प्लास्टिक पर जल-आधारित इंटैग्लियो स्याही प्लास्टिक की सतहों पर अच्छी तरह चिपक सकती है?

प्लास्टिक पर जल-आधारित इंटैग्लियो मुद्रण स्याही और उसके अनुप्रयोग की व्याख्या करना

प्लास्टिक के लिए जल-आधारित इंटैग्लियो मुद्रण स्याही को क्या परिभाषित करता है?

जल-आधारित इंटैग्लियो मुद्रण स्याही प्लास्टिक के लिए बहुत अच्छी तरह काम करती है क्योंकि यह सामान्य जल फॉर्मूलों को उन आकर्षक उत्कीर्णन विधियों के साथ मिलाती है जो पॉलिएथिलीन या पॉलिप्रोपिलीन जैसी चिकनी पॉलिमर सामग्री पर वास्तव में तेज, दीर्घकालिक मुद्रण बनाती हैं। इसे पुराने विलायक प्रकार की स्याही से अलग क्या बनाता है, वह यह है कि वे वास्तव में कैसे काम करते हैं। बस वहाँ बैठने के बजाय, ये स्याही विशेष रूप से उत्कीर्ण सिलेंडरों के माध्यम से स्थानांतरित होती हैं जो रंग को मुद्रण प्लेट की सतह पर सूक्ष्म खांचों में धकेलते हैं। अच्छे परिणाम प्राप्त करना स्याही की संगतता को सही ढंग से बनाए रखने पर बहुत निर्भर करता है। इस सामग्री को उन सूक्ष्म स्थानों को भरते समय पर्याप्त मोटाई में बने रहना चाहिए लेकिन जब आवश्यकता हो, तो ठीक से मुक्त होना चाहिए। अधिकांश अनुभवी मुद्रक जानते हैं कि इस श्यानता संतुलन को नियंत्रित करना आज उद्योग में सामान्य मुद्रण को वास्तव में उत्कृष्ट मुद्रण से अलग करता है।

जल-आधारित स्याही की संरचना और पर्यावरणीय लाभ

आधुनिक जलीय इंटैग्लियो स्याही तीन मुख्य घटकों से मिलकर बनी होती है:

• पानी (60-75%): प्राथमिक वाहक तरल के रूप में कार्य करता है
• एक्रिलिक/पॉलीयूरेथेन राल (15-25%): प्लास्टिक सब्सट्रेट्स के लिए मजबूत चिपकाव सुनिश्चित करता है
• क्रियात्मक योजक (5-10%): गीलापन, सूखने और प्रवाह विशेषताओं में सुधार करता है

इन सूत्रों के कारण पर्यावरणीय नियमों जैसे ईपीए के जहरीले पदार्थ नियंत्रण अधिनियम के अनुपालन को समर्थन मिलता है और यूवी-क्यूरेबल या विलायक-आधारित विकल्पों की तुलना में वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) में 70-90% की कमी आती है (ईएचएस जर्नल 2023)। इनकी जल विलेयता प्रिंटिंग प्रेस की सफाई को भी सरल बनाती है और स्थायी पैकेजिंग संचालन में पुनर्चक्रण प्रयासों को समर्थन देती है।

पॉलिमर सब्सट्रेट्स पर अन्य विधियों से इंटैग्लियो प्रिंटिंग कैसे भिन्न है

इंटैग्लियो प्रिंटिंग अपने अद्वितीय स्याही स्थानांतरण तंत्र के माध्यम से फ्लेक्सोग्राफी और पैड प्रिंटिंग से अलग है:

इस प्रक्रिया में उत्कीर्णित सेलों के भीतर स्याही को जलगतिकीय रूप से फँसाकर उप-0.1 मिमी पंजीकरण सटीकता प्राप्त की जाती है—जिससे इसे क्रेडिट कार्ड जैसी वस्तुओं पर सुरक्षा मुद्रण और धात्विक परिष्करण के लिए आदर्श बनाता है। रोटोग्रेव्योर प्रौद्योगिकी में हालिया उन्नति से उपचारित PET फिल्मों पर 95% स्याही स्थानांतरण दक्षता का प्रदर्शन हुआ है, जो सामान्यतः 65-75% उपज वाली स्क्रीन मुद्रण को पार करता है।

