环保型铝箔上光油的研制与应用 (1)

　  【集萃网观察】包装印刷用铝箔（常分0.2mm～0.25mm的硬铝箔和0.07mm～0.09mm的软铝箔）上光油，又称罩光油和OP保护剂。本文着重阐述和介绍完全采用国产原材料，研制出的属于环保型上光油的常温固化、耐高温固化及光固化三大类型的五个品种的材料组成、配方设计和应用结果。

　　铝箔上光油的主要任务

　　铝箔上光油的主要任务是，将已经完成所有单一印刷或多色套印的精包装印刷的半成品，再涂布一层保护层。其目的是进一步促进包装印刷制品表面光泽、美观、耐酸、碱等，同时又要保护已印刷的图文墨膜。不仅增加了印刷制品的表面硬度，还具有一定的柔韧性，也能提高包装印刷正品率，提升商品包装的高附加价值。

　　从铝箔上光油的用途上，我们已经知道了它的主要任务。但人们在其应用范围上，只是将常温固化类光油用于食品包装上居多，特别是近三年来，时兴的在啤酒封口（顶）包装标识上更是色彩斑斓。一般耐高温121～160℃的上光油用于蒸煮的饮料罐厅、烟包和药品包装上。

　　随着国家药品包装容器（材料）标准到目前（2004年6月1日）实施，传统的检测依据GB12255-90仅有规格、挥发物、黏合剂涂布量差异、热封强度、保护层的耐热性等五项，开始被YBB00132002（药品包装用复合膜、袋通则）所取代。这不仅标志着我国包装制品，特别是药品包装制品同国际标准的接轨，同时也标志着传统的上光油产品的终结。环保型铝箔上光油的问世，更标志着新的上光油产品的开始。其产品的开发依据：

　　一是：（1）鉴别红外光谱；（2）外观；（3）阻隔性能（水蒸气和氧气）；（4）机械性能；（5）复合袋的热合强度（双层和多层）；（6）溶剂残留量；（7）袋的耐压性能（三边封袋和其他袋）；（8）袋的跌落性能（袋与内装物总质量和跌落高度）；（9）溶出物试验：①重金属；②易氧化物；③不挥发物；（10）微生物限度（一般复合膜、袋；外用药复合膜、袋等）（11）异常毒性。

　　二是：YBB00132002规定了（1）复合膜系指各种塑料与纸、金属或其他塑料通过黏合剂组合而形成的膜，其厚度一般不大于0.25mm；（2）复合袋系将复合膜通过热合的方法而制成的袋，按制袋形式可分为三边封袋、中封袋、风琴袋、自立袋、拉链袋等。而且明文规定了复合膜的分类、阻隔性能、机械性能、跌落性能、微生物限度指标、尺寸偏差等。笔者围绕着环保和同国际市场接轨，除物理测量外，又增加了理化指标的测量。同时由于过去溶剂总残留量为30mg/m2，现改为10mg/m2和苯残留限量3.0mg/m2。结合先采用硫代硫酸钠滴定液（0.01mol/L）滴定至近终点时，加入的淀粉指示液0.25ml，继续滴定至无色，另取水空白液同法操作，二者消耗滴定液之差不得过1.5ml的苛刻限制。加上上光油能在180-250℃，10秒不变色、不褪色、不掉色、不侧光（既有因热又有因光，既因软化点过高，又有因导电引起的）。同时还应符合以下技术要求：（1）保色性能好，经一定温度干燥图文不迁移、不泛黄、不变色或油墨墨膜不掉块；（2）有一定的光亮度、牢固度，胶粘带粘拉不脱落；（3）同白色印刷油墨或彩色油墨及底油接触时应有一定的亲和性；（4）固量高而黏度小，透明度高，特别是流平滑爽性好；（5）上光油成膜后能耐模切，不伤刀，并能耐压花、打孔等机械冲击。

　　铝箔上光油的基本组成

　　环保型铝箔包装上光油的基本组成是：树脂、溶剂、填料、助剂。目前常温铝箔包装上光油的体系中多以热塑性树脂为主，而一般耐高温（120-160℃）铝箔上光油的体系中则采用热塑性树脂，再添加少量热固性树脂或两性树脂，但耐高温（180-250℃）铝箔包装上光油体系里则以热固性树脂并兼有两性树脂。其树脂的选择有：丙烯酸树脂、硝化纤维素、聚酰胺树脂、天然松香改性树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、聚酮树脂、氨基树脂等等。其溶剂的配比则以醇、酯、酮为主，苯辅之。助剂类有流平剂、滑爽剂和微量的光稳定剂及热稳定剂等。

　　目前，关于常温固化的铝箔上光油树脂除以上介绍的外，在围绕完全无毒的同时，大多选择软化点较高的聚酰胺树脂同两性的硝化纤维素或同聚酮及萜烯树脂组成，也有采用乙烯树脂同硝化纤维素等组成，以防在一定温度下回粘。而溶剂的选择和配伍则以气味小，多元混合溶剂以实现上光油在涂布成膜过程的挥发梯度平衡（内外一齐干）。至于助剂的选择则以实惠价廉为主，以保证同质的上光油达到不同的涂布面积（量），同时在相同的涂布量时，实现最低成本和为了控制最低的溶剂总残留量和苯残留两。例如混合溶剂的组成（配方）：丙酮47.14，醋酸乙酯35.35，工业乙醇17.51，作为上光油的稀释剂。比现普遍单一采用醋酸乙酯溶剂的优点是：铝箔包装印刷上的溶剂气味小，溶剂残留量少，成膜干燥速度快，附着牢度好，光油光泽度高而稀料溶剂成本低。

