อะไรที่ทำให้หมึกฟเล็กโซเหมาะกับการพิมพ์ความเร็วสูง

คุณสมบัติการแห้งเร็วและผลกระทบต่อประสิทธิภาพในการพิมพ์ความเร็วสูง

วิธีที่ความเร็วในการแห้งเพิ่มประสิทธิภาพของการพิมพ์ฟเล็กโซความเร็วสูง

สูตรหมึกฟเล็กโซแห้งเร็วช่วยกำจัดคอขวดการผลิตที่เกิดจากความชื้นตกค้าง ทำให้โรงพิมพ์สามารถบรรลุผลสำเร็จ 18–24% ของการผลิตที่เพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับหมึกแบบ conventional โดยการลดช่วงเวลาที่หยุดชะงักระหว่างกระบวนการพิมพ์และการทำงานขั้นต่อไป เช่น การเคลือบหรือการตัดด้วยแม่พิมพ์ หมึกเหล่านี้ช่วยให้เครื่องพิมพ์สามารถรักษาความเร็วเกิน 600 เมตร/นาที โดยไม่ทำให้คุณภาพการพิมพ์ลดลง

กลไกการอบแห้ง: การเปรียบเทียบระหว่างการระเหย การดูดซับ และการอบแข็งด้วยแสง UV

ระบบฟเล็กโซรุ่นใหม่พึ่งพาสามวิธีการอบแห้งหลัก ซึ่งแต่ละแบบเหมาะกับวัสดุพื้นฐานและข้อกำหนดในการผลิตที่เฉพาะเจาะจง:

ในระบบอบแห้งด้วยความร้อน เวลาในการอบแห้งจะดีขึ้น 25% ต่อการเพิ่มอุณหภูมิ 6°C , ในขณะที่หมึกที่อบแห้งด้วยแสง UV จะเกิดโพลีเมอไรเซชันสมบูรณ์ภายในเวลาไม่ถึง 0.3 วินาที ความยืดหยุ่นนี้ช่วยให้ผู้ประกอบการสามารถเลือกวิธีการอบแห้งให้สอดคล้องกับข้อกำหนดงานต่าง ๆ พร้อมทั้งรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่ความเร็วสูงไว้ได้

ความสม่ำเสมอและการพิมพ์ที่มีคุณภาพดีขึ้นจากหมึกแห้งเร็ว

การตั้งตัวของหมึกอย่างรวดเร็วช่วยลดความแปรปรวนของจุดหมึก (dot gain) ให้เหลือไม่เกิน ±1.5% ทำให้การถ่ายโอนสีมีความสม่ำเสมอซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับบรรจุภัณฑ์ของแบรนด์ สารสูตรที่แห้งเร็วยังมี ความต้านทานมากขึ้น 40% ต่อการถ่ายโอนหมึกในระหว่างการเปลี่ยนม้วน ช่วยลดของเสียจากการเปื้อนหรือหมึกเลอะในงานพิมพ์ปริมาณมากได้อย่างมาก

หมึกฟลีโออัลตราไวโอเลต (UV-Cured Flexo Inks): การเซ็ตตัวอย่างรวดเร็วและความคงตัวทางความหนืด (Rheological Stability) ที่ความเร็วสูง

หมึกฟลีโอที่เซ็ตตัวด้วยแสง UV เทียบกับหมึกที่ละลายน้ำ: ประสิทธิภาพในการใช้งานที่ความเร็วสูง

หมึกฟลีโอที่เซ็ตตัวด้วยแสง UV ให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าหมึกที่ละลายน้ำในงานที่ต้องใช้ความเร็วสูง เนื่องจากหมึก UV เซ็ตตัวแทบจะทันทีภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต โดยไม่ต้องใช้กระบวนการระเหยซึ่งใช้เวลานานขึ้น 15–30% หมึก UV รองรับความเร็วเครื่องพิมพ์ที่มากกว่า 600 ฟุต/นาที ซึ่งเร็วกว่าระบบหมึกที่ละลายน้ำถึง 40% ในขณะเดียวกันยังคงคุณภาพการถ่ายโอนจุดหมึกที่คมชัด (Market Data Forecast 2024)

