煙包凹印溶劑殘留太高？不妨嘗試這樣改進工藝……
時間：2020-12-15 來源：
近年來，隨著人們環(huán)保意識的提高，產(chǎn)品的安全衛(wèi)生指標、環(huán)保性能日益受到關(guān)注。對于卷煙產(chǎn)品而言，煙用包裝材料的安全性一直受到煙草行業(yè)的密切關(guān)注，安全衛(wèi)生指標要求越來越高，例如不斷提高溶劑殘留總量（乙醇除外）要求，從之前的≤100mg/m²提升到目前的≤80mg/m²，而我公司的內(nèi)控標準更是按照≤75mg/m²執(zhí)行。
在凹印過程中，凹印油墨需要使用大量有機溶劑，特別是當凹印大版面底色（溶劑型金銀墨）且印刷材質(zhì)為白卡紙時，無論是剛下線還是下線后放置一段時間（3～5天）的產(chǎn)品，其溶劑殘留總量都超標，印刷生產(chǎn)后需長時間（至少一周，甚至超過半月）擺放、吹晾，溶劑殘留總量才能達標。但這種處理方式存在一定的弊端：
一方面，產(chǎn)品交貨周期會相對延長，且有可能存在個別不能滿足煙草行業(yè)安全衛(wèi)生指標要求的隱患；
另一方面，長時間放置雖有利于產(chǎn)品溶劑的揮發(fā)和減少，但因此帶來的紙張變形（翹曲不平整）以及其他質(zhì)量風險，是我們不能承受的。
我們知道，一旦溶劑殘留過量，就會直接影響卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量，同時對煙包品牌價值帶來不可預(yù)估的損失，最終會對消費者的健康造成一定傷害。
我公司實驗室通過長期對生產(chǎn)產(chǎn)品的檢測，以及在相同印刷工藝、不同印刷材質(zhì)的條件下，進行工藝測試。
通過實驗室檢測數(shù)據(jù)的對比，我們得出結(jié)論：在同時使用凹印溶劑型油墨的情況下，白卡紙溶劑殘留總量總體上高于普通轉(zhuǎn)移紙，且在涂布白卡紙上凹印大版面金銀墨，溶劑殘留總量易超標。
本文，筆者將對如何降低涂布白卡紙凹印大版面金銀墨溶劑殘留進行探討。
根據(jù)不同類型的產(chǎn)品，凹印油墨的干燥方式可大致分為揮發(fā)干燥和滲透干燥兩種。
轉(zhuǎn)移紙表面緊密，溶劑不易滲透至紙張內(nèi)部，通過印刷機烘箱加溫、抽風，大部分溶劑均從油墨中揮發(fā)并經(jīng)處理后排放，因此轉(zhuǎn)移紙類產(chǎn)品屬于揮發(fā)干燥；白卡紙表面疏松，溶劑容易滲透至紙張內(nèi)部，部分溶劑被紙張纖維吸附，因此白卡紙類產(chǎn)品偏向于滲透干燥。
這是白卡紙類產(chǎn)品溶劑殘留總量相比轉(zhuǎn)移紙類產(chǎn)品要高的一個主要原因。
另一方面，目前國內(nèi)煙包產(chǎn)品設(shè)計均為大版面滿版底色，且使用金銀墨打底的印刷工藝較多，油墨大多為溶劑型油墨，因此凹印生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生溶劑殘留。
因此，通過改進印刷工藝、材料工藝，來降低凹印大版面金銀墨產(chǎn)品的溶劑殘留總量，在煙包印刷企業(yè)通往綠色印刷方向發(fā)展的道路上具有積極的意義。
采用溶劑型油墨印刷的煙包產(chǎn)品，其控制溶劑殘留的一般方法為：適當控制開機機速，提高烘箱溫度，加大抽風風量。但此方法具有一定的局限性，對降低溶劑殘留總量只能起到很細微的作用。
對此，我公司針對印刷材質(zhì)為涂布白卡紙、印刷版面含大版面金銀墨的產(chǎn)品，從調(diào)整印版、油墨材料工藝的角度出發(fā)，通過調(diào)整金銀墨凹版的網(wǎng)穴深度，與油墨供應(yīng)商開發(fā)環(huán)保型水性凹印金銀墨，從根本上來解決溶劑殘留總量超標的問題。
