วัสดุประเภทใดที่หมึกพิมพ์อัลตราไวโอเลต (UV) เข้ากันได้ดีที่สุดในการพิมพ์อุตสาหกรรม

หลักพื้นฐานของหมึกพิมพ์อัลตราไวโอเลตและความเข้ากันได้กับวัสดุพื้นฐาน

วิธีที่เคมีของหมึกอัลตราไวโอเลตชนิดแข็งตัวด้วยแสงส่งผลต่อการยึดติดและความทนทาน

หมึกพิมพ์ยูวียึดติดได้ดีกับวัสดุที่หลากหลาย เนื่องจากมีสารเคมีพิเศษที่เรียกว่า โอลิโกเมอร์ (oligomers) ซึ่งสร้างพันธะที่แข็งแรงเมื่อหมึกเซตตัว หมึกเหล่านี้โดยทั่วไปจะผสมโมโนเมอร์อะคริเลตที่มีความยืดหยุ่นเข้ากับสารที่เรียกว่า โฟโตอินิเชียเตอร์ (photoinitiators) ซึ่งช่วยให้หมึกแข็งตัวได้อย่างรวดเร็วเมื่ออยู่ภายใต้แสงยูวี พื้นผิวบางชนิด เช่น กระจก ซึ่งมีแรงตึงผิวประมาณ 50 ถึง 60 ไดน์ต่อเซนติเมตร มักเหมาะกับกาวบางชนิดมากกว่า ในทางกลับกัน วัสดุที่มีความต้านทานการยึดติด เช่น โพลีเอทิลีน ที่มีแรงตึงผิวประมาณ 31 ถึง 35 ไดน์ต่อเซนติเมตร จำเป็นต้องใช้สูตรหมึกที่แตกต่างกัน เมื่อพิมพ์บนพื้นผิวที่มีความแข็งแกร่ง เช่น เซรามิกส์หรือโลหะ ผู้ผลิตหลายรายมักเติมสารซิเลน (silane compounds) ลงในหมึก สิ่งนี้ช่วยให้ผลิตภัณฑ์สามารถทนต่อรอยขีดข่วนได้แม้จะถูกใช้งานซ้ำๆ หลายครั้ง ทำให้เหมาะกับบรรจุภัณฑ์อุตสาหกรรมที่ต้องการความทนทานเป็นสำคัญ

บทบาทของพลังงานผิวในการกำหนดความสำเร็จในการยึดติดของหมึกยูวี

เพื่อให้เกิดการยึดติดที่ดีระหว่างพื้นผิว วัสดุที่นำมาพิมพ์จำเป็นต้องมีพลังงานผิวสูงกว่าหมึกที่ใช้พิมพ์ โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 32 ถึง 38 มิลลินิวตันต่อเมตร วัสดุที่มีพลังงานผิวต่ำ เช่น โพลีโพรพิลีน จะมีค่าประมาณ 29 mN/m เท่านั้น จึงจำเป็นต้องมีการเตรียมพื้นผิวพิเศษ เช่น การใช้พลาสมา การเหนี่ยวนำไฟฟ้า (corona discharge) หรือแม้กระทั่งการใช้เปลวไฟ เพื่อเพิ่มค่าพลังงานผิวให้เกินระดับ 38 mN/m ซึ่งจะช่วยให้หมึกสามารถกระจายตัวได้อย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นผิว แทนที่จะรวมตัวกันเป็นเม็ด การวิจัยแสดงให้เห็นว่า เมื่ออะคริลิกไม่ได้รับการเตรียมพื้นผิวเลย จะมีแรงยึดเกาะต่ำมากเพียง 2 นิวตันต่อเซนติเมตรในการทดสอบการลอก (peel test) แต่หลังจากการใช้เปลวไฟแล้ว อะคริลิกชนิดเดียวกันสามารถรับแรงได้สูงถึง 8.5 N/cm ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพขึ้นประมาณสามเท่า ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการเตรียมพื้นผิวที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างมากต่อผลลัพธ์ของการพิมพ์ที่ประสบความสำเร็จ

