塑料彩印包装的异味问题
随着人民生活水平的不断提高,对塑料食品包装的卫生性提出了越来越高的要求。塑料彩印包装的异味可直接引起内容物食品的串味,严重时还会影响食品的口感甚至会影响消费者的身体健康,同时它会劣化操作环境,引起操作者的不快。
形成塑料彩印包装异味的主要因素有残留溶剂、塑料彩印包装所使用的原材料本身有异味、加工过程中产生异味及环境污染等,下面就上述因素分别进行分析。
(一) 残留溶剂
印刷油墨转移到塑料薄膜上后,印刷墨膜表面的溶剂首先蒸发,而在印刷墨膜内部的溶剂必须先扩散渗透到墨膜表面后才能进行蒸发干燥。当干燥进入终期时,印刷墨膜表层已经固化,限制了内部溶剂的扩散,从而造成了残留溶剂的问题。
我国对塑料软包装制品溶剂残留量的标准有:GB/T0005—1998有机类溶剂≤10mg/m2,其中苯类溶剂≤3.0mg/m2。根据国家标准,往往我们的产品都能达标,但却仍有残留的异味,使产品质量大打折扣,或干脆报废。究其原因是使用了含高沸点的有机溶剂,更有甚者还使用了回收的废溶剂,这类溶剂往往含有高沸点的有异味的成分较少,一般检测设备都无法检出,就是检出了也符合该有机溶剂的标准,所以在印刷过程中不易发觉,直至在包装了食品后,慢慢地食品上有了异味。那时为时已晚,不但浪费了包装材料,而且连受了污染的食品也只好一起报废。
正因为这些异味有如此大的破坏性,所以我们一定要在投入生产前就把它检出。使用气相、液相色谱仪从根本上检出这些含有异味的有机溶剂,不得使用。由于这类仪器价格较贵,有些中小企业暂时无法添置,那么下面这个简单的方法也许能解决这些问题。
首先取一张洁净白纸,撕成二个同等宽度的纸条,再取需测试的有机溶剂和标准溶剂,同时蘸取同样剂度的溶剂后甩干再嗅嗅看有无异味,如有就不能使用,为不合格品;如无异味再观察白纸上有无斑痕,如有斑痕,只能在深色油墨中使用。
印刷油墨层的有机溶剂大部分分在干燥箱内瞬间干燥,残留的微量溶剂固化封闭在油墨皮膜内造成残留状态,这主要是由印刷油墨所使用的树脂和添加剂、干燥效率及承印薄膜固有的溶剂吸附性等因素决定的。
1、 连结料树脂对溶剂的释放性
为了适应印刷的需要或考虑到经济性,印刷时常在油墨中加入混合溶剂。每一种连结料都有自己的真溶剂、次溶剂、非溶剂,溶解性越好,就表示连结料树脂与溶剂分子这间的亲和力越大;溶剂对树脂的溶解性越好,树脂对溶剂的释放性就越差;释放性越差就越容易造成残留溶剂问题。就某种油墨而言,溶剂释放性大体上是其固有的性质,所以在开始使用一种油墨时,要预先向油墨制造商了解其残留溶剂倾向,以便做出相应处理。
印刷墨层中所含的溶剂属于混合溶剂,每种溶剂的挥发速度是不同的。在这种情况下溶剂的挥发发生变化,挥发性强的溶剂首先逸出,挥发性弱的组份滞留下来,溶剂的组份发生了变化,不可能像单一的溶剂那样在恒定速率下得到单一的挥发速率,溶剂的挥发就逐渐缓慢下来。如果溶剂的纯度不合要求(例如含高沸点组份过多)或过多地使用了慢干溶剂,那么在正常条件下就会产生严重的残留溶剂问题。
因此,合理地设计混合溶剂的配方是一个十分重要的技术问题,使用代用品时更应十分慎重。
另外,颜料的表面特性、比表面积及浓度也会对溶剂的挥发产生一定的影响。就同一颜料来说,挥发速率随浓度增加而减少:对不同的颜料来说,一般颜料比重小、溶剂的挥发速度低,颜料的颗粒小、溶剂的挥发速度也低
2、干燥条件
