Пластикаға арналған сулы гравюралық сия пластикалық беттерге жақсы жабысады ма?

Сулы Гравюралық Баспа Бояуын және Пластиктерге Қолданылуын Түсіну

Пластик үшін Сулы Гравюралық Баспа Бояуын Анықтайтын Факторлар Қандай?

Су негізіндегі гравюралық бояу пластиктер үшін өте жақсы жұмыс істейді, себебі ол полиэтилен немесе полипропилен сияқты тегіс полимерлі материалдарға өте анық және ұзақ уақыт сақталатын баспа сапасын беретін кәдімгі су ерітінділерін гравюра әдістерімен қосады. Бұл бояуды ескі еріткішті бояулардан айыратын нәрсе — оның жұмыс істеу принципі. Олар тек тұрып қалмайды, сонымен қатар бояуды баспа тақтасының бетіндегі шаршыларға түсіру үшін арнайы ойылған цилиндрлер арқылы беріледі. Нәтижелердің сапасы бояудың қоюлығын дұрыс реттеуге байланысты. Материал микроскопиялық кеңістіктерді толтыру үшін жеткілікті қою болуы керек, бірақ қажет болған кезде таза босануы да тиіс. Көптеген тәжірибелі баспашылар бүгінгі күні өнеркәсіпте жақсы баспадан шын мәнінде тамаша нәтижелерге жетудің айырмашылығы осы тұтқырлық тепе-теңдігін реттеуде екенін біледі.

Су негізіндегі бояулардың құрамы мен экологиялық артықшылықтары

Қазіргі заманғы сулы гравюралық бояулар үш негізгі компоненттен тұрады:

• Су (60-75%): Негізгі тасымалдаушы сұйықтық ретінде қызмет етеді
• Акрил/полиуретан смолалары (15-25%): Пластикалық негіздерге мықты жабысуға мүмкіндік береді
• Функционалды қоспалар (5-10%): Сұйықтықтың таралуын, кебуін және ағу сипаттамаларын жақсартады

Бұл құрамдар Ультракүлгін сәулелермен қатаятын немесе еріткіш негізіндегі нұсқалармен салыстырғанда ұшпа органикалық қосылыстарды (VOC) 70-90% дейін азайтады (EHS Journal 2023), АҚШ-тың Қоршаған ортаны қорғау агенттігінің Улы заттар бақылау заңы сияқты экологиялық нормативтердің талаптарына сай келуге ықпал етеді. Олардың суда еруі баспадағы тазалауды жеңілдетеді және тұрақты орамалар операцияларында қайта өңдеуді қолдайды.

Интаглио баспасы полимерлі негіздерде басқа әдістерден қалай ерекшеленеді

Интаглио баспасы басқа әдістерден – флексография мен тегістеу баспасынан – өзіне тән бояу беру механизмі арқылы ерекшеленеді:

Бұл үдеріс гравировка жасалған ұяшықтардың ішінде сияны гидродинамикалық тұрғыда ұстап алу арқылы 0,1 мм-ден кем дәлдікке жетеді — осылайша кредиттік карточкалар сияқты заттарға қауіпсіздік баспасы мен металлик жабындар үшін идеалды шешім болып табылады. Соңғы кездегі ротогравюра технологиясының жетістіктері өңделген PET пленкаларда экрандық баспадан (әдетте 65-75%) жоғары болатын 95% сия беру әсерін көрсетті.

Пластикалық беттерге сияның жабысуының ғылыми негізі

Сияның бекінуіндегі беттік энергия мен беттік керілу қатынасы

Сулы гравюралық бояумен жақсы желімделу алу үшін басылатын материал мен өзінің беттік энергиясын дұрыс келтіру қажет. Беттік энергиясы шамамен 40 дин/см² асатын полимерлермен жұмыс істегенде, екі материалдың жанасуындағы кернеу аз болғандықтан, байланыстың жақсырақ болуын байқаймыз. Бояу бетінде тамшыланбастан немесе тартылмай сәйкесінше табиғи түрде таралады. Бұл сәйкестік екеуінің шекаралық қабатында физикалық блоктау механизмдері мен химиялық реакциялар арқылы бояудың негізге қаншалықты жабысып тұратынына әсер ететіндіктен, үлкен маңызға ие.

