近年來(lái)，隨著人民生活水平的提高，奶及奶制品已成為生活中不可或缺的一部分。其中液態(tài)奶的消費(fèi)量最大，發(fā)展也最為迅速，將是未來(lái)奶制品消費(fèi)的主流。據(jù)有關(guān)人士預(yù)測(cè)，未來(lái)5年中國(guó)液態(tài)奶的增長(zhǎng)率可達(dá)到30％，在其高速增長(zhǎng)的背后，除了乳品生產(chǎn)企業(yè)自身的 成功運(yùn)作外，包裝也起到了至關(guān)重要的作用，它深刻影響著乳品業(yè)的發(fā)展。
袋裝液態(tài)奶及奶制品由于具有價(jià)格低廉、運(yùn)輸方便、儲(chǔ)存空間小、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在國(guó)內(nèi)占有相當(dāng)重要的地位。據(jù)有關(guān)資料介紹，在中國(guó)液態(tài)奶市場(chǎng)上，袋裝奶占了約45％的市場(chǎng)份額，而在北方和中西部地區(qū)，袋裝奶則占了液態(tài)奶市場(chǎng)的70％左右。袋裝液態(tài)奶及奶 制品所使用的塑料包裝膜主要是聚乙烯共混或共擠薄膜通過(guò)凹版印刷機(jī)表面印刷、分切等加工而成，本文就簡(jiǎn)單介紹一下液態(tài)奶制品包裝膜的印制工藝。
一、聚乙烯薄膜的選擇
袋裝液態(tài)奶及奶制品一般均使用自動(dòng)灌裝機(jī)進(jìn)行灌裝，因此對(duì)聚乙烯薄膜提出了一系列的要求；包括阻隔性能、耐溫性能、摩擦系數(shù)、熱封性能(熱封強(qiáng)度、低溫?zé)岱庑?、熱黏?qiáng)度、抗污染熱封性等)、抗張強(qiáng)度、衛(wèi)生性等。
1、液態(tài)奶包裝膜的主要類型：目前市場(chǎng)上用于液體奶包裝的PE膜主要有三大類：軟質(zhì)乳白PE膜、黑白共擠PE膜以及硬質(zhì)高溫蒸煮PE膜。
（1）軟質(zhì)乳白PE膜主要用于低檔的牛奶包裝，這種薄膜一般是由LDPE、LLDPE、mLLDPE等樹脂和乳白母料等經(jīng)共混后吹制而成。薄膜的阻隔性較差，且一般在殺菌溫度不超過(guò)90℃的條件下使用。
（2）黑白共擠PE膜是利用三層或多層共擠方式，采用LDPE、LDPE、EVOH、mLLDPE等樹脂，配合黑、白母料共擠吹制而成的高性能復(fù)合膜，其結(jié)構(gòu)可根據(jù)包裝內(nèi)容物及其保質(zhì)期的不同進(jìn)行選擇和調(diào)整。該包裝具有優(yōu)異的熱封性和避光阻氧性。
為了保證黑白膜在高速自動(dòng)灌裝機(jī)上走機(jī)順暢，在成膜時(shí)會(huì)添加一定量的爽滑劑和光亮劑，降低黑白膜的摩擦系數(shù)，但這些物質(zhì)對(duì)印刷工序極為不利，會(huì)直接影響墨層的附著牢度。
（3）硬質(zhì)高溫蒸煮PE膜有良好的耐高溫性能，可以滿足超高溫殺菌的要求，主要用于酸奶、豆奶等飲料，內(nèi)容物在灌裝時(shí)采用超高溫殺菌工藝。由于殺菌時(shí)存在壓力差，容易產(chǎn)生脹袋現(xiàn)象，所以要求硬質(zhì)高溫蒸煮PE膜要有良好的熱封強(qiáng)度，而且還要有良好的抗張強(qiáng)度。
2、薄膜的熱封性能：薄膜的熱封性能包括熱封強(qiáng)度、低溫?zé)岱庑?、熱黏?qiáng)度、抗污染熱封性等。自動(dòng)包裝方式最擔(dān)心的就是漏封，虛封而導(dǎo)致的破袋問(wèn)題，所以，必須賦予奶制品包裝膜較寬的熱封范圍，以便在包裝條件發(fā)生變化時(shí)，熱封效果不會(huì)受到較大影響。通常采用mLLDPE作為熱封層，而且必須對(duì)mLLDPE的樹脂牌號(hào)等進(jìn)行選擇。
