Hvilke vandbaserede dykrakelfarver passer til plastemballage?

Hvorfor standard akvatisk dykrakelfarver fejler på plast – principper for vedhæftning og benætning

Overfladeenergi uoverensstemmelse: PET, PP og BOPP sammenlignet med krav til vandbaserede farver

Overfladeenerginiveauerne for almindelige plastemballagematerialer såsom PET (polyethylentereftalat), PP (polypropylen) og BOPP (biaxialt orienteret polypropylen) ligger typisk under 35 mN/m, hvilket er betydeligt under de 40 mN/m, der kræves, for at vandbaserede dykrakelfarver kan blive ordentligt våde og hæfte på overfladerne. Vand har selv en ret høj overfladespænding på ca. 72 mN/m, så når det møder disse lavenergi-plastmaterialer, ser vi det, der ligner øjeblikkelig tilbagetrækning ved kontakt. Disse glatte plastoverflader er grundlæggende forskellige fra papir eller papkarton, fordi de ikke har små porer eller ru overflader, hvor blækket faktisk kan fæste sig. Derfor ruller almindelige vandbaserede blækker simpelthen af i stedet for at sprede sig jævnt ud over materialet. Uden tilstrækkelig hæftning vil trykte billeder ganske enkelt ikke holde ved normal håndtering og transport.

Kritiske fejlmåder: Dannelsen af dråber, delaminering og ufuldstændig filmoverførsel

Energigabet på overfladen fører direkte til tre centrale driftsfejl:

• Perling : Blæk samler sig i adskilte dråber i stedet for at danne ensartede lag, hvilket resulterer i ujævn dækning.
• Afblanding : Dels fastholdt blæk trækker sig tilbage under tørring, hvilket udsætter det bare substrat og kompromitterer opacity og barrierefunktion.
• Ufuldstændig overførsel : Gravureceller frigiver blæk uregelmæssigt under presstryk, hvilket medfører skyggebilleder og tab af fin detalje.
  Samlet set øger disse defekter scrapraten med op til 25 % på grund af genprint og uforudset nedetid – især belastende i højhastigheds fødevareemballagelinjer, hvor diskontinuerte blæklag også svækker forseglingen og holdbarhedsgarantien.

Harpiksinnovationer, der gør vandbaseret dykrastertrykblæk mulig til plast

Akryl, polyurethan og hybriddispersioner: Balance mellem vedhæftning, fleksibilitet og slidasbestandighed

Dagens vandbaserede dykrakelsner til plastmaterialer er afhængige af specielt designede harpesystemer, som håndterer den vanskelige balance mellem kraftig vedhæftning, bøjelighed og holdbarhed. Akryldispersioner fungerer særdeles godt til at binde til vanskelige overflader såsom BOPP- og PET-folier, fordi de indeholder disse særlige overfladegrupper fra starten, samt danner film i præcis den rigtige struktur for god adhæsion. Der findes desuden polyurethanharper, som giver trykket elasticitet og beskyttelse mod kemikalier – noget der er særlig vigtigt, når emballager foldes, knækkes under produktionen eller udsættes for grov behandling under transport. Når producenter kombinerer akryl med polyurethan i hybridformler, opnår de det bedste fra begge verdener, så trykket tåler alle former for reelle påvirkninger i hverdagen. Disse moderne tinksystemer kan overføre mere end 90 procent af tingen til plastoverflader behandlet med coronaudladning (med en overfladespænding på mindst 40 mN/m), og de overholder samtidig de strenge krav i FDA 21 CFR og EU-forordning 10/2011 for sikker kontakt med fødevarer – selv når de fremstilles med lavt VOC-indhold og skal tåle slitage fra daglig brug.

Procesklar overfladeforberedelse og presintegration

Corona-behandlingsoptimering: Opnå stabile Dyne-niveauer >40 mN/m for konsekvent overførsel af blæk

Coronauldslagbehandling forbliver den foretrukne metode, når man forbereder PET, PP og BOPP til vandbaserede dyktryk-anvendelser. Det, der sker her, er, at oxidation af polymeroverfladen danner de polære funktionsgrupper, vi har brug for. Disse ændringer øger dyne-niveauerne over den kritiske grænse på 40 mN/m, som faktisk er minimumsniveauet for korrekt blækvådning og -overførsel uden problemer. De fleste behandlinger øger overfladeenergien med mellem 15 og 25 mN/m, men der er et problem. Effekterne varer ikke evigt. Hvis filmene står ubehandlet eller opbevares for længe, falder de ofte tilbage under 38 mN/m, hvilket fører til en række problemer såsom blækklumpning og dårlig adhæsion. Derfor udfører mange virksomheder nu reelle dyne-tests i realtid sammen med automatiske justeringer af effekten. Denne opsætning sikrer stabile behandlingsniveauer gennem hele produktionen og skiftskift. Emballagevirksomheder rapporterer om cirka 70 % færre trykfejl, når de implementerer dette system, selvom resultaterne kan variere afhængigt af udstyrets kvalitet og operatørens færdigheder.

