EN
De ce eșuează cernealele flexo standard pe filmele PE și OPP
Energie scăzută a suprafeței și nepolaritate: Bariera principală de aderență
Filmele din polietilenă (PE) și polipropilenă orientată (OPP) au în mod natural o energie de suprafață foarte scăzută, de obicei sub 35 dyn/cm, iar în plus sunt compuse din molecule nepolare. Majoritatea cernelurilor flexografice funcționează prin crearea de legături prin interacțiuni polare, ceea ce înseamnă că nu aderă bine la acest tip de materiale pe bază de hidrocarburi. Atunci când nu se aplică nicio tratare a suprafeței, rezultă doar atașări fizice slabe, nu legături chimice puternice între cerneală și film. Acest lucru duce la probleme în care desenele imprimate se șterg în timpul procesării sau se desprind atunci când sunt supuse la stres mecanic normal. Aceste materiale tind să respingă cernelurile flexografice pe bază de apă din cauza caracteristicilor lor hidrofobe. Între timp, variantele pe bază de solvenți pot de fapt să se contracte în timpul uscării, provocând tensiune la interfața dintre stratul de cerneală și substrat. Pentru o adeziune corespunzătoare, suprafețele trebuie să atingă cel puțin 38 dyn/cm conform standardelor industriale. Din păcate, majoritatea filmelor PE netratate ajung doar la aproximativ 31 dyn/cm, conform raportului recent publicat în Packaging Innovation Journal (2023), ceea ce explică de ce tratamentele speciale rămân necesare pentru o calitate bună a imprimării.
Deficiență de udare și delaminare interfacială în tipografiile flexo
Cernelurile flexo întâmpină adesea dificultăți atunci când sunt aplicate pe filme cu energie scăzută, deoarece tensiunea lor superficială tinde să fie mai mare decât ceea ce substratul poate suporta la punctul său critic. Ce se întâmplă în continuare este destul de evident pentru oricine a lucrat vreodată cu acest tip de materiale: cerneala nu se întinde corespunzător pe suprafață. În schimb, apare ceea ce toată lumea numește efectul coajă de portocală, caz în care cerneala se retrage în picături mici, în loc să formeze un strat uniform și neted dorit. La acele viteze mari de imprimare frecvente în mediile de producție, apar de fapt spații minuscule între cerneală și materialul în sine. Aceste goluri permit pătrunderea umidității din aer sau creează puncte de tensiune care în cele din urmă duc la crăpare în timp. Conform unei cercetări recente din industrie publicate de Asociația Tehnică Flexografică încă din 2022, aproximativ 60 la sută din toate problemele de calitate observate pe substraturile PE și OPP se datorează tocmai acestor probleme de udare. Majoritatea rețetelor standard de cerneală pur și simplu nu conțin suficienți agenți de udare sau lianți speciali cu temperatură scăzută de tranziție sticloasă necesari pentru a adera cu adevărat la aceste suprafețe nepolare și alunecoase. Iar asta înseamnă că produsele vor începe să se desprindă prea devreme odată ce ajung pe mașinile de ambalat de pe linia de fabricație.
Pregătirea suprafeței: Tratament prealabil critic pentru o aderență fiabilă a cernelei flexo
Tratament corona: Nivelul țintă Dyne (38–42 dynes/cm) și limite practice ale duratei de stocare
Metoda descărcării corona este încă în mare parte necesară dacă dorim ca cernealele flexo să adere corespunzător la acele filme PE și OPP cu energie scăzută. Ce se întâmplă aici este că procesul oxidează practic suprafața filmului prin ionizare electrică, crescând astfel nivelul de dyne la aproximativ 38–42 dynes/cm. Acesta este de fapt punctul optim necesar pentru o bună udare a suprafeței cu cerneală. Dar există un inconvenient: suprafețele tratate tind să se degradeze în timp din cauza mișcării lanțurilor polimerice și a migrării aditivilor dinspre suprafață. Majoritatea acestor filme își mențin calitățile optime de aderență timp de circa 1 până la 8 săptămâni după tratament. Și ghiciți ce? Temperaturile mai ridicate de depozitare și umiditatea crescută accelerează semnificativ acest proces de degradare. Pentru managerii de producție, acest lucru înseamnă că urmărirea momentului efectuării tratamentului față de momentul programat pentru imprimare devine absolut esențială. Altfel, riscul de a întâmpina probleme costisitoare de aderență în plină funcționare la viteze mari este foarte real.
