Fattori che influenzano i residui di solvente
I solventi residui nei prodotti da imballaggio stampati non sono un unico solvente ma una miscela di diversi solventi provenienti da varie fasi del processo produttivo. L'importo residuo finale dipende dai risultati complessivi di vari fattori d'influenza, tra cui:
Principali fonti di solventi residui
Le principali fonti di solventi residui includono solventi negli inchiostri da stampa, solventi negli adesivi utilizzati per la laminazione e solventi diluenti aggiunti durante il processo di stampa.
Influenza dei processi produttivi
Le prestazioni delle apparecchiature di stampa, la velocità di stampa, il volume dell'inchiostro, i sistemi di asciugatura e la scelta degli adesivi per la laminazione influiscono direttamente sul livello dei residui di solvente.
Influenza dei substrati di stampa
Diversi substrati di stampa hanno capacità e tendenze di assorbimento diverse per i solventi utilizzati nella stampa, influenzando l'evaporazione del solvente.
Influenza della struttura del prodotto
I prodotti di imballaggio sono disponibili in strutture monostrato e multistrato. A causa delle diverse proprietà barriera dei materiali con strutture diverse, il grado di rilascio del solvente durante la lavorazione successiva varia, influenzando il residuo finale del solvente.
Fattori di controllo che influenzano i residui di solvente
Inchiostro
L'inchiostro è una miscela organica composta da pigmenti, resine, solventi e altre sostanze. La struttura e la qualità della resina hanno un impatto significativo sui residui di solvente negli imballaggi in plastica. Ciò è particolarmente evidente nelle prestazioni di rilascio della resina e nella proporzione dei vari solventi nell'inchiostro. Il corretto equilibrio tra solventi ad asciugatura rapida e ad asciugatura lenta nell'inchiostro può ridurre significativamente i residui di solventi negli imballaggi in plastica.
Garantire che i solventi evaporino rapidamente durante il processo di trasferimento della pellicola nella stampa è una considerazione cruciale nella formulazione dell'inchiostro.
Nelle formulazioni di inchiostri, la selezione di solventi con forte potere dissolvente per la resina determina una buona affinità tra la resina e il solvente, migliorando la scorrevolezza del sistema di inchiostro. Tuttavia, se la resina si lega troppo fortemente al solvente, il rilascio della resina dal solvente potrebbe non essere ottimale durante il processo di asciugatura dell'inchiostro. Bilanciare questi fattori durante la formulazione dell’inchiostro è essenziale.
Processo produttivo
Una volta determinato il tipo di inchiostro, l’impatto del processo di produzione della stampa di imballaggi sui residui di solvente diventa più critico. Pertanto, è fondamentale comprendere le prestazioni dell'attrezzatura di stampa, la velocità di stampa, la profondità della lastra, il volume dell'inchiostro, le prestazioni del sistema di asciugatura e la scelta degli adesivi per la laminazione. Dovrebbero essere implementati controlli di processo corrispondenti per ridurre al minimo i residui di solventi.
Selezione dei solventi diluenti nella stampa:Il solvente da stampa è generalmente una miscela di vari solventi con volatilità diverse. Il bilanciamento dei solventi è essenziale. I solventi diluenti vanno formulati in base alla velocità della macchina da stampa, prestando particolare attenzione alla quantità di solventi a lenta essiccazione. Ad esempio, negli inchiostri di polipropilene clorurato, la quantità di n-propilacetato deve essere controllata, mentre negli inchiostri poliuretanici, le quantità di n-propil acetato e propilenglicole metil etere devono essere controllate. Un eccesso di solventi ad essiccazione lenta può portare ad un'evaporazione incompleta del solvente e ad un elevato residuo di solvente. Al contrario, una carenza di solventi ad essiccazione lenta può causare la formazione di pellicine sull'inchiostro e uno scarso trasferimento, rendendo necessaria un'attenta regolazione del rapporto del solvente una volta determinato.
Temperatura di asciugatura e ventilazione:Il sistema di asciugatura e ventilazione è fondamentale affinché i solventi possano essere rilasciati in modo efficace durante il processo di stampa. La manutenzione e la pulizia regolari del sistema di asciugatura e ventilazione sono essenziali per mantenere un volume d'aria adeguato e un equilibrio tra aspirazione e scarico. Durante l'asciugatura finale dell'ultimo colore, la temperatura dovrebbe essere aumentata di 5-10 gradi. Se l'attrezzatura e i colori del prodotto lo consentono, la pellicola stampata può essere fatta passare attraverso unità bicolore dopo la stampa per ventilarla e asciugarla ulteriormente, garantendo un'evaporazione completa del solvente e, in ultima analisi, riducendo i residui di solvente.
