如何进行凹印软包装溶剂残留量的控制

如何进行凹印软包装溶剂残留量的控制

目前国内软包装行业使用的溶剂型凹印油墨中含有大量有机溶剂，此外，在软包装凹印和加工过程中还需要加入一定量的稀释剂来调节油墨黏度和挥发速度，以适应印刷、复合工艺的要求。凹印油墨常用的稀释剂有甲苯、丁酮、异丙醇、二甲苯等。干式复合中酯溶性胶黏剂使用的溶剂有乙酸乙酯，醇溶性胶黏剂所用的溶剂有乙醇、甲醇等。印刷、复合时虽然基材会通过烘箱系统进行干燥，但是仍然有部分溶剂不能完全挥发，进而形成溶剂残留。随着社会的不断进步，凹印软包装溶剂残留问题对环境和食品安全产生的影响受到越来越多的关注。在软包装复合膜（袋）产品相关国家标准的理化指标检测项目中，国家对软包装中的甲苯二胺、蒸发残渣、重金属含量、溶剂残留量等做出了明确规定。其中，食品用复合膜（袋）的溶剂残留总量必须小于10mg/m2，苯系溶剂残留量≤2mg/m2。要达到溶剂残留控制的相关指标印刷，软包装企业就必须在油墨选择、工艺控制等方面采取更严格的措施。同时，这对印刷机和复合机的干燥效率也提出了挑战。溶剂残留的危害及不良影响1.影响包装安全残留溶剂会污染包装内容物，甚至使内容物变质变味，进而带来食品包装的安全问题。尤其是苯系物质已经被世界卫生组织确定为致癌物质，如何降低溶剂残留量特别是降低乃至消除苯类溶剂残留已经成为软包装企业必须要解决的问题。2.造成印品黏连、复合工序剥离强度下降等质量问题印刷后，当残留溶剂达到一定量时，就容易造成印品在收卷及放置过程中出现反黏等问题。同时还会影响复合工序的质量。当醇类溶剂残留较多时，会影响干式复合（通常用聚氨酯胶黏剂）的剥离强度或造成“不干”；而对于无溶剂复合工艺来说，醇类溶剂的残留则会直接影响无溶剂复合剥离强度的稳定性。3.印刷工序溶剂残留对下工序溶剂残留及总残留量的影响如果采用含苯溶剂型油墨，则印刷后必然有甲苯残留，而残留的甲苯不仅会是印品残留溶剂中重要的组成部分，而且还会进一步影响复合工序中乙酸乙酯的挥发。因此，在整个溶剂残留量控制中，关键是对印刷环节中甲苯残留量的控制。凹印工序中影响溶剂残留的主要因素及其控制1.油墨自身的溶剂释放性不同的油墨其溶剂释放性

是不相同的，特别是有些低档次油墨，由于使用了比较低档的连结料、树脂和颜料，其溶剂释放性较差，最终印品的溶剂残留量就较大。醇溶性油墨虽然不含苯类溶剂，但印品的溶剂残留也受油墨自身溶剂释放性的影响。因此在使用油墨之前，最好能向油墨制造商了解其残留溶剂倾向，以便做出相应的处理。油墨常用树脂一般有聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、氯化聚丙烯、聚酯等。不同的树脂对溶剂的释放性不同，有些树脂对溶剂的释放性差，但印刷适性好，价格又比较便宜，往往成为主流产品。但是，软包装企业在使用这种油墨印刷软包装产品时也容易引发溶剂残留超标问题。

如何进行凹印软包装溶剂残留量的控制(下)

干式复合工序是影响溶剂残留的关键工序，一方面干式复合所使用的酯溶性胶黏剂会带进乙酸乙酯，醇溶性胶黏剂会带入乙醇等，增加溶剂残留量；另一方面，干式复合工序温度高，风量大印刷，又会减少印刷中的残留溶剂。

1.胶黏剂的选择

在相同薄膜材料、相同工艺下，不同厂家生产的胶黏剂的溶剂残留是不一样的。这是因为聚氨酯胶黏剂的主剂分子键中含有活性氢的羟基，遇乙酸乙酯会形成氢键，大大束缚了乙酸乙酯的挥发。而主剂结构的变化会影响此氢键的强弱，氢键越强，乙酸乙酯的释放越难，因而不同的主剂会造成不同的溶剂残留结果。

