يُعد الحصول على اللزوجة الصحيحة أمرًا بالغ الأهمية لأحبار الأوفست عند تشغيل الطابعات بسرعة تزيد عن 400 متر في الدقيقة. تعمل معظم الأحبار القائمة على المذيبات بشكل جيد عند لزوجة تتراوح بين 50 إلى 150 سنتيبويز، حيث توجد نقطة التوازن التي تسمح لها بالتدفق بشكل مناسب مع الاحتفاظ بالصبغات دون ترسبها. تحتاج الأحبار القابلة للعلاج بالأشعة فوق البنفسجية إلى قوام أكثر سماكة، عادة بين 80 و200 سنتيبويز، لمنع بدء عملية العلاج مبكرًا على أسطوانات الطابعة. تعمل الخيارات القائمة على الماء بشكل أفضل عند لزوجة منخفضة، حوالي 20 إلى 80 سنتيبويز، مما يسمح لها بالانغماس بسرعة في أفلام البلاستيك نظرًا لأن هذه المواد لا تمتص الرطوبة بشكل كبير. أظهرت دراسات نشرها MDPI في عام 2020 أن الخروج عن هذه النطاقات الموصى بها يؤدي إلى مشاكل في زيادة مساحة النقاط (Dot Gain) بنسبة تتراوح بين 15٪ إلى 25٪، مما يؤثر بشكل كبير على وضوح الطباعة النهائية.
يُقصد بظاهرة تقليل اللزوجة تحت القص (Shear thinning) بشكل أساسي أن تصبح المادة أقل لزوجة أو أكثر سيولة عندما تُطبق عليها قوة. تتيح هذه الخاصية لحبر الطباعة الفلكسوغرافية (Flexographic) أن يتحرك بسهولة عبر معدات الطباعة بسرعات عالية دون أن يفقد شكله بمجرد وصوله إلى سطح الطباعة. على سبيل المثال، تُقلل أغلب أحبار الطباعة الفلكسوغرافية المعالجة بأشعة فوق البنفسجية (UV flexo inks) من سماكتها بنسبة تتراوح بين 40 إلى 60 بالمئة عندما تتعرض لقوى قص تتجاوز 5000 ثانية⁻¹. وهذا يُحدث فرقاً كبيراً في الحصول على خطوط طباعة نظيفة ويقلل من رشح الحبر غير المرغوب فيه، وهو مشكلة شائعة عندما تصل سرعة الماكينات إلى أكثر من 600 متر في الدقيقة. وبحسب بعض الاختبارات الحديثة التي نُشرت السنة الماضية في ScienceDirect، فإن مُصنعي الطباعة الذين يضبطون خصائص تقليل اللزوجة تحت القص في أحبارهم بدقة، يحققون في المجمل هدراً أقل في المواد بنسبة 18 بالمئة تقريباً مقارنة بالأحبار التقليدية.
للعمل بشكل صحيح، تحتاج الطباعة الفلكسوغرافية عالية السرعة إلى تعاون جميع المكونات معًا بسلاسة، بما في ذلك نظام قياس الحبر، ومواصفات أسطوانة الأنيلوكس الصحيحة، ولوحات ذات جودة عالية. عندما يستخدم المطابعون أسطوانات أنيلوكس بخط 250 إلى 400 خط في البوصة مع شفرات دكتور مغلقة، فإنهم يلاحظون تقليلًا بنسبة 30 بالمئة تقريبًا في المشكلات المتعلقة بتغير لزوجة الحبر. وهذا يحافظ على استقرار سمك فيلم الحبر في معظم الأوقات ضمن نطاق زائد أو ناقص 0.1 ميكرومتر. وقد أظهرت الاختبارات الميدانية في عدة ورش طباعة شيئًا مثيرًا للاهتمام أيضًا. فالأحبار القائمة على الماء والملصقة بسمك 12 إلى 15 ميكرومتر تتحكم في زيادة النقطة (dot gain) بحيث تظل أقل من 8 بالمئة حتى عند التشغيل بسرعات تصل إلى 450 متر في الدقيقة. وهذا أفضل بكثير مما يحدث في الإعدادات غير المُحسَّنة، حيث يمكن أن تصل زيادة النقطة إلى 22 بالمئة. إن مطابقة خصائص الحبر مع طريقة تشغيل المطبعة تحدث فرقًا حقيقيًا. وتشير تقارير معظم الشركات المصنعة إلى أن ثبات اللون يظل ضمن نطاق أقل من 2 بالمئة من التغير طوال فترات الإنتاج الطويلة عند السرعات القصوى.
