Kādam jābūt šķīdinātāja krāsas žāvēšanas ātrumam, lai efektīvi drukātu plastmasas maisiņus?

Žāvēšanas ātruma loma šķīdinātāja tintes veiktspējā un drukas efektivitātē

Kā žāvēšanas ātrums ietekmē drukas kvalitāti, pielīmēšanos un ražošanas caurlaidību

Šķīdinātāja tintes žūšanas ātrums ir ļoti svarīgs, lai panāktu labu drukas kvalitāti, pareizu pielīmēšanos un nepārtraptu ražošanu. Ja tinte žūst pārāk ātri, piemēram, ātrāk par 15 sekundēm, tā bieži nepietiekami pielīp pie polietilēna plēvēm, ar ko mēs strādājam, un pastāv liela iespēja, ka tinte nobrauks, kad apstrādā drukātos materiālus. Tikpat liela problēma rodas, ja tinte žūst ilgāk nekā 30 sekundes. Tas bieži notiek mūsu augstas ātruma fleksogrāfiskās drukas iestatījumos, kur redzami izplūduši plankumi visur. Šo problēmu dēļ ražošana var samazināties par aptuveni 40 procentiem, ja vienlaikus presē notiek vairākas drukas kārtas.

Žūšanas īpašību atšķirības starp standarta un ekošķīdinātāja tintēm uz polietilēna

Standarta šķīdinātāja krāsas, parasti balstītas uz toluolu vai ksilolu, uz neapstrādāta LDPE žūst 20–25 % ātrāk nekā ekoloģiskā šķīdinātāja alternatīvas. Tomēr ekošķīdinātāja krāsas labāk veic darbu uz koronas apstrādātiem plēves, neskatoties uz to augstāku viršanas temperatūru (130–160 °C pret 90–120 °C), nodrošinot praktisku kompromisu starp zemāku LOT emisiju un uzticamu žūšanas veiktspēju.

Ātras žūšanas un defektu riska līdzsvarošana: ādas veidošanās, aizsprostošanās un pārklāšanās

Kad žāvēšana tiek pārspīlēta, parasti rodas trīs lielas problēmas. Pirmkārt, notiek iesīkšana, kad uz tintes virsmas veidojas plāna kārtiņa (apmēram puse līdz divi mikroni bieza). Tā rada barjeru, kas zem tās iesprosto šķīdinātājus, kā rezultātā veidojas burbulīši. Vēl viena izplatīta problēma ir sūkļu aizsprostošanās. Pētījumi liecina, ka gandrīz četras no piecām drukāšanas galviņu darbības atteikšanās reizēm ātras žāvēšanas sistēmās rodas tāpēc, ka sveķi sāk sacietēt sūkļos. Un pastāv arī problēma ar gaisa plūsmu. Ja žāvēšanas tuneļos ātrums pārsniedz 3,2 metrus sekundē, rodas mitrums. Sīkas tintes daļiņas nokļūst gaisā (mazākas par desmit mikroniem), kas rezultātā piesārņo gan drukāšanai paredzētos materiālus, gan pašas mašīnas.

Tipisks optimāls žāvēšanas laiks: 15–30 sekundes pie 60–80°C flexo un rotogravīras drukāšanai

Pētījumi ir parādījuši, ka apmēram 22 līdz 28 sekundes pie aptuveni 70 plus mīnus 5 grādiem pēc Celsija ir vislabākais laiks, lai izžāvētu šķīdinātāja tinti uz polietilēna plēvēm, kuru biezums ir no 40 līdz 60 mikroniem. Ja žāvēšana notiek šajā temperatūras diapazonā, lielākā daļa šķīdinātāja pilnībā iztvaiko, atstājot tikai pēdas daudzumā mitruma, kas ir zem 0,3 procentiem. Arī virsmas apdare paliek diezgan vienmērīga, ar blāvuma svārstībām, kas parasti paliek zem 5 procentiem no vienas partijas uz citu. Rotoģravīras drukas operācijām process notiek nedaudz ātrāk, jo tās strādā ar daudz plānākām tintes kārtām, kas ir apmēram 8 līdz 12 mikroni biezas. Šādām iestatēm parasti pietiek ar 15 līdz 20 sekundēm. Flexogrāfiskai drukai ir nepieciešams ilgāks laiks, jo tintes slānis ir biezāks, parasti nepieciešamas 25 līdz 30 sekundes, lai pareizi izžāvētu plēves, kuru biezums ir apmēram 15 līdz 20 mikroni. Nozarē strādājoši profesionāļi, kas ražošanas procesā izmanto infrasarkanās kontroles sistēmas, ziņo par ievērojamu uzlabojumu. Viņi atzīmē, ka pārstrādes likme samazinās aptuveni par divām trešdaļām salīdzinājumā ar situācijām, kad žāvēšanas parametri nav optimizēti.

