Пластик қапшықтарды басып шығару үшін еріткіш бояу қандай құрғау жылдамдығында болуы керек?

Еріткіш бояулардың өнімділігі мен басып шығару тиімділігінде құрғату жылдамдығының рөлі

Құрғату жылдамдығы басып шығару сапасына, жабысуға және өндіріс өнімділігіне қалай әсер ететіні

Еріткіш бояу құрғауының жылдамдығы басып шығару сапасын жақсарту, жабысу қасиетін сақтау және өндірісті тегіс жүргізу үшін үлкен рөл атқарады. Бояу 15 секундтан да тез құрғаса, ол көбіне жұмыста пайдаланылатын полиэтиленді пленкаларға жақсы жабыспайды, сондықтан басылып шыққан материалдарды адамдар ұстап тұрған кезде бояу түсіп қалуы мүмкін. Бояу 30 секундтан кейін құрғаса, онда да дәл сондай проблемалар туындайды. Бұл жоғары жылдамдықты флексографиялық басып шығару кезінде жиі кездеседі, онда басылған беттерде бүкіл жерге ләк жасалады. Мұндай проблемалардан болатын тоқтаулар бір уақытта басып шығару машинасы арқылы өтіп жатқан басылымдар көлемін 40 пайызға дейін азайтып тастайды.

Полиэтиленде стандартты және экологиялық еріткіш бояулардың құрғау мінез-құлқындағы айырмашылықтар

Стандартты еріткіш бояу, әдетте толуол немесе ксилол негізінде жасалады, еріткішке қатысты экологиялық таза бояуларға қарағанда өңделмеген ПНД-де 20–25% жылдам кебеді. Алайда, экологиялық бояулар коронамен өңделген пленкаларда жақсырақ нәтиже береді, әрі қайнау температурасы жоғары (130–160°C шамасында, 90–120°C аралығына қарсы), бұл төмен шығаратын улы газдар мен сенімді кептіру арасындағы тиімді тепе-теңдік болып табылады.

Жылдам кебу мен ақаулар қаупін теңестіру: тері қабықтап кету, бітелу және бұлтты түрде шашырау

Құрғату процесі тым күшті болса, үш негізгі проблема туындауы мүмкін. Біріншіден, түзілген жұқа қабат (бояу бетінде шамамен 0,5-2 микрометр қалыңдықта) термині пайда болады. Бұл қабат сол еріткіштерді ішінде ұстап қалып, көпіршіктердің пайда болуына әкеліп соғады. Екінші жиі кездесетін мәселе – сұңғылардың бөгелуі. Зерттеулер жылдам құрғату жүретін жүйелерде шашу басының 75%-ында сұңғылардағы шайырлар қатып қалуынан пайда болатынын көрсетті. Құрғату туннельдерінде ауа ағынының жылдамдығы 3,2 метр/секундтан асса, онда тұман пайда болады. Ауадағы бояу бөлшектері (он микрометрден кіші) басып шығарылатын материалдар мен өзі машиналарды ластайды.

Әдеттегі оптимальды құрғату уақыты: флексо және ротогравюра үшін 60–80°C температурада 15–30 секунд

Зерттеулер 70 плюс-минус 5 градус Цельсий температурада полиэтиленді пленкаларда еріткіш бояуын кептіруге 40-60 микрометр қалыңдығында 22-28 секунд уақыт жұмсау керектігін көрсетті. Бұл аралықта кептіргенде еріткіш толық буланып кетіп, 0,3 пайыздан аспайтын ылғалдың тек ізі ғана қалады. Беткей өңдеу де біркелкі болып қалады, жылтырлықтағы ауытқулар әдетте бір партиядан екіншісіне 5 пайызды құрамайды. Ротогравюра баспасы үшін барлық процесстер біршама тез жүреді, өйткені олар 8-12 микрометр қалыңдығындағы әлдеқайда жұқа бояу қабаттарымен жұмыс істейді. Бұл жағдайда әдетте 15-20 секунд уақыт қажет болады. Ал флексографиялық баспада кептіру ұзақырақ болады, себебі бояу қабаты қалыңдау болып келеді, әдетте 15-20 микрометр қалыңдығындағы пленкалар үшін дұрыс кептіру үшін 25-30 секунд қажет. Өндіріс барысында инфрақызыл бақылау қолданатын саладағы мамандар параметрлер дұрыс таңдалмайтын кезде кептіру процесін тиімді етіп реттеуге болатынын және қайта өңдеу көрсеткіштерін екі есе төмендетуге болатынын байқаған.

