牛奶塑料膜包装印刷工艺分析和探讨
- 发布时间：2009/6/2 17:07:26
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随着经济的发展和人们生活水平的提高，我国的乳品工业得到了迅速发展和壮大，人们的生活方式和膳食结构也发生了重大改变，牛奶已成为普通百姓餐桌上的*品，其中，采用塑料薄膜软包装的牛奶占据相当大的比例，这种包装的牛奶通常采用自动灌装机进行灌装，首先要对牛奶和包装膜进行杀菌，之后再将牛奶无菌灌装入塑料包装袋中。本文就对这种牛奶包装膜的印刷工艺进行分析和探讨。
塑料薄膜
1.薄膜材料类型
牛奶包装膜所用的薄膜材料主要为聚乙烯（PE）共挤膜，根据层数基本可以分为以下三种：
①简易牛奶包装膜，一般为单层膜，它是由各种聚乙烯（PE）料添加一定比例的白色母料，经吹膜设备生产而成的。这种牛奶包装膜为非阻隔型结构，采用巴氏杀菌法（85℃/30min）进行热灌装，保质期较短，只有3天左右。
②三层结构的黑白共挤包装膜，热封内层中所添加的黑色母料起到阻挡光线的作用。这种包装膜采用超高温瞬时杀菌（UItra High Temperature Sterilization，简称UHT）和双氧水（H2O2）杀菌法，常温下保质期可达到30天左右。
③五层结构的黑白共挤包装膜，吹膜时增加了中间阻隔层（由EVA、EVAL等高阻隔性树脂组成），因此，这种包装膜属于高阻隔性无菌包装膜，有较长的保质期，常温下可保存90天左右。
2.薄膜性能要求
需要特别指出的是，为了适应高速自动灌装机的灌装要求，牛奶包装用聚乙烯薄膜必须满足以下几方面的性能要求：
①良好的爽滑性
薄膜的内外表面应当具有良好的爽滑性，确保其在高速自动灌装机上能够顺利地进行灌装，因此，薄膜表面的动静摩擦系数应当比较低，一般要求在0.2～0.4之间。薄膜的爽滑性主要是通过添加爽滑剂来实现的，在薄膜成型后，爽滑剂从薄膜内迁移到表面，聚积成均匀的薄层，能够显著地降低薄膜的摩擦系数，使薄膜具有良好的爽滑效果。爽滑剂通常是油酸酰胺或芥酸酰胺，它与高分子的聚乙烯只是一种机械混合，不能很好地相容，分子热运动使其逐渐向低自由能的界面迁移，形成一层弱界面层，因此，如果爽滑剂含量过高的话，就会影响到薄膜的印刷适性，这对印刷是极为不利的。
②较强的拉伸强度
由于在灌装过程中塑料薄膜要受到来自自动灌装机的机械拉力的作用，因此，要求薄膜必须具有足够的拉伸强度，防止在自动灌装机拉力的作用下而被拉断。在吹膜过程中选用熔融指数（MI）较低的LDPE或者HDPE粒子，对于提高聚乙烯薄膜的拉伸强度十分有利。
③表面润湿张力值要符合要求
为了使印刷油墨能够在聚乙烯塑料薄膜表面顺利铺展、润湿和附着，要求薄膜的表面张力应当达到一定的标准，否则就会影响油墨在其表面的附着力和牢固度，从而影响印刷品质量。一般要求聚乙烯薄膜的表面张力达到38dyne（达因）以上，如果能够达到40dyne以上更佳。
由于聚乙烯属于典型的非极性高分子材料，分子结构中不含极性基团，且结晶度高，表面自由能低，惰性较强，结晶度高，化学性能稳定，因此，该薄膜材料的印刷适性较差，对油墨的附着力不理想。此外，薄膜中的助剂（爽滑剂、增塑剂等）不断地向表面迁移析出，形成弱表面层，也会影响印刷油墨的印刷牢度，因此，在印刷之前一般都要对塑料薄膜进行表面处理，改变薄膜表面化学结构，提高薄膜的表面张力，从而达到提高和改善聚乙烯薄膜印刷适性的目的，提高对油墨的粘附力，以保证生产的顺利进行。
④优良的热封性能
薄膜要有良好的热封制袋性，有良好的封断性，也就是说，既要保证热封，又要能够顺利切断，使熔融树脂不会粘刀。在吹膜过程中添加一定比例的LLDPE可以明显改善牛奶膜的低温热封性能和夹杂物热封性能，但LLDPE的添加量不能过大，否则会使聚乙烯牛奶膜的粘性太高，热封时就容易发生粘刀故障。