干燥条件包括干燥风温、风量(风速)和干燥装置结构等,它决定了干燥效率。干燥不良,残留溶剂量就会增加,因此应创造尽可能好的干燥条件,应该注意的是,提高风温、风量(风速)虽然可能强化干燥条件,但在印刷墨层较厚的情况下,如果干燥过快,墨层表面会迅速结膜,从而使内部溶剂无法逸出,导致残留溶剂增多,产生异味。
3、印刷操作
在印刷时要调好温度、速度、印刷油墨单色层和叠色层之间的关系,温度过高,会导致塑料薄膜的拉伸过长,影响印件的套印精度,温度过低不但会产生异味,还会造成各色之间串色,影响印刷品质。车速过低容易燥版,还影响效益,车速过高会使溶剂得不到有效挥发,容易造成异味。印刷速度的快慢,决定挥发干燥时间的长短,所以应在保证印刷墨层充分干燥的情况下逐渐提高车速。而印刷叠色层时,由于前一层和二层的油墨层没有彻底干燥,致使互相拉色、互相串色,更容易造成异味。因为凹版内的油墨自印上膜后,油墨内的有机溶剂在温度的作用下汽化,它的运动是双向的,一面往墨的表面运作,被抽风机抽掉,而另一面则相反往墨层的深处、重叠的另一层墨层运作,如果前一层油墨没有彻干,那么就会吸附造成异味,关键是每一层的油墨必须彻干,有些油墨层看似干燥了,但这只是表干,而没有彻干,往往这些没有彻干的油墨层里,残留的又是高沸点的溶剂,造成以后的回粘、异味等问题,这主要是没有调配好稀释剂的配比,造成挥发速率的不配比。更有的操作人员错误地以为,在印刷中少加或不加稀释剂能有利于油墨的干燥,这样却帮了倒忙,使印刷层得不到润湿,影响了牢度,更容易残留量超标产生异味。原理是这样的:当凹版内的油墨由于没有稀释而固含量很高时,那么它印在薄膜上的墨层就厚,相对溶剂残留量在同一面积上就大,更何况越是墨层厚就越不利于溶剂的释放,有些低档油墨对溶剂的释放性很差,更容易产生异味。
4、干燥介质(空气)的湿度及有机溶剂浓度
干燥介质(空气)的湿度对于残留溶剂量有很大的影响,一是空气中的水分进入油墨,使溶剂的综合挥发性变差;二是干燥介质(空气)中水分的大量存在,抑制了溶剂的挥发。湿度增加一倍,油墨的干燥速度就要延缓近两倍。因此,在高湿条件下,应尽量降低印刷速度,并减少油墨与空气的接触,以保证油墨充分干燥。同时应立即调整溶剂的配方,配制适宜这种气候的特殊油墨。印刷车间的空气湿度一般不应超过70%,当然也不能过于干燥,否则,容易引起静电问题。
另外,空气中有机溶剂的浓度也会直接影响溶剂的挥发,因而要保证进入干燥箱的空气洁净新鲜,不要用被溶剂污染的空气进行干燥。
5、承印薄膜
不同材料的薄膜对溶剂有不同的选择性吸收倾向。例如铝箔、聚酯等薄膜为非吸收性薄膜,残留溶剂一般较少;聚丙稀类薄膜容易残留碳氢系溶剂;吸水性薄膜(如尼龙、玻璃纸)则容易残留醇系溶剂。某些塑料薄膜的添加助剂会影响溶剂的挥发,从而加大残留溶剂量。在容易吸收有机溶剂的场合,薄膜的种类不同,其溶剂残留量也有显著不同,所以应通过薄膜制造商预先得知其残留溶剂倾向。
6、其他
(1)时效处理。通过时效处理使残留溶剂充分挥发、分子结构充分定型后再进入下道工序。
(2)对于多色印刷来说,在进行图案设计时不要叠色太多,可能的话可使用专色以防止局部墨层过厚。
(3)尽量使用纸包装材料来包装产品。如果使用高密封性的塑料膜来包装,就等于把产品在存储过程中所放出的异味全部储存起来,一旦打开包装时就飘出异味(打开放置一段时间后气味就会明显减小)。所以,使用透气的纸包装可以使异味残留物得到充分挥发,对减轻异味也有一定作用。
