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谈谈凹版塑料印刷包装产品溶剂残留量的控制
时间:2016-05-26   来源: 包装前沿   阅读:2915次

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  在塑料软包装的凹版印刷过程和溶剂型干法复合过程中,均需要使用大量的酯醇类有机溶剂,如异丙醇、乙酯等。按理想的目标,这些溶剂在生产过程中挥发得越彻底越好,但在实际生产中,由于多种原因总会有或多或少的溶剂没有彻底挥放,残留在包装产品中,造成“溶剂残留”。当溶剂残留达到一定的量值时,人的嗅觉就能够感觉到它的存在,影响人们的身心健康。

  我国对软包装产品溶剂残留量的国标要求是:总溶剂残留量≤5mg/m2,其中苯类溶剂≤0.01mg/m2。而许多知名企业则要求总溶剂残留量≤3mg/m2,如雀巢等大品牌客户均有这种要求。

  那么,凹版塑料印刷包装产品溶剂残留量究竟受哪些因素的影响,如何才能够有效地降低塑料包装产品中的溶剂残留量呢?

  一、影响溶剂残留的因素

  印刷包装产品的残留溶剂不是单一的溶剂,而是几种溶剂的混合体,来源于生产过程各个工序阶段,最终残留量的高低是各个影响因素的综合结果,主要有以下几个方面对其影响:

  1、残留溶剂的主要来源

  印刷油墨中的溶剂、复合用胶水里的溶剂、印刷过程中加入的稀释溶剂等,这些溶剂是残留溶剂的主要来源。

  2、生产工艺的影响

  印刷设备性能、印刷速度、上墨量、干燥系统、复合用胶水的选择等会直接影响溶剂残留量。

  3、印刷基材的影响

  不同的印刷基材对印刷所使用的溶剂有不同的吸附能力和不同的吸附倾向,影响溶剂挥发。

  4、产品结构的影响

  包装产品有单层、多层结构,由于不同结构其材料的阻隔性差异,在后续加工中释放溶剂的程度也就存在着差异,影响最终的溶剂残留量。

  二、溶剂残留影响因素的控制

  1、油墨

  油墨是一种由颜料、树脂、溶剂等多种不同结构物质组成的有机混合物,树脂的结构组成和油墨的品质对塑料包装的溶剂残留有着重要的影响,这一点集中体现在油墨树脂对溶剂的释放性能和油墨中各种溶剂的搭配比例上,油墨中适当的快干溶剂和慢干溶剂的比例可以调节油墨在干燥过程中处于最佳的平衡状态,可以明显地降低塑料包装的溶剂残留量。

  让油墨在印刷转移成膜的过程中溶剂能快速挥发,从油墨配方设计时就要充分考虑这一需求。

  在油墨配方中,选择的溶剂对树脂溶解力强,树脂与溶剂间的亲和力就大,油墨体系流动性就会比较好,油墨印刷转移也会比较好,但是,树脂与溶剂结合得太强,树脂对溶剂的释放不一定优良,油墨成膜过程中溶剂可能就会释放不彻底。如果选择的溶剂对树脂溶解力弱,虽然在油墨印刷转移过程中溶剂释放比较好,但是由于树脂溶解不彻底,会带来印刷的故障如刀丝、雾版等,因此,我们既要保证印刷无故障,又要使溶剂释放更彻底,在油墨配方设计的时候就要了解清楚印刷环境、印刷设备条件等因素,把握好印刷转移和溶剂释放的关系,设计出适合印刷机速的挥发合适的油墨。

  2、生产工艺

  在已确定油墨品种的情况下,包装印刷生产工艺对溶剂残留的影响就显得更为重要。因此,要针对印刷设备性能、印刷速度、印版深度、上墨量、干燥系统性能、复合用胶水等情况了解清楚,采取相应的工艺控制达到溶剂残留最低的目的。

  (1)印刷稀释溶剂的选择

  印刷溶剂一般是多种溶剂的混合,挥发速度不一,因此,要注重溶剂的平衡,根据印刷机的速度来配制稀释溶剂,特别要注意稀释溶剂中慢干溶剂的用量。如在氯化聚丙烯油墨中要控制正丙酯的用量,在聚氨酯油墨中要控制正丙酯、丙二醇甲醚等慢干溶剂的用量。如果慢干溶剂多了,会直接造成溶剂挥发不完全,溶剂残留高。如果慢干溶剂少了,又会造成油墨结皮,容易堵版转移不良的后果。因此,在已确定稀释溶剂配比的情况下,不要轻易改动稀释溶剂的比例。