1.对油墨性能的要求
牛奶包装膜通常采用表印方式进行印刷，除了表印油墨的一般技术要求（如色相、细度、粘度，干燥性等）之外，由于在自动灌装过程中要经过超高温瞬时杀菌（UHT）和双氧水（H2O2）杀菌，因此，特殊的杀菌条件对油墨的性能提出了特殊的要求，这也是值得我们注意的事项之一。需要特别强调的是以下几方面的性能：
①对聚乙烯薄膜有较强的粘结力
由于塑料薄膜表面致密光滑，油墨在其表面不能渗透，所以要求油墨与塑料薄膜之间的粘结力必须非常强，这是塑料薄膜印刷用油墨的关键问题，也就是说，印刷牛奶包装膜所用的油墨应当对承印物材料——聚乙烯薄膜具有较高的亲和性和粘着性，附着力强，印刷牢度好，这是为了保证高质量印刷品和良好的印刷效果。
②较强的耐磨性和抗刮性
由于表印油墨印在薄膜的外表面上，在商品流通过程中会受到摩擦力的作用，所以，要求所用的印刷油墨必须具有较强的耐磨性和抗刮性，印刷后墨膜的表面强度高，牢固度好，耐摩擦，否则就可能会发生墨层脱落现象，导致印刷图案残缺不全，从而影响产品的外观和质量。
③优良的耐氧化性
在大多数高速灌装机上都装有热双氧水（H2O2）杀菌系统，用来对包装膜进行杀菌，双氧水（H2O2）具有较强的的氧化性，而且其氧化性还随着温度的升高而显著提高，这就对印刷油墨的抗氧化能力提出了较高的要求。如果油墨中颜料的抗氧化性不太好的话，就会发生油墨褪色现象，影响产品质量。
④优异的抗水性
牛奶包装膜在经过超高温瞬时杀菌（140℃/1～3s）和双氧水（H2O2）杀菌的过程中，其表面会接触到水或者水蒸汽，所以要求所用的印刷油墨必须具有优异的抗水性，遇水不会发生掉色。
⑤耐热性能和耐冷冻性能
牛奶包装膜所用的印刷油墨还要具有一定的耐热性，以保证在经过超高温杀菌处理之后不会发生油墨软化、发粘以及印迹褪色、变色等现象。此外，灌装后的牛奶在保存、流通和销售等环节中一般都需要进行低温冷藏处理，因此，要求所用的印刷油墨还必须具有较好的耐冷冻性能，在低温状态下不会发生墨层凝冻和脱落现象。
⑥卫生性能好
对于牛奶包装膜，还应当符合包装材料卫生标准以及食品包装法规的要求，因此，要求印刷所用的油墨应当具有无毒，无臭，残留溶剂少，不含有毒重金属等要求。以免污染牛奶，并对消费者的身体健康产生危害。
2．油墨性能的调节和控制
①油墨的粘度
粘度是油墨应用中zui主要的控制指标，它直接影响着油墨的转移性能和印刷品的质量，因此，在印刷过程中对油墨粘度的控制是十分重要的，一般控制在15~20秒之间。油墨粘度过低，容易造成图文部分针孔、发虚、油墨铺展；反之，粘度过高，则油墨的转移性能比较差，容易产生糊版、干版现象，大面积实地部分出现着墨不匀、细线条断裂等弊病。
②油墨的干燥性
油墨的干燥性能也是衡量油墨质量和性能的重要指标之一，控制好油墨的干燥性能是获得良好印刷效果的一个必要条件。油墨的干燥速度应当适当，油墨的干燥速度太快，容易发生干版故障，但油墨的干燥速度也不能太慢，否则会发生印刷品背面粘脏现象。选择油墨干燥速度的一般原则是：在印刷机现有的条件下，油墨在进入下一印刷色组之前以及进行复卷之前应该能够充分干燥，但是在印版上却不能干燥。
印刷牛奶包装膜所用的油墨为溶剂型油墨，其干燥性主要取决于溶剂的挥发速度，因此，在实际生产中必须对溶剂的配比加以严格控制，可以根据具体情况向油墨中加入适量的慢干性溶剂或者快干性溶剂，以调整油墨的干燥速度，保证油墨能够充分干燥，防止出现“假干”现象。
