CN112300628A - 一种防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油墨技术领域，具体涉及一种防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨及其生产方法，包括以下重量份数的原料：水溶性丙烯酸树脂60‑70份；水性颜料25‑30份；异丙醇2‑4份；壳聚糖0.1‑0.3份；肉桂油0.5‑1份；抗菌剂0.5‑1份；pH值稳定剂3‑5份；十二烷基硫酸钠0.2‑0.4份；GPE消泡剂0.2‑0.4份；藻酸丙二醇酯3‑5份和水45‑55份。采用该方法生产得到的水性油墨具有很好的抗菌防霉作用，进而提高水性油墨印制的包装纸箱制品的抗菌防霉能力，而且安全环保、耐磨耐水性好，生产成本低，可广泛适用于食品等外包装纸箱的印刷。

Description

一种防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨及其生产方法

技术领域

本发明涉及油墨技术领域，具体涉及一种防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨及其生产方法。

背景技术

随着社会文化、科技、经济的发展，印刷工业正在以前所未有的速度发展，油墨是用于印刷的重要材料，它通过印刷或喷绘将图案、文字表现在承印物上，用于书刊、包装装潢、建筑装饰及电子线路板材等各种印刷。随着社会需求增大，油墨品种和产量也相应扩展和增长。油墨在印刷行业被大量使用，它主要是由树脂、颜料、溶剂、助剂等成分构成，目前印刷行业使用的油墨大部分是溶剂型的油墨，这类油墨会散发出对人体和环境都有危害的VOCs，有些直接与人体接触的油墨可能会对身体造成危害，有些有害物质甚至会通过包装渗透到食品、药品等包装物里。油墨是印刷工业的最大污染源，每年由油墨造成的有机挥发物(VOC)污染排放量很大，严重污染大气环境，直接危害人类健康。

随着油墨技术不断向高科技化发展，人们环保意识的不断提高，开发环保型油墨是今后油墨发展必须首先考虑的问题。环保油墨，主要改变油墨成分，即采用环保型原材料配制新型油墨。目前，环保性油墨主要有水性墨，UV 墨、水性 UV 墨和一些醇溶性墨。其中水性油墨就是一种正在推广使用“绿色”印刷材料。水性油墨与溶剂油墨的最大区别，在于前者使用的溶剂是水，最大特点就是明显地减少了有机挥发物(Volatileorganiccompounds，简称 VOC) 的排放量，防止大气污染，是世界公认的环保型印刷材料。

水性油墨以水为主要溶剂，几乎无挥发性有机化合物(VOC)排放，对大气无污染；水是最便宜的溶剂，故水性油墨的制造成本低于任何种类的印刷油墨，具有成本低廉的优势，水性油墨的制造环境安全，保障操作人员的身体健康，并可减少资源消耗(如石油)，降低环保成本，水性油墨印刷能够减少甚至杜绝印刷品中的有机残留物，保证了使用者的卫生安全。水性油墨目前最主要的应用领域是包装装潢印刷，其中瓦楞纸箱包装占有相当大的比重。瓦楞纸箱是一种比较理想的包装容器，它具有轻便、牢固、减振及适合机械化生产的特点，多年来一直使用于运输包装和销售包装。

目前，用于纸箱印刷的油墨在凸版印刷油墨中占有很大比例，由于纸箱存放环境差别较大，如果是在潮湿或露天环境存放时间过长则油墨易发生脱色和滋生霉菌，对包装物造成污染和美观度下降。而且由于印刷制品使用的水性油墨在生产或储存过程中，有可能被生产原料带入、生产设备污染，或因储存不当而引入细菌，而水性油墨中含有大量的水分，刚好给这些细菌的繁殖提供环境。这些细菌大多是大肠杆菌、金葡萄杆菌、酵母菌、变形杆菌等，它们的存在不仅降低了水性油墨的性能，对油墨体系产生破坏，使油墨产生腐败现象，还有可能污染印刷制品而影响与之接触的食品、药品、人体等。

目前现有的纸箱印刷用水性油墨普遍存在抗菌效果差、生产成本高的缺点，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、病毒物体的接触，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，解决水性油墨的防霉抗菌性问题具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨及其生产方法，采用该方法生产得到的水性油墨具有很好的抗菌防霉作用，进而提高水性油墨印制的包装纸箱制品的抗菌防霉能力，而且安全环保、耐磨耐水性好，生产成本低，可广泛适用于食品等外包装纸箱的印刷。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，包括以下重量份数的原料：水溶性丙烯酸树脂60-70份；水性颜料25-30份；异丙醇2-4份；壳聚糖0.1-0.3份；肉桂油0.5-1份；抗菌剂0.5-1份 ；pH值稳定剂 3-5份 ；十二烷基硫酸钠0.2-0.4份；GPE消泡剂0.2-0.4份；藻酸丙二醇酯3-5份；水 45-55份。

