कुशल प्लास्टिक के थैले पर मुद्रण के लिए विलायक स्याही की सुखाने की गति क्या होनी चाहिए?

सॉल्वेंट इंक प्रदर्शन और प्रिंट दक्षता में सुखाने की गति की भूमिका

प्रिंट गुणवत्ता, एडहेशन और उत्पादन क्षमता पर सुखाने की गति का प्रभाव कैसे पड़ता है

अच्छी प्रिंट गुणवत्ता प्राप्त करने, उचित चिपकाव सुनिश्चित करने और उत्पादन को चिकना बनाए रखने के लिए, सॉल्वेंट इंक की सूखने की गति एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। जब इंक बहुत तेजी से सूख जाता है, मान लीजिए 15 सेकंड से भी कम समय में, तो अक्सर यह पॉलीएथिलीन फिल्मों पर पर्याप्त नहीं चिपक पाता जिनके साथ हम काम करते हैं, जिसका अर्थ है कि मुद्रित सामग्री को संभालने पर इंक निकलने की वास्तविक संभावना होती है। यदि इंक सूखने में 30 सेकंड से अधिक समय ले तो समस्या उतनी ही गंभीर होती है। यह हमारे उच्च गति फ्लेक्सो प्रिंटिंग सेट-अप में काफी बार होता है जहां प्रेस से गुजरते समय इंक के धब्बे सभी जगह बनने लगते हैं। इन समस्याओं के कारण उत्पादन में धीमापन आ जाता है जिससे हमारा उत्पादन एक साथ प्रेस से गुजर रहे कई पासों के दौरान लगभग 40 प्रतिशत तक कम हो सकता है।

पॉलीएथिलीन पर मानक और इको-सॉल्वेंट इंक के सूखने के व्यवहार में अंतर

मानक सॉल्वेंट इंक, जो सामान्यतः टॉल्यून या ज़ाइलीन पर आधारित होते हैं, अपरिष्कृत LDPE पर इको-सॉल्वेंट विकल्पों की तुलना में 20–25% तेज़ी से सूखते हैं। हालांकि, कोरोना-उपचारित फिल्मों पर इको-सॉल्वेंट इंक बेहतर प्रदर्शन करते हैं, भले ही उनके क्वथनांक अधिक हों (130–160°C बनाम 90–120°C), निम्न VOC उत्सर्जन और विश्वसनीय सुखाने के प्रदर्शन के बीच एक व्यावहारिक समझौता प्रदान करते हैं।

त्वरित सुखाने और दोषों के जोखिम का संतुलन: स्किनिंग, अवरोधन, और मिस्टिंग

जब सुखाने की प्रक्रिया बहुत अधिक धकेल दी जाती है, तो तीन बड़ी समस्याएं उत्पन्न होती हैं। सबसे पहले, स्किनिंग की समस्या तब होती है जब स्याही की सतह पर एक पतली परत बन जाती है (लगभग आधे से दो माइक्रोमीटर मोटी)। यह एक रुकावट बनाता है जो उसके नीचे विलायकों को फंसा देती है, जिसके परिणामस्वरूप बुलबुले बनते हैं। एक अन्य सामान्य समस्या नोजल में अवरोध है। अध्ययनों से पता चलता है कि तेजी से सूखने वाली प्रणालियों में चार पांचवें भाग में प्रिंटहेड विफलताएं नोजल में अवरोध के कारण होती हैं, क्योंकि राल नोजल के अंदर जम जाता है। और हवा के प्रवाह की भी एक समस्या है। यदि सुखाने के सुरंगों में गति 3.2 मीटर प्रति सेकंड से अधिक हो जाती है, तो यह धुंध पैदा करता है। वायु में स्याही के छोटे कण (दस माइक्रोमीटर से कम) आ जाते हैं, और वे मशीनों के साथ-साथ मुद्रित सामग्री को भी दूषित कर देते हैं।

सामान्य आदर्श सुखाने की अवधि: फ्लेक्सो और रोटोग्रावर के लिए 15–30 सेकंड में 60–80°C तापमान पर