比如某厂在用超力福314双液反应型油墨印刷牛奶膜时，在正常情况下（印刷速度在80m/min左右），油墨粘度一般控制在15s左右，所采用的混合溶剂的基本配比为：丁酮∶甲苯∶丁酯=4:3.5:2.5，能够保证较佳的印刷质量和印刷效果。
印刷工艺
为了保证牛奶包装膜的印刷质量，在印刷过程中还必须注意对印刷张力、印刷压力、印刷速度和干燥温度等工艺条件的控制，制定一套稳定可靠的工艺标准，规范工艺流程，确保规模生产的顺利进行。
1．印刷张力不宜太高
在聚乙烯薄膜的印刷过程中，印刷张力的控制调节是一个关键性环节。因为聚乙烯薄膜的伸缩率较大，在印刷机牵引张力的作用下容易发生拉伸变形，如果张力值太大的话，聚乙烯薄膜就会产生较大的拉伸变形，很可能会出现套印不准故障，从而影响印刷品的质量和精度，因此，印刷张力值应当设置得小一些，防止由于聚乙烯薄膜过度拉伸而造成的套印不准和图文变形。
2．掌握好印刷压力
根据印刷方式的特点、印刷油墨性能和承印物材料的性能等具体情况将印刷压力掌握在适当的范围之内，印刷压力过大或过小都会对印刷品的质量产生不利影响。印刷压力过大，油墨容易铺展，图文容易变粗、变宽，甚至糊版，条形码无法识读；印刷压力太小，传墨量不足，图文容易变细、变窄，甚至缺损不全。
3．印刷速度要适当
印刷速度快固然会提高生产效率和产量，缩短生产周期，但是，印刷速度也并非越快越好，否则也会引起印刷故障的发生。印刷速度的大小应当跟油墨的干燥速度、油墨的粘度、干燥箱的温度以及车间内的温湿度等条件相匹配。
4．合理设置干燥温度
印刷机干燥箱的温度设置不能太高，一般在40℃左右，否则容易引起聚乙烯薄膜的收缩变形，从而影响套印精度。因此，在设定干燥箱的温度时，必须要综合考虑承印物材料的特点、印刷速度、印刷张力以及印刷图案的大小等因素，保证油墨溶剂能够充分挥发干燥，增强油墨的附着牢度。
生产中的注意事项
1.做好原辅材料（薄膜、油墨和溶剂等）质量检测工作，严格把关，确保只有经过检测和检验合格的原辅材料才能进入生产流程，将不合格的原辅材料控制在生产环节之外，这是保证牛奶包装膜印刷质量的前提。
2.“客户满意”是每一家印刷企业的至高准则和zui终愿望，所以必须要做好成品检验工作，保证只有合格的成品才能发送给客户，这样做既让客户达到了满意，又维护了本企业的形象和信誉，这也是维持和发展良好客户关系的基础。
3.电晕处理后的塑料薄膜应当尽快使用，能立即使用，存放一段时间后，薄膜的电晕处理效果会变差，塑料薄膜的表面张力值也会随着放置时间的延长而发生逐渐衰减现象，等到上机印刷时很可能会达不到要求。因此，存放了一段时间的塑料薄膜在使用前一定要认真检测其表面张力，一旦发现其表面张力达不到要求，就必须重新对其进行电晕处理，否则，将会影响印刷质量。
4.在实际生产中，应当根据自动灌装机的灌装速度、杀菌条件、产品保质期的长短等具体情况来选择合适的印刷薄膜和印刷油墨，并且根据实际情况来调整和控制印刷工艺参数，规范工艺流程，保证牛奶膜的印刷质量。
5.在调配油墨时，应当随用随调，并随时观察印刷效果，注意保持油墨色相的一致性，控制好印刷品色差。在印刷同一个活件时，如果印刷材料发生了改变，难免就会出现色差，即使同一油墨生产厂商生产的同种型号的油墨，若批次不同则颜色也往往有一定的差异，因此，在长版活印刷或者大批量活件的印刷过程中，应该尽量使用同一厂商生产的同一批次的薄膜和油墨进行印刷。
6.印刷车间内温湿度的变化对承印物材料和油墨的性能都有一定的影响，环境过于干燥会引起薄膜静电，造成印刷困难；环境过于潮湿会使油墨干燥不充分，影响墨层的牢固度。因此，应当严格控制印刷车间内的环境温度和相对湿度，尽量使之保持相对恒定，并保证良好的通风，以减少印刷故障的发生率。一般来说，车间内的温度控制在18℃~25℃之间为宜，相对湿度保持在60%~70%之间为宜。