抗菌油墨和密封劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種用于制造抗菌添加劑的工藝和相關組分。將此等添加劑加入主要 用于平版印刷和凹版印刷的密封劑、油墨、涂料和上光油中，可使此等印刷介質具有抗菌功 能。
【背景技術】
[0002] 凹版印刷（簡稱凹印）是一種印刷工藝，需要將圖像雕刻到圖像載體上。如使用旋 轉印刷機，則需將圖像雕刻到滾筒上。過去報紙的照片專欄多使用凹版印刷技術，如今在雜 志和明信片商業印刷W及紙板產品包裝的印刷上仍使用運項技術。
[0003] 平版膠印的一般原理與傳統的金屬平版印刷相同。兩者的不同之處在于印刷方 式。雖然各類膠印印刷機可能具有不同的滾輪系統，但其Ξ大部件相同：固定印刷版的印版 滾筒、用于傳帶待轉移圖像的包裹著橡膠的空白滾筒W及施加壓力印刷圖像的壓印滾筒。 Ξ個滾筒由一個齒輪系連接在一起，可確保完全同步。開始印刷時，將經過處理的圖像印版 安裝到滾筒上，W機械方式使用濕潤劑進行潤濕，然后再滾動上墨。潮潤的區域排斥油墨， 而干燥的圖像區域吸附油墨。接下來W空白滾筒滾過印版滾筒，W其軟橡膠表面拾取油墨 圖像。紙張通過該空白滾筒時，由硬質壓印滾筒將所有Ξ個表面壓在一起，將圖像轉印到紙 張上。之前的工藝中，印版需與紙張完全接觸。但由于使用了軟質空白滾筒，與使用硬質表 面相比，油墨的拾取和沉積效果大幅提高，不僅能夠幾乎在所有材料上進行印刷，而且保真 度也有提高。雖然第一部膠印印刷機在1904年便完成建造，但直到1951年之后，因為一種易 于使用、耐儲存、光敏性侶質印版的開發成功，運種方法才開始普及。之后平版膠印很快成 為彩色明信片生產的標準方法。如今，幾乎所有的明信片都是在平版膠印印刷機上完成印 刷的，只是運種印刷工藝已在很大程度上實現了數字化。在傳統平版印刷中，需使用表面完 全平整的金屬板。現代平版印刷術的圖像由涂敷在可彎曲侶板上的聚合物涂層構成。
[0004] 過去數百年來，印刷行業一直使用的是機械封裝方法。而隨著新技術的出現，現代 封裝技術使用透明的上光油或密封劑來密封經印刷的材料和紙漿生產的印刷介質。密封劑 的作用是密封經印刷介質表面的油墨。
[0005] 很多油墨不耐擦拭，容易受到污染。另外也容易受潮，光澤度較差。密封涂層可防 止油墨被擦除，減少污染，同時也有助于提高油墨的光澤度。密封劑都是在生產后使用。有 些工藝在紙漿生產過程中使用添加劑，均屬于預處理的范疇。
[0006] 密封劑分為性質不同的Ξ類:碳氨油性、水性和聚丙締酸密封劑。所有運些密封劑 主要用于紙張或包裝紙板的預處理，保護紙張或紙板的表面，避免其在印刷前受到污染。有 些權利要求設及紙板或紙張成形前在紙漿中使用的防腐劑的剩余活性。但使用此等技術生 產的都是專用產品，價格昂貴，用途也非常特殊。
[0007] 而印刷過程實質上是將油墨放置在表面的過程。在經過印刷的表面使用密封劑或 上光油，有多個方面的目的。具體為提高印刷速度，實現雙面印刷，改善印刷介質的表面質 量，W及保護油墨防止被擦除或受到污染。
[0008] 目前還沒有用于形成包裝抗菌印刷表面或用于印刷表面處理行業的印刷表面處 理劑。
【發明內容】
[0009] 本發明提供了一種將抗菌化合物加入到已有的印刷品涂層用密封劑、油墨、涂料 和上光油的新方法。此等獨特的混合方法能夠減少微生物的寄生。在某些應用中，此等方法 有助于防止微生物污染和感染的傳播。
[0010] 使用特殊的制造方法，能夠快速固化密封劑、油墨涂料或上光油，使其適用于高速 印刷工藝。在其中添加抗菌材料，能夠得到一種適用于所有紙漿制造產品的耐久涂料。
