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  • 包装袋产生异味不但对包装内容物的色、香、味等感官特性有影响,还会在一定程度上危害消费者的身体健康,是产品安全不可忽视的问题。情况严重时,包装现场都会充斥着包装袋散发出的刺鼻异味,极大地劣化了操作环境。当然,造成包装袋异味的主因之一是残留溶剂,如果在标准范围之内,对人体健康没什么影响。然而,毒性较大的有机物长时间的累加却相当有害健康。

    一、异味来源

    薄膜、各种油墨、粘合剂、有机溶剂均会带来各种异味。包装材料产生的异味,种类繁多,复杂多变,有甜味、酸臭味、硫磺味、药味、焦臭味、石蜡味、石油味、油墨味、肥皂味、焦油味、溶剂味等。异味不光由一种物质引起,往往是几种物质的混合物引发的,甚至描述异味时都特别困难,因为混合物组成的微小变化都会导致气味的差别。

    薄膜中的异味主要来源于这两部分 :树脂本身各类添加剂和自身的低分子物质;软包装加工中出现的异味。

    二、来源分析

    1、树脂本身的影响

    1.薄膜一般是用高分子树脂加工而成, 树脂是由大小不一的分子组成, 而且不同树脂的分子量分布不同, 低分子的含量也不同。低分子物质在挤出加工时容易被氧化挥发, 产生气味。

    2.树脂合成工艺溶液法和气象法之分,两种不同的合成法本身在气味上也有差异:溶液法由于在合成后经过去除溶液这一工序, 很多低分子的物质被去除掉, 因此味道在理论上要比气象法要好。

    3.树脂当中要添加很多添加剂来改善性能, 这些添加剂是味道的来源:

    爽滑剂一般是酰氨类的化合物, 有些发甜的味道。

    抗静电剂的味道非常刺鼻, 在低气味的包装中不可以使用。

    开口剂一般以无机物为主, 通常是碳酸钙和二氧化硅。但是就开口效果而言, 二氧化硅要远远好于碳酸钙,但就味道而言碳酸钙要好于二氧化硅。

    抗氧剂通常是苯酚类的东西, 也有一定的味道。一般线形分子由于有催化剂残留的问题, 因此必须加抗氧剂。

    色母料: 常用的白母料一般会加一些蜡和硬脂酸盐来作为分散剂和润滑剂。这些低分子的物质会在加工时析出,味道很大,因此在多层共挤中尽可能放在中层。

    我们在复合包装袋中常用的热封层PE膜、CPP膜是容易出现气味的,检测手法:可准备好1L的广口瓶5个,裁取0.1㎡的BOPP、PE、CPP、PET膜、成品复合膜各一份,在60℃的烘箱中烘30分钟,取出冷却30分钟,可判定气味。

    2、是软包装加工中出现的异味

    1.热分解产生

    聚乙烯分解产生异味的物质成分,大致可分为脂肪族的碳氢化合物和芳香族的碳氢化合物两大类。据研究热分解为三碳到二十八碳的饱和或不饱和的碳氢化合物,其中短支链所产生的三碳到六碳化合物,对内容物影响,由于挥发性较低,极性不高,这些物质在膜中能长时间保存。

    2.热氧化产生异味

    塑料在高温、高剪切力下进行加工时,除热分解外,在挤出模子口后,还在与空气中氧发生热氧化反应,产生的物质也会造成异味。

    表面电晕处理产生异味为了使油墨或粘和剂具有较好的粘性,不同的塑料薄膜必须被电晕或火焰处理。由于氧化反应使得胶版的表面张力变得更强,在随后使用的涂布中将遇到处理过程中产生的一组物质(羟基、醛、酮和羧基)。如果处理的强度增大了,不但会使表面张力增大,而且会使聚合物降解的程度增大,从而产生易挥发的小分子(醛和酮);这些易挥发的醛和酮会产生异味。

