食品包裝印刷過(guò)程中溶劑殘留研究

張浩和

摘 要：近年來(lái)由于食品加工業(yè)的發(fā)達(dá)，業(yè)者不但對(duì)于食品推陳出新，對(duì)于食品的包裝袋也要求多樣及鮮艷亮麗，但是在包裝袋鮮艷亮麗下，卻隱含了許多對(duì)于人體有不良影響的物質(zhì)。其中以O(shè)PP、NY、PET等塑膠材質(zhì)包裝袋印刷時(shí)油墨所使用的有機(jī)溶劑殘留對(duì)于人體危害最大。由于塑膠材質(zhì)印刷時(shí)油墨稀釋添加有機(jī)溶劑，加上油墨本身也添加有機(jī)溶劑，因此在凹版印刷制造過(guò)程中，無(wú)法將這些有機(jī)溶劑完全去除。這些殘存的有機(jī)溶劑本身均屬有毒物質(zhì)并具有滲透性質(zhì)，有機(jī)溶劑滲入食品中，會(huì)發(fā)出刺鼻的味道使消費(fèi)者不愿購(gòu)買，造成業(yè)者商譽(yù)的損失，而且有機(jī)溶劑含量過(guò)高對(duì)人體會(huì)造成危害，所以事先研究如何做好防范的措施有其必要性。

關(guān)鍵詞：食品包裝印刷過(guò)程中溶劑殘留研究

1前言

食品包裝印刷過(guò)程中溶劑殘留研究一般都是從業(yè)者依照自己的工程知識(shí)定義變量，來(lái)做好有關(guān)殘留有機(jī)溶劑上的品質(zhì)管制。要解決溶劑殘留問(wèn)題，可以由印刷前包裝圖案的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和印刷制程兩方面著手，因?yàn)樵诒姸嘤绊憵埩羧軇┑囊蛩刂校行┮蛩乜梢愿鶕?jù)預(yù)先更改產(chǎn)品的相關(guān)設(shè)計(jì)，進(jìn)而達(dá)成想要的成果。

2印前產(chǎn)品設(shè)計(jì)

產(chǎn)品在印刷前由于物料選取的不同，所以會(huì)影響到印刷后溶劑殘留量的多寡。因此針對(duì)印前產(chǎn)品設(shè)計(jì)影響溶劑殘留量的因素做探討，可以了解產(chǎn)品間溶劑殘留量的差異。

2.1印紙材料方面

食品包裝袋采用高分子聚合物作為材料，包括PE（聚乙烯）、NY（尼龍）、OPP（聚丙烯）、PET（聚苯二甲醇乙烯）等等，各種材質(zhì)因特性不同所以用于不同種類的食品包裝上。對(duì)于殘留溶劑影響會(huì)因?yàn)楦鞣N聚合物在化學(xué)結(jié)構(gòu)上不同[1]，透氣性上有差異，造成印刷過(guò)后油墨中殘留溶劑的滲透蒸發(fā)有差別，如果透氣性越好的材質(zhì)，其殘留溶劑量相對(duì)會(huì)比較低。

印刷紙種類選擇上，本研究印紙是以塑膠膜作為代表，材質(zhì)上相當(dāng)多樣性，對(duì)于殘留溶劑的影響也因透氣性有所差異;在工廠中主要印刷的塑膠膜的種類有數(shù)拾種，80﹪較常用的有三種分別為：NY、PET及OPP。所以選擇最常使用及樣本數(shù)較多的印紙作為研究對(duì)象。