[0011] 在該涂料的制造過程中，向基質中添加了獨特的樹脂、丙締酸樹脂或聚丙締酸鹽， 形成一種碳氨基氧固化涂層，或水基紫外線或紅外線固化的油墨或密封劑。
[0012] 所研制的獨特抗菌系統能夠與任何和所有現有的涂料密封劑和油墨產品配合使 用。研制過程中對大量組分(殺蟲劑和表面活性劑)進行了評估，確定其是否有可能用于紙 漿、紙張和紙板產品或包裝材料涂層使用的油墨或密封劑并實現抗菌功能。
[0013] 在印刷密封的設計標準內，此等密封劑(涂料)具有獨特的應用場合。具體有減少 任何經印刷或處理表面具有微生物載荷的可能性，實現印刷介質的技術進步，在特殊應用 中利用封裝能夠實現感染控制的獨特的實際進步，避免機械干預方法，減少費用和實際操 作中的困難，保持衛生的環境。
[0014] 此等涂料工藝可避免表面的微生物污染，包括細菌、病毒和真菌污染。該涂料系統 能夠出色防止眾多污染，還能形成一個阻隔血液和呼吸傳播病原體的有效屏障。
[0015] 與常規印刷涂料、油墨和密封劑一樣，我們的涂料體系也經過評估，能夠提供與印 刷表面現有物理保護相當甚至更好的保護。除了獨特的額外好處，該系統也可形成高效的 保護和阻隔屏障。
[0016] 不過，關鍵的好處是該系統可提供產品的持久保護，而之前使用常規的商業工藝 和產品，無法實現運樣的保護。涂層的原理是在外部環境和封裝之間形成一道微生物屏障， 進而進一步保護印刷內容和封裝表面，使其避免污染。
[0017] 向涂料、油墨、密封劑或上光油中添加抗菌劑之后，再W當前工業上使用的方法將 其轉移到紙漿表面結構和/或印刷媒介上。此等方法可能是但不限于木版印刷、彩色印刷、 蝕刻、柔版印刷、凸版印刷、描線印刷、光致變色印刷、兆電子伏離子平版印刷一-包括質子 束刻寫、四色平版印刷、凹版印刷、絹印平版印刷、孔版平版印刷，也可能是其他方法，包括 活版印刷。
[0018] 有些系統已探索過其他工藝方法，例如使用昂貴且不經濟的額外階段和/或組分 對紙張或紙漿介質進行預涂。不過，運些額外階段限制了靈活性，一般被認為成本令人望而 卻步，且在機械實施上也面臨諸多困難。
[0019] 本制造方法的新穎之處在于運用創新的紙漿涂層系統，能夠將抗菌物W獨特方式 固定到表面，能夠產生最佳效果。制造微乳液和微分散劑的過程跨越眾多極化階段，進而可 產生一個高分子量基質。
[0020] 把陰離子組分引入陽離子組分，傳統上是會使兩者都缺乏活性。藉著創造兩種完 全分開的階段，我們研發出一個工藝，可使運兩種離子電荷同時發生作用，其過程使到陰離 子在一個傳統的涂層系統中轉化成為陽離子。運種獨特的化學反應可與傳統的密封劑技術 相結合。
[0021] 配方中的表面活性劑可產生一種膠質，而當運種膠質與活性成分混合之后，可平 衡極性，并同時產生陽離子擴散，占據同一個空間。因此，我們有一個陽離子相在親水層內 運行，而有一個陰離子相在疏水層內運行。運個工藝之所W重要，是因為那些在紙張表面藉 著擴散去測試環境的病原體，由于中毒作用而喪失活性。那些在親水階段中活躍的有機體， 則由于離子交換和蛋白質干擾而變得喪失活性。
[0022] 化學原理
[0023] 傳統的密封劑是依賴兩個表面之間的吸引力而作用。目前的發明創造了一種操控 離子結合的涂層。涂上塑料和上光油的基質是很難結合的，因為它們是一疏水的II (不能自 然地與水混合），具有劣等的表面潤濕性能(低表面能量）、非極性的惰性結構，而且具有劣 等的表面化學功能。
[0024] 接觸角度是固體表面與末端點上表層的切線所形成的。固體與液體之間的相互作 用物理性質，提供寶貴的信息給我們去判斷最佳的黏結和表面濕潤條件。固體表面與末端 點上表層的切線所形成的接觸角度，稱為接觸角度。它是固體表面與末端點上表層的切線 所形成的角度。
