為什麼印刷、複合工藝容易出現溶劑殘留?使用者17192467599224592020-01-05 20:40:57

乾式複合工序是影響溶劑殘留的關鍵工序,一方面幹復所使用的酯溶性粘合劑會帶進醋酸乙酯,醇溶性粘合劑會帶入乙醇等,增加溶劑殘留;另一方面,乾式複合工序溫度高、風量大,又會對印刷中的殘留溶劑進一步排除。 粘合劑的選擇 不同生產廠家的粘合劑在相同材料、相同工藝下生產的複合膜溶劑殘留是不一樣的。這是因為聚氯酯粘合劑的主劑,其分子鍵中含有活性氫的羥基(-OH),與乙酯(CH3CH2OCH3)會形成氫鍵的形成,大大束縛了乙酯的揮發。而主劑結構的變化會影響比氫鍵的強弱,此氫鍵越強,乙酯的釋放越難,因而不同的主劑會造成不同的溶劑殘留結果。 因此應採用溶劑揮發性相對較好的粘合劑品種(判別方法:每一種粘合劑均配製成相同濃度的溶液,稱取相同量的粘合劑溶液置於相同面積的開口容器內,計錄各種粘合劑的揮發速度)。 乾燥箱的溫度 整個烘道分三段加熱,三段的熱風溫度可自由設定控制。具體操作時,自進口處到出口處的溫度,應由低到高逐步增加,一般是第一段約50℃~60℃,第二段約70℃,第三段約75℃~80℃。當然這僅做參考、具體溫度的設定,應根據基材的耐熱性、複合時基膜的線速度、所使用溶劑的種類等綜合考慮。如果所用的基材耐熱性高、PT、OPA,且所走的線速度較高,則烘道的溫度可相應提高,特別是油墨中使用了沸點比較高的甲苯、丁醇等溶劑後,更應提高一些溫度。當然要考慮基膜受熱收縮的問題,在運轉張力下,其橫向收縮率不超過2%屬正常現象。如基膜收縮率大,殘留溶劑太多時,則應放慢運轉的線速度,適當降低溫度,減低運轉張力,加大排風量,這樣也可達到殘留溶劑合格的目的。但是第一段溫度過高、乾燥過快時,墨層迅速皮膜化,反而會阻礙溶劑的揮發。 幹復裝置上的乾燥條件 乾燥箱結構、長度等條件直接影響乾燥的效率。在溫度與通風兩者中,通風顯得更重要,儘可能在塑膠薄膜表面形成紊流風,出口風必須是均衡的負壓。 國產乾式覆膜機乾燥系統經歷了一個逐步完善的過程。為了適應溶劑殘留量控制的要求,一些早期的複合機乾燥有必要進行改進。 目前國內的一些複合機出風口較小,在複合時,進風速度比出風速度大,使烘道內形成高氣壓,引起溶劑揮發速度減慢,使複合後的薄膜殘留溶劑增多。 在進入乾燥箱之前(塗布輥至烘箱之間)增加一個預排風裝置,在進口複合機和國內中高速複合機上裝有該裝置,排風能力較好。但應注意,在炎熱的夏季,該階段溶劑過度揮發可能會因為薄膜溫度下降過多而引起空氣中的水分混入。 塗布量的影響 單位面積塗布量越大,塗膠層越厚,在透過乾燥箱過程中對最裡層乙酯揮發的阻礙作用越大,會使溶劑的殘留量有所提高。 在乾燥能力較弱的情況下,需要適當降低塗布量才能有效降低溶劑殘留量。 蒸煮袋因為苛刻的後加工條件需要較高的塗布量,但塗布量提高後對乾燥能力的要求就大為提高。如果因提高塗布量而導致殘留溶劑量過高,就會大大影響蒸煮袋的耐溫效能。 醋酸乙酯純度的影響 溶劑中含有高沸點的液體,混和溶劑的蒸發率將明顯提高,換句話說混合溶劑的揮發難度大大增加了,因此應嚴格控制所使用乙酯中水的含量控制。 