Еріткіш бояу құрғатуына әсер ететін субстрат сипаттамалары

LDPE және HDPE пленкалармен беттік энергия қиындықтары

LDPE және HDPE пленкалар төмен беттік энергиясы (30–34 дин/см) арқасында жабыспау қиындықтарын келтіреді, бұл жаман ылғалдануға және пинхолдардың пайда болуына, түс тығыздығының төмендеуіне әкеліп соғады. Бұл жағдайда еріткіш бояулардың беттік керілуі ≥30 мН/м болуы керек. Беттік өңдеу болмаған жағдайда, механикалық кернеулер әсерінен ұзақ мерзімді тұрақтылық та шектеулі болып қала береді.

Қапталған және қапталмаған беттер: бояу сіңіру мен құрғатудың біркелкілігіне әсері

Қаптамалы пленкалар микропоралы қабаттар арқылы еріткіштің сіңуін реттейтіндіктен құрғату біркелкілігін 40–60% арттырады. Қаптамасыз беттерде еріткіштің 70% вертикаль бағытта бояу қабаты арқылы буланады, бұл көпіршіктердің түзілу қаупін арттырады. Ал қапталған субстраттар жан-жаққа диффузияны қамтамасыз етіп, біркелкі құрғату мен күшейтілген пленка тұтастығын жүзеге асырады.

Коронкалы өңдеу мен беттік модификация арқылы құрғату тиімділігін арттыру

LDPE немесе HDPE материалдарына коронкалық өңдеу қолданғанда олардың беттік энергиясының деңгейі 38-ден 42 дин/см дейін көтеріледі. Бұл олардың беттерін еріткішке негізделген бояулармен молекулалық деңгейде жақсырақ байланыстыруына әкеледі. Біздің флексографиялық басып шығару сынақтарымыз коронкалық өңдеуді шамамен 50 Вт/м² дейін қолданған кезде әлдеқайда жақсы нәтижелер беретінін көрсетті. Кепу уақыты төрттен бір бөлікке дейін азайды, жабысу үштен бір бөлікке жақсарды, ал ақаулар 30% дейін азайды. Жалынды өңдеу де жұмыс істейді, бірақ орындалу көрсеткіштерінде дәл сондай күшейтуді әкеліп бермейді. Жоғары жылдамдықтағы пакеттерді басып шығару үшін плазмалық алдын-ала өңдеу тәсілдерін жоғары полярлы еріткіштермен қосып қолдану кепу циклінен 30-тан 45 секундқа дейін үнемдеуге мүмкіндік береді, бұл оптикалық сапа стандарттарын (2% тұмандылықтан төмен) сақтау аясында болады.

Еріткіш бояулардың кепуіне әсер ететін қоршаған орта мен технологиялық жағдайлар

Жоғары жылдамдықты басып шығару ортасындағы қоршаған ортаның температурасы мен ылғалдылығын басқару

22–24°C температура мен 45–55% ылғалдылық деңгейінде қоршаған орта жағдайларын ұстап тұру құрғату процесінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Қоршаған ортаның жоғары ылғалдылығы бу түзілуін баяулатып, полиэтиленге бояу жиналуына әкеліп соғады, ал төмен ылғалдылық құрғатуды үдетіп, басып шығару бөліктерінің бітелу қаупін арттырады. Климаты басқарылатын орындарда басып шығару кемшіліктері реттеулі емес орындарға қарағанда 18–22% аз болады. Нақты уақыттағы сенсорлар жыл мезгілдеріне байланысты динамикалық реттеу мүмкіндігін беріп, өнім шығару уақытын қысқартады.

Блоктау мен бояу бұрқылын болдырмау үшін құрғату туннельдеріндегі ауа ағынын тиімді пайдалану

Ауа ағынын бақылау өнімнің 12-15 пайызын жоғалтуға әкелетін гравюра басып шығару кезіндегі бояу бұлтын азайтады. Форсункалар дұрыс орналасқан кезде, олар беткей бойынша ауаны біркелкі таратуға көмектеседі, сондықтан кептіру уақыты екі секунд аралықта тұрақты қалады. Көлденең ағын жүйесі еріткіштерді дәстүрлі тік ауа ағыны орналасуымен салыстырғанда шамамен отыз пайызға тезірек шығарады, сонымен қатар жабысу қасиеттерін бұзбайды. Төмен энергиялық LDPE материалдарымен жұмыс істейтіндер үшін турбуленттілік деңгейін бес пайыздан төмен ұстау өте маңызды, әйтпесе бояу қабаты қатты бұрмаланып кетеді.

