食品包装印刷过程中溶剂残留研究

张浩和

摘 要：近年来由于食品加工业的发达，业者不但对于食品推陈出新，对于食品的包装袋也要求多样及鲜艳亮丽，但是在包装袋鲜艳亮丽下，却隐含了许多对于人体有不良影响的物质。其中以OPP、NY、PET等塑胶材质包装袋印刷时油墨所使用的有机溶剂残留对于人体危害最大。由于塑胶材质印刷时油墨稀释添加有机溶剂，加上油墨本身也添加有机溶剂，因此在凹版印刷制造过程中，无法将这些有机溶剂完全去除。这些残存的有机溶剂本身均属有毒物质并具有渗透性质，有机溶剂渗入食品中，会发出刺鼻的味道使消费者不愿购买，造成业者商誉的损失，而且有机溶剂含量过高对人体会造成危害，所以事先研究如何做好防范的措施有其必要性。

关键词：食品包装印刷过程中溶剂残留研究

1前言

食品包装印刷过程中溶剂残留研究一般都是从业者依照自己的工程知识定义变量，来做好有关残留有机溶剂上的品质管制。要解决溶剂残留问题，可以由印刷前包装图案的产品设计和印刷制程两方面着手，因为在众多影响残留溶剂的因素中，有些因素可以根据预先更改产品的相关设计，进而达成想要的成果。

2印前产品设计

产品在印刷前由于物料选取的不同，所以会影响到印刷后溶剂残留量的多寡。因此针对印前产品设计影响溶剂残留量的因素做探讨，可以了解产品间溶剂残留量的差异。

2.1印纸材料方面

食品包装袋采用高分子聚合物作为材料，包括PE（聚乙烯）、NY（尼龙）、OPP（聚丙烯）、PET（聚苯二甲醇乙烯）等等，各种材质因特性不同所以用于不同种类的食品包装上。对于残留溶剂影响会因为各种聚合物在化学结构上不同[1]，透气性上有差异，造成印刷过后油墨中残留溶剂的渗透蒸发有差别，如果透气性越好的材质，其残留溶剂量相对会比较低。

印刷纸种类选择上，本研究印纸是以塑胶膜作为代表，材质上相当多样性，对于残留溶剂的影响也因透气性有所差异;在工厂中主要印刷的塑胶膜的种类有数拾种，80﹪较常用的有三种分别为：NY、PET及OPP。所以选择最常使用及样本数较多的印纸作为研究对象。

2.2油墨组成有三种成分

（1）颜料（pigment）：显现油墨色彩的颜色。

（2）树脂（resins）：黏性物质可使颜料附着于印纸上。

（3）溶剂（solvents）：用来稀释溶解树脂提升油墨的流动性。

油墨配方除了各家廠商的差别外，运用于不同印刷材质及印刷方式也会使用不同的油墨。因为不同材质的印纸有其适合的树脂种类，相对而言不同的树脂必须搭配合适的溶剂，但是溶剂会溶解树脂也可能会溶解聚合物，例如印刷在PET油墨与OPP的油墨为不同种类的油墨。如果用错种类的油墨会造成品质上的缺失而无法使用。另外对于不同性质的印刷如平版印刷、凹版印刷、凸版印刷及网版印刷，因为使用机器及加工对象的差别，也必须有不同性质油墨，及配合使用的溶剂。并且依据油墨干燥机制差异区分油墨及溶剂[2]。

