無溶劑復(fù)合中的溶墨現(xiàn)象分析

李俊+林武輝

我公司生產(chǎn)的一款復(fù)合軟包裝產(chǎn)品，采用某品牌的聚氨酯一體化凹印油墨印刷，并采用某品牌的無溶劑膠黏劑進(jìn)行復(fù)合，于38℃的溫度下熟化后，復(fù)合產(chǎn)品出現(xiàn)白墨溶墨現(xiàn)象，如圖1和圖2所示。經(jīng)檢測(cè)，該無溶劑復(fù)合產(chǎn)品的上膠量約為1.8g/m2。另一款同類產(chǎn)品，透光觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)也有較輕微的溶墨現(xiàn)象。

溶墨現(xiàn)象原因分析

無溶劑復(fù)合后，仍處于液體狀態(tài)的無溶劑膠層在收卷壓力的作用下，對(duì)印刷墨層進(jìn)行接觸滲透且有一定的復(fù)溶性，也就是說，有一定厚度的油墨顏料層也處于微溶的液體狀態(tài)。同時(shí)，無溶劑膠黏劑固化時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力，基材（主要是聚乙烯薄膜）熟化時(shí)會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，且兩層薄膜復(fù)合張力不匹配時(shí)也會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移趨勢(shì)，在這些應(yīng)力的作用下，處于液體流動(dòng)狀態(tài)的油墨顏料顆粒會(huì)局部重新排布，待熟化完成后在產(chǎn)品外觀上就會(huì)表現(xiàn)為溶墨現(xiàn)象。

因此，我們可以從以下兩方面來分析無溶劑膠黏劑與凹印油墨的互溶現(xiàn)象。

1.無溶劑膠黏劑對(duì)油墨的復(fù)溶性

油墨成分相對(duì)比較復(fù)雜，以某款聚氨酯一體化凹印白墨為例，其配方中主要包括鈦白粉（顏料）、聚氨酯樹脂、氯醋樹脂、乙酸乙酯、正丙酯、異丙醇、乙二醇單乙醚、附著力促進(jìn)劑等，印刷后，鈦白粉、樹脂和附著力促進(jìn)劑在基材上形成印刷圖案層后，還有部分有機(jī)溶劑會(huì)殘留于印刷墨層中。目前市場(chǎng)上銷售的凹印油墨體系較多，如氯化聚丙烯樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂等，用于溶解不同類型樹脂的有機(jī)溶劑也有所差異，因此印刷后殘留于印刷墨層中的有機(jī)溶劑的種類和含量也會(huì)有所不同。

同時(shí)，不同廠家生產(chǎn)的無溶劑膠黏劑成分也各不相同，因而對(duì)特定類型凹印油墨的復(fù)溶程度也會(huì)有所不同，因此要判斷兩者的相溶性，必須經(jīng)過實(shí)際測(cè)試。

與顏料型油墨相比，染料型油墨更容易被無溶劑膠黏劑復(fù)溶，這是因?yàn)槿玖鲜侨芙獾綐渲?，而顏料是均勻地分散在樹脂中。因此，如果透明油墨印刷膜要采用無溶劑復(fù)合工藝，印刷時(shí)應(yīng)避免采用染料型透明油墨，而應(yīng)使用顏料型透明油墨（透明度略有降低）進(jìn)行印刷。此外，如果印刷后有溶劑殘留在印刷墨層中，在殘留溶劑的作用下，印刷墨層處于微溶狀態(tài)，無溶劑復(fù)合后更易被無溶劑膠黏劑復(fù)溶。

可見，無溶劑復(fù)合中出現(xiàn)溶墨現(xiàn)象，并不是油墨或膠黏劑單方面的問題，如果油墨配方及膠黏劑配方發(fā)生改變，但軟包裝企業(yè)未經(jīng)驗(yàn)證就進(jìn)行批量生產(chǎn)，就可能產(chǎn)生批量性質(zhì)量事故。這一問題在業(yè)內(nèi)普遍存在，但并未引起大家的重視。例如，有的油墨廠在調(diào)整油墨配方后，根本不告知用戶（軟包裝企業(yè)）進(jìn)行測(cè)試；有的軟包裝企業(yè)則隨意更換不同廠家的油墨，且不進(jìn)行油墨、膠黏劑的生產(chǎn)批號(hào)管理和匹配性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于印刷膜的溶劑殘留問題也無有效的控制手段。可見，無溶劑復(fù)合工藝需要更多精細(xì)化的管理措施。