干式复合中应采用溶剂挥发性相对较好的胶黏剂。判别方法：将每种胶黏剂均配制成相同浓度的溶液，称取相同量的胶黏剂溶液，置于相同开口面积的容器内，计录各种胶黏剂的挥发速度并比较。

2.干燥箱的温度

将干燥箱的整个烘道分三段加热印刷，自进口处到出口处，温度应由低到高逐步增加，一般是第一段约50～60℃，第二段约70℃，第三段约75～80℃。当然这仅供参考平版印刷，具体温度的设定，应根据基材的耐热性、复合时基材的线速度、所使用溶剂的种类等综合考虑。如果所用基材的耐热性高（如PT、OPA），且线速度较高，则烘道的温度可相应提高，特别是油墨中使用了沸点比较高的甲苯、丁醇等溶剂后印刷，更应将温度提高一些。当然要考虑基材受热收缩的问题，在运转张力作用下，其横向收缩率不超过2%属正常现象。如果基材收缩率大且残留溶剂太多时，应减慢运转的线速度，适当降低温度印刷厂，减小运转张力，加大排风量，这样也可达到溶剂残留量合格的目的。

3.干式复合机的干燥条件

干燥箱结构、长度等条件直接影响干燥效率。通风条件和温度相比，通风条件对溶剂残留的影响更大，应尽可能在薄膜表面形成紊流风印刷菲林，出风口必须是均衡的负压。

目前国内的一些干式复合机出风口较小，在复合时，进风速度比出风速度大，使烘道内形成高气压，引起溶剂挥发速度减慢，复合后的溶剂残留量也会增多。

在印品进入干燥箱之前，在涂布辊至烘箱之间增加一个预排风装置，能较少溶剂残留量，目前进口干式复合机和国产中高速干式复合机上大都装有该装置，排风能力较好。

4.涂布量

单位面积涂布量越大，涂胶层越厚，在经过干燥箱过程中，对最里层乙酸乙酯挥发的阻碍作用越大，会使溶剂的残留量提高。

5.乙酸乙酯的纯度

如果溶剂中含有高沸点的液体，混合溶剂的蒸发焓将明显提高，混合溶剂的挥发难度将大大增加，因此应严格控制乙酸乙酯中水的含量。

稀释剂乙酸乙酯中不能含带有-OH、-COOH、-NH2基团的化学成分（如水、醇、胺等杂质）。

否则在配制胶液时易与固化剂异氰酸酯反应，造成胶液配制比例失调，而且会产生CO2，造成气泡。同时也会降低乙酸乙酯的挥发性。在干式复合中，乙酸乙酯水和醇的含量不能超过0.2%，国外规定不能超过0.05%。厂家使用的乙酸乙酯包装桶，最好是专用桶。有些经销商为了多赚钱，往往在乙酸乙酯中加入甲苯，虽然这对复合强度造成的影响不大，但是复合包装袋往会留有甲苯的异味，这点是必须注意的。

6.熟化室温度及通风控制

熟化室温度一般控制在40～50℃，熟化的主要目的是促进胶黏剂交联固化，以及去除部分残留的溶剂。

熟化室的热风应从底部进入，顶部排出，如果复合后发现乙酸乙酯超标，可让复合膜在熟化室多烘24小时，时间不可太长，否则会使内层材料中的添加剂析出，反而会增加软包装的异味，如果是双层阻隔结构的产品，延长熟化时间也没有明显效果。

7.其他因素

（1）采用高固含量、低黏度的作业方式

在相同的涂布量下使用高固含量胶黏剂，就可以有效减少溶剂的使用量，并有以下优点：

①减少溶剂消耗；

②减轻干燥负荷，提高生产效率印刷报价，降低能耗；

③降低溶剂残留量。

（2）应用水溶性胶黏剂

水溶性胶黏剂的优点是以水代替有机溶剂，不存在燃烧爆炸的潜在危险，没有对环境的污染和对操作人员的毒害，而且成本较低。但是，这种胶黏剂的涂布性能较差，对复合基材的润湿性不佳（因为水的表面张力为72mN/m，而基材的表面张力大多只有38mN/m左右），导致附着力不高。目前，普通的水性胶黏剂仅适用于部分轻质食品的包装，对于一些要求较高的材质结构水印刷，尚有待于水性胶黏剂技术的进一步发展。另外，水性胶黏剂对干式复合机的干燥能力也有较高的要求。

（3）发展无溶剂胶黏剂