淺析紅色顏料的色滲透與遷移
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摘要：PE袋與EVA磨砂膜進(jìn)行熱封熱切袋，后裝進(jìn)紅色衣服，紅色會(huì)跑到外面來，染上其它衣服。再一個(gè)PE與EVA磨砂空白袋，內(nèi)裝白色衣服，外面用紅色帶子扎起來，紅色會(huì)跑到白色衣服上。請(qǐng)問是什么原因造成？
PE袋與EVA磨砂膜進(jìn)行熱封熱切袋，后裝進(jìn)紅色衣服，紅色會(huì)跑到外面來，染上其它衣服。再一個(gè)PE與EVA磨砂空白袋，內(nèi)裝白色衣服，外面用紅色帶子扎起來，紅色會(huì)跑到白色衣服上。請(qǐng)問是什么原因造成？
這是典型的紅色顏料的滲透和色遷移造成的案例，這跟油墨的色滲透和色遷移同出一個(gè)原理。在生產(chǎn)軟包袋時(shí)，可能出現(xiàn)難以防范的"滲色"(滲透)、"遷移"現(xiàn)象。在加工、貯存后期，已經(jīng)包裝了內(nèi)容物后才發(fā)現(xiàn)包裝袋有顏色滲透、遷移，因而造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。為什么會(huì)產(chǎn)生色滲透和遷移？
色遷移和色滲透是兩個(gè)不同的概念:
色遷移主要是墨層中顏料的小分子在一定溫度作用下做劇烈的布朗運(yùn)動(dòng)，從而脫離靠微弱的分子間力形成的晶格,跟隨其它有機(jī)分子一起做遷移運(yùn)動(dòng),散布顏色。
色滲透則是指塑料印刷基材上下疊合,下邊基材表面被移印了上面基材印刷的圖案。
主要原因是:印刷有墨膜的塑料薄膜聚合物中,高分子劇烈運(yùn)動(dòng),形成有間隙的孔隙,當(dāng)溫度升高時(shí),其孔隙也擴(kuò)張變大,而此時(shí),顏料分子也做劇烈的布朗運(yùn)動(dòng),它們就會(huì)擴(kuò)散,透過孔隙形成滲透。特別是青蓮色、玫紅、桃紅、紫色、蘭色等更易出現(xiàn)色滲透現(xiàn)象。
顏料分子的擴(kuò)散滲透主要是在塑料薄膜的高分子鏈熱運(yùn)動(dòng)時(shí)的非結(jié)晶區(qū)內(nèi)進(jìn)行。如尼龍膜、非線型的聚乙烯等類型的薄膜屬于無定型塑料，由于它們結(jié)晶度低，分子間隙大，特別是在高溫和濕度大的環(huán)境下，容易熱變形，吸水量大，遇熱水解。所以這類型塑料膜就越容易發(fā)生某些顏色的滲透、遷移現(xiàn)象。
EVA薄膜又稱環(huán)保薄膜，化學(xué)品中文名稱: 乙烯-醋酸乙烯共聚物 ，是由EVA原料通過流延擠出所生產(chǎn)的薄膜，是一種新一代綠色環(huán)保可降解材料，具有可生物降解，廢棄或燃燒時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成傷害，比重輕密度在0.93左右，無味，不含重金屬，不含鄰苯二甲酸鹽，高透明，柔軟及堅(jiān)韌，超強(qiáng)耐低溫（-70度），抗水，鹽份及其他物質(zhì)，高熱帖等特性。EVA由于在分子鏈中引入了醋酸乙烯單體，從而降低了高結(jié)晶度，提高了柔韌性、抗沖擊性。
舉個(gè)實(shí)例：塑料印刷品中的色遷移是承印基材印刷面上的圖案顏色在收卷或堆放階段慢慢地移到與墨膜表面緊緊接觸的其它物品上，如印刷薄膜印刷收卷后在未印刷的一面也有了印刷面的圖案顏色等。色滲透則是指塑料印刷基材被印上印刷面上的圖案顏色透過塑料薄膜而轉(zhuǎn)移到緊緊接觸其背面的其它物品上，如有些復(fù)合蒸煮袋，在蒸煮時(shí)，里面的圖案顏色會(huì)透過塑料薄膜而移印到其他接觸的袋子上，水中也會(huì)有滲出脫落的顏色。因此，蒸煮后水中會(huì)有顏色污染，同時(shí)其它袋子也會(huì)受色的污染。墨層中聯(lián)結(jié)料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䞍?nèi)部分子間力運(yùn)動(dòng)，一般也就能克服顏料分子與聯(lián)結(jié)料中樹脂分子之間的作用力，而沖破聯(lián)結(jié)料的"包圍"發(fā)生遷移。但連接料中樹脂分子的色油極性對(duì)顏料分子的運(yùn)動(dòng)遷移是有影響的，極性越強(qiáng)，遷移就越困難。例如青蓮色、桃紅等顏料在用松香樹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。