การลดความหนืดเมื่อแรงเฉือน (Shear thinning) และปรากฏการณ์ความหนืดที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา (thixotropy): หมึกฟลีโอ UV ตอบสนองต่อสภาพแรงเฉือนสูงอย่างไร

หมึกพิมพ์ฟเล็กโซแบบ UV ในปัจจุบันมีคุณสมบัติการลดความหนืดเมื่อถูกแรงเฉือน (shear-thinning) ที่ค่อนข้างน่าประทับใจ เมื่อถูกแรงเฉือนสูงประมาณ 10,000 วินาที⁻¹ ซึ่งเกิดขึ้นบริเวณลูกกลิ้งอานิลอกซ์ ความหนืดของหมึกจะลดลงระหว่าง 60 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ ตามการวิจัยล่าสุดจาก Zeller+Gmelin ในปี 2023 นั่นหมายความว่าอย่างไรในทางปฏิบัติ? หมึกจะไหลได้ดีขึ้นมากเมื่อลูกกลิ้งหมุนเร็วกว่า 1,200 รอบต่อนาที ซึ่งช่วยให้เครื่องทำงานได้อย่างราบรื่น โดยไม่เกิดฝอยหมึกมากเกะรก อีกประการหนึ่งที่น่าสนใจคือ เมื่อหมึกถูกถ่ายโอนไปยังวัสดุพิมพ์แล้ว หมึกจะกลับคืนตัวอย่างรวดเร็ว โดยประมาณ 85% ของความหนาเดิมจะฟื้นตัวภายในเวลาเพียง 50 มิลลิวินาที การฟื้นตัวอย่างรวดเร็วนี้มีผลสำคัญต่อการรักษาขอบคมชัดและเส้นที่สะอาด ไม่ว่าจะพิมพ์บนวัสดุที่ดูดซับหมึกได้ดี หรือวัสดุที่ไม่ดูดซับหมึก

การรักษาความเสถียรของความหนืดและการฟื้นตัวของหมึกพิมพ์ระหว่างการเดินเครื่องอย่างต่อเนื่อง

หมึกยูวีมีความเสถียรด้านความหนืดสูงมาก โดยมีการเปลี่ยนแปลงความหนืดไม่เกิน ±5% ตลอดระยะเวลาการผลิต 8 ชั่วโมง เมื่อเทียบกับระบบหมึกที่ใช้ตัวทำละลายซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงของความหนืดอยู่ที่ 15–20% ความเสถียรนี้ช่วยให้เกิด การลดของเสียจากหมึกลงถึง 22% สำหรับงานบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นที่มีปริมาณการผลิตสูง (ข้อมูลจาก Pira International 2023):

ข้อดีของการฟอกแข็งทันทีด้วยเทคโนโลยียูวีในงานที่ต้องการความเร็วสูง

กระบวนการฟอกแข็งด้วยแสงยูวีช่วยกำจัดตัวทำละลาย ทำให้สามารถดำเนินการหลังการพิมพ์ได้ทันที ความสามารถนี้ช่วยลดสินค้าคงเหลือระหว่างกระบวนการผลิตลงถึง 70% สำหรับแผงยาแบบบลิสเตอร์แพค พร้อมรับรองความเป็นไปตามมาตรฐาน FDA 21 CFR 174.5 สำหรับการเหลือของตัวทำละลายที่น้อยกว่า 0.1%

หมึกพิมพ์ฟลีโอที่ใช้น้ำเป็นฐาน: ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมและความท้าทายด้านประสิทธิภาพ

การเพิ่มขึ้นของการใช้หมึกน้ำถูกขับเคลื่อนด้วยข้อบังคับด้านสิ่งแวดล้อมและเป้าหมายความยั่งยืน

