蒸汽是过去最常用的凹印机干燥热源,但铝箔和镀铝薄膜在加工复合过程中

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与国产凹印机有所不同,进口凹印机的干燥热源通常不是由制造商指定的,而是由用户选择和确定的。
蒸汽是过去最常用的凹印机干燥热源,但近年来其他热源也越来越普遍的被采用。
这些热源都有自己的优缺点,在选用时常使用户感到为难。

高温蒸煮袋在生产过程中,常常会发生许多故障,由于成本相对较高,给印刷企业带来重大经济损失,常见的故障有高温杀菌白油墨发生分层现象、印刷基材与复合基材发生脱层现象,高温杀菌后表面起皱现象等。
本文结合实际就高温蒸煮沸后表面发生起皱故障现象给予分析。

目前,铝箔和镀铝薄膜是使用最为频繁而时髦的承印物,但铝箔和镀铝薄膜在加工复合过程中,稍不注意,就可能会出现质量问题,如最常见的复合产品有斑点和白点等质量问题。
本文将着重介绍铝箔及镀铝膜复合过程中的故障与对策。

一般来说,热源所能达到的最高干燥温度、温度特性、干燥系统复杂性、干燥系统的投资和使用成本等是主要考虑的因素,但最关键的是所采用的工艺要求即印刷、涂布、复合等上墨或上胶量、和生产速度要求等。

一、高温蒸煮袋杀菌处理后起皱的形式

镀铝膜复合后产生明显的白色或灰色斑点,这些斑点在满版油墨印刷复合过程中最为常见,主要原因有三个方面:

在我国,干燥热源的选择在很大程度上还取决于热源相关的资料情况。

无论任何复合袋均要求平整度好,色彩真实,开口性优异,高温蒸煮袋也不例外。
起皱现象有三种:a.印刷基材起纵向、横向或不规则性的皱痕;b.基材与复合基材一起表面皱裂,平整性极差;c.印刷基材收缩,收缩处与复合基材分离,中间有空气,呈条状态形式,往往剥离强度很差。

1.镀铝膜本身质量较差,镀层容易剥离及镀铝膜、压延膜不平整。
特别是胶粘剂涂布时流不平,在复合后而出现密密麻麻或零乱大小不等的白点更易产生。
油墨及胶粘剂在其表面产生的粘接力高低不一,在斑点产生处油墨层与镀层粘接力较低(因油墨或胶粘剂分散不均导致的斑点)使层间紧密度差;而无斑点处镀层已明显转移,层间紧密度好。
通过镀铝层反光强弱,形成白色点或灰色斑点,其斑点深浅程度与油墨遮盖力和施胶量尤其是胶流平性有很大关系。
遮盖力好,斑点浅;胶流平性好而涂层均匀,白点少。
反之,斑点多,白点严重。

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二、高温蒸煮袋的常用基材与结构分类

2.油墨本身紧密度不好和遮盖力较差。
印刷薄膜涂胶后油墨层被粘合剂中的乙酸乙醇所浸润,并有部分被溶解,复合后墨层和胶层极易被胶粘剂体系的溶剂浸润、破坏而产生深浅不一,造成色泽差异,就形成所谓的斑点。

江苏申凯包装高新技术股份有限公司成立于2002年,公司注册资本8000万RMB,天交所上市企业,,股权代码000057,高新技术企业,公司总投资超过2.1亿RMB,拥有20000余平方米普包厂区;拥有13000平方米的药包厂区,11000平方米的办公面积。
公司拥有二位行业顶尖研发博士,每年新增超过100多个专利,专业生产食品包装膜、化工包装膜、电子监管码防伪包装等各类彩印复合包装膜。
现位于无锡新区硕放中通路99号,毗邻上海车程2小时内。

