氧氣敏感的變色油墨及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油墨領(lǐng)域，尤其涉及一種氧氣敏感的變色油墨及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]食品、飲料和藥品等易腐產(chǎn)品只有在無氧環(huán)境下才能獲得預定的保質(zhì)期，它們在有氧環(huán)境下容易腐敗變質(zhì)，如何確定易腐產(chǎn)品的包裝密封程度是否符合要求，目前并無有效的對應手段。因此，有必要開發(fā)一種對氧氣敏感的油墨，并以印刷的形式應用于產(chǎn)品包裝上，用于確認產(chǎn)品的密封程度，從而確認處于保質(zhì)期內(nèi)的產(chǎn)品是否腐敗變質(zhì)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中有一種智能顏料及變色薄膜，該智能顏料的氧氣敏感活性染料成分可與氧氣發(fā)生氧化還原反應而變色，進而可作為成分檢測試劑或防偽材料加以運用。然而，當其運用于包裝上時，存在以下問題:
[0004]1、當該智能顏料使用時，其粘結(jié)性差，采用涂布或浸染的方式應用于包裝材料上，當其溶劑干燥后，顏料以顆粒的形式附著在包裝材料表面上，附著力、耐摩擦性能、耐折性能都無法滿足包裝設(shè)計的要求，生產(chǎn)過程中的抖動或刮擦使顏料顆粒極易脫落；同時，該智能顏料的氧氣敏感活性染料成分具有一定的毒性，采用涂布或浸染的方式運用于包裝材料時，尤其在顏料附著力不強的情況下，處于包裝材料表層具有毒性的氧氣敏感活性染料成分極易沾染至產(chǎn)品或人體上，食用或使用此產(chǎn)品對人體健康具有一定的危害。
[0005]2、該智能顏料的氧氣敏感活性染料成分具有親水的性質(zhì)，當其處于高濕環(huán)境時，容易吸潮甚至呈液體態(tài)滲出，因此，該智能顏料只適合于干燥環(huán)境使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提供一種氧氣敏感的變色油墨，旨在解決現(xiàn)有的智能顏料的粘結(jié)性差以及該智能顏料具有親水吸濕性導致其只能在干燥環(huán)境中使用的技術(shù)問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種氧氣敏感的變色油墨，所述變色油墨包括組分如下:
[0008]氧氣敏感活性染料、還原劑、粘結(jié)劑、疏水劑以及有機溶劑。
[0009]優(yōu)選地，所述氧氣敏感活性染料為噻嗪染料、惡嗪染料、吖嗪染料、靛酚染料和靛藍染料中的至少一種。
[0010]優(yōu)選地，所述還原劑為連二亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、亞硫酸鹽、硼氫化鹽和抗壞血酸中的至少一種。
[0011]優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑為明膠、羥乙基纖維素、聚乙烯醇縮丁醛、乙基纖維素、醋酸纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、聚環(huán)氧乙烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。
[0012]優(yōu)選地，所述疏水劑為磺化聚苯乙烯，所述磺化聚苯乙烯的磺化度為10?30%。
[0013]此外，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種氧氣敏感的變色油墨，所述變色油墨包括組分如下:
[0014]氧氣敏感活性染料、光觸媒材料、電子供體材料、粘結(jié)劑、疏水劑以及有機溶劑。
[0015]優(yōu)選地，所述光觸媒材料為納米二氧化鈦、納米鈦酸鍶、納米氧化錫、納米氧化鎢和納米氧化鋅中的至少一種；
[0016]所述電子供體材料為乙二胺四乙酸二鈉、三乙醇胺、葡萄糖、果糖、聚乙烯醇、甘油、三羥基己烷和檸檬酸中的至少一種。
[0017]優(yōu)選地，所述氧氣敏感活性染料為噻嗪染料、惡嗪染料、吖嗪染料、靛酚染料和靛藍染料中的至少一種；
[0018]所述粘結(jié)劑為明膠、羥乙基纖維素、聚乙烯醇縮丁醛、乙基纖維素、醋酸纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、聚環(huán)氧乙烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種；
