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彩印軟包裝材料結構與工藝技術探討

2017-10-20 10:59:43

水平的提高和旅游業的崛起，各種方便食品“應運而生”。為了改變我國“一等產品，二等包裝，三等價格”的被動局面，從２０世紀８０年代開始，彩印軟包裝在中華大地上如雨后春筍般地出現。
　　所謂軟包裝是指二層或二層以上的薄膜材料通過一定的方式層合在一起，成為一種新的包裝材料。它同時具有構成復合材料的各層薄膜優點，而克服單一材料的缺點，可代替傳統的玻璃瓶和金屬罐包裝，主要用于包裝飲料、方便面、榨菜、魚肉、香腸、調味品、蜜餞、餅干、奶粉、洗衣粉、藥品、農藥等。筆者從１９８５年到我省彩印軟包裝發祥地海寧學習回來，１７年來一直從事本專業工作。在擔任蒼南佳佳復合彩印廠技術廠長和縣軟包裝廠部門經理期間，以奶粉袋為例進行剖析并結合其它產品，試論彩印軟包裝材料結構與工藝技術要點。
　　一、基材選用和結構設計
　　眾所周知，２０世紀８０年代我國奶粉包裝多采用ＢＯＰＰ２０μ／ＬＤＰＥ５０μ，其保質期只有半年，為了延長保香、保色、保質、保味期，防止奶粉結塊，尋求高阻氣、高阻濕的材料就成為奶粉包裝的重要開發課題。由于塑料薄膜真空鍍鋁后可以大大降低水蒸氣透過量，如１２μｍ厚的ＰＥＴ薄膜水蒸氣透過量為４５ｇ／ｍ２·２４ｈ，降低１００倍左右，真空鍍鋁膜又具有阻氣、隔熱、遮光、防紅外線等性能，由其制成的復合軟包裝能保持食品的色、香、味和營養，加上其艷麗奪目的金屬光澤，深受消費者歡迎。由于單一材料各有其固有的優缺點，不可能同時具備多功能。高阻性奶粉袋經研究、試驗采用三層薄膜復合結構，外層用具有一定強度、透明度好，價格低廉，易于印刷的ＢＯＰＰ薄膜，內層用具有良好熱封性能，能耐低溫而價廉的ＣＰＥ膜。關鍵是中間層高阻隔材料的選擇，開始我們選用ＯＰＰ／ＡＬ／ＰＥ結構，由于采用塑料薄膜同鋁箔復合，其水蒸氣透過量大大降低，延長了保存期，加上其華麗的金屬光澤，對消費者極具吸引力。然而由于鋁箔脆而易斷，易腐蝕，加之其水蒸氣透過量同厚度成反比。
　　為了提高阻隔性能，ＡＬ箔必須具有一定的厚度，隨著ＡＬ箔厚度的增加，金屬鋁的需要量就增大，同時生產鋁箔需要消耗大量電能，其電費約占材料費的５０％以上。而真空鍍鋁ＰＥＴ薄膜，其阻隔性能極好，紫外線和可見光的透過量接近零，使保鮮、保質、保味期延長３倍以上，加上具有美麗的金屬光澤，在ＢＯＰＰ薄膜背面印刷后再與其復合，因光線通過塑料薄膜表面增加了反射量，可以產生悅目的光學效果，特別適宜于出口產品包裝，可以提高產品的附加值。同時，鍍鋁膜鋁的耗用量僅為鋁箔的千分之幾，從而達到節能、節約金屬材料并降低包裝袋的重量，方便運輸降低成本的目的。
　　二、油墨、粘合劑等輔助材料選擇
　　（１）油墨：用塑料里印復合油墨，其要求為：Ａ、復合牢度好；Ｂ、易干燥，殘留成分少；Ｃ、再現性好；Ｄ、價格適中。
　　（２）粘合劑：必須具有粘結力強，與油墨相溶性好，涂布均勻，色澤透明，符合食品衛生要求等特點。為些我們選擇黃巖新東方食品級雙組份聚氨脂膠粘劑ＰＵ１８０。
　　（３）甲苯、二甲苯；作油墨溶劑用。由于焦化二甲苯含有致癌物質，并往往混有煉焦生產中的苯、甲苯、乙苯……等混合物，有時有難聞的焦油臭味，不宜用于生產食品包裝作溶劑，故選用石油二甲苯。同樣道理，甲苯亦以石油甲苯（煉油廠產）為佳，不用焦化甲苯。
