浅析红色颜料的色渗透与迁移
http://www.packltd.cn 时间:2021年1月15日 关注数:1475 次 |
摘要：PE袋与EVA磨砂膜进行热封热切袋，后装进红色衣服，红色会跑到外面来，染上其它衣服。再一个PE与EVA磨砂空白袋，内装白色衣服，外面用红色带子扎起来，红色会跑到白色衣服上。请问是什么原因造成？
PE袋与EVA磨砂膜进行热封热切袋，后装进红色衣服，红色会跑到外面来，染上其它衣服。再一个PE与EVA磨砂空白袋，内装白色衣服，外面用红色带子扎起来，红色会跑到白色衣服上。请问是什么原因造成？
这是典型的红色颜料的渗透和色迁移造成的案例，这跟油墨的色渗透和色迁移同出一个原理。在生产软包袋时，可能出现难以防范的"渗色"(渗透)、"迁移"现象。在加工、贮存后期，已经包装了内容物后才发现包装袋有颜色渗透、迁移，因而造成较大的经济损失。为什么会产生色渗透和迁移？
色迁移和色渗透是两个不同的概念:
色迁移主要是墨层中颜料的小分子在一定温度作用下做剧烈的布朗运动，从而脱离靠微弱的分子间力形成的晶格,跟随其它有机分子一起做迁移运动,散布颜色。
色渗透则是指塑料印刷基材上下叠合,下边基材表面被移印了上面基材印刷的图案。
主要原因是:印刷有墨膜的塑料薄膜聚合物中,高分子剧烈运动,形成有间隙的孔隙,当温度升高时,其孔隙也扩张变大,而此时,颜料分子也做剧烈的布朗运动,它们就会扩散,透过孔隙形成渗透。特别是青莲色、玫红、桃红、紫色、兰色等更易出现色渗透现象。
颜料分子的扩散渗透主要是在塑料薄膜的高分子链热运动时的非结晶区内进行。如尼龙膜、非线型的聚乙烯等类型的薄膜属于无定型塑料，由于它们结晶度低，分子间隙大，特别是在高温和湿度大的环境下，容易热变形，吸水量大，遇热水解。所以这类型塑料膜就越容易发生某些颜色的渗透、迁移现象。
EVA薄膜又称环保薄膜，化学品中文名称: 乙烯-醋酸乙烯共聚物 ，是由EVA原料通过流延挤出所生产的薄膜，是一种新一代绿色环保可降解材料，具有可生物降解，废弃或燃烧时不会对环境造成伤害，比重轻密度在0.93左右，无味，不含重金属，不含邻苯二甲酸盐，高透明，柔软及坚韧，超强耐低温（-70度），抗水，盐份及其他物质，高热帖等特性。EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体，从而降低了高结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性。
举个实例：塑料印刷品中的色迁移是承印基材印刷面上的图案颜色在收卷或堆放阶段慢慢地移到与墨膜表面紧紧接触的其它物品上，如印刷薄膜印刷收卷后在未印刷的一面也有了印刷面的图案颜色等。色渗透则是指塑料印刷基材被印上印刷面上的图案颜色透过塑料薄膜而转移到紧紧接触其背面的其它物品上，如有些复合蒸煮袋，在蒸煮时，里面的图案颜色会透过塑料薄膜而移印到其他接触的袋子上，水中也会有渗出脱落的颜色。因此，蒸煮后水中会有颜色污染，同时其它袋子也会受色的污染。墨层中联结料色渗透的影响不是很强烈，这是因为颜料分子既然能克服内部分子间力运动，一般也就能克服颜料分子与联结料中树脂分子之间的作用力，而冲破联结料的"包围"发生迁移。但连接料中树脂分子的色油极性对颜料分子的运动迁移是有影响的，极性越强，迁移就越困难。例如青莲色、桃红等颜料在用松香树脂制作成的胶版油墨中的迁移程度，比在普通凹版复合油墨（氯化聚丙烯型）低。
