Dlaczego tusz flexo jest odpowiedni do druku wysokiej prędkości na opakowaniach plastikowych?

Właściwości szybko schnące i ich wpływ na szybki druk flexo

Jak farby flexo na bazie rozpuszczalnika szybko schną, dostosowując się do wysokiej prędkości maszyny drukującej

Dla tych, którzy pracują z szybkobieżną drukarnią opakowań plastikowych, najczęściej wybiera się atramenty flexo na bazie rozpuszczalników, ponieważ schną one bardzo szybko. Atramenty te zawierają rozpuszczalniki o niskich temperaturach wrzenia, takie jak etanol czy aceton. Pod wpływem temperatury rzędu 40–60 stopni Celsjusza niemal zupełnie ulatniają się, pozostawiając wydrukowany obraz na foliach polietylenowych już po upływie zaledwie pół sekundy. Szybki czas schnięcia pozwala drukarkom pracować z ogromną prędkością, przekraczającą 1000 stóp na minutę, bez obawy o rozmazanie wydruków. Ma to ogromne znaczenie w operacjach związanych z opakowaniami elastycznymi, gdzie linie produkcyjne muszą pracować bez przerwy od początku do końca.

Atramenty flexo utwardzane UV i LED: natychmiastowe utrwalanie umożliwiające drukowanie ciągłe

Farby utwardzane UV pozwalają pozbyć się tych irytujących czasów schnięcia, ponieważ działają poprzez proces zwany fotopolimeryzacją. Farby te faktycznie utwardzają się w mniej niż 0,1 sekundy po naświetleniu światłem UV o długości fali od 300 do 400 nanometrów. Nowsze wersje z diodami LED są również znacznie bardziej efektywne energetycznie, obniżając zużycie energii o około 85 procent w porównaniu do tradycyjnych lamp rtęciowych, których wszyscy używali wcześniej. Ostatnie postępy w zakresie matryc LED umożliwiły kontrolę konkretnych długości fal podczas utwardzania. To pomaga zachować integralność materiałów, co jest szczególnie ważne dla tych zaawansowanych folii barierowych wielowarstwowych. Ponadto producenci mogą prowadzić linie produkcyjne z prędkościami dochodzącymi nawet do 1500 stóp na minutę, bez uszkadzania niczego.

Mechanizmy schnięcia na niemieszkalnych foliach plastikowych: Parowanie, absorpcja i utwardzanie promieniowaniem

Nowoczesne maszyny flexo stosują hybrydowe podejście do schnięcia farb na niemieszkalnych podłożach:

1. Evaporacja : Wymuszony gorący powietrze (80–120°C) usuwa rozpuszczalniki powierzchniowe
2. Absorpcja : Folie utwardzane koroną umożliwiają częściowe przenikanie farby poprzez zastosowanie specjalnych żywic
3. Promieniowanie : Systemy UV/EB utwardzają polimery natychmiast bez użycia ciepła

To połączenie zapobiega przenoszeniu farby i gwarantuje kompatybilność z materiałami takimi jak BOPP i PET.

Optymalizacja doboru rozpuszczalników dla efektywnego schnięcia i właściwości taśmy

Operatorzy drukarek dobierają rozpuszczalniki na podstawie szybkości schnięcia, emisji i wrażliwości termicznej:

Mieszaniny rozpuszczalników azeotropowych pozwalają obecnie na 40% szybsze schnięcie przy 30% niższych emisjach w porównaniu z systemami jednorodnymi, poprawiając zarówno wydajność, jak i zgodność środowiskową.

