牛奶塑料膜包裝印刷工藝分析和探討
隨 著經濟(jì)的發展和人們生活水平的提高,我國的乳品工業得(dé)到了迅(xùn)速(sù)發展和壯大,人們的生活方式和膳食結(jié)構也發生了(le)重大改變,牛奶已成為普通百姓餐桌上(shàng)的必備 品,其中,采用塑料薄(báo)膜軟包裝的牛奶占據相(xiàng)當大(dà)的比例,這種包裝的牛奶通常采用自動灌裝機進行灌裝,首先要對牛奶和包裝膜進(jìn)行殺菌(jun1),之後再(zài)將牛奶無(wú)菌灌裝 入塑料包裝袋中。本文就對這種牛奶包裝膜的印刷工藝進(jìn)行分析和探討。
塑料薄膜
1.薄膜材料類型
牛奶(nǎi)包裝(zhuāng)膜所用的薄膜材(cái)料主要為聚乙烯(PE)共擠膜,根據層數(shù)基本可以分為以下三種:
①簡易牛奶包裝膜,一般為單層膜,它是由各種聚乙烯(PE)料添加一定比例的白(bái)色母料,經吹膜設備生產而成(chéng)的。這種牛(niú)奶包裝膜為非阻(zǔ)隔型結構,采用巴氏殺菌法(85℃/30min)進行熱灌裝,保質期較短,隻有3天左右。
②三層結構的黑白共擠包裝膜,熱封內層中所添(tiān)加的黑色母料起到阻擋光線的作用。這種包裝膜采用超高溫瞬時殺菌(UItra High Temperature Sterilization,簡稱UHT)和雙氧水(H2O2)殺(shā)菌法,常溫下(xià)保質期(qī)可達到30天左(zuǒ)右。
③五層結構的黑(hēi)白共擠包(bāo)裝膜,吹膜時增加了中間阻隔層(由EVA、evals等高阻隔性樹脂組(zǔ)成),因此(cǐ),這種包裝膜(mó)屬於高阻隔性無菌包裝膜,有較長的保質期,常溫下可保存90天(tiān)左右。
2.薄膜性能要求
需要(yào)特別指出的是,為了適應高速自動灌裝機的灌裝要(yào)求,牛奶包裝用聚乙烯薄膜必須滿足以下幾方麵的性(xìng)能要求:
①良好的爽滑性
薄 膜(mó)的內外表麵(miàn)應當具有良(liáng)好的爽滑性,確保其在高速自動灌裝機上能夠順利地進行灌(guàn)裝,因(yīn)此,薄膜表麵的動靜摩擦(cā)係數(shù)應當(dāng)比較低,一般要求(qiú)在0.2~0.4之 間。薄膜的(de)爽滑性主要(yào)是通過添加爽滑劑來實現的,在薄膜成型後,爽滑劑從薄膜內(nèi)遷(qiān)移到表麵,聚(jù)積成均勻的薄層,能夠顯著地降低薄(báo)膜的摩擦係數,使薄膜具有 良好的爽滑效果。爽滑劑通(tōng)常是油酸(suān)酰胺或芥酸酰胺,它與高分(fèn)子的聚乙烯隻是(shì)一種機械混合,不能很好地相(xiàng)容,分子熱(rè)運動使其逐漸向低(dī)自由能的界(jiè)麵遷移,形成 一層弱界麵(miàn)層,因此,如果爽滑劑含量過(guò)高的話,就會 影響到薄膜(mó)的印刷適性,這對印刷是極為不(bú)利的。
②較強的拉伸強度
由於在灌裝過程中塑料(liào)薄膜要受到來自自動灌裝機的機械拉力的作(zuò)用(yòng),因(yīn)此,要求薄膜必須具有足夠的拉伸強度,防止在自(zì)動灌裝機拉力的作用下而被拉斷。在吹膜過程中選用(yòng)熔融指(zhǐ)數(MI)較低的LDPE或(huò)者HDPE粒子,對於提高聚(jù)乙烯薄膜的拉伸(shēn)強(qiáng)度十(shí)分有利。
③表麵潤濕(shī)張力值要符合要求