แนวโน้ม: ความต้องการหมึกยูวีที่ใช้ได้กับทุกชนิดของวัสดุ (Substrate-Agnostic UV Inks) ในการพิมพ์อุตสาหกรรมดิจิทัล

เนื่องจากช่วงของผลิตภัณฑ์มีการขยายตัว ปัจจุบันผู้ผลิตประมาณสองในสามของตลาดให้ความสำคัญกับหมึกพิมพ์ UV เป็นอันดับแรก หมึกพิมพ์ชนิดนี้สามารถใช้งานได้กับวัสดุที่แตกต่างกันถึงห้าชนิดหรือมากกว่า โดยไม่ต้องเตรียมพิเศษใด ๆ ก่อนใช้งาน ไฮบริด UV-LED รุ่นใหม่นั้นค่อนข้างน่าประทับใจทีเดียว — มันยึดติดได้ดีกับพื้นผิวโลหะหยาบซึ่งมีความหยาบประมาณ 60 ถึง 100 ไมครอน และยังสามารถใช้กับผ้าทอได้ภายในครั้งเดียวของการพิมพ์ ซึ่งช่วยลดการเปลี่ยนหมึกที่รบกวนจิตใจลงได้ประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ จากข้อมูลที่เราเห็นในพื้นที่ปฏิบัติการ นอกจากนี้ยังมีสิ่งที่เรียกว่า amphiphilic oligomers ซึ่งกำลังได้รับความนิยมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สารชนิดนี้ทำให้หมึกพิมพ์เพียงชนิดเดียวสามารถจัดการกับลักษณะพื้นผิวที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ดังนั้นโรงงานจึงสามารถพิมพ์ลงบนพลาสติก PVC ธรรมดาที่มีแรงตึงผิวประมาณ 33 มิลลินิวตันต่อเมตร และพิมพ์ลงบนพื้นผิวกระจกที่มีค่าประมาณ 50 mN/m ได้โดยตรง โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการรักษาพื้นผิวใด ๆ ช่วยให้กระบวนการทำงานในสภาพแวดล้อมการผลิตที่วุ่นวายดำเนินไปได้อย่างราบรื่นยิ่งขึ้น

ประสิทธิภาพของหมึกอัลตราไวโอเลตบนวัสดุแข็ง: กระจก โลหะ และเซรามิกส์

กลไกการยึดติดบนวัสดุที่มีพลังงานผิวสูง

หมึกอัลตราไวโอเลตยึดติดได้ดีเยี่ยมกับวัสดุที่มีพลังงานผิวสูง เช่น กระจกซึ่งมีค่าประมาณ 50 ถึง 60 mN/m และโลหะหลายชนิดที่มีค่าอยู่ระหว่าง 45 ถึง 55 mN/m เมื่อถูกแสงอัลตราไวโอเลต อะคริเลตโอลิโกเมอร์จะเริ่มเกิดโพลิเมอไรเซชันในระดับโมเลกุลและสร้างพันธะเคมีที่แข็งแรงกับหมู่ไฮดรอกซิลที่มีอยู่ตามธรรมชาติบนพื้นผิวเหล่านี้ ผลลัพธ์ที่ได้คือคุณสมบัติการยึดติดที่ยอดเยี่ยมมาก การทดสอบในอุตสาหกรรมแสดงให้เห็นว่าเมื่อพิมพ์บนกระจกเทมเปอร์ การยึดติดของหมึกสามารถต้านทานแรงลอกได้มากกว่า 4.2 นิวตันต่อตารางเซนติเมตร ความแข็งแรงระดับนี้มีความสำคัญอย่างมากในกระบวนการผลิตที่ความทนทานถือเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง

การพิมพ์บนกระจกและเซรามิกส์: ประสิทธิภาพในการบ่มและต้านทานรอยขีดข่วน

ปัจจุบัน หมึกพิมพ์ที่แข็งตัวด้วยแสง UV แบบทันสมัยสามารถทำให้เกิดการแข็งตัวได้ประมาณร้อยละ 98 เมื่อใช้พิมพ์บนพื้นผิวแก้ว โดยใช้ระบบ LED UV ที่ทำงานที่ความยาวคลื่น 395 นาโนเมตร นั่นหมายความว่าอย่างไรในทางปฏิบัติ? วัสดุที่พิมพ์สามารถทนต่อการทดสอบการขัดถูได้ประมาณห้าพันครั้งตามมาตรฐาน ASTM D4060-14 ความทนทานในระดับนี้ทำให้สิ่งที่พิมพ์เหมาะสำหรับใช้ทำจานชามที่ต้องผ่านเครื่องล้างจานบ่อยครั้ง หรือแผงกระจกตกแต่งที่ใช้ในอาคารต่างๆ อีกหนึ่งข้อได้เปรียบสำคัญคือ สูตรหมึกใหม่สามารถใช้งานบนพื้นผิวที่สะอาดได้ค่อนข้างดี โดยไม่ต้องใช้สารรองพื้นก่อน ช่วยตัดขั้นตอนหนึ่งในการผลิต และลดค่าใช้จ่ายในการผลิตลงได้ระหว่างร้อยละสิบสองถึงร้อยละสิบแปด เมื่อเทียบกับเทคนิคเดิมอย่างการใช้สติ๊กเกอร์เซรามิกที่ต้องใช้หลายชั้นและมีขั้นตอนเพิ่มเติม

การใช้งานโลหะและอลูมิเนียม: ผลกระทบของการทำ Plasma และ Corona Treatments

งานวิจัยล่าสุดในปี 2023 ด้านวิศวกรรมซับสเตรตแสดงให้เห็นว่า การบำบัดด้วยพลาสมาในบรรยากาศช่วยเพิ่มการยึดติดของหมึกยูวีบนพื้นผิวอลูมิเนียมได้ประมาณ 38% ความแข็งแรงในการยึดติดเพิ่มขึ้นจาก 3.1 นิวตันต่อตารางเซนติเมตร เป็น 4.3 นิวตันต่อตารางเซนติเมตรหลังการบำบัด สำหรับพื้นผิวเหล็กกล้า การใช้การปล่อยประจุโคโรน่าก็ให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมเช่นกัน เมื่อใช้พลังงานประมาณ 12 ถึง 15 วัตต์-นาทีต่อตารางเมตร กระบวนการนี้ทำให้พื้นผิวพร้อมสำหรับการพิมพ์หมึก โดยยังคงคุณสมบัติป้องกันสนิมและทนต่อการกัดกร่อนของวัสดุไว้ได้ แล้วนี่หมายถึงอะไรสำหรับผู้ผลิต? กระบวนการบำบัดขั้นสูงเหล่านี้ทำให้สามารถใช้เทคนิคการพิมพ์ดิจิทัลแบบตรงบนสิ่งต่างๆ เช่น ชิ้นส่วนรถยนต์และเครื่องใช้ในบ้านเรือน โดยไม่จำเป็นต้องใช้วิธีพิมพ์แบบแพดที่ล้าสมัยซึ่งต้องใช้แรงงานคนและเวลาในการตั้งค่ามาก ขณะนี้อุตสาหกรรมกำลังเปลี่ยนผ่านไปสู่ทางแก้ไขที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากต้นทุนลดลงและเทคโนโลยีมีความก้าวหน้าขึ้น