Ceryfikaty oparte na wodzie a ceryfikaty oparte na rozpuszczalnikach: kompromisy między szybkością schnięcia a zrównoważonym rozwojem

Farby wodne zmniejszają emisję lotnych związków organicznych (VOC) o około 85 procent, co jest bardzo korzystne dla środowiska. Jednak farby te schną dłużej, ponieważ woda ma bardzo wysoką ciepło parowania. Czas schnięcia zazwyczaj wynosi od 1,2 do 2 sekund. Pojawia się jednak nowa technologia, zwana nanoemulsyjną, która zmienia te parametry. Niektóre testy pilotażowe wykazały, że farby wodne mogą teraz schnąć już w 0,8 sekundy na powierzchniach LDPE podgrzewanych do 90 stopni Celsjusza. Bardzo imponujące, prawda? Jest jednak haczyk. Nowe metody wymagają o 15 do 20 procent większych nakładów energetycznych niż tradycyjne alternatywy oparte na rozpuszczalnikach. Niemniej jednak, wielu producentów jest gotowych zapłacić więcej za korzyści środowiskowe.

Silne przyleganie do podłoży plastikowych o niskiej energii powierzchniowej

Pokonywanie wyzwań związanych z energią powierzchniową w poliolefinach i foliach PET

Poliolefiny takie jak PE i PP mają energię powierzchniową poniżej 34 dyn/cm², co ogranicza zwilżalność farbą. Nowoczesne farby fleksograficzne pokonują ten problem dzięki zastosowaniu żywic polarnych i addytywów aktywujących powierzchnię, które obniżają napięcie międzyfazowe. W przypadku PET rozpuszczalniki na bazie estrów lekko wytrawiają powierzchnię, umożliwiając równomierne nanoszenie przy prędkościach powyżej 600 stóp na minutę.

Strategie doboru żywic w celu poprawy przylegania farb fleksograficznych

Żywice akrylowe i nitrocelulozowe są nadal dominujące ze względu na odpowiednią równowagę pomiędzy przyleganiem a właściwościami technologicznymi. Układy hybrydowe łączące dyspersje poliuretanowe z polichlorkiem poliolefin mają wykazują poprawę wytrzymałości na zrywanie o 42% na nietraktowanym polipropoletenie. Kluczowe czynniki recepturowe to:

• Temperatura przejścia szklistego (Tg) dostosowana do elastyczności podłoża
• Ukontrolowana masa cząsteczkowa umożliwiająca przenikanie między warstwami
• Miejsca reaktywne umożliwiające wiązania kowalencyjne z modyfikowanymi powierzchniami

Modyfikacje powierzchni i dodatki wspomagające przyleganie w druku na opakowaniach plastikowych

Podczas stosowania obróbki płomieniowej przy około 10 do 12 kilowatach na metr kwadratowy zwiększa to poziom energii powierzchniowej dużych folii polipropylenowych powyżej 45 dyn/cm². Dla lepszego przylegania świetnie sprawdzają się również podkłady chemiczne. Często zawierają one m.in. polimery chlorowane lub silany, które szczególnie dobrze przylegają do materiałów PET z dodatkami powodującymi poślizg. Ostatnio pojawiły się także ekscytujące nowości w postaci promotorów na bazie modyfikowanej ligniny. Naprawdę potrafią się one równać z tradycyjnymi produktami pochodzenia petrochemicznego pod względem wytrzymałości połączenia, co czyni je całkiem dobrym, zrównoważonym wyborem dla firm zajmujących się elastycznymi rozwiązaniami opakowaniowymi.

Obróbka koronowa i plazmowa: Przygotowanie podłoży do optymalnego przylegania farby fleksograficznej

Plazma atmosferyczna tworzy takie reaktywne cząsteczki jak ozon i tlenki azotu, które faktycznie zmieniają powierzchnie polimerów, umożliwiając ich bezpośrednie łączenie się z farbą i całkowicie eliminując potrzebę stosowania rozpuszczalników. Gdy zastosujemy około pół do trzech czwartych kilodżoula na metr kwadratowy, polietylen o niskiej gęstości zwiększa swoją energię powierzchniową z zaledwie 31 dyn/cm do aż 58 dyn/cm. Dzięki temu farba przylega trzykrotnie lepiej, co potwierdzają standardowe metody badań odporności na zarysowanie ASTM D5264. Bardzo imponujące. Jeszcze ciekawsze jest to, że rozwiązanie to doskonale sprawdza się na liniach produkcyjnych pracujących z prędkością dochodzącą nawet do 1200 stóp na minutę podczas procesowania z taśmy na taśmę. Nie ma potrzeby zwalniania dla uzyskania wysokiej jakości wyników.

