耐蒸煮复合油墨的选择与使用

当前，软包装行业的同质现象越来越明显，特别是技术门槛相对偏低的普通复合包装袋，如BOPP//PE等结构，竞争非常激烈，许多软包装生产企业只能通过规模化、大批量生产才能勉强维持微利水平。用于肉类等产品包装的高温蒸煮包装袋，特别是三层或者四层复合袋如BOPA//AI//CPP、BOPET//AI//BOPA//CPP等结构，由于技术难度较高，尚有相对可观的利润空间。因此，不少软包装生产企业希望增加蒸煮包装产品的订单。但是，由于耐蒸煮包装袋的生产技术较高，必须建立一套最佳化的生产工艺路线，方能保证最终产品合格。本文仅从耐蒸煮复合油墨出发，作简单的分析，供大家参考。

耐蒸煮复合油墨的选择

1998年以前，国内能够制造耐蒸煮复合油墨的厂商很少，主要是DIC和东洋油墨两家企业。近5年来，耐蒸煮复合油墨发展相当快，国内知名的油墨制造厂商均有相应的油墨产品供应，如东洋的Lamistar,DIC的Univure,浙江新东方的300LM，叶氏油墨的GLP等，使得国内软包装生产企业的选择余地大大增加。

目前国内常见的耐蒸煮复合油墨有单组分聚酯型油墨和双组分聚氨酯型油墨。针对两层结构的100℃左右水煮杀菌包装袋（如BOPA//CPP），可以选择单组分聚酯型复合油墨，如浙江新东方的321F、叶氏油墨的LGLP、永成油墨的99型油墨等。如果是生产三层或四层结构的121℃以上的耐高温蒸煮袋，一般选择双组分聚氨酯型油墨，目前国内市场上应用较多的有东洋的Lamistar,DIC的Univure，浙江新东方的300LM。

总之，由于蒸煮包装袋是高附和值产品，软包装生产企业在选择耐蒸煮复合油墨时，最好购买价格稍贵但稳定性好的品牌产品，切不可图一时便宜，买了劣质油墨，引起质量事故并造成经济损失。现在有不少的小规模油墨制造厂也可提供耐蒸煮复合油墨，但产品质量和稳定性较差，软包装生产企业在购买时需慎重。

聚氨酯油墨的主要特点

聚氨酯油墨的性能与目前市场上用于BOPP印刷氯化聚丙烯类油墨略有不同，使用方法也不一样。

首先，稀释溶剂的组成不同。氯化聚丙烯类油墨的稀释溶剂以苯类为主溶剂，辅以酯类、酮类溶剂。聚氨酯油墨以丁酮作主溶剂，起溶解树脂作用。由于丁酮的挥发速度快于甲苯，所以在使用耐蒸煮型聚氨酯油墨时，为了防止真溶剂过分挥发而造成的油墨溶解性不良，或者油墨转移性变差等现象，必须保证混合溶剂中丁酮的含量达到一定的比例。以新东方油墨公司的300LM耐蒸煮复合油墨为例，要求混合溶剂中丁酮的含量不低于30%。

其次，聚氨酯油墨有二液反应型。当生产需要经过121□C以上高温杀菌的蒸煮包装袋时，必须使用二液反应型聚氨酯油墨，而且要加入适量的硬化剂，搅拌均匀后方可印刷。使用后剩余的二液反应型油墨最好先过滤，然后部分加入新墨中，或者当作稀释溶剂使用，但当剩墨出现结块或严重发胀现象时，不可继续使用。

第三，聚氨酯油墨的复合性能好，复合后的剥离强度相当高。一般地，氯化聚丙烯类油墨印刷复合后的剥离强度为1.5~4.0N/15mm，而聚氨酯油墨可以达到3~8N/15mm，而且用耐蒸煮型聚氨酯油墨印刷复合后的产品经过121℃高温杀菌以后，其剥离强度不降反升。

下面谈一下耐蒸煮复合油墨在使用中的几点注意事项：

首先，印刷用的油墨要注意区分普通耐蒸煮型，耐高温蒸煮型和耐超高温蒸煮型，根据实际需要选用。

其次，在使用耐蒸煮复合油墨前最好先进行确认性测试，特别是耐蒸煮复合油墨与BOPA薄膜的配伍性，以及耐蒸煮油墨与复合用胶黏剂的配伍性，以免影响印刷和复合质量。如耐蒸煮合油墨使用的树脂与双组分聚氨酯胶黏剂的主剂性能类似，由于不同品种胶黏剂中固化剂的反应活性不同，使用时存在较大的差异，与大版面油墨印刷图案配伍时，可能会出现蒸煮后复合包装袋起皱或脱层现象。

