CN103725103A - 一种时间-温度指示剂油墨 - Google Patents

Abstract

本发明涉及时间-温度指示剂技术领域和印刷油墨技术领域，具体地说是一种通过印刷在不干胶纸上的指示色随时间-温度变化而逐渐褪色，用来指示食品或药品质量变化的时间-温度指示剂油墨。时间-温度指示剂油墨的主要成分为天然色素、连结剂和助剂。利用该油墨印刷出的指示色因化学不稳定分解而随时间-温度的积累而逐渐褪色。通过研究褪色变化的规律，通过与耐储食品或药品质量变化速度匹配，贴于外包装上。随着储存时间的增加，通过对比指示色与普通油墨印刷的标准色的深浅，可判断耐储食品或药品的质量变化，指示是否适宜使用，并预测剩余储藏期，提高经济效益并确保安全。

Description

一种时间-温度指示剂油墨

技术领域

本发明涉及时间-温度指示剂技术领域和印刷油墨技术领域，具体地说是一种印刷在标签纸上可以用来指示食品质量变化的时间-温度指示剂油墨，在制备过程中运用了油墨制作的部分工艺。

背景技术

作为印刷工业的重要原材之一，油墨在人们的日常工作和学习当中扮演着十分重要的作用，它通过印刷将图案、文字表现在承印物上。油墨中包括主要成分和辅助成分，它们均匀地混合并经反复轧制而成的一种粘性胶状流体。目前，用于印刷油墨的染料化学性质稳定，在环境温度发生变化时都表现出稳定的性质，即不易褪色。传统的油墨由颜料、连结剂和助剂构成。其中染料或颜料为主要充分，打印后可显示出特定的颜色；连结剂有增稠的作用，可以增加颜料的附着力和粘度；添加一些其他助剂用于改善油墨的各种性能以达到使用要求。

时间-温度指示剂（Time-Temperature Indicator或Time-Temperature Indicator integrator，简称TTI）是一种通过颜色变化或色带运动显示食品经历的温度和时间积分值来指示品质量变化的系统。TTI通过时间-温度积累效应引起的颜色变化指示食品经历的温度变化累积历程和剩余货架信息，也可称为风险指示标签，风向标，温度-时间指示卡等。TTI的变色起点为TTI开始记录食品质量的颜色，变色终点是TTI随时间-温度的积累颜色不再继续发生变化时的颜色。TTI从开始变色到到达变色终点所需要的时间叫做变色终点时间。

目前的时间-温度指示剂的种类主要有化学显色反应型，生物化学反应型，UV光激活反应型，扩散型等。其中的UV光激活反应型是采用印刷的方法将试剂涂印在纸基上。这种由BIZEBAR公司开发的TTI系统标签的作用是基于汽巴特种化工公司特别研制的一种光敏打印墨水。当它被UV光激活时，标签会变色－从透明变成蓝色。随着时间的推移，它的作用正好相反，即环境温度越高，标签从蓝色变成透明的相反过程越快。在实际应用中意味着：如果超过了理想的温度或预先定义的货架天数，则TTI系统标签颜色从“新鲜”变化至“仍可消费”直至“不可消费”。它为消费者提供了一个直观可信的从生产至销售低温食品链的检测。但采用此方法需要特殊的光敏打印设备，需要较高的费用。目前已有许多热变色油墨问世，但是大都在生产过程中要运用到微胶囊技术等其他较为复杂的技术。

发明内容

本发明的方案是将温度升高褪色加快的染料添加到油墨当中，制作一种由热敏染料、连结剂和助剂三部分组成的时间-温度指示剂油墨。运用此油墨可以利用斜压平等印刷设备在标签纸纸基上印刷出所需光密度值（OD值）的指示色。印刷出的指示色会随时间-温度的积累而逐渐褪色。通过研究该时间-温度指示剂油墨褪色OD值变化的时间-温度规律，筛选与耐储食品质量变化的时间-温度的关系相拟合的油墨配方。在标签纸表面印刷上指示色，同时印刷上不易褪色的标准色，贴于耐储食品或药品的外包装上，可用来指示其质量的变化，实时监测耐储产品质量，指示是否适宜食用，并预测剩余储藏期，提高经济效益并确保消费者安全。当指示色变浅至标准时，表示产品质量达到临界点，不宜食用。

时间-温度指示油墨在标签纸上印刷的指示色会随时间和温度的积累不断褪色，OD值下降。在标签纸上同时还要用不变色的油墨印刷出标准色作为判断时间-温度指示油墨指示耐储食品质量下降到不宜食用的标准。标准色部分由不易褪色的常规油墨印刷。标准色印刷深浅依据与产品质量变化到终点时间相匹配，即同一温度下，指示色变化到标准色时间与该温度下的保质期相一至。在使用过程中将指示色的颜色与标准色对比便可判断食品的质量，预测食品的剩余货架期，便于食品的合理使用。

此油墨的指示色褪色效果是由不稳定色素的褪色实现的。

合适的不稳定指示色染料，包括天然色素，如类胡萝卜素类色素、花青素类、吡咯类色素、红曲色素；也包括苯酞类和荧烷类内酯环开裂后形成的色素。这些色素对热、氧、PH值和光线敏感，稳定性差。正是基于稳定性与化工染料的差别，形成指示色随温度-时间积累引起变化，而标准色不变，当二者一致时只是产品质量达到终点。

添加连结剂的目的是使油墨干燥后能形成一定厚度的膜，并促进制作过程中各组分之间能够更加充分地混合均匀，从而使制作出的成品油墨表现出更好的印刷特性。聚丙烯酸树脂的极性大、耐碱性强，树脂具有触变性，非常适宜做成油墨的粘结剂。此外，醇酸树脂或氯化聚丙烯树脂也可作为连结剂。

此外，在油墨中添加的其他助剂有抗氧化剂和紫外线吸收剂。抗氧化剂的作用是调节染料的褪色反应速率进而影响指示色的褪色变化规律。本发明选用的抗氧化剂是2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚。添加紫外线吸收剂的作用是防止紫外线对指示油墨颜色变化的影响，本发明选用的紫外线吸收剂是2-（2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基）-5-氯代苯并三唑。

具体实施方式

（1）按照重量比取5~15%的指示色染料。

（2）加入80%~90%的聚丙烯酸树脂（浓度为20%）溶液。

（3）向上述溶液中加入0.1%的抗氧化剂和0.05%的紫外线吸收剂，使用球磨机将溶液高速搅拌均匀，转速为700r/min，时间为1至2小时，时间-温度指示剂油墨制作完成。

（4）使用时间-温度指示剂油墨在印有标准色的标签纸（标签纸背面涂布不干胶和具有硅油的基纸）上印刷出适当OD值的指示色，制成不干胶时间-温度指示标签。测定时间-温度指示剂在不同温度下的褪色速度，按照Arrhenius方程推算出常温下OD值与时间的关系，用以指示耐储食品货架期。

Claims (5)

1.一种时间-温度指示剂油墨，为一种褪色型时间-温度指示剂油墨。

2.如权利1所说的时间-温度指示剂油墨，主要成分为不稳定的染料、连结剂和助剂。

3.如权利1、2所说的时间-温度指示剂油墨，连结剂为聚丙烯酸树脂、醇酸树脂或氯化聚丙烯树脂。

4.如权利1、2所说的时间-温度指示剂油墨，不稳定染料通常使用的是类胡萝卜素类色素、花青素类、吡咯类色素、红曲色素、苯酞类和荧烷类内酯环开裂后形成的染料。

5.如权利1、2所说的时间-温度指示剂油墨，助剂通常有抗氧化剂和紫外线吸收剂等。