為 了使印刷油墨能(néng)夠在聚乙烯塑料薄膜表麵順利鋪(pù)展、潤濕和附著(zhe),要(yào)求薄膜的表(biǎo)麵張力應當達到一定的標準,否則就會(huì)影響油墨在其表麵的附著力和(hé)牢固度,從(cóng)而影 響印刷品質量。一般要(yào)求聚乙烯薄膜的表麵張力最好達到38達因以上,如果能夠(gòu)達到40達因以上更佳。由於聚乙烯屬於典型的非極性高分子材料,分子(zǐ)結構(gòu)中不 含極性基團,且結(jié)晶(jīng)度高,表麵自由能低,惰性較強,結晶度高,化學性(xìng)能穩定,因此,該(gāi)薄膜材(cái)料的印刷適性較差,對油墨的附著力不理想。此外,薄膜中的助劑 (爽滑劑、增塑劑等)不斷地向表麵遷(qiān)移析出,形成弱表麵層,也會影響印刷油墨(mò)的印刷(shuā)牢(láo)度,因此,在印刷之前一般都(dōu)要對塑(sù)料薄膜進行表(biǎo)麵處理,改(gǎi)變薄膜(mó)表麵 化學結構,提高薄膜的表麵張力,從而達(dá)到提高和改善聚乙烯薄膜印刷適性的目的,提高對油(yóu)墨的粘附力,以保證生產的順(shùn)利進行。
④優良的熱封性(xìng)能
薄 膜要有良(liáng)好的熱封製袋性,有良好的封斷(duàn)性(xìng),也就是說,既要保證熱封,又要能夠(gòu)順利切斷,使熔融樹脂不會粘(zhān)刀。在吹膜過程(chéng)中(zhōng)添加一定比例的(de)LLDPE可以明 顯改善牛奶膜的低溫熱封(fēng)性能(néng)和夾雜物熱封(fēng)性能,但LLDPE的添加量不能過大,否則會使聚乙烯牛奶膜的粘性太高,熱封時就容易發(fā)生粘刀故(gù)障。
3.對油墨性能的要求
牛 奶包裝膜通常采用表印方式進行印(yìn)刷(shuā),除了表印油墨的一般技(jì)術(shù)要(yào)求(如色相、細度、粘度,幹燥性等)之外,由於在自(zì)動灌裝過程中要經過超高溫瞬時殺菌(jun1) (UItra HighTemperature Sterilization,簡稱UHT)和雙氧水(H2O2)殺菌,因此,特殊的殺菌(jun1)條件對油墨的性(xìng)能提出了特殊的要求(qiú),這也是值得我們注意的事項之 一。需要特(tè)別強調的是以下幾方麵的(de)性能:
①對聚乙烯薄膜有較強(qiáng)的粘結力
由 於塑料薄膜表麵致密光滑,油墨在其表麵不能滲透,所以要求油墨與塑料薄膜之間的粘(zhān)結力必須(xū)非常強,這是塑料薄(báo)膜印刷用油墨的關鍵問(wèn)題,也就是說,印刷牛奶 包裝膜所用的油墨應當對承印物材料--聚乙(yǐ)烯薄膜具有較高的親和性和粘著性,附著力強,印刷牢度好,這是為了保證高質量(liàng)印刷品和良好(hǎo)的印刷效果。
②較強的耐磨性和抗刮性
由於表印油墨(mò)印在薄膜的外表麵上,在(zài)商品流通過程中會受到摩擦力(lì)的作用,所以,要求所用的印刷(shuā)油墨必(bì)須具有較強的耐磨性和抗刮(guā)性,印(yìn)刷後墨膜的表麵強度高,牢固度好,耐摩擦,否則就可能會發生墨(mò)層(céng)脫落現象,導致印刷圖案殘缺不全,從而影響產品的外觀和質量。
③優(yōu)良(liáng)的耐氧(yǎng)化性
