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        印刷殘留溶劑處理分析

         更新時間:2011-11-17 點擊量:3521

              標準滯后目前實行的有關軟包裝復合產品溶劑殘蹈量的國家標準,是制定于10多年前的GB/T10005。該標準規定復合后產品的溶劑殘留總量不能超過10mg/m2,既包括印刷時殘留的苯類、醇類、酯類、酮類等溶劑,也包括復合時殘留的酯類溶劑。而且按氣相色譜儀記錄,還包括所有溶劑在化學反應過程中產生的氣體。同時,GB/們0005還限定苯類溶劑殘留量不得超過3mg/m2。若將此推薦性標準升級兒強制性,對提高軟包裝產品的安全性會起到很大的推動作用。

            目前,我國的標準同其他國家相比仍然存在不小差距。據有關方面介紹,歐洲對異丙醇、醋酸乙酯等各類溶劑的*是5mg/m2,日本是3mg/m2;美國對甲苯的*是2mg/m2,與我國國內的標準相比,要先進許多。

            由于軟包裝產品一般先采用凹印里印,然后再進行干法復合或流延復合,國家標準只規定’了zui終產品溶劑殘留量的上限,但沒有涉及印刷階段的溶劑殘留量。筆者查閱了表印油墨標準與印油墨標準,其中規定溶劑殘留量不超過30mg/m2,與國家標準和行業標準相比,這些油墨標準的確是太滯后了。

            出于塑料薄膜的印刷復合生產過程中必然會存在有機溶劑的排放,這就涉及到生產環境的氣體濃度許可問題。筆者了解到,目前還在執行的衛生部工業企業設計衛生標準規定,車間空氣中有害物質的zui高允許濃度為:苯40mg/m3,甲苯100mg/m3,二甲苯1OOmg/m3,乙酸乙酯300mg/m3,乙酸丁酯300rug/m3。據了解,前蘇聯當年的標準就規定甲苯與二甲苯不超過50mg/m3,乙酸乙酯不超過200mg/m3,乙酸丁酯不超過200mg/m3。美國是按照體積濃度值(ppm)來制定標準的,規定甲苯與二甲苯不超100ppm,丁酮不超過200ppm,乙酸乙酯超過4OOppm,乙酸丁酯不超過150ppm。

            根據筆者以前在軟包裝行業長期工作的經驗,環境要求對軟包裝生產過程中溶劑殘留量的控制至關重要。當環境溫濕度較高、氣壓較低時,即使接近臨界參數還是比較危險的。有些軟包裝廠的凹印、干式復合、制袋工序都在一個沒有分割的場所中,環境中的氣體濃度比較高,廢氣排放不出去,也是造成此后果的重要原因之一此外,還要說說氣相色譜儀檢測標準與產品取樣送檢標準。已經在環境中暴露較長時間的塑料袋與剛剛啟封的塑料袋,兩者的檢測結果差距很大。同樣,卷料產品的取樣部位與zui后的檢測數據也有很大關系。筆者曾了解到,可口可樂公司的做法是,在直徑600mm的產品膜卷上,沿直徑方向用鋸子鋸去100mm,將外層剝離后取樣檢測。因此,此次新標準的調整,勢必還要影響到其他一系列相關檢測標準的制定。

        凹印工藝中的幾個難點在正常條件下,傳統的凹印工藝要達到上述指標要求應該是不難的。但是,由于生產過程中的影響因素較多,給控制溶劑殘留帶來一定的難度。

            1.凹版電子雕刻凹版的網穴一般呈倒棱錐體,網穴深度50—60Um,受形狀的影口向,棱錐體網穴底部的油墨在印刷過程中很難轉移出來,實際網穴的深度一般在30—40um。久而久之,容易發生堵版現象,特別是高光部位的小網穴更容易發生堵塞,造成印品上小網點丟失。雖然通過調節刮刀位置或干燥箱熱風可以緩解或減少此類問題酌發生,但并不是總能奏效。

            因此,許多操作人員不得不采取向油墨中添加慢干性溶劑(如二甲苯、丁酮、丁酯等)的做法。這些慢干性溶劑的沸點較高,必須要掌握好添加量,否則就可能埋下溶劑殘留酌隱患。

            2,油墨凹印油墨以溶劑型油墨為主,近年來國內市場上雖已出現了凹印性油墨,但還沒成為主流油墨。溶劑型油墨有苯類與非苯類之分,苯類油墨正被逐步淘汰。溶劑型凹印油墨使用的各類溶劑均可形成有毒、有害的排放氣體。