　　（４）醋酸乙酯：作為雙組份聚氨酯膠粘劑、溶劑用的醋酸乙酯，其純度必須≥９８％，水分和醇的含量要≤０２％，否則固化劑異氰酸酯與ＯＨ反應，破壞了膠粘劑中的活性基因，從而使粘合劑效率降低，影響復合牢度。
　　三、工藝技術要點
　　（一）印刷
　　１、塑料薄膜及其印刷性能：塑料薄膜品種規格較多，有厚有薄，有寬有窄，各種基材性能也不同。因此在印刷過程中材料的張力變化情況不一樣。材料的張力變化對印刷圖套印精度有直接的影響。為了使印刷圖案套色準確，印刷操作人員必須對薄膜的張力進行適當控制。另外，為了提高印刷牢度，薄膜表面必須經過電暈處理，使其達到３８ｄｙｎ以上。
　　２、油墨與溶劑：印刷用的油墨必須雜質少，再現性好，易干燥，殘留成分少，且復合強度高。奶粉袋彩印一般用氯化聚丙稀里印油墨。軟包裝彩印油墨溶劑通常有甲苯、二甲苯、丁酮（甲乙酮）、醋酸乙酯、異丙醇、丁醇等。由于溶劑對樹脂的溶解力和揮發性各不相同，故在印刷中，印何種薄膜，使用什么油墨，用何種溶劑稀釋，均有規定要求。正確合理地使用溶劑，對提高薄膜印刷質量有密切的關系。油墨和溶劑的摻和比例受氣溫、印刷速度、油墨型號不同而不同。
　　３、干燥：為使印刷上各色油墨的薄膜中的溶劑完全揮發，要使薄膜每印一色后都需經過烘箱。這時應特別注意風量、風速及干燥溫度等工藝參數，以防印刷粘連，外觀不清，制品臭味等。一般干燥溫度為４０～８０℃。
　　4、影響印刷因素
　　版輥精度，張力控制，套版技術，薄膜等級，干燥程度。
　　（二）復合
　　１、干式復合用聚氨酯膠粘劑選擇
　　（１）干燥食品包裝：黃巖新東方ＰＵ１８０
　　（２）煮沸用：安吉１７５和黃巖新東方ＰＵ８８５０
　　（３）透明蒸煮袋用：國產蒸煮膠
　　（４）鋁箔蒸煮用：進口蒸煮膠，如美國莫頓公司５８５Ｋ，日本東洋油墨化學公司ＡＤ５０２、品公司Ａ３１０，德國漢高公司ＵＫ３６４０／６８００。
　　２、稀釋與涂布
　　（１）稀釋溶劑為醋酸乙酯。聚氨酯膠粘劑配制順序為：往主劑中按用量漸漸加入溶劑進行充分攪拌后，加入固化劑攪拌均勻等變成均勻的溶液后再予使用，膠粘劑使用濃度通常為２０％～３５％（干基含固量），３＃粘度杯（察恩杯）１８～２５ｓ。
　　（２）涂布輥一般選用網輥、光輥，所需涂布量隨包裝用途而定。涂布量不足常會出現質量事故，如復合膜外觀及粘合力不良，容易發生脫層，熱封、煮沸、蒸煮等各種耐性下降……膠粘劑的最佳涂布量，要考慮到基材結構，印刷面的大小，復合膜的后加工條件以及最終用途。干式復合膠粘劑標準涂布量如表３所示：
　　（３）干燥：為使涂上粘合劑的薄膜中的溶劑完成揮發，要使薄膜通過烘箱。這時應特別注意風量、風速及溫度等工藝參數，一般干燥溫度為５０～８０℃。
　　（４）粘合：干式復合加工用薄膜，須經電暈處理達到３８　ｄｙｎ以上（ＢＯＰＰ、ＣＰＰ），ＰＥＴ和ＰＥ膜，表面張力為４２ｄｙｎ以上，尼龍膜，即ＰＡ或ＯＮＹ為５２ｄｙｎ以上。復合輥溫度為５０～８０℃。
　　（５）熟化：復合加工后，需要將其送入熟化室，促進主劑和固化劑反應的進行，以獲得最佳的復合強度。（復合膜置于一定的溫度下保存一定的時間，此過程稱為熟化）。熟化溫度一般為５０±５℃，時間１～２天。因粘合劑，復合結構，產品等不同而有所差異。
　　（三）制袋
　　將復合膜按不同規格要求制成不同型式的袋，如三邊封袋、背封袋、中封折邊袋、自立（立體）袋、沖洞提手袋等，其工藝參數主要為：溫度、壓力、速度（時間），根據材料結構和厚度的不同而不同。（項芳相）