Какие водные глубокой печати подойдут для пластиковой упаковки?

Почему стандартные водные краски глубокой печати не подходят для пластика — основы адгезии и смачиваемости

Несоответствие поверхностной энергии: PET, PP и BOPP против требований к водным краскам

Уровни поверхностной энергии распространённых пластиковых упаковочных материалов, таких как ПЭТ (полиэтилентерефталат), ПП (полипропилен) и БОПП (бияксально ориентированный полипропилен), как правило, находятся ниже 35 мН/м, что значительно ниже необходимой отметки в 40 мН/м, требуемой для того, чтобы аквагравюрные краски могли полноценно смачивать поверхность и прилипать. Сама вода обладает достаточно высоким поверхностным натяжением — около 72 мН/м, поэтому при контакте с такими низкоэнергетическими пластиками наблюдается практически мгновенное отторжение. Эти гладкие пластиковые поверхности принципиально отличаются от бумаги или картона, поскольку не имеют микроскопических пор или шероховатостей, за которые чернила могли бы зацепиться. Именно поэтому обычные водные краски просто скатываются, а не равномерно растекаются по материалу. Без надлежащей адгезии напечатанные изображения не смогут сохраняться при нормальных условиях обращения и транспортировки.

Критические виды отказов: образование капель, отслоение и неполная передача плёнки

Разница в поверхностной энергии напрямую вызывает три ключевые эксплуатационные неисправности:

• Образование капель : чернила собираются в отдельные капли вместо формирования равномерных слоев, что приводит к неравномерному покрытию.
• Отслаивание : частично прилипшие чернила оттягиваются во время сушки, обнажая подложку и ухудшая непрозрачность и барьерные свойства.
• Неполная передача : ячейки гравировки неравномерно выделяют чернила под давлением печати, что приводит к эффекту призрака и потере мелких деталей.
  В совокупности эти дефекты увеличивают процент брака до 25 % из-за необходимости повторной печати и незапланированных простоев — особенно критично на высокоскоростных линиях упаковки пищевых продуктов, где разрывы чернильной пленки также снижают надежность герметизации и срок хранения продукции.

Инновации в смолах, позволяющие использовать водные глубокопечатные чернила для пластика

Акриловые, полиуретановые и гибридные дисперсии: баланс адгезии, эластичности и стойкости к истиранию

Современные водные глубокопечатные краски для пластиковых материалов основаны на специально разработанных системах смол, которые обеспечивают сложный баланс между способностью к сцеплению, гибкостью и долговечностью. Акриловые дисперсии отлично подходят для соединения со сложными поверхностями, такими как пленки BOPP и PET, поскольку содержат специальные функциональные группы на поверхности и образуют пленки, оптимальные для хорошей адгезии. Полиуретановые смолы придают отпечаткам эластичность и устойчивость к химическим веществам — это особенно важно, когда упаковка подвергается сгибанию, заломам в процессе производства или интенсивным механическим нагрузкам при транспортировке. При комбинировании акриловых и полиуретановых компонентов в гибридных формулах производители получают преимущества обоих типов смол, обеспечивая стойкость печати ко всевозможным реальным воздействиям. Современные системы красок способны переносить более 90 процентов чернил на пластик, обработанный коронным разрядом (с поверхностным натяжением не менее 40 мН/м), и при этом соответствуют строгим требованиям FDA 21 CFR и Европейского регламента 10/2011 по безопасности контакта с пищевыми продуктами, даже если они изготовлены с низким содержанием ЛОС и должны выдерживать повреждения от трения в повседневной эксплуатации.

Подготовка поверхности, готовой к процессу, и интеграция пресса

Оптимизация коронного лечения: достижение стабильных значений дин >40 мН/м для равномерного переноса чернил

Обработка коронным разрядом остается основным методом подготовки ПЭТ, ПП и БОПП к применению водных красок при глубокой печати. Суть процесса заключается в окислении поверхности полимера, в результате которого образуются необходимые полярные функциональные группы. Эти изменения повышают уровень дин до значения выше критической отметки 40 мН/м, что является минимальным порогом для правильного смачивания и переноса краски без возникновения проблем. Большинство обработок увеличивают поверхностную энергию примерно на 15–25 мН/м, однако есть один нюанс: эффект не сохраняется вечно. Если пленки хранить слишком долго, их энергия снижается ниже отметки 38 мН/м, что приводит к различным проблемам, таким как образование капель краски и слабая адгезия. Именно поэтому во многих производствах теперь используются системы онлайн-измерения дин в сочетании с автоматической регулировкой мощности. Такая настройка позволяет поддерживать стабильный уровень обработки в течение всего производственного цикла и при смене операторов. Упаковочные компании сообщают о снижении количества дефектов печати примерно на 70 % после внедрения такой системы, хотя результаты могут варьироваться в зависимости от качества оборудования и квалификации операторов.