    3.热封中产生异味

    复合膜在高温热合时,材料会热分解添加剂析出,油墨粘合剂中的各种成份会挥发分解产生异味。塑料添加剂产生的异味塑料在加工成型过程中,为了提高可加工性或改进制品的性能,都会添加各种助剂,品种繁杂,成分各异,是造成异味的主要因素之一。如增塑剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗紫外线剂、润滑剂、开口剂、抗静电剂、防雾剂等等;另外还会添加功能性的无机添加料,如加碳酸钙、高岭土、滑石粉、氧化硅等,又会带进大量的分散剂、偶联剂等;再是添加的各种有机颜料色母、钛白色母等,在加热时都会产生许多挥发物质,如果添加的色料等能促进聚合物分解,在热封时便会发生严重异味。

    4.油墨、粘合剂的残留溶剂

    油墨、粘合剂的残留溶剂造成的异味在复合软包装材料当中,引起异味的主要因素来自于油墨、粘合剂的溶剂残留,特别是在干式复合当中,溶剂残留是无法完全避免的,目前国际要求残留溶剂5mg/㎡,苯类不得检出。

    三、减少异味的措施

    对于复合包装袋生产控制而言,主要的是采取措施控制以下几种影响的因素:印刷与复合中的溶剂残留、树脂分解及添加剂析出。

    1、残留溶剂的控制

    残留溶剂由油墨、粘合剂带入,常见的溶剂有醋酸乙酯、甲苯、二甲苯、乙醇、丁酮、异丙醇、丁醇等。实际产品测试数据表明,醋酸乙酯、甲苯占总残留总量较大,因此是重点控制的对象。主要是国内绝大多数软包装产品均采用里印复合油墨和干法复合生产的缘故。

    印刷基材:不同印刷基材对印刷所使用的溶剂有不同的吸附能力和不同的吸附倾向。BOPP对对溶剂的吸附要大于PET与尼龙,这一点在产品设计时就应考虑。

    产品结构:对于阻隔性较差的产品结构,如 BOPP/PE残留的溶剂经过烘房熟化和分切倒卷等工序,能逸出相当的残留溶剂,尤其是易挥发的醋酸乙酯类。对于外层为阻隔性好的产品结构,残留溶剂较高。对于有双层阻隔壁结构的产品,残留难控制,事后也难补救。

    印刷画面:产品印刷色序多、油墨层厚、油墨面积大,易产生残留溶剂。油墨使用时会加入大量混合溶剂,如甲苯、二甲苯、丁酮、醋酸乙酯等;二甲苯沸点高易残留,丁酮的残留异味严重。

    1.溶剂的挥发干燥性

    不同的溶剂其挥发速度不同。同类的溶剂,沸点越低,挥发速度越快。但不同类的溶剂,沸点同样时,挥发速度不一定接近。溶剂的挥发速度还与外界的气压、温度和风量有关。外界的气压越大,温度越高,风量越大,则溶剂的挥发速度越快。

    实际的油墨挥发物质,一般不是单一组分的溶剂。在这种情况下,挥发性强的组分首先逸出,挥发弱的组分滞留下来,溶剂的组成发生了变化,不可能像单一溶剂那样在恒定的沸点下得到单一的挥发速率,而溶剂的挥发逐渐变缓。一般要求油墨溶剂沸点应尽量窄些,否则一些高沸点的馏分则易残留在墨膜中。

    2.溶剂纯度

    溶剂的纯度不高,含有高沸点的成分多,是导致异味的重要因素之一,在印刷当中,如果高沸点成分多,挥发性强的溶剂先逸出挥发,挥发性弱的留了下来,溶剂挥发性逐渐下降,后就会产生大量的溶剂残留。另外,溶剂在贮存转移中也易受污染。

