Kā izvēlēties piemērotas drukas krāsas dažādiem materiāliem?

Kā porainība ietekmē tintes absorbciju un lipīgumu

Papīram un nepārklātai kartonam mikroskopiskā līmenī ir mazi caurumiņi, kas ļauj drukas krāsām izplūst vertikāli cauri materiālam, vienlaikus izplatoties sāniski šajos bezzonu kabatiņās. Šīs unikālās struktūras dēļ krāsa izžūst aptuveni par 30 līdz 50 procentiem ātrāk nekā uz virsmām, kurām šādi pori trūkst, kā liecina dažādas pētījumu analīzes par to, kā dažāda izmēra pori ietekmē filtrāciju. Jo dziļāki pori, jo labāka ir saistība. Materiāli ar īsti dziļiem caurumainiem poriem faktiski uzkrāj sevī aptuveni par 23% vairāk krāsas, kas nozīmē, ka drukājot maksimālā ātrumā notiek ievērojami mazāk izsmērēšanās.

Šķidruma kapilārā kustība papīrā un kartonā: kāpēc labi darbojas ūdenī bāzētas krāsas

Kapilārā darbība ievilina ūdenī šķīstošus krāsainus šķidrumus porainu materiālu fibrilās, nodrošinot asākas malas un vienmērīgu krāsas sadalījumu. Piemēram, 90# kraftpapīrs 0,8 sekundēs uzsūc 1,2 ml/m² ūdenī bāzētu krāsaino šķidrumu, minimizējot punktu paplašināšanos. Šāda straujā uzsūkšanās samazina atkarību no ārējām žāvēšanas sistēmām, paketiņu ražošanas operācijās samazinot enerģijas izmaksas par 15–20%.

Virsmas enerģijas problēmas ar neporainiem materiāliem, piemēram, vinilu un plastmasu

Materiāli, kas neuzsūc šķidrumus, piemēram, PVC ar aptuveni 34 dīnas uz centimetru virsmas enerģiju vai polipropilēnu ar aptuveni 29 dīnas uz cm, parasti atgrūž ūdenī bāzētas krāsas, jo tiem vienkārši trūkst pietiekamas virsmas enerģijas. Lai šādas virsmas pareizi darbotos ar drukāšanu, lielākā daļa cilvēku beigās izmanto šķīdinātājā bāzētas krāsas, kuru virsmas spraigums ir zem 25 dīnām uz cm. Ir vēl viens triks — virsmas apstrāde var ievērojami uzlabot tās saistīšanos ar šiem materiāliem, reizēm radot starpību no 40% līdz pat 60%. Arī šis problēmas veids nav unikāls; līdzīgas problēmas rodas, mēģinot drukāt uz gludiem akmeņiem vai citām grūti apstrādājamām virsmām rūpnieciskos apstākļos.

Pielietojuma piemērs: ūdenī bāzētas krāsas gofrētajā kartonā iepakošanā

2023. gada pārbaudē, izmantojot E-flautas gofrēto plāksni, tika konstatēts, ka ūdenī bāzēti krāsainie šķidrumi samazināja VOS emisijas par 98 % salīdzinājumā ar šķīdinātājā bāzētām sistēmām, sasniedzot 99,5 % drukas nepārredzamību. Plāksnes porainā flauta struktūra uzsūca pārmērīgu krāsu, novēršot vajadzību pēc pretiekļuvuma pulveriem un ietaupot 0,04 USD uz kvadrātpēdas materiāla izmaksās.

Tendence: pieaugošais pieprasījums pēc ātri žāvējošiem, zemu smaku izdalītājiem ūdenī bāzētiem drukas krāsainajiem šķidrumiem

Dzesēta ISO 14001 atbilstības mērķu dēļ, 37 % iepakojumu pārveidotāju tagad izmanto ūdenī bāzētus krāsainos šķidrumus porainos pamatnes materiālos. Panākumi akrilātiem modificētos sveķos ir saīsinājuši žāvēšanas laiku līdz 1,2 sekundēm – salīdzinājumā ar 2,8 sekundēm 2020. gadā –, kas ļauj tieši drukāt uz atkārtoti pārstrādātiem gofrētiem materiāliem bez priekšpārklājuma.