प्लास्टिक की सतहों पर स्याही के चिपकने के पीछे का विज्ञान

स्याही बंधन में सतह ऊर्जा और सतह तनाव संबंध

जलीय इंटैग्लियो स्याही के साथ अच्छी चिपकाव प्राप्त करना वास्तव में उस सतही ऊर्जा को सही ढंग से प्राप्त करने पर निर्भर करता है जो मुद्रित सामग्री और स्वयं सामग्री के बीच होती है। जब 40 डायन प्रति वर्ग सेंटीमीटर से अधिक सतही ऊर्जा वाले बहुलकों के साथ काम किया जाता है, तो हमें बहुत बेहतर बंधन देखने को मिलता है क्योंकि दोनों सामग्रियों के मिलने के स्थान पर कम तनाव होता है। स्याही सतह पर बूंदों के रूप में इकट्ठा होने या अलग होने के बजाय स्वाभाविक रूप से अधिक फैल जाती है। यह मिलान बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सीमा परत में भौतिक लॉकिंग तंत्र और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से स्याही के सब्सट्रेट पर चिपकने के तरीके को प्रभावित करता है।

ठोस सतहों पर तरलों का आर्द्रण: जलीय स्याही प्रदर्शन में इसकी भूमिका

उचित चिपकने के लिए, जलीय स्याही को 90° से कम संपर्क कोण प्राप्त करना चाहिए ताकि पर्याप्त फैलाव सुनिश्चित हो सके। फ्लेक्सोग्राफिक टेक्निकल एसोसिएशन के अनुसंधान से पता चलता है कि खराब वेटिंग, विशेष रूप से पॉलीएथिलीन जैसे कम-ऊर्जा पॉलिओलेफिन्स पर, फिशआई (मछली की आँख) जैसे दोषों का कारण बनती है। सतह उपचार ध्रुवीयता को बढ़ाते हैं, जिससे औद्योगिक सेटिंग्स में जल-आधारित स्याही की स्वीकृति में 60-80% की वृद्धि होती है।

प्रभावी स्याही चिपकाव के लिए महत्वपूर्ण सतह ऊर्जा सीमा

अधिकांश जलीय इंटैग्लियो प्रणालियों को विश्वसनीय मुद्रण स्थायित्व के लिए 36 डायन/सेमी² से अधिक के सब्सट्रेट की आवश्यकता होती है। चूंकि अनुपचारित पॉलीप्रोपिलीन और एलडीपीई आमतौर पर इस सीमा से कम होते हैं, इसलिए सतह संशोधन महत्वपूर्ण है।

कम डाइन प्लास्टिक्स पर चिपकने की चुनौतियाँ और उन्हें दूर करने के तरीके

कम सतह तनाव वाले प्लास्टिक (लगभग 34 डायन प्रति वर्ग सेंटीमीटर या उससे कम) पानी-आधारित स्याही को विकर्षित करते हैं क्योंकि वे प्राकृतिक रूप से पानी के प्रतिरोधी होते हैं। जब हम ज्वाला उपचार लागू करते हैं, तो यह सतह पर ऑक्सीजन के अणु जोड़ देता है जो पॉलीप्रोपाइलीन सामग्री की सतही ऊर्जा को महज आधे सेकंड से कम समय में 45 से 50 डायन प्रति वर्ग सेमी तक बढ़ा देता है। उन सामग्रियों के लिए जो अधिक ऊष्मा सहन नहीं कर सकती हैं, कोरोना डिस्चार्ज भी बहुत प्रभावी काम करता है, जो सामग्री के आयामों को विकृत या मुड़े बिना बंधन को लगभग तीन गुना अधिक मजबूत बना देता है। किसी भी उपचार प्रक्रिया के बाद, ISO 8296 मानक के अनुसार डायन परीक्षण चलाने से गुणवत्ता नियंत्रण बनाए रखने में मदद मिलती है ताकि उत्पादन लाइन से निकलने वाला प्रत्येक बैच एक चल से दूसरे चल तक विश्वसनीय ढंग से काम करे।

जल-आधारित इंटैग्लियो स्याही के चिपकाव को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक

सफल चिपकने की सफलता तीन आपस में जुड़े कारकों पर निर्भर करती है: सब्सट्रेट संगतता, स्याही की रसायन विज्ञान, और सूखने की गतिशीलता। एक साथ मिलकर, वे यह निर्धारित करते हैं कि अंतिम मुद्रण परत तनाव के तहत बरकरार रहेगी या अलग हो जाएगी।

स्याही बंधन दक्षता पर प्लास्टिक सब्सट्रेट के प्रकार का प्रभाव

विभिन्न प्लास्टिकों की सतही ऊर्जा में काफी अंतर होता है, जिसका तरल पदार्थों के उनके सम्पूर्ण सतह पर फैलने की क्षमता पर गहरा प्रभाव पड़ता है। उच्च ऊर्जा स्तर वाली सामग्री जैसे PET का मान लगभग 45 डाइन/सेमी या उससे अधिक होता है, जो उन्हें स्याही लगाने के लिए बहुत उपयुक्त बनाता है। दूसरी ओर, पॉलीप्रोपाइलीन की समस्या यह है कि इसका मान 34 डाइन/सेमी से कम होता है। ऐसी सामग्री के साथ काम करने वालों के लिए, जो आसानी से कोटिंग स्वीकार नहीं करती हैं, इस समस्या को हल करने के तरीके उपलब्ध हैं। प्लाज्मा उपचार पॉलीएथिलीन की सतह पर अद्भुत प्रभाव डालता है, जो 2023 में प्लास्टिक्स इंजीनियरिंग सोसाइटी द्वारा प्रकाशित शोध के अनुसार इसके डाइन स्तर को लगभग 31 से बढ़ाकर लगभग 60 डाइन/सेमी तक ले जाता है। इस प्रकार के सतह संशोधन से सामग्री के बीच उचित चिपकाव प्राप्त करने के प्रयास में अंतर को दूर करने में मदद मिलती है।

अपारगम्य आधार पर चिपकाव पर स्याही सूत्रीकरण का प्रभाव

उन्नत जलीय इंटैग्लियो स्याही में एक्रिलिक राल (भार के अनुसार 35-50%), सरफैक्टेंट्स और आसंजन प्रमोटर्स शामिल होते हैं। लचीली राल श्रृंखलाएँ सतह की सूक्ष्म संरचनाओं के अनुरूप ढल जाती हैं, जबकि धनायनिक सरफैक्टेंट सक्रिय उपस्थितियों के साथ विद्युत स्थैतिक बंधन बनाते हैं। प्रमुख निर्माता प्रवाह और फिल्म सामंजस्य को अनुकूलित करने के लिए pH (8.5-9.2) और श्यानता (1,200-1,800 cP) में सूक्ष्म समायोजन करते हैं, बिना स्थानांतरण की परिशुद्धता को खोए।

जलीय इंटैग्लियो प्रणालियों में सुखाने के तंत्र और फिल्म निर्माण

नियंत्रित वाष्पीकरण प्रीमैच्योर स्किनिंग को रोकता है, जहाँ त्वरित सतह सुखाने से नमी फंस जाती है और आसंजन कमजोर हो जाता है। आदर्श सुखाने की प्रक्रिया 65-75°C तापमान और 40-50% आर्द्रता में होती है, जो चरणबद्ध प्रक्रिया को सक्षम करती है:

1. जल वाष्पीकरण (0-90 सेकंड)
2. राल संगलन (90-180 सेकंड)
3. क्रॉस-लिंकिंग (180-300 सेकंड)

यह क्रम संवेदनशील प्लास्टिक उपस्थितियों की ऊष्मीय सीमाओं का सम्मान करते हुए पूर्ण फिल्म निर्माण सुनिश्चित करता है।