2.2油墨組成有三種成分

（1）顏料（pigment）：顯現(xiàn)油墨色彩的顏色。

（2）樹脂（resins）：黏性物質(zhì)可使顏料附著于印紙上。

（3）溶劑（solvents）：用來(lái)稀釋溶解樹脂提升油墨的流動(dòng)性。

油墨配方除了各家廠商的差別外，運(yùn)用于不同印刷材質(zhì)及印刷方式也會(huì)使用不同的油墨。因?yàn)椴煌馁|(zhì)的印紙有其適合的樹脂種類，相對(duì)而言不同的樹脂必須搭配合適的溶劑，但是溶劑會(huì)溶解樹脂也可能會(huì)溶解聚合物，例如印刷在PET油墨與OPP的油墨為不同種類的油墨。如果用錯(cuò)種類的油墨會(huì)造成品質(zhì)上的缺失而無(wú)法使用。另外對(duì)于不同性質(zhì)的印刷如平版印刷、凹版印刷、凸版印刷及網(wǎng)版印刷，因?yàn)槭褂脵C(jī)器及加工對(duì)象的差別，也必須有不同性質(zhì)油墨，及配合使用的溶劑。并且依據(jù)油墨干燥機(jī)制差異區(qū)分油墨及溶劑[2]。

油墨品牌的選擇通常依賴搭配材質(zhì)而改變，技術(shù)上規(guī)定何種印紙使用何種油墨，所以在油墨的選擇上，依據(jù)所選用的印紙搭配適合的油墨使用，才不會(huì)造成不良品產(chǎn)出。

2.3溶劑

因?yàn)槿軇┦怯脕?lái)溶解樹脂會(huì)被樹脂吸附，因此造成溶劑無(wú)法順利蒸發(fā)，形成殘留溶劑。在溶劑使用上，因?yàn)橛〖埐馁|(zhì)的不同使用不同性質(zhì)的油墨，所以印刷時(shí)添加的溶劑必須是符合油墨的性質(zhì)，在一般印刷廠中溶劑的種類就有多種的組合，而選擇溶劑的重點(diǎn)，必須對(duì)于油墨中的樹脂有好的溶解力[3]，其次是能夠在印刷過(guò)后快速的蒸發(fā)。在這里比較常見造成殘留溶劑的溶劑種類包括甲苯、乙酸乙酯、異丙酮及甲醇等，其中以甲苯為殘留中最常出現(xiàn)且殘留量也比較高，甲苯本身是相當(dāng)好的溶解樹脂用溶劑，可以使油墨能夠均勻的分解擴(kuò)散。但是因?yàn)榧妆降姆悬c(diǎn)比較高，在烘干的過(guò)程會(huì)因?yàn)楸旧砩形凑舭l(fā)，而油墨表皮已經(jīng)結(jié)皮，造成甲苯無(wú)法散出而殘留在油墨之中。另外所使用的溶劑均為調(diào)配的混合溶劑，所以油墨中添加的溶劑為混合物，其中除了包括溶解樹脂的溶劑外，也有幫助其他溶劑脫離油墨的溶劑及增加油墨流動(dòng)性的溶劑。

溶劑種類：在工廠中為混合溶劑有#2、LM、PPAC、MEK等四種，四種混合成分并不相同，而選擇上必須搭配油墨的種類，因?yàn)闃I(yè)界規(guī)定各家廠牌的油墨必須使用該廠牌使用的溶劑，否則會(huì)產(chǎn)生不良現(xiàn)象，而且也會(huì)增加溶劑殘留量，所以溶劑必須在選定油墨種類后才能決定。

3印刷制程中影響殘留溶劑的因素

印刷過(guò)程中影響溶劑的殘留有相當(dāng)多的因素，而且各個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，這也增加控制殘留溶劑的困難度。在印刷制程中影響殘留溶劑的變因如下詳述。

3.1烘干箱溫度

溫度的變化對(duì)于溶劑殘留量有相當(dāng)大的影響，溫度較高會(huì)使溶劑蒸發(fā)速度增快，所以殘留量會(huì)較低。但是溫度如提升太高，反而會(huì)造成表面結(jié)皮阻礙溶劑蒸發(fā)，并形成套色不良，而且溫度太高會(huì)使印紙拉伸而變形，因此溫度控制必須有一定的規(guī)范。由于印刷采用套印的方式，為了使套色達(dá)到效果，所以烘干箱溫度（℃）的變化從第一印刷單元由低往上提升。烘烤箱溫度的取得，可以經(jīng)由每一個(gè)印刷單元中的溫度指示表取得。

