Почему флексографские чернила подходят для высокоскоростной печати на пластиковой упаковке?

Свойства быстрого высыхания и их влияние на высокоскоростную флексографскую печать

Как растворимые флексографские краски быстро высыхают в соответствии с высокой скоростью печати

Для тех, кто работает с высокоскоростной печатью на пластиковом упаковочном материале, чаще всего выбирают растворительные флексографские краски, поскольку они очень быстро высыхают. Эти краски содержат растворители с низкой температурой кипения, такие как этанол или ацетон. Они практически исчезают при нагревании до 40–60 градусов Цельсия, оставляя напечатанные изображения на полиэтиленовых пленках всего за полсекунды. Быстрое высыхание позволяет запускать печатные машины на огромной скорости — свыше 1000 футов в минуту — без риска размазывания отпечатков. Это особенно важно в гибкой упаковке, где производственные линии должны работать без остановок от начала до конца.

Флексографские краски, отверждаемые УФ- и светодиодным излучением: мгновенное отверждение для непрерывной печати

УФ-отверждаемые чернилы избавляют от надоедливого времени высыхания, поскольку работают за счет процесса, называемого фотополимеризацией. Эти чернилы фактически отвердевают менее чем за 0,1 секунды, как только на них попадает УФ-свет длиной волны от 300 до 400 нанометров. Более новые версии на светодиодах намного лучше с точки зрения энергоэффективности, снижая потребление энергии примерно на 85 процентов по сравнению со старыми ртутными лампами, которые все использовали раньше. Недавние достижения в области светодиодных массивов позволили контролировать определенные длины волн во время отверждения. Это помогает сохранить целостность материалов, особенно важной для этих современных многослойных барьерных пленок. Плюс производители могут запускать свои линии на впечатляющих скоростях, достигающих 1500 футов в минуту, не повреждая ничего.

Механизмы сушки на непористых пленках из пластика: испарение, поглощение и отверждение при помощи излучения

Современные флексографские машины используют гибридный подход для сушки чернил на непористых основах:

1. Испарение : Принудительный горячий воздух (80–120°C) удаляет поверхностные растворители
2. Впитываемость : Пленки с коронным покрытием обеспечивают частичное впитывание краски благодаря специальным смолам
3. Излучение : Системы УФ/ЭЛ мгновенно сшивают полимеры без выделения тепла

Эта комбинация предотвращает оттиск краски и обеспечивает совместимость с различными материалами, такими как БОПП и ПЭТ.

Оптимизация выбора растворителей для эффективного высыхания и высокой производительности веб-печати

Операторы печатных машин выбирают растворители на основе скорости высыхания, уровня выбросов и тепловой чувствительности:

Азеотропные смеси растворителей обеспечивают сушку на 40% быстрее с на 30% меньшими выбросами по сравнению с системами с одним растворителем, улучшая как эксплуатационные характеристики, так и соответствие экологическим стандартам.

Водные и растворительные флексографские краски: компромиссы между скоростью сушки и устойчивостью

Водорастворимые чернила снижают выбросы летучих органических соединений примерно на 85 процентов, что очень хорошо для окружающей среды. Однако, эти чернилы дольше сохнут, потому что вода обладает очень высокой теплотой испарения. Время высыхания обычно составляет от 1,2 до 2 секунд. Но появилось нечто новое под названием наноэмульсионная технология, которая меняет ситуацию. Некоторые пилотные испытания показали, что водорастворимые чернила теперь могут высыхать всего за 0,8 секунды на поверхностях из низкоплотного полиэтилена (LDPE), если нагреть их до 90 градусов Цельсия. Впечатляет, правда? Однако есть и недостаток. Эти новые методы требуют на 15–20 процентов больше энергии, чем традиционные альтернативные растворители. Тем не менее, многие производители готовы платить дополнительно за экологические преимущества.

Высокая адгезия к пластиковым подложкам с низкой поверхностной энергией

Преодоление проблем поверхностной энергии в полиолефиновых и ПЭТ-пленках

Полиолефины, такие как ПЭ и ПП, имеют поверхностную энергию ниже 34 дин/см², что ограничивает смачиваемость краской. Современные флексографские краски преодолевают это благодаря использованию полярных смол и поверхностно-активных добавок, которые снижают межфазное натяжение. Для ПЭТФ сложные эфирные растворители слегка травят поверхность, обеспечивая равномерное нанесение при скоростях свыше 600 футов в минуту.

