一种食品包装用夜光油墨及其制备方法技术领域
本发明涉及一种印刷油墨及其制备方法，特别是一种食品包装用夜光油墨及其制备方法。
背景技术
现代食品形式多种多样，食品包装形式也是多种多样。目前食品主要包装形式有塑料瓶、金属罐、纸基复合材料包装、塑料袋、玻璃瓶、纸杯、塑料杯等。食品饮料外包装的装潢设计图案包括商品商标、品名、产品配方、营养信息表和产品相关的装饰性图案等，包装装潢设计中的色彩鲜艳醒目，通常采用柔印、胶印、凹印、丝网印刷等工艺印制。但是在光线比较昏暗的环境中，例如演唱会、酒吧、聚会，或在夜晚露天广场等环境下，采用现有食品包装用油墨印刷的包装比较缺乏个性，也不够醒目，尤其是可以体现产品特色的文字和图案无法在这种昏暗的环境中体现出来，不能表达和传递产品的信息。
现有技术的夜光油墨可在昏暗的环境中发光，在昏暗环境中展示产品的个性和醒目性。但夜光油墨主要用于有价证券、证件、邮票以及名牌商品的防伪包装，也有用于印刷橱窗陈设、保险杠护档、招贴画（海报）、户外广告领域。这种夜光油墨含有夜光粉，在白天吸收太阳光10-30分钟，便可自动持续发光10小时以上。其中苯溶性氯化聚丙烯油墨是当前使用最广的、目前主要用于食品塑料包装印刷的油墨，该类油墨用于BOPP（双向拉伸聚丙烯）材料。虽然这种油墨的印刷适性优良，印后加工性能好、干燥快，但由于甲苯的相对毒性较大，印刷品的残留溶剂值偏高；又由于氯化聚丙烯的热稳定性差，在生产和贮存过程中，易释放出氯而形成氯化氢，使油墨呈较强的酸性，对印刷版辊产生严重的腐蚀。人们已经意识到苯溶性油墨能够破坏臭氧层，不够环保。而且此类油墨在使用过程中还会对工人的健康造成危害，不利于安全生产；油墨在包装制品中的溶剂残留，在一定条件下会对包装内的食品造成污染。因此，研制安全、环保的食品包装夜光油墨成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种食品包装用夜光油墨，不仅具有使用安全和环保的特点，并且可以保护设备不受腐蚀。
本发明公开了一种食品包装用夜光油墨，制成其的原料包括：夜光粉25至75重量份、无水乙醇30至50重量份、硅烷偶联剂1.25至3.75重量份、颜料载体20至65重量份、颜料20至50重量份、水30至60重量份、油墨增稠剂0.5至2.0重量份、消泡剂0.5至5重量份和表面活性剂1.75至10重量份。
在食品包装用夜光油墨的一种示意性实施方式中，夜光粉为碱土铝酸盐长余辉夜光材料。
在食品包装用夜光油墨的一种示意性实施方式中，碱土铝酸盐长余辉夜光材料化学式为MAl2O4:Eu,RE，碱土金属元素M选自Sr、Ca、Ba元素中的一种，RE选自Dy、Nd元素中的一种。
在食品包装用夜光油墨的一种示意性实施方式中，所述的硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的一种或任意组合。
在食品包装用夜光油墨的一种示意性实施方式中，所述的颜料载体选自蔗糖、淀粉糖浆、果糖、葡萄糖、麦芽糖、甘草甜素、木糖醇中的一种或任意组合。
在食品包装用夜光油墨的一种示意性实施方式中，所述的油墨增稠剂选自黄原胶、阿拉伯胶、琼脂、羧甲基淀粉钠、明胶、海藻酸、海藻酸钠、海藻酸丙二醇酯、卡拉胶、果胶、羟丙基淀粉、羟乙基淀粉、环状糊精以及羟甲基纤维素中的一种或任意组合。
在食品包装用夜光油墨的一种示意性实施方式中，所述的表面活性剂选自十二烷基硫酸钠（SDS）、十二烷基磺酸钠（SDS’）、三乙醇胺、OP-10、纤维素酯和纤维素醚酯中的一种或任意组合。
在食品包装用夜光油墨的一种示意性实施方式中，所述的颜料选自食用色素和食品包装用涂料着色剂中的一种或任意组合。
本发明还提供了一种食品饮料包装，在食品饮料包装外壁面上设置有可见的如本发明所述的食品包装用夜光油墨的涂层，在所述的食品包装用夜光油墨的涂层外侧还设置有保护层。该包装不污染包装食品，有毒溶剂残留低，而且包装上印制的图案和文字可以在昏暗环境中发光。该包装更加醒目，更加彰显产品个性，印制成突出产品特色的文字和图案，能更好的表达和传递产品的信息从而达到增加产品的趣味性，促进产品销售的目的。