अध्ययनों में पाया गया है कि पॉलीएथिलीन फिल्मों पर विलायक स्याही को सुखाने के लिए लगभग 70 प्लस या माइनस 5 डिग्री सेल्सियस तापमान पर लगभग 22 से 28 सेकंड तक रखना सबसे अच्छा रहता है, जो 40 से 60 माइक्रोमीटर मोटी होती हैं। इस सीमा के भीतर सुखाने पर अधिकांश विलायक पूरी तरह से वाष्पित हो जाते हैं, जिससे केवल 0.3 प्रतिशत से कम नमी की अवशेष मात्रा बचती है। सतह का खत्म भी काफी स्थिर रहता है, एक बैच से दूसरे बैच में चमक में आमतौर पर 5 प्रतिशत से कम भिन्नता आती है। रोटोग्राव्यूर प्रिंटिंग ऑपरेशन के लिए चीजें थोड़ी तेजी से होती हैं, क्योंकि वे बहुत पतली स्याही की परतों के साथ काम करते हैं, जो लगभग 8 से 12 माइक्रोमीटर मापती हैं। इन सेटअप्स को आमतौर पर केवल 15 से 20 सेकंड की आवश्यकता होती है। फ्लेक्सोग्राफिक प्रिंटिंग में अधिक समय लगता है, क्योंकि स्याही की परतें मोटी होती हैं, आमतौर पर 15 से 20 माइक्रोमीटर मोटी फिल्मों के साथ उचित सुखाने के लिए 25 से 30 सेकंड की आवश्यकता होती है। उद्योग के पेशेवरों ने उत्पादन के दौरान अवरक्त निगरानी लागू करने पर काफी सुधार देखा है। वे पाते हैं कि उनकी पुनःकार्य दर लगभग दो तिहाई तक कम हो जाती है, तुलना में जब सुखाने के मापदंडों को ठीक से अनुकूलित नहीं किया जाता।

पृष्ठ की विशेषताएं और उनका विलायक स्याही सुखाने पर प्रभाव

एलडीपीई और एचडीपीई फिल्मों के साथ सतह ऊर्जा की चुनौतियां

एलडीपीई और एचडीपीई फिल्मों में कम सतह ऊर्जा (30–34 डाइन/सेमी) के कारण चिपकाने की समस्याएं होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप ख़राब गीलापन और पिनहोल्स जैसी समस्याएं तथा रंग घनत्व में कमी आती है। इसे दूर करने के लिए, विलायक स्याही का सतह तनाव ≥30 mN/m होना चाहिए। इसके बावजूद, सतह उपचार के बिना यांत्रिक तनाव के अधीन लंबे समय तक स्थायित्व सीमित रहता है।

प्राइम की गई बनाम अप्राइमित सतहें: स्याही अवशोषण और सुखाने की एकरूपता पर प्रभाव

प्राइम की गई फिल्में अप्राइमित फिल्मों की तुलना में 40–60% तक सुखाने की एकरूपता में सुधार करती हैं, छिद्रों वाली परतों के कारण जो विलायक अवशोषण को नियंत्रित करती हैं। अप्राइमित सतहों पर, 70% विलायक स्याही परत के माध्यम से ऊर्ध्वाधर वाष्पित होता है, जिससे बुलबुले बनने का खतरा बढ़ जाता है। इसके विपरीत, प्राइम किए गए सब्सट्रेट्स पार्श्व विसरण को सुगम बनाते हैं, जो अधिक एकरूप सुखाने और मजबूत फिल्म अखंडता को सक्षम करते हैं।

कोरोना उपचार और सतह संशोधन के माध्यम से सुखाने की दक्षता में सुधार

जब हम LDPE या HDPE सामग्री पर कोरोना उपचार लागू करते हैं, तो ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं के माध्यम से उनके सतही ऊर्जा स्तर 38 से 42 डायन प्रति सेंटीमीटर के बीच बढ़ जाते हैं। इससे उन सतहों का सॉल्वेंट-आधारित स्याही के साथ आणविक स्तर पर बहुत बेहतर बंधन होता है। हमारे फ्लेक्सोग्राफिक मुद्रण परीक्षणों में कोरोना उपचार को लगभग 50 वाट प्रति वर्ग मीटर पर लागू करने पर काफी प्रभावशाली परिणाम मिले। सुखाने के समय में लगभग एक चौथाई की कमी हुई, चिपकाव में लगभग एक तिहाई की सुधार हुआ, और दोषों में लगभग 30% की कमी आई। ज्वाला उपचार भी काम करता है, लेकिन प्रदर्शन मेट्रिक्स में उतना बूस्ट नहीं देता। उच्च गति वाले बैग मुद्रण संचालन के लिए, प्लाज्मा प्रीट्रीटमेंट तकनीकों को विशेष रूप से तैयार उच्च ध्रुवीय सॉल्वेंट्स के साथ जोड़ने से सूखने के चक्रों से 30 से 45 महत्वपूर्ण सेकंड तक कम किए जा सकते हैं, बिना प्रकाशिक गुणवत्ता मानकों (2% से कम धुंध अभी भी स्वीकार्य) को प्रभावित किए।