Tratamente cu plasmă și flacără ca alternative de înaltă performanță pentru aplicații flexo exigente
Dacă tratarea cu coroană nu dă rezultate, tratamentele cu plasmă și flacără intervin ca opțiuni mai bune pentru sarcinile dificile de imprimare flexografică. Plasma funcționează prin bombardarea materialelor cu gaz ionizat, creând schimbări de suprafață mult mai profunde și uniforme, care mențin nivelurile dyne considerabil peste 50 dynes per centimetru, chiar și atunci când se lucrează cu forme și contururi complicate. Tratarea cu flacără adoptă o abordare complet diferită, utilizând un foc controlat pentru a arde practic straturi ale suportului, fiind astfel deosebit de potrivită pentru lucrul cu foi groase din plastic și piese tridimensionale complexe. Ceea ce deosebește cu adevărat aceste două metode de tratarea obișnuită cu coroană este durata lor înainte de a fi necesară reaplicarea, precum și faptul că rezistă mult mai bine la variații de umiditate și expunerea la substanțe chimice în timp. Companiile de ambalare se bazează în mare măsură pe acestea pentru produsele care trebuie să rămână corect sigilate în magazinele alimentare și depozite, în timp ce producătorii apelează la aceste tratamente ori de câte ori etichetele lor trebuie să reziste la diverse condiții dificile de manipulare în timpul transportului și depozitării.
Formulări de cerneală Flexo concepute pentru adeziunea PE/OPP
Sisteme de rășini: Polipropilenă clorurată (CPP), acrilice modificate și hibrizi PU-Acrilici
Au fost dezvoltate rezine speciale pentru a adera la acele suprafețe dificile cu energie scăzută, unde adezivii obișnuiți pur și simplu nu funcționează. Luați, de exemplu, polipropilena clorurată (CPP). Atunci când este aplicată, adaugă o polaritate bazată pe clor care creează, de fapt, legături chimice la nivel molecular între CPP și materiale precum PE sau OPP. Este destul de impresionant. Formulele acrilice modificate oferă ceva complet diferit — pot rezista temperaturi de peste 130 de grade Celsius, ceea ce le face absolut necesare în crearea ambalajelor care trebuie să supraviețuiască proceselor de sterilizare. Și nici nu trebuie să uităm de hibrizii PU-acrilici. Aceste combinații inteligente reunesc atât flexibilitatea, cât și rezistența la produse chimice, datorită legăturilor încrucișate ale uretanului. Producătorii de alimente apreciază acestea pentru ambalarea produselor congelate, deoarece rezistă în timpul ciclurilor repetate de înghețare și dezghețare fără să se desprindă sau să-și piardă integritatea.
Promotori de aderență și lianți cu Tg scăzut: Permit flexibilitatea fără compromisuri
Formulele moderne de cerneală includ acum promotori de aderență pe bază de silan care se fixează efectiv pe suprafețele filmului la nivel molecular, formând legături chimice puternice între straturile de cerneală și acele materiale nepolare dificile. Acești lianți speciali cu temperatură scăzută de tranziție sticloasă (Tg) rămân flexibili chiar și atunci când temperatura scade sub punctul de îngheț, până la minus 40 de grade Celsius, ceea ce previne apariția crăpăturilor în timpul transportului produselor. Atunci când aceste componente funcționează corect împreună, reduc problemele de ridicare a cernelii cu aproape 90% față de cernelurile flexografice obișnuite. În plus, imaginile imprimate rămân clare și bine conturate după sute de teste de îndoire, conform unui studiu publicat de Asociația Tehnică Flexografică încă din 2022. Un astfel de performanță face o diferență reală în aplicațiile de ambalare unde durabilitatea este esențială.
Întrebări frecvente
Ce face ca filmele PE și OPP să fie dificile pentru cernelurile flexo standard?
Filmele PE și OPP au o energie de suprafață scăzută și molecule nepolare, ceea ce creează dificultăți în aderența tintelor flexo standard care se bazează pe interacțiuni polare.
Care este rolul tensiunii superficiale în problemele de imprimare flexo?
Problemele de imprimare flexo, cum ar fi efectul de coajă de portocală, apar atunci când tensiunea superficială a tintelor flexo depășește capacitatea suportului, împiedicând răspândirea corectă a culorii și ducând la delaminare.
Cum îmbunătățesc tratamentele de suprafață aderența tintei flexo?
Tratamentele de suprafață precum corona, plasma și flacăra cresc nivelurile dyne, îmbunătățind aderența și reducând problemele precum absorbția umidității și punctele de tensiune.
Ce progrese există în formulările tintelor flexo?
Formulările tintelor flexo includ acum rezine specializate, promotori de aderență și lianți cu Tg scăzut pentru a îmbunătăți aderența și flexibilitatea, mai ales pe suporturi cu energie scăzută solicitante.