3.2印刷速度

印刷速度對(duì)溶劑殘留的影響是，因?yàn)橛∷⑺俣葧?huì)影響印紙通過(guò)干燥箱的時(shí)間，當(dāng)印紙通過(guò)干燥箱的時(shí)間越久，溶劑殘留會(huì)較少。而印刷速度的取得，可以經(jīng)由印刷機(jī)組的轉(zhuǎn)速表顯示出來(lái)。

3.3印刷機(jī)的長(zhǎng)度

印刷機(jī)的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，則印刷過(guò)的成品通過(guò)空氣中的時(shí)間也越長(zhǎng)，所以會(huì)使油墨有比較多的時(shí)間與空氣接觸，進(jìn)而使溶劑揮發(fā)出去的量增加。不同印刷機(jī)組有不同的長(zhǎng)度，必須依照機(jī)組分別量測(cè)印刷機(jī)組的長(zhǎng)度，來(lái)區(qū)分不同的機(jī)組，以代號(hào)作為變量。

3.4送風(fēng)量

抽風(fēng)量是將干燥箱中的空氣抽出再填入新的空氣，使蒸發(fā)出來(lái)的溶劑排除以免再回滲入油墨中，而抽風(fēng)量越大可以使干燥箱中的空氣保持越新鮮。抽風(fēng)量可以經(jīng)由風(fēng)速檢測(cè)器，取得印刷當(dāng)時(shí)的抽風(fēng)量的大小。

3.5油墨粘度

印刷時(shí)為了使油墨能良好的轉(zhuǎn)印于印紙上，必須將油墨調(diào)整至一定的粘度。現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)粘度有一定的加工條件范圍，在范圍內(nèi)可以得到較好的油墨轉(zhuǎn)印量，以及較好的色調(diào)，制造過(guò)程中必須保持此加工條件。另外油墨粘度因?yàn)闀r(shí)間的增加溶劑也漸漸揮發(fā)，使得粘度增加，當(dāng)達(dá)到加工范圍邊界時(shí)，就必須再添加溶劑使油墨粘度恢復(fù)至原先的加工條件，會(huì)造成殘留溶劑增加的情形。

在印刷制造過(guò)程中，上述五項(xiàng)變量基本上對(duì)于殘留溶劑有相當(dāng)大的影響，而且每個(gè)變量的改變都會(huì)影響到其余的變量。另外環(huán)境的變化對(duì)于溶劑的殘留也有影響，在濕度較高天氣比干燥的時(shí)候溶劑殘留量來(lái)的高。

4總結(jié)

可采用印前產(chǎn)品設(shè)計(jì)和調(diào)整制程為建立模式的變量，其原因有下列兩點(diǎn)。

（1）可以根據(jù)印前產(chǎn)品設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)溶劑殘留量，并以此為基準(zhǔn)控制制程各項(xiàng)操作。

（2）調(diào)整制程各個(gè)變量，在不影響其他質(zhì)量特性的情況下，盡量采用溶劑殘留較低的變量。

參考文獻(xiàn)：

[1]周四偉.復(fù)合膜生產(chǎn)關(guān)鍵控制點(diǎn)設(shè)定的探討[J].印刷技術(shù)，2019，09.

[2]丘林燕.QB/T 2024-2012《凹版塑料薄膜復(fù)合油墨》內(nèi)容解讀[J].塑料包裝， 2019，12

[3]肖世昌.食品包裝印刷油墨的綠色化[J].廣東印刷，2020，02.

（廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院 ?廣東 ?廣州 ?511447）