上述的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨中，所述的抗菌剂为辛基—异噻唑啉酮。

上述的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨中，所述的pH值稳定剂为pH值为8.5的三乙醇胺缓冲剂或二甲基乙酰胺缓冲剂。

所述的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，其生产方法包括如下步骤：

（1）按重量份数取各原料备用，先将水加入反应釜中，控制反应釜的温度在80℃～90℃之间，然后在搅拌条件下慢慢依次加入水溶性丙烯酸树脂、异丙醇以及GPE消泡剂，保温40～50分钟，混合搅拌均匀，形成底料；

（2）将反应釜的温度降低至35℃～40℃，在步骤（1）的底料中加入pH稳定剂，将底料的pH值调节至8～8.5之间，

（3）在底料中先加入十二烷基硫酸钠，然后加入水性颜料、壳聚糖以及藻酸丙二醇酯，于高速分散机中高速搅拌分散40～50min，然后用研磨机回流研磨 10～15 小时；

(4) 按重量份数加入肉桂油和抗菌剂，继续研磨至所得浆料的粒径≤10um后出料，即制得防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨。

本发明所用的壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，壳聚糖具有很好的广谱抗菌性、生物官能性、生物相容性、低毒性、生物可降解性等优良的生物学性能，壳聚糖具有较好的抗菌活性，能抑制一些真菌、细菌和病毒的生长繁殖，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌，八叠球菌及放线菌均有不同程度的抑制作用，本发明所用的壳聚糖为水溶性壳聚糖，将壳聚糖用于制备水性油墨，能够提高油墨的抗菌性能。

本发明中所用的肉桂油，为樟科植物肉桂Cinnamomum cassia Presl 的干燥枝、叶经水蒸气蒸镏得到的挥发油，主要成分为肉桂醛（苯基丙烯醛），为黄色或黄棕色的澄清液体。肉桂油对细菌、酵母、霉菌均有较强的抑菌活性,具有天然驱虫杀虫、杀霉菌的功效，又不会污染食物；肉桂油对常见细菌（大肠杆菌、沙门氏菌、枯草芽孢杆菌、苏云金杆菌等），酵母菌（啤酒酵母、面包酵母等）、霉菌（黑曲霉、米曲霉、黄曲霉、青霉、木霉、毛霉、根霉等）均具有很强的抑制作用，肉桂油对霉菌的抑制作用最强，具有很好的挥发性。

本发明所用抗菌剂辛基—异噻唑啉酮是一种广谱、高效、低毒、非氧化性杀生剂，对真菌、细菌、霉菌及酶菌都有很好的抑制能力，具有很强的杀灭霉菌的能力，且低浓度就有效。采用辛基—异噻唑啉酮加入到水性油墨中能防止油墨的腐败变质,提高水性油墨的防霉抗菌性能，提高抵御霉菌侵袭的能力，进而提高水性油墨印制的包装纸箱制品的抗菌防霉能力，使包装纸箱制品在潮湿或露天的环境下也不易发生脱色现象和滋生霉菌。

本发明所用到的十二烷基硫酸钠是一种白色或淡黄色微粘物，属阴离子表面活性剂，易溶于水，具有良好的乳化、发泡、渗透、去污和分散性能，在本发明中能起到很好的分散作用。本发明中所用到的藻酸丙二醇酯由天然海藻中提取的海藻酸深加工制成，外观为白色或淡黄色粉末，水溶后成粘稠状胶体。常做为饮料产品的增稠、稳定、乳化剂使用，在本发明中能起到很好的增稠作用。

本发明的有益效果为：

1、本发明在生产水性油墨时将具有抗菌抑菌防霉作用的壳聚糖、肉桂油以及抗菌剂加入到水性油墨的制备中，能够大大提高所制备得到的水性油墨的抗菌防霉性能。本发明生产得到的水性油墨具有很好的抗菌防霉作用，特别是对大肠杆菌、金葡萄杆菌、酵母菌、变形杆菌等具有很好的抑菌抗菌作用，保证了水性油墨的性能质量，防止油墨的腐败变质,提高抵御霉菌侵袭的能力。将所制得的水性油墨用于包装纸箱的印刷能够提高水性油墨印制的包装纸箱制品的防霉抗菌能力，使包装纸箱制品在潮湿或露天的环境下也不易发生脱色现象和滋生霉菌，避免污染印刷制品。

