کدام جوهرهای آفتالویی آبی برای بسته‌بندی پلاستیکی مناسب هستند؟

چرا جوهرهای حفری آبی استاندارد روی پلاستیک عمل نمی‌کنند — اصول چسبندگی و تر شوندگی

عدم تطابق انرژی سطحی: PET، PP و BOPP در مقایسه با الزامات جوهرهای پایه آبی

سطح انرژی مواد بسته‌بندی پلاستیکی رایج مانند PET (پلی‌اتیلن ترفتالات)، PP (پلی‌پروپیلن) و BOPP (پلی‌پروپیلن دو جهته‌سازی‌شده) معمولاً کمتر از 35 mN/m است که به‌راحتی در زیر مرز 40 mN/m قرار دارد که برای مرطوب‌کردن سطح و چسبیدن جوهرهای آبی اُفست لازم است. خود آب سطح کشش بالایی در حدود 72 mN/m دارد، بنابراین هنگامی که با این پلاستیک‌های با انرژی پایین تماس می‌یابد، مشاهده می‌شود که بلافاصله تماس را قطع می‌کند. این سطوح صاف پلاستیکی اساساً با کاغذ یا مقوا متفاوت هستند، زیرا فاقد منافذ ریز یا نقاط زبری هستند که جوهر بتواند به‌راستی در آن‌ها نفوذ کند. به همین دلیل جوهرهای معمولی پایه آبی به جای پخش شدن یکنواخت روی سطح ماده، از روی آن می‌غلتد. بدون چسبندگی مناسب، تصاویر چاپ‌شده به‌سادگی در حین فرآیندهای معمول دست‌زدن و حمل‌ونقل دوام نخواهند آورد.

حالت‌های شکست بحرانی: تشکیل قطره، جداشدگی سطحی و انتقال ناقص لایه

تفاوت انرژی سطحی به‌طور مستقیم باعث سه خرابی عملیاتی کلیدی می‌شود:

• تشکیل قطرات : جوهر به جای ایجاد لایه‌های یکنواخت، به صورت قطرات مجزا تجمع می‌یابد و منجر به پوشش نامنظم می‌شود.
• پوسته‌پوسته‌شدن : جوهرهای به‌صورت بخشی چسبیده در حین خشک‌شدن جمع می‌شوند و زیرلایه بدون پوشش را نمایان می‌کنند و در نتیجه عدم شفافیت و عملکرد سدی ضعیف‌تر می‌شود.
• انتقال ناقص : سلول‌های گراور جوهر را تحت فشار دستگاه به‌صورت نامناسب آزاد می‌کنند که منجر به ایجاد تصاویر باقیمانده (گوستینگ) و از دست دادن جزئیات دقیق می‌شود.
  در مجموع، این عیوب باعث افزایش نرخ ضایعات تا ۲۵٪ می‌شوند که ناشی از چاپ‌های مجدد و توقف‌های برنامه‌ریزی‌نشده است — به‌ویژه در خطوط بسته‌بندی سریع مواد غذایی که در آن‌ها لایه‌های ناپیوسته جوهر، یکپارچگی درز و تضمین ماندگاری را نیز تضعیف می‌کنند.

نوآوری‌های رزینی که امکان استفاده از جوهرهای آبی چاپ اِنتالیو برای پلاستیک را فراهم می‌کنند

اکریلیک، پلی‌اورتان و پراکنده‌های ترکیبی: تعادل بین چسبندگی، انعطاف‌پذیری و مقاومت به سایش

جوهرهای آبی روزانه برای مواد پلاستیکی به سیستم‌های رزین ویژه‌ای متکی هستند که تعادل دشوار بین قدرت چسبندگی، انعطاف‌پذیری و دوام بالا را تأمین می‌کنند. پراکنش‌های آکریلیک به خوبی به سطوح مشکل‌ساز مانند فیلم‌های BOPP و PET می‌چسبند، زیرا گروه‌های سطحی خاصی درون خود دارند و علاوه بر این، فیلم‌هایی تشکیل می‌دهند که چسبندگی مناسبی فراهم می‌کنند. رزین‌های پلی‌اورتان نیز وجود دارند که به چاپ‌ها انعطاف و مقاومت در برابر مواد شیمیایی می‌دهند؛ ویژگی مهمی که زمانی حائز اهمیت است که بسته‌بندی‌ها در حین تولید تا می‌خورند، چین و چروک می‌شوند یا در طول حمل و نقل با شدت مورد استفاده قرار می‌گیرند. هنگامی که سازندگان آکریلیک‌ها و پلی‌اورتان‌ها را در فرمول‌های ترکیبی (هیبریدی) ترکیب می‌کنند، بهترین ویژگی‌های هر دو را به دست می‌آورند و چاپ‌هایی تولید می‌شود که در برابر تمام انواع تنش‌های واقعی مقاوم هستند. این سیستم‌های جدید جوهر قادر به انتقال بیش از ۹۰ درصد جوهر به روی پلاستیک‌های تحت پرداخت کرونایی (حداقل کشش سطحی 40 mN/m) هستند و با این حال همچنان با مقررات سخت‌گیرانه FDA 21 CFR و الزامات آیین‌نامه اتحادیه اروپا 10/2011 در مورد ایمنی تماس با مواد غذایی سازگار هستند، حتی زمانی که با محتوای VOC پایین تولید شده و نیاز به مقاومت در برابر سایش ناشی از استفاده روزمره دارند.