Tørring, herding og spændingskontrol i højhastighedsdykrullevogne

At få efterbehandlingen rigtigt til rette er meget vigtigt, når der arbejdes med vandbaserede blækker på varmefølsomme plastmaterialer. De infrarød tørresystemer med flere zoner, som kører mellem cirka 60 og 80 grader Celsius, hjælper med hurtigt men forsigtigt at fjerne fugt, så der ikke opstår krølleproblemer. Samtidig sikrer præcise spændingskontroller, at alt forbliver stabilt under behandlingen, idet banespændingen holdes inden for omkring et halvt Newton per kvadratmillimeter. Hele opstillingen omfatter synkroniserede pressevalse sammen med specielle lavfrictionsføringer, som virkelig reducerer strækkeproblemer. Dette hjælper med at bevare korrekt registreringsnøjagtighed, selv ved imponerende hastigheder over 200 meter i minuttet. Når det gælder tørringstider, sigter vi typisk mod omkring ét sekund plus/minus lidt, hvilket tillader fuldstændig tværforbindelse af både akryl- og polyurethanbindemidler. Dette resulterer i overflader, der kan klare over 500 dobbeltrub-test ifølge ASTM-standarder, samtidig med at materialerne forbliver genanvendelige og kompatible med det næste trin i produktionen.

Overensstemmelse, sikkerhed og bæredygtighed for plastemballage til kontakt med fødevarer

Migrationsprøvning og overensstemmelse med regler (EU 10/2011, FDA 21 CFR) for vandbaserede intaglio-trykfarver

Oprettelse af vandbaserede trykfarver til plastmaterialer, der er i kontakt med fødevarer, indebærer omfattende migrationsprøvning i henhold til EU-forordning (EU) nr. 10/2011 samt FDA 21 CFR Part 175-177-standarder. Disse ekstraktionsprøver efterligner, hvad der sker i reelle anvendelsesscenarier, ved at måle mængden af forskellige stoffer, der kan migrere til fødevaremodeller under forskellige betingelser for temperatur, varighed og kontaktareal. De pågældende materialer har også betydning, da PET, PP og BOPP ikke let optager stoffer, fordi de ikke er porøse. Det betyder, at enhver migration kun sker i overfladelaget, hvilket gør valget af formulering og hvor godt farven hæfter, til afgørende faktorer. Regulatoriske myndigheder har for nylig skærpet deres krav markant. For eksempel kræver FDA nu, at detekteringsniveauer for tungmetaller og uventede stoffer, såkaldte NIAS, skal være under 1 del per milliard. I mellemtiden lægger europæiske retningslinjer vægt på fuld sporbarhed af alle anvendte komponenter, helt ned til tilsætningsstoffer og katalysatorer. Overensstemmelse handler ikke længere kun om den kemiske sammensætning. Producenter skal sikre, at disse farvemembraner stadig fungerer korrekt efter steriliseringsprocesser, opvarmning i mikrobølgeovne eller lagring i kolde miljøer. Dette sikrer brugerens sikkerhed ved indtagelse af produkter, der er pakket i disse materialer, og understøtter samtidig genanvendelsesindsatsen ved at fungere inden for eksisterende affaldshåndteringssystemer.

FAQ-sektion

Q1: Hvorfor fejler standard vandbaserede dykruderingsfarver på plastoverflader?

A: Standard vandbaserede dykruderingsfarver fejler på plast, fordi disse materialer har lav overfladeenergi, hvilket får farverne til at samle sig i dråber eller trække sig tilbage, hvilket resulterer i dårlig vedhæftning.

Q2: Hvilke innovationer hjælper vandbaserede dykruderingsfarver med at hæfte på plast?

A: Harpinovationer såsom akryl, polyurethan og hybriddispersioner giver bedre vedhæftning, fleksibilitet og modstandsevne, hvilket gør farverne velegnede til plastoverflader.

Q3: Hvordan forbedrer koronabehandling farvevedhæftningen?

A: Koronabehandling oxiderer polymeroverflader, øger dyne-niveauet og overfladeenergien og skaber dermed bedre betingelser for farvevedhæftning.

Q4: Hvordan udføres migrationsprøver for at efterleve regler for farver?

A: Migrationsprøver simulerer anvendelsesscenarier for at måle stofmigrering fra farver til fødevaremodeller, så det sikres, at kravene fra EU og FDA overholdes.