Инфрақызыл сәулелер мен ыстық ауамен кептіру: Энергияны үнемдеу мен кептіру біркелкілігінің өзара ауысуы

Инфрақызыл құрғату шын мәнінде дәстүрлі ыстық ауа жүйелеріне қарағанда энергияны 30-40 пайызға аз қолданады, себебі ол ортаны жылытуға емес, бояу қабатын тікелей қыздырады. Бірақ бір жағдай бар – тегіс емес беттермен жұмыс істеген кезде. Олар температура 90 градус Цельсийден жоғары көтерілуі мүмкін қызу аймақтарды тудыруы мүмкін, бұл шайырды зақымдауы мүмкін. Қазіргі кезде көптеген өндірістер инфрақызыл сәулелерді бастапқы құрғату кезеңінде, ал соңғы кезеңдерде ыстық ауаны қолданатын гибридті әдістерді пайдаланады. Бұл әдіс әдетте өнім бойынша ылғалдылық деңгейін 5 пайыздық айырмашылықта сақтайды және энергия шығындарын төрттен бір бөлігін үнемдейді. Инфрақызыл сәулелер алдын ала дайындалған материалдарда ерекше жақсы жұмыс істейтінін атап өту қажет. 38 дин/сантиметрге тең немесе одан жоғары беттік керілуі бар коронамен өңделген пленкаларда ыстық ауа жақсырақ әсер етеді.

Кептіру кинетикасын басқару үшін бояу құрамының стратегиялары

Еріткіш қоспаларын ыңғайлау: тез, орташа және баяу буланатын компоненттер

Жақсы кептіру контролін алу еріткіштердің дұрыс қоспасын табуға байланысты. Негізгі үш топты қарастыру керек: ацетон сияқты тез буланатындар, этил ацетат сияқты орташа жылдамдықпен буланатын нұсқалар және пропилен гликоль метил эфірі сияқты булануы уақыт алатын заттар. Көптегендер 60 градус Цельсий температурада полиэтиленмен жұмыс істегенде беттерді 15-30 секунд ішінде кептіру үшін шамамен 70/20/10 пайыздық қатынаста араластыру қалайтын нәтиже беретінін байқаған. Тез кептіретін еріткіштер беттік деңгейде үрдісті бастайды, бірақ шын мәнінде бет астындағы жұмысты баяу қозғалатын құрауыштар атқарады. Олар тұтқырланған еріткіштердің бірден шығып кетуіне жол бермей, кейіннен проблема туғызбайтындай етіп біртіндеп шығуына көмектеседі.

Тез кептіру кезінде тұрақты дисперсия үшін шайыр мен пигмент таңдау

Акрил және нитроцеллюлоза шайырлары тез кептіру жағдайларында тұрақтылығы үшін қолданылады, булану жылдамдығы 0,5 г/м²·с асқан кезде де пигмент дисперсиясын сақтайды. Микрондалған пигменттер (5 мкм төмен) конвекциялық ұнтақтармен салыстырғанда шөгіндіні 40%-ға азайтады, жоғары жылдамдықпен жұмыс істеу барысында түстің біркелкі болуын қамтамасыз етеді.

Қоюлықты реттеуге арналған қоспалар, жылтырлық пен икемділікті жоғалтпайтын

Силикон негізіндегі ағыс реттегіштер (салмағы бойынша 0,5–1,5%) тегістеуді жақсартады және ашу уақытын 8–12 секундқа созады. Уретанмен модификацияланған қоспалар 85 жарықтылық бірлігінен астам сақтап, 200% созылуын ұстап тұрады, бұл ұзақ мерзімді пайдалану үшін икемді орталау қажет.