影響奶制品包裝膜熱封性的另一個(gè)重要因素是吹脹比和牽引比，一般兩者不要超過(guò)2，尤其是牽引比。吹脹比和牽引比太大，產(chǎn)品性能趨向于雙向拉伸膜，致使熱封性下降。另外，在生產(chǎn)吹塑薄膜時(shí)露點(diǎn)線應(yīng)控制得高一些，使吹脹和牽引盡可能在塑料的熔點(diǎn)之下進(jìn)行，減少因吹脹和牽引引起的分子拉伸取向?qū)岱庑阅艿挠绊憽?nbsp;
3、薄膜的潤(rùn)濕張力及電暈處理 ：油墨在印刷薄膜上的充分潤(rùn)濕和鋪展是保證油墨附著牢度的先決條件，為了使油墨能夠在聚乙烯薄膜表面順利鋪展，潤(rùn)濕和附著，要求薄膜的表面潤(rùn)濕張力應(yīng)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于奶制品包裝膜來(lái)說(shuō)，一般要求聚乙烯薄膜的表面潤(rùn)濕張力最好達(dá)到4．0 x 10-2N／m以上。
由于聚乙烯屬于典型的非極性高分子材料，表面能低，需借助電暈處理來(lái)提高其表面潤(rùn)濕張力。電暈處理的作用如下。
（1）電離作用使空氣中的氧生成臭氧，從而使薄膜表面發(fā)生氧化，表層聚乙烯的分子鏈可能生成羰基，羧基．羥基等活性基團(tuán)?？諝庵械牡脖浑婋x成等離子體，并與聚乙烯分子作用，在聚乙烯分子鏈上生成胺型基團(tuán)，并可繼續(xù)氧化生成一系列的含氮化合物。其結(jié)果是聚乙烯薄膜表層分子的極性增強(qiáng)、潤(rùn)濕性提高。
（2）消除薄膜表面析出的一些肉眼看不見的油類物質(zhì)，如雜質(zhì)、助劑、低聚物等，從而保證油墨與薄膜緊密接觸。
（3）在電子流的強(qiáng)烈沖擊作用下，薄膜表面粗化，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械楔頭作用。
（4）由于薄膜表面受熱，分子鏈的活動(dòng)加劇，表面活性程度相應(yīng)提高。
（5）非導(dǎo)電性塑料薄膜在高壓電場(chǎng)作用下，分子內(nèi)的電荷發(fā)生位移，在表面形成感應(yīng)電荷，這些感應(yīng)電荷可以跟極性的油墨分子產(chǎn)生庫(kù)侖吸引，這對(duì)印刷墨層牢度的提高也是有一定作用。
另外，在進(jìn)行電暈處理時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題。
（1）電暈處理后的薄膜就在短期內(nèi)盡快使用，一般最好是在吹制完成后一星期內(nèi)使用。否則，極性基團(tuán)如果和空氣中的水分子結(jié)合，會(huì)使表面潤(rùn)濕張力逐漸降低，從而影響印刷墨層的附著牢度。
（2）薄膜應(yīng)存放在干燥、陰涼、通風(fēng)的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，最長(zhǎng)不能超過(guò)3個(gè)月，長(zhǎng)時(shí)間存放的薄膜使用前必須重新檢測(cè)其表面潤(rùn)濕張力，合格才能使用。
（3）對(duì)于冷膜，需使用較大功率的表面電子處理機(jī)進(jìn)行處理，而且在處理前應(yīng)先對(duì)冷膜進(jìn)行預(yù)熱。
4、爽滑性和摩擦系數(shù) ：薄膜的內(nèi)外表面應(yīng)當(dāng)具有良好的爽滑性，以確保薄膜在自動(dòng)灌裝機(jī)上能夠順利地進(jìn)行灌裝，一般要求薄膜表面的摩擦系數(shù)在0.2～0.4之間。薄膜的爽滑性主要是通過(guò)添加爽滑劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。
有些企業(yè)為了改善薄膜表面的爽滑性，在吹膜原料中加入超量的油酸酰胺類爽滑劑，這會(huì)造成薄膜表面潤(rùn)濕張力下降，并會(huì)產(chǎn)生隔離層，油墨的附著牢度自然難以保證。因此，在吹膜時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制爽滑劑的加入量，以免對(duì)印刷工藝產(chǎn)生不利影響。