Krāsaino šķidrumu veidu piemērošana bieži lietotiem drukas materiāliem

Papīrs un kartons: krāsainā šķidruma uzsūkšanās un drukas skaidrības līdzsvarošana

Lielākā daļa papīra drukāšanas balstās uz ūdenī bāzētām krāsām, jo tās labi darbojas ar papīra šķiedru poraino raksturu un var radīt ļoti skaidrus detaļas. Jaunākie dati no pētījumiem par papīra pamatnēm liecina, ka strādājot ar nepārklātu kartonu, daudzi drukātāji faktiski atšķaida savas krāsas aptuveni par 18 līdz 22 procentiem. Tas palīdz izvairīties no uzmācīgā izplūduma efekta, kad krāsa pārāk daudz izplatās, nodrošinot pareizo līdzsvaru starp to, cik daudz tiek uzsūkts papīrā, un labu krāsu intensitāti. Pārklātām papīra šķirnēm situācija ir nedaudz citāda. Drukātavas bieži izvēlas īpašas hibrīdas, ūdenī bāzētas formulas, kas sajauktas ar akrila saturošām vielām. Šīs kombinācijas labāk pieķeras virsmām, bet joprojām saglabā papīra pārstrādājamību. Pēdējā laikā apmēram trešdaļa visu komerciālo drukāšanas operāciju ir pārgājusi uz šāda veida formulējumiem.

Vinils un elastīgie plastmasas: Šķīdinātājā bāzētu drukas krāsu priekšrocības

Šķīdinātāja bāzes tintes ļoti labi darbojas uz materiāliem, kas neabsorbē daudz šķidruma, piemēram, PVC un polipropilēnu. Šeit tās izžūst arī ātri, parasti aptuveni 10 līdz 25 sekundēs, kad temperatūra ir apmēram 20 grādi pēc Celsija, kas palīdz veidot izturīgus plēves slāņus. Saskaņā ar pētījumu, kas publicēts Flexogrāfiskās drukas žurnālā pagājušajā gadā, šāda veida tintes saglabāja savu līpīgumu aptuveni 98%, pat ja tās bija atstātas ārā vairāk nekā 500 stundas. Tas ir diezgan ievērojami salīdzinājumā ar ūdenī bāzētām tintēm, kas cīnās ar mitrumu, demonstrējot aptuveni 53% labāku izturību pret mitrumu saskaņā ar tiem pašiem testiem. Tā kā tās tik labi iztur ķīmisko iedarbību un saules kaitējumu, daudzi ražotāji dod priekšroku šķīdinātāja bāzes tintēm lietojumiem, piemēram, automašīnu uzlīmēm un lieliem reklāmpanseļiem, kas jāiztur visādos laikapstākļos.

Audumi un tekstils: Sublimācijas krāsas un pigmentu tintes salīdzinājumā

Sasniedzot aptuveni 190–210 grādu pēc Celsija temperatūru, sublimācijas krāsas faktiski iekļaujas poliestera šķiedrās, radot toņus, kas pārsniedz pigmentu krāsu sniegumu aptuveni par 120%. Tomēr attiecībā uz kokvilnas maisījumiem tirgū joprojām dominē pigmentu krāsas ar aptuveni 72% izmantojumu, jo tās labāk panes atkārtotas mazgāšanas. Nav nepieciešama arī nekāda īpaša priekšapstrāde, kas ir svarīgi apģērbam, kas tiek pakļauts vairāk nekā piecdesmit rūpnieciskām mazgāšanas ciklu. Arī jaunās paaudzes lateksa hibrīda krāsas ietekmē tirgu — tās saglabā aptuveni 85% krāsu spožuma uz sintētiskiem audumiem, balstoties uz ūdenī šķīstošām formulām. Šīs inovācijas tekstilrūpniecībā pamazām samazina atšķirības starp dažādām drukāšanas tehnoloģijām.