تلعب تركيبة الحبر دوراً كبيراً في تحديد سرعة جفافه وكفاءة عمل المطبعة بشكل عام. ويعتمد ذلك بشكل رئيسي على نوع الراتنجات المستخدمة ومدى سرعة تبخر المذيبات والتوازن بين مختلف المضافات. أظهرت التطورات الحديثة أن الأنظمة المذيبة الحديثة تعتمد على راتنجات ذات لزوجة منخفضة، والتي تطلق مذيباتها بسرعة تزيد بنسبة 22% مقارنة بالتركيبات القديمة، وفقاً لتقرير اتجاهات التعبئة 2023. كما حققت الأحبار القائمة على الماء تقدماً أكبر، حيث بلغت زيادة سرعة التجفيف حوالي 35% بفضل البوليمرات المستقرة من حيث الرقم الهيدروجيني التي تحتويها. تعني هذه التطورات أن احتمال تجمع الحبر يصبح أقل بكثير عند التشغيل بسرعات تتجاوز 400 متر في الدقيقة. ويمكن للمحلات الطباعية التشغيل المستمر لمدة 8 ساعات مع توقفات قليلة جداً، لأن الهدر الناتج عن مشاكل التجفيف ينخفض اليوم إلى أقل من نصف بالمائة.
أحدث التطورات في تقنيات الأشعة فوق البنفسجية (UV)، وحزمة الإلكترونات (EB)، والليد (LED) قد غيرت تمامًا طريقة تصلب الأحبار تقريبًا بشكل فوري من خلال تفاعلات كيميائية تُفعّل بواسطة الضوء. وفي مجال الطباعة الفلكسوغرافية باستخدام الأشعة فوق البنفسجية، تتشكل عادةً روابط قوية داخل الحبر خلال نصف ثانية تقريبًا بعد تعرضه لموجات ضوئية تتراوح أطوالها بين 200 إلى 450 نانومتر. وهذا يسمح للمطابع بتحقيق إنتاجية عالية جدًا تصل إلى نحو 750 مترًا في الدقيقة دون أن يؤثر ذلك على المادة الأساسية أو يسبب تشويهًا أو تلفًا لها. وبالحديث عن الكفاءة، فإن أنظمة الليد (LED) تستهلك حوالي 60 بالمئة أقل من الطاقة مقارنة بالمصابيح القديمة التي تعتمد على بخار الزئبق وفقًا لأحدث الأبحاث الصادرة عن منظمة RadTech في عام 2024. وهناك ميزة إضافية لتقنية حزمة الإلكترونات (EB) أيضًا، وهي أنها لا تحتاج إطلاقًا إلى مُحفزات كيميائية، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لتغليف الأغذية حيث تكون متطلبات السلامة صارمة للغاية.
الوصول إلى التجفيف الحراري الصحيح يُعدّ أمرًا بالغ الأهمية عند تشغيل الطباعة الفلكسوغرافية باستخدام الأحبار القائمة على المذيبات وبسرعات عالية، خاصةً إذا أردنا الالتزام بتلك اللوائح البيئية الصارمة. تحتوي العديد من آلات الطباعة الحديثة الآن على أنظمة تجفيف ذكية مزودة بما يُعرف باسم المُكَوِّمات الحرارية التجددية أو ما يُعرف اختصارًا باسم RTOs. تتمكن هذه الأنظمة من استعادة ما يقارب 85 بالمئة من الحرارة الناتجة من غازات العادم. ما يجعل هذا الأسلوب مميزًا هو قدرته على تدمير ما يقارب 99.9 بالمئة من المركبات العضوية المتطايرة بكفاءة عالية، إلى جانب تقليل فاتورة الطاقة بين 18 إلى 22 دولارًا في الساعة وفقًا للتقارير الصادرة عن القطاع الصناعي في العام الماضي. والأفضل من ذلك؟ أن هذا الترتيب يعمل بكفاءة عالية حتى عندما تكون الآلات قيد التشغيل بسرعات مذهلة تصل إلى 600 متر في الدقيقة، مما يتيح الامتثال لجميع معايير الانبعاثات الأوروبية دون أي عناء.
