。紫苏挥发油对红色毛藓菌、石膏样小孢子癣菌、絮状表皮癣具有较强的抑制作用；鱼腥草挥发油、野生东北刺人参茎对皮肤癣菌、金黄色葡球菌、肺炎球菌等细菌具有一定的抑制作用。

不同的植物挥发油对不同的菌种有不同的抗菌抑菌的作用，同一种植物挥发油的不同浓度对病原菌的抑制作用也不尽相同。香薷挥发油原液对金葡球标准珠、仔猪黄痢大肠杆菌9d、B₅，奶牛乳房炎酵母类真菌具有很强的抑制作用；但是，1％香薷挥发油乳剂则对两株大肠杆菌无作用，对金葡标准株具有中等抑制作用，对酵母类真菌具有较强的抑制作用。5.0％、2.5％和1.0％的大蒜油乳剂对两株大肠杆菌均未表现出抑制作用，而5.0％和2.5％大蒜油乳剂对金葡菌和酵母类真菌表现了很强的抑制作用，特别是5.0％的乳剂对酵母类真菌抑制作用极强。1.0％的大蒜油乳剂对金葡菌标准株无抑制作用，对酵母类真菌的抑制作用较强。有数据说明，大蒜挥发油对奶牛乳房炎链球菌、仔猪黄痢大肠杆菌B₅、奶牛乳房炎酵母类真菌、金葡萄菌标准株的最小抑菌浓度分别为：0.3125μl/ml、0.005μl/ml、0.625μl/ml、0.3125μl/ml。在油墨中的比例的重量百分比为0.0005％-6％；较优化的的重量百分比范围是：0.5％-2％。比较优化的品种是大蒜挥发油原液、香薷挥发油原液、川椒挥发油原液、高良姜挥发油原液中的一种或多种。

所述流平剂、消泡剂、分散剂、润湿剂、平滑剂可选择本领域常用的上述助剂。如：UV流平剂、UV分散剂、油墨专用消泡剂SP-800、油墨助剂SP-760。其重量百分比为0.2％-5％。

本发明所述抗菌抑菌UV胶印油墨的制备方法可以分为着色剂(有机颜料、无机颜料)的研磨；物料搅拌预分散和研磨细分散三个阶段。首先，是将着色剂与部份的聚酯丙烯酸脂及部份环氧丙烯酸脂，在一定的温度条件下，通过三辊机进行研磨。然后，再加入余下的聚酯丙烯酸脂、环氧丙烯酸脂，以及丙烯酸酯单体、偶酰缩酮衍生物、酰基膦氧化物等引发剂、阻聚剂、润湿剂、大蒜挥发油原液，以及二氧化硅、碳酸钙等填料，在高速打浆机中，经过一定时间的高速混合、分散、润湿后；物料最后被输送至三辊机，在一定的温度范围内，进行进一步的研磨至物料的粒径在5μ以下。即得产品。

本发明通过将抗菌抑菌的植物挥发油添加到UV胶印油墨，并对UV胶印油墨的配方进行了适应性改进，提出了防菌抑菌的UV胶印油墨。该UV胶印油墨特别适合于印刷有环保要求的制品，例如：与人体接触(化妆品、纸巾、衣物、书籍报刊、说明书等)的包装印刷品，与食品(食物、酒、烟、保健品等)包装的印刷品，与药品接触的包装印刷品、不干胶商标的印刷品等。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。如无特别指明，实施例中的原料均为市购。

其中，大蒜挥发油原液按以下方法制备：取无霉烂的大蒜，去皮，加入1倍体积的水，均质机破碎至0.1mm的粒度；随后用压榨机压榨得到大蒜汁和大蒜渣；向大蒜汁中加入6倍体积的正己烷，在30℃萃取3h；将萃取得到的有机相采用1500Da的有机膜，在压力0.5Mpa，温度30℃的条件下过滤，收集滤液；最后将滤液在30℃低温浓缩4h，得到大蒜挥发油原液。

香薷挥发油原液按以下方法制备：取干燥的香薷坚果放入压榨机中，用机械法榨油，然后，将所得到的油分别用1倍体积和0.5倍体积的正己烷萃取两次，每次30分钟，过滤去渣，分馏除去正己烷，得到香薷挥发油原液。

川椒挥发油原液按以下方法制备：取川椒，干燥，机械破碎至粒度为0.5mm，用1倍体积的石油醚浸泡20小时，过滤，收集滤液，分馏，得到川椒挥发油原液。

高良姜挥发油原液按以下方法制备：取高良姜，加入1倍体积的水，均质机破碎至0.1mm的粒度；随后用压榨机压榨得到高良姜汁和高良姜渣；然后取高良姜汁采用水蒸汽蒸馏法提取，冷凝，将得到的挥发油用石油醚萃取三次，分离而得植物挥发油。