Cietie plastmasas: Kāpēc UV-cietējošās krāsas nodrošina izturību un pretvandāmību

Izposejoties 395 nm LED gaismai, UV cietējošie tintes uzreiz sacietē, veidojot stipras šķērssaites plēves, kas atbilst ISO standartiem paredzētajam 4H zīmuļa cietības testam. Reālās pārbaudes liecina, ka drukas, izgatavotas ar šīm tintēm uz polikarbonāta virsmām, saglabā aptuveni 90 procentus no nodilumizturības pat pēc 18 mēnešiem noliktavā, kas ir aptuveni par 40 procentiem labāk nekā tradicionālās šķīdinātāja bāzes drukas metodes. Vēl viens liels plus ir tāds, ka šī metode pilnībā novērš VOC emisijas, kas ideāli saskan ar tuvākajiem ES noteikumiem, kuri stāsies spēkā 2025. gadā un ierobežos viegli uzliesmojošas organiskās vielas līdz mazāk kā 1 gramam uz kvadrātmetru. Daudzi ražotāji jau tagad pāriet uz šo metodi ne tikai tāpēc, ka tā atbilst likumīgajām prasībām, bet arī tāpēc, ka praksē tā vienkārši darbojas labāk.

Ūdens bāzes pret šķīdinātāja bāzes tintēm: veiktspējas un vides kompromisi

Ūdens bāzes drukas tintu vides un drošības priekšrocības

Pārejot uz ūdenī bāzētiem krāsainiem šķidrumiem, nepatīkamo VOC emisiju daudzums samazinās aptuveni par 80% salīdzinājumā ar tradicionālajiem šķīdinātāju bāzes risinājumiem. Tas nodrošina drošākus darba apstākļus drukātavās un palīdz uzņēmumiem ievērot vides aizsardzības noteikumus. Tā kā ūdens būtībā ir tikai H2O, tas aizvieto visus tos kaitīgos ķīmiskos savienojumus, kas agrāk piesārņoja gaisu drukāšanas procesā. Daudzi uzņēmumi ir atklājuši, ka šī pāreja ir izdevīga. Pētījums „2024. gada rūpnieciskās drukas drošības ziņojums” liecina, ka uzņēmumos, kuri veikuši pāreju, darbinieku problēmas, kas saistītas ar ķīmisko vielu iedarbību, samazinājušās aptuveni par 45%. Protams, ne visi uzreiz pievienojas šim procesam, bet lielākā daļā gadījumu skaitļi runā paši par sevi.

Šķīdinātāju bāzes krāsu pārākā saistīšanās ar ķīmiski izturīgām virsmām

Saiistot ar materiāliem, piemēram, polietilēnu, kuriem ir zema virsmas enerģija, šķīdinātājos balstīti krāsaini materiāli patiešām izceļas, jo veido spēcīgas ķīmiskas saites. Pērnā gada testi parādīja, ka šie krāsainie materiāli pielīp aptuveni 98 procentos gadījumu, kas faktiski ir par 62 procentiem labāk nekā ūdenī balstītiem alternatīviem risinājumiem. Šāda veida saķere nozīmē, ka tie lieliski darbojas tādiem produktiem kā reklāmliellapas vai iepakojumu etiķetes, kurām jāiztur lietus, saules bojājumi un vispārējs nolietojums laika gaitā. Tomēr ražotājiem ir svarīgi ņemt vērā vienu aspektu — šie šķīdinātājos balstītie produkti izdala vairāk gaisā izdalāmo organisko savienojumu, tāpēc uzņēmumiem, lai atbilstu pašreizējiem vides standartiem un veselības normatīviem, ir absolūti nepieciešamas pienācīgas ventilācijas sistēmas.

Vidēji draudzīgas un efektivitātes līdzsvarošana rūpnieciskajās lietojumprogrammās

Hibrīda risinājumi, piemēram, ekošķīdinātāju krāsas, satur par 30–50% mazāk organisko tvaiku (VOC) salīdzinājumā ar tradicionālajām šķīdinātāju krāsām, vienlaikus nodrošinot uzticamu saistīšanos uz grūti apstrādājamiem virsmām. Parādās UV cietēji ūdenī bāzēti varianti, kas samazina sacietēšanai nepieciešamo enerģiju par 25%. Iepakojuma augsta apjoma ražošanā biopamatojuma šķīdinātāji, kas iegūti no atjaunojamiem avotiem, nodrošina salīdzināmu izturību ar par 60% mazāku oglekļa pēdu.

Izturības prasības, balstītas uz lietojuma vidi

Pareizas tintes formulējuma izvēle prasa fiziskās izturības pielāgošanu vides stresa faktoriem, vienlaikus saglabājot vizuālo kvalitāti dažādos lietojuma gadījumos.

