EN
Hvorfor fejler standard flexofarver på PE- og OPP-folier
Lav overfladeenergi og ikke-polaritet: Den centrale barriere for adhæsion
Polyethylen (PE) og orienteret polypropylen (OPP) har naturligt meget lav overfladeenergi, typisk under 35 dynes per centimeter, og består desuden af ikke-polære molekyler. De fleste flexografiske blækker virker ved at danne bindinger gennem polære interaktioner, hvilket betyder, at de simpelthen ikke holder godt fast på disse typer kulbrintebaserede materialer. Når der ikke udføres nogen overfladebehandling, opnås kun svage fysiske forbindelser i stedet for stærke kemiske bindinger mellem blækket og filmen. Dette resulterer i problemer, hvor trykte designs kan gnides af under bearbejdning eller skrælles af ved almindelig håndtering. Disse materialer frastøder som regel vandbaserede flexo-blækker på grund af deres vandafvisende egenskaber. Samtidig kan opløsningsmidler baserede produkter faktisk trække sig sammen under tørring, hvilket skaber spændinger ved grænsefladen mellem blæklaget og underlaget. For korrekt vedhæftning skal overflader opnå mindst 38 dynes/cm ifølge branchestandarder. Desværre når de fleste utranskede PE-film kun op på ca. 31 dynes/cm, som nyligt rapporteret i Packaging Innovation Journal (2023), hvilket forklarer, hvorfor særlige behandlinger stadig er nødvendige for god trykkvalitet.
Våddefekt og interfacial delaminering i flexotryk
Flexofarver har ofte problemer, når de anvendes på materialer med lav energi, da deres overfladespænding ofte er højere, end hvad underlaget kan klare ved dets kritiske punkt. Hvad der sker bagefter, er ret åbenlyst for enhver, der har arbejdet med dette: farven spreder sig ikke ordentligt ud over overfladen. I stedet får vi det, som alle kalder orangeind-effekten, hvor farven trækker sig tilbage i små dråber i stedet for at danne det glatte, jævne lag, vi ønsker. Ved de høje trykhastigheder, der er almindelige i produktionsmiljøer, opstår der faktisk små mellemrum mellem farven og materialet selv. Disse sprækker tillader fugt fra omgivelserne at trænge ind eller skaber spændingspunkter, som til sidst fører til revneproblemer. Ifølge nyere brancheundersøgelser offentliggjort af Flexographic Technical Association tilbage i 2022 skyldes cirka 60 procent af alle kvalitetsproblemer set på PE- og OPP-underlag netop disse benævningsproblemer. De fleste almindelige farveopskrifter indeholder simpelthen ikke nok benævningsmidler eller de særlige bindemidler med lav glasovergangstemperatur, som kræves for at holde fast på disse glatte, upolære overflader. Og det betyder, at produkter begynder at blive løftet for tidligt, så snart de når forpakningsmaskinerne på fabriksgulvet.
Overfladeforberedelse: Kritisk forbehandling for pålidelig flexofarvehæftning
Coronabehandling: Mål Dyne-niveau (38–42 dynes/cm) og praktiske holdbarhedsgrænser
Koronaudladningsmetoden er stadig langt hen ad vejen nødvendig, hvis vi vil have flexografi-ink som holder ordentligt på de lavenergi PE- og OPP-folier, der findes derude. Det, der sker her, er, at processen grundlæggende oxiderer folieoverfladen gennem elektrisk ionisering, hvilket forhøjer dyne-niveauet til omkring 38-42 dynes per cm. Det er faktisk det optimale niveau, der kræves for god blottegenskab af blottet. Men der er et problem. Behandlede overflader har tendens til at nedbrydes over tid på grund af fænomener som polymerkæders bevægelse og tilsætningsstoffer, der begynder at migrere væk fra overfladen. De fleste af disse folier vil bevare deres bedste klæbeegenskaber i ca. 1 til 8 uger efter behandlingen. Og hvad tror du? Højere lagertemperaturer og fugtighed fremskynder virkelig denne nedbrydningsproces. For produktionsledere betyder det, at det bliver helt afgørende at følge op på, hvornår behandlinger er foretaget i forhold til, hvornår der skal printes. Ellers løber de risikoen for at stå med dyre klæbeproblemer midt under produktion i høj hastighed.
