Kā izvēlēties gravīras iespiestkrāsu, kas piemērota dažādiem pamatnes materiāliem?

Pamatnes īpašību izpratne un to ietekme uz gravīras iespiestkrāsu veiktspēju

Pamatnes tipa loma gravīras iespiestkrāsu saistīšanās procesā un izturībā

Gravīras tintes darbība lielā mērā ir atkarīga no tā, uz kāda materiāla tā tiek drukāta. Strādājot ar porainiem materiāliem, piemēram, parastu papīru, tinte faktiski iekļūst virsmā, jo mikroskopiskas caurulītes to ievilina kapilārās darbības rezultātā, veidojot tā saucamo mehānisko saiti. Pilnīgi citādi ir ar neporainām virsmām, piemēram, plastmasas plēvēm. Šeit tintei jāpielīp ķīmiski, tas nozīmē, ka polimēru molekulām jāveido patiešām molekulāra saite ar to materiālu, uz kura tā tiek nodrukāta. Savukārt metālfoliijas drukāšana rada vēl citas grūtības. Šādiem materiāliem nepieciešamas speciāli formulētas tintes, kuras spēj liekties un izstiepties turpmākajos ražošanas posmos, neizjūkot vai nesaplīstot, kad tiek pakļautas saliekšanai, formēšanai vai citām pēc-drukāšanas operācijām.

Bieži sastopamie pamatnes materiāli gravīras drukā: papīrs, plastmasas plēves un metālfoliija

• Papīrs : Nepieciešama ātri žāvējoša tinte, lai novērstu izplūšanu (35–45 dīnu/cm virsmas enerģija)
• BOPP/PET plēves : Nepieciešamas šķīdinātāja bāzes tintes (virsmas enerģija pēc apstrādes ≥ 38 dine/cm)
• Alumīnija folijas : Izmanto speciālas tintes ar termisko stabilitāti līdz 160°C

Virsma enerģija un porozitāte: kā tās ietekmē tintes izpletīšanos un saistīšanos

Materiāliem ar virsmas enerģiju zem 36 dine/cm, piemēram, parastam nepārstrādātam polietilēnam, vispārēji atgrūž standarta gravīras tintes. Materiāla porozitāte nosaka, cik dziļi tinte to var izkļūt. Piemēram, avīžpapīrs var uzsūkt 12 līdz 18 gramus tintes uz kvadrātmetru, savukārt pārklātie kartona pamatnes materiāli parasti uzsūc tikai 4 līdz 6 gramus uz kvadrātmetru. Laba izpletīšanās tiek sasniegta tad, ja tintes virsmas spraigums ir aptuveni 2 līdz 5 miliņūtoni uz metru zemāks nekā substrāta virsmas enerģija. Šis starpība ļauj nodrošināt pienācīgu saistīšanos, neļaujot tinte pārmērīgi uzkrāties.

Problēma: Vāja tintes saistīšanās zemas virsmas enerģijas plēvēs, piemēram, PE un PP

Neapstrādāti poliolefīna plēves (28–31 ņūtons/m) rada aptuveni 60% līmēšanās problēmu gravīras drukā. Koronas apstrāde palielina PP virsmas enerģiju līdz 40–44 ņūtons/m, uzlabojot krāsas pieķeršanos līdz pat 300%. Ugunskalnes apstrāde ir ilgstošāka alternatīva, uzturot virsmas enerģiju virs 38 ņūtons/m 8–12 nedēļas normālos uzglabāšanas apstākļos.

Galvenie kritēriji gravīras krāsas saskaņošanai ar materiāla īpašībām

Līmēšanās, žūšanas ātrums un elastība: galvenie veiktspējas nosacījumi

Laba rezultāta sasniegšana gravīras drukā atkarīga no tinte īpašību pareiza iestatīšanas. Kad runa ir par lipīgumu, dažādi materiāli prasa atšķirīgu pieeju. Porainiem papīriem vislabāk darbojas tintes, kas spēj iekļūt to iekšienē kapilārās darbības rezultātā, bet plastmasas plēves ir pavisam cits stāsts. Šādām nepieciešamas speciālas polāras sveces, kas faktiski saistās ar virsmu ķīmiski. Svarīgs ir arī žūšanas laiks. Papīrs parasti izžūst sekundes laikā, tāpēc mums jāizmanto šķīdinātāji, kuriem vajadzīgs laiks iztvaikošanai. Metālfolijas tomēr ir pilnīgi citādas — tām nepieciešama tinte, kas sacietē pēc iespējas ātrāk. Ir jāņem vērā arī elastība. Elastīgiem materiāliem, piemēram, PE plēvēm, tinte jāspēj vienlaikus elastiski stiepties, nesaplīstot. Vairums profesionāļu meklē tintes, kas spēj izturēt vismaz 3% pagarinājumu, pirms sāk rādīt plaisas, kad materiāls tiek deformēts.