　　在一般耐高温121-160℃甚至180℃的铝箔包装上光油则以改性松香酯同硝化纤维素或高软化点聚酰胺树脂或采用硝化纤维素加入氨基树脂等组成。也有采用软化点高的热塑性丙烯酸树脂添加氯醋树脂等组成的。现在耐高温（180-250℃甚至更高的上光油）铝箔包装上光油以热固性树脂同两性树脂及硅树脂等接枝混合组成。为了控制易氧化物常常引入稳定剂。为了控制异常毒性的生成，凡在树脂、溶剂、助剂甚至颜、染料分子中出现O、H、Cl等字样一律不予选用。氧化物的理论学说是：（1）元素和氧化合而成的化合物。这里所说的氧化物是指氧以单个原子参加结合而形成的离子型或共价型氧化物。此外，还有过氧化物、超氧化物、臭氧化物、有机氧化物（如环氧乙烷）等，同一元素可以有价态不同的氧化物。如：二氧化硫SO2和三氧化硫SO3；氧化亚铜Cu2O和氧化铜CuO，制备方法有：①单质或化合物在空气中或纯氧中燃烧，可得到常见氧化物；②在赤热的温度下，用水蒸气将单质氧化成氧化物；③用硝酸作氧化剂可把某些元素氧化成氧化物；④氢氧化物的脱水或碳酸盐、硝酸盐的热分解；⑤向盐溶剂中加碱，以除去沉淀氢氧化物或氧化物，然后进行脱水干燥；⑥用还原剂还原高氧化态氧化物，可得到低氧化态的氧化物。（2）金属或非金属和氧化合而成的化合物。同一元素可以有几种价数不同的氧化物。例如一氧化碳CO和二氧化碳CO2和氧化铜CuO；一氧化铁FeO，三氧化二铁Fe2O3和四氧化三铁Fe3O4等。氧化物可分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物和惰性氧化物等。

　　为了实现牢固的附着力，在该产品体系中除了严把溶解度、氢键力、表面张力、沸点及挥发速度和蒸发速率的同时，适量引入润湿助剂，有利于上光油与印刷图文墨膜的亲合性。其目的就是要绕过技术的壁垒限制，实现铝箔上光油（保护剂）的科学化和规范化。铝箔上光油的生产工艺为

　　原材料投入溶剂??投入树脂??开机分散溶解??助剂添加??刮样??测试。
  　铝箔上光油的配方举例：

　　耐高温铝箔上光油（配方一）检测报告

　　附注：1.分别于160℃和200℃条件生产使用该产品（批量涂布，见表一），其中2为综合记录）；

　　2.地点：河南凯迪药包材料有限公司

　　3.时间：2004年6月6日上午（测试日期相同）；

　　4.检测依据：GB12255-90；

　　5.铝箔采用0.024×140mm的素铝箔（PTP）；

　　6.药用铝箔检测记录（见表一）。

　　表一药用检测记录

　　1.挥发物的测定

　　取100mm×100mm两片

　　指标：≤4mg/0.02m2

　　干燥前重量（mg）1109.30

　　干燥后重量（mg）1109.30

　　挥发物(mg/0.02m2)测量结果0.20评定合格

　　2.上光油涂布量差异测量

　　取100mm×100mm五片称重

　　檫去上光油重量差值即为涂布量，求出平均值

　　各片涂布量与平均值的差，即为涂布量差异

　　指标：12.5%

　　原始重量（mg）①547.30②546.60③554.50④549.45⑤552.10

　　除去上光油重量(mg/m2)①531.70②530.80③538.20④533.40⑤535.90

　　涂布量（g/m2）①15.60②15.80③16.30④16.05⑤16.20

　　涂布量平均值（g/m2）15.99

　　涂布量差异测量结果①-2.43%②-1.18%③1.93%④0.37%⑤0.31%评定合格

　　热封强度指标：≥5.88N/15mm测量结果评定

　　10.10合格

　　保护层耐热性指标：200℃，0.2Mpa无明显粘落测量结果评定

　　无合格

　　说明的是：笔者先后在江苏省镇江市江州医药精包装股份有限公司分别将送达的耐高温上光油（配方1-5）在180-250℃干燥3-8秒后，对易氧化物的理论指标进行了四次测量，结果是：配方1为0ml，配方2为0.7ml，配方3为0ml，配方4为0.8ml，配方5为0.7ml（以上是二者消耗滴定液之差数）。

　　除此之外，笔者采用耐高温上光油加入着色剂（染料、色浆）作为一般铝箔包装印刷油墨和耐高温铝箔包装印刷油墨进行试印结果，其印刷墨膜均能达到YBBOO132002所规定的检测要求。并能与DIC的产品相媲美，且成本仅是DIC的三分之二。

　　结语

　　随着自动、省力、高速、精细、优质的铝箔包装印刷及涂布上光油（保护剂）的发展，针对市面上铝箔上光油“水平面趋同”效应的出现，高成本及残留有害物带来的弊端都一一显现出来，加上没有形成聚集效应，上光油技术水平和该产品档次难以有效地得到提高。

　　纵观全球市场经济一体化，质和量应该说是一枚硬币的两个面。因为当今科学理论不仅造就了新的包装印刷材料，而且也造就了铝箔包装印刷上光油的新产品，同时也造就了新一轮的科学基础理论知识的更新。我们只有在市场竞争中权衡利弊，才能将国产铝箔上光油的产品推广、应用到极限；只有做好售前的产品调查、介绍和售后应用技术的终端跟踪服务，才能受到国内外包装印刷用户的青睐；只有用先进的科学，才能长期而有效指导我国铝箔包装（印刷）上光油产品技术的进步！

    来源：必胜网