Precyzyjna kontrola lepkości i reologii zapewniająca spójne przenoszenie farby

Optymalne zakresy lepkości dla farb flexo na bazie rozpuszczalników i UV

Najlepsze wyniki osiągają atramenty flexo na bazie rozpuszczalników w zakresie 30–70 poise, podczas gdy receptury utwardzane UV działają w zakresie 50–150 poise, aby zrównoważyć przepływ i proces utrwalania. Utrzymanie ścisłej kontroli lepkości (±5 poise) minimalizuje powiększenie kropek w rastrowych odcieniach i zapewnia spójność koloru. Zaawansowane reometery mierzą naprężenie ścinające w zakresach istotnych dla produkcji (100–500 s⁻¹), dzięki czemu wyniki z laboratorium odpowiadają rzeczywistym warunkom na maszynie drukującej.

Zachowanie przy odkształcanie ścinające i jego rola w dostarczaniu atramentu aniloksowego przy dużych prędkościach

Współczesne farby flexo mają ciekliwą właściwość zwaną tiksotropią, dzięki której ich lepkość spada nawet o 30 do 60 procent pod wpływem intensywnych sił ścinających (rzędu 3000 do 5000 s⁻¹) generowanych przez aniloksy. Co ciekawe, bardzo szybko odzyskują swoją pierwotną konsystencję, co pomaga zapobiec rozlewaniu się farby. Efektem tego jest znacznie lepsza kontrola dawkowania farby do komórek o gęstości 1200 LPI. Mowa tu o warstwach farby o grubości poniżej 4 mikronów, co ma ogromne znaczenie dla jakości druku. Nawet przy imponujących prędkościach przekraczających 600 stóp na minutę, te farby skutecznie unikają problemu tworzenia mgły, który może występować w innych systemach. Według danych branżowych, firmy stosujące farby zoptymalizowane pod kątem ścinania odnotowują około 18-procentowy spadek ilości odpadów dzięki stabilnej i dobrej wydajności przenoszenia farby w różnych warunkach drukowania.

Niskie wymagania dotyczące grubości warstwy farby w nowoczesnych wąskotorowych maszynach flexo

Drukarnie flexo o wąskim formacie dążą do uzyskania grubości warstwy farby w zakresie 1,2–2,8 µm, aby osiągnąć nieprzezroczystość powyżej 95% na folii OPP bez ryzyka zapieczenia. Farby o kontrolowanej lepko-sprężystości (tan δ = 0,3–0,7) skutecznie współpracują z ceramicznymi cylindrami anilokso­wymi o pojemności 2–3 BCM, co pozwala zmniejszyć zużycie farby o 22–35% w porównaniu do tradycyjnych formulacji.

Systemy automatycznego monitorowania lepkości do stabilnej produkcji w wysokich prędkościach

Wiskozymetry z pomiarem w czasie rzeczywistym, zapewniające dokładność ±0,5 puaz, dynamicznie dostosowują stosunek rozpuszczalników podczas pracy, utrzymując reologię farby w granicach ±3% od wartości zadanej. Zintegrowane systemy wskazują odchylenia, gdy czas regeneracji tiksotropowej przekracza 45 sekund – stanowi to kluczowy sygnał ostrzegawczy dla powstawania wad druku przy prędkościach powyżej 400 metrów na minutę.

Trwałość i zgodność z przepisami w zastosowaniach opakowań elastycznych

Nowoczesne farby flexo muszą wytrzymać obciążenia mechaniczne i spełniać surowe wymagania bezpieczeństwa, jednocześnie zapewniając żywe i barwne grafiki. Drukarnie napotykają podwójne wyzwanie: zagwarantowanie trwałości opakowań podczas dystrybucji oraz zgodność z globalnymi przepisami prawnymi.

