Ce cerneală intaglio pe bază de apă sunt potrivite pentru ambalaje plastice?

De ce eșuează cernelurile standard apozitive pentru calcografie pe plastic – Principii fundamentale privind aderența și udabilitatea

Incompatibilitate energetică la suprafață: PET, PP și BOPP vs. Cerințele cernelei apozitive

Nivelurile de energie de suprafață ale materialelor comune de ambalare din plastic, cum ar fi PET (tereftalat de polietilenă), PP (polipropilenă) și BOPP (polipropilenă biaxial orientată), se situează în mod tipic sub 35 mN/m, valoare care este considerabil mai mică decât limita de 40 mN/m necesară pentru ca cernealele acvatice de tip intaglio să umezească corespunzător suprafețele și să adere. Apa în sine are o tensiune superficială destul de ridicată, de aproximativ 72 mN/m, astfel că atunci când întâlnește aceste plastice cu energie scăzută, se observă ceea ce pare a fi o retragere instantanee la contact. Aceste suprafețe netede din plastic sunt fundamental diferite de hârtie sau carton, deoarece nu au pori minuscui sau asperități unde cerneala ar putea adera efectiv. Din acest motiv, cernealele obișnuite pe bază de apă pur și simplu alunecă de pe suprafață, în loc să se răspândească uniform pe material. Fără o adeziune corespunzătoare, imaginile imprimate nu vor rezista proceselor normale de manipulare și transport.

Moduri critice de defectare: formarea de picături, desprinderea și transferul incomplet al filmului

Diferența de energie la suprafață determină în mod direct trei tipuri principale de defecțiuni operaționale:

• Formarea picăturilor : Cerneala se aglomerează în picături distincte în loc să formeze straturi uniforme, rezultând o acoperire neuniformă.
• Dezagregare (dewetting) : Cerneala parțial aderentă se retrage în timpul uscării, expunând substratul gol și compromițând opacitatea și funcția de barieră.
• Transfer incomplet : Celulele gravurii eliberează cerneala în mod inconstant sub presiunea mașinii, ducând la efectul de fantomă și pierderea detaliilor fine.
  În ansamblu, aceste defecte cresc ratele de rebuturi cu până la 25% din cauza re-imprimărilor și opririlor neprogramate — o problemă deosebit de gravă în liniile de ambalare rapidă a alimentelor, unde filmele de cerneală discontinui afectează și integritatea cusăturilor și asigurarea duratei de valabilitate.

Inovații în rășini care permit utilizarea cernelurilor acvatice pentru imprimarea pe plastic prin metoda calcografică

Dispersii acrilice, poliuretanice și hibride: Echilibrarea adeziunii, flexibilității și rezistenței la frecare

Ink-urile acvatice de astăzi pentru materiale plastice se bazează pe sisteme de rășini special concepute, care asigură un echilibru dificil între puterea de aderență, flexibilitate și calitate durabilă. Dispersiile acrilice funcționează foarte bine pentru lipirea pe suprafețe dificile, cum ar fi filmele BOPP și PET, deoarece au grupuri superficiale speciale incorporate, iar formarea filmului este ideală pentru o bună aderență. Apoi există rășinile poliuretanice care oferă elasticitatea tipăririi și protecția împotriva substanțelor chimice, lucru foarte important atunci când ambalajele sunt îndoite, plicate în timpul producției sau supuse la manipulare intensivă în timpul transportului. Atunci când producătorii combină acrilicii cu poliuretanii în formule hibride, obțin cele mai bune caracteristici ale ambelor componente, pentru tipărituri rezistente la diverse tipuri de solicitări din lumea reală. Aceste sisteme moderne de cerneală pot transfera peste 90 la sută din cerneală pe materiale plastice tratate cu descărcare coronară (tensiune superficială de cel puțin 40 mN/m) și totuși respectă reglementările stricte FDA 21 CFR și Regulamentul UE 10/2011 privind siguranța contactului cu alimentele, chiar și atunci când sunt realizate cu conținut scăzut de COV și trebuie să reziste la deteriorarea prin frecare în timpul utilizării zilnice.

Pregătirea Suprafeței Gata de Proces și Integrarea la Presă

Optimizarea Tratamentului Corona: Obținerea unor Niveluri Stabile de Dyne >40 mN/m pentru o Transferare Constantă a Cernelii

Tratamentul prin descărcare corona rămâne metoda preferată atunci când se pregătesc PET, PP și BOPP pentru aplicații de imprimare gravură cu apă. Ceea ce se întâmplă aici este oxidarea suprafeței polimerului, care creează grupurile funcionale polare de care avem nevoie. Aceste modificări cresc nivelurile dyne peste pragul critic de 40 mN/m, care este practic nivelul minim necesar pentru udarea corectă a cernelei și transferul acesteia fără probleme. Majoritatea tratamentelor vor crește energia de suprafață undeva între 15 și 25 mN/m mai sus, dar există un inconvenient. Efectele nu durează la infinit. Lăsate singure sau stocate prea mult timp, aceste folii tind să scadă din nou sub valoarea de 38 mN/m, ceea ce duce la diverse probleme, cum ar fi formarea picăturilor de cerneală și aderență slabă. Din acest motiv, multe operațiuni efectuează acum teste dyne în timp real, alături de ajustări automate ale puterii. Această configurație menține nivelurile de tratament constante pe parcursul ciclurilor de producție și schimbărilor de tură. Companiile de ambalare raportează o scădere de aproximativ 70% a defectelor de imprimare atunci când implementează acest sistem, deși rezultatele pot varia în funcție de calitatea echipamentelor și de abilitățile operatorului.