تلتصق أحبار الفلكسو بشكل جيد بتلك المواد البلاستيكية صعبة التصاق مثل البولي إيثيلين الذي يمتلك توتر سطحيًا يتراوح بين 35-38 مللي نيوتن/متر والبولي بروبيلين عند حوالي 29-31 مللي نيوتن/متر بفضل كيمياء الراتنج المصممة خصيصًا. عندما نقارن طريقة عمل هذه الأحبار مع الورق أو الكرتون، فإن البلاستيك يحتاج إلى روابط كيميائية فعلية بدلًا من الالتصاق الميكانيكي فقط. هذا هو السبب في أن الصيغ الحديثة للأحبار تحتوي غالبًا على بولي يوريثينات معدلة تشكل روابط فعلية مع جزيئات البلاستيك نفسها. كما حقق بعض المصنعين تقدمًا كبيرًا باستخدام راتنجات مبنية على الأكريليت أيضًا. يمكن لهذه الراتنجات خفض زاوية التلامس بشكل كبير بحيث تنتشر الأحبار بشكل صحيح على السطح حتى في حالة عدم وجود معالجة كورونية. أكدت الأبحاث في مجال التصاق طباعة الفلكسو أن هذا الأسلوب يعمل بشكل جيد للغاية في الممارسة العملية عبر مختلف التطبيقات.
| عامل | النطاق المستهدف | التأثير على التصاق |
|---|---|---|
| الطاقة السطحية (بعد المعالجة) | ≥40 مللي نيوتن/متر | يُمكّن من انتشار الحبر وارتباطه |
| جرعة الكورونا | 8–12 واط·دقيقة/م·² | يؤكسد السطح لتكوين مجموعات قطبية |
| نقطة انتقال الزجاج للراتنج (Tg) | -10°م إلى 25°م | يوّزن بين المرونة ومقاومة الحرارة |
عند خضوع البولي بروبيلين لعلاج الكورونا، ترتفع طاقته السطحية لتصل إلى حوالي 45-50 ملي نيوتن/متر، وذلك لأن العملية تضيف مجموعات هيدروكسيلية وكاربونيلية إلى السطح. مما يجعل من الأسهل بكثير التصاق المواد معًا كيميائيًا. في الطباعة الفلكسوغرافية ذات المذيبات المائية، يستخدم المصنعون غالبًا كوبوليمرات أكريلية تمتلك أرقامًا حمضية تتراوح بين 80 و120 مليغرام KOH لكل غرام. هذه المواد تساعد في تكوين روابط أقوى عبر التفاعلات الهيدروجينية. أما الأنظمة ذات المذيبات فتتبع منهجًا مختلفًا تمامًا. عادةً ما تخلط مكونات البوليستر والبولي يوريثين حيث تحتوي حوالي 20-35% من المادة على مجموعات هيدروكسيلية. عند دمجها مع مواد تصلب الإيزوسيانات أثناء عملية التصلب، فإن هذه التركيبات تنتج طلاءات قوية جدًا تدوم لفترة أطول على الأسطح المطبوعة.
تتميز أحبار الفلكسو عادة بالالتصاق الجيد بالمواد مثل طبقات البولي إيثيلين تيريفثاليت/البولي إيثيلين (PET/PE) وطبقات أكسيد البولي بروبلين المزدوج (BOPP/CPP)، حيث تحتفظ بتصنيف التصاق يبلغ حوالي 4B وفقًا لمعايير ASTM D3354 عندما تستخدم تلك الطرق الخاصة ذات التصلب المزدوج. كما تتميز إصدارات الفلكسو بالأشعة فوق البنفسجية بأنها مثيرة للإعجاب أيضًا، حيث تحتفظ بما يقارب 98% من قوتها اللاصقة حتى بعد مرور ثلاثة أيام في ظروف تبلغ درجة حرارتها 60 مئوية ونسبة الرطوبة فيها تقارب 95%. وتحدث هذه النتيجة لأنها تكوّن شبكات ارتباط مع طلاءات البثق. أما بالنسبة لأحبار النيتروسيلولوز القائمة على المذيبات، فإنها تعمل بشكل ممتاز على الحقائب المقاومة للحرارة. فهي قادرة على تحمل أكثر من 500 اختبار ثني دون فشل، وهو أمر ملحوظ للغاية. يحدث هذا لأن الراتنجات تحتوي على كمية مثالية من المرونة، حيث يتراوح معامل المرونة بين 1.2 إلى 1.8 جيجا باسكال في درجة حرارة الغرفة.