Стратегии подбора смол для повышения адгезии флексографских красок

Акриловые и нитроцеллюлозные смолы остаются доминирующими благодаря оптимальному сочетанию адгезии и технологичности. Гибридные системы, объединяющие полиуретановые дисперсии с хлорированными полиолефинами, показали улучшение прочности отслаивания на 42% на нетreated полипропилене. Основные факторы формулы включают:

• Температура стеклования (Tg), согласованная с гибкостью субстрата
• Контролируемая молекулярная масса для проникновения между слоями
• Реакционноспособные участки, позволяющие ковалентное связывание с обработанными поверхностями

Поверхностные обработки и праймеры для печати на пластиковой упаковке

При применении обработки пламенем приблизительно от 10 до 12 киловатт на квадратный метр, это повышает уровень поверхностной энергии больших полиэтиленовых пленок свыше 45 дин/см². Для лучшего сцепления химические праймеры тоже творят чудеса. Они часто содержат такие вещества, как хлорированные полимеры или силаны, которые особенно хорошо прилипают к переработанным ПЭТ-материалам, содержащим эти скользкие добавки. В последнее время также появились интересные разработки в области биологических активаторов, изготовленных из модифицированного лигнина. Они действительно конкурируют с традиционными нефтехимическими вариантами по показателям прочности соединения, что делает их довольно хорошим устойчивым выбором для компаний, занимающихся гибкой упаковкой.

Коронный и плазменный методы обработки: подготовка основы для оптимального соединения флексографских чернил

Плазма атмосферного давления создает активные молекулы, такие как озон и оксиды азота, которые изменяют поверхность полимеров, обеспечивая их непосредственное связывание с чернилами и полностью исключая необходимость использования растворителей. При нанесении энергии в диапазоне от половины до трех четвертей килоджоуля на квадратный метр, полиэтилен низкой плотности увеличивает поверхностную энергию с 31 дин/см до 58 дин/см. Это позволяет чернилам фиксироваться в три раза лучше, согласно стандартным методам испытаний ASTM D5264 на устойчивость к истиранию. Впечатляющий результат. Еще более удивительно, что такая технология отлично работает на производственных линиях, функционирующих со скоростью до 1200 футов в минуту при процессе намотки. Не требуется снижать скорость для получения качественного результата.

Контроль вязкости и реологии для стабильной передачи чернил

Оптимальные диапазоны вязкости для растворимых и УФ-флексографских чернил

Лучшие результаты обеспечивают флексографские чернила на основе растворителя при 30–70 пуаз, тогда как ультрафиолетовые составы работают в диапазоне 50–150 пуаз для обеспечения баланса между растеканием и отверждением. Поддержание строгого контроля вязкости (±5 пуаз) минимизирует увеличение точки в полутоновых изображениях и обеспечивает стабильность цвета. Современные реометры измеряют напряжение сдвига при скоростях, релевантных для производства (100–500 с⁻¹), что позволяет согласовать лабораторные результаты с реальными условиями печати.

Поведение при сдвиге и его роль в высокоскоростной анилоксовой подаче чернил

Современные флексографские краски обладают интересным свойством, называемым тиксотропией, при котором их вязкость снижается на 30–60 процентов под действием сильных сил сдвига (около 3000–5000 в секунду в минус первой степени), возникающих при прохождении через ролики с ячейками. Примечательно, что такие краски очень быстро восстанавливаются после сдвига, что помогает предотвратить их растекание. Результатом является гораздо более точный дозированный отбор краски в ячейки с разрешением до 1200 LPI. При этом формируются очень тонкие красочные пленки толщиной менее 4 микрон, что критически важно для качества печати. Даже на высоких скоростях, превышающих 600 футов в минуту, такие краски устойчивы к образованию мелких брызг, которые могут быть проблемой для других систем. По оценкам экспертов, компании, применяющие краски, оптимизированные по сдвигу, отмечают снижение отходов примерно на 18 процентов благодаря стабильно высокой эффективности передачи краски в различных печатных условиях.

Низкие требования к толщине красочной пленки в современных узкокрасочных флексографских машинах

Производители узких рулонов нацелены на толщину пленки чернил 1,2–2,8 мкм, чтобы достичь непрозрачности более 95% на OPP без блокировки. Чернила с контролируемой вязкоупругостью (tan δ = 0,3–0,7) эффективно работают с анилоксовыми валами 2–3 BCM, снижая расход чернил на 22–35% по сравнению с традиционными составами.

