色遷移與色滲透問(wèn)題剖析

色遷移與色滲透問(wèn)題剖析塑料薄膜印刷結(jié)束后，在收卷、熟化、成品堆積及用戶后處理加工和使用階段，有時(shí)會(huì)發(fā)生色遷移與色滲透問(wèn)題。色遷移指印刷面的圖案顏色影印到緊密接觸的薄膜或其他物品上，如收卷后在未印刷的一面也有了印刷面淡淡的圖案。色滲透指印刷面的圖案顏色透過(guò)薄膜而影印到緊密接觸的薄膜或其他物品上，如蒸煮袋在蒸煮時(shí)圖案中的某些顏色透過(guò)薄膜而影印在接觸的其他袋子上，水中也有了脫落的顏色.由于印刷企業(yè)對(duì)色遷移與色滲透問(wèn)題的認(rèn)識(shí)不足，原因探究不夠，并且問(wèn)題發(fā)生在加工處理后期，因而往往給企業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失.色遷移與色滲透問(wèn)題的發(fā)生總的來(lái)講是由于分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,由于分子運(yùn)動(dòng)受溫度影響，因而溫度越高，色遷移與色滲透的現(xiàn)象越嚴(yán)重。下面分別闡明色遷移與色滲透的發(fā)生因素和發(fā)生機(jī)理。—、色遷移色遷移的發(fā)生主要與墨層中顏料的分子量及溫度有關(guān)，對(duì)于某些顏料來(lái)說(shuō)，也與顏料接觸到的物體如空氣、基材等所含的水分有關(guān)。顏料分子量越大，則分子間的作用力、分子質(zhì)量及體積也相應(yīng)增加，分子移動(dòng)時(shí)的空間位阻以及所需要的能量就要提高；當(dāng)顏料的分子量小,在一定溫度時(shí)，顏料分子就能脫離靠微弱分子間力形成的晶格而運(yùn)動(dòng)，就像大家所熟知的單質(zhì)碘晶體的升華現(xiàn)象也是這個(gè)道理。根據(jù)對(duì)顏料分子量及試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)若顏料（色淀顏料應(yīng)是解離后的母體染料,見(jiàn)后）的分子量超過(guò)500時(shí)，這種顏料在攝氏100多度左右一般就不易發(fā)生遷移.我們下面來(lái)具體分析研究一下有關(guān)顏料的組成和微觀結(jié)構(gòu)與遷移性能的關(guān)系。1、碳黑。黑墨的著色顏料是碳黑，有槽法碳黑和爐法碳黑，是有機(jī)氣體不完全燃燒的產(chǎn)物。簡(jiǎn)單理解碳黑的組成是碳元素，微觀結(jié)構(gòu)好象是單個(gè)碳原子構(gòu)成.但實(shí)質(zhì)上完全不是這樣，因?yàn)樘荚油鈱佑?個(gè)電子，可以和另外4個(gè)碳原子形成4個(gè)共價(jià)單鍵，所以碳黑的結(jié)構(gòu)是單個(gè)碳原子靠共價(jià)鍵相互連接起來(lái)形成的正四面體方式的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的碳原子集合體,這種碳原子集合體是構(gòu)成碳黑的最基本的原始粒子，原始粒子通過(guò)再結(jié)合或者附聚在一起而成為較大的基本顆粒.據(jù)報(bào)道，科技人員通過(guò)特殊方法制得了碳原子數(shù)最少為24的管狀碳顆粒。由此可見(jiàn)，構(gòu)成碳黑的基本原始粒子的相對(duì)質(zhì)量不再是12，而是很大，碳原子之間以共價(jià)鍵相連，因而碳原子也不容易以單個(gè)原子方式脫離開(kāi).碳黑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，相對(duì)質(zhì)量大，所以黑墨很難發(fā)生遷移。2、鈦白。白墨的著色顏料是鈦白，其基本組成單元為二氧化鈦，化學(xué)式為T(mén)iO2。我們知道，鈦元素原子序數(shù)為22,位于周期表第W付族，外層電子結(jié)構(gòu)為：鈦原子與氧原子結(jié)合形成二氧化鈦時(shí)，外層軌道發(fā)生雜化，共形成6個(gè)雜化軌道，其中4個(gè)雜化軌道形成了4個(gè)共價(jià)鍵，鈦原子外層此時(shí)還空余兩個(gè)雜化軌道，由于氧原子外層尚各有兩對(duì)孤對(duì)電子，能提供給鈦原子形成配位鍵，因而二氧化鈦分子就不像二氧化碳分子那樣為直線型單個(gè)結(jié)構(gòu)，而是靠配位鍵連接起來(lái)形成的立體網(wǎng)狀的大分子晶體結(jié)構(gòu)，如金紅石型和銳鈦型兩種晶格。這樣，由于配位鍵能高二氧化鈦也不容易以單個(gè)的TiO2分子形式脫離晶格，所以白墨也很難發(fā)生遷移.3、酞菁藍(lán)和酞菁綠。酞菁藍(lán)即銅酞菁，為一個(gè)大型多環(huán)平面分子，分子量為576，銅酞菁高鹵代后為酞菁綠，因而酞菁綠的分子量要高于酞菁藍(lán)。