2.外力因素

即使無溶劑膠黏劑對(duì)油墨有復(fù)溶性（正如干式復(fù)合中乙酸乙酯對(duì)油墨的復(fù)溶性一樣），但如果沒有外力推動(dòng)已復(fù)溶部分油墨顏料顆粒的重新排布，則待無溶劑膠黏劑交聯(lián)固化后，也不會(huì)表現(xiàn)為復(fù)合產(chǎn)品外觀上的缺陷。但是，由于無溶劑復(fù)合后無溶劑膠層仍處于具有較強(qiáng)流動(dòng)性的狀態(tài)，各種應(yīng)力就不可避免地存在。

其一，無溶劑膠黏劑交聯(lián)固化時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力，上膠量越大、熟化溫度越高，這種收縮應(yīng)力就越明顯。

其二，由于印刷圖案設(shè)計(jì)的無規(guī)律性、基材厚薄的偏差，無溶劑復(fù)合收卷后的表面松緊度并不一致，在收卷壓力的作用下，無溶劑膠層就會(huì)產(chǎn)生擠壓流動(dòng)趨勢(shì)。

其三，由于基材具有受熱收縮性，所以熟化時(shí)也會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，特別是聚乙烯薄膜，在收卷松的部位其收縮趨勢(shì)會(huì)比較明顯。同樣，熟化溫度越高，基材受熱產(chǎn)生的收縮應(yīng)力就越大。

其四，如果兩層基材的復(fù)合張力不匹配，收卷后兩層基材之間就會(huì)存在相對(duì)滑動(dòng)位移趨勢(shì)。所以，對(duì)于易受熱拉伸的基材（如聚乙烯薄膜），在保證料膜平整的情況下應(yīng)將放卷張力調(diào)到最小。

其五，薄膜中的低表面張力助劑析出到薄膜表面，以及印刷墨層中的助劑析出到印刷墨層表面之后，都會(huì)影響無溶劑膠黏劑在薄膜（或印刷墨層）表面的潤濕性，在局部潤濕不良的部位無溶劑膠層就會(huì)存在潤濕收縮應(yīng)力。

在上述各種應(yīng)力的作用下，已復(fù)溶的油墨顏料顆粒會(huì)局部重新排布，待熟化完成后在復(fù)合產(chǎn)品外觀上就會(huì)表現(xiàn)為溶墨現(xiàn)象。

總的來說，無溶劑復(fù)合中的溶墨現(xiàn)象發(fā)生在無溶劑膠層還處于液體狀態(tài)的階段，一旦無溶劑膠層交聯(lián)固化反應(yīng)充分，直至膠層基本失去流動(dòng)性后（一般2～4小時(shí)），就不會(huì)再發(fā)生溶墨現(xiàn)象了。

生產(chǎn)注意事項(xiàng)

綜上所述，軟包裝企業(yè)要想避免無溶劑復(fù)合中出現(xiàn)批量性溶墨事故，就必須做好油墨與無溶劑膠黏劑的匹配性工作。在確認(rèn)了所用油墨類型與無溶劑膠黏劑具有良好匹配性的前提下，一旦生產(chǎn)中更換油墨類型（特別是油墨廠調(diào)整油墨配方后）或無溶劑膠黏劑的牌號(hào)，就必須重新進(jìn)行兩者的匹配性測(cè)試，確認(rèn)沒問題之后方可批量生產(chǎn)，堅(jiān)決杜絕未經(jīng)測(cè)試就隨意更換油墨類型或無溶劑膠黏劑的行為。

同時(shí)還要注意，印刷膜的溶劑殘留量要控制在工藝許可的范圍內(nèi)（通常要小于5.0mg/m2），夏季生產(chǎn)中要避免油墨假干現(xiàn)象。

需要說明的是，在進(jìn)行油墨與無溶劑膠黏劑的匹配性測(cè)試時(shí)，應(yīng)選擇外觀表現(xiàn)明顯的復(fù)合結(jié)構(gòu)，如BOPP/ VMCPP，上膠量選擇工藝上膠量的上限，在40～45℃的溫度下熟化后再觀察。通常來說，復(fù)合產(chǎn)品的白墨處發(fā)黑或露出鋁層，就是兩者間匹配度不太好的直觀表現(xiàn)。

另外，一般情況下，較低的固化溫度也有利于減輕無溶劑復(fù)合中的溶墨現(xiàn)象。所以，無溶劑復(fù)合后的制品可以先在常溫下固化2小時(shí)，然后再放到固化室內(nèi)進(jìn)行熟化，這樣可以減少溶墨現(xiàn)象的發(fā)生幾率。endprint