            凹印油墨常用樹脂一般有聚酰胺、聚乙烯醇縮丁醛、氯化聚丙烯、聚酯等。不同酌樹脂對溶劑的釋放性不同,有些樹脂對溶劑的釋放性差,但印刷適性好,價格又比較便宜,往往成為主流產品。但是,軟包裝印刷廠在使用這種油墨印刷軟包裝產品時也容易發生溶劑殘留問題在印刷過程中,為了避免小網點丟失或油墨“假干”現象,干燥箱的溫度不能設定太高。另外,凹印機zui后一組印刷單元距離收卷單元過近,使印刷后的薄膜在油墨沒有干透的情況下就收卷,這也是造成溶劑殘留的極大隱患。為此,應調整收卷部位的位置。筆者以前使用的凹印機就是在印完zui后一色后不馬上收卷;而通過導輥傳遞,再回到*色組前的部位,這樣就增加了很長的一段干燥距離,使溶劑能夠充分揮發,盡可能減少溶劑殘留量。

        4.干法復合干法復合時,涂膠量、烘干溫度、復合速度、復合機排風量、排廢系統等的設定,都會影響到復合產品的溶劑殘留量。然而,要*解決這一問題并非易事,不解決印刷階段殘留的溶劑,干法復合控制得再好,也于事無補。

            換一種思路歐關國家食品和藥品的塑料軟包裝大多采用柔性版印刷和無溶劑復合工藝,而我國采用的是凹印和干法復合工藝。前面筆者已經羅列了傳統圃印和干法復合中控制溶劑殘留的一些難點,針對這些難點調整和改進生產工藝,也是有可能*解決溶劑殘留量過高問題的。但是,如果我們換一種思路,借鑒歐美國家的成功經驗,又會是什么結果呢?

            我國也早于數年前就開始推廣塑料薄膜柔性版印刷方式,并且都是按照國外的工藝推廣應用,但由于在精細網點和層次再現方面不及凹印,不少用戶還不能接受。但是,我們也已認識到柔性版印刷具有以下優點。

            (1)柔性版印刷的上墨量明顯比凹印要少,柔性版印刷品的平均上墨量僅為2g/m2。

            (2)柔性版印刷油墨的色濃度比凹印油墨要高,轉移同體積的油墨,柔性版印刷的顏色密度要高于凹印,因此在相同的顏色密度下,柔性版印刷的墨層比凹印要薄。

            (3)柔性版印刷油墨中的樹脂對溶劑的釋放能力要好于凹印常用油墨中的樹脂,如柔性版印刷用的硝化棉樹脂比凹印用的聚酰胺樹脂氣味要小,且吸附溶劑的作用也小。

        (4)柔性版印刷水性油墨在薄膜上印刷時的速度要比凹印水性油墨快得多,而且應用凹印水性油墨還需要對設備做重大調整。

            (5)據統計,凹印軟包裝產品的溶劑殘留量一般在10mg/m2左右,若使用聚氨酯油墨,溶劑殘留量可控制到5mg/m2。而柔,l生版印刷軟包裝產品的溶劑殘留量一般在2mg/m2左右,用質量奸一些的油墨則會更低。

            這幾年來,隨著網紋輥技術與激光直接制版技術的提高,用窄幅機組式柔性版印刷機印刷高質量(加網線數150—175線/英寸)的模內標簽已*可行。

            同樣地,在軟包裝領域的應用也應當是可行的。

            此外柔性版印刷若配合無溶劑復合;不僅生產成本低,而且更有利于環保。無溶劑復合在歐美是一個成熟的工藝,幾年前引入國內后,在實踐中發現剝離強度并不十分理想。從事過無溶劑復合工藝研究的人士發現一個有趣的現象:如果對兩種沒有經過印刷的薄膜進行無溶劑復合,剝離強度*沒有問題;若用柔性版印刷的薄膜進行無溶劑復合,剝離強度也沒有問題:但若使用凹印后的薄膜進行無溶劑復合,則剝離強度時好時壞,而且,凹印使用苯類油墨和醇類油墨的復合效果也*不一樣,苯類油墨印刷的薄膜其剝離強度明顯要好于醇類油墨印刷的薄膜。

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