सॉल्वेंट स्याही सुखाने को प्रभावित करने वाली पर्यावरणीय और प्रक्रिया स्थितियां

उच्च गति वाले मुद्रण वातावरण में वातावरणीय तापमान और आर्द्रता को नियंत्रित करना

22–24°C तापमान और 45–55% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर वातावरणीय स्थितियों को बनाए रखने से सुनिश्चित सुखाने के प्रदर्शन की गारंटी मिलती है। उच्च आर्द्रता वाष्पीकरण की गति को धीमा कर देती है, जिससे पॉलिएथिलीन पर स्याही के जमाव की समस्या हो सकती है, जबकि कम आर्द्रता सुखाने की गति को बढ़ा देती है और नलिका में अवरोध का खतरा बढ़ जाता है। वातावरण नियंत्रित वातावरण में, अनियंत्रित स्थानों की तुलना में मुद्रण दोषों में 18–22% की कमी आती है। वास्तविक समय में सेंसर मौसम के आधार पर गतिशील समायोजन की अनुमति देते हैं, जिससे बंद रहने के समय में कमी आती है।

अवरोधन और स्याही के छिड़काव को रोकने के लिए सुखाने की सुरंगों में वायु प्रवाह का अनुकूलन करना

वायु प्रवाह पर अच्छा नियंत्रण, बीच में 12 से 15 प्रतिशत तक सामग्री की हानि का कारण बनने वाली स्याही के छिड़काव की समस्याओं को कम कर देता है, ग्राव्यूर प्रिंटिंग परिचालन के दौरान। जब नोजल सही ढंग से स्थित होते हैं, तो वे सतह के सम्पूर्ण क्षेत्र में हवा को समान रूप से फैलाने में मदद करते हैं, इसलिए सुखाने का समय लगभग दो सेकंड के भीतर समान बना रहता है। क्रॉसफ़्लो सिस्टम दृष्टिकोण पारंपरिक ऊर्ध्वाधर वायु प्रवाह व्यवस्था की तुलना में लगभग तीस प्रतिशत तेजी से विलायकों को हटाने में सक्षम है, बिना चिपकाव गुणों को प्रभावित किए। और उन लोगों के लिए जो कम ऊर्जा वाली LDPE सामग्री के साथ काम कर रहे हैं, यह बहुत महत्वपूर्ण है कि टर्बुलेंस का स्तर पांच प्रतिशत से कम बना रहे, अन्यथा स्याही की परत बहुत ख़राब तरीके से विकृत हो जाती है।

इन्फ्रारेड बनाम हॉट एयर ड्राइंग: ऊर्जा दक्षता और सुखाने की समानता के बीच समझौता

अवरक्त सुखाने में वास्तव में पारंपरिक गर्म हवा की प्रणालियों की तुलना में लगभग 30 से 40 प्रतिशत कम ऊर्जा का उपयोग होता है क्योंकि यह पूरे वातावरण को गर्म करने के बजाय स्याही की परत को सीधे गर्म करता है। लेकिन असमान सतहों के साथ काम करने में एक समस्या है। इससे कुछ स्थानों पर अत्यधिक गर्मी आ जाती है, कभी-कभी तापमान 90 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है, जिससे प्रक्रिया में राल क्षतिग्रस्त हो सकता है। अब कई ऑपरेशन में हाइब्रिड दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है, जहां अवरक्त प्रारंभिक सुखाने के चरण को संभालता है और फिर अंतिम छू-छू के लिए गर्म हवा में स्विच कर देता है। यह संयोजन आमतौर पर उत्पाद में नमी के स्तर को लगभग 5% के भीतर बनाए रखता है और ऊर्जा लागत में लगभग एक चौथाई की बचत करता है। यह उल्लेखनीय है कि अवरक्त उन सामग्रियों पर विशेष रूप से अच्छी तरह से काम करता है जिन्हें पहले से ही उचित रूप से प्राइम किया गया है। गर्म हवा उन कोरोना उपचारित फिल्मों पर बेहतर प्रदर्शन करती है जहां सतह तनाव 38 डायन प्रति सेंटीमीटर के चिह्न से ऊपर मापा जाता है।