  (2)印刷干燥温度和通风

  干燥通风装置是印刷过程中溶剂能否良好释放的关键。首先要养成对干燥通风装置进行维护、清洁的习惯,保持一定的风量并使其进排风平衡。其次是在最后一色干燥时,温度应提高5~10℃,如果设备和产品色数允许,印刷后可以让卷膜空穿两色机组,进一步通风干燥,使溶剂彻底挥发,最终降低产品的溶剂残留量。

  (3)干式复合工艺

  由于复合所选用胶水和稀释溶剂为乙酯,挥发性高。因此,复合造成的溶剂残留问题不如印刷严重,但是如果控制不当,也会造成很高的溶剂残留。这是因为复合烘道长,温度高,所以最主要的是控制风量。复合设备的预抽风正常、排风正常时,在正常的加工速度下,一般都能保证乙酯良好的释放。同时,复合能够将印刷中的残留溶剂进一步排除。

  如果复合后发现乙酯超标,可以把复合膜在熟化室多烘24h,时间不可太长,否则内层材料添加剂析出反而增加异味。但如果是双层阻隔结构的产品,多烘也无益。所以一定要做好前期印刷和复合阶段的控制。

  (4)印刷环境

  印刷车间的温湿度,也会对溶剂的释放造成一定的影响,主要是车间里过高的湿度会降低溶剂的挥发速度和平衡,造成印刷过程中溶剂的挥发速度减缓导致残留,但湿度过低又会容易使高速印刷过程产生静电,因此,要经常关注车间里的温湿度,保持一定的湿度状态以有效消除油墨印刷中的静电,而不致于湿度过高导致溶剂残留的增加。

  3、印刷基材

  印刷基材对溶剂都是有选择地吸附的,不同的印刷基材对印刷所使用的溶剂有不同的吸附能力和不同的吸附倾向,PP、PVDC类材料容易吸附酯类有机溶剂,PA、PET等吸水性材料易吸附醇类溶剂。总体来说,PA、PET对溶剂的吸附量小于PP类,但都会增加包装产品的溶剂残留。对某一包装产品而言,印刷基材和复合基材是对应其产品包装要求而选定的,基本不好更改。因此,在基材不可改变的情况下,根据不同的基材,应该选择溶剂成分配比不同的油墨品种,相应降低印刷基材对溶剂的吸附量。

  4、产品结构

  不同的包装产品有着不同的包装结构,单层结构的溶剂残留相对比较好控制,多层结构产品相对控制难度要高些,同时材料的阻隔性差异对溶剂残留也有不同的影响。

  对于阻隔性较差的产品结构,如BOPP//PE,残留的溶剂经过烘房熟化、分切倒卷等工序,能溢出很大一部分的残留溶剂,尤其是易挥发的乙酯类。但对于外层是阻隔性好的产品结构而言,如VMPET//PE,则残留溶剂会较难通过这种方法溢出。

  对于有双层阻隔结构的产品,溶剂残留最难控制,事后也最难补救,如PET//VMPET//PE、玻璃纸//AL//PE、PET//VMCPP等结构,被封闭在复合层中的残留溶剂很难逸出。所以,我们在生产产品时,就要考虑到产品结构的影响因素,对于双层阻隔结构的产品,在印刷一开始就要设计好溶剂的平衡,对残留量进行控制,使产品在前期生产过程中尽最大量地将溶剂释放彻底,以免导致溶剂残留偏高,而在后期加工又无法改善。

  5、溶剂的纯度

  油墨制作过程中和包装印刷过程中都使用到大量的有机溶剂。溶剂的纯度不高,一是含有高沸点的成分较多,会减缓整体溶剂的挥发速度,特别是溶剂挥发的后期速度,从而造成溶剂残留。二是溶剂中残留的一些焦化成分的杂质,会在软包装印刷中产生一种焦臭气味,即使溶剂残留量在控制的标准之内,也不能被消费者接受。

  因此,凡是包装产品生产过程中使用的溶剂,企业都要进行严格控制,防止溶剂不纯带来的质量损失。

  三、结论

  综上所述,包装溶剂残留的每一个影响因素都很重要。因此,一个合格的包装产品,是经过众多工艺工序严格控制的结果,我们在生产任何一个产品时,无论过程多复杂,都要先分析清楚产品生产过程,涉及到的工艺要素,再分析清楚各个环节各个工艺会给产品溶剂残留带来的影响,然后逐一对其进行控制,这样才可以减少溶剂残留量,生产出合格的产品。


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