(4)万一出现不良印刷物可通过通风再干燥的方法进行补救。
形成塑料彩印包装异味的主要因素有残留溶剂、塑料彩印包装所使用的原材料本身有异味、加工过程中产生异味及环境污染等,下面就上述因素分别进行分析。
(一) 残留溶剂
印刷油墨转移到塑料薄膜上后,印刷墨膜表面的溶剂首先蒸发,而在印刷墨膜内部的溶剂必须先扩散渗透到墨膜表面后才能进行蒸发干燥。当干燥进入终期时,印刷墨膜表层已经固化,限制了内部溶剂的扩散,从而造成了残留溶剂的问题。
我国对塑料软包装制品溶剂残留量的标准有:GB/T0005—1998有机类溶剂≤10mg/m2,其中苯类溶剂≤3.0mg/m2。根据国家标准,往往我们的产品都能达标,但却仍有残留的异味,使产品质量大打折扣,或干脆报废。究其原因是使用了含高沸点的有机溶剂,更有甚者还使用了回收的废溶剂,这类溶剂往往含有高沸点的有异味的成分较少,一般检测设备都无法检出,就是检出了也符合该有机溶剂的标准,所以在印刷过程中不易发觉,直至在包装了食品后,慢慢地食品上有了异味。那时为时已晚,不但浪费了包装材料,而且连受了污染的食品也只好一起报废。
正因为这些异味有如此大的破坏性,所以我们一定要在投入生产前就把它检出。使用气相、液相色谱仪从根本上检出这些含有异味的有机溶剂,不得使用。由于这类仪器价格较贵,有些中小企业暂时无法添置,那么下面这个简单的方法也许能解决这些问题。
首先取一张洁净白纸,撕成二个同等宽度的纸条,再取需测试的有机溶剂和标准溶剂,同时蘸取同样剂度的溶剂后甩干再嗅嗅看有无异味,如有就不能使用,为不合格品;如无异味再观察白纸上有无斑痕,如有斑痕,只能在深色油墨中使用。
印刷油墨层的有机溶剂大部分分在干燥箱内瞬间干燥,残留的微量溶剂固化封闭在油墨皮膜内造成残留状态,这主要是由印刷油墨所使用的树脂和添加剂、干燥效率及承印薄膜固有的溶剂吸附性等因素决定的。
1、 连结料树脂对溶剂的释放性
为了适应印刷的需要或考虑到经济性,印刷时常在油墨中加入混合溶剂。每一种连结料都有自己的真溶剂、次溶剂、非溶剂,溶解性越好,就表示连结料树脂与溶剂分子这间的亲和力越大;溶剂对树脂的溶解性越好,树脂对溶剂的释放性就越差;释放性越差就越容易造成残留溶剂问题。就某种油墨而言,溶剂释放性大体上是其固有的性质,所以在开始使用一种油墨时,要预先向油墨制造商了解其残留溶剂倾向,以便做出相应处理。
印刷墨层中所含的溶剂属于混合溶剂,每种溶剂的挥发速度是不同的。在这种情况下溶剂的挥发发生变化,挥发性强的溶剂首先逸出,挥发性弱的组份滞留下来,溶剂的组份发生了变化,不可能像单一的溶剂那样在恒定速率下得到单一的挥发速率,溶剂的挥发就逐渐缓慢下来。如果溶剂的纯度不合要求(例如含高沸点组份过多)或过多地使用了慢干溶剂,那么在正常条件下就会产生严重的残留溶剂问题。
因此,合理地设计混合溶剂的配方是一个十分重要的技术问题,使用代用品时更应十分慎重。
另外,颜料的表面特性、比表面积及浓度也会对溶剂的挥发产生一定的影响。就同一颜料来说,挥发速率随浓度增加而减少:对不同的颜料来说,一般颜料比重小、溶剂的挥发速度低,颜料的颗粒小、溶剂的挥发速度也低
2、干燥条件
干燥条件包括干燥风温、风量(风速)和干燥装置结构等,它决定了干燥效率。干燥不良,残留溶剂量就会增加,因此应创造尽可能好的干燥条件,应该注意的是,提高风温、风量(风速)虽然可能强化干燥条件,但在印刷墨层较厚的情况下,如果干燥过快,墨层表面会迅速结膜,从而使内部溶剂无法逸出,导致残留溶剂增多,产生异味。
