EN
Kāpēc standarta flekso krāsas neizdodas uz PE un OPP plēvēm
Zems virsmas enerģijas līmenis un nepolārums: galvenais lipīguma šķērslis
Polietilēns (PE) un orientēts polipropilēns (OPP) plēves dabiski ir ļoti zemas virsmas enerģijas, parasti zemāk kā 35 dini centimetrā, turklāt tās sastāv no nepolāriem molekulām. Lielākā daļa fleksogrāfiskās spiedspiedes strādā, veidojot saites caur polārām mijiedarbībām, kas nozīmē, ka tās vienkārši nepiestiprinās labi pie šāda veida ogļūdeņražu materiāliem. Ja netiek veikta virsmas apstrāde, rodas tikai vājas fiziskas saites starp krāsu un plēvi, nevis stipras ķīmiskas saites. Tas rada problēmas, kad nodrukātie attēli berzējas nost procesa laikā vai nolobās, kad tiek pakļauti normālām mehāniskām ietekmēm. Šie materiāli tendencē atgrūst ūdenī bāzētas fleksogrāfiskās krāsas, jo tiem piemīt ūdensatgrūdošas īpašības. Savukārt šķīdinātājā bāzētas iespējas var pat sarauties, izžūstot, radot saspriegumu starp krāsas kārtu un pamatni. Lai notiktu pareiza pielipināšanās, virsmām jāsasniedz vismaz 38 dinus/cm, kā to nosaka nozares standarti. Diemžēl lielākā daļa neapstrādātu PE plēvju sasniedz tikai aptuveni 31 dinu/cm, kā nesen ziņoja žurnāls Packaging Innovation Journal (2023), kas skaidro, kāpēc īpašas apstrādes joprojām ir nepieciešamas, lai panāktu labu drukas kvalitāti.
Mitēšanas deficīts un saskarsmes atslāņošanās fleksogrāfiskajā drukā
Flexogrāfijas tintes bieži cīnās ar zema enerģētiskā potenciāla plēvēm, jo to virsmas spraigums parasti ir augstāks, nekā substrāts var izturēt kritiskajā punktā. Kas notiek tālāk, ir diezgan acīmredzams ikvienam, kas strādājis ar šādām materiālām: tinte nepietiekami izplatās pa virsmu. Tā vietā mēs iegūstam tā saucamo apelsīnu mizas efektu, kad tinte saraujas mazos pilieniņos, nevis veido gludu, vienmērīgu kārtu, kādu vēlamies. Ražošanas vidēs raksturīgajās augstajās drukāšanas ātrumos faktiski veidojas mikroskopiskas telpas starp tinti un pašu materiālu. Šīs spraugas ļauj iekļūt mitrumam no apkārtējās gaisa vide vai rada sprieguma punktus, kas ilgtermiņā var izraisīt plaisāšanu. Saskaņā ar nesenām nozares pētījumu datiem, ko 2022. gadā publicēja Flexogrāfijas tehniskā asociācija, aptuveni 60 procenti visu kvalitātes problēmu PE un OPP substrātos ir tieši saistīti ar šīm samitrināšanās problēmām. Lielākā daļa standarta tintes receptes vienkārši nesatur pietiekami daudz samitrinātāju vai speciālos saistvielas ar zemu stikla pārejas temperatūru, kas nepieciešamas, lai patiešām pieliptu pie šādām slidenām, nepolārām virsmām. Tas nozīmē, ka produkti sāks atdalīties par agru, tiklīdz nonāks uz iepakojuma mašīnām ražotnē.
Virsmas sagatavošana: būtisks priekšapstrādes posms, lai nodrošinātu uzticamu flekso iekrāsas saistīšanos
Koronas apstrāde: mērķa dinu līmenis (38–42 dinas/cm) un praktiskie derīguma termiņa ierobežojumi
Koronas izlādes metode joprojām ir diezgan nepieciešama, ja vēlamies, lai flekso krāsas pienācīgi pielīp pie zemas enerģijas PE un OPP plēvēm. Šeit notiek tas, ka process būtiski oksidē plēves virsmu, izmantojot elektrisko jonizāciju, kas paaugstina dinu līmeni līdz aptuveni 38–42 dinām uz cm. Tas patiešām ir ideālais diapazons, lai sasniegtu labas krāsas izplūdes īpašības. Taču ir viena nianse. Apstrādātas virsmas laika gaitā var degradēties, jo polimēru ķēdes kustas un piedevas sāk pārvietoties prom no virsmas. Lielākā daļa šo plēvju saglabā labākās līmēšanās īpašības aptuveni 1 līdz 8 nedēļas pēc apstrādes. Un zināt, kas? Augstākas uzglabāšanas temperatūras un lielāka mitruma apstākļi šo degradācijas procesu ievērojami paātrina. Rūpnīcu vadītājiem tas nozīmē, ka ir ārkārtīgi svarīgi precīzi sekot tam, kad tika veikta virsmas apstrāde un kad plānots drukāšana. Pretējā gadījumā pastāv risks saskarties ar dārgām līmēšanās problēmām tieši augstas ātruma ražošanas laikā.