色滲透現(xiàn)象往往有以下特點(diǎn)：首先，一般發(fā)生在以尼龍膜(PE膜)為印刷外層的包裝袋，當(dāng)其它條件不變，外層薄膜更換為PET或BOPP膜時(shí)，則不會(huì)發(fā)生顏色滲透。其次，紅(玫瑰紅)、紫(深蘭)顏色容易滲透。再次，造成色滲透現(xiàn)象的兩個(gè)基本要素是溫度和濕度。色滲透主要是在一定的溫度環(huán)境下發(fā)生，印刷有墨膜的塑料薄膜聚合物中高分子劇烈運(yùn)動(dòng)，形成有間隙的孔隙。當(dāng)溫度升高時(shí)，其孔隙擴(kuò)張變大，而在此時(shí)，顏料分子也作劇烈的布朗運(yùn)動(dòng)，它們就會(huì)擴(kuò)散到塑料薄膜高分子形成的孔隙，形成色滲透。塑料薄膜高分子間形成的孔隙越大，顏料分子越容易穿過滲透，形成的色遷移越嚴(yán)重(如尼龍薄膜)。這就是色滲透和色遷移的現(xiàn)象與成因。
尼龍膜的水汽透過率為PET的20~40倍，在煮沸（高溫高濕）狀態(tài)下，水汽透過率更是以幾何數(shù)級(jí)上升�；钴S的水分子可以自由出入尼龍膜，洗滌并帶走印刷油墨中的部分顏料組分（如具有水溶性的紅色系顏料），造成色滲透(水變顏色)。內(nèi)層CPP膜以及聚氨酯膠層的透濕率僅為OPA膜的1/20~1/40，阻止了水分子往包裝袋內(nèi)層滲透，所以顏色污染內(nèi)容物的情況較少出現(xiàn)。
少量被溶解的顏料微粒（被溶解量因顏料的檔次而不同）隨著水分子向外滲透，引起殺菌鍋內(nèi)水體變色，袋與袋間顏色相互污染。因此，生產(chǎn)耐蒸煮袋時(shí)應(yīng)根據(jù)油墨的廠家提供的不同檔次的紅色油墨，選擇不易滲透且耐濕熱的紅色墨。在可能出現(xiàn)的顏色滲透紅色油墨或鋪底白墨中添加硬化劑，增加墨層的抗?jié)B透性能。
色滲透發(fā)生機(jī)理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)生顏料分子通過所需要的較大孔穴。對(duì)于經(jīng)過拉伸定向以及結(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)渥兞俊⑺俣热匀惠^低，分子鏈段運(yùn)動(dòng)困難，所以這類薄膜一般難以發(fā)生顏料色滲透問題。但對(duì)于尼龍、非線性聚乙烯等類型的薄膜來說，由于是無定型態(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，特別是尼龍有熱變形溫度不高、尺寸不穩(wěn)定、吸水量大、遇熱水易降解等缺點(diǎn)。另外，靜電也會(huì)造成色遷移的發(fā)生。墨層中顏料分子既然能夠克服內(nèi)部分子間的作用力而作布朗運(yùn)動(dòng)，一般也會(huì)克服也連結(jié)料樹脂分子之間的作用力，在靜電的同性相斥和異性相吸作用下，沖破連結(jié)料樹脂的包裹而發(fā)生遷移。例如某些用凹版塑料表印的服裝袋，在與一些有特殊性纖維材料的服飾接觸過程中，印刷有圖案的慢慢與這些服飾材料接觸摩擦，產(chǎn)生靜電作用，墨膜中的某些顏料分子會(huì)遷移到服飾材料上，并且可能滲入該服飾材料的內(nèi)部，粘污服飾，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。因此，塑料薄膜的靜電指標(biāo)在采購中也應(yīng)考慮其中。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)薄膜的滲透作用減弱。
(來自:包裝企業(yè)網(wǎng))