在 大多數高速灌裝(zhuāng)機上都裝有熱雙氧水(H2O2)殺(shā)菌係統,用來對包裝膜進行殺菌,雙氧水(H2O2)具有(yǒu)較強(qiáng)的的(de)氧化性,而且其氧化性還隨著溫度的升高而 顯著提高,這就對印刷油墨的抗氧化能(néng)力提出了較高的要求。如果油墨(mò)中顏料的抗氧(yǎng)化(huà)性不太好的話(huà),就會發生(shēng)油墨褪(tuì)色(sè)現象,影響產品質量。
④優異的抗水性
牛奶包裝膜在經過超高溫瞬時殺菌(140℃/1~3秒)和雙氧水(H202)殺菌的過程中,其表麵會接觸到水或者水蒸汽,所以要(yào)求所用的印刷油墨必(bì)須具有優異的抗水性,遇(yù)水不會發生掉色。
⑤耐熱性能和耐冷(lěng)凍性能
牛 奶包裝膜所用的印刷(shuā)油墨還要具有一定(dìng)的耐熱性,以保證在(zài)經過超(chāo)高溫殺菌處理之後不會發生油墨軟(ruǎn)化、發粘以及印跡褪(tuì)色、變色等現象。此外,灌(guàn)裝後(hòu)的牛奶在保 存、流通和銷售等環節中一般都需要進行低溫冷(lěng)藏處理,因此,要求所用的印刷油墨還必須具有較好的耐冷凍性能(néng),在低溫狀態下不(bú)會發生墨層凝凍和脫落現象。
⑥衛生性能好
對於牛奶包裝(zhuāng)膜,還應當符合包裝材料衛生標(biāo)準以及食品包裝法規(guī)的要求,因此,要求印刷所用的油墨應當具有無毒(dú),無臭(chòu),殘留溶劑(jì)少,不含有毒重金屬等要(yào)求。以免汙染牛奶,並對消費者的身體健康(kāng)產(chǎn)生危害。
目 前,浙江新東方油墨有限公司生產的超(chāo)力福313A型表印油墨和超力福314型表印油墨在牛(niú)奶包裝膜印刷領域內的應用十分廣泛,這兩種油墨是針對牛(niú)奶包裝膜 而設計的專用印刷(shuā)油墨,它(tā)們與聚乙烯薄膜的親和性較好,墨(mò)層光澤性好,附著牢度高,其(qí)耐熱性、耐油脂性、抗(kàng)水性等性能也十分優良,可以(yǐ)說是牛奶包裝膜印刷 油墨的理(lǐ)想選擇。超力福313A型油墨是醇溶型聚酰胺(àn)類油墨,能夠耐100℃以下的(de)煮沸,能夠經受60℃以下的雙氧水殺(shā)菌。超(chāo)力福314型表印油墨是雙(shuāng)液 反應型聚氨酯改性油墨,能夠耐121℃/40 min的蒸煮殺菌,能夠經受80℃、濃度(dù)為35%的雙氧水殺菌(jun1)。比如我廠在印刷牛奶(nǎi)膜時所采用的就是超力福314雙液反應型油墨,對其進行的耐氧化性試驗 及結果如(rú)下:將熟化24小(xiǎo)時之後的印刷膜在溫度為45℃~50℃,濃度為35%的雙氧水中浸泡15分(fèn)鍾左右,取出後進行檢測,油墨的附著性良好,基本無掉(diào) 色(sè)現象,完全能夠滿足牛奶包(bāo)裝的要求。
2.油(yóu)墨(mò)性能的(de)調節和控製
①油墨的粘(zhān)度
粘 度是油(yóu)墨應用中最主要的控製指標,它直接影響著油墨的轉移性能和印刷(shuā)品的質量(liàng),因此,在印刷過程中對油墨粘度(dù)的控製(zhì)是十分重要的(de),一般控製在15~20秒 之間。油墨粘度過低,容易造成圖文(wén)部分針孔、發虛、油墨鋪展;反之,粘(zhān)度(dù)過高,則油墨的轉移性能比(bǐ)較差(chà),容易產生糊版、幹版現象,大麵積實地部分出現(xiàn)著墨 不勻、細線條斷裂等弊病。
