高温高湿环境对软包装生产的影响 - PP论坛

引言：时至7、8月份是一年中的高温高湿季节，同时也是软包装质量问题多发季节，据国内知名胶水厂家统计：80%的质量投诉都集中在夏季，可见高温高温环境对软包装生产的影响非常明显，如何提前做好防范措施，减少不必要的质量损失就成为我们最为关心的问题。

2、相对湿度/RH%有三种表示方法：①相对湿度，指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。②湿空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比。③也可表示为湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之比。

因此，温度升高则相对湿度降低，温度降低则相对湿度增加，直至达到100%相对湿度或露点，多余的水则发生凝结。

下图为空气中的绝对湿度随相对湿度及温度的变化图示，从图中可看出：绝对温度随相对湿度的增加而增加，但环境温度越高，这种趋势更加明显，说明高温高湿环境下空气中的水分含量很高。

高温和高湿对软包装生产的影响并不是孤立存在的，最多的表现为两者的综合作用。目前，软包装凹印、干法复合多采用有机溶剂作为稀释溶剂，环境温度升高必然加快有机溶剂的挥发，同时有机溶剂挥发会吸收空气中的热量，空气中的水分就会凝结渗入油墨胶水中，引发一系列的质量问题。

当环境湿度过高时，随着乙酯的挥发，使涂布辊、胶盘等温度下降，一旦达到露点，大量的水汽凝结成水珠，进入胶水中，消耗大量的固化剂，造成胶层发粘。当导辊、刮刀背面出现大量水珠时，是环境湿度过大的表征。不同温湿度下的露点如下表所示：

可见环境相对湿度越高，随着乙酸乙酯的挥发使胶盘上方空气温度降低，也就越容易出现露点现象，当然可以通过温度差的检测进行监测。如下图是干法复合时，刮也背上凝结的水珠现象。

温度升高，溶剂的挥发速度也加快，这样如不及时调整稀释溶剂折配方，使用慢干溶剂来减少油墨的初干性，就会出现浅网反白点及细小文字堵版现象。但是另一方面，慢干性溶剂的过量使用，也会影响油墨的彻干性，继而引发溶剂残留超标及油墨反粘故障。

实践表明，环境湿度高，印品墨层就干得慢。一般来说，若气温在20℃，相对湿度从65%升至75%，油墨干燥速度相差可达1～2倍。

同时，夏季使用的是慢干溶剂，如无苯无酮油墨中慢干性的丁酯比例较大，特别对于一些低速印刷机，要保证浅网印刷效果，必然的要大量添加丁酯这样的慢干溶剂，低速印刷机的干燥效率较低，更容易出现溶剂残留现象。

对于高速印刷机则相对容易控制一些，困为机速快，不需要过多的慢干性溶剂成分来调节油墨的初干性，机速快印刷粘度也低，转移后的墨层薄，配合较大的风量和适当的干燥温度就能达到良好的干燥效果。

针对高温高湿环境可能出现的溶剂残留增大现象，我们应用气相色谱仪做好相应的监测工作，防患于未然。

假干，即油墨层表干里层不干的现象，极易出现溶剂残留超标、附着力不良，引发收卷后油墨反粘现象。

多层实地色块叠加的部位，更容易出现反粘现象，原因：①墨层厚实，溶剂残留量高，干燥不彻底。②收卷后张力集中在周向长细线条处。

夏季易出现油墨假干的原因：①高温，墨层表面的溶剂挥发很快；②高湿度环境使空气中的水分大量进入油墨中，抑制了油墨中溶剂的挥发速率；③而且夏季大量使用慢干性溶剂，如丁酯，容易残留。

对策：①低粘度印刷；②控制机速；③调节风量与风温相匹配；④选用干燥能力好的设备，干燥效果不太好的中低速机更难控制；⑤湿度过高时，有条件的厂家进行车间除湿。

在储存和搬运过程中，温度过高或通风不畅也有可能引起粘连。温度是引起油墨收卷后反粘的一个诱因（墨膜软化），特别是一些收卷后在个别部位存在较大张力的印刷膜（如印刷图案比较集中的位置，印刷后贴有防伪盐标的产品）。另外，高温高湿环境导致的溶剂残留量高、假干现象、附着力不良等间接因素，也会加重油墨反粘现象。

我们凹版印刷的墨盘中的油墨通常是直接暴露在环境空气中的（不是封闭式刮墨系统），如下图3所示，这样墨盘中的溶剂会挥发，空气中的水份会进入到油墨中，从而带来墨盘油墨的稳定性问题。这种现象在高温高湿环境下表现得尤为突出。

①高温：由于各种混合溶剂的挥发速度不一致，墨盘中快挥发性溶剂的比例不断减少，慢干性的逐渐增加，造成干燥性能在时间上的差异，即通常所说的“溶剂失衡”，有的会引起油墨溶解性的变化，产生一系列印刷故障。

②高湿：空气中的水分大量进入墨盘中，引起油墨劣化，出现版雾、咬色等现象。大量混入了水分的油墨在储存中容易出现絮凝变质，再次利用时表面为粘度增大，累积性堵版。

针对，印刷溶剂的失衡现象，我们用气相色谱仪也能进行一些检测来指导生产。理认上讲，我们加入到油墨中的稀释剂配方比例，应与挥发掉的溶剂比例是一致的，才不会出现溶剂比例失衡现象，但实际上由于各种溶剂的挥发速度不一致，总是挥发快的先挥发掉了，最终挥发慢的滞留在墨中，而对于无苯无酮体系油墨，慢干溶剂的分子量增大对树脂的溶解性能也略有下降，时常出现版雾现象。我们可以用气相色谱仪，来分析墨盘油墨中溶剂成分的实际比例，避免溶剂挥发梯度设计不当，造成过量慢干性溶剂富集。