Odporność na ścieranie, wilgoć i stres transportowy w drukowanych foliach

Wysokowydajne farby fleksograficzne wykorzystują elastyczne żywice, aby utrzymać przyczepność podczas wielokrotnego zginania, osiągając ponad 90% odporności na ścieranie w badaniach ASTM D5264. Farby utwardzane UV tworzą sieci poprzeczne, które zapewniają barierę wilgoci poniżej 0,5 g/m²/dobę WVTR – kluczowe dla ochrony towarów nietrwałych.

Farby fleksograficzne UV o niskiej migracji do druku opakowań spożywczych i farmaceutycznych

Zaawansowane systemy inicjatorów fotoutwardzalnych redukują pozostałe monomery do mniej niż 0,01 ppm, spełniając limity migracji FDA 2023 dla pośredniego kontaktu z żywnością. Technologie utwardzania podwójnego pozwalają na tworzenie formuł stanu pełnego, eliminując pozostałości rozpuszczalników przy jednoczesnym zachowaniu warstw druku o grubości poniżej 2 μm.

Spełnianie globalnych standardów regulacyjnych przy jednoczesnym utrzymaniu wysokiej jakości druku

Aktualizacje zgodne z rozporządzeniem UE MDR wymagają teraz pełnych deklaracji materiałowych obejmujących ponad 1600 substancji, co zwiększa przejrzystość łańcuchów dostaw atramentów. Systemy dopasowywania kolorów integrują bazy danych regulacyjnych, aby zapewnić dokładność skali Pantone, unikając jednocześnie ograniczonych pigmentów, takich jak CI Pigment Violet 23.

Równoważenie trwałości z wymaganiami zrównoważonego rozwoju i możliwości recyklingu

Atramenty nowej generacji osiągają wymagane właściwości i zrównoważony rozwój dzięki:

• Atramentom akrylowym na bazie wody z zawartością VOC <5%
• Chemicznym składnikom umożliwiającym deinking oraz osiągnięcie 85% stopnia recyklingu folii PET
• Makromolekułom żywic odnawialnych, które zachowują 98% przyczepności po sześciu miesiącach starzenia

Te innowacje pomagają firmom zajmującym się konwersją spełniać cele recyklingu EPREL, nie pogarszając atrakcyjności produktu na półce – co jest szczególnie istotne, ponieważ 78% konsumentów bierze pod uwagę możliwość recyklingu przy podejmowaniu decyzji zakupowych (GreenPackage 2023).

Często zadawane pytania

Czym są atramenty flexo na bazie rozpuszczalników?

Farby flexograficzne na bazie rozpuszczalników to farby drukowe zawierające rozpuszczalniki, takie jak etanol lub aceton. Rozpuszczalniki te mają niskie temperatury wrzenia i szybko parują pod wpływem ciepła, umożliwiając szybkie schnięcie i drukowanie z dużą prędkością.

W jaki sposób farby utwardzane UV różnią się od tradycyjnych farb?

Farby utwardzane UV ulegają fotopolimeryzacji po naświetleniu światłem UV, dzięki czemu utwardzają się natychmiast. Zapewniają energooszczędne opcje druku i są uniwersalne w zastosowaniu na różnych podłożach.

Jaką rolę odgrywają obróbki powierzchni w druku flexo?

Obróbki powierzchni, takie jak koronowa czy plazmowa, modyfikują powierzchnie polimerów w celu poprawienia przylegania farb flexograficznych. Poprawia to adhezję i jakość druku, szczególnie na podłożach o niskiej energii powierzchniowej.

Dlaczego kontrola lepkości jest ważna w druku flexo?

Kontrola lepkości jest kluczowa w druku flexo, aby zapewnić spójne przenoszenie farby, zminimalizować rozrost kropli tonalnych oraz zachować dokładność koloru. Pomaga to w osiągnięciu optymalnej jakości druku przy wysokiej prędkości.

Jakie są korzyści środowiskowe wynikające z zastosowania farb flexo na bazie wody?

Farby flexo na bazie wody znacząco zmniejszają emisję lotnych związków organicznych, stanowiąc przyjazne dla środowiska opcje. Innowacje takie jak technologia nanoemulsji pozwalają na szybsze schnięcie, zachowując przy tym zrównoważony rozwój.