酞菁顏料分子量大，具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，500°C升華而不分解的耐熱性等，所以也難以發(fā)生遷移。4、 偶氮顏料。對(duì)于單偶氮顏料來(lái)說(shuō)，由于分子量小，所以比較容易發(fā)生遷移;對(duì)于雙偶氮顏料及縮合偶氮顏料來(lái)說(shuō)，例如聯(lián)苯胺黃、顏料紅44等，由于大大提高了分子量，所以就不易發(fā)生遷移.5、 色淀顏料。這種類(lèi)型的顏料發(fā)生遷移的情況取決于顏料中母體染料的分子量。因?yàn)榧词惯@種顏料的分子量大大超過(guò)了500，但由于受水分的作用，顏料晶體可以解離為母體染料及其他小分子基團(tuán)，溫度升高時(shí)，這種解離作用加劇。因此，色淀顏料總的來(lái)說(shuō)比較容易發(fā)生遷移，例如青蓮色源、桃紅等。6、 雜環(huán)顏料.如永固紫，屬二嗯嗪類(lèi)，由于分子量大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因而也不容易發(fā)生遷移。二、色滲透色滲透發(fā)生機(jī)理比色遷移復(fù)雜，除了與顏料本身的特性如分子量、受水作用影響程度有關(guān)外，還與薄膜的特性有關(guān)。顏料對(duì)薄膜的擴(kuò)散滲透受聚合物分子的極性、結(jié)晶度、密度、分子排列的影響,取決于薄膜聚合物中高分子鏈進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)時(shí)高分子之間形成孔穴的大小以及當(dāng)溫度提高時(shí)孔穴擴(kuò)張的情況，擴(kuò)散滲透主要在非結(jié)晶區(qū)域進(jìn)行。當(dāng)溫度較低時(shí)，顏料是不容易穿過(guò)薄膜的，這是因?yàn)榈蜏貢r(shí)顏料分子的能量較低，既不易克服分子間力，同時(shí)高分子鏈段的運(yùn)動(dòng)幅度較小，不足以產(chǎn)生顏料分子通過(guò)所需要的較大孔穴.對(duì)于經(jīng)過(guò)拉伸定向以及結(jié)晶度較高的薄膜如PET、BOPP、HDPE等，由于分子排列規(guī)整度較高，即使在較高的溫度下，其總?cè)渥兞?、蠕變速度仍然較低，分子鏈段運(yùn)動(dòng)困難，所以這類(lèi)薄膜一般難以發(fā)生顏料色滲透問(wèn)題。但對(duì)于尼龍、非線型聚乙烯等類(lèi)型薄膜來(lái)說(shuō)，由于是無(wú)定型態(tài)，結(jié)晶程度低，分子間隙大，在較高溫度時(shí)就易發(fā)生色滲透現(xiàn)象，特別是尼龍有熱變型溫度不高、尺寸不穩(wěn)定、吸水量大、遇熱水易降解等缺點(diǎn)，所以用尼龍薄膜制作的蒸煮袋、水煮袋使用時(shí)容易滲透某些顏色。但在干燥狀態(tài)時(shí)，這些顏料對(duì)尼龍薄膜的滲透作用減弱，這是因?yàn)橄怂輰?duì)尼龍薄膜及顏料的雙重影響.墨層中連接料對(duì)色遷移和色滲透的影響不是很強(qiáng)烈，這是因?yàn)轭伭戏肿蛹热荒芸朔?nèi)部分子間力運(yùn)動(dòng)，一般也就能克服顏料分子與連接料中樹(shù)脂分子之間的作用力而沖破連接料的“包圍”發(fā)生遷移。但連接料中樹(shù)脂分子的極性對(duì)顏料分子的運(yùn)動(dòng)遷移是有影響的，極性越強(qiáng)，遷移一般就越困難。例如青蓮色源、桃紅等顏料在用松香樹(shù)脂制作成的膠版油墨中的遷移程度比在普通凹版復(fù)合油墨（氯化聚丙烯型）低，也就是這個(gè)原因。由此可見(jiàn),色遷移與色滲透發(fā)生的原因是由于墨層中的顏料、溫度、濕度、薄膜本身特性等方面共同作用的結(jié)果。要防止色遷移與色滲透的發(fā)生，塑料包裝印刷企業(yè)必須認(rèn)真做好如下工作：1、 認(rèn)真咨詢塑料薄膜及油墨生產(chǎn)企業(yè),了解其產(chǎn)品特性.如新東方油墨集團(tuán)有限公司對(duì)本公司生產(chǎn)的每一種油墨的色遷移和色滲透性能都做了詳細(xì)研究，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并熱情向用戶提供技術(shù)指導(dǎo)。2、 加強(qiáng)對(duì)油墨、塑料薄膜適用性的確認(rèn)。要注意各種材料能否配伍使用.特別是在較高溫度情況下使用尼龍、非線型聚乙烯類(lèi)型的薄膜需要反復(fù)試驗(yàn)試用成功幾次后，才能擴(kuò)大批量使用，并記錄這時(shí)所采用的工藝參數(shù)。因?yàn)榇蠖鄶?shù)原材料生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的使用都有一定局限性，無(wú)法控制及照顧到各類(lèi)用戶后處理加工及進(jìn)一步深加工和使用的方方面面，對(duì)下游產(chǎn)品的加工處理及后續(xù)產(chǎn)品的使用的了解也不一定很全面。3、 保持生產(chǎn)