กรณีศึกษา: การติดฉลากขวดเครื่องดื่มความเร็วสูงโดยใช้หมึกยูวีบนพื้นผิวแก้ว

โรงงานบรรจุขวดในยุโรปเพิ่มการผลิตเป็น 24,000 หน่วย/ชั่วโมง โดยเปลี่ยนมาใช้หมึกที่แข็งตัวด้วยแสง UV สำหรับบรรจุภัณฑ์แก้วทรงกระบอก การแข็งตัวทันทีช่วยกำจัดปัญหาหมึกเลอะระหว่างการเคลื่อนย้าย ลดอัตราผลเสียจาก 2.1% เป็น 0.4% หลังเก็บรักษาที่อุณหภูมิต่ำเป็นเวลา 12 เดือน ฉลากที่พิมพ์ไว้ยังคงค่าความหนาแน่นแสง (optical density) สูงกว่า 2.2 ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความทนทานเหนือกว่าหมึกที่ใช้ตัวทำละลายในอุตสาหกรรมเครื่องดื่มในการทดสอบความทนทาน

ความเข้ากันได้ของหมึก UV กับวัสดุฐานที่มีความยืดหยุ่นและมีพลังงานผิวต่ำ

ความท้าทายในการพิมพ์บน PVC, ไวนิล และโพลีเมอร์ฟิล์มบาง

วัสดุทั่วไปหลายชนิด เช่น PVC, ไวนิล และพอลิเมอร์ฟิล์มบาง มักมีค่าพลังงานผิวอยู่ที่ประมาณ 32 ไดน์/เซนติเมตร หรือต่ำกว่า ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาเมื่อใช้งานร่วมกับหมึก UV ที่โดยทั่วไปต้องการค่าพลังงานผิวระหว่าง 35 ถึง 45 ไดน์/เซนติเมตร เพื่อให้หมึกสามารถแผ่ขยายได้อย่างสม่ำเสมอ แล้วเกิดอะไรขึ้น? หมึกจะเกาะตัวเป็นเม็ดแทนที่จะแผ่ออกสม่ำเสมอ และทำให้เกิดการคลุมพื้นที่เพียง 30% ถึง 40% น้อยกว่าที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม การพัฒนาล่าสุดในเทคโนโลยีของโอลิโกเมอร์ได้เปลี่ยนแปลงสิ่งต่าง ๆ ไปอย่างสิ้นเชิง สูตรใหม่เหล่านี้สามารถลดแรงตึงผิวของหมึกลงไปจนถึงระดับ 28 ไดน์/เซนติเมตร ซึ่งช่วยให้สามารถยึดติดได้เกือบสมบูรณ์ (ประมาณร้อยละ 95) แม้บนฟิล์ม LDPE ที่ไม่ได้ผ่านการเตรียมผิวใด ๆ เลย ความสำเร็จที่ได้มาจากการปรับปรุงสูตรทางเคมีของอะคริเลตเพื่อผลลัพธ์ที่ดีขึ้น โดยไม่ต้องพึ่งพาการเตรียมผิวพิเศษ

สมรรถนะของวัสดุฐานยืดหยุ่นภายใต้แรงกระทำ: การยืดและการงอ

หมึกฟเล็กโซ UV แบบยืดหยุ่นรุ่นใหม่สามารถรักษาแรงยึดติดได้ถึง 95% หลังจากผ่านการทดสอบงอซ้ำ 500 ครั้งขึ้นไปบนวัสดุหุ้มรถ ซึ่งให้ประสิทธิภาพเหนือกว่าหมึกชนิดโซเวนต์ถึง 3 เท่า โดยความทนทานนี้เกิดจาก

• เรซินแมทริกซ์แบบอีลาสโตเมอร์ที่รองรับการยืดตัวได้ 15–20%
• โฟโตอินิเชียเตอร์ขนาดนาโนเมตรที่ทำให้เกิดการบ่มสมบูรณ์ที่อัตราการยืดตัว 150%
• ความทนทานกลางแจ้งได้ถึง 18 เดือนโดยไม่มีการแตกร้าวหรือลอกชั้น

หมึก UV ที่ออกแบบเฉพาะสำหรับ Tritan⢠พลาสติก และผ้า

สูตรผสมพิเศษที่แก้ปัญหาวัสดุฐานที่เคยมีความยากในการยึดติดได้ยาก

กรณีศึกษา: การใช้งานภาพพิมพ์ตกแต่งรถยนต์แบบคงทน ด้วยหมึกยูวีที่แข็งตัวด้วยแสงที่มีความยืดหยุ่นสูง