Сұйықтардың қатты беттерде ылғалдануы: Сулы бояулардың өнімділігіндегі рөлі

Дұрыс жабысу үшін сулы сиялар бетінде таратылуын қамтамасыз ету үшін 90° аз болатын бұрыш жасауы керек. Flexographic Technical Association-ның зерттеулері полиэтилен сияқты төмен энергиялы полиолефиндерде жеткіліксіз ылғалданудың, әсіресе «балық көзі» сияқты ақауларға әкелетінін көрсетеді. Беттік өңдеу полярлықты арттырады және өнеркәсіптік жағдайларда су негізіндегі сиялардың сіңіруін 60-80% жақсартады.

Сия жабысуының тиімділігі үшін маңызды беттік энергия порогы

Көбінесе сулы интаглио жүйелері сапалы басып шығару үшін 36 дин/см²-ден жоғары болатын негізге мұқтаж. Емдеуден өткен полипропилен мен LDPE көбінесе осы деңгейдің төменінде болады, сондықтан бетін өңдеу маңызды.

Төменгі дин пластиктерінде жабысу қиындықтары және оларды еңсеру жолдары

Төменгі беттік кернеуге ие пластиктер (шамамен 34 дин/см² немесе одан төмен) табиғи суға төзімді болғандықтан, су негізіндегі сияларды тебеді. Ашалап өңдеу кезінде полипропилен материалдарының бетіне оттегі молекулалары қосылады, ол беттік энергияны жарты секундтан кем уақыт ішінде 45-тен 50 дин/см² аралығына дейін көтереді. Көп жылуға шыдай алмайтын материалдар үшін коронкалық разряд та еселеп береді, материалдың пішінін бұрмалаусыз не деформациясыз үш есе берік байланыс орнатады. Өңдеудің кез келген әдісінен кейін ISO 8296 стандарты бойынша дайн тестін жүргізу өндірістік желіден шығатын әрбір партияның сапасын сақтауға және келесі сериядан келесі серияға дейін сенімді жұмыс істеуіне көмектеседі.

Су негізіндегі интаглио сияларының жабысуына әсер ететін негізгі факторлар

Сәтті жабысу үшін өзара тәуелді үш фактор маңызды: негізбен сәйкестік, бояу химиясы және кебу динамикасы. Бұлардың бәрі бірігіп соңғы баспа қабаты стресстің әсерінен бүтін болып қала ма немесе қабаттап бөлінеді ме соны анықтайды.

Пластикалық негіздің түрінің бояумен байланысу тиімділігіне әсері

Әртүрлі пластиктардың беттік энергиясы әлдеқайда өзгереді, бұл сұйықтықтардың олардың бетінде қаншалықты жақсы таралатынына әлдекайда әсер етеді. PET сияқты жоғары энергиялық деңгейдегі материалдардың мәні шамамен 45 дайн/см немесе одан жоғары болып келеді, олардың бояу қабыршақтарын біріктіру үшін өте қолайлы екенін білдіреді. Керісінше, полиэтилен 34 дайн/см-ден төмен тұрғандықтан, оның қиындықтары бар. Бояуларға нашар сіңірілетін материалдармен жұмыс істейтіндерге бұл мәселені шешудің жолдары бар. Плазмалық өңдеу полипропилен беттеріне тиімді әсер етеді, оның дайн деңгейін Plastics Engineering Society 2023 жылы жариялаған зерттеулерге сәйкес шамамен 31-ден 60 дайн/см-ге дейін арттырады. Мұндай беттік өзгерту материалдар арасында дұрыс жабысуға тырысқан кезде айырманы жоюға көмектеседі.

Бояу құрамының пористік емес негіздерге жабысуына әсері

Күрделі сулы гравюралық бояулар акрилді шайырларды (салмағы бойынша 35-50%), сұрфактанттар мен жабысуын арттырушы қоспаларды қамтиды. Икемді шайыр тізбектері бетінің микроскопиялық құрылымына бейімделеді, ал катионды сұрфактанттар активтелген негіздермен электростатикалық байланыс құрады. Алдыңғы қатарлы өндірушілер ағысты және пленка тұтастығын оптимизациялау үшін pH (8,5-9,2) және тұтқырлықты (1200-1800 сП) дәл реттейді, алайда тасымалдау дәлдігін төмендетпейді.