5、薄膜的平整性：薄膜應(yīng)薄厚均勻、平整，不能出現(xiàn)暴筋、荷葉邊等問(wèn)題。因?yàn)橹挥惺褂闷秸?、均勻的薄膜，才能保證在較低的表面張力下得到較高的套印精度。
二、印刷油墨的選擇
1、選擇印刷油墨需考慮的因素：由于奶制品包裝膜一般采用表印工藝，薄膜表面的墨層容易受到各種損傷，如水、酸、摩擦等的影響。而且，灌裝后的牛奶一般都需要冷藏，牛奶從冷藏室拿出來(lái)后，薄膜表面由于冷熱交替，會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。在運(yùn)輸途中，袋與袋之間由于震動(dòng)產(chǎn)生摩擦。到了消費(fèi)者手里，有的還需對(duì)牛奶加熱飲用。這樣一個(gè)過(guò)程就要求油墨同時(shí)具有優(yōu)良的抗冷凍、耐水性、耐熱性和耐摩擦性能。
在大多數(shù)高速灌裝機(jī)上都直接裝有熱雙氧水殺菌系統(tǒng)，用于包裝膜的殺菌。在這種情況下，就要注意殺菌條件對(duì)油墨層的影響，如果油墨中某些顏料的抗氧化性不太理想，經(jīng)過(guò)熱雙氧水殺菌之后可能會(huì)發(fā)生退色、變色等問(wèn)題，而JAA氧水的氧化性隨著溫度的升高而顯著提高，對(duì)印刷油墨的抗氧化性要求也相應(yīng)提高，因此凹版印刷企業(yè)一定要清楚客戶的后加工條件，以便選擇與之相適應(yīng)的性能優(yōu)異的油墨。
2、聚酯類及其改性反應(yīng)型油墨的適應(yīng)性：目前市場(chǎng)上的塑料凹版表印油墨以選用聚酰胺或改性聚酰胺類樹脂為連結(jié)料的居多，此類油墨是我國(guó)凹版油墨中最早發(fā)展起來(lái)的，生產(chǎn)工藝也較為成熟、完善。該類型的油墨適用于聚乙烯、聚丙烯等薄膜，墨層附著牢度好，有良好的光澤度，但普遍存在抗水性差、不耐油脂、不耐冷凍、不耐高溫、不耐低溫等性能缺陷。由于液體奶制品包裝膜在灌裝、流通及儲(chǔ)存等后加工過(guò)程中要經(jīng)過(guò)高溫殺菌或冷凍處理，因此聚酰胺類油墨所固有的缺陷就無(wú)法滿足液態(tài)奶制品包裝的要求，凹版印刷企業(yè)必須根據(jù)不同類型的PE膜，選用非聚酰胺類的表印油墨。
聚酯類及其改性反應(yīng)型的油墨是目前市場(chǎng)上更適合液態(tài)奶制品包裝膜印刷用的油墨，國(guó)內(nèi)凹版印刷企業(yè)普遍使用的是浙江新東方油墨公司生產(chǎn)的液體膜專用表印油墨。針對(duì)市場(chǎng)上不同層次客戶的要求，浙江新東方油墨公司推出了2種液態(tài)奶包裝專用表印油墨：超力福313型油墨和超力福314型油墨。
超力福313型油墨專用于軟質(zhì)共擠PE膜，該油墨是醇溶型的單液油墨，衛(wèi)生性能好，重金屬含量符合歐美等國(guó)家的食品包裝法規(guī)要求。軟質(zhì)共擠PE膜的殺菌有2類：常壓煮沸和雙氧水殺菌。煮沸是在內(nèi)容物包裝好后進(jìn)行，雙氧水殺菌則是在自動(dòng)灌裝時(shí)進(jìn)行，兩者都要求印刷油墨有良好的抗水性和耐高溫性，而雙氧水殺菌則對(duì)油墨的抗氧化能力有更高的要求。313A油墨具有優(yōu)秀的抗黏性、抗水性、耐冷凍性，能滿足超低溫速凍及長(zhǎng)期冷凍儲(chǔ)存的要求，而且可以承受40℃以下濃度為30％的雙氧水殺菌，同時(shí)還耐煮沸。
超力福314型表印油墨是一種雙液反應(yīng)型聚氨酯改性油墨，可以用于各種PE膜的印刷。使用時(shí)，加入8％的相應(yīng)硬化劑，具有非常優(yōu)異的耐高溫性和抗水性，可以承受121℃，40分鐘的加壓蒸煮。該油墨以酮類、酯類為主溶劑，并可加入甲苯等溶劑來(lái)調(diào)節(jié)溶劑的揮發(fā)速度。將印刷后的包裝膜放置在熟化室中進(jìn)行24～48小時(shí)的熱化后，墨層的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到更佳狀態(tài)。從目前市場(chǎng)的發(fā)展來(lái)看，液體包裝機(jī)械設(shè)備的性能不斷提高，主要表現(xiàn)在殺菌 的溫度不斷提高，從65～110℃不等；雙氧水的濃度也有所增加，對(duì)油墨性能的要求也隨之提高。超力福314型油墨能夠承受80℃、35％濃度雙氧水殺菌條件，當(dāng)殺菌溫度更高時(shí)，通過(guò)配用耐高溫光油可以滿足使用要求。