सूखने की गतिकी को नियंत्रित करने के लिए स्याही निर्माण रणनीतियाँ

विलायक मिश्रणों को तैयार करना: तेज, मध्यम और धीमे वाष्पित होने वाले घटक

अच्छे सूखने नियंत्रण प्राप्त करना वास्तव में विलायकों के उचित मिश्रण खोजने पर निर्भर करता है। यहाँ पर विचार करने के लिए तीन मुख्य श्रेणियाँ हैं: तेज वाले, जैसे एसीटोन, मध्यम गति वाले विकल्प जैसे एथिल एसीटेट, और वे जो धीमे-धीमे वाष्पित होते हैं, जिनमें प्रोपीलीन ग्लाइकोल मेथिल ईथर शामिल है। अधिकांश लोगों को यह पाते हैं कि लगभग 70/20/10 अनुपात में उन्हें मिलाना काफी अच्छा काम करता है, जब पॉलिएथिलीन के साथ काम करते समय लगभग 15 से 30 सेकंड के भीतर सतहों को सूखा पाने के लिए। तेजी से सूखने वाले विलायक सतही स्तर पर काम शुरू कर देते हैं, लेकिन वास्तव में धीमी गति वाले घटक ही वह काम करते हैं जो सतह के नीचे होता है। वे उन सभी फंसे हुए विलायकों को धीरे-धीरे बाहर आने देते हैं, बजाय इसके कि बाद में समस्याएँ पैदा करें, जिसे हम स्किनिंग कहते हैं, उससे रोकथाम करते हैं।

तेजी से सूखने के दौरान स्थिर फैलाव के लिए राल और रंजक चयन

एक्रिलिक और नाइट्रोसेलुलोज़ राल तेज़ी से सूखने की स्थिति में अपनी स्थिरता के लिए पसंद किए जाते हैं, 0.5 ग्राम/मी²·से. से अधिक वाष्पीकरण दर पर भी वर्णक विस्तार को बनाए रखते हैं। सूक्ष्म पिगमेंट्स (<5 माइक्रोन) पारंपरिक ग्रेड की तुलना में 40% तक अवसादन कम करते हैं, उच्च गति वाले ऑपरेशन के दौरान रंग को स्थिर बनाए रखना सुनिश्चित करते हैं।

ऐसे एडिटिव्स जो सूखने की प्रक्रिया को समायोजित करते हैं, चमक या लचीलेपन को कम किए बिना

सिलिकॉन-आधारित प्रवाह संशोधक (भार के अनुसार 0.5–1.5%) समतलन में सुधार करते हैं और खुले समय को 8–12 सेकंड तक बढ़ा देते हैं। यूरेथेन-संशोधित एडिटिव्स 85 ग्लॉस इकाइयों से अधिक बनाए रखने में मदद करते हैं और 200% तक विस्तारण क्षमता को बनाए रखते हैं, जो कि टिकाऊपन की आवश्यकता वाले लचीले पैकेजिंग के लिए आवश्यक है।

तेज़ी से सूखने वाले सॉल्वेंट इंक सिस्टम में नोजल बंद होने और स्किनिंग को कम करना

नोजल प्लेट के जमाव को कम करने के लिए, उच्च-दक्षता वाले सॉल्वेंट इंक में 3% से कम VOCs होना चाहिए। ग्राव्यूर प्रेस में 200 मीटर/मिनट पर संचालित होने वाले कॉइल-सॉल्वेंट के रूप में उपयोग किए जाने वाले साइक्लोहेक्सेनोन व्युत्पन्न त्वचा दोषों की घटनाओं को 60% तक कम कर देते हैं। 45–55°C के बीच स्याही ट्रे के तापमान को बनाए रखने से प्रिंट दोषों का कारण बनने वाली प्रारंभिक श्यानता में वृद्धि रोकी जा सकती है।

सुसंगत परिणामों के लिए सुखाने के प्रदर्शन का मापन और अनुकूलन

आईआर सेंसर और नमी विश्लेषक का उपयोग करके वास्तविक समय में निगरानी

आईआर सेंसर और धारिता नमी विश्लेषक सुखाने की प्रगति पर निरंतर प्रतिपुष्टि प्रदान करते हैं और अवशिष्ट सॉल्वेंट स्तरों का पता 0.5% भिन्नता के भीतर लगाते हैं। ये प्रणाली स्वचालित रूप से ड्रायर तापमान (±5°C) और कन्वेयर गति को समायोजित करती हैं, निर्माताओं को ब्लॉकिंग या आसंजन समस्याओं से उत्पादन बंद होने को मैनुअल निरीक्षण की तुलना में 18–22% तक कम करने में मदद करती हैं।