第三，蒸煮包装袋的图案设计以简洁为宜，且色数不宜过多。并且，如果采用里印方式印刷，考虑到后续工艺的复合强度和热封强度问题，在设计稿件时要尽量避免满版印刷，特别时包装袋的热封部位要设计成透明的，不印刷图案。

反粘现象分析

夏季使用耐蒸煮复合油墨印刷BOPA薄膜或BOPET薄膜时，可能会出现反粘现象，特别是在高湿度的南方更容易发生此现象。由于BOPA薄膜的吸湿性较强，当空气中相对湿度达到80%以上时，容易出现质量故障，因此需要控制车间环境温度，否则无法生产高质量的蒸煮包装袋。

产生反粘现象的原因主要有两点：

一是耐蒸煮复合油墨本身对基材的附着牢度较差。聚氨酯油墨在BOPA薄膜上的附着牢度不如在BOPET薄膜上的附着牢度高，也不如氯化聚丙烯类油墨在BOPP薄膜上的附着牢度高，如果收卷过紧，很容易引起反粘。特别是当印刷车间的环境湿度较高时，BOPA薄膜吸湿、收卷后会发生收缩，从而引起反粘。所以，在夏季印刷BOPA薄膜时，收卷直径不宜过大，膜卷的印刷长度在3000米左右即可。另外，如果印刷后的BOPA薄膜不立刻进行复合，一定要用铝箔将其包裹好，直立放置在干燥的地方，防止BOPA薄膜吸潮。

二是印刷品中的溶剂残留量较高引起反粘，这种现象往往出现在中低速度印刷机上。由于中低速度印刷本身的烘干能力不强，而耐蒸煮复合油墨的印刷黏度偏高，上墨量大，印刷图案的“表干”现象较为严重，收卷后随着残留溶剂的逐步挥发，会引起反粘现象。部分图案，特别是边缘线条重叠较多的部分，墨层较厚，收卷后膜卷的松紧度不均匀，也容易造成反粘现象。

聚氨酯油墨由于墨层“表干”现象而引发反粘现象时，可调整油墨黏度，使其在低黏度下印刷。此时，印刷上墨量较少，墨层薄，在大量的稀释溶剂作用下，聚氨酯油墨的连结料分子相对松散，对溶剂挥发的屏蔽能力相对较弱。当油墨转移到薄膜上时，溶剂在烘道中可以快速、彻底地脱离墨层，也就不易产生“表干”现象。

色渗透现象分析

在用红色系的耐蒸煮复合油墨（如桃红、品红或粉红等色相的油墨）印刷以BOPA薄膜作外层材料的耐高温蒸煮包装袋时，常常会出现渗透现象，造成严重的质量事故。而且，由于问题往往出现在加工后期，甚至是已经包装了内容物之后，造成的经济损失也比较大。

笔者接触过不少该类型的色渗透事故，通过大量的对比测试发现，BOPA薄膜的性能和耐蒸煮复合油墨本身的特性均对色渗透有重大的影响。

（1）色渗透往往发生在以BOPA薄膜为外层材料的蒸煮包装袋中，在其他条件保持不变的情况下，如果把外层印刷薄膜更换为BOPET薄膜或BOPP薄膜，则色渗透现象会消失。

（2）出现色渗现象的油墨色相以红色、紫色居多，为此，我们曾选择不同档次的红、紫颜料作为对比，当BOPP薄膜的透湿率过高时，色渗透现象无法彻底排除，只是渗透程度有所不同。

（3）温度和水是造成色渗透现象的两个基本要素。在同样的温度条件下，将蒸煮包装袋放置在烘箱中加热，则不会出现色渗透现象；当温度低于70℃时，经过常规时间的杀菌处理后，蒸煮包装袋也不会出现色渗透现象。

对以上三点结果进行分析：尼龙树脂是一种从半结晶到无定型的热塑性高聚物，结晶程度越低，当温度升高时分子间的排列变化越大，使得颜料的迁移可能性越大。BOPA薄膜的水蒸气透过率是BOPET薄膜的20～40倍，在水煮沸的过程中，水分子在BOPA薄膜中不断地进出，洗涤并带走部分印刷油墨中的颜料组分（相对具有水溶性的颜料，如红色系颜料），造成色渗透现象。同时，蒸煮包装袋的内层材料CPP薄膜，以及聚氨酯胶层的透湿仅为BOPA薄膜的1/20～1/40 在两者的合力作用下，阻止了水分子往包装袋内层的渗透，而当水分子的渗透活动被限制于两层紧密接触的BOPA外膜间时，少量被溶解的颜料微粒（被溶解量因颜料的档次而不同）随着水分子的活动而相互渗透，所以我们看到的总是袋子与袋子间的色渗透或色扩散，而很少出现颜色向内层渗透，除非使用普通的非耐蒸煮型复合油墨印刷生产的包装袋。