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印刷聚乙烯薄膜變色機理(下)

2010/8/18 14:13:12 人評論

觀察及實驗結(jié)果
  首先,空白樣品未顯示變色。其次,變色的樣品油墨中均含有硝酸纖維素與聚酰胺(或硝酸纖維素與聚氨酯)。油墨中僅含一種樹脂的樣品未顯示變色。第三,敞開放置的樣品未變色。第四,只有印刷了含BHT或其它酚類抗氧劑油墨的樣品才顯示變色。最后,油墨中酚類抗氧劑含量較高的樣品的變色甚于含量較低的樣品。綜上所述,下列條件需要列入變色起因之中:
  ◆ 必須含有酚類抗氧劑;
  ◆ 油墨必須含硝酸纖維素與聚酰胺(或硝酸纖維素與聚氨酯);
  ◆ 升高的溫度;
  ◆ 封閉的環(huán)境。
  結(jié)論
  上述結(jié)果可以得出以下結(jié)論:
  1. 油墨組分之間反應(yīng)形成副產(chǎn)物,與薄膜抗氧劑進行反應(yīng),從而引起變色;或者油墨直接與薄膜抗氧劑反應(yīng)引起變色。
  2. 油墨或副產(chǎn)物與薄膜抗氧劑之間的反應(yīng)在溫度升高或密閉系統(tǒng)中得到加速。
  3. 薄膜泛黃與薄膜中抗氧劑的濃度直接相關(guān)。
  對于未解決的問題,要求進行進一步的調(diào)查:
  ◆ 與抗氧劑之間直接或間接的反應(yīng);
  ◆ 油墨顏料在反應(yīng)中的作用;
  ◆ 薄膜中鈦白粉在變色現(xiàn)象中的作用;
  ◆ 副產(chǎn)物是否屬遷移性或氣態(tài)。

  階段3:實驗2的設(shè)計,但不加任何顏料。這些透明的清漆被印刷到不透明聚乙烯薄膜上,與透明聚乙烯薄膜進行比較。兩種薄膜均加入相同的酚類抗氧劑,即階段2中導(dǎo)致最深變色程度的那種。露置條件被限制于120 oF、密閉的玻璃罐中。
  以下的實驗被用于測定反應(yīng)物質(zhì)是否會從聚乙烯薄膜中遷移,或本身是否氣態(tài)??瞻拙垡蚁┍∧悠繁恢糜诿荛]儲罐底部,同時印刷的薄膜樣品被懸掛于儲罐的蓋子底下。儲罐被加熱至120 oF。
  觀察及實驗結(jié)果
  ◆ 透明印刷薄膜顯示變色,但程度低于不透明印刷薄膜。
  ◆ 使用油墨樹脂混和物(清漆)的結(jié)果與顏料著色的結(jié)果相同,均導(dǎo)致所有樣品的變色。
  ◆ 置于同一儲罐中與印刷薄膜樣品一起的空白不透明薄膜樣品也顯示變色,即使其并未與印刷薄膜直接接觸。
  結(jié)論
  已有足夠的事實證明色漿與著色劑對透明薄膜的視覺影響小于對不透明薄膜的影響。因此即便透明薄膜內(nèi)的褪色程度相對較低,仍可得出鈦白粉在薄膜褪色中不起作用的結(jié)論。同樣地,根據(jù)前述研究結(jié)果,因為不加顏料的清漆同加有顏料的印刷油墨一樣會引起薄膜的變色,可以得出結(jié)論:油墨中所含的顏料(除遷移性的染料外)在薄膜變色中沒有積極作用。
  有趣的是,在與印刷薄膜同處一室的空白薄膜樣品雖然并未與印刷薄膜有任何物理上的接觸,也發(fā)生了泛黃現(xiàn)象,這說明其中有氣態(tài)的副產(chǎn)物存在。很明顯在密閉系統(tǒng)中氣態(tài)材料的濃度會上升,但在開放的系統(tǒng)中氣態(tài)材料將散發(fā)而不會集中。
  這一結(jié)論與生產(chǎn)現(xiàn)場的觀察結(jié)果是一致的:在現(xiàn)場收縮包裝的印刷樣品會變色,而儲藏于瓦楞箱中的樣品則不變色。

  階段4:副產(chǎn)物的確定及其與薄膜的反應(yīng)
  為了完整地了解變色過程,我們進行了下述調(diào)查:
  ◆ 樹脂反應(yīng)形成活性副產(chǎn)物;
  ◆ 副產(chǎn)物與薄膜之間的反應(yīng);
  ◆ 污點的形成機理。
  溫度升高時,密閉儲罐中會產(chǎn)生大量的多脂混合物。我們對混合物上方的空間進行了分析。分析結(jié)果顯示NOx化合物的含量升高。眾所周知,硝酸纖維素分解會形成NOx化合物。
  此外,在化學(xué)中大家知道,許多氧化劑(如NOx)與酚類抗氧劑反應(yīng)會形成醌結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)是一種發(fā)色劑。該反應(yīng)在紫外光下為可逆反應(yīng),因此泛黃的顏色在光線下又會退卻。
  結(jié)論
  上述調(diào)查為油墨、(薄膜)基質(zhì)、環(huán)境及工藝條件在印刷薄膜變色中所起的作用提供了完整的解釋。它也為加工商指出了一項防止薄膜變色的臨時修正措施,即在收縮包裝薄膜的不同位置穿幾個孔,這樣當(dāng)它被放置于印刷薄膜卷上時可讓NOx氣體逸出。
  但除此之外必須采取長期的修正措施。通過在油墨配方中選用恰當(dāng)?shù)目寡鮿┘捌湓诒∧どa(chǎn)中的含量,可以杜絕變色現(xiàn)象的發(fā)生。采取該措施后又進行了三年多的監(jiān)測,再未發(fā)生過一例變色現(xiàn)象。
  此次研究的實驗表明在升高的溫度下會發(fā)生變色,因此必須注意在室溫下也有可能發(fā)生相同的現(xiàn)象,但是在較長的時間內(nèi)。

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