Faktory ovlivňující zbytky rozpouštědla
Zbytková rozpouštědla v potištěných obalech nejsou jediným rozpouštědlem, ale směsí několika rozpouštědel z různých fází výrobního procesu. Konečná zbytková částka závisí na komplexních výsledcích různých ovlivňujících faktorů, včetně následujících:
Hlavní zdroje zbytkových rozpouštědel
Mezi hlavní zdroje zbytkových rozpouštědel patří rozpouštědla v tiskařských barvách, rozpouštědla v lepidlech používaných pro laminaci a ředicí rozpouštědla přidávaná během procesu tisku.
Vliv výrobních procesů
Výkon tiskového zařízení, rychlost tisku, objem inkoustu, sušící systémy a výběr lepidel pro laminaci přímo ovlivňují hladinu zbytků rozpouštědel.
Vliv tiskových substrátů
Různé tiskové substráty mají různé adsorpční kapacity a tendence pro rozpouštědla používaná při tisku, což ovlivňuje odpařování rozpouštědla.
Vliv struktury produktu
Obalové produkty se dodávají v jednovrstvých a vícevrstvých strukturách. Vzhledem k různým bariérovým vlastnostem materiálů v různých strukturách se stupeň uvolňování rozpouštědla během následného zpracování mění, což ovlivňuje konečný zbytek rozpouštědla.
Kontrolní faktory ovlivňující zbytky rozpouštědla
Inkoust
Inkoust je organická směs složená z pigmentů, pryskyřic, rozpouštědel a dalších látek. Struktura a kvalita pryskyřice má významný vliv na zbytky rozpouštědla v plastových obalech. To je zvláště patrné v uvolňovací účinnosti pryskyřice a podílu různých rozpouštědel v inkoustu. Správná rovnováha rychleschnoucích a pomaluschnoucích rozpouštědel v inkoustu může výrazně snížit zbytky rozpouštědel v plastových obalech.
Zajištění rychlého odpařování rozpouštědel během procesu přenosu filmu při tisku je zásadním faktorem při formulaci inkoustu.
V inkoustových formulacích vede výběr rozpouštědel se silnou rozpouštěcí schopností pro pryskyřici k dobré afinitě mezi pryskyřicí a rozpouštědlem, což zlepšuje tekutost inkoustového systému. Pokud se však pryskyřice s rozpouštědlem váže příliš silně, uvolňování pryskyřice z rozpouštědla nemusí být během procesu schnutí inkoustu optimální. Vyvážení těchto faktorů během formulace inkoustu je zásadní.
Produkční proces
Jakmile je určen typ inkoustu, vliv výrobního procesu obalového tisku na zbytky rozpouštědel se stává kritičtější. Proto je klíčové porozumět výkonu tiskového zařízení, rychlosti tisku, hloubce tiskové desky, objemu inkoustu, výkonu sušícího systému a výběru lepidel pro laminaci. Pro minimalizaci zbytků rozpouštědel by měly být zavedeny odpovídající kontroly procesu.
Výběr ředicích rozpouštědel v tisku:Tiskařské rozpouštědlo je obecně směs různých rozpouštědel s různou těkavostí. Vyvážení rozpouštědel je zásadní. Ředicí rozpouštědla by měla být formulována na základě rychlosti tiskového stroje, přičemž je třeba věnovat zvláštní pozornost množství pomalu schnoucích rozpouštědel. Například v inkoustech z chlorovaného polypropylenu by mělo být kontrolováno množství n-propylacetátu, zatímco v inkoustech z polyuretanu by mělo být kontrolováno množství n-propylacetátu a propylenglykolmethyletheru. Přebytek pomalu schnoucích rozpouštědel může vést k neúplnému odpaření rozpouštědla a vysokému zbytku rozpouštědla. Naopak nedostatek pomalu schnoucích rozpouštědel může způsobit slupování inkoustu a špatný přenos, což vyžaduje pečlivou úpravu poměru rozpouštědel, jakmile je stanoven.
Teplota sušení a ventilace:Systém sušení a ventilace je rozhodující pro to, zda lze během procesu tisku účinně uvolňovat rozpouštědla. Pravidelná údržba a čištění sušícího a ventilačního systému jsou nezbytné pro udržení správného objemu vzduchu a rovnováhy mezi sáním a výfukem. Během závěrečného sušení poslední barvy by se teplota měla zvýšit o 5-10 stupně. Pokud to vybavení a barvy produktu umožňují, může potištěný film po tisku projít dvoubarevnými jednotkami, aby se dále provětral a vysušil, čímž se zajistí důkladné odpaření rozpouštědla a v konečném důsledku se sníží zbytky rozpouštědla.