现在市场上多数企业印刷高温蒸煮袋时,大部分印刷基材均选用PET、NY为印刷材料,中间层大部分用铝箔,而内层热封层则选用流延型CPP或耐煮沸的PE薄膜等。
其中PET定型好,耐冻性耐热性优良;NY则防潮性差,容易吸收水分。
铝箔是软塑包装业中重要的基材,通过高温下压延而成的,具有银白色光泽。
软塑包装上使用的铝箔是9-15μm,放卷、收卷不宜使用太大的张力,张力大易撕裂,铝箔不宜通过过多的导辊,容易因折叠而产生裂纹,影响良好的阻隔性,铝箔具有良好的导热性、导电性,使之在软包装中有广泛的用途,在高温蒸煮袋中,使用铝箔作中间层材料可以提高传热速度,使蒸煮袋食品温度均匀。
铝箔阻隔性极佳,表面不应有油污,在印刷或复合前最好先预处理,使之表面张力达到所需要求,可以明显的提高其印刷牢度和铝箔的复合牢度。
而挤出流延CPP增强膜常用作内层使用,流延CPP阻隔性好,耐高温、耐煮沸,同时对耐碱酸都效果不错,热收缩小,热封强度极佳,可达到121℃30min杀菌处理,当100℃下30min时,可以使用LDPE、LLDPE、EVA、mPE等热封材料。

3.粘合剂质量较差。
这种粘合剂对镀铝层亲和力较差,特别是流不平的胶粘剂在OPP印刷膜及BOPP印刷膜与镀铝膜复合,这种胶表现更为明显。
主要因为这种粘合剂表面张力高,涂布性能差,胶水涂布不均,造成“斑点”现象。
同时这种胶一般初粘力较高,溶剂释放性差,熟化后由于残留溶剂影响,强度反而不如初粘力。
印刷膜复合后,墨层被残留溶剂所浸润,也有可能产生斑点现象。
此类胶粘剂在150线以上的网辊上高速复合使用时,产生上述现象会更加明显。
胶粘剂涂层如不能与印刷油墨墨膜产生微溶,表面上看不到白点,但经复合工艺后其胶层与墨层,甚至承印薄膜层的附着力达不到包装商品的实际要求而极易剥离。

三、高温蒸煮袋杀菌后表面起皱的因素

总的来说,上述三种原因产生的“斑点”现象较多,但是我们可以采用以下几个办法来消除此种现象:

发现表面起皱的现象应认真观察而做出准确分析,如果印刷基材起纵向、横向或无规则性的皱痕。
主要从三点考虑分析:a.印刷时烘干道温度过高,收卷与放卷恒定张力不一致,放卷张力太大以致PET薄膜发生变形。
b.收卷卷料辊纸蕊不圆滑,由于收卷成品不断体积增大,收卷底部将发生纵向或横向皱折,使原本平整的印刷基材不平整,这种打皱的现象在复合工序时不易消除。
c.印刷牵引辊有异物或太脏,印刷基材经过异物时发生横向滑动,当滑动的基材经过压印胶辊时,被产生皱痕,这种皱痕都有规则性,一段有一段没有。
解决方法则是:a.根据车间温湿度、机速、实际印刷效果图案深浅调整烘干温度。
用于大多数高温蒸煮袋印刷尼龙时为15μm,PET为12μm,故建议烘干温度在40-60℃为佳。
烘干温度太高,薄膜则经不住高温而发生变形、拉长、软化现象。
调整收卷与放卷的恒定张力,现在有高速凹版印刷机已生产出自动调节张力控制器,当超过极限或设定值,自动报警,自动调节很方便。
b.换取平滑圆心的纸管,并收卷时注意平整性,开始时收卷张力要小,当达到一定厚度时再慢慢加大张力值,这样收卷料不至于打皱现象。
c.将出现异物的牵引辊擦拭干净即可。

1.采用遮盖力较好的油墨是消除由前种原因造成的斑点现象最根本的方法。
也可以雕深印刷网线辊,增加墨层厚度,但是这样会增加成本。

当基材与复合基材一起表面打皱,平整性极差,因素有:a.印刷基材本身打皱或由印刷时打皱无法消除;b.复合时当热钢辊两端压力不一致或复合基材PE、CPP厚薄度偏差较大,当偏差10μm时极易出现这种皱痕现象;c.收卷复合成品时底部张力太小,上面张力太大,受挤压后而发生的一种现象。
解决办法:a.严格控制印刷质量;b.调整钢辊压力至平衡状态,复合基材尽量不偏差,当复合中间为铝箔时尽量少穿牵引辊,以防止断裂的现象;c.调整收卷张力,尽量做到一致。

2.采用合适的镀铝膜专用粘合剂是消除第3种原因造成的斑点现象的有效方法。
这种镀铝膜专用粘合剂分子量适中且均匀,初粘力不很高,但是涂布性能极佳,溶剂释放性好,在熟化后剥离强度较好。
另外,如果没有较好的镀铝膜专用粘合剂,可以采用较深的网线辊,同时降低作业浓度,减慢机速,也可以减轻或解决“斑点”现象。