آماده‌سازی سطح آماده به کار و یکپارچه‌سازی پرس

بهینه‌سازی درمان کرونایی: دستیابی به سطح پایدار داین >40 میلی‌نیوتن بر متر برای انتقال جوهر یکنواخت

درمان با تخلیه کرونا همچنان روش مورد اعتماد برای آماده‌سازی PET، PP و BOPP جهت کاربردهای چاپ حکاکی آبی است. در اینجا، اکسیداسیون سطح پلیمر منجر به ایجاد گروه‌های عاملی قطبی لازم می‌شود. این تغییرات سطح انرژی را به میزان بیش از آستانه بحرانی 40 mN/m افزایش می‌دهد که در واقع حداقل مورد نیاز برای مرطوب‌سازی و انتقال صحیح جوهر بدون مشکل محسوب می‌شود. بیشتر این درمان‌ها انرژی سطحی را حدود 15 تا 25 mN/m بالاتر می‌برند، اما یک مشکل وجود دارد. اثرات این درمان دوام زیادی ندارد. در صورت رها شدن یا نگهداری طولانی‌مدت، این فیلم‌ها تمایل دارند دوباره زیر مقدار 38 mN/m سقوط کنند که این امر منجر به مشکلات مختلفی مانند گلوله‌شدن جوهر و چسبندگی ضعیف می‌شود. به همین دلیل، بسیاری از واحدها اکنون تست‌های لحظه‌ای داین را همراه با تنظیمات خودکار توان انجام می‌دهند. این سیستم سطح درمان را در طول دوره‌های تولید و تعویض شیفت‌ها ثابت نگه می‌دارد. شرکت‌های بسته‌بندی گزارش داده‌اند که با اجرای این سیستم، حدود 70٪ کاهش در عیوب چاپ مشاهده شده است، هرچند نتایج بسته به کیفیت تجهیزات و مهارت اپراتور می‌تواند متفاوت باشد.

خشک‌کردن، پخت و کنترل کشش در دستگاه‌های چاپ افست سرعت بالا

رعایت فرآیند پس از انتقال در کار با جوهرهای آبی روی مواد پلاستیکی حساس به حرارت بسیار مهم است. سیستم‌های خشک‌کن چند منطقه‌ای مادون قرمز که دمایی بین ۶۰ تا ۸۰ درجه سانتی‌گراد دارند، به سرعت و با دقت رطوبت را از بین می‌برند تا مشکل تاب‌خوردگی ایجاد نشود. در همان زمان، کنترل‌های دقیق کشش، ثبات کامل را در طول فرآوری حفظ می‌کنند و کشش ورق را در حدود نیم نیوتن بر میلی‌متر مربع نگه می‌دارند. کل سیستم شامل غلتک‌های نیپ همگام و راهنماهای کم‌اصطکاک خاص است که واقعاً مشکلات کشیدگی را کاهش می‌دهند. این امر به حفظ دقت مناسب در ثبت تصویر حتی در سرعت‌های بالا بیش از ۲۰۰ متر در دقیقه کمک می‌کند. در مورد زمان‌های خشک‌شدن، معمولاً به دنبال حدود یک ثانیه (بیش‌کم) هستیم که امکان اتصال عرضی کامل سیستم‌های بایندر آکریلیک و پلی‌اورتان را فراهم می‌کند. این کار منجر به سطوحی می‌شود که می‌توانند بیش از ۵۰۰ تست دابل رَب (دوبل رَب) را بر اساس استانداردهای ASTM تحمل کنند، در حالی که مواد قابل بازیافت باقی می‌مانند و با هر مرحله‌ای که در تولید بعداً انجام می‌شود، سازگاری دارند.

