Milliste aluspindadega on UV-trükkvärvid tööstuslikus trükitehnoloogias kõige paremini ühilduvad?

UV-trükkimisvärvi ja alusmaterjali ühilduvuse põhitõed

Kuidas UV-kõvenenud värvi keemia mõjutab adhesiooni ja vastupidavust

UV-trükkimisvärvid kinnituvad hästi erinevatele materjalidele, kuna need sisaldavad erilisi keemilisi aineid, mida nimetatakse oligomeerideks, mis loovad tugeva sideme, kui värv kõveneb. Need värvid segatakse tavaliselt paindlike akrülaadi monomeeridega koos fotoinitsiaatoritega, mis aitavad neil kiiresti kõveneda UV-valguses. Mõned liimiained töötavad kõige paremini pindadel, mis loomulikult neid meelitavad, näiteks klaas, millel on pindpinevus umbes 50 kuni 60 džauli sentimeetri kohta. Materjalide puhul, mis takistavad kinnitumist, näiteks polüetüleen, mille pindpinevus on umbes 31 kuni 35 džauli sentimeetri kohta, on vajalikud erinevad valemite lahendused. Kui trükkida keerulistel pindadel, näiteks keraamilistel või metalli pindadel, lisavad paljud tootjad värvides silaaniühendeid. See trikk aitab toodetel vastu pidada kriimustustele isegi pärast korduvat kasutamist, mis muudab need sobivaks nõudlikku tööstuslikku pakendusse, kus vastupidavus on kõige olulisem.

Pindenergia roll UV-värvi sideme edukuse määramisel

Et saavutada hea adhesiooni pindade vahel, peab trükitav materjal olema suurema pindenergiaga kui trüki ise, tavaliselt umbes 32 kuni 38 millinjutonit meetri kohta. Madala pindenergiaga materjalid, nagu polüpropüleen, mõõtavad vaid umbes 29 mN/m, seega vajavad nad erilisi töötlemisi, näiteks plasmaga kokkupuudet, koroonavalgustust või isegi leekkärit, et tõsta nende pindenergia üle 38 mN/m piiri. See aitab trükil ühtlaselt pinnale laiali minna, mitte aglomeratsiooni moodustada. Uuringud näitavad, et kui akrüüli ei töödelda enne, siis see peab vastu vaid 2 njuutonit sentimeetri kohta, kuid pärast leekkätt saab sama akrüül taluda jõu kuni 8,5 N/cm, mis on ligikaudu kolm korda parem tulemus. Need tulemused rõhutavad selgelt, miks on pindade õige ettevalmistamine nii oluline edukate trükitulemuste saavutamiseks.

Trend: Nõudlus substraadist sõltumatute UV-trükivärvide järele digitaalses tööstustrükkimises

Tootmiste ulatuse laienemisel paigutavad täna päeval umbes kolmandik tootjatest UV trüki värvid oma nimekirja tippu. Need värvid töötavad vähemalt viiel erineval materjalil ilma erilise ettevalmistuseta. Uus hübriid UV-LED tehnoloogia on tegelikult üsna imeline – see kinnitub 60 kuni 100 mikromeetri tekstuuriga karmidel metallpindadel ja isegi kootud kangastel ühe trüki seansi jooksul. See vähendab igavate värvi vahetusi umbes 40 protsenti, nagu me väljatöödel näeme. Viimastel aastatel on tuntust kogunud ka nii nimetatud amfifüülsed oligomeerid. Need võimaldavad ühe tüüpi trüki värvi kasutamist täiesti erinevatel pindadel. Seega saavad tehased trükkida otseselt tavapärasese PVC plastikule, mille pindpinevus on umbes 33 millinjuutonit meetri kohta, ning otse klaaspindadele, mille mõõt on umbes 50 mN/m, ilma et oleks vaja pindumise ettevalmistusi. See teeb kõikvõimalikuks hõlpsamaks käivitamiseks kiiretes tootmiskeskkondades.

UV-trükkimisvärvi toime jäigadel alustel: klaas, metall ja keraamika

Kõrge pinnaenergiaga materjalidel toimuvad adhesiooni mehhanismid

UV-trükkimisvärvid haigutavad väga hästi nendele kõvadele, kõrge pinnaenergiaga materjalidele, nagu klaas, mille pindnagu on tavaliselt 50 kuni 60 mN/m ja mitmesugustele metallidele, mille pindnagu jääb 45 kuni 55 mN/m vahemikku. Kui neid materjale valgustatakse ultraviolettkiirgusega, toimub molekulitas midagi huvipakkuvalt: akrülaatoligomeerid hakkavad tegelikult polümeerima ja loovad tugevad keemilised sidemed nende pindadel loomulikult esinevate hüdroksülrühmadega. Tulemus? Mõni tõesti imeline adhesiooni omadus. Tööstuslikud testid on näidanud, et kui trükkida kõrgtemperatuurilisele klaasile, suudavad need värvid vastu pidada koorumisele jõuga üle 4,2 Newtoni ruutmeetri kohta. Selline tugevus on tootmisvaldkonnas väga oluline, kus vastupidavus on absoluutselt kriitiline.