当基材出现皱痕,中间有气泡条形态时,多半是干式复合时张力没控制好,张力太大,拉得太紧所致。
在NY/PE或NY/铝箔/CPP最易发生,特别是尼龙基材。
若放卷张力太大,在烘道时发生热收缩而变形,成品冷却后就产生这种现象;胶液的影响,涂布高温蒸煮袋时干固量必须达到4.5g/m2,网线辊一般选择80μm深即可,若发生涂布不均,或胶液本身质量差,经不起高温煮沸就容易产生胶液在水煮后发生与基材分离,大大降低其牢度。
解决办法则是:a.调整放卷张力,在溶剂挥发彻底情况下尽可能不高温烘干,以免变形而冷却收缩;b.提高作业浓度,选择干固量大的胶液,一般当固含量在75%,作业浓度30%都不错;c.选择耐高温的专业胶粘剂,严禁一般胶液涂布。

3.如果是油墨中颜料或填料造成的,往往在三种情况下会出现斑点:钛白粉等拼混时和颗粒大小不相等,而其中一种颜料处于絮凝状态,但又密度相同的,会出现斑点;钛白粉等颗粒大小相等,但又密度不同,也会出现斑点;钛白粉等颗粒大小不相等,但又密度不相同的,同样也会出现斑点。
这三种故障最易在白炭黑加入后产生的絮凝或油墨研磨时间过长而产生的“活性粒子”。
对此现象尽可能将所有干粉先混合后再去投入分散,也可将白炭黑适量减少,或加大分散剂或抗静电剂,或缩短研磨时间(因该故障大多出现在网点很浅或根本不雕刻的大面积版面上),防止不正常的颜、填料之间的竞争吸附一聚集粘附在版辊上,经刮刀压刮下分布在印刷面上。
最好添加“CHY-1”型印刷辅助剂以消除斑点。

1.印刷复合时,必须保持环境空气干燥,特别是相对湿度越低越好,最高不得超过85%,否则会影响印刷复合牢度。

复合镀铝膜白点现象可以这样描述,复合后的产品表观上看有明显的白色斑点,这种白色斑点可随机分布,大小不均。
分两种情况,一种是:下机时有,但熟化后基本消失;另一种是:下机时有,熟化后并不消失。
后一种是影响表观的最大问题。
这类斑点最容易出现在满白底或浅底色的印刷的效果上。
其实应该说只要出现此类白点,一般是满版的。
只不过白色和淡底色遮盖力差容易看出来而已。
产生白点的现象的原因较多,主要有三方面的原因:

2.油墨及粘合剂:蒸煮薄膜印刷时,油墨稀料尽量少加或不加醇类溶剂,印刷时严格控制质量,粘合剂与固化剂配比要正确,不可随意更换,必须涂布均匀,性能优异,干基量在4-5g/m2。

1.油墨粒度大或粒度分布太宽,一般白墨的粒度影响较大。
粘合剂中乙酯是油墨的良溶剂,对不同粒度的油墨颗粒浸润结果不同,通过烘箱烘干后的色度变化会产生差异,看起来就产生“白点”了。
一般此种情况下,下机时明显,熟化后白点现象会减轻,也许会消失。
在印刷时,最好加入天扬化工厂1.5%-3%TM-27偶联剂,使油墨体系中颜填料的紧密度提升,以抵抗因胶粘剂体系中的溶剂浸润、破坏而导致的大面积的白点或斑点。

3、干燥温度、复合温度及压力:干燥温度太低会使溶剂挥发不充分,易产生臭气,同时还会直接影响复合牢度。
但干燥温度太高,会使粘合涂层表皮结膜,影响涂层内溶剂挥发对薄膜也有一定的影响。
一般干燥温度在60℃-70℃-75℃梯度内,对于干式复合,复合辊必须加热,加热的目的在于:软化粘合剂,增加粘性,使粘合剂均匀分布在膜上,同时保持粘合剂的热溶反应状态,便于粘合,一般复合温度为60℃-70℃。
复合压力对制品影响有两个:一是影响复合牢度,二是影响复合膜的透明度,最佳的复合压力在2.5-4kg/cm2。

2.粘合剂表面张力高,在镀铝膜上浸润铺展效果差。
这是目前镀铝膜“白点现象”的一个主要原因。
粘合剂的涂布效果不好,印刷层覆盖以后,会使不同部位上色泽发生变化,产生前面同样的效果,有时会产生很大的斑点。