प्लास्टिक्स की मुद्रण क्षमता बढ़ाने के लिए सतह सक्रियण तकनीकें

प्लास्टिक की मुद्रण क्षमता बढ़ाने के लिए वातावरणीय प्लाज्मा उपचार

जब पॉलिमर की सतहों पर वातावरणीय प्लाज्मा उपचार लागू किया जाता है, तो मूल रूप से आयनित गैस से उन पर प्रहार किया जाता है जो सामग्री पर कई प्रकार के प्रतिक्रियाशील स्थल बनाती है। इस प्रक्रिया के कारण सतही ऊर्जा में काफी अधिक वृद्धि होती है, जो पिछले वर्ष Enercon Industries के अनुसंधान के अनुसार 40 से कम से 55 डायन प्रति वर्ग सेंटीमीटर से अधिक तक पहुँच जाती है। इसका क्या अर्थ है? खैर, इसका अर्थ यह है कि पॉलिएथिलीन या PET फिल्मों जैसी सामग्री पर जल-आधारित इंटैग्लियो स्याही का उपयोग करते समय बहुत बेहतर बंधन संभव हो जाता है। और यहाँ पारंपरिक विधियों की तुलना में चीजें दिलचस्प हो जाती हैं। रासायनिक प्राइमर अक्सर अवशेष छोड़ देते हैं जो बाद में समस्याएँ पैदा कर सकते हैं। लेकिन प्लाज्मा उपचार के साथ, प्रक्रिया के बाद बिल्कुल भी कुछ नहीं छूटता। इसके अलावा, हम लगभग 72 डायन/सेमी के आसपास ग्लास के समान अत्यधिक उच्च सतही ऊर्जा प्राप्त करने की बात कर रहे हैं, बिना रासायनिक उपचार के साथ आने वाली किसी भी पर्यावरणीय समस्या का सामना किए।

ज्वाला उपचार और पॉलीओलेफिन्स की सतही ऊर्जा पर इसका प्रभाव

जब हम पॉलीओलेफिन सामग्री पर ज्वाला उपचार लागू करते हैं, तो नियंत्रित दहन से सतह पर ऑक्सीकरण होता है, जिसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण हाइड्रॉक्सिल और कार्बोनिल समूहों का निर्माण होता है। विशेष रूप से पॉलीप्रोपिलीन कंटेनरों के लिए, लगभग 0.02 से 0.04 सेकंड के बीच केवल संक्षिप्त समय के लिए उजागर करने से डाइन के स्तर में काफी वृद्धि हो सकती है—लगभग 29 से बढ़कर 45 तक। यह जल-आधारित स्याही के उचित चिपकाव के लिए आवश्यक 38 डाइन प्रति सेंटीमीटर के थ्रेशहोल्ड से भी अधिक है। एक अन्य लाभ यह है कि इस विधि से सामग्री की सतह पर सूक्ष्म स्तर पर खुरदरापन भी उत्पन्न होता है, जिसका Ra मान आमतौर पर 0.5 से 1.2 माइक्रोमीटर के बीच होता है। बाद में फिल्म लगाने पर इस सूक्ष्म बनावट से यांत्रिक बंधन में सुधार होता है।

कोरोना बनाम प्लाज्मा: सतह सक्रियण दक्षता की तुलना

2023 के एक सतह सक्रियण अध्ययन में पाया गया कि 500 आर्द्रता चक्रों के बाद प्लाज्मा-उपचारित HDPE में स्याही के चिपकने की क्षमता 94% बनी रही, जबकि कोरोना-उपचारित नमूनों में यह 78% थी।

स्याही चिपकाव सुनिश्चित करने के लिए उपचार के बाद डाइन स्तर का मापन

उपचार के तुरंत बाद डाइन परीक्षण द्रव का उपयोग करके सतह सक्रियण की जाँच की जा सकती है, जो आमतौर पर 30 से 60 डाइन प्रति सेंटीमीटर की सीमा में आते हैं। जल-आधारित स्याही के साथ काम करते समय, अधिकांश ऑपरेटर पॉलिओलेफिन सतहों पर कम से कम 42 डाइन/सेमी और PEEK तथा अन्य इंजीनियरिंग प्लास्टिक जैसी सामग्री के लिए लगभग 50 डाइन/सेमी या उससे अधिक का लक्ष्य रखते हैं। नवीनतम तकनीक ने उत्पादन लाइनों में वास्तविक समय पर यूवी दृश्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी को शामिल किया है, जिससे निर्माता प्रसंस्करण के दौरान सतहों पर ऑक्सीजन के स्तर की निगरानी कर सकते हैं। इन मापदंडों में आमतौर पर परमाण्विक ऑक्सीजन सामग्री के लगभग 15% से 22% के बीच रहने की आवश्यकता होती है। इस तरह की निगरानी संभावित समस्याओं को शुरुआत में ही पकड़ने में मदद करती है ताकि मुद्रण प्रक्रिया शुरू होने के बाद समस्याएं सामने न आएं।