本发明还提供了一种食品包装用夜光油墨的制备方法。本发明所述的夜光油墨按以下步骤制成：先将夜光粉加入到无水乙醇中,通过超声波分散，得到湿润后发光材料；将所述湿润后发光材料的温度调整到55至60℃后加入硅烷偶联剂，同时将体系的pH值调节为9至10，搅拌均匀，得到偶联后发光材料；向所述偶联后发光材料中加入所述油墨增稠剂、部分所述表面活性剂与部分所述消泡剂并搅拌均匀，得到增稠后发光材料；将所述颜料载体、所述颜料和部分所述表面活性剂加入到蒸馏水中，混合得到颜料液；向所述增稠后发光材料中加入所述颜料液，加热到75至80℃，搅拌均匀，得到稀释后发光材料；向所述稀释后发光材料中加入剩余的表面活性剂和剩余所述消泡剂，搅拌均匀后静置冷却至常温，即得到食品包装用夜光油墨；整个制备过程中，物料避免接触金属。
使用该方法制成的食品包装用夜光油墨具有安全、环保的特点，并且可以延长印刷设备的使用寿命。
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现结合以下实施例说明本发明的具体实施方式。
实施例1：黄绿色夜光油墨的制备。
原料包括：夜光粉（SrAl2O4:Eu,Dy）25g；无水乙醇30ml；硅烷偶联剂（KH550）1.25g；颜料载体（蔗糖：淀粉糖浆=1：1）20g；颜料（黄绿色）20g；水30ml；油墨增稠剂（黄原胶：阿拉伯胶：琼脂=2：1：1）0.5g；消泡剂（植物油）1g；表面活性剂（OP-10为0.5g、十二烷基硫酸钠（SDS）0.625g、十二烷基磺酸钠（SDS'）0.625g）1.75g。
黄绿色夜光油墨的制备方法：
a）先将夜光粉加入到无水乙醇中,通过超声波分散，得到湿润后发光材料；
b）将湿润后发光材料的温度调整到58℃后加入硅烷偶联剂；
c）同时用NaOH将体系的pH值调节为9；
d）搅拌均匀，得到偶联后发光材料；
e）向偶联后发光材料中加入油墨增稠剂、0.5g表面活性剂（仅OP-10)与0.5g消泡剂并搅拌均匀，得到增稠后发光材料；
f）将颜料载体、颜料和0.75g表面活性剂（SDS'：SDS=1：1）加入到蒸馏水中，混合得到颜料液；
g）向增稠后发光材料中加入颜料液，加热到75℃，搅拌均匀，得到稀释后发光材料；
h）向稀释后发光材料中加入剩余的表面活性剂和剩余的消泡剂，搅拌均匀后静置冷却至常温，即得到食品包装用夜光油墨；整个制备过程中，物料避免接触金属。
实施例2：蓝紫色夜光油墨的制备。
原料包括：夜光粉（CaAl2O4:Eu,Nd）50g；无水乙醇40ml；硅烷偶联剂（KH560）2.5g；颜料载体（果糖：葡萄糖：甘草甜素=1：1）40g；颜料（蓝紫色）35g；水45ml；油墨增稠剂（明胶：琼脂：卡拉胶=2：1：1）1g；消泡剂3g；表面活性剂（纤维素酯1.5g,三乙醇胺2.25g，SDS2.25g）6g。
紫色夜光油墨的制备方法：
a）先将夜光粉加入到无水乙醇中,通过超声波分散，得到湿润后发光材料；
b）将湿润后发光材料的温度调整到60℃后加入硅烷偶联剂；
c）同时用NaOH将体系的pH值调节为9.5；
d）搅拌均匀，得到偶联后发光材料；
e）向偶联后发光材料中加入油墨增稠剂、1.5g表面活性剂（纤维素酯)与1.5g消泡剂并搅拌均匀，得到增稠后发光材料；
f）将颜料载体、颜料和3g表面活性剂（配方中表面活性剂三乙醇胺：SDS=1：1）加入到蒸馏水中，混合得到颜料液；
g）向增稠后发光材料中加入颜料液，加热到78℃，搅拌均匀，得到稀释后发光材料；
h）向稀释后发光材料中加入剩余的表面活性剂和剩余的消泡剂，搅拌均匀后静置冷却至常温，即得到食品包装用夜光油墨；整个制备过程中，物料避免接触金属。
实施例3：青绿色夜光油墨的制备。
原料包括：夜光粉（BaAl2O4:Eu,Dy）75g；无水乙醇50ml；硅烷偶联剂（KH570）3.75g；颜料载体（麦芽糖：木糖醇=1：1）65g；颜料（青绿色）50g；水60ml；油墨增稠剂（果胶：海藻酸钠：羟乙基淀粉=2：1：1，2.0g）1.5g；消泡剂5g；表面活性剂（纤维素醚酯2.5g，十二烷基磺酸钠3.75g，三乙醇胺3.75g）10g。
红色夜光油墨的制备方法：
a）先将夜光粉加入到无水乙醇中，通过超声波分散，得到湿润后发光材料；
b）将湿润后发光材料的温度调整到60℃后加入硅烷偶联剂；
c）同时用NaOH将体系的pH值调节为10；
d）搅拌均匀，得到偶联后发光材料；
e）向偶联后发光材料中加入油墨增稠剂、2.5g表面活性剂（纤维素醚酯)与2.5g消泡剂并搅拌均匀，得到增稠后发光材料；
f）将颜料载体、颜料和5g表面活性剂（SDS’：三乙醇胺=1：1）加入到蒸馏水中，混合得到颜料液；
