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干法復(fù)合彩印復(fù)合膜溶劑殘留問題討論

2014-01-08 09:23 來源：互聯(lián)網(wǎng) 責(zé)編：陳莎莎

摘要：: 干式復(fù)合是溶劑殘留狀況的最后一道關(guān)卡，它決定了最終的溶劑殘留量，而且對于極低溶劑殘留要求的產(chǎn)品的控制，也大多更注重此階段的控制，我先討論一下干式復(fù)合工藝參數(shù)在這個問題上的控制。

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小C專訪｜正博總經(jīng)理范

小C專訪·煒岡股份董事

　　【CPP114】訊：干式復(fù)合工藝參數(shù)的影響
　　
　　干式復(fù)合是溶劑殘留狀況的最后一道關(guān)卡，它決定了最終的溶劑殘留量，而且對于極低溶劑殘留要求的產(chǎn)品的控制，也大多更注重此階段的控制，我先討論一下干式復(fù)合工藝參數(shù)在這個問題上的控制。
　　
　　①溫度梯度和通風(fēng)效果
　　
　　干式復(fù)合的烘箱溫度梯度和通風(fēng)效果是影響溶劑殘留極為主要的因素，控制較好的溫度梯度和良好的通風(fēng)是關(guān)鍵的。通常所說的標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)三段烘箱溫度分別為60℃、70℃、80℃的溫度梯度，是針對正常的機速，而且是以乙酯做為溶劑而言的，一般情況下，良好的通風(fēng)加上這樣一個溫度梯度，溶劑殘留量控制得更低或印刷工序采用二甲苯，或滿底印刷工序甲苯殘留量大于mg/m2，或采用易吸附乙酯而溶脹的薄膜時，應(yīng)考慮將干法復(fù)合烘箱溫度相應(yīng)提高5-10℃，需注意的是提高溫度會提高薄膜內(nèi)爽滑劑的遷移性——向粘接層遷移，從而造成磨系數(shù)的增加和粘接強度的降低，對于卷材產(chǎn)品，尤其要注意溫度的提高造成磨擦系數(shù)的降低，而引起對客戶流水制袋的設(shè)備適應(yīng)性差，對于BOPP還要考慮溫度升高，乙酯揮發(fā)速率和吸附速率的提高誰占優(yōu)勢，一般90℃以下前者占優(yōu)勢，90℃以上，后者占優(yōu)勢，另外在調(diào)節(jié)時，第一段烘箱溫度盡可能不動，保證乙酯和甲苯揮發(fā)過快，在粘合劑表面將形成一個較致密的硬膠層，它的存在將嚴(yán)重影響里層的膠和油墨中乙酯及甲苯的揮發(fā)，造成殘留溶劑量增大。
　　
　　第二段以溫度提高5-10℃為好，強迫里層膠和油墨中的乙酯及甲苯揮發(fā)，到了第三階段，乙酯和甲苯的揮發(fā)已經(jīng)很難了，因為表面的硬膠已形成，剩余少量的乙酯和甲苯很難突破膠層而揮發(fā)，這也是為何工藝標(biāo)準(zhǔn)中要求最后一段溫度可以相應(yīng)提高5-15℃，但此數(shù)據(jù)是依據(jù)機速在80-120m/min范圍內(nèi)的實驗結(jié)果，如果機速降低，則溫度可以相應(yīng)下調(diào)。
　　
　　②涂布量的影響
　　
　　單位面積涂布影響越大，涂膠層越厚，在通過烘箱過程中表層的硬化對深層乙酯揮發(fā)的阻礙作用越大，會使溶劑的殘留量相應(yīng)有所提高。
　　
　　甲苯的影響
　　