三、印刷工藝控制
印刷工藝的控制相當(dāng)重要，是保證高質(zhì)量印刷品的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在此僅以超力福313A油墨為例，簡(jiǎn)單介紹一下液態(tài)奶制品包裝膜的印刷工藝控制。
1、油墨黏度：對(duì)于高速凹版印刷機(jī)，在印刷過(guò)程中通常將白墨的黏度控制在14～16秒(3#察恩杯)，彩墨的黏度控制在16～18秒(3#察恩杯)。 對(duì)于中低速凹版印刷機(jī)，印刷時(shí)白墨黏度一般控制在20～22秒(3#察恩杯)，彩墨黏度一般控制在22～24秒(3#察恩杯)。
2、溶劑配比：油墨溶劑的選用和配比需根據(jù)印刷速度、版面網(wǎng)穴深淺及周圍環(huán)境情況而定，從而保證油墨的充分干燥。通常采用的溶劑配比如下。
（1）快干溶劑：醋酸乙酯60％，異丙醇40％。
（2）一般溶劑：醋酸乙酯40％，醋酸丁酯40％，異丙醇40％。
（3）慢干溶劑：醋酸丁酯40％，異丙醇60％。
3、干燥箱溫度：干燥箱溫度要達(dá)到70℃左右，以促進(jìn)油墨的交聯(lián)固化，保證充分干燥。
4、張力控制：由于聚乙烯薄膜容易拉伸，所以應(yīng)采用較小的印刷張力，同時(shí)采取措施，盡量減少薄膜的拉伸變化。不能為了遷就薄膜薄厚不勻、荷葉邊等問(wèn)題而使用較大的張力，否則就會(huì)引起套印不準(zhǔn)。
5、熟化：印刷后的液態(tài)奶制品包裝膜最好放置一天后再進(jìn)行分切，這樣更有利于油墨的充分固化及附著牢度的提高。
6、其他問(wèn)題：車間環(huán)境必須符合食品包裝的有關(guān)要求，必須保持清潔、衛(wèi)生，防止薄膜受到污染，另外，車間內(nèi)的溫濕度應(yīng)適宜，過(guò)于干燥會(huì)引起薄膜靜電難以釋放，過(guò)于潮濕會(huì)使油墨揮發(fā)困難，牢度下降。
此外，印刷作業(yè)后，應(yīng)立即清洗版輥，以免油墨干固后堵版難以清洗。
四、油墨應(yīng)用注意事項(xiàng)
1、油墨與基材薄膜的適應(yīng)性：超力福314油墨(以下簡(jiǎn)稱314油墨)屬二液反應(yīng)型耐蒸煮表印油墨，適用的薄膜基材主要是PE和NY薄膜，且要求薄膜表面潤(rùn)濕張力要達(dá)到(4.0～4.2)×10-2N／m(普通表印油墨要求薄膜的潤(rùn)濕張力在3.8×10-2N／m以上即可)。在薄膜成型加工或樹脂母料中都加有一定量的增塑劑，這些增塑劑逐漸析出到薄膜表面，會(huì)嚴(yán)重影響油墨的附著牢度，并在后加工如煮沸。蒸煮時(shí)發(fā)生油墨掉色，染色等質(zhì)量問(wèn)題，造成巨大的質(zhì)量損失。因此，使用314油墨首先要對(duì)所選用的薄膜進(jìn)行試用后再投入批量生產(chǎn)。
2、溶劑配比及油墨黏度：314油墨屬于聚氨酯類油墨，所采用的主要溶劑是丁酮，一般要求混合溶劑中丁酮的含量不得低于30％，并且丁酮的純度要保證在98.5％以上，否則易在長(zhǎng)時(shí)間的印刷過(guò)程中，隨著丁酮的揮發(fā)容易造成油墨的溶解性變差，以至于黏度上升、流動(dòng)性不好，發(fā)生堵版、糊版、變色等問(wèn)題。此外，對(duì)混合溶劑中水分的含量也要嚴(yán)格控制，夏季使用314油墨時(shí)，最好配制揮發(fā)速度慢一些的混合溶劑，比如在室溫30～35℃，相對(duì)濕度60％～70％的條件下，混合溶劑的基本配比可以設(shè)定為丁酮40％、甲苯30％、丁酯20％，在此基礎(chǔ)上，可以結(jié)合印版網(wǎng)穴的深淺以及印刷速度的快慢做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。冬季使用時(shí)，可使混合溶劑的揮發(fā)速度快一點(diǎn)，比如室溫在0～1O℃時(shí)，可以將混合溶劑的基本配比設(shè)定為丁酮50％、甲苯30％、乙酯20％。