การเปลี่ยนไปใช้หมึกพิมพ์ฟเล็กโซที่ใช้น้ำเป็นฐานมีปัจจัยหลักมาจากข้อบังคับด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ข้อบังคับ REACH ของยุโรป และข้อกำหนดภายใต้พระราชบัญญัติอากาศสะอาดของอเมริกา ข้อบังคับเหล่านี้ทำให้ผู้ผลิตต้องลดการปล่อย VOC ลงได้ประมาณ 95% เมื่อเทียบกับหมึกที่ใช้ตัวทำละลายแบบดั้งเดิม ปัจจุบัน หมึกที่ใช้น้ำเป็นฐานมีสัดส่วนประมาณครึ่งหนึ่งของทุกการใช้งานหมึกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมทั้งหมดในตลาด และผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมคาดการณ์ว่าตัวเลขดังกล่าวจะยังคงเพิ่มขึ้นไปจนถึงปี 2025 สิ่งที่ทำให้หมึกประเภทนี้น่าสนใจคือ บริษัทสามารถใช้หมึกเหล่านี้ผลิตวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นสำหรับสินค้าหลากหลายประเภทตั้งแต่ถุงบรรจุขนมไปจนถึงขวดนมเด็ก โดยไม่ต้องแลกมาด้วยคุณภาพที่ลดลง แต่ในทางกลับกัน ความต้องการหมึกที่ใช้ตัวทำละลายลดลงเกือบ 18% ตั้งแต่ช่วงต้นปี 2020 โดยหลักๆ เป็นเพราะธุรกิจองค์กรต่างพบว่ามันมีค่าใช้จ่ายสูงขึ้นเรื่อยๆ ในการปฏิบัติตามมาตรฐานข้อบังคับ ขณะเดียวกันยังต้องเผชิญกับความกังวลที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับความปลอดภัยของพนักงานที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสสารเคมี

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ: หมึกฟเล็กโซที่ใช้น้ำเป็นฐาน เทียบกับหมึกฟเล็กโซที่ใช้ตัวทำละลาย

หมึกที่ใช้น้ำเป็นฐานมีข้อได้เปรียบอย่างชัดเจนในแง่ของความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยในที่ทำงาน แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน หมึกประเภทนี้แห้งช้ากว่า ซึ่งหมายความว่าเครื่องพิมพ์ต้องทำงานช้าลงประมาณ 20 ถึงแม้แต่ 30 เปอร์เซ็นต์ในช่วงเวลาที่ต้องการความเร่งด่วน ซึ่งความเร็วมีความสำคัญมาก อีกปัญหาหนึ่งคือหมึกเหล่านี้ไม่มีความเหนียวตามธรรมชาติ จึงยึดติดได้ไม่ดีบนพื้นผิวเรียบ เช่น พลาสติก เว้นแต่ว่าเราจะต้องเตรียมพื้นผิวเหล่านั้นเป็นพิเศษก่อน อย่างไรก็ตาม ในทางที่ดีมีการพัฒนาเกี่ยวกับการผลิตเรซินในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้ ได้ช่วยลดช่องว่างดังกล่าวได้อย่างมาก สูตรปัจจุบันสามารถทนต่อการถูได้ดีพอๆ กับหมึกที่ใช้ตัวทำละลายแบบดั้งเดิม และสีสันหลังการพิมพ์ก็สดใสไม่แพ้กัน

การแก้ไขข้อจำกัดเรื่องการแห้งช้าและการทำงานของเครื่องพิมพ์ในสภาพแวดล้อมความเร็วสูง