Tintes formulējuma pielāgošana materiāla absorbcijai un termiskajai stabilitātei

Šāda orientācija novērš defektus, piemēram, lūzumus pārklātā papīrā vai šķīdinātāju uzkrāšanos daudzslāņu plēvēs. Karstlīmējamai iepakojumam krāsām jāiztur 120–140°C karstās kamerās bez krāsas maiņas.

Veiktspējas prasības: Berzes izturība, nolietojuma izturība un druka ilgmūžība

Rūpnieciskiem pielietojumiem veiktspējai jābūt stabilai. Gravīras krāsas saskaņā ar ASTM D5264 standartu uz Saterlenda berzes pārbaudītājiem ir izturīgas vismaz 500 ciklus. Tās arī nevajadzētu zaudēt vairāk kā 10% no savas izturības pēc 1000 cikliem Tabera berzes testā. Attiecībā uz UV stabilitāti, formulējumiem jāsaglabā to krāsu vienveidība pat pēc 500 stundām, kas pavadītas zem gaismas. Delta E vērtībai jāpaliek zem 2,0, kas faktiski nozīmē, ka krāsas nepārāk daudz atšķiras no sākotnējā izskata — tas ir īpaši svarīgi produktiem, kas tiek izmantoti ārpus telpām. Pārtikas iepakojumi rada pilnīgi citu izaicinājumu. Šeit lietotajām krāsām jābūt noturīgām pat pēc sterilizācijas procesiem 121 grādu temperatūrā ar 15 psi spiedienu pusstundu. Un, protams, tām jāatbilst visām prasībām, kas izklāstītas ASV Pārtikas un zāļu administrācijas (FDA) 21 CFR 175.300 regulā par materiāliem, kas tieši saskaras ar pārtiku.

Svina un pigmenta atlase optimālai krāsas un pamatnes savietojamībai

Efektīvai gravīras drukai nepieciešama precīza saskaņošana starp tintes ķīmiju un materiāla fizikālajām īpašībām. Pareizu smoltu un pigmentu izvēle nodrošina stipru saistīšanos, asu atveidojumu un ilgstošu izturību.

Smolų veidi augstas veiktspējas materiāliem: PET, OPP un neporainiem plēves materiāliem

Poliuretāna bāzes smolas ir ieteicamās poliestera (PET) un orientēta polipropilēna (OPP) materiāliem, jo tās piedāvā ķīmisko izturību un elastīgumu. Modificēti akrilātu kopolimēri demonstrējuši 98% saistīšanās stipruma saglabāšanu pēc termocikliskām pārbaudēm uz neporainām virsmām. Nitrocelulozes smolas joprojām plaši tiek izmantotas metāliskajām folijām, kur ātra žāvēšana un augsts spīdums ir būtiski.

Pigmentu disperģēšanas stratēģijas ūdenī bāzētām gravīras tintēm porainam papīram

Ūdenī bāzētos sistēmās pigmenta daļiņas zem 5¼m nodrošina efektīvu iekļūšanu papīra šķiedrās bez izplūšanas. Izmantojot cirkonija oksīda lodītes, tiek sasniegta 95% izkliedes efektivitāte, kas nodrošina vienmērīgu krāsu augsts ātrumu drukāšanas procesos un samazina tinte patēriņu par 15–20% salīdzinājumā ar konvencionālām metodēm.

Oglekļa melns struktūra un tā ietekme uz tintes iekļūšanu un krāsas intensitāti

Augstas struktūras oglekļa melni (agregātu izmērs: 200–300 nm) nodrošina pārāku gaismas uzsūkšanu, sasniedzot L* vērtības zem 1,5 melnās blīvuma skalā. To zarojošā morfoloģija uzlabo tintes pārnesi no gravīras šūnām, vienlaikus minimizējot pārmērīgu iekļūšanu — būtiski asu punktu reproducēšanai pārklātā papīrā.