3、印刷操作
在印刷时要调好温度、速度、印刷油墨单色层和叠色层之间的关系,温度过高,会导致塑料薄膜的拉伸过长,影响印件的套印精度,温度过低不但会产生异味,还会造成各色之间串色,影响印刷品质。车速过低容易燥版,还影响效益,车速过高会使溶剂得不到有效挥发,容易造成异味。印刷速度的快慢,决定挥发干燥时间的长短,所以应在保证印刷墨层充分干燥的情况下逐渐提高车速。而印刷叠色层时,由于前一层和二层的油墨层没有彻底干燥,致使互相拉色、互相串色,更容易造成异味。因为凹版内的油墨自印上膜后,油墨内的有机溶剂在温度的作用下汽化,它的运动是双向的,一面往墨的表面运作,被抽风机抽掉,而另一面则相反往墨层的深处、重叠的另一层墨层运作,如果前一层油墨没有彻干,那么就会吸附造成异味,关键是每一层的油墨必须彻干,有些油墨层看似干燥了,但这只是表干,而没有彻干,往往这些没有彻干的油墨层里,残留的又是高沸点的溶剂,造成以后的回粘、异味等问题,这主要是没有调配好稀释剂的配比,造成挥发速率的不配比。更有的操作人员错误地以为,在印刷中少加或不加稀释剂能有利于油墨的干燥,这样却帮了倒忙,使印刷层得不到润湿,影响了牢度,更容易残留量超标产生异味。原理是这样的:当凹版内的油墨由于没有稀释而固含量很高时,那么它印在薄膜上的墨层就厚,相对溶剂残留量在同一面积上就大,更何况越是墨层厚就越不利于溶剂的释放,有些低档油墨对溶剂的释放性很差,更容易产生异味。
4、干燥介质(空气)的湿度及有机溶剂浓度
干燥介质(空气)的湿度对于残留溶剂量有很大的影响,一是空气中的水分进入油墨,使溶剂的综合挥发性变差;二是干燥介质(空气)中水分的大量存在,抑制了溶剂的挥发。湿度增加一倍,油墨的干燥速度就要延缓近两倍。因此,在高湿条件下,应尽量降低印刷速度,并减少油墨与空气的接触,以保证油墨充分干燥。同时应立即调整溶剂的配方,配制适宜这种气候的特殊油墨。印刷车间的空气湿度一般不应超过70%,当然也不能过于干燥,否则,容易引起静电问题。
另外,空气中有机溶剂的浓度也会直接影响溶剂的挥发,因而要保证进入干燥箱的空气洁净新鲜,不要用被溶剂污染的空气进行干燥。
5、承印薄膜
不同材料的薄膜对溶剂有不同的选择性吸收倾向。例如铝箔、聚酯等薄膜为非吸收性薄膜,残留溶剂一般较少;聚丙稀类薄膜容易残留碳氢系溶剂;吸水性薄膜(如尼龙、玻璃纸)则容易残留醇系溶剂。某些塑料薄膜的添加助剂会影响溶剂的挥发,从而加大残留溶剂量。在容易吸收有机溶剂的场合,薄膜的种类不同,其溶剂残留量也有显著不同,所以应通过薄膜制造商预先得知其残留溶剂倾向。
6、其他
(1)时效处理。通过时效处理使残留溶剂充分挥发、分子结构充分定型后再进入下道工序。
(2)对于多色印刷来说,在进行图案设计时不要叠色太多,可能的话可使用专色以防止局部墨层过厚。
(3)尽量使用纸包装材料来包装产品。如果使用高密封性的塑料膜来包装,就等于把产品在存储过程中所放出的异味全部储存起来,一旦打开包装时就飘出异味(打开放置一段时间后气味就会明显减小)。所以,使用透气的纸包装可以使异味残留物得到充分挥发,对减轻异味也有一定作用。
(4)万一出现不良印刷物可通过通风再干燥的方法进行补救。
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