Plazmas un liesmas apstrāde kā augstas veiktspējas alternatīvas pieprasītām flekso aplikācijām
Ja koronas apstrāde nepelna, plazmas un liesmas apstrādes kļūst par labākām opcijām sarežģītiem fleksografiskās drukas uzdevumiem. Plazma darbojas, materiālus iedarbinot ar jonizētu gāzi, radot daudz dziļākas un vienmērīgākas virsmas izmaiņas, kas notur dinu līmeni ievērojami virs 50 dinu uz centimetru, pat strādājot ar sarežģītām formām un kontūrām. Liesmas apstrāde izmanto pavisam citu pieeju — tā rūpīgi kontrolētu liesmu palīdzību faktiski sadedzina dažus substrāta slāņus, tādējādi būdama īpaši piemērota biezām plastmasas plātnēm un sarežģītiem trīsdimensiju elementiem. Tas, kas šīs divas metodes patiešām atšķir no parastās koronas apstrādes, ir to ilgtspēja pirms atkārtotas apstrādes nepieciešamības, kā arī daudz labāka izturība pret mitruma svārstībām un ķīmisko iedarbību laika gaitā. Iepakojuma ražotāji smagi balstās uz šīm metodēm tiem produktiem, kam jāsaglabā pienācīga noslēgtais stāvoklis veikalu un noliktavu apstākļos, savukārt ražotāji izmanto šīs apstrādes tad, kad to etiķetes ir jāpielīmē, izturīgi panesot visdažādākos mehāniskos bojājumus transportēšanas un uzglabāšanas laikā.
Flexogrāfijas krāsas formulējumi, kas izstrādāti PE/OPP līmēšanai
Sveķu sistēmas: hlorēts polipropilēns (CPP), modificēti akrilāti un PU-akrilātu hibrīdi
Īpaši sveķi ir izstrādāti, lai pieliptu pie šiem sarežģītajiem zemas enerģijas plēves virsmām, kur parastie līmes vienkārši nedarbojas. Piemēram, hlorēts polipropilēns (CPP). To uzklājot, tiek pievienota hlorūdeņraža bāzēta polaritāte, kas faktiski rada ķīmiskās saites molekulārajā līmenī starp CPP un materiāliem, piemēram, PE vai OPP. Tas ir diezgan ievērības cienīgs sasniegums. Modificētas akrilātu formulējumi piedāvā kaut ko citu — tie spēj izturēt temperatūras virs 130 grādiem pēc Celsija, kas padara tos par absolūti nepieciešamiem, izgatavojot iepakojumus, kuriem jāizdzīvo sterilizācijas procesos. Un arī PU-akrilāta hibrīdus nevajadzētu aizmirst. Šīs gudrās kombinācijas apvieno gan elastīgumu, gan izturību pret ķīmiskajām vielām, pateicoties urētāna šķērssaitēm. Pārtikas ražotāji šos materiālus ļoti cenša saldētu produktu iepakošanai, jo tie notur savu struktūru, atkārtoti izietot saldēšanas un atkalašanas ciklus, neizjukdami un nezaudējot integritāti.
Līmēšanas veicinātāji un zema Tg saistvielas: Elastīguma nodrošināšana bez kompromisiem
Mūsdienu tintes formulējumos tagad iekļauti silāna bāzes līmejošie aģenti, kas molekulārā līmenī patiešām pieķeras plēves virsmām, veidojot stipras ķīmiskas saites starp tintes kārtām un šiem grūtajiem nepolārajiem materiāliem. Šie speciālie zema Tg saistvielas paliek elastīgi pat tad, kad temperatūra pazeminās zem nulles, līdz mīnus 40 grādiem pēc Celsija, kas novērš plaisu izplatīšanos produktu transportēšanas laikā. Kad šie komponenti pareizi darbojas kopā, tie samazina tintes atdalīšanās problēmas gandrīz par 90 % salīdzinājumā ar parastajām fleksogrāfiskajām tintēm. Turklāt, saskaņā ar 2022. gadā publicētu pētījumu Flexogrāfiskās tehnoloģijas asociācijā, drukātie attēli saglabā skaidrību un asumu simtiem liekšanas testu laikā. Šāda veida sniegums ir būtisks iepakojuma pielietojumos, kuros ilgmūžība ir kritiska.
BUJ
Kāpēc PE un OPP plēves rada grūtības standarta fleksogrāfiskajām tintēm?
PE un OPP plēves ir zema virsmas enerģija un nepolāras molekulas, kas apgrūtina standarta fleksogrāfisku krāsu pielipšanu, kuras balstās uz polārām mijiedarbībām.
Kāda ir virsmas sprieguma loma fleksogrāfiskā drukāšanas problēmās?
Fleksogrāfiskās drukāšanas problēmas, piemēram, apelsīnu mizas efekts, rodas tad, ja fleksogrāfisko krāsu virsmas spriegums pārsniedz pamatnes iespējas, kas traucē pareizu krāsas izplatīšanos un var izraisīt atdalīšanos.
Kā virsmas apstrāde uzlabo fleksogrāfisko krāsu pielipšanu?
Virsmas apstrādes, piemēram, koronas, plazmas un liesmas apstrāde, palielina dīnu līmeni, uzlabojot pielipšanu un samazinot problēmas, piemēram, mitruma uzsūkšanos un slogojuma punktus.
Kādi ir jaunākie sasniegumi fleksogrāfisko krāsu formulējumos?
Fleksogrāfisko krāsu formulējumos tagad iekļautas speciālas sveķi, adhezijas veicinātāji un zema Tg saistvielas, lai uzlabotu pielipšanu un elastīgumu, īpaši uz grūti apstrādājamām zemas enerģijas pamatnēm.