②油(yóu)墨的幹燥性
油(yóu) 墨的幹燥性能也是衡(héng)量油墨質量和性能的重要指標之一,控製好油(yóu)墨(mò)的幹燥性能是獲(huò)得良好印刷效果的一個(gè)必要條件。油墨的(de)幹燥速度應當適當,油墨的幹燥速度太 快,容易發生幹版故障,但油墨的幹燥速度也不能太慢,否則會發生印刷品背麵粘髒現象。選擇油(yóu)墨幹燥速度的一般原則是:在印刷機現有的條件下,油墨在進入下(xià) 一(yī)印刷色組(zǔ)之前(qián)以及進行複卷之前應該能夠充分幹燥,但是在印版上(shàng)卻不能幹燥。
印刷牛(niú)奶包裝膜所(suǒ)用的油墨為溶劑(jì)型油墨,其幹燥性主要取決於溶劑的(de)揮發速度,因此,在實際生產中必須對溶劑的配比(bǐ)加以嚴格控製,可以根據(jù)具體(tǐ)情況向油墨中加入適量的慢幹性溶劑或者快幹性溶劑,以調整油墨的幹(gàn)燥(zào)速度,保證油墨能夠充分幹燥,防止出現"假幹"現象。
比如我廠在用超力福314雙液反應型油墨印刷牛奶膜時,在(zài)正常情況下(印刷速度(dù)在80米/分鍾(zhōng)左右),油墨粘度一般控製在(zài)15秒左右,所采用的混合溶劑的基本配比為:丁酮:甲苯:丁酯=4:3,5:2.5,能夠保證(zhèng)較佳的(de)印刷質量和印刷效果。
印刷工藝(yì)
為了保證牛奶包裝膜的印(yìn)刷質量,在(zài)印刷過(guò)程中還必須注意對印(yìn)刷張力、印刷壓力、印刷速度和幹燥溫度等(děng)工藝條(tiáo)件(jiàn)的控製,製定一(yī)套穩定(dìng)可靠的工藝標(biāo)準,規範工藝流程,確保規模生產的(de)順利進行。
1.印刷張力不(bú)宜太高
在 聚乙烯薄(báo)膜的印刷(shuā)過(guò)程中,印刷張力的(de)控製調節是一個關鍵性環節。因為聚乙烯薄膜的伸縮率較(jiào)大,在印(yìn)刷機牽引張力(lì)的作用下容易發生拉伸變(biàn)形,如(rú)果張力值太大 的話,聚乙烯薄膜就會產生較大的拉伸變形,很可能會出現套印不準故障,從而影響(xiǎng)印刷品的(de)質量和精度,因此,印刷張力值應(yīng)當設置得小(xiǎo)一些,防止由(yóu)於聚乙烯(xī)薄 膜過度(dù)拉伸(shēn)而造成的套印不準和圖文變(biàn)形。
2.掌握好印刷壓力
根 據印刷方式的特點、印刷(shuā)油墨(mò)性能和承印(yìn)物材料的性能(néng)等具體情況將印刷壓力掌握在適當的範圍之內,印刷壓(yā)力(lì)過大或過小都會(huì)對印(yìn)刷(shuā)品的質(zhì)量產生不利影(yǐng)響。印刷 壓力過大(dà),油墨容易(yì)鋪展,圖文容易變粗、變寬(kuān),甚至糊版,條形碼無法識讀;印刷(shuā)壓力太小,傳墨量不足,圖文容(róng)易變細、變窄,甚至缺損不全。
3.印刷速度要適當
印(yìn)刷(shuā)速度快固然會提高生產效率和產量(liàng),縮短生產周期,但是,印刷速度也並非越快越好,否則也會引起印刷故障的發生。印刷速度的大小應當跟油墨的幹燥速度、油墨的粘度、幹燥箱的溫度以及車間內的溫濕度等條件相匹配。
4.合理設置(zhì)幹燥(zào)溫度(dù)