稀釋劑乙酸乙酯中不能含帶有-OH、-COOH、-NH2基團的化學成分(如水、醇、胺等雜質)。否則在配製時易與固化劑異氰酸酯反應,造成粘合劑配製比例失調,並且產生CO2造成氣泡。同時也會降低乙酯的揮發性。 在乾式複合中,對醋酸乙酯含水和純的量不能超過0。2%,國外對用在乾式複合中的醋酸乙酯規定是不能超過0。05%。生產廠家使用的乙酸乙酯包裝桶,最好是專用桶。 有些溶劑經銷商由於各種原因,往往所售乙酯中可能會含有甲苯等相對便宜的溶劑,雖然對複合造成的影響不大,但是複合包裝袋往往會留有甲苯的異味。這是必須注意的。 乾式複合直接使用回收溶劑(使用自身回收的溶劑或藥廠等企業回收的溶劑)會帶來很大的風險。因為回收溶劑中含有不確定的雜質。 熟化室溫度及通風控制 熟化室溫度一般控制在40%——55%,熟化的主要目的是促進粘合劑交鏈固化,另一方面是去除部分殘留的溶劑。 熟化室的熱風應從底部進入,從項部排出,如果複合後發現醋酸乙酯超標,可把複合膜在熱化室多烘24h,時間不可太長,否則內層材料新增劑析出反而會增加異味,如果是雙層阻隔結構的產品,增長熟化時間就沒有明顯效果。 新型粘合劑的應用 採用高估含低黏度的作業方式在相同的塗布量下使用高固含粘合劑,就可以有效減少溶劑的使用量,並有以下優點: 減少溶劑消耗; 減輕乾燥負荷提高生產效率,降低能耗; 降低殘留溶劑。 浙江華光樹脂公司的實驗表明,使用低黏度高濃度塗布可明顯降低溶劑殘留。例如低黏度高濃度塗布的AD-7510聚氯酯膠黏劑有效降低溶劑殘留量: 華光AD-7510膠黏劑複合膜醋酸乙酯殘留量0。04mg/㎡; 膠黏劑A複合膜醋酸乙酯殘留量約為0。13mg/㎡; 華光PU-1975膠黏劑複合膜醋酸乙酯殘留量0。12mg/㎡; 膠黏劑B複合膜醋酸乙酯殘留量0。28mg/㎡; 華光PU-1950膠黏劑複合膜醋酸乙酯殘留量0。23mg/㎡; 這說明使用AD-7510聚氨酯膠黏劑複合的產品殘留溶劑量明顯降低,提高了包裝的衛生性。 水溶性粘合劑的應用 水溶性粘合劑的優點是以水代替有機溶劑,不存在燃燒爆炸的潛在危險,沒有對環境的汙染和對操作人員的毒害,而且成本較低。但是,這種粘合劑的塗布效能較差,對複合基材的潤溼性不佳(因為水的表面張力為72mN/m,而基材的表面張力大多隻有38mN/m左右),導致附著力不高。目前,普通的水性粘合劑僅適用於部分輕質食品的包裝(部分材質結構),對於一些要求較高的材質結構,尚有待於水性粘合劑技術的進一步發展。另外水膠對幹復機的乾燥能力也有較高的要求。 目前,中國已成為全世界範圍內水性膠最大的市場。這在一定程度上也說明了國內市場的中國特色和階段特性。 發展無溶劑粘合劑 無溶劑複合工藝不存在溶劑殘留和廢氣排放等問題。目前大部分中低檔的塑膠軟包裝材料都可以用無溶劑粘合劑進行生產,但由於複合質量等因素制約,還不能完全取代乾式複合工藝。 無溶劑複合技術儘管目前在國內應用較少,但正在成為國內軟包裝行業最受青睞的技術。衛生、環境、安全、低成本,對許多處於困境的企業來說是一個很好的機遇。從長遠的角度來看,隨著環保法規的日益嚴格和經濟的不斷髮展,無溶劑粘合劑產品的使用比重必將不斷上升,迎來無溶劑複合技術一個大發展的時期 萊垍頭條