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    印刷環節中影響溶劑殘留的因素

    發布時間:2019-04-28   點擊量:1452

    軟包裝溶劑殘留主要來自于印刷使用的油墨和復合使用的膠黏劑。印刷油墨中常用的溶劑有甲苯、乙酸乙酯、丁酮、異丙醇、二甲苯等。干法復合所用酯溶性膠黏劑中常用的溶劑是乙酸乙酯,醇溶性膠黏劑中所用的溶劑有乙醇、甲醇等。 

    1.耗材對溶劑殘留量的影響 

    薄膜基材對溶劑的吸收性。不同薄膜基材對溶劑的吸附能力和吸附傾向是不同的,如PP薄膜對甲苯的吸附量大,PA、PT薄膜則易吸附醇類溶劑,PA、PET薄膜對溶劑的吸附量小于PP薄膜。薄膜基材對溶劑的吸附也影響了軟包裝溶劑殘留量。 

    油墨自身對溶劑的釋放性。溶劑對油墨中樹脂的溶解性越好,則樹脂對溶劑的釋放性就越差。不同油墨對溶劑的釋放性是不同的,特別是一些小型油墨生產企業生產的低端油墨,由于采用的是較低檔的樹脂和顏料,其對溶劑的釋放性較差,所得印品的溶劑殘留量就會大一些。因此,軟包裝企業在選擇油墨之前,最好向油墨生產企業了解其油墨產品對溶劑的釋放性,以便作出相應的處理。此外,同一油墨體系中各種色墨的溶劑釋放性也有所差別,其中紅墨、黑墨的溶劑釋放性較差,這主要是由于紅墨、黑墨的顏料粒子小,比表面積較大,吸附能力較強.油墨中混合溶劑的揮發速度。油墨中會混有多種溶劑,稱為混合溶劑?;旌先軇┑膿]發速度對軟包裝的最終溶劑殘留量影響較大。如果油墨中過多地使用慢干型溶劑,那么軟包裝的最終溶劑殘留量就會更大一些。因此,合理選擇和設計油墨中溶劑的種類和比例是十分重要的 

    2.圖文設計及產品結構對溶劑殘留量的影響 

    一般而言,在進行軟包裝圖文設計時不宜設計過多的疊色,因為若墨層較厚,可能會出現表層油墨迅速干硬,從而阻礙墨層內部的溶劑逸出的問題,最終導致軟包裝的溶劑殘留量增大??墒褂脤I湍?,以防止印品的局部墨層過厚,從而有效減少軟包裝的溶劑殘留量。 

    如果同一印版上既有大面積實地,又有很淺的網目調圖案,要控制溶劑殘留就極為困難。因為當混合溶劑的干燥過快時,淺網處會堵版,而降低混合溶劑的干燥速率,又會造成大量的溶劑殘留。因此,制版時應盡量避免這種設計 
     

    在設計軟包裝產品結構時,應盡可能將阻隔性差的薄膜作為印刷層,再與阻隔性較高的阻隔層和熱封層復合,從而避免對內包裝物的污染。 

    3.凹印工藝對溶劑殘留量的影響 

    干燥條件。凹印機烘箱的結構、通風量、風溫等因素決定了印刷品的干燥效率和干燥效果。 
     

    如今,凹印機的干燥系統正在不斷改進,如進口凹印機的最后一個色組多使用兩個烘箱,國產凹印機則會延長烘箱的長度。再如,一些凹印機制造商還對烘箱內部實行了有效的分區,分為上、下兩部分,這種設計可將下部分溶劑含量高的氣體全部排出,將上部分溶劑含量低的氣體進行熱風二次循環,大大降低了印刷品的 

    溶劑殘留量.  
     

    印刷速度。印刷速度的快慢,決定了印刷品干燥時間的長短。為了有效控制軟包裝的溶劑殘留量,應在保證印刷墨層充分干燥的情況下,適當提高印刷速度。 
     
    印刷車間的濕度。印刷車間的濕度對于溶劑殘留量也有很大的影響,原因有二:一是空氣中的水分會進入油墨中,降低油墨中溶劑的揮發性;二是空氣中水分的大量存在也會抑制油墨中溶劑的揮發。一般而言,濕度增加一倍,油墨的干燥速度就要遲緩近兩倍。因此在高濕條件下,應盡量降低印刷速度,并盡量避免油墨與空氣接觸,以保證墨層充分干燥。印刷車間的濕度一般控制在50%~65%為佳。 

    印刷好的產品應在通風處放置一兩天后再進行復合。 

    復合環節中影響溶劑殘留量的因素
     目前,國內食品、藥品用復合膜、袋使中使用的膠黏劑,80%以上是以乙酸乙酯為溶劑的醇溶性雙組分聚氨酯膠黏劑。下面重點介紹一下采用酯溶性膠黏劑的干式復合工藝對軟包裝溶劑殘留量的影響。 

