抗菌油墨和密封剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于制造抗菌添加剂的工艺和相关组分。将此等添加剂加入主要 用于平版印刷和凹版印刷的密封剂、油墨、涂料和上光油中，可使此等印刷介质具有抗菌功 能。
【背景技术】
[0002] 凹版印刷（简称凹印）是一种印刷工艺，需要将图像雕刻到图像载体上。如使用旋 转印刷机，则需将图像雕刻到滚筒上。过去报纸的照片专栏多使用凹版印刷技术，如今在杂 志和明信片商业印刷W及纸板产品包装的印刷上仍使用运项技术。
[0003] 平版胶印的一般原理与传统的金属平版印刷相同。两者的不同之处在于印刷方 式。虽然各类胶印印刷机可能具有不同的滚轮系统，但其Ξ大部件相同：固定印刷版的印版 滚筒、用于传带待转移图像的包裹着橡胶的空白滚筒W及施加压力印刷图像的压印滚筒。 Ξ个滚筒由一个齿轮系连接在一起，可确保完全同步。开始印刷时，将经过处理的图像印版 安装到滚筒上，W机械方式使用湿润剂进行润湿，然后再滚动上墨。潮润的区域排斥油墨， 而干燥的图像区域吸附油墨。接下来W空白滚筒滚过印版滚筒，W其软橡胶表面拾取油墨 图像。纸张通过该空白滚筒时，由硬质压印滚筒将所有Ξ个表面压在一起，将图像转印到纸 张上。之前的工艺中，印版需与纸张完全接触。但由于使用了软质空白滚筒，与使用硬质表 面相比，油墨的拾取和沉积效果大幅提高，不仅能够几乎在所有材料上进行印刷，而且保真 度也有提高。虽然第一部胶印印刷机在1904年便完成建造，但直到1951年之后，因为一种易 于使用、耐储存、光敏性侣质印版的开发成功，运种方法才开始普及。之后平版胶印很快成 为彩色明信片生产的标准方法。如今，几乎所有的明信片都是在平版胶印印刷机上完成印 刷的，只是运种印刷工艺已在很大程度上实现了数字化。在传统平版印刷中，需使用表面完 全平整的金属板。现代平版印刷术的图像由涂敷在可弯曲侣板上的聚合物涂层构成。
[0004] 过去数百年来，印刷行业一直使用的是机械封装方法。而随着新技术的出现，现代 封装技术使用透明的上光油或密封剂来密封经印刷的材料和纸浆生产的印刷介质。密封剂 的作用是密封经印刷介质表面的油墨。
[0005] 很多油墨不耐擦拭，容易受到污染。另外也容易受潮，光泽度较差。密封涂层可防 止油墨被擦除，减少污染，同时也有助于提高油墨的光泽度。密封剂都是在生产后使用。有 些工艺在纸浆生产过程中使用添加剂，均属于预处理的范畴。
[0006] 密封剂分为性质不同的Ξ类:碳氨油性、水性和聚丙締酸密封剂。所有运些密封剂 主要用于纸张或包装纸板的预处理，保护纸张或纸板的表面，避免其在印刷前受到污染。有 些权利要求设及纸板或纸张成形前在纸浆中使用的防腐剂的剩余活性。但使用此等技术生 产的都是专用产品，价格昂贵，用途也非常特殊。
[0007] 而印刷过程实质上是将油墨放置在表面的过程。在经过印刷的表面使用密封剂或 上光油，有多个方面的目的。具体为提高印刷速度，实现双面印刷，改善印刷介质的表面质 量，W及保护油墨防止被擦除或受到污染。
[0008] 目前还没有用于形成包装抗菌印刷表面或用于印刷表面处理行业的印刷表面处 理剂。
【发明内容】
[0009] 本发明提供了一种将抗菌化合物加入到已有的印刷品涂层用密封剂、油墨、涂料 和上光油的新方法。此等独特的混合方法能够减少微生物的寄生。在某些应用中，此等方法 有助于防止微生物污染和感染的传播。
[0010] 使用特殊的制造方法，能够快速固化密封剂、油墨涂料或上光油，使其适用于高速 印刷工艺。在其中添加抗菌材料，能够得到一种适用于所有纸浆制造产品的耐久涂料。
[0011] 在该涂料的制造过程中，向基质中添加了独特的树脂、丙締酸树脂或聚丙締酸盐， 形成一种碳氨基氧固化涂层，或水基紫外线或红外线固化的油墨或密封剂。