Proces suché laminace:Při suché laminaci se používají lepidla a rozpouštědla na bázi ethylacetátu, která mají vysokou těkavost. Proto je problém se zbytky rozpouštědla z laminace méně závažný než při tisku. Pokud však není řádně kontrolována, může stále vést k vysokým reziduím rozpouštědla. Klíčem je kontrola množství vzduchu, protože tunel pro sušení laminace je dlouhý a teplota je vysoká. Při normálním předvýfuku a výfuku a při normální rychlosti zpracování lze zajistit uvolňování ethylacetátu. Současně může laminace dále odstranit zbytková rozpouštědla z tisku.
Tiskové prostředí:Uvolňování rozpouštědel ovlivňuje také teplota a vlhkost v tiskařské dílně. Nadměrná vlhkost může zpomalit rychlost odpařování rozpouštědla a jeho rovnováhu, což způsobí zpomalení odpařování rozpouštědla během procesu tisku a zvýšení reziduí. Příliš nízká vlhkost však může při vysokorychlostním tisku snadno generovat statickou elektřinu, proto je nezbytné pravidelně sledovat teplotu a vlhkost v dílně. Udržování určité úrovně vlhkosti může účinně eliminovat statickou elektřinu během inkoustového tisku, čímž se zabrání nárůstu zbytků rozpouštědla.
Tiskový substrát
Různé tiskové substráty selektivně adsorbují rozpouštědla. Různé substráty mají různé adsorpční kapacity a sklony pro rozpouštědla používaná při tisku. Polypropylenové (PP) a polyvinylidenchloridové (PVDC) materiály jsou náchylné k absorpci organických rozpouštědel esterového typu, zatímco polyamidové (PA) a polyethylentereftalátové (PET) materiály snadno absorbují rozpouštědla na bázi alkoholu. Obecně platí, že PA a PET mají nižší adsorpci rozpouštědel než PP, ale stále přispívají ke zvýšení reziduí rozpouštědel v obalech. Pro konkrétní obalový produkt se tiskový substrát a laminovací substrát vybírají na základě jeho požadavků na balení a obecně je nelze snadno měnit. Proto za předpokladu, že substrát nelze měnit, by měly být vybrány různé složení inkoustu s různými poměry rozpouštědel podle různých substrátů, aby se snížila adsorpce rozpouštědel tiskovým substrátem.
Struktura produktu
Různé obalové produkty mají různé struktury a kontrola zbytků rozpouštědel v jednovrstvých strukturách je relativně snadnější než ve vícevrstvých strukturách. U produktů s horšími bariérovými vlastnostmi, jako je BOPP//PE, může být značná část zbytkových rozpouštědel uvolněna procesy, jako je vytvrzování a řezání, zejména těkavých esterů. U produktů se strukturou, kde má vnější vrstva dobré bariérové vlastnosti, jako je VMPET//PE, je však pro zbytková rozpouštědla obtížnější uniknout touto metodou.
U produktů s dvouvrstvou bariérovou strukturou je kontrola zbytků rozpouštědel nejnáročnější a sanace je rovněž obtížná. Struktury jako PET//VMPET//PE, skleněný papír//AL//PE a PET//VMCPP jsou uzavřeny v kompozitní vrstvě, což ztěžuje únik zbytkových rozpouštědel. Proto je třeba při výrobě produktů zvážit vliv struktury produktu. U produktů s dvouvrstvou bariérovou strukturou by měla být rovnováha rozpouštědel navržena na začátku tisku a zbytek rozpouštědla by měl být kontrolován, aby produkt mohl důkladně uvolňovat rozpouštědla během raného výrobního procesu. To zabraňuje vysokým zbytkům rozpouštědel v pozdějších fázích zpracování, což ztěžuje zlepšení.
Čistota rozpouštědel
Velké množství organických rozpouštědel se používá v procesu výroby inkoustu a procesu potisku obalů. Nízká čistota rozpouštědla může mít dva hlavní účinky: za prvé obsahuje vyšší podíl složek s vysokým bodem varu, zpomaluje celkovou rychlost těkání rozpouštědla, zejména v pozdějších fázích odpařování rozpouštědla, což vede ke zvýšenému množství zbytků rozpouštědla. Za druhé, mohou vznikat nečistoty ze zbytkových koksovacích složek v rozpouštědle