सुखाने के मापदंडों को अनुकूलित करने के लिए प्रयोगों के डिजाइन (DOE) का अनुप्रयोग

प्रयोगों के डिज़ाइन (DOE) जैसी सांख्यिकीय विधियों का उपयोग करना निर्माताओं को अपनी सुखाने की प्रक्रियाओं को संरचित तरीके से सुचारु करने में मदद करता है। 2024 में जर्नल ऑफ़ इंडस्ट्रियल प्रिंट प्रोसेसेज़ द्वारा किए गए हालिया शोध ने विशेष रूप से पॉलिएथिलीन के थैलों के संबंध में इसकी जांच की। उन्होंने प्रतिक्रिया सतह पद्धति का उपयोग किया, जिससे आदर्श पैरामीटर्स की पहचान हुई: लगभग 68 डिग्री सेल्सियस वायु तापमान, लगभग 2.2 मीटर प्रति सेकंड वायु प्रवाह की गति, और चीजों को लगभग 23 सेकंड के लिए छोड़ देना उन्हें आगे बढ़ाने से पहले। ये समायोजन बहुत प्रभावशाली नतीजे लाए, क्योंकि इन सेटिंग्स से ऊर्जा की खपत में मानक प्रथाओं की तुलना में लगभग एक तिहाई की कमी आई। इसके साथ ही उन्होंने 99.2 प्रतिशत चिपकने की दर के साथ बैग्स पर स्याही की उत्कृष्ट गुणवत्ता मानक बनाए रखा, भले ही लगातार बारह घंटे तक चलाया जाए।

प्रेस गति और स्याही घनत्व के आधार पर सुखाने की दक्षता की तुलना करना

प्रिंटर सॉल्वेंट इंक के प्रदर्शन का परीक्षण प्रेस की गति (150–550 फीट प्रति मिनट) और इंक फिल्म की मोटाई (1.8–2.5 माइक्रोन) के आधार पर करके बेसलाइन तैयार करते हैं। डेटा दर्शाता है कि 400 फीट प्रति मिनट से अधिक गति पर, इंक घनत्व को 0.3 ग्राम/मी³ तक कम करने से धुंध बनने से बचाव होता है, अपारदर्शिता बनी रहती है और सॉल्वेंट उपयोग में 19% की कमी आती है। ये मानक उच्च उत्पादकता के लिए समर्थन करते हैं, बिना सुखाने की पूर्णता को प्रभावित किए।

फ्रीक्वेंटली अस्क्ड क्वेश्चंस (FAQs)

सॉल्वेंट इंक के सुखाने का अनुकूलतम समय क्या है?

सॉल्वेंट इंक के लिए अनुकूलतम सुखाने का समय, विशेषकर पॉलिएथिलीन फिल्मों पर, आमतौर पर 15 से 30 सेकंड के बीच होता है, जो मुद्रण विधि और फिल्म की मोटाई पर निर्भर करता है।

कोरोना उपचार इंक सुखाने को कैसे प्रभावित करता है?

कोरोना उपचार LDPE और HDPE जैसी फिल्मों की सतह ऊर्जा को बढ़ाता है, इंक चिपकाव में सुधार करता है और सुखाने के समय को काफी कम कर देता है।

तेज इंक सुखाने के जोखिम क्या हैं?

तेज इंक सुखाने से ऐसी समस्याएं हो सकती हैं जैसे स्किनिंग, उलझन (क्लॉगिंग) और धुंध बनना, जो मुद्रण गुणवत्ता को प्रभावित कर सकती हैं और मशीन रखरखाव में वृद्धि कर सकती हैं।

मुद्रण में परिवेशीय स्थितियों को नियंत्रित करना क्यों महत्वपूर्ण है?

विशिष्ट परिवेशीय तापमान और आर्द्रता स्तर को बनाए रखना सुनिश्चित करता है कि सूखने का प्रदर्शन लगातार रहे, मुद्रण दोषों को न्यूनतम करना और उत्पादन दक्षता को अनुकूलित करना।