[0012] 所研制的独特抗菌系统能够与任何和所有现有的涂料密封剂和油墨产品配合使 用。研制过程中对大量组分(杀虫剂和表面活性剂)进行了评估，确定其是否有可能用于纸 浆、纸张和纸板产品或包装材料涂层使用的油墨或密封剂并实现抗菌功能。
[0013] 在印刷密封的设计标准内，此等密封剂(涂料)具有独特的应用场合。具体有减少 任何经印刷或处理表面具有微生物载荷的可能性，实现印刷介质的技术进步，在特殊应用 中利用封装能够实现感染控制的独特的实际进步，避免机械干预方法，减少费用和实际操 作中的困难，保持卫生的环境。
[0014] 此等涂料工艺可避免表面的微生物污染，包括细菌、病毒和真菌污染。该涂料系统 能够出色防止众多污染，还能形成一个阻隔血液和呼吸传播病原体的有效屏障。
[0015] 与常规印刷涂料、油墨和密封剂一样，我们的涂料体系也经过评估，能够提供与印 刷表面现有物理保护相当甚至更好的保护。除了独特的额外好处，该系统也可形成高效的 保护和阻隔屏障。
[0016] 不过，关键的好处是该系统可提供产品的持久保护，而之前使用常规的商业工艺 和产品，无法实现运样的保护。涂层的原理是在外部环境和封装之间形成一道微生物屏障， 进而进一步保护印刷内容和封装表面，使其避免污染。
[0017] 向涂料、油墨、密封剂或上光油中添加抗菌剂之后，再W当前工业上使用的方法将 其转移到纸浆表面结构和/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、 蚀刻、柔版印刷、凸版印刷、描线印刷、光致变色印刷、兆电子伏离子平版印刷一-包括质子 束刻写、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] 有些系统已探索过其他工艺方法，例如使用昂贵且不经济的额外阶段和/或组分 对纸张或纸浆介质进行预涂。不过，运些额外阶段限制了灵活性，一般被认为成本令人望而 却步，且在机械实施上也面临诸多困难。
[0019] 本制造方法的新颖之处在于运用创新的纸浆涂层系统，能够将抗菌物W独特方式 固定到表面，能够产生最佳效果。制造微乳液和微分散剂的过程跨越众多极化阶段，进而可 产生一个高分子量基质。
[0020] 把阴离子组分引入阳离子组分，传统上是会使两者都缺乏活性。藉着创造两种完 全分开的阶段，我们研发出一个工艺，可使运两种离子电荷同时发生作用，其过程使到阴离 子在一个传统的涂层系统中转化成为阳离子。运种独特的化学反应可与传统的密封剂技术 相结合。
[0021] 配方中的表面活性剂可产生一种胶质，而当运种胶质与活性成分混合之后，可平 衡极性，并同时产生阳离子扩散，占据同一个空间。因此，我们有一个阳离子相在亲水层内 运行，而有一个阴离子相在疏水层内运行。运个工艺之所W重要，是因为那些在纸张表面藉 着扩散去测试环境的病原体，由于中毒作用而丧失活性。那些在亲水阶段中活跃的有机体， 则由于离子交换和蛋白质干扰而变得丧失活性。
[0022] 化学原理
[0023] 传统的密封剂是依赖两个表面之间的吸引力而作用。目前的发明创造了一种操控 离子结合的涂层。涂上塑料和上光油的基质是很难结合的，因为它们是一疏水的II (不能自 然地与水混合），具有劣等的表面润湿性能(低表面能量）、非极性的惰性结构，而且具有劣 等的表面化学功能。
[0024] 接触角度是固体表面与末端点上表层的切线所形成的。固体与液体之间的相互作 用物理性质，提供宝贵的信息给我们去判断最佳的黏结和表面湿润条件。固体表面与末端 点上表层的切线所形成的接触角度，称为接触角度。它是固体表面与末端点上表层的切线 所形成的角度。