Сушка, отверждение и контроль натяжения в высокоскоростных глубокопечатных прессах

Правильная обработка после трансферной печати имеет большое значение при работе с водными чернилами на чувствительных к нагреву пластиковых материалах. Многоступенчатые инфракрасные сушильные системы, работающие при температуре около 60–80 градусов Цельсия, помогают быстро и аккуратно удалить влагу, не вызывая деформации. В то же время точное регулирование натяжения поддерживает стабильность всего процесса, сохраняя натяжение полотна в пределах примерно половины ньютона на квадратный миллиметр. Вся установка включает синхронизированные прижимные ролики и специальные направляющие с низким коэффициентом трения, которые значительно снижают растяжение материала. Это позволяет поддерживать высокую точность приводки даже при впечатляющих скоростях свыше 200 метров в минуту. Что касается времени сушки, обычно ориентируются на одну секунду плюс-минус небольшое отклонение, что обеспечивает полное поперечное сшивание как акриловых, так и полиуретановых связующих систем. В результате получаются поверхности, выдерживающие более 500 циклов испытания на истирание по стандарту ASTM, при этом материалы остаются перерабатываемыми и совместимыми с последующими этапами производства.

Соответствие, безопасность и устойчивость для пластиковой упаковки, контактирующей с пищевыми продуктами

Испытания на миграцию и соответствие нормативным требованиям (EU 10/2011, FDA 21 CFR) для водных глубокопечатных красок

Создание водных глубокопечатных чернил, пригодных для контакта с пищевыми пластиками, требует тщательного тестирования миграции в соответствии с нормативными требованиями ЕС (ЕС) № 10/2011, а также стандартами FDA 21 CFR части 175-177. Эти экстракционные испытания имитируют реальные условия эксплуатации, измеряя количество различных веществ, которые могут мигрировать в имитаторы пищевых продуктов при различных температурных режимах, продолжительности и площади контакта. Также важны используемые материалы, поскольку PET, PP и BOPP практически не поглощают вещества из-за своей непористости. Это означает, что любая миграция происходит только на поверхностном слое, вследствие чего состав чернил и степень их адгезии становятся критически важными факторами. В последнее время регулирующие органы значительно ужесточили свои требования. Например, FDA теперь требует, чтобы уровни обнаружения тяжёлых металлов и неожиданных веществ, известных как NIAS, были ниже 1 части на миллиард. В то же время европейские руководящие принципы подчёркивают необходимость полного отслеживания каждого используемого компонента, вплоть до добавок и катализаторов. Соответствие нормам сегодня — это уже не только вопрос химического состава. Производители должны гарантировать, что эти чернильные плёнки сохраняют свои свойства после стерилизации, нагревания в микроволновой печи или длительного хранения в холодильных условиях. Это обеспечивает безопасность потребителей продукции, упакованной в такие материалы, а также способствует переработке, совместимой с существующими системами управления отходами.

Раздел часто задаваемых вопросов

Вопрос 1: Почему стандартные водные глубокой печати чернила не прилипают к пластиковым поверхностям?

Ответ: Стандартные водные чернила для глубокой печати не прилипают к пластику, потому что эти материалы имеют низкую поверхностную энергию, из-за чего чернила собираются в капли или отступают, что приводит к плохой адгезии.

Вопрос 2: Какие инновации способствуют сцеплению водных чернил глубокой печати с пластиком?

Ответ: Инновации в смолах, такие как акриловые, полиуретановые и гибридные дисперсии, обеспечивают улучшенную адгезию, эластичность и устойчивость, делая чернила пригодными для пластиковых поверхностей.

Вопрос 3: Как коронный разряд улучшает сцепление чернил?

Ответ: Коронная обработка окисляет полимерные поверхности, повышая уровень дин и поверхностную энергию, что создаёт лучшие условия для сцепления чернил.

Вопрос 4: Как проводятся тесты на миграцию для соблюдения нормативов по чернилам?

Ответ: Тесты на миграцию моделируют условия использования для измерения перехода веществ из чернил в имитаторы пищевых продуктов, обеспечивая соответствие стандартам ЕС и FDA.