Uscare, Curație și Controlul Tensiunii în Prensele Intaglio cu Viteză Mare

Este foarte important să se realizeze corect procesarea post-transfer atunci când se lucrează cu cerneală pe bază de apă pe aceste materiale plastice sensibile la căldură. Sistemele de uscare cu infraroșu cu mai multe zone, care funcționează între aproximativ 60 și 80 de grade Celsius, ajută la eliminarea rapidă, dar atentă, a umidității, astfel încât să nu apară deformări. În același timp, controlul precis al tensiunii menține totul stabil în timpul procesării, păstrând tensiunea benzii în limite de circa jumătate de Newton pe milimetru pătrat. Întregul sistem include role de sincronizare împreună cu ghidaje speciale cu frecare redusă, care reduc semnificativ problemele de întindere. Acest lucru ajută la menținerea unei precizii corespunzătoare a registrării, chiar și la viteze impresionante, de peste 200 de metri pe minut. În ceea ce privește timpii de uscare, de regulă se urmărește o durată de aproximativ o secundă, plus sau minus, ceea ce permite o reticulare completă a sistemelor de lianți acrilici și poliuretanici. Rezultatul este un strat superficial care poate rezista la peste 500 de teste de frecare dublă conform standardelor ASTM, păstrând în același timp materialul reciclabil și compatibil cu orice etapă ulterioară din procesul de producție.

Conformitate, siguranță și sustenabilitate pentru ambalaje plastice în contact cu alimentele

Testare migrație și aliniere reglementară (EU 10/2011, FDA 21 CFR) pentru cerneala intaglio apoasă

Crearea unor vopsele intaglio apoase potrivite pentru plasticul care intră în contact cu alimentele implică efectuarea unor teste riguroase de migrație conform Regulamentului UE (UE) nr. 10/2011, precum și standardelor FDA 21 CFR Partea 175-177. Aceste teste de extracție imită ceea ce se întâmplă în scenarii reale de utilizare, măsurând cât de multe substanțe ar putea migra în lichide simulatoare de alimente în funcție de diferite condiții de temperatură, durată și suprafață de contact. Materialele implicate sunt importante de asemenea, deoarece PET, PP și BOPP nu absorb ușor substanțele, fiind neporoase. Asta înseamnă că orice migrație are loc doar la nivelul stratului de suprafață, făcând ca alegerile privind formulare și aderența vopselei să fie factori esențiali. Autoritățile de reglementare au intensificat semnificativ cerințele în ultimul timp. De exemplu, FDA dorește acum ca nivelurile de detectare pentru metale grele și pentru substanțele neașteptate numite NIAS să fie sub 1 parte la miliard. Între timp, ghidurile europene accentuează urmărirea completă a fiecărui component utilizat, până la cele mai mici aditivi și catalizatori incluși. Conformitatea nu mai privește doar compoziția chimică. Producătorii trebuie să se asigure că aceste filme de vopsea rezistă corespunzător după trecerea prin procese de sterilizare, încălzire în cuptoare cu microunde sau stocare în medii reci. Acest lucru asigură siguranța consumatorilor la produsele ambalate cu aceste materiale și sprijină eforturile de reciclare prin integrarea în sistemele existente de gestionare a deșeurilor.

Secțiunea FAQ

Întrebarea 1: De ce eșuează cernealele acvatice standard pentru calcografie pe suprafețele din plastic?

Răspuns: Cernealele acvatice standard pentru calcografie eșuează pe plastic deoarece aceste materiale au o energie scăzută la suprafață, determinând cerneala să formeze picături sau să se retragă, ceea ce duce la o aderență slabă.

Întrebarea 2: Ce inovații ajută cernealele acvatice pentru calcografie să adere la plastic?

Răspuns: Inovațiile în rășini, cum ar fi dispersiile acrilice, poliuretanice și hibride, oferă o aderență, flexibilitate și rezistență îmbunătățite, făcând cerneala potrivită pentru suprafețele din plastic.

Întrebarea 3: Cum sporește tratarea cu coroană aderența cernelei?

Răspuns: Tratarea cu coroană oxidează suprafețele polimerice, crescând nivelul de dyne și energia la suprafață, ceea ce creează condiții mai bune pentru aderența cernelei.

Întrebarea 4: Cum se efectuează testele de migrație pentru reglementările privind cerneală?

Răspuns: Testele de migrație simulează scenariile de utilizare pentru a măsura migrația substanțelor din cerneală în simulantele alimentare, asigurând conformitatea cu standardele UE și FDA.