Ūdenī bāzētas pretī solventu bāzētām gravīras tintēm: materiālu piemērotības novērtējums

Ūdenī bāzētu tintu priekšrocības papīra un kartona materiāliem

Ūdenī bāzēti gravīras krāsaini ir kļuvuši par iecienītu izvēli drukāšanai uz papīra un kartona materiāliem, jo tie ir videi draudzīgi un labi darbojas. Šie krāsaini satur aptuveni 60 līdz 70 procentus ūdens, kas salīdzinājumā ar tradicionālajiem šķīdinātāja bāzes analogiem samazina organisko piesārņotāju emisiju līdz pat 85 procentiem. To zemais viskozitātes diapazons no 50 līdz 150 milipaskālsekundēm ļauj tiem iesūkties porainajos papīra materiālu šķiedrās, nodrošinot vienmērīgu krāsas pārklājumu uz drukātām virsmām, ātri izžūstot temperatūrā no 80 līdz 100 grādiem pēc Celsija. Vēl viena liela priekšrocība ir tāda, ka šie krāsaini ir pilnībā bez smaržas un atbilst gan ASV Pārtikas un zāļu pārvaldes (FDA), gan Eiropas Savienības noteikumiem attiecībā uz tiešu saskari ar pārtikas produktiem, kas tos padara īpaši piemērotus iepakojuma pielietojumiem, kur pārtikas drošība ir ražotājiem augstākā prioritāte.

Kāpēc šķīdinātāja bāzes krāsaini ir efektīvi uz neporainiem plastmasas plēves materiāliem

Gravīras tintes, kas balstītas uz šķīdinātājiem, ļoti labi pielīp pie materiāliem, piemēram, polipropilēna (PP) un polietilēna (PE) plēvēm, izmantojot noteiktas svešu un šķīdinātāju maisījumus. Uzklāšanas laikā parasti izmantotie šķīdinātāji, piemēram, etilacetāts vai toluols, pagaidu raksturā sadala šo plēvju virsmu. Kad šie šķīdinātāji izžūst aptuveni 10 līdz pat 30 sekundēm temperatūrā no 60 līdz 80 grādiem pēc Celsija, tie atstāj aiz sevis mazus enkura punktus, kas palīdz tinte labāk saistīties. Šis viss mehānisms darbojas pretī tā saucamajai zemajai virsmas enerģijai, kuras vērtība parasti svārstās no aptuveni 28 līdz 31 dinu uz centimetru. Rezultāts? Atplēšanas izturības rādītāji, kas pārsniedz 2,5 Ņūtonus uz 15 milimetriem. Tiem, kas strādā ar spīdīgām metalizētām PET virsmām, šīs šķīdinātājos bāzētās iespējas saglabā spožo virsmu, vienlaikus novēršot tintes tecēšanu vai nevēlamu izplatīšanos.

Pievienojumu uzlabota ūdenī bāzētu tintu veiktspēja

Trīs pievienojumu kategorijas uzlabo ūdenī bāzētu tintu funkcionalitāti:

1. Tensidi (0,5–1,5%) : Samazina virsmas spraigumu no 72 mN/m līdz 35–40 mN/m, uzlabojot mitrināšanu PE/PP plēvēs
2. Želejvielas (ksantana guma atvasinājumi) : Regulē viskozitāti līdz 80–300 mPa·s, lai kontrolētu krāsas uzklāšanu pārklātās plātnēs
3. Putu novēršanas līdzekļi (silikona/poliglikola maisījumi) : Novērš mikroputu veidošanos augstas ātruma drukāšanas laikā (300–500 m/min)

Pēdējās inovācijas ietver nano-silīcija piedevas, kas palielina berzes izturību par 40% vaska pārklātās pamatnēs.

Tendence: Ilgtspējīga iepakojuma tirgus veicina ekoloģisko krāsu pieņemšanu

Ilgtspējīgā iepakojuma tirgus līdz 2030. gadam aug ar 7,2% CAGR, pie tam ūdens bāzes krāsas tagad tiek izmantotas 38% grafiķa pielietojumos. Vadošie zīmolni aizvien biežāk norāda krāsas, kas satur >95% bioloģiski noārdāmas sastāvdaļas un <5% APEO saturošas piedevas. Saskaņā ar 2023. gada FlexTech Alliance pētījumu, hibrīdie UV-ūdens sistēmas samazina enerģijas patēriņu par 30%, saglabājot izturību atkārtoti pārstrādātā PET materiālā.