هماهنگی، ایمنی و پایداری برای بسته‌بندی پلاستیکی در تماس با غذا

آزمون مهاجرت و هماهنگی مقرراتی (EU 10/2011، FDA 21 CFR) برای جوهرهای آفست آبی

ایجاد جوهرهای آبی رادیوگرافی مناسب برای پلاستیک‌های در تماس با مواد غذایی مستلزم آزمون‌های مهاجرت دقیق بر اساس مقررات اتحادیه اروپا (EU) شماره 10/2011 و همچنین استانداردهای FDA 21 CFR بخش 175 تا 177 است. این آزمون‌های استخراج، شبیه‌سازی می‌کنند که در شرایط واقعی چه اتفاقی می‌افتد و مقدار مهاجرت مواد مختلف به شبیه‌سازهای مواد غذایی را تحت شرایط مختلف دما، مدت زمان و سطح تماس اندازه‌گیری می‌کنند. مواد مورد استفاده نیز مهم هستند، زیرا PET، PP و BOPP به دلیل غیرمتخلخل بودن به راحتی مواد را جذب نمی‌کنند. این بدین معناست که هرگونه مهاجرت تنها در لایه سطحی اتفاق می‌افتد و بنابراین انتخاب فرمولاسیون و چسبندگی جوهر عوامل حیاتی محسوب می‌شوند. نهادهای نظارتی اخیراً الزامات خود را به‌طور قابل توجهی سخت‌تر کرده‌اند. به عنوان مثال، FDA اکنون تقاضای سطوح تشخیص فلزات سنگین و مواد غیرمنتظره‌ای به نام NIAS را در حد کمتر از ۱ قسمت در میلیارد دارد. در همین حال، دستورالعمل‌های اروپایی بر ردیابی کامل تمام مؤلفه‌های استفاده‌شده، از جمله افزودنی‌ها و کاتالیزورها تأکید می‌کنند. انطباق تنها به ترکیب شیمیایی محدود نمی‌شود. تولیدکنندگان باید اطمینان حاصل کنند که این لایه‌های جوهر پس از مراحل استریل‌سازی، حرارت دیدن در مایکروویو یا نگهداری در محیط‌های سرد به خوبی مقاومت می‌کنند. این امر ایمنی مصرف‌کنندگان محصولات بسته‌بندی‌شده با این مواد را تضمین می‌کند و همچنین با عملکرد در چارچوب سیستم‌های موجود مدیریت پسماند، به تلاش‌های بازیافت کمک می‌کند.

بخش سوالات متداول

سوال ۱: چرا جوهرهای استاندارد آبی اندازه‌گیری روی سطوح پلاستیکی عمل نمی‌کنند؟

پاسخ: جوهرهای استاندارد آبی اندازه‌گیری روی پلاستیک به دلیل انرژی سطحی پایین این مواد، عمل نمی‌کنند؛ زیرا باعث می‌شوند جوهرها به صورت قطرات جمع شوند یا عقب نشینی کنند و در نتیجه چسبندگی ضعیفی داشته باشند.

سوال ۲: چه نوآوری‌هایی به چسبندگی جوهرهای آبی اندازه‌گیری روی پلاستیک کمک می‌کنند؟

پاسخ: نوآوری‌های رزینی مانند اکریلیک، پلی‌اورتان و پراکنده‌های ترکیبی، چسبندگی، انعطاف‌پذیری و مقاومت بهتری فراهم می‌کنند و جوهرها را برای استفاده روی سطوح پلاستیکی مناسب می‌سازند.

سوال ۳: درمان کرونایی چگونه چسبندگی جوهر را بهبود می‌بخشد؟

پاسخ: درمان کرونایی سطوح پلیمری را اکسید می‌کند، سطح انرژی و سطح دین را افزایش می‌دهد و شرایط بهتری برای چسبندگی جوهر فراهم می‌کند.

سوال ۴: آزمون‌های مهاجرت برای مقررات جوهر چگونه انجام می‌شوند؟

پاسخ: آزمون‌های مهاجرت با شبیه‌سازی شرایط استفاده، میزان مهاجرت مواد از جوهرها به شبیه‌سازهای غذایی را اندازه‌گیری می‌کنند تا انطباق با استانداردهای اتحادیه اروپا و سازمان غذا و دارو (FDA) تضمین شود.