Plasma- og flammebehandlinger som højtydende alternativer til krævende flexoapplikationer
Hvis koronabehandling ikke er tilstrækkelig, træder plasma- og flammebehandlinger til som bedre alternativer til vanskelige flexotrykopgaver. Plasma fungerer ved at bombardere materialer med ioniseret gas, hvilket skaber meget dybere og mere ensartede overfladeforandringer, der holder dyne-niveauer langt over 50 dynes per centimeter, selv ved problemer med komplekse former og konturer. Flammebehandling vælger en helt anden tilgang og bruger nøje reguleret ild til faktisk at forbrænde nogle af substratlagene, hvilket gør den særlig velegnet til tykke plastplader og komplicerede tredimensionelle dele. Det, der virkelig adskiller disse to metoder fra almindelig koronabehandling, er deres holdbarhed før genanvendelse kræves, samt deres langt bedre modstandsevne over for f.eks. fugtvariationer og kemisk påvirkning over tid. Pakkevirksomheder er kraftigt afhængige af disse metoder til produkter, der skal forblive korrekt lukkede i supermarkeder og lagerfaciliteter, mens producenter benytter dem, når deres etiketter skal holde fast under alle slags ru håndtering under transport og lagring.
Flexo-inkløsninger udviklet til vedhæftning på PE/OPP
Harpsystemer: Kloreret polypropylen (CPP), modificerede akryler og PU-akrylhybrider
Der er udviklet specielle harpikser, der kan hæfte til de udfordrende overflader med lav energi, hvor almindelige limstoffer simpelthen ikke fungerer. Tag f.eks. chlorineret polypropylen (CPP). Når det påføres, tilføjer det klorbaseret polaritet, som faktisk skaber kemiske bindinger på molekylært niveau mellem CPP og materialer som PE eller OPP. Det er ret imponerende. Modificerede akrylformuleringer tilbyder dog noget helt andet – de kan klare temperaturer over 130 grader Celsius, hvilket gør dem absolut nødvendige, når der skal laves emballage, der skal overleve steriliseringsprocesser. Og lad os heller ikke glemme PU-akrylhybrider. Disse smarte kombinationer forener både fleksibilitet og modstandsdygtighed over for kemikalier takket være de urethanbaserede tværbindinger. Fødevareproducenter elsker disse til emballering af frosne produkter, fordi de holder i mange frys-tø-cykler uden at blive revnet eller miste integriteten.
Hæfterforbedrere og lav-Tg-bindemidler: Muliggør fleksibilitet uden kompromisser
Moderne blændeformuleringer indeholder nu silanbaserede klæbepromotere, der faktisk hæfter til films overflader på molekylært niveau og danner stærke kemiske bindinger mellem blændelagene og de udfordrende ikke-polære materialer. Disse særlige lav-Tg-bindemidler forbliver fleksible, selv når temperaturen falder under frysepunktet, helt ned til minus 40 grader Celsius, hvilket forhindrer spaltedannelse under transport af produkter. Når disse komponenter fungerer korrekt sammen, reduceres problemer med blændeløft med næsten 90 % i forhold til almindelige flexografiske blænder. Desuden forbliver trykte billeder klare og skarpe efter hundredvis af bugetests, ifølge forskning offentliggjort af Flexographic Technical Association tilbage i 2022. Denne type ydelse gør en reel forskel i emballageapplikationer, hvor holdbarhed er afgørende.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad gør PE- og OPP-filme udfordrende for almindelige flexoblænder?
PE- og OPP-folier har lav overfladeenergi og ikke-polære molekyler, hvilket udfordrer adhæsionen af standard flexofarver, der er afhængige af polære interaktioner.
Hvad er overfladespændingens rolle i flexotryksproblemer?
Flexotryksproblemer, som appelsinskals-effekten, opstår, når flexofarvens overfladespænding overstiger underlagets kapacitet, hvilket forhindrer korrekt udbredelse af farven og kan føre til delaminering.
Hvordan forbedrer overfladebehandlinger adhæsionen af flexofarve?
Overfladebehandlinger som corona-, plasma- og flammebehandlinger øger dyne-niveauer, forbedrer adhæsion og mindsker problemer som fugtoptagelse og spændingspunkter.
Hvilke fremskridt er der i formuleringen af flexofarver?
Formuleringen af flexofarver omfatter nu specialiserede harper, adhæsionsfremmende stoffer og bindestoffer med lav Tg for at forbedre adhæsion og fleksibilitet, især på krævende underlag med lav energi.