ما هي أحبار الفلكسوغرافي التي تتمتع بلصق قوي على أفلام البولي إيثيلين (PE) / أوب (OPP)؟

لماذا تفشل ألوان الفلكسو القياسية على أفلام PE وOPP

انخفاض طاقة السطح وعدم الاستقطاب: الحاجز الأساسي للالتصاق

تمتلك أفلام البولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين الموجه (OPP) بشكل طبيعي طاقة سطحية منخفضة جدًا، وعادة ما تكون أقل من 35 داين/سنتيمتر، بالإضافة إلى أنها تتكون من جزيئات غير قطبية. تعمل معظم أحبار الأوفست الفليكسوغرافية عن طريق تشكيل روابط من خلال تفاعلات قطبية، مما يعني أنها لا تلتصق بشكل جيد بهذه المواد القائمة على الهيدروكربونات. عندما لا يتم معالجة السطح، نحصل فقط على روابط فيزيائية ضعيفة بدلاً من روابط كيميائية قوية بين الحبر والغشاء. ويؤدي ذلك إلى مشكلات تتمثل في تقشر التصاميم المطبوعة أثناء المعالجة أو تتقشر عند التعرض لضغوط التعامل العادية. تميل هذه المواد إلى دفع أحبار الأوفست القائمة على الماء بعيدًا بسبب خصائصها الرافضة للماء. وفي الوقت نفسه، يمكن للأحبار القائمة على المذيبات أن تنكمش فعليًا أثناء الجفاف، مما يسبب توترًا عند نقطة التقاء طبقة الحبر مع الطبقة الأساسية. ولحدوث الالتصاق المناسب، يجب أن تصل السطوح إلى ما لا يقل عن 38 داين/سم وفقًا للمعايير الصناعية. للأسف، فإن معظم أفلام البولي إيثيلين غير المعالجة تصل فقط إلى حوالي 31 داين/سم كما ورد مؤخرًا في مجلة ابتكار التعبئة والتغليف (2023)، وهو ما يفسر لماذا تظل المعالجات الخاصة ضرورية لتحقيق جودة طباعة جيدة.

نقص الترطيب وانفصال الطبقة البينية في الطباعة بالتنقل

غالبًا ما تواجه ألوان الفلكسو صعوبات عند تطبيقها على الأفلام منخفضة الطاقة، لأن التوتر السطحي لها يكون أعلى من القيمة التي يمكن أن يتحملها السطح عند نقطة انتقاله الحرجة. وما يحدث بعد ذلك أمر واضح لأي شخص عمل مع هذه المواد من قبل: لا ينتشر الحبر بشكل متساوٍ على السطح. بل نحصل على ما يعرف بتأثير قشر البرتقالة، حيث يتجمع الحبر في قطرات صغيرة بدلاً من تكوين الطبقة الناعمة والمنتظمة التي نرغب بها. وعند سرعات الطباعة العالية الشائعة في بيئات الإنتاج، تتكون فجوات صغيرة فعليًا بين الحبر والمادة نفسها. وتسمح هذه الفجوات بدخول الرطوبة من الهواء المحيط أو تُحدث نقاط ضغط تؤدي في النهاية إلى حدوث تشققات لاحقًا. ووفقًا لأحدث الأبحاث الصناعية التي نشرتها الجمعية التقنية للفلكسوغرافيا عام 2022، فإن نحو 60 بالمئة من جميع مشكلات الجودة التي تظهر على ركائز البولي إيثيلين (PE) وبولي بروبيلين موجه (OPP) تعود مباشرة إلى هذه المشكلات في التبليل. فمعظم تركيبات الحبر القياسية لا تحتوي على كمية كافية من عوامل التبليل أو تلك الرابطات الخاصة ذات درجة انتقال الزجاج المنخفضة، والتي تلزم بالفعل للالتصاق بهذه الأسطح غير القطبية الزلقة. وهذا يعني أن المنتجات ستبدأ بالتقشر مبكرًا جدًا بمجرد وصولها إلى آلات التعبئة في مصنع الإنتاج.