تحقيق نتائج جيدة من الطباعة ذات السرعة العالية يعني ضبط لزوجة الحبر بدقة بما يتناسب مع طريقة عمل المطبعة. أظهرت أبحاث حديثة في علم الرئولوجيا (Rheology) اكتشافًا مثيرًا للاهتمام حول أحبار الفلكسو UV. وفقًا لدراسة من العام الماضي، تعمل هذه الأحبار بشكل أفضل عندما تكون في نطاق 90 إلى 120 سنتيبويز مع استخدام أسطوانات أنيلوكس (Anilox Rolls) تتراوح بين 600 و 1200 خط في البوصة. ما يجعل هذا التوليف فعّالًا هو الطريقة التي تقلّ بها هذه الأحبار في اللزوجة تحت تأثير الإجهاد القصي (Shear Stress)، مما يسمح لها بالتدفق بسلاسة أثناء اقتراب صفائح الطباعة بسرعة. وفي الوقت نفسه، تحافظ على حواف نظيفة ونقاط دقيقة، وهو أمر بالغ الأهمية عند إعادة إنتاج الصور أو النصوص المفصّلة.
عند التشغيل بسرعة تزيد عن 600 متر في الدقيقة، يجب أن يتبخر المذيب أسرع من 0.8 غرام لكل متر مربع في الثانية لتجنب مشاكل التصحيح. وبحسب ما ذكرته مجلة Packaging Frontiers السنة الماضية، فإن الأنظمة الجديدة من الراتنجج قللت مشاكل الضباب الناتج عن الحبر بنسبة تقارب 42%. تعمل هذه الأنظمة بشكل أفضل لأنها تخلق تماسكاً أقوى بين الجسيمات، لذلك لا ينكسر الحبر عندما يتعرض لقوى الدوران الشديدة أثناء الطباعة. وتمكن أحدث الصيغ الهجينة من الجمع بين خصائص الجفاف السريع والاستقرار السائل الجيد. وهذا يعني أن الطابعات يمكنها الحفاظ على جودة الإخراج حتى عند دفع الآلات إلى أقصى حدودها بهذه السرعات العالية دون التأثير على الاتساق عبر الإنتاج الطويل.
لقد حققت إحدى شركات المشروبات الغازية الكبرى مؤخراً ما يقارب 98.6% من وقت تشغيل الآلات عندما انتقلت إلى هذه الأحبار الهجينة الخاصة للطباعة الفلكسوغرافية، والتي تستخدم أشعة فوق البنفسجية والمذيبات معاً، وتعمل بسرعة تبلغ حوالي 610 متر في الدقيقة. وقد قللت هذه الطريقة الجديدة المزدوجة من استخدام الطاقة في الأفران بنسبة 37 تقريباً، وهو أمر مثير للإعجاب بشكل خاص إذا أخذنا بعين الاعتبار أنهم حافظوا على فروقات الألوان دون 0.3% طوال فترات العمل الطويلة التي تمتد لـ 18 ساعة. ما يثبت هذا هو أنه عندما يخصص المصنعون الوقت الكافي لاختيار الأحبار المناسبة لقدرات الطابعات بدقة، فإنهم يستطيعون التشغيل بسرعات هائلة دون القلق بشأن تغير الألوان أو مواجهة مشاكل في التعامل مع مواد مختلفة. النتيجة النهائية؟ إن التكامل الذكي هو ما يصنع الفرق بين الاكتفاء بالمرور العادي في الإنتاج والتفوق الحقيقي فيه.
بفضل التحسينات في تكنولوجيا الراتنج وطرق التجفيف بالأشعة تحت الحمراء، يمكن للحبرات الفلكسوغرافية القائمة على الماء اليوم أن تساير سرعة جفاف الحبرات القائمة على المذيبات. بعض التركيبات الجديدة تعمل أيضًا بشكل جيد للغاية، حيث تجف على أفلام البولي إيثيلين في أقل من 0.3 ثانية وتطلق ما يقارب نصف كمية المواد الكيميائية الضارة مقارنة بالإصدارات الأقدم، وفقًا لتقرير صناعي حديث بعنوان 'حلول الطباعة المستدامة' لعام 2024. يبدو أيضًا أن الدفع نحو المنتجات الأكثر صداقة للبيئة يعطي نتائج. ففي العام الماضي وحده، توسع سوق أوروبا لهذه الحبرات بنحو 11% سنويًا وفقًا لأرقام توقعات بيانات السوق لعام 2024.