油墨品牌的选择通常依赖搭配材质而改变，技术上规定何种印纸使用何种油墨，所以在油墨的选择上，依据所选用的印纸搭配适合的油墨使用，才不会造成不良品产出。

2.3溶剂

因为溶剂是用来溶解树脂会被树脂吸附，因此造成溶剂无法顺利蒸发，形成残留溶剂。在溶剂使用上，因为印纸材质的不同使用不同性质的油墨，所以印刷时添加的溶剂必须是符合油墨的性质，在一般印刷厂中溶剂的种类就有多种的组合，而选择溶剂的重点，必须对于油墨中的树脂有好的溶解力[3]，其次是能够在印刷过后快速的蒸发。在这里比较常见造成残留溶剂的溶剂种类包括甲苯、乙酸乙酯、异丙酮及甲醇等，其中以甲苯为残留中最常出现且残留量也比较高，甲苯本身是相当好的溶解树脂用溶剂，可以使油墨能够均匀的分解扩散。但是因为甲苯的沸点比较高，在烘干的过程会因为本身尚未蒸发，而油墨表皮已经结皮，造成甲苯无法散出而残留在油墨之中。另外所使用的溶剂均为调配的混合溶剂，所以油墨中添加的溶剂为混合物，其中除了包括溶解树脂的溶剂外，也有帮助其他溶剂脱离油墨的溶剂及增加油墨流动性的溶剂。

溶剂种类：在工厂中为混合溶剂有#2、LM、PPAC、MEK等四种，四种混合成分并不相同，而选择上必须搭配油墨的种类，因为业界规定各家厂牌的油墨必须使用该厂牌使用的溶剂，否则会产生不良现象，而且也会增加溶剂残留量，所以溶剂必须在选定油墨种类后才能决定。

3印刷制程中影响残留溶剂的因素

印刷过程中影响溶剂的残留有相当多的因素，而且各个环节环环相扣，这也增加控制残留溶剂的困难度。在印刷制程中影响残留溶剂的变因如下详述。

3.1烘干箱温度

温度的变化对于溶剂残留量有相当大的影响，温度较高会使溶剂蒸发速度增快，所以残留量会较低。但是温度如提升太高，反而会造成表面结皮阻碍溶剂蒸发，并形成套色不良，而且温度太高会使印纸拉伸而变形，因此温度控制必须有一定的规范。由于印刷采用套印的方式，为了使套色达到效果，所以烘干箱温度（℃）的变化从第一印刷单元由低往上提升。烘烤箱温度的取得，可以经由每一个印刷单元中的温度指示表取得。

3.2印刷速度

印刷速度对溶剂残留的影响是，因为印刷速度会影响印纸通过干燥箱的时间，当印纸通过干燥箱的时间越久，溶剂残留会较少。而印刷速度的取得，可以经由印刷机组的转速表显示出来。

3.3印刷机的长度

印刷机的长度越长，则印刷过的成品通过空气中的时间也越长，所以会使油墨有比较多的时间与空气接触，进而使溶剂挥发出去的量增加。不同印刷机组有不同的长度，必须依照机组分别量测印刷机组的长度，来区分不同的机组，以代号作为变量。

3.4送风量

抽风量是将干燥箱中的空气抽出再填入新的空气，使蒸发出来的溶剂排除以免再回渗入油墨中，而抽风量越大可以使干燥箱中的空气保持越新鲜。抽风量可以经由风速检测器，取得印刷当时的抽风量的大小。

3.5油墨粘度

印刷时为了使油墨能良好的转印于印纸上，必须将油墨调整至一定的粘度。现场工作时粘度有一定的加工条件范围，在范围内可以得到较好的油墨转印量，以及较好的色调，制造过程中必须保持此加工条件。另外油墨粘度因为时间的增加溶剂也渐渐挥发，使得粘度增加，当达到加工范围边界时，就必须再添加溶剂使油墨粘度恢复至原先的加工条件，会造成残留溶剂增加的情形。

在印刷制造过程中，上述五项变量基本上对于残留溶剂有相当大的影响，而且每个变量的改变都会影响到其余的变量。另外环境的变化对于溶剂的残留也有影响，在湿度较高天气比干燥的时候溶剂残留量来的高。

4总结

可采用印前产品设计和调整制程为建立模式的变量，其原因有下列两点。

（1）可以根据印前产品设计预测溶剂残留量，并以此为基准控制制程各项操作。

（2）调整制程各个变量，在不影响其他质量特性的情况下，尽量采用溶剂残留较低的变量。

参考文献：

[1]周四伟.复合膜生产关键控制点设定的探讨[J].印刷技术，2019，09.

[2]丘林燕.QB/T 2024-2012《凹版塑料薄膜复合油墨》内容解读[J].塑料包装， 2019，12

[3]肖世昌.食品包装印刷油墨的绿色化[J].广东印刷，2020，02.

（广州质量监督检测研究院  广东  广州  511447）