Тез кептіретін еріткіш бояу жүйелерінде форсунка бітелуі мен қабық түзілуін азайту

Сұрғының пластинасында шаң түзілуін азайту үшін жоғары тиімді еріткіш бояулардың құрамындағы ұшқыш органикалық қосылыстар 3% кем болуы тиіс. Гравюра басып шығару машиналары 200 м/мин жылдамдықпен жұмыс істегенде, қосымша еріткіш ретінде циклогексанон туындыларын қолдану терінің қабыршақтануын 60% азайтады. Бояу ыдысының температурасын 45–55°C аралығында ұстап тұру басып шығару кезіндегі ақауларға әкелетін тұтқырлықтың ерте кезде артуын болдырмақ болады.

Нәтижелердің тұрақтылығы үшін құрғату өнімділігін өлшеу және тиімділеу

Инфрақызыл сенсорлар мен ылғалдылық анализаторларын қолдана отырып, нақты уақытта бақылау

Инфрақызыл сенсорлар мен сыйымдылықты ылғалдылық анализаторлары құрғату процесі бойынша үздіксіз кері байланыс беріп, қалдық еріткіш деңгейін 0,5% дәлдікпен анықтайды. Бұл жүйелер құрғатқыш температурасын (±5°C) және тасымалдағыш жылдамдығын автоматты түрде реттейді, өндірушілерге қолмен тексеруге қарағанда блоктау немесе жабысу мәселелерінен туындайтын өндірісті тоқтатуларды 18–22% артық азайтуға көмектеседі.

Құрғату параметрлерін тиімділеу үшін эксперименттер жобалау әдісін (DOE) қолдану

Эксперименттер жобалау (DOE) сияқты статистикалық әдістер кептіру процесстерін құрылымдап баптауға көмектеседі. 2024 жылы «Journal of Industrial Print Processes» журналында жарияланған соңғы зерттеу нақты полиэтилен қаптарға талдау жасады. Олар нәтиженің беткей әдісі деп аталатын әдісті қолданып, ең тиімді параметрлерді анықтады: ауаның температурасы шамамен 68 градус Цельсий, ауа ағынының жылдамдығы секундына 2,2 метр және әрбір операциядан бұрын заттарды шамамен 23 секунд ұстап тұрды. Нәтижелер де таңқаларлықтай болды, бұл параметрлер стандартты әдістерге қарағанда энергияны тұтынуды үштен біріне дейін азайтты. Сонымен қатар, он екі сағат бойы үздіксіз жұмыс істегеннен кейін де бояу қаптарға 99,2 пайыздық жабысу көрсеткішіне ие болып қалды.

Басып шығару жылдамдықтары мен бояу тығыздықтары бойынша кептіру әсер етуін салыстыру

Басып шығарушылар қарқындылық жылдамдықтары (150–550 фут/мин) және бояу қабатының қалыңдығы (1,8–2,5 мкм) бойынша еріткіш бояулардың өнімділігін тексеру арқылы негізгі көрсеткіштерді белгілейді. 400 фут/мин жоғары жылдамдықта бояу тығыздығын 0,3 г/м³-қа азайту бұлдырлықты болдырмау үшін қажет, сонымен қатар қарқындылық сақталып, еріткіштің шығыны 19% азаяды. Бұл эталондар құрғатуды толық аяқтаумен қатар өндірістілікті арттыруды қамтамасыз етеді.

Сұрақтарға жауаптар (FAQs)

Еріткіш бояулар үшін оптимальды құрғау уақыты қанша?

Особенно полиэтилендік пленкаларда еріткіш бояулардың оптимальды құрғау уақыты әдетте 15-30 секунд аралығында болады, бұл басып шығару әдісіне және пленканың қалыңдығына байланысты.

Коронкалы өңдеу бояу құрғауына қалай әсер етеді?

Коронкалы өңдеу LDPE және HDPE сияқты пленкалардың беттік энергиясын арттырып, бояудың жабысуын жақсартады және құрғау уақытын қысқартады.

Жылдам бояу құрғауының қандай қауіптері бар?

Жылдам бояу құрғауы скиннинг, бітелу және бұлыңғырлық сияқты мәселелерге әкеліп соғуы мүмкін, бұл басып шығару сапасына әсер етіп, машина жөндеу жұмыстарының көбеюіне себеп болады.

Баспада ортаңғы жағдайларды басқару неге маңызды?

Ауаның температурасы мен ылғалдылығының белгілі бір деңгейін сақтау кептірудің тұрақты нәтижесін қамтамасыз етеді, баспа ақауларын азайтады және өндірістік тиімділікті арттырады.