抗菌UV油墨折疊紙盒安全印刷新選擇

湯樹海+段華偉

隨著人們生活水平的不斷提升，消費者對商品包裝的衛(wèi)生要求越來越高，我公司本著保護(hù)消費者健康和滿足消費者需求的原則，積極創(chuàng)新，研制出一種抗菌紫外線干燥油墨（抗菌UV油墨），并率先應(yīng)用于折疊紙盒印刷，賦予折疊紙盒較強(qiáng)的抗菌性能，有效切斷了病菌在折疊紙盒上的傳播途徑，保障消費者健康。而且，我公司就該項技術(shù)申請了國家發(fā)明專利“一種抗菌紫外線干燥油墨及其制備方法”（專利號：ZL201210422539.7），并獲得了授權(quán)。本文中，筆者將對該油墨的制備過程、印刷適性及抗菌性能進(jìn)行深入探討，以期為業(yè)內(nèi)同行提供有益的參考。

制備過程

1.主要材料

山梨酸鉀（純度>98%）；雙乙酸鈉樹脂（純度>98%）；顏料：聯(lián)苯胺黃；UV連結(jié)料：環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯；光引發(fā)劑：安息香雙甲醚；稀釋劑：三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。

2.主要設(shè)備

JFA-Ⅱ自動涂膜機(jī)、電熱恒溫培養(yǎng)箱（DH2500AB）、瑞智凈化工作臺（VD-650）、旋轉(zhuǎn)流變儀（NEW DV3T）、pH計（PHS-3C）、涂4號杯黏度計、ATP熒光法細(xì)菌檢測儀（BLW-0401）、電子分析天平（JF2004）、光澤儀（JFL-B45°）、三輥研磨機(jī)（S65）。

3. 制備步驟

（1）將山梨酸鉀、雙乙酸鈉以7∶3的比例進(jìn)行復(fù)配，加入去離子水，混合攪拌均勻。

（2）將UV連結(jié)料投入反應(yīng)釜加熱，當(dāng)溫度達(dá)到120～130℃時，停止加熱，當(dāng)溫度降至110℃時，將光引發(fā)劑投入反應(yīng)釜中攪拌均勻。

（3）繼續(xù)降溫至100℃時，依次加入顏料、稀釋劑。

（4）再繼續(xù)降溫至60℃時，加入步驟（1）制備得到的復(fù)配抗菌劑和穩(wěn)定劑、蠟、流平劑、消泡劑，攪拌均勻后用三輥研磨機(jī)軋制，分散均勻即得到細(xì)度為15～25μm的抗菌UV油墨。

印刷適性及抗菌性能分析

油墨的印刷適性對印刷過程及印刷質(zhì)量有著重要影響，油墨必須與印刷要求相匹配。下面，將抗菌UV油墨在我公司承接的“雙喜（陽光好日子）”硬盒上進(jìn)行試印刷，并對影響抗菌UV油墨印刷適性的黏度、干燥性能以及兩種常見的食品污染菌大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌性能進(jìn)行了測試分析。

1.黏度

在印刷過程中，對抗菌UV油墨的黏度要求很高。如果黏度過高，會導(dǎo)致油墨的轉(zhuǎn)移性能變差，易造成臟版和糊版等質(zhì)量問題；黏度過低，則會造成印刷色彩較淺、網(wǎng)點擴(kuò)大、傳墨不均等質(zhì)量問題。根據(jù)GB/T 13217.4《液體油墨的粘度檢驗方法》，一般黏度應(yīng)控制在25～35s。

在室溫25℃下，利用涂4號杯測試不同比例抗菌UV油墨和稀釋劑所制備的抗菌UV油墨的黏度，每組抗菌UV油墨的黏度都是測試3次后取平均值，測試結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，當(dāng)稀釋劑比重增加時，抗菌UV油墨的黏度明顯下降，這是由于加入稀釋劑后，環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯被稀釋，造成整體體系膨脹，黏度迅速下降，但黏度仍保持在25.1～35.4s范圍內(nèi)，符合凹印UV油墨的使用標(biāo)準(zhǔn)。

2.干燥性能

由于凹印機(jī)的印刷速度較快，而一般凹印墨層厚度為10～20μm，有的甚至達(dá)到40μm，如果墨層的干燥性能不好，易發(fā)生擦花、墨層光澤度變差、抗拉強(qiáng)度不夠，以及過油走色等常見的質(zhì)量問題，因此需要抗菌UV油墨要能滿足印刷速度快的需求，墨層干燥速度也能達(dá)到印刷性能的要求。

為此，我們在25℃室溫條件下對抗菌UV油墨的干燥性能進(jìn)行了測試，結(jié)果顯示，抗菌UV油墨的初干性為20μm，徹干時間為45s，具有干燥快、成膜后光澤度好的特點，有效克服了凹印墨層厚、干燥慢的難題，比較適合凹印生產(chǎn)。

3.抗菌性能

抗菌性能是評價抗菌UV油墨印刷出來的產(chǎn)品是否具有殺菌、抗菌性能。根據(jù)GB/T 21510-2008《納米無機(jī)材料抗菌性能檢測方法》，將制得的抗菌UV油墨放置一個月后，在“雙喜（陽光好日子）”硬盒上進(jìn)行印刷得到樣品，與采用普通UV油墨印刷的樣品進(jìn)行外觀對比，無明顯色相變化，如圖1和圖2所示。同時，測試對大腸桿菌與金黃色葡萄球菌這兩種常見食品污染菌的抗菌效果，每組抗菌UV油墨的抗菌率都是測試3次后取平均值所得，結(jié)果如圖3和圖4所示。

從圖3和圖4中可以看出，隨著復(fù)配抗菌劑的加入，印刷樣品對大腸桿菌與金黃色葡萄球菌的抗菌率呈上升趨勢，且呈正比關(guān)系。當(dāng)加入量達(dá)到7%時，抗菌率為98%，當(dāng)加入量達(dá)到10%時，抗菌率高達(dá)99.9%。這是因為山梨酸鉀具有氧化作用，與微生物酶系統(tǒng)中的巰基結(jié)合，可破壞酶系統(tǒng)；而雙乙酸鈉從分子結(jié)構(gòu)上講，是有短氫鍵結(jié)合的雙分子鹽，含有可釋放的游離乙酸分子，能滲入微生物組織的細(xì)胞壁，干擾細(xì)胞內(nèi)酶的體系，從而使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性，進(jìn)而抑制微生物的生長。兩者復(fù)配結(jié)合，能達(dá)到較高的抑菌目的。

綜上所述，抗菌UV油墨能賦予食品、藥品等商品的折疊紙盒以高效的抗菌性能，從而避免折疊紙盒因病菌的滋生而導(dǎo)致包裝內(nèi)裝物變質(zhì)。由于采用的抗菌成分是食品級抗菌劑，顯著提高了折疊紙盒的衛(wèi)生性能，延長了商品的貨架期，從而保障消費者的健康安全。endprint