    1.耗材對溶劑殘留量的影響 

    (1)甲苯對溶劑殘留量的影響 

    如果采用含有甲苯的溶劑型油墨,則印刷后必然會有甲苯的殘留,殘留的甲苯會進一步影響膠黏劑中的乙酸乙酯的揮發,一般乙酸乙酯的最終殘留量是甲苯殘留量的1.5~2.0倍左右,這就是我們在實踐中經常強調“控制印刷中甲苯的殘留量是控制軟包裝溶劑殘留總量的關鍵”的原因??刂萍妆綒埩袅孔钪苯?、最有效的辦法就是采用新型無苯油墨。 

    (2)基材的影響 

    即使凹印和干式復合工藝中所用的油墨和膠黏劑相同,生產工藝也相同,但軟包裝的溶劑殘留量也會不一樣。這是因為不同的涂膠薄膜基材對溶劑的吸附和釋放速率是不一樣的。常用的涂膠薄膜基材對乙酸乙酯的釋放速率為:PET>NY>BOPP(吸附速率相反)。通常復合時的烘干溫度接近BOPP薄膜的熔點,其分子無規則活動更加劇烈,對乙酸乙酯和甲苯等溶劑的吸附速率加快。因此對BOPP薄膜來說,進一步降低溶劑殘留量的難度更大一些。 

    (3)乙酸乙酯含水量的影響 

    乙酸乙酯中的水分影響乙酸乙酯的揮發,進而影響復合膜的溶劑殘留量。所以應選用純度較高的乙酸乙酯。 

    (4)膠黏劑的影響 

    在相同基材、相同工藝下,選用不同生產廠家的膠黏劑,最終生產的復合膜的溶劑殘留量也可能不一樣。這是因為聚氨酯膠黏劑分子鍵中含有活性羥基,與乙酸乙酯會形成氫鍵,從而束縛了乙酸乙酯的揮發。而膠黏劑主劑成分的變化會影響氫鍵的強弱,氫鍵越強,對乙酸乙酯的釋放越難,因而不同廠家的膠黏劑會造成不同的溶劑殘留結果。在選擇膠黏劑供應商之前,應對其膠黏劑的主劑成分進行充分了解,以免給溶劑的殘溶控制帶來不必要的難度。 

    2.干式復合工藝對溶劑殘留的影響 

    (1)烘箱溫度的梯度設置和通風效果的影響 

    烘箱的溫度梯度和通風效果是影響干式復合階段溶劑殘留的最主要因素,控制好烘干溫度并保證良好的通風是關鍵。通常所說的三段烘箱的標準溫度分別為60℃、70℃、80℃,這是針對正常的復合速度(80~120m/min),且以乙酸乙酯為溶劑的復合工藝條件而言的。一般情況下,良好的通風再加上這樣的溫度梯度,復合后的軟包裝產品的溶劑殘留量應該是較低的。
     

    若要將溶劑殘留量控制得更低(如小于5mg/m2),應將烘箱溫度提高5~10℃。但要注意:烘箱的第一段溫度應盡可能不動,以穩定乙酸乙酯和甲苯在第一段的揮發速率。若第一段乙酸乙酯與甲苯揮發得過快,就會在膠黏劑的表面形成一層較致密的硬膠層,將嚴重影響里層的膠黏劑和油墨中的乙酸乙酯及甲苯的揮發,從而造成溶劑殘留量增大。烘箱的第二段溫度可提高5~l0℃,能加速里層的膠黏劑和油墨中的乙酸乙酯及甲苯的揮發。在烘箱的第三段,乙酸乙酯和甲苯就很難揮發了,因為表面的硬膠層已形成,剩余的乙酸乙酯和甲苯很難揮發,這也是為何最后一段的烘箱溫度較高的原因。烘箱的第三段溫度可以提高5~15℃,但此數據是復合速度在80~120m/min內的實驗結果,如果機速降低或提高,溫度也應相應下調或上調。 

    (2)復合速度的影響
     與印刷速度影響溶劑殘留量的原理類似,復合速度也是影響溶劑殘留量的一項因素,所以生產時應根據烘箱的干燥能力合理設定復合速度。 

    (3)膠黏劑涂布量的影響
     膠黏劑的涂布量越大,在通過烘箱時,因膠黏劑表層硬化對內層溶劑揮發造成的阻礙作用就越大,最終的溶劑殘留量也就越大。所以在滿足軟包裝產品性能需求的基礎上,應盡可能控制膠黏劑的涂布量。 

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