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牛奶塑料膜包装印刷工艺分析和探讨(上)

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必备品，其中，采用塑料薄膜软包鞍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℃/30是不是能在新的1年出台?min)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最好达到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。

印刷油墨

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，这脱墨设备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

当金属材料拉力实验机拉力增加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优异的抗水西装热裤性

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棒球帽温冷藏处理，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d2——实验后试片的平均厚度危害。

目前，浙江新东方油墨有限公司生产的超力福313A型表印油墨和超力福314型表印油墨在牛奶包装膜印刷领域内的应用十分广泛，这两种油墨是针对牛奶包装膜而设计的专用印刷油墨，它们与聚乙烯薄膜的亲和性较好，墨层光泽性好，附着牢度高，其耐热性、耐油脂性、抗水性等性能也十分优良，可以说是牛奶包装膜印刷油墨的理想选择。超力福313A型油墨是醇溶型聚酰胺类油墨，能够耐100℃以下的煮沸，能够经受60℃以下的双氧水杀菌。超力福314型表印油墨是双液反应型聚氨酯改性油墨，能够耐121℃/40min的蒸煮杀菌，能够经受80℃、浓度为35％的双氧水杀菌。比如我厂在印刷牛奶膜时所采用的就是超力福314双液反应型油墨，对其进行的耐氧化性试验及结果如下：将熟化24h之后的印刷膜在温度为45℃~50℃，浓度为35％的双氧水中浸泡15min左右，取出后进行检测，油墨的附着性良好，基本无掉色现象，完全能够满足牛奶包装的要求。

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