4.熟化。
熟化的目的是使反应充分,获得最佳的复合强度,一般蒸煮膜袋熟化温度控制在40℃-50℃范围,熟化时间在48小时左右。

3.设备工艺原因。
这种原因一方面是工人没有意识到镀铝膜复合的特殊性,镀铝膜复合有它独特的地方;另一方面设备烘干、涂布、系统本身的问题无法保证粘合剂的充分均匀涂布或无法保证乙酯的充分挥发。

综上所述,在蒸煮袋的整个生产工艺中,薄膜、油墨、粘合剂、稀释溶剂的选择,对蒸煮袋质量的好坏起着决定性的作用,生产中不容忽视。

还有其它方面的原因,如满底印刷网线辊网纹过浅,降低了油墨遮盖力等。

江苏申凯包装高新技术股份有限公司成立于2002年,公司注册资本8000万RMB,天交所上市企业,,股权代码000057,高新技术企业,公司总投资超过2.1亿RMB,拥有20000余平方米普包厂区;拥有13000平方米的药包厂区,11000平方米的办公面积。
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采取如下办法可消除白点:

1.不同批次的油墨增加粒度检测指标,严格控制,尤其满底油墨品种粒度及粒度分布在标准范围外的不采用;选择优良的稳定的供应商。

2.采用镀铝膜专用粘合剂。
镀铝膜复合专用粘合剂的表面张力较低,在镀铝层表面的涂布铺展效果明显优于通用型粘合剂。
采用镀铝胶会非常易于控制胶液的流平,有较理想的涂布状态。
单从粘合剂涂布状态上讲,采用镀铝胶可消除了白点现象产生的可能。

3.胶液的粘度与网线辊线数有一定的匹配关系,超出匹配区间太大会破坏胶的涂布状态,造成“白点”的产生和更严重的其它方面的影响,但在镀铝膜上似乎主要还是“白点”的产生更令人关注。

4.采用镀铝膜涂胶方式。
通常采用的涂布工艺是印刷膜涂胶,这里采用特殊涂布方法,避免了乙酯对油墨层的渗透不均的问题,同时涂布的粘合剂能够充分均匀地覆盖镀铝层表面,这样可以很好地消除白点。
但这种工艺有它很大的局限性,首先,只限于VMPET的复合,而其它镀铝膜在烘箱中受热的影响在张力的作用下,会拉伸变形;其次,将牺牲一定的剥离强度。

5.软包装企业必须坚持涂布辊的定期清洗制度,掌握正确的涂布辊清洗方法。
在生产满白底或浅底色印刷膜时,要注意两点,首先,生产前将刮刀、涂布辊、展平辊等彻底清洗。

6.应做到粘合剂的彻底干燥。
因镀铝的阻隔性比较好,如在复合膜中粘合未彻底干燥,那么复合膜在进入熟化室后,残留的大量溶剂需快速地释放出来,在镀铝膜阻隔下,势必形成汽泡。
甚至会出现下机时没有白点,而熟化后出现白点的现象。

复镀铝膜时候老出白点是每个软包装生产企业中常遇到的老问题,市场上的镀铝膜的质量参差不齐也是一个因素之一。

镀铝膜上印刷往往因油墨中泡沫产生的针孔故障,一般的排除方法:一是调紧复合辊;二是调大涂布胶量;三是加消泡剂二甲基硅油;四是尽量采用平直的刮刀,并将刮刀的刃部增加1-2mm,或选用软刀片,并将刮刀角度调节到不小于45°角度;五是在刮刀背面加垫一块橡皮,使印刷图文墨胶体系中因分散较差的或墨斗中因氧化结皮而造成的斑点能够有效刮除;六是在印刷油墨里加入白炭黑,促使印刷油墨墨膜增厚而提高白色油墨墨膜的遮盖力;七是重新印刷一遍,提高墨膜的厚度;八是选用雕刻深的凹版,提高油墨的转印率;九是在墨斗里放一个搅拌器,确保印刷油墨在转印时的均匀性;十是调换粘度高而又抗静电的印刷油墨或减慢印刷速度,力求达到排除麻点、针孔、斑点、白点故障的目的。

在实际生产中,只有高效的助剂新材料去弥补其镀铝复合印刷制品上的出现的不足,提高包装印刷工艺质量。

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