เครื่องพิมพ์ที่มีปัญหาเกี่ยวกับการแห้งเริ่มหันมาใช้อากาศนิ่ง (air knives) และเครื่องเป่าแบบอินฟราเรดกันมากขึ้นในช่วงหลัง มันช่วยเร่งการระเหยของน้ำ แต่ยังคงสภาพของฟิล์มที่ไวต่อความร้อนให้อยู่ในสภาพดี ตามรายงานวิจัยบางส่วนเมื่อปีที่แล้ว พบว่าเมื่อปรับอุณหภูมิของเครื่องเป่าให้สูงขึ้น 15 ถึง 20 องศาเซลเซียส สายการผลิตสามารถทำงานได้เร็วขึ้นประมาณร้อยละ 12 สำหรับงานพิมพ์ที่ใช้หมึกที่เป็นน้ำบนวัสดุพอลิเอทิลีน นอกจากนี้ เรายังเห็นระบบที่น่าสนใจเช่นกัน คือระบบที่ผสมผสานเทคโนโลยี UV เข้ากับสารละลายที่เป็นน้ำ มันรวมจุดเด่นจากทั้งสองด้านเข้าด้วยกัน ได้ทั้งความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมจากสารละลายที่เป็นน้ำ และการแห้งตัวที่รวดเร็วจากกระบวนการอบด้วยแสง UV

การยึดติดและการพิมพ์คุณภาพบนวัสดุหลากหลายประเภท

ประสิทธิภาพของหมึกพิมพ์ฟลีโอ (Flexo Ink) บนวัสดุพลาสติก กระดาษ และฟอยล์

หมึกพิมพ์ฟเลกโซกราเวียร์ในปัจจุบันทำงานได้ดีบนวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ใช้กันทั่วไปส่วนใหญ่ รวมถึงพลาสติก เช่น PET และ PP รวมถึงกระดาษลูกฟูก และแม้แต่วัสดุที่มีลักษณะเฉพาะ เช่น แผ่นอลูมิเนียมฟอยล์ การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ในปี 2023 ได้ตรวจสอบประสิทธิภาพของหมึกพิมพ์เหล่านี้และพบว่า เมื่อพลังงานพื้นผิวอยู่ที่ประมาณ 40 ไดน์ต่อตารางเซนติเมตรหรือสูงกว่า หมึกพิมพ์สามารถยึดติดกับพื้นผิวโพลีเอทิลีนได้อย่างมีประสิทธิภาพถึง 95% สำหรับพื้นผิวที่มีความเงาและไม่ดูดซับ เช่น ฟอยล์โลหะ หมึกฟเลกโซที่แห้งด้วยแสง UV นั้นดีกว่าเพราะสามารถแห้งได้เกือบในทันที ซึ่งช่วยป้องกันการเลอะของสี กระบวนการทำให้แห้งอย่างรวดเร็วนี้ช่วยให้สีสันมีความสม่ำเสมอที่ระดับคุณภาพประมาณ 98% เมื่อเทียบกับหมึกแบบดั้งเดิมที่ใช้ตัวทำละลายซึ่งให้คุณภาพเพียง 84% เท่านั้นในระหว่างการผลิตที่ดำเนินการเร็ว เป็นเหตุผลที่ผู้ผลิตจำนวนมากหันมาใช้เทคโนโลยีนี้ในปัจจุบัน

การบรรลุการยึดติดที่เชื่อถือได้บนบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นภายใต้สภาวะการทำงานที่มีความเร็วสูง

หมึกพิมพ์สำหรับเครื่องพิมพ์เฟล็กโซความเร็วสูง (300–600 เมตร/นาที) ต้องการการสร้างฟิล์มอย่างรวดเร็วและมีค่าความหนืดคงที่ สูตรผสมที่มีคุณสมบัติลดความหนืดตามแรงเฉือน (Shear-thinning) สามารถลดการเปลี่ยนแปลงของความหนืดลงได้ 62% เมื่อเทียบกับหมึกพิมพ์แบบดั้งเดิม (รายงานการยึดเกาะแบบเฟล็กโซ ปี 2022) ซึ่งช่วยให้การถ่ายทอดหมึกมีความสม่ำเสมอที่ความเร็วเกิน 500 เมตร/นาที เมื่อใช้ร่วมกับระบบควบคุมความหนืดแบบปิด (Closed-loop viscosity control) หมึกพิมพ์เหล่านี้สามารถรักษาระดับความเข้มสีให้มีความแปรปรวนประมาณ ~0.5% ตลอดระยะเวลาการผลิต 12 ชั่วโมง