　　在某一種溶劑中混入少量高沸的液體，混合溶劑的蒸發(fā)焓將明顯提高，換名話說混和溶劑的揮發(fā)難度大大增加了，如果采用溶劑型油墨，則印刷后必然有甲苯殘留，而殘留的甲苯不單是殘留溶劑的重要組成部分，而且由于殘留殘留甲苯的存在，會進(jìn)一步影響乙酯的揮發(fā)，所以這就是為什么我們在實踐中經(jīng)常強調(diào)控制印刷中甲苯的殘留量是控制總?cè)軇埩袅康年P(guān)鍵步驟的原因。在實踐中我發(fā)現(xiàn)一個有趣的數(shù)據(jù)，一般乙酯的最終殘留量總是甲苯的1.5-2.0倍左右，，所以印刷工序中甲苯殘留控制得不好，將增加復(fù)合工序中混合溶劑的揮發(fā)難度，干法復(fù)合就無法保證低的溶劑殘留。降低印刷工序甲苯的殘留量，目前采用的方法主要有以下幾種：①改變印刷機操作參數(shù)，主要指提高溫度或降低印刷速度；②設(shè)備進(jìn)行部分改造，改用復(fù)式通風(fēng)；③采用新的材料組合。一般在印刷工序中，甲苯殘留量控制在4mg/m2左右是比較正常的，如果采用更嚴(yán)格精細(xì)的控制，可以控制在2mg/m2以下，這樣經(jīng)過干式復(fù)合工序后甲苯的殘留量可以控制到1mg/m2左右，甚至更低，就完全可以達(dá)到國際食品包裝的要求。近來復(fù)式通風(fēng)干燥的結(jié)構(gòu)被更多的采用，尤其新近引進(jìn)的日本設(shè)備，在印刷工序中有個奇怪的問題，面積少的色塊先印刷，本來由于面積少就容易烘干，卻通過多個烘箱，而面積大得多的滿底色塊卻最后印刷，只通過一個烘箱，這樣的結(jié)構(gòu)在從溶劑殘留角度上考慮是不合理的。復(fù)式通風(fēng)就解決了這個問題，即在最后大面積色塊上多設(shè)計一個烘箱，這樣就大大提高了滿底色塊的烘干效果，甲苯殘留也可以進(jìn)一步降低了。另外，目前采用醇溶性油墨與溶劑性粘合劑配合作用，既可以達(dá)到低溶劑殘留的要求又不至于有過高的材料成本，也是一條很好的值得推廣的辦法，這在很多廠家獲得了成功，因為油墨中根本就不含甲苯，揮發(fā)組份中不含甲苯，在干式復(fù)合中也就不存在對乙酯揮發(fā)速率的影響問題。目前看來，醇溶性油墨用于BOPP印刷是成功的，但用于PET上的效果如何，包裝界正拭目以待。
　　
　　膜的影響
　　
　　由于我們采用的工藝是將油墨和粘合劑稀釋后涂布在載膠膜上，再經(jīng)過烘箱烘干后，最后復(fù)合，不同的載膠膜用相同的油墨和粘全劑及相同的工藝生產(chǎn)后，其溶劑殘留是不一樣的，為什么呢？因為不同的載膠膜對溶劑的吸附和釋放速率是不一樣的，常用的載膠膜中乙酯的釋放速率排序為PET＞NY＞BOPP，在通常的烘干條件下的溫度距BOPP薄膜熔點更近，其分子無規(guī)活動更加劇烈，表現(xiàn)對乙酯和甲苯等有機溶劑的吸附速率加快，從而使其更難揮歸，因此，前面討論工藝參數(shù)時講過，對BOPP薄膜，要盡一步降低其溶劑殘留，難度更大些，必須同時考慮溫度升高帶來的對溶劑釋放速率和強迫揮發(fā)速率的提高兩個因素。另外，不同阻隔性的復(fù)合膜相復(fù)合，按上面介紹的檢測方法，其溶劑殘留的結(jié)果也是不一樣的，如在PET/VMPET，PET/VMBOPP和PET/PE結(jié)構(gòu)中，相同工藝條件下，其溶劑殘留順序如下；PET/PE，PET/VMBOPP，PET/VMPET。這是由于在實驗條件下，PET/VMPET結(jié)構(gòu)中阻隔性更高，溶劑更難以釋放，所以測出的溶劑殘留量更低些。生產(chǎn)三層復(fù)合膜時第二遍復(fù)合由于一般以PET/VMPET做為載膠膜，不存在甲苯的干擾，所以第二遍的溶劑殘留相對容易控制。

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