[0025] 我们的发明优化了传统的利用吸引力和表面张力进行印刷的方法，它有独特的能 力，可W准确地把制造出来的密封剂的抗微生物剂分布系数标准化。在我们的工艺中，随机 分布是不能接受的。
[0026] 最佳的覆盖率处于每平方米1.2克与2.2克之间，视乎被涂层的纸张或卡纸及材料 处理的质量而定。水泡/水滴的形状是由于分子力量所造成，而所有液体就是凭着表面的收 缩和分子力量，去使封闭容积变成一个具有最小表面积的形状。那种使表面积收缩的分子 间作用力称为一表面张力II。表面张力是一种量度表面能量的单位，表达方式是一dynes/ cm11 (或公制单位mN/m)。
[0027] 关于组分选择的概述
[0028] 确定选择的化学物质，是考虑到它们的抗菌活性W及活性物质与密封剂、油墨、涂 层及上光油之间的动态作用。我们的方法采用一种阳离子或非阴离子在溶液中均匀地分布 的抗微生物剂，创造出一种微乳液，或促使抗微生物剂被加进密封剂溶液之中，并使那些活 性的材料均匀地与密封剂的表面结合起来。
[0029] 涂层与活性基质之间的相互作用至关重要。单单把所有材料悬浮于密封剂之中是 行不通的，因为运样会由于极性不相容而导致抗菌成分失去活性。抗菌成分也可能干扰涂 层过程。对于密封剂的固化过程而言，抗菌剂的选择也至关重要，如活性物质的选择或分布 不当，可导致产品完整性和效力受到损害。谨慎设计抗菌混合物的组成，可确保制造过程的 持续顺利进行。
[0030] 运种独特的溶液分散方法，可防止活性材料与涂层中的材料发生接触，并帮助那 些抗菌剂均匀地与包装材料的底部结构和表面进行结合。
[0031] 我们已研发出一个工艺，藉着加入一种特别配制的抗菌剂混合剂，使抗菌剂的增 效混剂与涂层结合在一起。那些亲水和疏水材料的结合，创造出一种微乳液的悬浮液，但运 必须非常小屯、地加 W控制，W确保它们按需要而发生作用。把那两种悬浮液同时加进单一 种悬浮液之中所需的方法是十分不同的，因此在方法选择上必须十分小屯、。需要注意的是， 不管向哪种悬浮剂中加入什么成分，都不应干预涂层的制造和形成过程。
[0032] -种抗菌剂只对特定的传染性微生物具有破坏作用。要确保经处理的表面能够破 坏可能接触到的各类传染性微生物，涂料中的抗菌剂必须谨慎选择，确保其能够存在一个 微乳液阶段中。其他杀菌剂则可配入两种悬浮液中。每种杀菌剂杀死细菌的方式不同，几种 混合在一起将具有协力作用。很多杀菌剂不溶于水或油，在分散到两种悬浮液中之后，不得 对涂层的稳定性和成型产生不利影响。运些抗菌剂的用量和位置W能够最有效破坏微生物 为标准确定。
[0033] 除了传统的杀生物剂之外，我们另有特选的材料，可W分解微生物外壳中的蛋白 质结构和脂质层，而运是永久结构（印刷表面)的一个独特特征。由于相容性关系，某些种类 杀生物剂的使用受到限制，或许只能用于制造涂层过程之中的某些阶段。有些抗菌物质具 有可溶性，或具有稳定的分散体，可直接添加到水相中。其他一些在水中难W分散，需要利 用特别的表面活性稳定剂和相关技术进行分散。
[OOW 组分
[0035] W下是经过详细研究之后所选出的一个最适合运个工艺的化学组分列表。另外也 提供了详细的关于通用名称、最佳用量、优选用量范围W及作用模式的信息。与此等化学物 质属同一组别的其他组分在一定程度上也可替代选择的组分。不过，使用此等组分，由于活 性及适合性较差，效果也会相应地有所减弱。
[0036] 化学名称:双十烷基二甲基氯化锭
[0037] 通用名称:孤AC-lOlOe
[0038] 其次替代品:氯化锭季胺类
[0039] 第一阶段的最佳体积用量:3.3%
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