Сулы гравюра жүйелеріндегі кебу механизмдері мен пленка түзілуі

Бақыланатын булану бетінің тез кебуінен пайда болатын ерте қабықтануды болдырмауға мүмкіндік береді, бұл ішкі ылғалды ұстап қалады және жабысуды әлсіретеді. Идеалды кебу 65-75°C температурада және 40-50% ылғалдықта жүреді, фазалық процесті қамтамасыз етеді:

1. Судың булануы (0-90 секунд)
2. Шайырдың бірігуі (90-180 секунд)
3. Көлденең байланыстыру (180-300 секунд)

Бұл реттілік сезімтал пластик негіздердің жылулық шектерін сақтай отырып, пленканың толық түзілуін қамтамасыз етеді.

Пластиктердің басып шығарылатындығын арттыру үшін бетін активтендіру әдістері

Пластика бетінің басылымын жақсарту үшін атмосфералық плазмалық өңдеу

Полимер бетіне атмосфералық плазмалық өңдеу қолданылған кезде, негізінен материалдың бетінде әртүрлі реактивті орындар тудыратын иондалған газбен соққы жасайды. Бұл процесс шамамен 40-тан төменгіден 55 дин/см²-ге дейін жоғарылатады, бұл Enercon Industries компаниясының өткен жылғы зерттеулерімен расталған. Бұл нені білдіреді? Бұл полиэтилен немесе PET пленкалар сияқты материалдарға сулы интаглио сиясын қолдану кезінде көптеген жақсартылған байланыстыру мүмкіндігін береді. Дәстүрлі әдістермен салыстырғанда, мұның қызықты жағы осында. Химиялық праймерлер кейінірек қиыншылықтар туғызуы мүмкін қалдықтар қалдырады. Алайда, плазмалық өңдеу кезінде процестің соңында мүлдем ештеңе қалмайды. Сонымен қатар, химиялық өңдеумен байланысты экологиялық мәселелерді шешуге тура келмей-ақ, шамамен 72 дин/см² тең шыныдай өте жоғары беттік энергияларға жету туралы сөз болып отыр.

Полиолефиндердің беттік энергиясына жалын әсері және оның әсері

Біз полиолефинді материалдарға жалынмен өңдеу қолданған кезде, бақыланатын жану бетінде тотығуды тудырады, нәтижесінде гидроксил және карбонил топтары пайда болады. Нақты полипропилен ыдыстар үшін 0,02-ден 0,04 секундқа дейінгі қысқа әсер ету уақыты да дайн деңгейін айтарлықтай арттырады — шамамен 29-дан 45-ке дейін. Бұл сулы сиялардың жақсы жабысуы үшін қажетті 38 дайн/см порогынан әлдеқайда жоғары. Тағы бір маңызды артықшылық — бұл әдіс материал бетінде шағын масштабтағы тегіс еместікті жасайды, Ra мәні бойынша әдетте 0,5-тен 1,2 микрометрге дейін өлшенеді. Бұл микроскопиялық текстура кейіннен пленкалар жабысқан кезде механикалық байланысты жақсартады.

Корона мен плазма: беттік белсендіру тиімділігін салыстыру

2023 жылғы бетті белсендіру зерттеуіне сәйкес плазамен өңделген HDPE материалдары коронамен өңделген үлгілерге қарағанда ылғалдылық циклының 500 циклынан кейін түстің жабысуын 94% құрады, ал коронамен өңделгендерде – 78%