[0019]所述疏水劑為磺化聚苯乙烯，所述磺化聚苯乙烯的磺化度為10?30%。
[0020]此外，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種氧氣敏感的變色油墨的制備方法，所述制備方法包括步驟如下:
[0021 ] 在樣品瓶中加入疏水劑和有機溶劑，并攪拌所述疏水劑溶解至溶液；
[0022]在所述溶液中加入電子供體材料，并攪拌均勻；
[0023]然后加入光觸媒材料，分散均勻后加入氧氣敏感活性染料，并密封樣品瓶，攪拌至該氧氣敏感活性染料完全溶解；
[0024]開啟樣品瓶，在樣品瓶中加入粘結(jié)劑，并攪拌。
[0025]此外，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種氧氣敏感的變色油墨的制備方法，所述制備方法包括步驟如下:
[0026]在樣品瓶中加入氧氣敏感活性染料、有機溶劑和純凈水，密封樣品瓶，超聲激勵、攪拌至氧氣敏感活性染料溶解形成溶液；
[0027]開啟樣品瓶，在所述溶液中加入疏水劑后密封樣品瓶，超聲波激勵、攪拌至所述溶液形成凝膠；
[0028]開啟樣品瓶，在所述凝膠中加入電子供體材料，并攪拌均勻，然后加入光觸媒材料，密封樣品瓶，并采用超聲波激勵、攪拌至所述光觸媒材料均勻分散；
[0029]再次開啟樣品瓶，在樣品瓶中加入粘結(jié)劑，并攪拌。
[0030]本發(fā)明氧氣敏感的變色油墨可以通過氧氣敏感活性染料的顏色變化判斷其處于氧化狀態(tài)還是還原狀態(tài)，進而判斷產(chǎn)品包裝中是否含有氧氣，同時，由于還原態(tài)的活性染料的氧化過程具有持續(xù)性，因此，該油墨可作為計時油墨加以應用；該變色油墨的粘結(jié)劑在油墨固化后，具有成膜作用，一方面，增強變色油墨的附著力，使其滿足印刷對油墨附著力和耐摩擦力的要求，另一方面，粘結(jié)劑成膜后對變色顏料具有保護作用，避免顏料與產(chǎn)品直接接觸；該變色油墨的疏水劑可與氧氣敏感活性染料發(fā)生離子綁定，使氧氣敏感活性染料具有疏水功能，提高該變色油墨在高濕環(huán)境下的穩(wěn)定性，降低該變色油墨的存儲和使用對環(huán)境的要求；該變色油墨可以由多種有機溶劑調(diào)配成粘度差別較大的油墨，以滿足膠印、絲印、柔印和凹印等不同印刷方式的要求；進一步地，該變色油墨的還原劑可以被光觸媒材料和電子供體材料替代，進而其變色過程為可逆變色，采用合適波長的UV光照射后，光觸媒材料和電子供體材料配合，將被氧化的氧氣敏感活性染料重新激活，使其回到還原狀態(tài)，因此該變色油墨為UV激活變色油墨。
[0031]本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例做進一步說明。
【具體實施方式】
[0032]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]本發(fā)明提供一種氧氣敏感的變色油墨，在一較佳實施例中，該變色油墨包括組分如下:
[0034]氧氣敏感活性染料、還原劑、粘結(jié)劑、疏水劑以及有機溶劑。
[0035]該較佳實施例的變色油墨可以通過氧氣敏感活性染料的顏色變化判斷其處于氧化狀態(tài)還是還原狀態(tài)，進而判斷產(chǎn)品包裝中是否含有氧氣，同時，由于還原態(tài)的活性染料的氧化過程具有持續(xù)性，因此，該油墨可作為計時油墨加以應用；該變色油墨的粘結(jié)劑在油墨固化后，具有成膜作用，一方面，增強變色油墨的附著力，使其滿足印刷對油墨附著力和耐摩擦力的要求，另一方面，粘結(jié)劑成膜后對變色顏料具有保護作用，避免顏料與產(chǎn)品直接接觸；該變色油墨的疏水劑可與氧氣敏感活性染料發(fā)生離子綁定，使氧氣敏感活性染料具有疏水功能，提高該變色油墨在高濕環(huán)境下的穩(wěn)定性，降低該變色油墨的存儲和使用對環(huán)境的要求；該變色油墨可以由多種有機溶劑調(diào)配成粘度差別較大的油墨，以滿足膠印、絲印、柔印和凹印等不同印刷方式的要求。
[0036]在一優(yōu)選實施例中，該氧氣敏感活性染料具有氧化態(tài)和還原態(tài)兩種形式，分別對應兩種明顯不同的顏色，其還原態(tài)產(chǎn)物易被空氣中的O2氧化成氧化態(tài)產(chǎn)物。通常，氧氣敏感活性染料在含氧環(huán)境中處于氧化態(tài)，呈現(xiàn)第一顏色，氧氣敏感活性染料被還原劑從氧化態(tài)還原為還原態(tài)，呈現(xiàn)第二顏色，