尼龙膜是一种极易吸潮的产品，吸潮后将对使用造成不利影响。如尺寸变化导致印刷时套印不准，表面的水膜导致复合强度不足，起泡等，因而要注意尼龙膜的防潮管理。

尼龙薄膜在20℃×65%RH环境下的尺寸变化图，而且环境相对湿度越大则尼龙薄膜的尺寸变化率及吸水率也会越大。有实验表明，长度为100mm的BOPA薄膜在高湿环境下放置10分钟，会增长至110mm，变化幅度达10%。

环境湿度高的情况下，尼龙膜吸潮变形，造成套印不准（机速越慢，越是套印不准）；另外还会造成，制袋时正背图案错位、对不齐。

一般注意事项：①使用前不要过早打开包装。（来料检测后应密封好！）②尽量一次用完，剩下的余膜用阻隔性好的材料包好。③印刷后的尼龙膜用防潮膜包好，放于干燥环境。④印刷时第一色组不上版辊印刷，进行预干燥。⑤使用前放入熟化室干燥2－3小时。⑥保证生产车间合理的温度和湿度。⑦对于一出多列的豆腐干小袋或需要水煮、蒸煮的包装袋最好能避开高温高湿的生产环境。另外，白墨中加固化剂可提高其产品质量的可靠性。

可以理解为在其他条件不变的情况下，（25℃为基准）当温度升高5℃和10℃时，乙酸乙酯的挥发速度会分别提高28%和67%。夏季生产时胶盘中的乙酸乙酯的挥发速度较快，从而引起胶水粘度的较快升高，因而夏季生产时一定要强调干法复合胶水粘度的有效控制，否则将引发外观不良、溶剂残留增加等一系列质量问题。

高温季节，溶剂蒸发速率很快，油墨可以采用慢干溶剂，而聚氨酯胶只能使用乙酸乙酯，夏季容易出现复合“堵版”现象。与印刷因初干性太快引起的堵版原理是一致的。左图为夏季生产过程中，停机换规格后生产时出现的复合堵版现象。右图放大图示，可见清晰的网纹格现象。

水份造成的影响：①消耗固化剂，使配比失调，严重时胶层发粘；②产生二氧化碳气体，影响复合膜表观；③生成聚脲型聚氨酯，产生晶点；④溶剂挥发速度减慢，残留量增大。

水分的来源：一是来源于稀释溶剂中，二是不源于空气中的水分。环境相对温度大，特别是出现“露点”现象时，表明有大量的水分通过溶剂的挥而渗入胶水中，此时最有可能出现胶水不干现象。如胶水很快变得浑浊，则是水分超标的表现。

很显然，夏季是胶水不干的多发季节，在环境不能有效控制的情况下，最好的办法就是在复合生产配胶时考虑适当增加固化剂用量，以避免复合产品出现层间不干或起皱等缺陷现象。例如，在下列情况：高温、高湿生产环境的时候；印刷用聚氨酯油墨或醇水油墨时溶剂中添加有大量异丙醇或乙醇溶剂且印刷品醇溶剂残留量较高时；乙酯质量不能保证时；生产时胶盆边缘、刮刀背、网辊表面和导辊表面有结露现象时，视具体情况增加10%-25%的固化剂，以确保复合产品质量。

相对湿度增加一倍，溶剂的挥发速率将减缓一半。因而在干复过程中，我们会发现在相同的工艺条件下，环境相对湿度增加时，复合下机复合膜的溶剂残留量也随之增加。下表为不同环境相对湿度下干法复合下机残留量的检测实例，从表中可看出环境相对湿度升高溶剂残留量也大幅度升高。

铝是两性金属，易发生氧化反应。环境温湿度越高，表面氧化现象越明显。镀铝膜也存在相同的现象，即脱铝现象。

对策：①高温高湿季节对仓库进行除湿；②注意防潮包装的完好性，对于没有一次性用完的产品要密封好。

现在行业内多是采用低温熟化的方法来控制PE复合膜的摩擦系数，但这种方法存在一定的风险性，尽管经熟化制袋或分切的复合膜具有较低的摩擦系数，但其在经受二次高温，如45℃时，其摩擦系数会出现二次增大现象，如包装膜在夏季运输过程中的高温就可能改变复合膜的摩擦系数性质。针对这种情况，我们研发了一种专用于PE无溶剂复合膜的开口爽滑母料，能有效抑制这种现象的发生。

冷风机的工作原理：当新鲜的空气通过蒸发式冷气机的核心部件交错叠纹式湿帘，湿帘上的温度等于空气湿球温度的循环水便与新鲜空气直接接触，而被降温，空气的温度最终被降到接近于空气的湿球温度。

多数中型企业安装了水冷式空调，如下图，其对车间温度具有一定的调节功能，但其是通过水吸收空气中的热量达到降温的过程，反而会增加环境的相对湿度。

关键的是我们要认识到高温高湿环境对我们生产环节质量都有哪些具体的不利影响，进行必要的环境温湿度监测，从而采取一些防范措施，避免批量质量事故的发生。

产品说明	乙酯残留量，mg/m2	甲苯残留量，mg/m2	备注
OPP19//CPP30，印刷膜宽820mm，20%色墨+90%白墨印刷，色墨为氯化聚丙型、白墨为醇水型	5.72	0.7117	干胶量2.2g/m2，机速120m/min；天气：晴
OPP19//CPP30，印刷膜宽820mm，20%色墨+90%白墨印刷，色墨为氯化聚丙型、白墨为醇水型	8.51	1.2	干胶量2.2g/m2，机速120m/min；天气：雨