Substrāta īpašības un to ietekme uz šķīdinātāja iespiešanas žāvēšanu

Virsma enerģijas problēmas ar LDPE un HDPE plēvēm

LDPE un HDPE plēves rada lipināšanas problēmas zemas virsmas enerģijas (30–34 dyne/cm) dēļ, kas izraisa sliktu mitrināšanu un problēmas, piemēram, caurumiņus un krāsas blīvuma samazināšanos. Lai to novērstu, šķīdinātāja krāsām jābūt ar virsmas spraigumu ≥30 mN/m. Pat tad ilgtermiņa izturība pret mehāniskām slodzēm paliek ierobežota bez virsmas apstrādes.

Apstrādātas un neapstrādātas virsmas: ietekme uz krāsas uzsūkšanos un žāvēšanas vienmērīgumu

Apstrādātas plēves uzlabo žāvēšanas vienmērīgumu par 40–60% salīdzinājumā ar neapstrādātām, pateicoties mikroporainām slāņiem, kas regulē šķīdinātāja uzsūkšanos. Neapstrādātās virsmās 70% šķīdinātāja iztvaiko vertikāli caur krāsas slāni, palielinot burbuļu veidošanās risku. Savukārt apstrādāti substrāti veicina horizontālu izplatīšanos, nodrošinot vienmērīgāku žāvēšanu un stiprāku plēves struktūru.

Žāvēšanas efektivitātes uzlabošana ar kora apstrādi un virsmas modificēšanu

Kad mēs LDPE vai HDPE materiāliem pielietojam koronas apstrādi, tās virsmas enerģijas līmenis paaugstinās līdz 38–42 dinām uz centimetru, pateicoties oksidācijas procesiem. Tādējādi šīs virsmas daudz labāk saistās ar šķīdinātāja bāzē izgatavotiem krāsām molekulārā līmenī. Mūsu fleksogrāfiskā drukas testi atklāja diezgan ievērojamus rezultātus, pielietojot koronas apstrādi apmēram 50 vatos uz kvadrātmetru. Izžūšanas laiks samazinājās par gandrīz ceturtdaļu, saķere uzlabojās gandrīz par trešdaļu, bet defekti tika samazināti par aptuveni 30%. Arī liesmas apstrāde darbojas, taču tā nedod tik lielu veiktspējas rādītāju uzlabojumu. Augstas ātrumsomas drukas operācijām kombinējot plazmas priekšapstrādes tehnikas ar īpaši formulētiem augstas polaritātes šķīdinātājiem, patiesībā var ietaupīt no 30 līdz 45 vērtīgiem sekundēm no izžūšanas cikliem, neapdraudot optiskās kvalitātes standartus (mazāk nekā 2% apsīkums joprojām tiek uzskatīts par pieņemamu).

Vides un procesa apstākļi, kas ietekmē šķīdinātāja bāzē izgatavotu krāsu izžūšanu

Vides temperatūras un mitruma kontrole augstas ātruma drukas vidē

Uzturot vidi 22–24°C temperatūrā un 45–55% relatīvā mitrumā, nodrošina vienmērīgu žāvēšanas veiktspēju. Augsts mitrums palēnina iztvaikošanu, izraisot krāsas uzkrāšanos polietilēnā, bet zems mitrums paātrina žāvēšanu un palielina aizsprostošanās risku. Klimata kontroles vidē printēšanas defekti samazinās par 18–22% salīdzinājumā ar neregulētu vidi. Reāllaika sensori ļauj dinamiski pielāgoties sezonas izmaiņām, minimizējot darbības pārtraukumus.