    3.油墨的影响

    选用醇溶性油墨、无苯油墨、水性油墨可在源头减少异味的产生。颜料的表面特性和浓度会对溶剂的挥发产生影响。颜料的密度小,颗粒小,溶剂在单位面积、时间的挥发就少。

    4.印刷干燥对残留溶剂的影响

    印刷墨层中所含的溶剂属于混合溶剂,每种溶剂的挥发速度是不同的。在这种情况下溶剂的挥发发生变化,挥发性强的溶剂首先逸出,挥发性弱的组分滞留下来,溶剂的组分发生了变化。不可能像单一的溶剂那样在恒定速率下得到单一的挥发速率,溶剂的挥发会逐渐缓慢下来。如果溶剂的纯度不合要求(例如含高沸点组分过多)或过多地使用了慢干溶剂,那么在正常条件下就会产生严重的残留溶剂问题。

    另外,由于油墨中的颜料颗粒很小,比表面积很大,吸附能力很强,虽然在印刷时已经加热干燥,但由于时间短、速度快,往往干燥得不彻底,残留溶剂太多,特别是大面积多套色印刷时,更是如此。这些残留溶剂带到复合工序中来,经过复合后更难跑掉,只好慢慢迁移渗透。

    在印刷叠色层时,由于前一层和二层的油墨层没有彻底干燥。致使互相拉色、串色,容易造成异味。因为凹版内的油墨自印上膜后,油墨内的有机物在温度的作用下汽化,它的运动是双向的,一面往墨的表面运作,被抽风机抽掉,而另一面则相反往墨层的深处、重叠的另一层墨层运作,如果前一层油墨没有彻干,那么就会吸附造成异味。关键是一层的油墨必须彻干,有些油墨层看似干燥了,但这只是表干,而没有彻干,往往这些没有彻干的油墨层里,残留的又是高沸点的溶剂,造成以后的回粘、异味等问题。对于印刷干燥,关键是搞好印刷干燥设备的维护,控制印刷温度、印刷速度及印刷环境,而这些因素往往又是相互关联的。主要是:

    5.干燥装置要定期维护保持清洁,不可堵塞,如配有复式干燥装置。

    6.在条件允许时,印刷后空穿一至二色,进一步挥发溶剂。

    7.后一色烘干温度提高干燥介质(空气)的湿度及有机溶剂度。

    2、残留溶剂与印刷速度和干燥温度的关系

    干燥箱温度越高,溶剂挥发越快,但过高的温度会使印刷基膜拉伸、变形。因此,这里讨论的温度是相对的低温和高温,即在满足印刷品质下的低温干燥和高温干燥。

    3、油墨粘度与残留溶剂关系

    若了解油墨粘度对溶剂残留的影响,需通过研究油墨稀释率与油墨印刷粘度,上墨量(系指干重,下同)和溶剂残留的关系。使用印刷机(或打样机)模拟印刷做定性分析是比较适用的方式。通过测试不同稀释率与三者的关系,从而为印刷油墨粘度的设定和溶剂残留的控制打好基础。

    4、干式复合对残留溶剂的控制

    干式复合工序是影响溶剂残留的关键工序,一方面干复所使用的酯溶性粘合剂会带进醋酸乙酯,醇溶性粘合剂会带入乙醇等,增加溶剂残留;另一方面,干式复合工序温度高,风量大,又会对印刷中的残留溶剂进一步排除。如使用无溶剂复合将不存在复合上溶剂残留的影响。

    5、粘合剂的影响

    有经验的企业有这样的认识,如使用干式复合不同生产厂家的粘合剂在相同材料、相同工艺下生产的复合膜溶剂残留是不一样的。这是因为聚氨酯粘合剂的主剂,其分子键中含有活性氢的羟基与乙酯会造成氢键的形成,大大束缚了乙酯的挥发。而主剂结构的变化会影响此氢键的强弱,此氢键越强,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。如使用无溶剂复合需特别注意检测来料气味问题,及注意蓖麻油含量与气味问题,过程中配比准确必须由于配比准确。

    6、熟化的影响

    熟化室的热风应从底部进入,从顶部排出,如果复合后发现醋酸乙酯超标,可把复合膜在热化室多烘 ), 小时,时间不可太长,否则内层材料添加剂析出反而会增加异味,如果是双层阻隔结构的产品,多烘也无益。

  • 发布:黄经理   点击:109