تحضير السطح: المعالجة الأولية الحاسمة للحصول على التصاق موثوق بحبر الفلكسوغرافي

المعالجة بالكرونـا: استهداف مستوى الدينا (38–42 داين/سم) والحدود العملية لفترة الصلاحية

تظل طريقة التفريغ الكوروني ضرورية إلى حد كبير إذا أردنا أن تلتصق ألوان الفلكسوغرافيا بشكل جيد بتلك الأفلام منخفضة الطاقة مثل البولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين الموجه (OPP). ما يحدث هنا هو أن العملية تقوم أساسًا بأكسدة سطح الفيلم من خلال التأين الكهربائي، مما يرفع مستويات الديني إلى حوالي 38-42 داين/سم. وهذا في الواقع النطاق المثالي اللازم للحصول على خصائص ترطيب حبر جيدة. ولكن هناك مشكلة: تميل الأسطح المعالجة إلى التدهور مع مرور الوقت بسبب عوامل مثل حركة سلاسل البوليمر والمواد المضافة التي تبدأ بالهجرة بعيدًا عن السطح. وتحتفظ معظم هذه الأفلام بخصائص الالتصاق المثلى لمدة تتراوح بين 1 إلى 8 أسابيع بعد المعالجة. وماذا تعتقد؟ إن درجات حرارة التخزين المرتفعة والرطوبة العالية تسرّع كثيرًا من عملية التدهور هذه. بالنسبة لمديري المصانع، فهذا يعني أن متابعة تواريخ المعالجة مقابل تواريخ الحاجة إلى الطباعة تصبح أمرًا بالغ الأهمية. وإلا فإنهم يعرضون أنفسهم لخطر مواجهة مشكلات مكلفة في الالتصاق أثناء عمليات الإنتاج عالية السرعة.

المعالجات البلازمية وذات اللهب كبديل عالي الأداء للتطبيقات المرنة المُحْدِثة

إذا لم تكن معالجة الكورونا فعّالة بما يكفي، فإن العلاجات البلازمية وعلاجات اللهب تأتي كخيارات أفضل للمهام الصعبة في الطباعة الحفرية. تعمل البلازما عن طريق قصف المواد بغاز متأين، ما يؤدي إلى تغييرات سطحية أعمق وأكثر انتظامًا، ويحافظ على مستويات الدينا (dynes) أعلى بكثير من 50 داين/سنتيمتر، حتى عند التعامل مع الأشكال المعقدة والمنحنيات. أما علاج اللهب فيعتمد على نهج مختلف تمامًا، حيث يستخدم لهبًا يتم التحكم فيه بعناية لحرق طبقات معينة من المادة الأساسية، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للتعامل مع صفائح البلاستيك السميكة والأجزاء ثلاثية الأبعاد المعقدة. ما يميز هاتين الطريقتين حقًا عن معالجة الكورونا التقليدية هو المدة التي تدوم فيها النتائج قبل الحاجة إلى إعادة التطبيق، بالإضافة إلى مقاومتهما الأفضل للتغيرات في الرطوبة والتعرض للمواد الكيميائية مع مرور الوقت. تعتمد شركات التعبئة والتغليف بشكل كبير على هذه المعالجات للمنتجات التي يجب أن تظل مغلقة بإحكام في متاجر البقالة والمستودعات، بينما تلجأ إليها الشركات المصنعة عندما يجب أن تظل ملصقاتها ثابتة رغم ظروف الشحن والتخزين القاسية.