[0025] 我們的發明優化了傳統的利用吸引力和表面張力進行印刷的方法，它有獨特的能 力，可W準確地把制造出來的密封劑的抗微生物劑分布系數標準化。在我們的工藝中，隨機 分布是不能接受的。
[0026] 最佳的覆蓋率處于每平方米1.2克與2.2克之間，視乎被涂層的紙張或卡紙及材料 處理的質量而定。水泡/水滴的形狀是由于分子力量所造成，而所有液體就是憑著表面的收 縮和分子力量，去使封閉容積變成一個具有最小表面積的形狀。那種使表面積收縮的分子 間作用力稱為一表面張力II。表面張力是一種量度表面能量的單位，表達方式是一dynes/ cm11 (或公制單位mN/m)。
[0027] 關于組分選擇的概述
[0028] 確定選擇的化學物質，是考慮到它們的抗菌活性W及活性物質與密封劑、油墨、涂 層及上光油之間的動態作用。我們的方法采用一種陽離子或非陰離子在溶液中均勻地分布 的抗微生物劑，創造出一種微乳液，或促使抗微生物劑被加進密封劑溶液之中，并使那些活 性的材料均勻地與密封劑的表面結合起來。
[0029] 涂層與活性基質之間的相互作用至關重要。單單把所有材料懸浮于密封劑之中是 行不通的，因為運樣會由于極性不相容而導致抗菌成分失去活性。抗菌成分也可能干擾涂 層過程。對于密封劑的固化過程而言，抗菌劑的選擇也至關重要，如活性物質的選擇或分布 不當，可導致產品完整性和效力受到損害。謹慎設計抗菌混合物的組成，可確保制造過程的 持續順利進行。
[0030] 運種獨特的溶液分散方法，可防止活性材料與涂層中的材料發生接觸，并幫助那 些抗菌劑均勻地與包裝材料的底部結構和表面進行結合。
[0031] 我們已研發出一個工藝，藉著加入一種特別配制的抗菌劑混合劑，使抗菌劑的增 效混劑與涂層結合在一起。那些親水和疏水材料的結合，創造出一種微乳液的懸浮液，但運 必須非常小屯、地加 W控制，W確保它們按需要而發生作用。把那兩種懸浮液同時加進單一 種懸浮液之中所需的方法是十分不同的，因此在方法選擇上必須十分小屯、。需要注意的是， 不管向哪種懸浮劑中加入什么成分，都不應干預涂層的制造和形成過程。
[0032] -種抗菌劑只對特定的傳染性微生物具有破壞作用。要確保經處理的表面能夠破 壞可能接觸到的各類傳染性微生物，涂料中的抗菌劑必須謹慎選擇，確保其能夠存在一個 微乳液階段中。其他殺菌劑則可配入兩種懸浮液中。每種殺菌劑殺死細菌的方式不同，幾種 混合在一起將具有協力作用。很多殺菌劑不溶于水或油，在分散到兩種懸浮液中之后，不得 對涂層的穩定性和成型產生不利影響。運些抗菌劑的用量和位置W能夠最有效破壞微生物 為標準確定。
[0033] 除了傳統的殺生物劑之外，我們另有特選的材料，可W分解微生物外殼中的蛋白 質結構和脂質層，而運是永久結構（印刷表面)的一個獨特特征。由于相容性關系，某些種類 殺生物劑的使用受到限制，或許只能用于制造涂層過程之中的某些階段。有些抗菌物質具 有可溶性，或具有穩定的分散體，可直接添加到水相中。其他一些在水中難W分散，需要利 用特別的表面活性穩定劑和相關技術進行分散。
[OOW 組分
[0035] W下是經過詳細研究之后所選出的一個最適合運個工藝的化學組分列表。另外也 提供了詳細的關于通用名稱、最佳用量、優選用量范圍W及作用模式的信息。與此等化學物 質屬同一組別的其他組分在一定程度上也可替代選擇的組分。不過，使用此等組分，由于活 性及適合性較差，效果也會相應地有所減弱。
[0036] 化學名稱:雙十烷基二甲基氯化錠
[0037] 通用名稱:孤AC-lOlOe
[0038] 其次替代品:氯化錠季胺類
[0039] 第一階段的最佳體積用量:3.3%
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