Processo di laminazione a secco:La laminazione a secco utilizza adesivi e solventi a base di acetato di etile, che hanno un'elevata volatilità. Pertanto il problema dei residui di solvente derivanti dalla laminazione è meno grave che nella stampa. Tuttavia, se non adeguatamente controllato, può comunque provocare elevati residui di solvente. La chiave è controllare il volume dell'aria perché il tunnel di asciugatura della laminazione è lungo e la temperatura è elevata. Con pre-scarico e scarico normali e a velocità di lavorazione normali, è possibile garantire il rilascio di acetato di etile. Allo stesso tempo, la laminazione può rimuovere ulteriormente i solventi residui dalla stampa.
Ambiente di stampa:Anche la temperatura e l'umidità nel laboratorio di stampa influiscono sul rilascio del solvente. Un'umidità eccessiva può rallentare la velocità e l'equilibrio della volatilizzazione del solvente, provocando un rallentamento dell'evaporazione del solvente durante il processo di stampa e un aumento dei residui. Tuttavia, un'umidità eccessivamente bassa può facilmente generare elettricità statica durante la stampa ad alta velocità, quindi è essenziale monitorare regolarmente la temperatura e l'umidità dell'officina. Il mantenimento di un certo livello di umidità può eliminare efficacemente l'elettricità statica durante la stampa a inchiostro, prevenendo un aumento dei residui di solvente.
Substrato di stampa
Diversi substrati di stampa assorbono selettivamente i solventi. Vari substrati hanno capacità e tendenze di assorbimento diverse per i solventi utilizzati nella stampa. I materiali in polipropilene (PP) e polivinilidene cloruro (PVDC) tendono ad assorbire solventi organici di tipo estere, mentre i materiali in poliammide (PA) e polietilene tereftalato (PET) assorbono facilmente solventi a base alcolica. In generale, PA e PET hanno un assorbimento di solventi inferiore rispetto al PP, ma contribuiscono comunque ad aumentare i residui di solventi nei prodotti da imballaggio. Per un prodotto di imballaggio specifico, il substrato di stampa e il substrato di laminazione vengono selezionati in base ai requisiti di imballaggio e generalmente non sono facilmente modificabili. Pertanto, partendo dalla premessa che il substrato non può essere cambiato, è necessario selezionare diverse formulazioni di inchiostri con rapporti di solvente variabili in base ai diversi substrati per ridurre l'adsorbimento di solventi da parte del substrato di stampa.
Struttura del prodotto
Diversi prodotti di imballaggio hanno strutture diverse e il controllo dei residui di solvente nelle strutture a strato singolo è relativamente più semplice che nelle strutture multistrato. Per i prodotti con proprietà barriera inferiori, come BOPP//PE, una parte significativa dei solventi residui può essere rilasciata attraverso processi come l'indurimento e il taglio, in particolare gli esteri volatili. Tuttavia, per i prodotti con una struttura in cui lo strato esterno ha buone proprietà barriera, come VMPET//PE, è più difficile che i solventi residui fuoriescano attraverso questo metodo.
Per i prodotti con una struttura barriera a doppio strato, il controllo dei residui di solvente è la parte più impegnativa e anche la bonifica è difficile. Strutture come PET//VMPET//PE, carta di vetro//AL//PE e PET//VMCPP sono racchiuse nello strato composito, rendendo difficile la fuoriuscita dei solventi residui. Pertanto, durante la produzione dei prodotti, è necessario considerare l'influenza della struttura del prodotto. Per i prodotti con struttura barriera a doppio strato, il bilancio dei solventi deve essere progettato all'inizio della stampa e il residuo di solvente deve essere controllato, consentendo al prodotto di rilasciare completamente i solventi durante le prime fasi del processo di produzione. Ciò evita elevati residui di solvente nelle fasi successive della lavorazione, rendendo difficile il miglioramento.
Purezza dei solventi
Grandi quantità di solventi organici vengono utilizzate nel processo di produzione dell'inchiostro e nel processo di stampa degli imballaggi. Una bassa purezza del solvente può avere due effetti principali: in primo luogo, contiene una percentuale maggiore di componenti ad alto punto di ebollizione, rallentando la velocità complessiva di volatilizzazione del solvente, soprattutto nelle fasi successive dell'evaporazione del solvente, portando ad un aumento dei residui di solvente. In secondo luogo, possono formarsi impurità derivanti dai componenti residui del coke nel solvente