تركيبات حبر فليكسو مصممة للالتصاق بـ PE/OPP

أنظمة الراتنج: بولي بروبيلين مكلور (CPP)، أكريليك معدّل، وهايбриدات يوريثان-أكريليك

تم تطوير راتنجات خاصة للالتصاق بأسطح الأفلام منخفضة الطاقة الصعبة التي لا تعمل فيها المواد اللاصقة العادية. خذ مثلاً بولي بروبيلين المكلور (CPP). عند تطبيقه، يضيف قطبية قائمة على الكلور تُكوّن في الواقع روابط كيميائية على المستوى الجزيئي بين مادة CPP ومواد مثل البولي إيثيلين (PE) أو البولي بروبلين الموجه (OPP). هذا شيء مثير للإعجاب حقًا. ومع ذلك، فإن الصيغ الأكريليكية المعدلة توفر شيئًا مختلفًا تمامًا، حيث يمكنها تحمل درجات حرارة تزيد عن 130 درجة مئوية، مما يجعلها ضرورية تمامًا عند إنتاج عبوات يجب أن تتحمل عمليات التعقيم. ولا ننسَ أيضًا هجينات البولي يوريثان-الأكريليك. هذه التركيبات الذكية تجمع بين المرونة والمقاومة للمواد الكيميائية بفضل الروابط العرضية لليوريثان. ويعشق مصنعو الأغذية هذه المواد في تغليف المنتجات المجمدة لأنها تظل سليمة خلال دورات التجميد والذوبان المتكررة دون الانفصال أو فقدان تماسكها.

مُحسِّنات الالتصاق والراتنجات ذات درجة الانصهار المنخفضة: تتيح المرونة دون تضحيات

تتضمن صيغ الحبر الحديثة الآن مواد مُحسِّنة للالتصاق مبنية على السيلان، تلتصق فعليًا بسطوح الأفلام على المستوى الجزيئي، مشكلة روابط كيميائية قوية بين طبقات الحبر وهذه المواد غير القطبية الصعبة. تظل هذه المواد الرابطة الخاصة منخفضة درجة انتقال الزجاج (Tg) مرنة حتى في درجات الحرارة التي تنخفض عن نقطة التجمد، وتصل إلى ناقص 40 درجة مئوية، مما يمنع انتشار التشققات أثناء نقل المنتجات. وعندما تعمل هذه المكونات معًا بشكل صحيح، فإنها تقلل من مشاكل انفصال الحبر بنسبة تقارب 90٪ مقارنةً بأحبار الفلكسوغرافي العادية. علاوةً على ذلك، تبقى الصور المطبوعة واضحة وحادة بعد مئات اختبارات الثني، وفقًا لأبحاث نشرتها الجمعية التقنية للفلكسوغرافي عام 2022. هذا النوع من الأداء يُحدث فرقًا حقيقيًا في تطبيقات التعبئة والتغليف حيث تكون المتانة أمرًا بالغ الأهمية.

الأسئلة الشائعة

ما الذي يجعل أفلام البولي إيثيلين (PE) وبولي بروبيلين موجه (OPP) تحديًا أمام أحبار الفلكسوغرافي القياسية؟

تمتلك أفلام PE وOPP طاقة سطحية منخفضة وجزيئات غير قطبية، مما يشكل تحديًا لالتصاق أحبار الفلكسو القياسية التي تعتمد على التفاعلات القطبية.

ما هو دور التوتر السطحي في مشكلات الطباعة بالفلكسو؟

تحدث مشكلات الطباعة بالفلكسو، مثل تأثير قشر البرتقال، عندما يتجاوز التوتر السطحي لأحبار الفلكسو قدرة المادة الأساسية، مما يمنع انتشار الحبر بشكل صحيح ويؤدي إلى التقشير.

كيف تحسن المعالجات السطحية من التصاق حبر الفلكسو؟

تحسّن المعالجات السطحية مثل العلاج بالكهرباء، والبلازما، والعلاج باللهب مستويات الديني (dyne)، مما يعزز الالتصاق ويقلل من المشكلات مثل امتصاص الرطوبة ونقاط الإجهاد.

ما هي التطورات في تركيبات حبر الفلكسو؟

تشمل تركيبات حبر الفلكسو الآن راتنجات متخصصة، ومحفزات التصاق، ومواد رابطة ذات درجة انتقال زجاجي منخفضة (Low-Tg) لتحسين الالتصاق والمرونة، خاصة على المواد الأساسية منخفضة الطاقة الصعبة.