Trükkimine klaasile ja keraamikale: kõvenemise efektiivsus ja kriimustuskindlus

Tänapäeval saavutavad LED UV süsteemidega (lainepikkus 395 nm) klaaspindadele kantud kaasaegsed UV-kõvastuvad värvid umbes 98-protsendilise kõvastumise taseme. Mis see praktiliselt tähendab? No, trükitud materjalid suudavad vastu pidada umbes viietuhandele kriimustuskatssele vastavalt ASTM D4060-14 standardile. Selline vastupidavus muudab need trükid ideaalseks valikuks näiteks nõude jaoks, mis läbib mitmesid pesuautomaate või ehitustes kasutatavate dekoratiivsete klaaspaneelide jaoks. Suur pluss on ka see, et uued värvi vormelid töötavad üsna hästi ka puhtal pindadel ilma aluseta. See kõrvaldab tootmisel ühe lisasammu ja vähendab tootmiskulusid 12 kuni 18 protsenti võrreldes vanemate keramiilsete dekaleerimismeetoditega, mis nõuavad mitmeid kihte ja lisanduvaid tootmisetappe.

Metall- ja alumiiniumi rakendused: plasmahoiu ja koroonatöötluse mõju

Aastal 2023 tehtud uusimad alusmaterjali inseneeria uuringud näitavad, et atmosfääriline plasmateraapia suurendab UV-kiirte kleepuvust alumiiniumi pindadel umbes 38%. Kleepuvusjõud tõuseb 3,1 N ruutmeetri kohta kuni 4,3 N ruutmeetri kohta pärast töötlemist. Terase pindade puhul toimib ka kooronavalgustus hästi, kui seda rakendatakse umbes 12 kuni 15 vatt-tundides ruutmeetri kohta. See protsess teeb pinnad valmiseks värvi jaoks, säilitades samas materjali kaitset rooste ja korrosiooni vastu. Mida see tähendab tootjatele? Need täiustatud töötlemised võimaldavad nüüd otseseid digitaaltrükkimismeetodeid näiteks autode osade ja kodumasinate puhul. Ei ole enam vaja neid vanu pad-trükkimismeetodeid, mis nõudsid palju käsitsi töötlemist ja seadistusaega. Tööstus liigub järk-järgult nende tõhusamate lahenduste poole, kuna kulud langevad ja tehnoloogia täiustub.

Juhtumiuuring: Kiirelt märgistamine joogipudelitel UV-kiirtega klaasile

Euroopa põhiline klaaspurkide täitmisettevõte suurendas tootlust 24 000 ühikuks tunnis, vahetades UV-kõvastuvad värvid silindriliste klaascontainerite jaoks. Kohe kõvastumine kõrvaldas määrduvuse käsitsemisel, vähendades defektide määra 2,1% -lt 0,4% -le. Pärast 12 kuud külmutatud ladustamist säilis trükitud siltidel optiline tihedus üle 2,2, mis ületas jõudlust kohalikus joogitööstuse katsetustes lahustipõhiste alternatiivide suhtes.

UV-värvi ühilduvus paindlike ja madala pindenergiaga alustega

Väljakutsed trükkimisel PVC-, vinüüli- ja õhukekile polümeeridel

Paljud levinud materjalid nagu PVC, vinüül ja need õhukesed polümeerfilmid paiknevad pindenergia suhtes umbes 32 dün/cm või madalamal. See tekitab probleeme UV-trükkimessiividega, mis vajavad üldiselt 35 kuni 45 dün/cm, et ühtlaselt pindala levieda. Mis juhtub? Trükkimessiiv koguneb tilgadeks, mitte levib ühtlaselt, mistõttu saame katta 30–40% vähem pinda kui soovitakse. Viimased arendused oligomeeri tehnoloogias on olukorda muutnud. Need uued valemitega vähendavad trükkimessiivi pindpinget kuni 28 dün/cm-ni. See võimaldab saavutada peaaegu täieliku adhesiooni (umbes 95%) isegi LDPE filmidel, millel pole mingit pindtöötlemist. Võtmeks on akrülaadi keemia muutmine, et saavutada paremad tulemused ilma erialaste pindtöötlemisvajadusteta.

