Quelles encres flexo présentent une forte adhérence sur les films PE/OPP ?

Pourquoi les encres flexo standard échouent-elles sur les films PE et OPP

Faible énergie de surface et non-polarité : la barrière principale à l'adhérence

Les films en polyéthylène (PE) et en polypropylène orienté (OPP) ont naturellement une très faible énergie de surface, généralement inférieure à 35 dynes par centimètre, et sont en outre composés de molécules non polaires. La plupart des encres flexographiques fonctionnent en créant des liaisons par interactions polaires, ce qui signifie qu'elles n'adhèrent pas bien à ces matériaux à base d'hydrocarbures. En l'absence de traitement de surface, seules des attaches physiques faibles se forment, plutôt que des liaisons chimiques solides entre l'encre et le film. Cela entraîne des problèmes où les motifs imprimés s'effacent lors du traitement ou se détachent sous l'effet de contraintes normales liées à la manipulation. Ces matériaux tendent à repousser les encres flexo à base aqueuse en raison de leurs caractéristiques hydrophobes. Pendant ce temps, les options à base de solvant peuvent effectivement rétrécir en séchant, provoquant une tension à l'interface entre la couche d'encre et le substrat. Pour qu'une bonne adhérence soit possible, les surfaces doivent atteindre au moins 38 dynes/cm selon les normes industrielles. Malheureusement, la plupart des films PE non traités atteignent seulement environ 31 dynes/cm, comme récemment rapporté dans Packaging Innovation Journal (2023), ce qui explique pourquoi des traitements spéciaux restent nécessaires pour obtenir une qualité d'impression satisfaisante.

Insuffisance de mouillage et délaminage interfacial en impression flexographique

Les encres flexo ont souvent du mal à s'appliquer sur les films à faible énergie, car leur tension superficielle a tendance à être supérieure à ce que le substrat peut supporter à son point critique. Ce qui se produit ensuite est assez évident pour quiconque a déjà travaillé avec ces produits : l'encre ne s'étale pas correctement à la surface. On obtient alors ce que tout le monde appelle l'effet peau d'orange, où l'encre se rétracte en petits globules au lieu de former cette couche uniforme et lisse souhaitée. À ces vitesses d'impression élevées courantes dans les environnements de production, de minuscules espaces se forment effectivement entre l'encre et le matériau lui-même. Ces espaces laissent pénétrer l'humidité présente dans l'air ambiant ou créent des points de contrainte qui finissent par entraîner des fissurations ultérieures. Selon une étude récente de l'industrie publiée par la Flexographic Technical Association en 2022, environ 60 % de tous les problèmes de qualité observés sur les substrats en PE et en OPP sont directement attribuables à ces problèmes d'étalement. La plupart des formules d'encres standard ne contiennent tout simplement pas suffisamment d'agents mouillants ni de ces liants spéciaux à basse température de transition vitreuse nécessaires pour bien adhérer à ces surfaces non polaires très lisses. Cela signifie que les produits commenceront à se détacher trop tôt dès qu'ils arriveront sur les machines d'emballage dans l'usine.

Préparation de la surface : Prétraitement critique pour une adhérence fiable des encres flexo

Traitement par corona : Niveau cible en dynes (38–42 dynes/cm) et limites pratiques de durée de conservation

La méthode de décharge par couronne reste encore largement nécessaire si l'on veut que les encres flexographiques adhèrent correctement à ces films PE et OPP à faible énergie. Ce qui se produit ici, c'est que le procédé oxyde essentiellement la surface du film par ionisation électrique, ce qui élève les niveaux de dyne à environ 38-42 dynes par cm. C'est en réalité la plage idéale requise pour assurer de bonnes propriétés d'humidité de l'encre. Mais il y a un inconvénient. Les surfaces traitées ont tendance à se dégrader avec le temps en raison notamment du mouvement des chaînes polymériques et de la migration des additifs loin de la surface. La plupart de ces films conservent leurs meilleures qualités d'adhérence pendant environ 1 à 8 semaines après le traitement. Et devinez quoi ? Des températures de stockage plus élevées et une humidité accrue accélèrent fortement ce processus de dégradation. Pour les responsables d'usine, cela signifie qu'il est absolument crucial de suivre précisément les dates de traitement par rapport aux besoins d'impression prévus. Sinon, ils risquent de rencontrer de coûteux problèmes d'adhérence en plein milieu de productions à grande vitesse.