印刷機幹燥箱的溫度設置不(bú)能太高(gāo),一般在40℃左右,否則(zé)容易引(yǐn)起聚乙烯薄膜的收縮變形,從(cóng)而影響套印精度。因此(cǐ),在設定幹燥箱的溫度時,必須要綜合考慮承印物材(cái)料的特點、印刷速度、印刷張力以(yǐ)及印刷圖案的大小等因(yīn)素,保證(zhèng)油墨溶劑能(néng)夠充分揮發幹燥,增強(qiáng)油墨的附著牢度(dù)。
生產中的注意(yì)事項
1.做好原輔材料(liào)(薄膜、油墨和溶劑等)質量(liàng)檢測工作,嚴格把關(guān),確(què)保隻有經過檢測和(hé)檢驗(yàn)合格的原(yuán)輔(fǔ)材料才能(néng)進入生產流(liú)程,將不合格的原輔(fǔ)材(cái)料控(kòng)製在生產環節之外,這是保證牛奶包裝膜印刷質(zhì)量的前提。
2."客戶滿意"是每一家印刷企業的至高準則和(hé)最終願望,所以必須要做好成品檢驗工作,保證隻有(yǒu)合格的成品才能發送給客戶,這樣做既讓客戶達到了滿意,又維護了本企(qǐ)業的形象(xiàng)和信(xìn)譽(yù),這也是維持和(hé)發展良好客戶關係的基礎。
3. 電暈處理後的塑料薄膜(mó)應當(dāng)盡(jìn)快使用,最好能立即使用,存放一段時間後(hòu),薄膜(mó)的電暈處理效果會變差,塑料薄膜的表麵張力值也會隨著放置時間的延長(zhǎng)而發生逐漸 衰減現(xiàn)象,等到上(shàng)機印刷時很可能會達不到要求。因(yīn)此,存放了一段時間的塑料薄膜(mó)在使用前(qián)一定要認(rèn)真檢測其表麵張(zhāng)力,一旦發現其表麵張力達不到要求,就必須(xū) 重新對(duì)其進行電暈處(chù)理,否則,將會影響(xiǎng)印(yìn)刷質量。
4.在實際生產中,應當根據自動灌裝機的灌裝速度、殺菌(jun1)條件、產品保質期的長短等具體情況來選擇合適的印刷薄膜(mó)和印刷油墨,並且根據實際情況來調(diào)整和控製印刷工(gōng)藝參數,規(guī)範工藝流程(chéng),保證牛奶膜(mó)的印刷質量。
5. 在調配油墨時,應當隨用隨調,並隨時觀察印刷效果,注意(yì)保持油墨色相的一致性,控(kòng)製好印刷品色差(chà)。在印刷同一個活(huó)件時,如果印刷(shuā)材(cái)料發生了改變,難(nán)免就會 出現色差,即(jí)使同一油墨生產廠商生產的同種型號的油墨,若批次不同則顏色也往往有一定的差異,因此,在長(zhǎng)版活印刷或(huò)者大批量活件的印刷過程中,應該盡量使 用同一廠商生產的(de)同一批次的薄膜和油墨進(jìn)行印刷。
6. 印刷車(chē)間內溫濕度的變化對承印物材料和油墨的(de)性能都(dōu)有一定的影響,環境過於幹燥會引起薄膜(mó)靜電,造成印刷困難;環境(jìng)過於潮濕會使油墨幹燥不充分,影響墨層 的牢固度(dù)。因此,應(yīng)當嚴格控製印刷車(chē)間內的環境溫度和相(xiàng)對濕度,盡量使之保(bǎo)持相(xiàng)對恒定(dìng),並保證良好的通風,以減(jiǎn)少印刷故障(zhàng)的發生(shēng)率(lǜ)。一般來說,車間內的溫 度控製在18℃~25℃之間為宜,相對濕度保持(chí)在60%~70%之間為宜。
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