g）向增稠后发光材料中加入颜料液，加热到80℃，搅拌均匀，得到稀释后发光材料；
h）向稀释后发光材料中加入剩余的表面活性剂和剩余的消泡剂，搅拌均匀后静置冷却至常温，即得到食品包装用夜光油墨；整个制备过程中，物料避免接触金属。
实施例4：夜光食品包装的制备。
材料：实施例1制备的黄绿色夜光油墨，基底材料为纸塑复合材料。选用白度、平整度较高的底材，保证涂层的发光效果一致。
印刷方法：喷涂。涂装时应搅拌均匀，使其成为均一的分散体，涂层厚度控制在80μm。
加保护层：印刷后在图案上覆一层塑料（PE）膜作为保护层，顺序形成基材层、油墨层和保护层的三层结构。保护层厚度为5μm，加保护层的工艺为淋膜工艺。
制成包装：食品饮料包装。
实施例5：夜光食品包装的测试。
对实施例4制备的夜光食品包装进行测试。将制备好的包装制品进行辉度测试，测试条件为：D65标准荧光灯，照明为1000lx，照射10min后放入暗室进行辉度测量。
序号时间/h辉度/mcd·m-2
102540
211836
32750
44583
56412
上表中知，照射10分钟的包装样品在暗示中辉度随时间的延长而逐渐减弱，1h内辉度下降减少，随后辉度大幅度下降，2h后下降幅度趋于平缓。表明该包装样品受太阳或日光灯等光源刺激后吸收能源并变成可视光，后在黑暗处发光，发光亮度明显，余晖时间长。
实施例6：夜光食品包装的测试。
依据SN/T1877.6-2009、QB2930.1-2008、QB2930.2-2008、EPA3052对实施例4制备的夜光食品包装样品进行检测，主要检测内容：有害元素总含量（铅、镉、汞、六价铬）、可溶性元素含量（锑、砷、钡、铬、镉、铅、汞、硒）、磷元素、多环芳烃（16项）。检验结果：均未检出。
实施例7：夜光食品包装的制备。
材料：实施例2制备的蓝紫色夜光油墨，基底材料为铝塑纸复合材料。尽量选用白度、平整度较高的基底材料，保证涂层的发光效果一致。
印刷方法：在基底材料纸的表面刷涂。涂装时应搅拌均匀，使其成为均一的分散体，涂层厚度控制在100μm。
加保护层：印刷后在图案上覆一层塑料（PE）膜作为保护层，顺序形成基材层、油墨层和保护层的三层结构。保护层厚度为5μm，加保护层的工艺为淋膜工艺。
制成包装：食品饮料包装。
实施例8：夜光食品包装的测试。
将实施例7制备好的包装制品进行辉度测试，测试条件为：日光上午10：00后或日光灯下，照射10min后放入暗室进行辉度测量。在暗室内，百米以外距离肉眼可见持续发光12小时。
实施例9：夜光食品包装的测试。
依据SN/T1877.6-2009、QB2930.1-2008、QB2930.2-2008、EPA3052对实施例7制备好的包装样品进行检测，主要检测内容：有害元素总含量（铅、镉、汞、六价铬）、可溶性元素含量（锑、砷、钡、铬、镉、铅、汞、硒）、磷元素、多环芳烃（16项）。
检验结果：均未检出。
实施例10：夜光食品包装的制备。
材料：实施例3制备的青绿色夜光油墨，基底材料为纸塑钢复合材料。纸塑钢复合材料指的是铝材料或镀锡薄钢板、镀锌薄钢板等原料制成的铝罐或钢罐上套标纸塑标签。选用白度、平整度较高的底材，保证涂层的发光效果一致。
印刷方法：辊涂。涂装时，青绿色夜光油墨应搅拌均匀，使其成为均一的分散体；涂层厚度控制在120μm。
加保护层：印刷后在图案上覆一层塑料（PE）膜作为保护层，顺序形成基材层、油墨层和保护层的三层结构。保护层厚度为5μm，加保护层的工艺为淋膜工艺。
制成包装：食品饮料包装。
实施例11：夜光食品包装的测试。
对实施例10制备的夜光食品包装样品进行辉度测试，测试条件为：日光上午10：00后或日光灯下，自然光照，照射10Min后，放入暗室进行辉度测量。
在暗室内，50米以外距离肉眼可见夜光食品包装持续发光2小时以上。
实施例12：夜光食品包装的测试。
依据SN/T1877.6-2009、QB2930.1-2008、QB2930.2-2008、EPA3052对实施例10制备的夜光食品包装样品进行检测，主要检测内容：有害元素总含量（铅、镉、汞、六价铬）、可溶性元素含量（锑、砷、钡、铬、镉、铅、汞、硒）、磷元素、多环芳烃（16项）。检验结果：均未检出。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且生产或使用等允许的误差。除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。