ผู้ดำเนินการรถบรรทุกเพื่อการพาณิชย์สามารถรักษารูปลักษณ์ของภาพตกแต่งได้ถึง 98% ตลอดช่วงเวลา 18 เดือน โดยใช้หมึกยูวีที่มีการเคลื่อนตัวต่ำ ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนภาพตกแต่งใหม่ได้ปีละ 74,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ ระบบหมึกยังสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจาก 85°F ถึง -20°F และยังคงให้ค่าความทนทานต่อการขีดข่วนตามมาตรฐาน ASTM D3363 อยู่ที่ 4.3/5

เทคนิคในการเตรียมพื้นผิวเพื่อเพิ่มการยึดเกาะของหมึกยูวี

Corona, Plasma และ Flame Treatment: วิธีการและประสิทธิภาพ

การได้รับสมดุลของพลังงานพื้นผิวที่เหมาะสมมีความสำคัญมากเมื่อต้องการทำให้หมึกยูวียึดติดได้ดี พื้นผิวของพอลิเอทิลีนสามารถเพิ่มระดับพลังงานพื้นผิวจากประมาณ 31 ถึง 52 ไดน์ต่อเซนติเมตรตามมาตรฐาน ASTM โดยกระบวนการ corona treatment ซึ่งทำให้ผู้ผลิตไม่จำเป็นต้องใช้ชั้นไพรเมอร์เพิ่มเติมอีกต่อไป สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมยานยนต์ ระบบพลาสมาสามารถเพิ่มระดับไดน์ถึง 72 ไดน์/ซม. โดยใช้เทคนิคการชนด้วยไอออน ในขณะที่ flame treatment มีวิธีการแตกต่างออกไปแต่ได้ผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากันเมื่อใช้กับวัสดุพอลิโพรพิลีน โดยพื้นผิวจะถูกออกซิไดซ์ภายในเวลาไม่ถึงครึ่งวินาทีที่อุณหภูมิประมาณ 1,500 องศาเซลเซียส จากการทดสอบอุตสาหกรรมที่นำเสนอในงาน SPE Antec เมื่อปีที่แล้วแสดงให้เห็นว่า การบำบัดเหล่านี้สามารถเพิ่มคุณสมบัติการเปียก (wettability) ได้ดีขึ้นระหว่าง 40% ถึง 60% เมื่อเทียบกับวัสดุที่ไม่ได้รับการบำบัด

การวัดการเปลี่ยนแปลงพลังงานพื้นผิวหลังการบำบัดเพื่อผลลัพธ์ที่เหมาะสม

การทดสอบไดน์ยังถือว่าเป็นมาตรฐานอ้างอิงที่ยอมรับกันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ แม้ว่าจะมีเกณฑ์มาตรฐานที่ยอมรับโดยทั่วไป สำหรับพลาสติกที่มีความแข็งแรง เราพบว่าค่าที่ให้ผลลัพธ์ที่ดีคือประมาณ 38 ถึง 42 ไดน์ต่อเซนติเมตร ในขณะที่โลหะโดยทั่วไปต้องการค่าที่ใกล้เคียงกับระดับ 46-52 ไดน์ต่อเซนติเมตร ช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้ อุปกรณ์วัดมุมสัมผัสมือสองแบบพกพาได้ได้เปลี่ยนแปลงสิ่งต่าง ๆ ไปมาก พวกมันสามารถให้ค่าการวัดแบบดิจิทัลที่ค่อนข้างแม่นยำภายในช่วง ±2 ไดน์ต่อเซนติเมตร และใช้เวลาเพียงประมาณ 15 วินาทีในการดำเนินการแต่ละครั้ง ซึ่งช่วยลดความไม่สอดคล้องกันของผลลัพธ์เมื่อทดสอบชุดตัวอย่างจำนวนมากได้อย่างมีนัยสำคัญ จากการศึกษาวิจัยที่เผยแพร่เมื่อปีที่แล้วในวารสาร European Coatings Journal พบว่า พื้นผิวที่มีระดับพลังงานเกิน 45 ไดน์ต่อเซนติเมตร มีแนวโน้มให้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นเมื่อใช้หมึกยูวี โดยมีค่าสหสัมพันธ์ (correlation) กันสูงถึงประมาณ 0.93

