烟包凹印溶剂残留太高？不妨尝试这样改进工艺……
时间：2020-12-15 来源：
近年来，随着人们环保意识的提高，产品的安全卫生指标、环保性能日益受到关注。对于卷烟产品而言，烟用包装材料的安全性一直受到烟草行业的密切关注，安全卫生指标要求越来越高，例如不断提高溶剂残留总量（乙醇除外）要求，从之前的≤100mg/m²提升到目前的≤80mg/m²，而我公司的内控标准更是按照≤75mg/m²执行。
在凹印过程中，凹印油墨需要使用大量有机溶剂，特别是当凹印大版面底色（溶剂型金银墨）且印刷材质为白卡纸时，无论是刚下线还是下线后放置一段时间（3～5天）的产品，其溶剂残留总量都超标，印刷生产后需长时间（至少一周，甚至超过半月）摆放、吹晾，溶剂残留总量才能达标。但这种处理方式存在一定的弊端：
一方面，产品交货周期会相对延长，且有可能存在个别不能满足烟草行业安全卫生指标要求的隐患；
另一方面，长时间放置虽有利于产品溶剂的挥发和减少，但因此带来的纸张变形（翘曲不平整）以及其他质量风险，是我们不能承受的。
我们知道，一旦溶剂残留过量，就会直接影响卷烟产品的质量，同时对烟包品牌价值带来不可预估的损失，最终会对消费者的健康造成一定伤害。
我公司实验室通过长期对生产产品的检测，以及在相同印刷工艺、不同印刷材质的条件下，进行工艺测试。
通过实验室检测数据的对比，我们得出结论：在同时使用凹印溶剂型油墨的情况下，白卡纸溶剂残留总量总体上高于普通转移纸，且在涂布白卡纸上凹印大版面金银墨，溶剂残留总量易超标。
本文，笔者将对如何降低涂布白卡纸凹印大版面金银墨溶剂残留进行探讨。
根据不同类型的产品，凹印油墨的干燥方式可大致分为挥发干燥和渗透干燥两种。
转移纸表面紧密，溶剂不易渗透至纸张内部，通过印刷机烘箱加温、抽风，大部分溶剂均从油墨中挥发并经处理后排放，因此转移纸类产品属于挥发干燥；白卡纸表面疏松，溶剂容易渗透至纸张内部，部分溶剂被纸张纤维吸附，因此白卡纸类产品偏向于渗透干燥。
这是白卡纸类产品溶剂残留总量相比转移纸类产品要高的一个主要原因。
另一方面，目前国内烟包产品设计均为大版面满版底色，且使用金银墨打底的印刷工艺较多，油墨大多为溶剂型油墨，因此凹印生产过程中容易产生溶剂残留。
因此，通过改进印刷工艺、材料工艺，来降低凹印大版面金银墨产品的溶剂残留总量，在烟包印刷企业通往绿色印刷方向发展的道路上具有积极的意义。
采用溶剂型油墨印刷的烟包产品，其控制溶剂残留的一般方法为：适当控制开机机速，提高烘箱温度，加大抽风风量。但此方法具有一定的局限性，对降低溶剂残留总量只能起到很细微的作用。
对此，我公司针对印刷材质为涂布白卡纸、印刷版面含大版面金银墨的产品，从调整印版、油墨材料工艺的角度出发，通过调整金银墨凹版的网穴深度，与油墨供应商开发环保型水性凹印金银墨，从根本上来解决溶剂残留总量超标的问题。
当然，根据不同产品对金银墨用量需求不一致的前提条件，油墨材料的配方参数也不尽相同，以我公司某满版水性银墨产品为例，其主要材料配比参数如表1。
表1 满版水性银墨主要材料配比参数
表1中的配比可以根据实际印刷效果的要求和工艺、设备的适应性情况进行调整，如果是金墨或者其他金属墨，则调整主要成分铝为铜或对应的金属颜料，其中的连接料、助剂、溶剂、消泡剂、流平剂等成分比例则根据实际印刷效果的要求进行调整，正常满版水性银墨印刷效果如图1（空白部分为涂布白卡纸的非图文区域）。
图1 正常满版水性银墨印刷效果
印版采用电子雕刻或激光雕刻凹版，测试印版的网穴深度为10～40μm，根据不同网穴深度呈现出来的效果进行最终优化，最终确认网穴深度为15～25μm，浅于溶剂性油墨印版。这是由于水性油墨采用自来水生产，水的沸点较溶剂高，因此水性油墨不易挥发，而浅版能提高印刷速度，避免出现水波纹。但网穴深度不能太浅，当网穴深度低于15μm时，油墨转移效果已不足以再现样张或原稿效果，且流平较差。
如果使用溶剂型油墨印刷，印版网穴深度在35～40μm时，容易产生水波纹；如果使用水性油墨印刷，印版网穴深度在25μm以上生产时会有水波纹出现。因此，选用合适的印版网穴深度至关重要，图2为不同网穴深度印版印刷测试后呈现出来的效果。
网穴深度15μm，流平较差，效果不佳
网穴深度20μm，流平稳定，效果再现较好
网穴深度25μm，流平稳定，墨层偏厚
网穴深度30μm，出现水波纹，转移不良
图2 不同网穴深度印版印刷测试后呈现出来的效果
另外，水性油墨在使用时可用水调节油墨黏度，一般控制为15～25s（4#察恩杯，25℃）。如果油墨黏度过高，就会造成油墨转移性能较差，容易导致脏版、糊版等问题。反之，如果油墨黏度过低，就会出现油墨转移不良、印刷效果再现性差等问题。
经过多次试验，并对样品进行对比检测，将满版底银油墨由溶剂型油墨改为水性油墨印刷时，溶剂残留总量大幅降低。再通过多次调整印版、油墨配方，最终在不改变产品外观颜色及物理性能的情况下，实现了凹印水性油墨生产，该工艺可成功运用到同类型工艺不同产品上。
对于涂布白卡纸凹印大版面金银墨这类烟包产品，我们通过将溶剂型银墨改为水性银墨，以及调整印版网穴深度的工艺，降低了此类产品的溶剂残留总量，实现了批量生产。值得一提的是，该工艺亦可适用于其他类型烟包产品，具有比较广泛的适用性。最后，笔者希望烟包印刷产业链在技术、原料、工艺、生产环境等方面不断改进和提升，早日实现水性凹印油墨的广泛应用，向全面实现绿色环保凹印的道路迈进。
作者｜云南华红科技股份有限公司 郭镇洪 蒋迎春 李鹏飞