实施例1

1.备料：以表1中所示的各组分的重量百分比配料：

表1

其中，聚酯改性丙烯酸聚氨酯UV树脂为自制，具体制备过程包括：1)在四口烧瓶中加入计量的己二酸、三羟甲基丙烷及二甘醇，开始升温。升温过程中逐渐出水，搅拌至粉体全部熔解。当温度升至160℃左右时(约2h左右)，加入抗氧剂、通氮气，并从冷凝管上部加入回流二甲苯。逐渐升温至190～195℃，保温6～8h，再停止加热，关氮气。开始抽真空，1h后出料，得到端羟基聚酯(PE)。2)将甲苯二异氰酸酯加入四口烧瓶中，用少量复合有机酸调节pH值到4～5，缓慢升温到40℃。开始滴加聚酯与催化剂的混合物，约1h加完，滴加过程中温度维持在40～50℃。滴加完后升温至(68±2)℃，保温1h，降温到60℃。开始滴加丙烯酸羟丙酯、催化剂、阻聚剂的混合物，在60℃用1～1.5h加完，然后保温1h。升温至(88±2)℃，加入封端剂，反应0.5h，降温出料，得到树脂。

以上述1#实验为例，按以下方法制备胶印油墨：

(1)将15份的有机颜料洋红与8份自制的聚酯改性丙烯酸聚氨酯UV树脂，4份的多元醇改性环氧丙烯酸脂，通过三辊机研磨至细，控制反应温度。

(2)加入8份的聚酯丙烯酸聚氨酯树脂，12份的多元醇改性环氧丙烯酸脂，10份的丙氧基化甲基丙烯酸烯丙酯，及3份的偶酰缩酮衍生物、2份的酰基膦氧化物、0.5份的双酚类阻聚剂、5份二氧化硅、0.25份阴离子润湿剂、0.5份大蒜挥发油原液，经过45-60分钟的高速混合、分散、润湿。

(3)然后用三辊机将物料研磨至粒径(主要是有机颜料)在5μ以下，控制反应温度。即得产品。

(4)用高速雕刻凹印机印刷，速率为8000-10000张/小时，印好后的纸张在紫外高压汞灯照射下印品表面干燥。线条光滑，图像饱满印记附着好。印品具有较好的抑菌的作用，抑菌(大肠杆菌)圈直径可以达到2mm。

其他实验组参照上述步骤分别制备出各实验组的产品，抑菌(大肠杆菌)圈直径分别可以达到5mm、7mm、8.5mm和10mm。

实施例2

以表2中所示的各组分的重量百分比配料：

表2

其中，丙烯酸酯改性聚氨酯树脂为自制，具体的制备过程包括：称取一定量的聚碳酸酯己二醇酯，放入四口瓶中，真空脱水。然后，分别加入一定量的二羟基丙酸、丙酮、DBT等，滴加甲苯二异氰酸酯，控制反应温度不高于80度，反应3小时，降温，加入定量的HEA，，在70-75度反应1.5小时；降温到40度，加入定量的甲基丙烯酸甲酯、三乙醇胺，搅拌半小时；将反应混合物分散于水中；把引发剂加入到上述分散液中，在80度左右自由基聚合3.5小时，将此液体放入蒸馏器中，蒸出丙酮，得到丙烯酸酯改性聚氨酯。

2.制备过程：

按上述1#实验的步骤，制备胶印油墨：

用高速雕刻凹印机印刷，速率为10000张/小时，印好后的纸张在紫外高压汞灯照射下印品表面干燥。线条光滑，图像饱满印记附着好。印品具有较好的抑菌的作用，抑菌(大肠杆菌)圈直径分别可以达到3mm、2mm、5mm和10mm。

Claims (5)

1.一种防菌抑菌的UV胶印油墨，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：

以及流平剂、消泡剂、分散剂、润湿剂、平滑剂中的一种或者多种，其重量百分比为0.2％-5％，其中所述植物挥发油选自下述一种或多种：大蒜挥发油原液、香薷挥发油原液、川椒挥发油原液、高良姜挥发油原液。

2.如权利要求1所述的UV胶印油墨，其特征在于，所述的丙烯酸酯单体是单官能团丙烯酸酯单体、多官能团丙烯酸酯单体、单官能团甲基丙烯酸酯单体、多官能团甲基丙烯酸酯单体、水分散性丙烯酸酯单体中的一种或者多种。

3.如权利要求1所述的UV胶印油墨，其特征在于，所述的光引发剂是包括偶酰缩酮衍生物、酰基膦氧化物、胺烷基苯酮的裂解型自由基光引发剂中的一种或者多种。

4.如权利要求1所述的UV胶印油墨，其特征在于，所述的阻聚剂是对甲氧基苯酚，对苯二酚，双酚类阻聚剂中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的UV胶印油墨，其特征在于，所述光引发剂的重量百分比是6％-7％；所述的阻聚剂的重量百分比是0.5％-1％；所述植物挥发油的重量百分比是0.5％-2％。