في الوقت الحالي، يتجه المزيد من المصنّعين إلى أنظمة التصلب الهجينة التي تجمع بين تقنيات الأشعة فوق البنفسجية (UV) والإلكترونات عالية الطاقة (EB) وتقنية LED، وذلك لأنها تساعد في تقليل فواتير الطاقة وتساهم في الامتثال للوائح التي تتغير باستمرار. فعلى سبيل المثال، أنظمة الأشعة فوق البنفسجية LED التي تعمل بسرعة 450 متر في الدقيقة تقريبًا، يمكنها خفض استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 40% مقارنة بالمصابيح التقليدية من نوع الزئبق. وهناك أيضًا عملية التصلب باستخدام الإلكترونات عالية الطاقة (EB) التي تلغي الحاجة إلى استخدام المواد المُنشّطة الضوئية، مما يجعلها خيارًا مثاليًا عند التعامل مع مواد التعبئة والتغليف الخاصة بالأغذية التي لا تتحمل وجود المواد الكيميائية. الأفضل من ذلك؟ تعمل هذه الأنظمة المدمجة بسرعة كبيرة على مختلف أنواع المواد بما في ذلك أفلام BOPP والبلاستيك PET دون التأثير على سرعة الإنتاج على الإطلاق.
تُحدث الأحبار الذكية موجات في صناعة الطباعة هذه الأيام. نحن نتحدث عن أشياء مثل أحبار الأمان التي تُغير اللون وتلك التركيبات الخاصة التي تعمل مع رموز الاستجابة السريعة (QR). هذه أصبحت الآن متصلة بآلات طباعة خاضعة للتحكم السحابي، بحيث يمكن للمُطابعين تعديل الإعدادات أثناء سير عمليات الإنتاج السريعة. أظهرت بعض المشاريع التجريبية انخفاضًا في هدر الحبر بنسبة تصل إلى 15 بالمائة عند استخدام أنظمة الذكاء الاصطناعي التي تخمن بشكل أساسي متى سيتم تفعيل ألواح الطباعة في الخطوة التالية. إن الجمع بين التقنيات الرقمية والأساليب التقليدية يمنح مُطابعي الأوفست ميزة حقيقية عندما يتعلق الأمر بمعالجة العبوات التي تتطلب بيانات متنوعة دون إبطاء كبير في العملية. علاوة على ذلك، يمكن للغالبية العظمى من التجهيزات الحفاظ على سرعات تقارب 800 متر في الدقيقة حتى مع وجود كل هذه المزايا الذكية المُدمجة.
تختلف مدى اللزوجة الموصى بها لأحبار الأوفست حسب النوع: يجب أن تكون أحبار القاعدة المذيبة بين 50 إلى 150 سنتيبويز، وأحبار العلاج بالأشعة فوق البنفسجية بين 80 إلى 200 سنتيبويز، وأحبار القاعدة المائية بين 20 إلى 80 سنتيبويز.
السلوك المخفف للقص مهم لأنه يسمح للأحبار بالتحرك بسهولة عبر معدات الطباعة عالية السرعة دون فقدان شكلها، مما يضمن طباعة نظيفة ويقلل الهدر.
تتأثر سرعة تجفيف الحبر بشكل كبير بتركيبته، وخاصة نوع الراتنجات والمواد المذيبة والإضافات المستخدمة، والتي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على كفاءة الصحافة وتؤدي إلى أوقات تجفيف أسرع.
توفر أنظمة المعالجة الهجينة التي تجمع بين تقنيات الأشعة فوق البنفسجية (UV) والإلكترونات عالية الطاقة (EB) وتقنيات LED كفاءة مُحسّنة وانخفاضاً في استهلاك الطاقة والامتثال للوائح البيئية، مما يجعلها مفيدة للغاية لعمليات الطباعة عالية السرعة.
نحن مصنع حبر طباعة محترف متخصص في الأحبار المائية، وأحبار الأشعة فوق البنفسجية، والأحبار المستندة إلى المذيبات. خدمة OEM و ODM، والتوصيل في الوقت المحدد.
رقم 2 طريق جيتشينغ، حديقة شازاي الصناعية، مينزونغ، مدينة زهاوتشونغ، مقاطعة قوانغدونغ
حقوق الطبع والنشر © 2025 لشركة هواي للحبر والدهانات المحدودة Privacy Policy
EN