Gaisa plūsmas optimizēšana žāvēšanas tuneļos, lai novērstu bloķēšanu un krāsas pārmērīgu izsmidzināšanos

Laba gaisa plūsmas kontrole samazina iespēju, ka tiks zaudēts no 12 līdz 15 procenti materiāla gravīras drukas procesā, kas rodas dēļ tvaikošanas problēmām. Tad, kad sūkļi ir pareizi novietoti, tie palīdz vienmērīgi sadalīt gaisu pa virsmu, tādējādi žāvēšanas laiks saglabājas apmēram vienāds, atšķirība ir tikai apmēram divas sekundes. Šķērsgaitas sistēmas pieeja ļauj noārdīt šķīdinātājus aptuveni trīsdesmit procentus ātrāk nekā tradicionālās vertikālās gaisa plūsmas iestatījumi, turklāt bez negatīvas ietekmes uz līmēšanas īpašībām. Un tiem, kas strādā ar zema enerģijas patēriņa LDPE materiāliem, ir ļoti svarīgi uzturēt turbulences līmeni zem pieciem procentiem, jo pretējā gadījumā krāsas plēve parasti tiek stipri izkropļota.

Infrasarkanā vs. Karstā gaisa žāvēšana: Energotaupības un žāvēšanas vienmērīguma kompromisi

Infrasarkanais žāvēšanas process patērē patiesībā apmēram par 30 līdz 40 procentiem mazāk enerģijas salīdzinājumā ar tradicionālām karstā gaisa sistēmām, jo tas tieši silda krāsas slāni, nevis uzsilda visu apkārtni. Tomēr ir viena problēma, ar ko jāsaskaras, strādājot ar nelīdzenām virsmām. Tās var izraisīt atsevišķu vietu pārkaršanu, reizēm sasniedzot temperatūru virs 90 grādiem pēc Celsija, kas procesa gaitā var sabojāt smalkmateriālu. Daudzas ražošanas operācijas šobrīd izmanto hibrīda pieeju, kur infrasarkanais nodrošina sākotnējo žāvēšanas fāzi, bet pēc tam pārslēdzas uz karsto gaisu, lai pabeigtu pēdējās korekcijas. Šāda kombinācija parasti uztur mitruma līmeni robežās līdz 5% starpībai visā produktā un ietaupa apmēram ceturtdaļu no tā, kas citādi tiktu iztērēta uz enerģijas izmaksām. Ir vērts pieminēt, ka infrasarkanais īpaši labi darbojas uz materiāliem, kurus iepriekšēji ir pareizi gruntējuši. Karstais gaiss parasti darbojas labāk uz korona apstrādātām plēvēm, kur virsmas spriegums mēra virs 38 dinu uz centimetru.

Izplešanās kinētikas kontrole ar tintes formulēšanas stratēģijām

Šķīdinātāju maisījumu pielāgošana: ātri, vidēji un lēni iztvaikojoši komponenti

Lai panāktu labu žāvēšanas kontroli, patiesībā viss atkarīgs no pareiza šķīdinātāju maisījuma izvēles. Ir trīs galvenās kategorijas, kas jāņem vērā: ātri iztvaikojoši, piemēram, acetons, vidēji ātri — kā etiļacetāts un lēni iztvaikojoši, tostarp propilēnglikola metilēteris. Vairumam cilvēku vislabāk der maisījums apmēram 70/20/10 proporcijā, kas ļauj virsmām nožūt 15–30 sekundēs, strādājot ar polietilēnu apmēram 60 °C temperatūrā. Ātri žāvējošie šķīdinātāji sāk žāvēšanu uz virsmas, taču patiesībā dziļākajā līmenī darbojas lēnāki komponenti. Tie palīdz novērst tā saukto „ādas veidošanos”, ļaujot iesprostotajiem šķīdinātājiem pakāpeniski izkļūt ārā, nevis vienkārši palikt iekšā un izraisīt problēmas vēlāk.

Sveķu un pigmentu izvēle stabilai izkliedēšanai ātras žāvēšanas apstākļos

Akrila un nitrocelulīna sveķi tiek izvēlēti to stabilitātes dēļ ātra žāvēšanas apstākļos, saglabājot pigmenta disperģēšanu pat iztvaikošanas ātrumā virs 0,5 g/m²·s. Mikronizēti pigmenti (<5 μm) samazina sedimentāciju par 40% salīdzinājumā ar konvencionālajām markām, nodrošinot vienmērīgu krāsu visā augstas ātruma darbības laikā.

Pievienotie komponenti, kas precīzi regulē žāvēšanu, nezaudējot spīdumu vai elastīgumu

Silikona bāzes plūsmas regulētāji (0,5–1,5% no svara) uzlabo izlīdzināšanu un palielina atvērta laika ilgumu par 8–12 sekundēm. Urētāna modificēti aditīvi palīdz saglabāt vairāk nekā 85 spīduma vienības un uzturēt 200% izstiepšanos līdz pārrāvumam, kas ir būtiski elastīgai iepakojumam, kuram nepieciešama izturība.