當然，根據(jù)不同產(chǎn)品對金銀墨用量需求不一致的前提條件，油墨材料的配方參數(shù)也不盡相同，以我公司某滿版水性銀墨產(chǎn)品為例，其主要材料配比參數(shù)如表1。
表1 滿版水性銀墨主要材料配比參數(shù)
表1中的配比可以根據(jù)實際印刷效果的要求和工藝、設(shè)備的適應(yīng)性情況進行調(diào)整，如果是金墨或者其他金屬墨，則調(diào)整主要成分鋁為銅或?qū)?yīng)的金屬顏料，其中的連接料、助劑、溶劑、消泡劑、流平劑等成分比例則根據(jù)實際印刷效果的要求進行調(diào)整，正常滿版水性銀墨印刷效果如圖1（空白部分為涂布白卡紙的非圖文區(qū)域）。
圖1 正常滿版水性銀墨印刷效果
印版采用電子雕刻或激光雕刻凹版，測試印版的網(wǎng)穴深度為10～40μm，根據(jù)不同網(wǎng)穴深度呈現(xiàn)出來的效果進行最終優(yōu)化，最終確認網(wǎng)穴深度為15～25μm，淺于溶劑性油墨印版。這是由于水性油墨采用自來水生產(chǎn)，水的沸點較溶劑高，因此水性油墨不易揮發(fā)，而淺版能提高印刷速度，避免出現(xiàn)水波紋。但網(wǎng)穴深度不能太淺，當網(wǎng)穴深度低于15μm時，油墨轉(zhuǎn)移效果已不足以再現(xiàn)樣張或原稿效果，且流平較差。
如果使用溶劑型油墨印刷，印版網(wǎng)穴深度在35～40μm時，容易產(chǎn)生水波紋；如果使用水性油墨印刷，印版網(wǎng)穴深度在25μm以上生產(chǎn)時會有水波紋出現(xiàn)。因此，選用合適的印版網(wǎng)穴深度至關(guān)重要，圖2為不同網(wǎng)穴深度印版印刷測試后呈現(xiàn)出來的效果。
網(wǎng)穴深度15μm，流平較差，效果不佳
網(wǎng)穴深度20μm，流平穩(wěn)定，效果再現(xiàn)較好
網(wǎng)穴深度25μm，流平穩(wěn)定，墨層偏厚
網(wǎng)穴深度30μm，出現(xiàn)水波紋，轉(zhuǎn)移不良
圖2 不同網(wǎng)穴深度印版印刷測試后呈現(xiàn)出來的效果
另外，水性油墨在使用時可用水調(diào)節(jié)油墨黏度，一般控制為15～25s（4#察恩杯，25℃）。如果油墨黏度過高，就會造成油墨轉(zhuǎn)移性能較差，容易導(dǎo)致臟版、糊版等問題。反之，如果油墨黏度過低，就會出現(xiàn)油墨轉(zhuǎn)移不良、印刷效果再現(xiàn)性差等問題。
經(jīng)過多次試驗，并對樣品進行對比檢測，將滿版底銀油墨由溶劑型油墨改為水性油墨印刷時，溶劑殘留總量大幅降低。再通過多次調(diào)整印版、油墨配方，最終在不改變產(chǎn)品外觀顏色及物理性能的情況下，實現(xiàn)了凹印水性油墨生產(chǎn)，該工藝可成功運用到同類型工藝不同產(chǎn)品上。
對于涂布白卡紙凹印大版面金銀墨這類煙包產(chǎn)品，我們通過將溶劑型銀墨改為水性銀墨，以及調(diào)整印版網(wǎng)穴深度的工藝，降低了此類產(chǎn)品的溶劑殘留總量，實現(xiàn)了批量生產(chǎn)。值得一提的是，該工藝亦可適用于其他類型煙包產(chǎn)品，具有比較廣泛的適用性。最后，筆者希望煙包印刷產(chǎn)業(yè)鏈在技術(shù)、原料、工藝、生產(chǎn)環(huán)境等方面不斷改進和提升，早日實現(xiàn)水性凹印油墨的廣泛應(yīng)用，向全面實現(xiàn)綠色環(huán)保凹印的道路邁進。
作者｜云南華紅科技股份有限公司 郭鎮(zhèn)洪 蔣迎春 李鵬飛