Noņēmuma izturība un arhivēšanas kvalitāte mākslas darbu un fotogrāfiju drukā

Mūzeju standartu printi balstās uz pigmentu bāzes tintēm ar arhivēšanas stabilitāti, kas kontrolētā apgaismojumā saglabā 98% krāsu integritāti vairāk nekā 100 gadus. Akrilā ieslēgti pigmenti sasniedz noņēmuma izturību ar rādītāju zem ΔE<2 pēc 500 luks/gadu ekspozīcijas, atbilstot stingrām konservācijas standartiem.

Ūdens un ķīmisko vielu izturība āra reklāmnesējiem un produktu etiķetēm

Āra lietojumprogrammas prasa tintes, kas izturīgas pret mitrumu, UV starojumu un piesārņojumu. Šķīdinātāja bāzes tintes ar integrētiem UV stabilizatoriem demonstrē 85% labāku izturību pret laikapstākļiem piekrastes vides testos. Kontaktam ar ķīmiskajām vielām ekrānspiedē izmantoti epoksīdu modificēti sveķi iztur automašīnu šķidrumus un rūpnieciskos tīrīšanas līdzekļus.

Spīduma paradokss: augsta estētiska pievilcība pret mazāku UV aizsardzību

Kaut arī spīdošas pārklājuma virsmas uzlabo krāsu dzidrumu, tās palielina UV bojājumus caur gaismas refrakciju. Matētas UV kurināmas tintes nodrošina labāku aizsardzību, saglabājot 90% līmēšanās stiprumu pēc 2000 stundām QUV testēšanas — salīdzinājumā ar tikai 63% spīdošiem analogiem.

Lietošanas gadījumi: reklāmlietas, pārtikas iepakojumi, biroja dokumenti un preču etiķetes

• Retaila reklāmlietas : Šķīdinātāja bāzes tintes ar 3 gadu ilgu āra izturību
• Pārtikas iepakojums : FDA atbilstošas ūdenī bāzētas fleksogrāfijas tintes
• Biroja dokumenti : Ātri nožūstoši lāzera printeru toneri
• Farmaceitiskās etiķetes : Alkoholizturīgi termopārnosa lenti

Temperatūras un mitruma izturība logistikas un uzglabāšanas vidē

Saskaņā ar 2023. gada MDPI pētījumu, UV cietējošie krāsaini darbojas uzticami temperatūru intervālā no -40°C līdz 80°C un par 40% pārsniedz konvencionālos krāsainus mitruma cikliskuma testos. Silikonu modificētas formulējumi novērš plaisāšanu ātras temperatūras svārstības laikā, tādējādi to padarot par ideālu izvēli aukstās ķēdes loģistikai, kur produkti pārvietojas no saldētāja uz istabas temperatūras vidi.

Biežāk uzdotie jautājumi

Kāda ir atšķirība starp porainiem un neporainiem materiāliem?

Poraini materiāli, piemēram, papīrs un neapstrādāts kartons, satur mazus mikroskopiskus caurumus, kas ļauj tintēm ātri uzsūkties, savukārt neporaini materiāli, piemēram, vinils un plastiks, pretojas šķidruma uzsūkšanās dēļ zemākas virsmas enerģijas.

Kāpēc ūdenī bāzēti krāsaini tiek izvēlēti porainiem materiāliem?

Ūdenī šķīstošas krāsas labi darbojas ar porainiem pamatnes materiāliem, jo kapilārā darbība nodrošina asus malu kontūrus, ātru žūšanu un samazinātas enerģijas izmaksas, kas saistītas ar ārējām žāvēšanas sistēmām.

Kādas problēmas drukāšanai rada neporaini pamatnes materiāli?

Neporainiem pamatnes materiāliem, piemēram, vinilam un plastikām, ir nepieciešamas šķīdinātājos balstītas krāsas un virsmas apstrāde, lai uzlabotu krāsas pielipību, jo tiem raksturīga zema virsmas enerģija, kas atgrūž ūdenī šķīstošas krāsas.

Kā vides faktori ietekmē krāsu izvēli?

Dažādi vides faktori, piemēram, UV starojums un mitrums, prasa konkrētas krāsu formulējumus ilgmūžīguma nodrošināšanai, piemēram, šķīdinātājos balstītas krāsas āra reklāmnestiem un UV cietējošas krāsas stingriem plastikātiem.