Автоматизированные системы контроля вязкости для стабильного высокоскоростного производства

Вискозиметры с точностью ±0,5 пуаза динамически регулируют соотношение растворителей в процессе печати, поддерживая реологию в пределах ±3% от заданного значения. Интегрированные системы сигнализируют о отклонениях, если восстановление тиксотропии занимает более 45 секунд — это важный ранний сигнал возможных дефектов печати при скорости производства свыше 400 метров в минуту.

Долговечность и соответствие нормативам в приложениях гибкой упаковки

Современные флексографские чернила должны выдерживать механические нагрузки и соответствовать строгим стандартам безопасности, обеспечивая при этом яркую печать. Производителям приходится решать двойную задачу: обеспечить долговечность продукции при транспортировке и соблюдать глобальные нормативные требования.

Стойкость к истиранию, влаге и транспортным нагрузкам в печатных пленках

Высокопроизводственные флексографские краски используют гибкие смолы для сохранения адгезии во время многократного изгиба, обеспечивая более 90% устойчивости к истиранию по ASTM D5264. Фотоотверждаемые краски формируют сшитые структуры, обеспечивающие барьер для влаги ниже 0,5 г/м²/сутки WVTR — критически важно для защиты скоропортящихся товаров.

Маломиграционные УФ-флексографские краски для пищевой и фармацевтической упаковки

Современные системы фотоинициаторов снижают остаточные мономеры до уровня ниже 0,01 ppm, соответствуют пределам миграции FDA 2023 для косвенного контакта с пищевыми продуктами. Технологии двойного отверждения позволяют создавать составы с 100% содержанием сухого остатка, исключая остатки растворителей при сохранении сверхтонких печатных слоев менее 2 мкм.

Соблюдение глобальных нормативных стандартов с сохранением качества печати

Обновления EU MDR теперь требуют полных деклараций материалов, охватывающих более 1600 веществ, обеспечивая прозрачность в цепочках поставок чернил. Системы подбора цветов интегрируют нормативные базы данных, чтобы гарантировать точность Pantone и избегать ограниченных пигментов, таких как CI Pigment Violet 23.

Сочетание долговечности с требованиями устойчивости и перерабатываемости

Чернила следующего поколения обеспечивают высокие эксплуатационные характеристики и устойчивость за счет:

• Акриловые дисперсии на водной основе с содержанием ЛОС менее 5%
• Химические составы, совместимые с удалением чернил, обеспечивающие переработку пленки ПЭТ на 85%
• Матрицы из возобновляемых смол, сохраняющие 98% адгезии после шести месяцев старения

Эти инновации помогают производителям этикетки соответствовать целям переработки EPREL, не жертвуя привлекательностью продукции на полке — особенно важно, поскольку 78% потребителей учитывают возможность переработки при покупке (GreenPackage 2023).

Часто задаваемые вопросы

Что такое растворные флексографские чернила?

Флексографские чернила на основе растворителей — это печатные чернила, содержащие растворители, такие как этанол или ацетон. Эти растворители имеют низкую температуру кипения и быстро испаряются при нагревании, что позволяет быстро сушить отпечатки и печатать с высокой скоростью.

Чем УФ-отверждаемые чернила отличаются от традиционных чернил?

УФ-отверждаемые чернила подвергаются фотополимеризации при воздействии ультрафиолетового света, что позволяет им мгновенно отверждаться. Они обеспечивают энергоэффективные варианты печати и универсальны для использования на различных материалах.

Какую роль играют поверхностные обработки в флексографской печати?

Поверхностные обработки, такие как коронирование и плазменная обработка, изменяют полимерные поверхности для улучшения сцепления флексографских чернил. Это повышает адгезию и качество печати, особенно на материалах с низкой поверхностной энергией.

Почему контроль вязкости важен в флексографской печати?

Контроль вязкости играет ключевую роль в флексографской печати для обеспечения стабильной передачи чернил, минимизации увеличения точки растра и сохранения точности цветопередачи. Он способствует достижению оптимального качества печати на высоких скоростях.

Каковы экологические преимущества флексографских красок на водной основе?

Флексографские краски на водной основе значительно сокращают выбросы летучих органических соединений, что делает их экологически чистым вариантом. Инновации, такие как наноэмульсионная технология, обеспечивают более быстрое высыхание, сохраняя устойчивость.