वास्तविक दुनिया के प्रदर्शन और अनुकूलन रणनीति

जब सही सतह उपचार सामग्री के गुणों से मेल खाता है, तो जल-आधारित इंटैग्लियो मुद्रण स्याही प्लास्टिक की सतहों पर अच्छी तरह चिपक जाती है। हमने व्यवहार में वातावरणीय प्लाज्मा उपचार के अधीन PET फिल्मों के साथ ऐसा देखा। इन नमूनों ने आवेदन के बाद लगभग 95 प्रतिशत स्याही चिपकाव बरकरार रखा, जबकि बिना किसी उपचार वाले नमूने चिपकाव के लिए साधारण टेप परीक्षण भी पारित नहीं कर पाए। यही समस्या पॉलीप्रोपाइलीन कंटेनरों के साथ भी हुई। उचित सतह तैयारी के बिना, स्याही सिर्फ एक दिन के भीतर पूरी तरह से छिलकर गिर गई क्योंकि वह सतह को ठीक से गीला नहीं कर पाई।

दीर्घकालिक परीक्षण से प्रणाली की स्थिरता की पुष्टि होती है: उपचारित पॉलीएथिलीन ने 1,000 आर्द्रता चक्रों (40°C / 90% RH) के बाद 85% स्याही अखंडता बरकरार रखी और ASTM D5264 घर्षण प्रतिरोध मानकों को पूरा किया। प्रमुख अनुकूलन रणनीतियों में शामिल हैं:

• सतह ऊर्जा का मिलान : प्लामा या ज्वाला का उपयोग करके पॉलीओलेफिन्स के लिए 40-50 डायन/सेमी का लक्ष्य
• रेओलॉजी में समायोजन : संतुलित प्रवाह और फिल्म गठन के लिए 12-18 पा के बीच स्याही चिपचिपाहट बनाए रखें
• सूखी प्रक्रिया : फोड़े होने से बचने के लिए 60-80°C पर बहु-चरण इन्फ्रारेड सूखी का प्रयोग करें

गुणवत्ता आश्वासन के लिए, निर्माता बंधन की ताकत को मापने के लिए डिजिटल आसंजन विश्लेषकों के साथ क्रॉस-हैच परीक्षण (आईएसओ 2409) को तेजी से जोड़ते हैं। इन एकीकृत दृष्टिकोणों से उच्च मात्रा में पैकेजिंग उत्पादन में आसंजन से संबंधित कचरे को 34% तक कम करने का प्रदर्शन किया गया है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

जलयुक्त इंकजेलो स्याही का प्रयोग करने से पर्यावरण को क्या लाभ होता है?

जलीय इनटॅग्लियो स्याही पारंपरिक सॉल्वेंट आधारित स्याही की तुलना में 70-90% तक वाष्पीय कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) को काफी कम करती है। यह उन्हें पर्यावरण के अनुकूल विकल्प बनाता है, EPA के जहरीले पदार्थ नियंत्रण अधिनियम जैसे नियमों के अनुपालन का समर्थन करता है।

सतह उपचार स्याही चिपकने पर कैसे प्रभाव डालता है?

सतह उपचार स्याही के चिपकाव में सुधार करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, विशेष रूप से कम सतह ऊर्जा वाले प्लास्टिक्स पर। लौ और प्लाज्मा उपचार जैसी तकनीकों से सतह ऊर्जा बढ़ जाती है, जिससे स्याही के बेहतर बंधन में सहायता मिलती है।

इंटैग्लियो मुद्रण में श्यानता क्यों महत्वपूर्ण है?

इंटैग्लियो मुद्रण में श्यानता महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सुनिश्चित करती है कि स्याही प्रिंटिंग प्लेट के सूक्ष्म स्थानों को भरने के लिए पर्याप्त मोटी हो, लेकिन ठीक से छोड़ने के लिए पर्याप्त तरल भी हो। उचित श्यानता संतुलन औसत मुद्रण से असाधारण मुद्रण को अलग कर सकता है।