涂层溶剂残留量对烟包质量的影响及解决方法

时间:2015-07-03 10:45:42来源:科印网作者:黄裕

  近年来,随着烟包印刷材料和工艺的多样化,以及烟包装潢效果的日益考究,烟包印刷由单一的胶印、凹印或柔印向组合印刷方向发展,极大地丰富了烟包的色彩及层次,同时各种加工纸(金、银卡纸等)和烫印工艺的应用,使烟包印刷质量和装潢效果提高到一个前所未有的水平。

  为满足烟包设计对材料装饰性的特殊需求,各种材料大量应用涂布技术。比如,电化铝箔通过应用涂布技术,把胶黏层(热熔型树脂胶)涂布在基膜表面,经干燥后制成卷材成品,其涂层为胶黏层。此外,烟包印刷其实也应用了涂布技术,把油墨按照需要的图案、颜色涂布在承印物表面,经干燥后制成成品,其涂层为墨层。

  为达到较好的涂布效果,涂布中需要使用溶剂调和颜料以及调节涂料的黏度和干燥速度。虽然这些溶剂绝大部分都会在印刷和印后加工过程中挥发到空气中,但还是会有微量溶剂残留在烟包及其使用的各类材料的涂层中。这些残留溶剂除了会对消费者健康产生不良影响外,还会对烟包质量带来各种问题,如墨层附着力下降、烫印糊版、烟包“水渍”等质量缺陷。

  本文针对烟包“水渍”和烫印糊版两大质量缺陷,从涂布工艺挥发干燥理论出发,通过试验验证残留溶剂对上述两个质量缺陷的影响,并提出了降低溶剂残留量的解决方案。

  溶剂挥发的三个阶段及残留溶剂对涂层的影响

  1.涂层中溶剂挥发的三个阶段

  涂层中溶剂挥发共分为三个阶段,即湿阶段、干阶段和两者重叠的过渡阶段。

  湿阶段:溶剂能够自由移动到涂层表面边界并离开液体表面,时间短,与涂布同时发生。此阶段为溶剂含量迅速衰减的过程。

  过渡阶段:涂层达到一定干度时呈现干燥速度下降的特性,主要是由于沿涂层表面向下不断出现增长的黏性凝胶层,溶剂挥发受阻,挥发速度下降。此阶段溶剂含量衰减减缓。

  干阶段:溶剂释放很慢,呈现表干里未干状态,此时涂布产品虽可进行后序加工,但涂层中仍含有一定量的溶剂。此阶段溶剂含量衰减最为缓慢。

  2.残留溶剂对涂层的影响

  在涂料配方设计的各项性能指标中,涂层的玻璃化温度(Tg)是一项非常重要的指标,它影响着涂层的附着力、耐磨性、耐温性、熔点等指标。Tg值越高,则涂层硬度越高,附着力越好,抗划伤能力越强,耐温性越好,熔点越高;反之,涂层硬度越低,附着力越差,抗划伤能力越差,耐温性越差,熔点越低。

  当涂料树脂所选择的单体以及配方设计完成之后,涂层的Tg值就确定了。当溶剂挥发处于干阶段时,涂层是残留溶剂与树脂形成的共聚物,共聚物的Tg值计算公式如下:

  Tg=1/(W1/Tg1+W2/Tg2) 公式1

  其中,Tg1为树脂的玻璃化温度,由于树脂在常温下为固态,因此Tg1一般在30℃以上;Tg2为残留溶剂的玻璃化温度,一般在-100~-10℃之间;W1为树脂含量;W2为溶剂残留量。


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