Traitements au plasma et à la flamme comme alternatives hautes performances pour des applications flexographiques exigeantes

Si le traitement par corona ne suffit pas, les traitements au plasma et à la flamme interviennent comme des options plus efficaces pour les travaux d'impression flexo difficiles. Le plasma agit en bombardant les matériaux avec un gaz ionisé, créant ainsi des modifications de surface beaucoup plus profondes et uniformes, maintenant les niveaux de dyne bien au-dessus de 50 dynes par centimètre, même lorsqu'on travaille avec des formes complexes et des contours irréguliers. Le traitement à la flamme adopte une approche radicalement différente, utilisant une flamme soigneusement contrôlée pour brûler superficiellement certaines couches du substrat, ce qui le rend particulièrement adapté aux feuilles épaisses en plastique et aux pièces tridimensionnelles complexes. Ce qui distingue vraiment ces deux méthodes du traitement classique par corona, c'est leur durabilité avant qu'une réapplication ne soit nécessaire, ainsi que leur meilleure résistance face aux variations d'humidité et à l'exposition aux produits chimiques dans le temps. Les entreprises d'emballage comptent fortement sur ces traitements pour garantir que leurs produits restent correctement scellés dans les épiceries et les entrepôts, tandis que les fabricants y ont recours lorsque leurs étiquettes doivent résister à des manipulations rudes pendant le transport et le stockage.

Formulations d'encre Flexo conçues pour l'adhérence au PE/OPP

Systèmes de résines : polypropylène chloré (CPP), acryliques modifiés et hybrides PU-acryliques

Des résines spéciales ont été développées pour adhérer à ces surfaces filmiques à faible énergie où les adhésifs classiques ne fonctionnent tout simplement pas. Prenons l'exemple du polypropylène chloré (CPP). Appliqué, il ajoute une polarité basée sur le chlore qui crée en réalité des liaisons chimiques au niveau moléculaire entre le CPP et des matériaux comme le PE ou l'OPP. C'est une performance assez impressionnante. Les formules acryliques modifiées offrent quant à elles autre chose : elles supportent des températures supérieures à 130 degrés Celsius, ce qui les rend absolument indispensables pour la fabrication d'emballages devant résister à des procédés de stérilisation. Et n'oublions pas non plus les hybrides polyuréthane-acrylique. Ces combinaisons ingénieuses réunissent souplesse et résistance aux produits chimiques grâce aux liaisons transversales uréthanes. Les fabricants alimentaires les affectionnent particulièrement pour l'emballage de produits surgelés, car ils restent intacts durant des cycles répétés de congélation-dégel sans se détacher ni perdre leur intégrité.

Promoteurs d'adhérence et liants à basse température de transition vitreuse : permettre la flexibilité sans compromis

Les formulations d'encre modernes intègrent désormais des promoteurs d'adhésion à base de silane qui adhèrent réellement aux surfaces filmiques au niveau moléculaire, formant des liaisons chimiques solides entre les couches d'encre et ces matériaux non polaires difficiles. Ces liants spéciaux à basse température de transition vitreuse (Tg) restent flexibles même lorsque la température descend en dessous du point de congélation, jusqu'à moins 40 degrés Celsius, ce qui empêche la propagation des fissures pendant le transport des produits. Lorsque ces composants fonctionnent correctement ensemble, ils réduisent les problèmes de soulèvement de l'encre de près de 90 % par rapport aux encres flexographiques ordinaires. De plus, selon une recherche publiée par l'Association Technique Flexographique en 2022, les images imprimées restent nettes et précises après des centaines de tests de flexion. Ce niveau de performance fait une réelle différence dans les applications d'emballage où la durabilité est essentielle.

FAQ

Qu'est-ce qui rend les films PE et OPP difficiles à imprimer avec des encres flexo standard ?

Les films en PE et OPP ont une faible énergie de surface et des molécules non polaires, ce qui rend difficile l'adhérence des encres flexo standard qui dépendent d'interactions polaires.

Quel est le rôle de la tension superficielle dans les problèmes d'impression flexo ?

Les problèmes d'impression flexo, comme l'effet peau d'orange, surviennent lorsque la tension superficielle des encres flexo dépasse la capacité du support, empêchant une bonne répartition de l'encre et entraînant un délaminage.

Comment les traitements de surface améliorent-ils l'adhérence des encres flexo ?

Les traitements de surface tels que le traitement corona, le plasma et la flamme augmentent les niveaux en dyne, améliorant ainsi l'adhérence et atténuant des problèmes comme l'absorption d'humidité et les points de contrainte.

Quelles sont les avancées dans les formulations d'encres flexo ?

Les formulations d'encres flexo intègrent désormais des résines spécialisées, des promoteurs d'adhérence et des liants à basse température de transition vitreuse (Tg) afin d'améliorer l'adhérence et la flexibilité, notamment sur des supports à faible énergie particulièrement exigeants.