Painduva aluspõhja toime pingete all: Venitamine ja painutamine

Kaasaegsed UV flexo trükkvärvid säilitavad 95% kleepuvuse pärast 500+ painde tsüklit autode ümberkeevitamisel, mis on 3:1 suhtes parem kui lahustitrükkvärvid. Seda vastupidavust saavutatakse järgmiselt:

• Elastomeerse smoli maatriksid, mis võimaldavad 15–20% venimist
• Nanopartiklite fotoinitsiaatorid, mis võimaldavad täielikku kõvenemist 150% venitamise suhtel
• 18-kuuline välimuse vastupidavus ilma pragude või kihtide lagunemiseta

Spetsiaalsed UV värvid Tritan™, plastmasside ja tekstiilide jaoks

Erilahendused, mis aadressivad ajalooliselt keerukaid aluspindu:

Juhtumiuuring: Paindlike UV-kiirendatavate värvidega kestlik sõidukiümbrise graafika

Ettenähtud veokipark saavutas 18 kuu jooksul 98% graafika säilitamise, kasutades madala migreerumise UV-värve, mis säästis aastas 74 000 USD ümberkestmise kuludest. Värvisüsteem talus termilist tsüklit 85°F-st -20°F-ni, säilitades ASTM D3363 scratch resistance hinnangus 4,3/5.

Pindade eeltöötlemise meetodid UV-värvi kleepumise parandamiseks

Koroon, plasm ja leekravi: meetodid ja tõhusus

Pindenergia õige tasakaalu saamine on väga oluline, et UV-trükkimissuurendi hästi kinni jääks. Koroona-töötlemise protsess võib polüetüleeni pindenergia taset tõsta umbes 31-st kuni 52 dünini sentimeetri kohta vastavalt ASTM standarditele, mis tähendab, et tootjatel ei ole enam vaja lisakihkme kihte. Autotööstuse rakendustes viivad plasmasüsteemid asja veelgi edasi, saavutades ioonide pommitamise tehnoloogiate abil kuni 72 dünini sentimeetri kohta. Samal ajal toimib põlemise töötlemine veidi teisiti, kuid on sama tõhus polüpropüleeni materjalide suhtes, kus pinnad oksüdeeritakse poole sekundi jooksul temperatuuril, mis ulatub ligikaudu 1500 kraadini Celsiuse järgi. Eelmisel aastal SPE Antec konverentsil esitatud tööstuslikud testid näitasid, et need erinevad töötlemised parandavad niiskena iseloomu 40-60% võrra paremini kui tavapärased töötlemata materjalid.

Pindenergia muutuste mõõtmine pärast töötlemist optimaalse tulemuse saavutamiseks

Dünaamikatesti peetakse endiselt enamikus sektorites kuldstandardiks, kuigi on üldiselt aktsepteeritud võrdlusalused. Kõriga plastide puhul näeme tavaliselt head tulemusi vahemikus 38 kuni 42 düne sentimeetri kohta, samas kui metallide puhul on tavaliselt vaja midagi lähedas 46-52 düne/cm. Viimastel aastatel on asja oluliselt muutnud uued käsitsi kasutatavad kontakti nurgaga seadmed. Need annavad üsna täpse digitaalse märkimise plussmiinus 2 düne/cm ja võtavad aega umbes 15 sekundit, mis aitab märgatavalt vähendada ebakokkusõlmi suurte partide testimisel. Mõned hiljutised uuringud leidsid, et pindade energiatasemed üle 45 düne/cm toimivad paremini UV-trükkvärvidega, näidates peaaegu 0,93 korrelatsiooni nende tegurite vahel vastavalt eelmisel aastal ilmunud uuringule European Coatings Journalis.

Ülekäsitluse vältimine: Dünaamikatase ja trükkkvaliteedi tasakaalustamine

PET-kile puhul võib ületada 60 düne/cm induktsiooni stressitrooki alla 5% venituse (Intergraf 2022). Optimaalne eeltöötlemine nõuab täpseid parameetreid:

• 3–5 kW plasmavoolu BOPP-kilede jaoks
• 15 mm leeklambipilli kaugus HDPE-mahutite jaoks
• 50 W/m² koroonadoos PVC-plekkide jaoks
  Need seaded takistavad äärmiste tõmbamise termilise tsüklite ajal (-40 °C kuni 85 °C), säilitades samas 4H pliirotsa kõrgust vastavalt standardile ISO 15184.