2、本发明生产的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，采用水作为溶剂，不含苯、酮类溶剂，其它原料也是对人体和环境无毒或者低毒的成分，大大降低了油墨本身的有害成分，无挥发性有机化合物(VOC)排放，对环境无污染，对人体健康不会造成威胁，本发明制备得到的水性油墨中镉、铅、汞等重金属的含量符合要求，用于包装纸箱的印刷具有无毒无害、环保的优点，不仅安全环保而且生产成本低，可广泛适用于食品等外包装纸箱的印刷。

3、采用本发明方法生产得到的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨安全环保，具有很好的抗菌防霉作用，而且印刷适应性好，附着力强，贮存稳定性良好，本发明生产方法简单，操作方便，适合工业化推广。

具体实施方式

实施例1

一种防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，包括以下重量份数的原料：水溶性丙烯酸树脂60份；水性颜料25份；异丙醇2份；壳聚糖0.3份；肉桂油0.6份；抗菌剂辛基—异噻唑啉酮0.5份；pH值为8.5的三乙醇胺缓冲剂 3份；十二烷基硫酸钠0.2份；GPE消泡剂0.2份；藻酸丙二醇酯3份；水 45份；

所述的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，其生产方法包括如下步骤：

（1）按重量份数取各原料备用，先将水加入反应釜中，控制反应釜的温度在80℃，然后在搅拌条件下慢慢依次加入水溶性丙烯酸树脂、异丙醇以及GPE消泡剂，保温50分钟，混合搅拌均匀，形成底料；

（2）将反应釜的温度降低至35℃～40℃，在步骤（1）的底料中加入pH值为8.5的三乙醇胺缓冲剂，将底料的pH值调节至8～8.5之间，

（3）在底料中先加入分散剂十二烷基硫酸钠，然后加入水性颜料、壳聚糖以及藻酸丙二醇酯，于高速分散机中高速搅拌分散40min，然后用研磨机回流研磨15 小时；

(4) 按重量份数加入肉桂油和抗菌剂辛基—异噻唑啉酮，继续研磨至所得浆料的粒径≤10um后出料，即制得防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨。

实施例2

一种防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，包括以下重量份数的原料：水溶性丙烯酸树脂65份；水性颜料27份；异丙醇3份；壳聚糖0.2份；肉桂油0.5份；抗菌剂辛基—异噻唑啉酮 0.7份 ；pH值为8.5的二甲基乙酰胺缓冲剂 4份 ；十二烷基硫酸钠0.3份；GPE消泡剂0.3份；藻酸丙二醇酯4份；水 50份；

所述的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，其生产方法包括如下步骤：

（1）按重量份数取各原料备用，先将水加入反应釜中，控制反应釜的温度在85℃，然后在搅拌条件下慢慢依次加入水溶性丙烯酸树脂、异丙醇以及GPE消泡剂，保温45分钟，混合搅拌均匀，形成底料；

（2）将反应釜的温度降低至35℃～40℃，在步骤（1）的底料中加入pH值为8.5的二甲基乙酰胺缓冲剂，将底料的pH值调节至8～8.5之间；

（3）在底料中先加入分散剂十二烷基硫酸钠，然后加入水性颜料、壳聚糖以及藻酸丙二醇酯，于高速分散机中高速搅拌分散45min，然后用研磨机回流研磨 12小时；

(4) 按重量份数加入肉桂油和抗菌剂辛基—异噻唑啉酮，继续研磨至所得浆料的粒径≤10um后出料，即制得防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨。

实施例3

一种防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，包括以下重量份数的原料：水溶性丙烯酸树脂68份；水性颜料27份；异丙醇3.5份；壳聚糖0.25份；肉桂油0.8份；抗菌剂辛基—异噻唑啉酮 0.8份；pH值为8.5的三乙醇胺缓冲剂 4.5份；十二烷基硫酸钠0.35份；GPE消泡剂0.35份；藻酸丙二醇酯4.5份；水52份；

所述的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，其生产方法包括如下步骤：

（1）按重量份数取各原料备用，先将水加入反应釜中，控制反应釜的温度在80℃～90℃之间，然后在搅拌条件下慢慢依次加入水溶性丙烯酸树脂、异丙醇以及GPE消泡剂，保温45分钟，混合搅拌均匀，形成底料；