Aizsprostošanās un plēves veidošanās mazināšana ātri žāvējošās šķīdinātāja krāsas sistēmās

Lai minimizētu sūkšanas plāksnes veidošanos, augstas efektivitātes šķīdinātāja krāsām jāsatur mazāk nekā 3% TVO. Cikloheksanona atvasinājumi, ko izmanto kā šķīdinātājus, samazina plēves veidošanos par 60% gravīras spiedējos, kas darbojas ar ātrumu 200 m/min. Uzturot krāsas baseinus temperatūrā starp 45–55°C, novēršas pārāga viskozitātes palielināšanās, kas var izraisīt drukas defektus.

Mērīšana un žāvēšanas veiktspējas optimizēšana, lai nodrošinātu vienmērīgus rezultātus

Reāllaika uzraudzība, izmantojot infrasarkano staru sensorus un mitruma analizatorus

Infrasarkano staru sensori un kapacitīvie mitruma analizatori nodrošina nepārtrauktu atsauksmi par žāvēšanas progresu, reģistrējot atlikušo šķīdinātāju līmeni ar novirzi 0,5%. Šīs sistēmas automātiski pielāgo žāvētāju temperatūru (±5°C) un transportieru ātrumu, palīdzot ražotājiem samazināt ražošanas pārtraukumus, kas saistīti ar bloķēšanos vai līmēšanās problēmām, par 18–22% salīdzinājumā ar manuālu pārbaudi.

Eksperimentu plānošanas (DOE) izmantošana žāvēšanas parametru optimizēšanai

Statistisku metožu izmantošana, piemēram, eksperimentu izstrāde (DOE), palīdz ražotājiem strukturēti precizēt sausināšanas procesus. Jaunie pētījumi no "Journal of Industrial Print Processes" 2024. gadā īpaši pievērsās polietilēna maisiņiem. Viņi izmantoja tā saukto reakcijas virsmas metodiku, lai atrastu labāko vietu parametrus: aptuveni 68 grādi celsijā gaisa temperatūrai, aptuveni 2,2 metriem sekundē gaisa plūsmas ātrumam un lietot lietām sēdēt aptuveni 23 sekundes pirms pārvietošanās tālāk. Tas ir diezgan iespaidīgi rezultāti. Tajā pašā laikā tie saglabāja lielisku kvalitātes standartu, jo tinte pieķerās maisiņiem ar 99,2 procentu piespiedu, pat pēc 12 stundu nepārtrauktā darbībā.

Pārskata veikšana, lai noteiktu, vai ir iespējams izmantot šo metodi, ir atkarīga no tā, vai ir iespējams izmantot šo metodi.

Drukātāji nosaka pamatrādītājus, testējot šķīdinātāja krāsas veiktspēju dažādās preses ātrumos (150–550 fpm) un krāsas plēves biezumos (1,8–2,5 μm). Datu analīze liecina, ka pie ātruma virs 400 fpm, samazinot krāsas blīvumu par 0,3 g/m³, var novērst pārmērīgu zāļu veidošanos, saglabājot caurspīdīgumu un samazinot šķīdinātāja patēriņu par 19 %. Šie rādītāji nodrošina augstāku caurlaidību, nekompromitējot žāvēšanas pilnīgumu.

Dažkārt uzdoti jautājumi (FAQ)

Kāds ir optimālais žāvēšanas laiks šķīdinātāja krāsām?

Optimālais žāvēšanas laiks šķīdinātāja krāsām, īpaši uz polietilēna plēvēm, parasti ir no 15 līdz 30 sekundēm, atkarībā no drukāšanas metodes un plēves biezuma.

Kā koronas apstrāde ietekmē krāsas žāvēšanu?

Koronas apstrāde palielina tādu plēvju virsmas enerģiju kā LDPE un HDPE, uzlabo krāsas pielipšanu un ievērojami samazina žāvēšanas laiku.

Kādas ir ātras krāsas žāvēšanas izraisītās riska situācijas?

Ātra krāsas žāvēšana var izraisīt problēmas, piemēram, plēves veidošanos, aizsprostošanos un zāļu veidošanos, kas ietekmē drukas kvalitāti un palielina iekārtu apkopes izmaksas.

Kāpēc ir svarīgi kontrolēt apkārtējos apstākļus drukāšanā?

Konkrētu apkārtējās temperatūras un mitruma līmeņu uzturēšana nodrošina vienmērīgu žāvēšanas darbību, samazinot drukas defektus un optimizējot ražošanas efektivitāti.