無溶劑復合中的溶墨現象分析

李俊+林武輝

我公司生產的一款復合軟包裝產品，采用某品牌的聚氨酯一體化凹印油墨印刷，并采用某品牌的無溶劑膠黏劑進行復合，于38℃的溫度下熟化后，復合產品出現白墨溶墨現象，如圖1和圖2所示。經檢測，該無溶劑復合產品的上膠量約為1.8g/m2。另一款同類產品，透光觀察時發現也有較輕微的溶墨現象。

溶墨現象原因分析

無溶劑復合后，仍處于液體狀態的無溶劑膠層在收卷壓力的作用下，對印刷墨層進行接觸滲透且有一定的復溶性，也就是說，有一定厚度的油墨顏料層也處于微溶的液體狀態。同時，無溶劑膠黏劑固化時會產生一定的收縮應力，基材（主要是聚乙烯薄膜）熟化時會產生收縮應力，且兩層薄膜復合張力不匹配時也會產生相對位移趨勢，在這些應力的作用下，處于液體流動狀態的油墨顏料顆粒會局部重新排布，待熟化完成后在產品外觀上就會表現為溶墨現象。

因此，我們可以從以下兩方面來分析無溶劑膠黏劑與凹印油墨的互溶現象。

1.無溶劑膠黏劑對油墨的復溶性

油墨成分相對比較復雜，以某款聚氨酯一體化凹印白墨為例，其配方中主要包括鈦白粉（顏料）、聚氨酯樹脂、氯醋樹脂、乙酸乙酯、正丙酯、異丙醇、乙二醇單乙醚、附著力促進劑等，印刷后，鈦白粉、樹脂和附著力促進劑在基材上形成印刷圖案層后，還有部分有機溶劑會殘留于印刷墨層中。目前市場上銷售的凹印油墨體系較多，如氯化聚丙烯樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂等，用于溶解不同類型樹脂的有機溶劑也有所差異，因此印刷后殘留于印刷墨層中的有機溶劑的種類和含量也會有所不同。

同時，不同廠家生產的無溶劑膠黏劑成分也各不相同，因而對特定類型凹印油墨的復溶程度也會有所不同，因此要判斷兩者的相溶性，必須經過實際測試。

與顏料型油墨相比，染料型油墨更容易被無溶劑膠黏劑復溶，這是因為染料是溶解到樹脂中，而顏料是均勻地分散在樹脂中。因此，如果透明油墨印刷膜要采用無溶劑復合工藝，印刷時應避免采用染料型透明油墨，而應使用顏料型透明油墨（透明度略有降低）進行印刷。此外，如果印刷后有溶劑殘留在印刷墨層中，在殘留溶劑的作用下，印刷墨層處于微溶狀態，無溶劑復合后更易被無溶劑膠黏劑復溶。

可見，無溶劑復合中出現溶墨現象，并不是油墨或膠黏劑單方面的問題，如果油墨配方及膠黏劑配方發生改變，但軟包裝企業未經驗證就進行批量生產，就可能產生批量性質量事故。這一問題在業內普遍存在，但并未引起大家的重視。例如，有的油墨廠在調整油墨配方后，根本不告知用戶（軟包裝企業）進行測試；有的軟包裝企業則隨意更換不同廠家的油墨，且不進行油墨、膠黏劑的生產批號管理和匹配性實驗，對于印刷膜的溶劑殘留問題也無有效的控制手段。可見，無溶劑復合工藝需要更多精細化的管理措施。

2.外力因素

即使無溶劑膠黏劑對油墨有復溶性（正如干式復合中乙酸乙酯對油墨的復溶性一樣），但如果沒有外力推動已復溶部分油墨顏料顆粒的重新排布，則待無溶劑膠黏劑交聯固化后，也不會表現為復合產品外觀上的缺陷。但是，由于無溶劑復合后無溶劑膠層仍處于具有較強流動性的狀態，各種應力就不可避免地存在。

其一，無溶劑膠黏劑交聯固化時會產生一定的收縮應力，上膠量越大、熟化溫度越高，這種收縮應力就越明顯。

其二，由于印刷圖案設計的無規律性、基材厚薄的偏差，無溶劑復合收卷后的表面松緊度并不一致，在收卷壓力的作用下，無溶劑膠層就會產生擠壓流動趨勢。

其三，由于基材具有受熱收縮性，所以熟化時也會產生收縮應力，特別是聚乙烯薄膜，在收卷松的部位其收縮趨勢會比較明顯。同樣，熟化溫度越高，基材受熱產生的收縮應力就越大。

其四，如果兩層基材的復合張力不匹配，收卷后兩層基材之間就會存在相對滑動位移趨勢。所以，對于易受熱拉伸的基材（如聚乙烯薄膜），在保證料膜平整的情況下應將放卷張力調到最小。

其五，薄膜中的低表面張力助劑析出到薄膜表面，以及印刷墨層中的助劑析出到印刷墨層表面之后，都會影響無溶劑膠黏劑在薄膜（或印刷墨層）表面的潤濕性，在局部潤濕不良的部位無溶劑膠層就會存在潤濕收縮應力。

在上述各種應力的作用下，已復溶的油墨顏料顆粒會局部重新排布，待熟化完成后在復合產品外觀上就會表現為溶墨現象。

總的來說，無溶劑復合中的溶墨現象發生在無溶劑膠層還處于液體狀態的階段，一旦無溶劑膠層交聯固化反應充分，直至膠層基本失去流動性后（一般2～4小時），就不會再發生溶墨現象了。

生產注意事項

綜上所述，軟包裝企業要想避免無溶劑復合中出現批量性溶墨事故，就必須做好油墨與無溶劑膠黏劑的匹配性工作。在確認了所用油墨類型與無溶劑膠黏劑具有良好匹配性的前提下，一旦生產中更換油墨類型（特別是油墨廠調整油墨配方后）或無溶劑膠黏劑的牌號，就必須重新進行兩者的匹配性測試，確認沒問題之后方可批量生產，堅決杜絕未經測試就隨意更換油墨類型或無溶劑膠黏劑的行為。

同時還要注意，印刷膜的溶劑殘留量要控制在工藝許可的范圍內（通常要小于5.0mg/m2），夏季生產中要避免油墨假干現象。

需要說明的是，在進行油墨與無溶劑膠黏劑的匹配性測試時，應選擇外觀表現明顯的復合結構，如BOPP/ VMCPP，上膠量選擇工藝上膠量的上限，在40～45℃的溫度下熟化后再觀察。通常來說，復合產品的白墨處發黑或露出鋁層，就是兩者間匹配度不太好的直觀表現。

另外，一般情況下，較低的固化溫度也有利于減輕無溶劑復合中的溶墨現象。所以，無溶劑復合后的制品可以先在常溫下固化2小時，然后再放到固化室內進行熟化，這樣可以減少溶墨現象的發生幾率。endprint