耐蒸煮復(fù)合油墨的選擇與使用
當(dāng)前，軟包裝行業(yè)的同質(zhì)現(xiàn)象越來越明顯，特別是技術(shù)門檻相對(duì)偏低的普通復(fù)合包裝袋，如BOPP//PE等結(jié)構(gòu)，競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，許多軟包裝生產(chǎn)企業(yè)只能通過規(guī)模化、大批量生產(chǎn)才能勉強(qiáng)維持微利水平。用于肉類等產(chǎn)品包裝的高溫蒸煮包裝袋，特別是三層或者四層復(fù)合袋如BOPA//AI//CPP、BOPET//AI//BOPA//CPP等結(jié)構(gòu)，由于技術(shù)難度較高，尚有相對(duì)可觀的利潤(rùn)空間。因此，不少軟包裝生產(chǎn)企業(yè)希望增加蒸煮包裝產(chǎn)品的訂單。但是，由于耐蒸煮包裝袋的生產(chǎn)技術(shù)較高，必須建立一套最佳化的生產(chǎn)工藝路線，方能保證最終產(chǎn)品合格。本文僅從耐蒸煮復(fù)合油墨出發(fā)，作簡(jiǎn)單的分析，供大家參考。
耐蒸煮復(fù)合油墨的選擇
1998年以前，國(guó)內(nèi)能夠制造耐蒸煮復(fù)合油墨的廠商很少，主要是DIC和東洋油墨兩家企業(yè)。近5年來，耐蒸煮復(fù)合油墨發(fā)展相當(dāng)快，國(guó)內(nèi)知名的油墨制造廠商均有相應(yīng)的油墨產(chǎn)品供應(yīng)，如東洋的Lamistar,DIC的Univure,浙江新東方的300LM，葉氏油墨的GLP等，使得國(guó)內(nèi)軟包裝生產(chǎn)企業(yè)的選擇余地大大增加。
目前國(guó)內(nèi)常見的耐蒸煮復(fù)合油墨有單組分聚酯型油墨和雙組分聚氨酯型油墨。針對(duì)兩層結(jié)構(gòu)的100℃左右水煮殺菌包裝袋（如BOPA//CPP），可以選擇單組分聚酯型復(fù)合油墨，如浙江新東方的321F、葉氏油墨的LGLP、永成油墨的99型油墨等。如果是生產(chǎn)三層或四層結(jié)構(gòu)的121℃以上的耐高溫蒸煮袋，一般選擇雙組分聚氨酯型油墨，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上應(yīng)用較多的有東洋的Lamistar,DIC的Univure，浙江新東方的300LM。
總之，由于蒸煮包裝袋是高附和值產(chǎn)品，軟包裝生產(chǎn)企業(yè)在選擇耐蒸煮復(fù)合油墨時(shí)，最好購(gòu)買價(jià)格稍貴但穩(wěn)定性好的品牌產(chǎn)品，切不可圖一時(shí)便宜，買了劣質(zhì)油墨，引起質(zhì)量事故并造成經(jīng)濟(jì)損失?，F(xiàn)在有不少的小規(guī)模油墨制造廠也可提供耐蒸煮復(fù)合油墨，但產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性較差，軟包裝生產(chǎn)企業(yè)在購(gòu)買時(shí)需慎重。
聚氨酯油墨的主要特點(diǎn)
聚氨酯油墨的性能與目前市場(chǎng)上用于BOPP印刷氯化聚丙烯類油墨略有不同，使用方法也不一樣。
首先，稀釋溶劑的組成不同。氯化聚丙烯類油墨的稀釋溶劑以苯類為主溶劑，輔以酯類、酮類溶劑。聚氨酯油墨以丁酮作主溶劑，起溶解樹脂作用。由于丁酮的揮發(fā)速度快于甲苯，所以在使用耐蒸煮型聚氨酯油墨時(shí)，為了防止真溶劑過分揮發(fā)而造成的油墨溶解性不良，或者油墨轉(zhuǎn)移性變差等現(xiàn)象，必須保證混合溶劑中丁酮的含量達(dá)到一定的比例。以新東方油墨公司的300LM耐蒸煮復(fù)合油墨為例，要求混合溶劑中丁酮的含量不低于30%。