Бояу жабысуын қамтамасыз ету үшін өңдеуден кейінгі дайн деңгейін өлшеу

Беттің белсенділігін дине сынама сұйықтықтарын қолданып, тікелей тексеруге болады, олардың көбінесе мәні 30-60 дин/см аралығында болады. Сулы бояулармен жұмыс істегенде, көбінесе операторлар полиолефин беттері үшін кем дегенде 42 дин/см және PEEK сияқты материалдар мен басқа да инженерлік пластиктер үшін шамамен 50 дин/см немесе одан жоғары мәнді көздеп отырады. Соңғы заманғы технологиялар шын мәніндегі уақыт режиміндегі УК көрінетін спектроскопияны өндіріс желілеріне енгізді, бұл өңдеу кезінде беттердегі оттегі деңгейін бақылауға мүмкіндік береді. Бұл көрсеткіштердің атомдық оттегі мазмұны бойынша әдетте 15% пен 22% аралығында қалуы қажет. Мұндай бақылау баспа процесі басталғаннан кейін мәселелер пайда болмас үшін потенциалдық мәселелерді ерте анықтауға көмектеседі.

Шынайы әлемдегі өнімділік және оптимизация стратегиялары

Сулы интаглио бояуы материал қасиеттеріне сәйкес келетін дұрыс беттік өңдеу кезінде пластик бетіне жақсы жабысады. Біз оны атмосфералық плазма өңдеуіне ұшыраған ПЭТ пленкаларда практикада көрдік. Осы үлгілер қолданудан кейін бояудың жабысуының шамамен 95 пайызын сақтап қалды, ал өңдеу жасалмаған үлгілер жабысуын тексеру үшін қарапайым бауыршақ тестінен өте алмады. Дәл осындай мәселе полипропилен ыдыстарда да болды. Дұрыс беттік дайындық жоқ болғандықтан, бояу бетін толық ылғалдата алмайтындықтан, күн ішінде толығымен жылып кетті.

Ұзақ мерзімді тестілеу жүйенің төзімділігін растайды: өңделген полиэтилен 1000 ылғалдылық циклінен кейін (40°C / 90% RH) бояудың 85 пайызын сақтап қалды және ASTM D5264 абразивтік төзімділік стандарттарына сай келді. Негізгі оптимизация стратегияларына мыналар жатады:

• Беттік энергияны сәйкестендіру : от немесе плазма қолданып полиолефиндер үшін 40-50 дин/см мақсат етіңіз
• Реологиялық түзетулер : Ағын мен пленка түзілуін теңдестіру үшін сия қоюлығын 12-18 Па·с аралығында ұстаңыз
• Кебуіту протоколдары : Көп сатылы инфрақызыл кебуітуді 60-80°C температурада пайдаланып, көпіршілердің пайда болуын болдырмаңыз

Сапаны қамтамасыз ету үшін өндірушілер көбінесе торлы сынақты (ISO 2409) сандық жабысу анализаторларымен жұптайды, бұл байланыстың беріктігін анықтауға мүмкіндік береді. Жоғары көлемді орамал өндіруде осындай интеграцияланған тәсілдер жабысуға байланысты қалдықтарды 34% азайтатындығы дәлелденген.

Жиі қойылатын сұрақтар

Ақ сулы гравюралық сияларды қолданудың экологиялық пайдасы қандай?

Сулы гравюралық сиялар дәстүрлі еріткішті сиялармен салыстырғанда ұшпа органикалық қосылыстарды (VOCs) 70-90% азайтады. Бұл оларды EPA-ның Улы Заттарды Бақылау туралы заңы сияқты нормативтік талаптарға сай келетін экологиялық таза таңдауға айналдырады.

Бетін өңдеу сия жабысуына қалай әсер етеді?

Бетін өңдеу, әсіресе беттік энергиясы төмен пластмассаларда, сияның жабысуын арттыруда маңызды рөл атқарады. Жалынмен және плазмамен өңдеу сияқты әдістер беттік энергияны арттырып, сияның жақсырақ байланысуына мүмкіндік береді.

Интаглио баспасында қоймалжыңдық неге маңызды?

Интаглио баспасында қоймалжыңдық маңызды, себебі ол сияның баспа тақтасындағы микроскопиялық кеңістіктерді толтыру үшін жеткілікті қою болуын және дұрыс босап шығу үшін жеткілікті дәрежеде сұйық болуын қамтамасыз етеді. Дұрыс қоймалжыңдық тепе-теңдігі орташа баспалардан ерекше баспаларды ажыратуға мүмкіндік береді.