在條件許可的情況下，314油墨的黏度越低越好。黏度低，則油墨的流動(dòng)性好，轉(zhuǎn)移到薄膜上的墨層薄，溶劑易揮發(fā)，不易堵版，同時(shí)多使用稀釋劑也有利于降低包裝膜的制造成本。但是對(duì)某些個(gè)別的顏色，版輥網(wǎng)穴可能比較深，或者圖案面積較大，如果油墨黏度過(guò)低往往會(huì)產(chǎn)生印品發(fā)花、不勻等問(wèn)題，這時(shí)就需要單獨(dú)調(diào)整黏度。
314油墨的色濃度和固含量都比較高，在低速凹版印刷機(jī)上使用時(shí)，油墨的稀釋量約50％～80％；在高速凹版印刷機(jī)上使用時(shí)，稀釋量可以達(dá)到80％～100％。由于油墨的干燥速度比較快，因此在使用過(guò)程中要及時(shí)補(bǔ)充稀釋溶劑，確保墨槽中油墨的黏度始終一致，這也是314油墨使用的要點(diǎn)，必須加以重視。
3、油墨需要與硬化劑配套使用：加入硬化劑的目的是為了增加油墨對(duì)承印基材的附著牢度，提高墨層的耐抗性。硬化劑的使用量一般在8％～10％，加入硬化劑時(shí)要注意先與混合溶劑充分調(diào)勻后再加入油墨中，有些用戶直接向墨槽中加硬化劑，這是嚴(yán)重的操作失誤。因?yàn)橛不瘎┑酿ざ雀撸尤肓可?，很難均勻地分散在油墨中，容易造成硬化劑沉淀在墨槽底部，造成產(chǎn)品掉色等質(zhì)量問(wèn)題。在夏季，由于車間室溫較高，且溶劑在揮發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生汽化熱，導(dǎo)致空氣中的水分混入油墨， 油墨中的硬化劑首先跟水分發(fā)生反應(yīng)，這也會(huì)造成油墨中硬化劑量比例失調(diào)，引起掉色。為了使油墨中有足夠的硬化劑，可根據(jù)具體情況在印刷2～4小時(shí)后重新加入一定量的硬化劑，且不宜太多，否則會(huì)影響熱封性能，特別是在熱封部位，更應(yīng)引起注意。針對(duì)這種情況，在進(jìn)行版面設(shè)計(jì)時(shí)，也應(yīng)避免在熱封處設(shè)計(jì)和印刷圖文，因?yàn)?14油墨及硬化劑都不具有熱封性能。
4、烘箱溫度：使用二液反應(yīng)型耐蒸煮表印油墨時(shí)，印刷機(jī)的烘箱溫度應(yīng)比采用其他油墨時(shí)稍高一些，這樣更有利于油墨與硬化劑的反應(yīng)，并增加對(duì)承印基材的附著牢度。但由于承印基材是共擠PE膜，所能承受的溫度有限，故烘箱溫度一般不超過(guò)70℃。如果基材較厚，印刷速度較快，可以把烘箱溫度調(diào)到65℃左右，這時(shí)要密切注意套印精度，因?yàn)闇囟冗^(guò)高會(huì)使薄膜材料產(chǎn)生拉伸，并造成套印不準(zhǔn)。有些用戶因薄膜平整度差或存在荷葉邊會(huì)增加張力并降低烘箱溫 度，這些做法是非常不妥的，因?yàn)檫@樣容易使二液反應(yīng)型耐蒸煮表印油墨出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量事故，注意：切忌在烘箱溫度低于40℃的情況下使用314油墨。
5、剩余油墨的處理：使用后剩余的314油墨必須嚴(yán)格密封保存，重新使用時(shí)必須先經(jīng)過(guò)濾，以30％以下的量混入新墨中使用，如剩余油墨已嚴(yán)重肢化或白濁化，不得使用。
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