Materjalipõhised UV-trükkvärvi koostised ja kõrvaleandmise optimeerimine

Keemilised kohandused, mis parandavad adhesiooni keerulistel alustel

Kui töötatakse raskemate materjalidega nagu polüpropüleen ja polüetüleen, siis UV-trükkvärvid vajavad keemiliselt veidi erilist kohandamist. Fosfaadiestrilisandite kleepuvuse parandajat lisades umbes 8% kontsentratsiooniga, aitab neil värvidel paremini kinni jääda pindmetest, mis neid loomulikult tõukavad. Samal ajal annavad teatud tüüpi oligomeerid värvisse lisanduvat paindlikkust, ilma et see mõjutaks tema vastupidavust korrosiooni ja keemiliste ainete suhtes. Hiljutised eelmisel aastal tehtud uuringud näitasid ka üllatavaid tulemusi. Kui tootjad lisavad värvi koostisse 12-15% akriilmonomeere, väheneb värvi kõvenemisel toimuv kahane kogus 40%. See muudab oluliselt värvi omadusi trükil sellistel pindmetel nagu autoosad või toidupakkimine, kus peeling on alati ohtlik.

Kõvenemise omadused komposiitides, vinüülijätmisplaatides ja puidust valmistatud materjalidel

Puitlamine ja komposiitmaterjalide puhul saavutavad UV-LED süsteemid umbes 98% polümerisatsiooni efektiivsuse 385 kuni 405 nanomeetria valguslaine puhul. Traditsioonilised elavhõbeda lambid ei suuda seda efektiivsust ületada, nende tõhusus jääb umbes 75%ni. Suur eelis on see, et need LED süsteemid toodavad vähem soojust, seega ei kahjustata töötlemise ajal nii palju delikaatseid materjale. Lisaks märkisid tootjad, et tootmisprotsessi kiirus suureneb umbes 30%, kui valmistatakse vinüülpõrandaid. Keskmise tihedusega kiudplaadi puhul on oluline erinevus siiski. MDF-i poorne struktuur neelab prindivärvit, kuid targad tootjad on välja töötanud erilised kahefaasilised kõvastusvalemid. Need ühendavad nii UV-valguse kui ka niiskuse poolt käivitatud keemilisi reaktsioone, lootes barjääri, mis takistab prindivärvipenetreerimist ja võimaldab siiski ühtlast kõvastumist pindala vältel.

Juhtumiuuring: hübrid UV-LED värvid paberile ja puidule trükkimiseks

Üks pakendiettevõte suutis vähendada kõvenemise energiakulusid peaaegu poole võrra, kui nad siirdusid hübrid UV-LED trüki värvide kasutusele oma gofriga kartulipakkumise toodete puhul. Need uued värvid sisaldavad väga vähe fotoinitsiaatorit (umbes 3% või vähem), mis tähendab, et tootmisel ei esine enam tüütut lõhna, kuid nad kuivavad siiski alla kahe sekundiga. Kui neid katsetati ka tõrva pindadel, saavutas värvivorm üllatavalt 4H pliiatsikõrguse hinnangu, ületades tavapärast UV-trüki värvi umbes 60%. Selline toimivus näitab, et need materjalid töötavad hästi erinevate aluste puhul ja tagavad reaalseid parandusi nii kvaliteedis kui ka tõhususes.

KKK jaotis

Kui oluline on UV-trüki värvi kleepuvuse jaoks pindenergia?

Pindenergia on oluline UV-trüki värvi kleepuvuse jaoks, sest kõrge pindenergiaga materjalid kui trüki värv võimaldavad paremat levikut ja sidet. Väikese pindenergiaga materjalide puhul on vajalik eeltöötlemine, et värv rakendataks edukalt.

Kuidas UV-trüki värvid toimivad paindlike aluste puhul?

UV trükkvärvid, eriti tänapäevased koostised, säilitavad plastiliste aluste peal tugeva kleepuvuse ka tõmbes, võrreldes lahustitrükkvärvidena parema toimivusega. Nad kohanesevad tõhusalt pikaajaliseks venimiseks ja keskkonnaolude muutumiseks.

Millised on UV-LED kõvendamissüsteemide kasutamise eelised?

UV-LED kõvendamissüsteemid võimaldavad kiiremat polümeerimist vähese soojuse tekitamisega, mis muudab need ideaalseks valikuks õrnade materjalide jaoks. Need suurendavad tõhusust, vähendavad energiakulusid ja parandavad tootmisprotsesside kiirust.