（2）将反应釜的温度降低至35℃～40℃，在步骤（1）的底料中加入pH值为8.5的三乙醇胺缓冲剂，将底料的pH值调节至8～8.5之间；

（3）在底料中先加入分散剂十二烷基硫酸钠，然后加入水性颜料、壳聚糖以及藻酸丙二醇酯，于高速分散机中高速搅拌分散45min，然后用研磨机回流研磨 13 小时；

(4) 按重量份数加入肉桂油和抗菌剂辛基—异噻唑啉酮，继续研磨至所得浆料的粒径≤10um后出料，即制得防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨。

实施例4

一种防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，包括以下重量份数的原料：水溶性丙烯酸树脂70份；水性颜料30份；异丙醇4份；壳聚糖0.1份；肉桂油1份；抗菌剂辛基—异噻唑啉酮1份；pH值为8.5的二甲基乙酰胺缓冲剂5份；分散剂十二烷基硫酸钠0.4份；GPE消泡剂0.4份； 增稠剂藻酸丙二醇酯5份；水55份；

所述的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，其生产方法包括如下步骤：

（1）按重量份数取各原料备用，先将水加入反应釜中，控制反应釜的温度在90℃，然后在搅拌条件下慢慢依次加入水溶性丙烯酸树脂、异丙醇以及GPE消泡剂，保温40分钟，混合搅拌均匀，形成底料；

（2）将反应釜的温度降低至35℃～40℃，在步骤（1）的底料中加入pH值为8.5的二甲基乙酰胺缓冲剂，将底料的pH值调节至8～8.5之间，

（3）在底料中先加入分散剂十二烷基硫酸钠，然后加入水性颜料、壳聚糖以及藻酸丙二醇酯，于高速分散机中高速搅拌分散50min，然后用研磨机回流研磨 10小时；

(4) 按重量份数加入肉桂油和抗菌剂辛基—异噻唑啉酮，继续研磨至所得浆料的粒径≤10um后出料，即制得防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨。

质量检测

将本发明实施例3制备得到的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨进行质量检测，其中抗菌效果检测方法：将涂布有实施例 3制备的水性油墨的纸片裁剪成直径 8mm 的圆形纸片，将其紧贴于表面涂有细菌表面皿上 ；将表面皿放置在 30℃的恒温环境中，24 小时以后，测量其产生的抑菌圈的直径，抑菌圈越大，抗菌效果越好。一般抑菌圈大于 10mm，就具备抗菌功能。在做抗菌效果检测时，选用大肠杆菌进行测试。

检测结果如表1所示：

上述可见，本发明制备得到的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨大肠杆菌的抑菌圈的直径可达到 18 mm，具有优良的抑菌性能,且具有良好的着色力和耐水耐划伤性能，贮存稳定性良好。

Claims (4)

1.一种防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，其特征在于，包括以下重量份数的原料：水溶性丙烯酸树脂60-70份；水性颜料25-30份；异丙醇2-4份；壳聚糖0.1-0.3份；肉桂油0.5-1份；抗菌剂0.5-1份 ；pH值稳定剂 3-5份；十二烷基硫酸钠0.2-0.4份；GPE消泡剂0.2-0.4份；藻酸丙二醇酯3-5份；水 45-55份。

2.根据权利要求1所述的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，其特征在于，所述的抗菌剂为辛基—异噻唑啉酮。

3.根据权利要求1所述的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，其特征在于，所述的pH值稳定剂为pH值为8.5的三乙醇胺缓冲剂或二甲基乙酰胺缓冲剂。

4.根据权利要求1所述的防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨，其特征在于，其生产方法包括如下步骤：

（1）按重量份数取各原料备用，先将水加入反应釜中，控制反应釜的温度在80℃～90℃之间，然后在搅拌条件下慢慢依次加入水溶性丙烯酸树脂、异丙醇以及GPE消泡剂，保温40～50分钟，混合搅拌均匀，形成底料；

（2）将反应釜的温度降低至35℃～40℃，在步骤（1）的底料中加入pH稳定剂，将底料的pH值调节至8～8.5之间，

（3）在底料中先加入十二烷基硫酸钠，然后加入水性颜料、壳聚糖以及藻酸丙二醇酯，于高速分散机中高速搅拌分散40～50min，然后用研磨机回流研磨 10～15 小时；

（4）按重量份数加入肉桂油和抗菌剂，继续研磨至所得浆料的粒径≤10um后出料，即制得防霉抗菌型包装纸箱印刷用水性油墨。