Uzlabota krāsas saistīšanās caur virsmas apstrādi un ķīmiskiem uzlabojumiem

Koronas un plazmas apstrāde: virsmas enerģijas palielināšana labākai krāsas saistīšanai

Virsmai enerģija ir svarīga nozīme, cik labi uz tās pielīp krāsa, īpaši uz grūti apstrādājamiem zemas enerģijas plastmasām, piemēram, polietilēnam (PE) un polipropilēnam (PP). Koronas apstrādes gadījumā materiālam tiek piemērots augsts spriegums, kas rada ozona bagātu vidi, kura maina virsmas ķīmisko sastāvu. Šis process var palielināt virsmas spraigumu no 30 līdz 45 dīniem uz centimetru, atkarībā no apstākļiem. Plazmas apstrādē gāze tiek izvadīta caur elektriskajiem laukiem, radot jonus, kas faktiski maina pašus substrāta molekulas. Tas padara virsmas daudz vieglāk samitrināmas, tāpēc drukātājiem izdodas panākt labākus rezultātus ar krāsas pienācīgu pielipšanu pat uz šiem grūtajiem neporainajiem plēves materiāliem, kas plaši tiek izmantoti iepakojumu rūpniecībā mūsdienās.

Līmēšanas veicinātāji un gruntis polietilēna un polipropilēna plēvēm

Ķīmiskie gruntējumi risina lipīguma problēmas PE un PP materiālos. Silāna bāzes veicinātāji izveido kovalentas saites starp pamatni un tinti, palielinot atdalīšanas izturību par 30–40%. Pārtikai drošām lietojumprogrammām ūdenī bāzēti gruntējumi nodrošina videi draudzīgu alternatīvu, nekompromitējot saistības integritāti.

Virsmas apstrādes kombinēšana ar funkcionālām piedevām ilgmūžīgiem drukātiem izstrādājumiem

Kompleksie risinājumi dod labākos rezultātus: plazmas apstrādāti alumīnija folijas, kas nodrukātas ar UV izturīgām gravīras tintēm, saglabā 95% krāsas intensitāti pēc 500 stundām ilgas paātrinātas novārdzēšanas. Berzes samazinātāju (0,5–1,5%) iekļaušana samazina berzes koeficientu par 40%, aizsargājot druku no berzes transportēšanas un manipulācijas laikā.

BUJ: Bieži uzdotie jautājumi

Kādi faktori ietekmē gravīras tintes lipīgumu un izturību?

Gravīras tintes lipīgumu un izturību ietekmē pamatnes tips, virsmas enerģija, porainība, piemērotas tintes izmantošana, kā arī virsmas apstrāde, piemēram, koronas vai plazmas apstrāde.

Kādi ir parastie materiāli, ko izmanto gravīras drukā?

Parasti izmantotie materiāli ietver papīru, BOPP/PET plēves un alumīnija foliju, katrai no šīm materiālu grupām piemērojot konkrētas prasības tintes formulējumam, lai nodrošinātu optimālu saistīšanos un veiktspēju.

Kāpēc virsmas enerģija ir svarīga gravīras drukā?

Virsmai enerģija ietekmē to, cik labi tinte izplūst un saistās ar materiālu. Materiāliem ar augstu virsmas enerģiju parasti raksturīga labāka tinte saistīšanās salīdzinājumā ar zemu virsmas enerģiju.

Kā atšķiras šķīdinātāja bāzes tinte no ūdens bāzes tintēm?

Šķīdinātāja bāzes tinte ir piemērotākas nelaižošiem materiāliem, piemēram, plastmasas plēvēm, jo ​​tām raksturīga stipra saistīšanās un ātra žūšana. Ūdens bāzes tinte tiek izvēlētas porainiem materiāliem, piemēram, papīram, dēļ to videi draudzīgām īpašībām.

Kāda loma ūdens bāzes tintēm ir piedevām?

Piedevas, piemēram, virsmaktīvās vielas, sabiezētāji un putasupresori, uzlabo ūdens bāzes tintes veiktspēju, uzlabojot izplūdīšanu, viskozitāti un burbuļu veidošanās novēršanu.