其次，聚氨酯油墨有二液反應(yīng)型。當(dāng)生產(chǎn)需要經(jīng)過121□C以上高溫殺菌的蒸煮包裝袋時(shí)，必須使用二液反應(yīng)型聚氨酯油墨，而且要加入適量的硬化劑，攪拌均勻后方可印刷。使用后剩余的二液反應(yīng)型油墨最好先過濾，然后部分加入新墨中，或者當(dāng)作稀釋溶劑使用，但當(dāng)剩墨出現(xiàn)結(jié)塊或嚴(yán)重發(fā)脹現(xiàn)象時(shí)，不可繼續(xù)使用。
第三，聚氨酯油墨的復(fù)合性能好，復(fù)合后的剝離強(qiáng)度相當(dāng)高。一般地，氯化聚丙烯類油墨印刷復(fù)合后的剝離強(qiáng)度為1.5~4.0N/15mm，而聚氨酯油墨可以達(dá)到3~8N/15mm，而且用耐蒸煮型聚氨酯油墨印刷復(fù)合后的產(chǎn)品經(jīng)過121℃高溫殺菌以后，其剝離強(qiáng)度不降反升。
下面談一下耐蒸煮復(fù)合油墨在使用中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：
首先，印刷用的油墨要注意區(qū)分普通耐蒸煮型，耐高溫蒸煮型和耐超高溫蒸煮型，根據(jù)實(shí)際需要選用。
其次，在使用耐蒸煮復(fù)合油墨前最好先進(jìn)行確認(rèn)性測(cè)試，特別是耐蒸煮復(fù)合油墨與BOPA薄膜的配伍性，以及耐蒸煮油墨與復(fù)合用膠黏劑的配伍性，以免影響印刷和復(fù)合質(zhì)量。如耐蒸煮合油墨使用的樹脂與雙組分聚氨酯膠黏劑的主劑性能類似，由于不同品種膠黏劑中固化劑的反應(yīng)活性不同，使用時(shí)存在較大的差異，與大版面油墨印刷圖案配伍時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)蒸煮后復(fù)合包裝袋起皺或脫層現(xiàn)象。
第三，蒸煮包裝袋的圖案設(shè)計(jì)以簡(jiǎn)潔為宜，且色數(shù)不宜過多。并且，如果采用里印方式印刷，考慮到后續(xù)工藝的復(fù)合強(qiáng)度和熱封強(qiáng)度問題，在設(shè)計(jì)稿件時(shí)要盡量避免滿版印刷，特別時(shí)包裝袋的熱封部位要設(shè)計(jì)成透明的，不印刷圖案。
反粘現(xiàn)象分析
夏季使用耐蒸煮復(fù)合油墨印刷BOPA薄膜或BOPET薄膜時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)反粘現(xiàn)象，特別是在高濕度的南方更容易發(fā)生此現(xiàn)象。由于BOPA薄膜的吸濕性較強(qiáng)，當(dāng)空氣中相對(duì)濕度達(dá)到80%以上時(shí)，容易出現(xiàn)質(zhì)量故障，因此需要控制車間環(huán)境溫度，否則無法生產(chǎn)高質(zhì)量的蒸煮包裝袋。
產(chǎn)生反粘現(xiàn)象的原因主要有兩點(diǎn)：
一是耐蒸煮復(fù)合油墨本身對(duì)基材的附著牢度較差。聚氨酯油墨在BOPA薄膜上的附著牢度不如在BOPET薄膜上的附著牢度高，也不如氯化聚丙烯類油墨在BOPP薄膜上的附著牢度高，如果收卷過緊，很容易引起反粘。特別是當(dāng)印刷車間的環(huán)境濕度較高時(shí)，BOPA薄膜吸濕、收卷后會(huì)發(fā)生收縮，從而引起反粘。所以，在夏季印刷BOPA薄膜時(shí)，收卷直徑不宜過大，膜卷的印刷長(zhǎng)度在3000米左右即可。另外，如果印刷后的BOPA薄膜不立刻進(jìn)行復(fù)合，一定要用鋁箔將其包裹好，直立放置在干燥的地方，防止BOPA薄膜吸潮。