色渗透现象往往有以下特点：首先，一般发生在以尼龙膜(PE膜)为印刷外层的包装袋，当其它条件不变，外层薄膜更换为PET或BOPP膜时，则不会发生颜色渗透。其次，红(玫瑰红)、紫(深兰)颜色容易渗透。再次，造成色渗透现象的两个基本要素是温度和湿度。色渗透主要是在一定的温度环境下发生，印刷有墨膜的塑料薄膜聚合物中高分子剧烈运动，形成有间隙的孔隙。当温度升高时，其孔隙扩张变大，而在此时，颜料分子也作剧烈的布朗运动，它们就会扩散到塑料薄膜高分子形成的孔隙，形成色渗透。塑料薄膜高分子间形成的孔隙越大，颜料分子越容易穿过渗透，形成的色迁移越严重(如尼龙薄膜)。这就是色渗透和色迁移的现象与成因。
尼龙膜的水汽透过率为PET的20~40倍，在煮沸（高温高湿）状态下，水汽透过率更是以几何数级上升。活跃的水分子可以自由出入尼龙膜，洗涤并带走印刷油墨中的部分颜料组分（如具有水溶性的红色系颜料），造成色渗透(水变颜色)。内层CPP膜以及聚氨酯胶层的透湿率仅为OPA膜的1/20~1/40，阻止了水分子往包装袋内层渗透，所以颜色污染内容物的情况较少出现。
少量被溶解的颜料微粒（被溶解量因颜料的档次而不同）随着水分子向外渗透，引起杀菌锅内水体变色，袋与袋间颜色相互污染。因此，生产耐蒸煮袋时应根据油墨的厂家提供的不同档次的红色油墨，选择不易渗透且耐湿热的红色墨。在可能出现的颜色渗透红色油墨或铺底白墨中添加硬化剂，增加墨层的抗渗透性能。
色渗透发生机理除了与颜料本身的特性如分子量、受水作用影响程度有关外，还与薄膜的特性有关。颜料对薄膜的扩散渗透受聚合物分子的极性、结晶度、密度、分子排列的影响，取决于薄膜聚合物中高分子链进行热运动时，高分子之间形成孔穴的大小，以及当温度提高时孔穴扩张的情况。扩散渗透主要在非结晶区域进行。当温度较低时，颜料是不容易穿过薄膜的，这是因为低温时，颜料分子的能量较低，既不易克服分子间力，同时高分子链段的运动幅度较小，不足以产生颜料分子通过所需要的较大孔穴。对于经过拉伸定向以及结晶度较高的薄膜如PET、BOPP、HDPE等，由于分子排列规整度较高，即使在较高的温度下，其总蠕变量、速度仍然较低，分子链段运动困难，所以这类薄膜一般难以发生颜料色渗透问题。但对于尼龙、非线性聚乙烯等类型的薄膜来说，由于是无定型态，结晶程度低，分子间隙大，在较高温度时就易发生色渗透现象，特别是尼龙有热变形温度不高、尺寸不稳定、吸水量大、遇热水易降解等缺点。另外，静电也会造成色迁移的发生。墨层中颜料分子既然能够克服内部分子间的作用力而作布朗运动，一般也会克服也连结料树脂分子之间的作用力，在静电的同性相斥和异性相吸作用下，冲破连结料树脂的包裹而发生迁移。例如某些用凹版塑料表印的服装袋，在与一些有特殊性纤维材料的服饰接触过程中，印刷有图案的慢慢与这些服饰材料接触摩擦，产生静电作用，墨膜中的某些颜料分子会迁移到服饰材料上，并且可能渗入该服饰材料的内部，粘污服饰，造成一定的经济损失。因此，塑料薄膜的静电指标在采购中也应考虑其中。用时，容易渗透某些颜色，但在干燥状态时，这些颜料对薄膜的渗透作用减弱。
(来自:包装企业网)