บทบาทของพลังงานผิวหน้าสัมผัสของวัสดุต่อการยึดเกาะของหมึกพิมพ์และความทนทานในการพิมพ์

การศึกษาเรื่องแรงยึดติดในปี 2022 แสดงให้เห็นว่า การเพิ่มพลังงานพื้นผิวของซับสเตรต 15–20 ไดน์/ซม.² สามารถเพิ่มการยึดเกาะของหมึกพิมพ์ได้ 300% บนฟิล์มโพลีโอลีฟิน การจับคู่แรงตึงผิวของหมึกกับพลังงานซับสเตรต (ภายใน ±2 ไดน์/ซม.) สามารถลดข้อบกพร่องของการเคลือบได้ 73% ในบรรจุภัณฑ์อาหารแบบยืดหยุ่น

กรณีศึกษา: การรับรองความสม่ำเสมอของการพิมพ์บนบรรจุภัณฑ์ฟิล์มหลายชั้น

ผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นชั้นนำรายหนึ่งสามารถลดการลอกชั้นของหมึกบนฟิล์มกันกีดขวาง 9 ชั้น ได้โดยการนำหมึกฟเล็กโซที่ทนต่อสภาพพื้นผิวซึ่งใช้เทคโนโลยีการบ่มแบบคู่มาใช้ สูตรผสมนี้รวมการบ่มด้วยแสงอัลตราไวโอเลตเพื่อการสร้างฟิล์มทันที พร้อมทั้งกระบวนการอบแห้งแบบออกซิเดชันขั้นที่สอง ทำให้ได้การยึดติด 99.2% ภายใต้ช่วงอุณหภูมิที่รุนแรง (–40°C ถึง 121°C) พร้อมทั้งรักษาความเร็วในการผลิตที่ 450 เมตร/นาที

คำถามที่พบบ่อย

ประโยชน์หลักของหมึกฟเล็กโซแห้งเร็วคืออะไร

หมึกฟเล็กโซแห้งเร็วช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตโดยลดความล่าช้าที่เกี่ยวข้องกับความชื้น พัฒนาคุณภาพการพิมพ์ และอนุญาตให้ดำเนินการหลังการพิมพ์ได้อย่างรวดเร็ว

ทำไมจึงนิยมใช้หมึกพิมพ์ฟเลกโซที่แข็งตัวด้วยแสง UV มากกว่าหมึกพิมพ์ที่ละลายน้ำในสภาพแวดล้อมความเร็วสูง?

หมึกพิมพ์ฟเลกโซที่แข็งตัวด้วยแสง UV ได้รับความนิยมเนื่องจากสามารถแข็งตัวได้อย่างรวดเร็วด้วยแสงอัลตราไวโอเลต ช่วยให้พิมพ์ได้เร็วขึ้นและให้คุณภาพงานพิมพ์ที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับหมึกพิมพ์ที่ละลายน้ำ

หมึกพิมพ์ฟเลกโซที่ละลายน้ำมีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไร?

หมึกพิมพ์ฟเลกโซที่ละลายน้ำช่วยลดการปล่อย VOC ได้อย่างมีนัยสำคัญ ทำให้มีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นและสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านความยั่งยืน

หมึกพิมพ์ที่ละลายน้ำมีความท้าทายอย่างไรในการพิมพ์ความเร็วสูง?

หมึกพิมพ์ที่ละลายน้ำมีปัญหาในการแห้งและยึดติดในกระบวนการพิมพ์ความเร็วสูง ซึ่งสามารถแก้ไขได้ด้วยเทคโนโลยีการอบแห้งขั้นสูงและระบบไฮบริด