二是印刷品中的溶劑殘留量較高引起反粘，這種現(xiàn)象往往出現(xiàn)在中低速度印刷機(jī)上。由于中低速度印刷本身的烘干能力不強(qiáng)，而耐蒸煮復(fù)合油墨的印刷黏度偏高，上墨量大，印刷圖案的“表干”現(xiàn)象較為嚴(yán)重，收卷后隨著殘留溶劑的逐步揮發(fā)，會(huì)引起反粘現(xiàn)象。部分圖案，特別是邊緣線條重疊較多的部分，墨層較厚，收卷后膜卷的松緊度不均勻，也容易造成反粘現(xiàn)象。
聚氨酯油墨由于墨層“表干”現(xiàn)象而引發(fā)反粘現(xiàn)象時(shí)，可調(diào)整油墨黏度，使其在低黏度下印刷。此時(shí)，印刷上墨量較少，墨層薄，在大量的稀釋溶劑作用下，聚氨酯油墨的連結(jié)料分子相對(duì)松散，對(duì)溶劑揮發(fā)的屏蔽能力相對(duì)較弱。當(dāng)油墨轉(zhuǎn)移到薄膜上時(shí)，溶劑在烘道中可以快速、徹底地脫離墨層，也就不易產(chǎn)生“表干”現(xiàn)象。
色滲透現(xiàn)象分析
在用紅色系的耐蒸煮復(fù)合油墨（如桃紅、品紅或粉紅等色相的油墨）印刷以BOPA薄膜作外層材料的耐高溫蒸煮包裝袋時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)滲透現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的質(zhì)量事故。而且，由于問題往往出現(xiàn)在加工后期，甚至是已經(jīng)包裝了內(nèi)容物之后，造成的經(jīng)濟(jì)損失也比較大。
筆者接觸過不少該類型的色滲透事故，通過大量的對(duì)比測(cè)試發(fā)現(xiàn)，BOPA薄膜的性能和耐蒸煮復(fù)合油墨本身的特性均對(duì)色滲透有重大的影響。
（1）色滲透往往發(fā)生在以BOPA薄膜為外層材料的蒸煮包裝袋中，在其他條件保持不變的情況下，如果把外層印刷薄膜更換為BOPET薄膜或BOPP薄膜，則色滲透現(xiàn)象會(huì)消失。
（2）出現(xiàn)色滲現(xiàn)象的油墨色相以紅色、紫色居多，為此，我們?cè)x擇不同檔次的紅、紫顏料作為對(duì)比，當(dāng)BOPP薄膜的透濕率過高時(shí)，色滲透現(xiàn)象無法徹底排除，只是滲透程度有所不同。
（3）溫度和水是造成色滲透現(xiàn)象的兩個(gè)基本要素。在同樣的溫度條件下，將蒸煮包裝袋放置在烘箱中加熱，則不會(huì)出現(xiàn)色滲透現(xiàn)象；當(dāng)溫度低于70℃時(shí)，經(jīng)過常規(guī)時(shí)間的殺菌處理后，蒸煮包裝袋也不會(huì)出現(xiàn)色滲透現(xiàn)象。
對(duì)以上三點(diǎn)結(jié)果進(jìn)行分析：尼龍樹脂是一種從半結(jié)晶到無定型的熱塑性高聚物，結(jié)晶程度越低，當(dāng)溫度升高時(shí)分子間的排列變化越大，使得顏料的遷移可能性越大。BOPA薄膜的水蒸氣透過率是BOPET薄膜的20～40倍，在水煮沸的過程中，水分子在BOPA薄膜中不斷地進(jìn)出，洗滌并帶走部分印刷油墨中的顏料組分（相對(duì)具有水溶性的顏料，如紅色系顏料），造成色滲透現(xiàn)象。同時(shí)，蒸煮包裝袋的內(nèi)層材料CPP薄膜，以及聚氨酯膠層的透濕僅為BOPA薄膜的1/20～1/40 在兩者的合力作用下，阻止了水分子往包裝袋內(nèi)層的滲透，而當(dāng)水分子的滲透活動(dòng)被限制于兩層緊密接觸的BOPA外膜間時(shí)，少量被溶解的顏料微粒（被溶解量因顏料的檔次而不同）隨著水分子的活動(dòng)而相互滲透，所以我們看到的總是袋子與袋子間的色滲透或色擴(kuò)散，而很少出現(xiàn)顏色向內(nèi)層滲透，除非使用普通的非耐蒸煮型復(fù)合油墨印刷生產(chǎn)的包裝袋。
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