凹版印刷质量问题---背黏和溶剂残留

凹印产品，尤其是凹印薄膜产品，由于干燥系统故障，印品没有干透，往往容易背黏，即油墨表面干了，但收卷后，由于膜卷张力的存在和薄膜的收缩，对膜卷内的油墨层会产生一个较大的正压力，这个压力会使里层薄膜的背面黏上外层薄膜上印刷的油墨，使印品脏污，造成质量损失。

    分析背黏故障的原因，首先要检查油墨的质量，即树脂连结料的质量。常用的方法是Blocking测试：用刮棒在PE膜上制得印样，2分钟后将印迹相对折叠，夹在两片20mm×20mm薄玻璃片中间，上加300～500g/cm2压力，恒温60℃，历时24小时，检查印迹是否黏连，以不黏连为合格。
    印刷基材中的低分子物（如滑爽剂、抗静电剂等）析出，也会使油墨对基材的附着力下降，产生背黏，甚至墨层脱落现象。常用测定薄膜表面张力的方法进行判定，并决定相应的解决措施。
    绝大部分背黏故障的原因在于印品没干透，即溶剂残留量偏高。虽然用手轻触印品墨层并不黏手，但收卷后在一定压力下，油墨中残存的溶剂使墨层软化，造成背黏。干燥不彻底造成背黏，这是从表面上就能看到的，但背黏的更大危害在于印品中的溶剂残留会对内装的食品产生污染。这是因为凹印所使用的溶剂型油墨，虽然通过干燥能挥发掉绝大部分溶剂，但残留溶剂会随着时间的延长迁移到包装的内容物上，对食品造成污染。近来，我国政府和有关部门十分关注食品包装的安全性，并已启动QS认证，严格控制食品包装的溶剂残留量。
    印品油墨干燥不彻底一般有以下几方面原因：
    (1)版辊网穴较深，有时候会达到60μm，上墨量大，干燥会有困难。
    (2)为保证高光小网点的顺利转印，凹印生产中必须要向油墨中添加慢干剂。
    (3)混合溶剂的综合平衡不易掌握，造成慢干剂大量滞留于油墨中。
    (4)某些里印工艺的最后一色印刷白墨，然后就收卷，干燥和收卷单元的距离过短，干燥困难。而且用白墨铺底时要求墨层的遮盖力要高，一般来说其上墨量是所有颜色中最大的。
    (5)薄膜印刷时，干燥装置的温度不能过高，烘道不能过长，否则薄膜会发生拉伸变形，影响到套印精度与印品长度。常用的方法是采用低温、大风量，在干燥工艺上采用挥发，舍弃了蒸发。
    (6)溶剂挥发对大气条件有依赖性，当环境气压较低时，用机械式的排风装置就很难有效控制干燥效能。
    (7)印品表面的墨层同大气的接触表面有一个分界层（国外称为Boundary layer，国内有人译为镜膜），这是一层包含热量、空气和溶剂蒸汽的混合物。油墨干燥时在热量的作用下，油墨中的液态溶剂会蒸发并移动至分界层，若分界层中无溶剂，溶剂蒸汽将很容易转移到大气中。但随着分界层中溶剂蒸汽浓度的不断增加，蒸发比率将减小，当分界层中的溶剂蒸汽趋于饱和时，蒸发过程将停止。
传统的凹印干燥工艺没有重视分界层的存在，忽视了蒸发在干燥中的作用，虽然对烘道的曲线做了一些改进，减小了风阻，提高了风量，但由于这层不随空气流动的分界层的存在，将油墨中一些未挥发的残留溶剂包裹在其中。
    目前凹印在解决干燥问题上常用的方法是：①在油墨中加入快干溶剂；②降低印刷速度，以延长印品在烘道中的干燥时间；③改进凹印机的烘道曲线，减小风阻，加大风量，甚至加长烘道，提高干燥效果。
    由于凹印行业以前对干燥问题并不是很重视，所以对干燥过程的一些理论问题没有充分的准备，例如对分界层的认识。不少凹印机上的干燥装置将含有溶剂蒸汽的热风第二次回用，直接返回烘道，称为热风循环，殊不知正是这种含有大量溶剂成分的热空气抑制了溶剂的蒸发。因此对于国家在溶剂残留方面提出的新的控制参数，凹印工艺还无法在各种气候条件下都能绝对控制，在关系人们健康的食品和药品包装印刷方面，这将是一把高悬于其上的达摩克利斯剑。