การหลีกเลี่ยงการปรับสภาพมากเกินไป: การสร้างสมดุลระหว่างระดับไดน์และคุณภาพการพิมพ์

การปรับสภาพให้เกิน 60 ไดน์ต่อเซนติเมตรบนฟิล์ม PET อาจก่อให้เกิดรอยแตกร้าวภายใต้การยืดตัวเพียง 5% (Intergraf 2022) การเตรียมพื้นผิวให้เหมาะสมจำเป็นต้องมีการกำหนดค่าพารามิเตอร์อย่างแม่นยำ:

• พลาสมา 3–5 กิโลวัตต์สำหรับฟิล์ม BOPP
• ระยะห่างของหัวเผาแบบไฟเปล่า 15 มม. สำหรับภาชนะ HDPE
• ปริมาณการให้แสงโครอเน 50 วัตต์/ตารางเมตร สำหรับแผ่น PVC
  ค่าตั้งเหล่านี้ช่วยป้องกันการลุ่มยกของขอบในระหว่างการเปลี่ยนอุณหภูมิ (-40°C ถึง 85°C) พร้อมรักษาความแข็งแรงของดินสอ 4H ตามมาตรฐาน ISO 15184

สูตรหมึก UV ที่เฉพาะเจาะจงตามชนิดวัสดุและการปรับแต่งการอบให้เหมาะสม

การปรับปรุงทางเคมีเพื่อเพิ่มการยึดติดบนพื้นผิวที่ยากต่อการยึดเกาะ

เมื่อต้องทำงานกับวัสดุที่มีความแข็งแรง เช่น โพลีโพรพิลีนและโพลีเอทิลีน หมึกพิมพ์ยูวีจำเป็นต้องมีการปรับแต่งทางเคมีเป็นพิเศษ การเติมสารเพิ่มการยึดติดประเภทฟอสเฟต เอสเทอร์ (phosphate ester adhesion promoters) ในสัดส่วนประมาณ 8 เปอร์เซ็นต์ จะช่วยให้หมึกยึดติดกับพื้นผิวที่มักจะผลักหมึกเหล่านี้ได้ดีขึ้น ในขณะเดียวกัน สารโอลิโกเมอร์ (oligomers) บางชนิดสามารถเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับหมึก โดยไม่กระทบต่อความสามารถในการต้านทานสารเคมีที่รุนแรง ผลการวิจัยเมื่อปีที่แล้วได้แสดงข้อมูลที่น่าสนใจเช่นกัน เมื่อผู้ผลิตเติมโมโนเมอร์แอคริเลต (acrylated monomers) ในสัดส่วนระหว่าง 12 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ในสูตรหมึก จะสามารถลดการหดตัวขณะบ่มได้ถึงร้อยละสี่สิบ ซึ่งส่งผลอย่างชัดเจนในการพิมพ์บนชิ้นส่วนรถยนต์หรือบรรจุภัณฑ์อาหารที่ปัญหาการลอกล่อนมักเป็นเรื่องที่ต้องกังวล

สมรรถนะการบ่มบนวัสดุคอมโพสิต วัสดุชั้นเคลือบ และวัสดุที่ทำจากไม้

เมื่อพูดถึงแผ่นไม้อัดและวัสดุคอมโพสิต UV-LED ระบบสามารถทำอัตราโพลีเมอไรเซชันได้ประมาณ 98% ในช่วงคลื่น 385 ถึง 405 นาโนเมตร หลอดไฟแบบปรอททั่วไปไม่สามารถแข่งขันได้ เนื่องจากประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 75% เท่านั้น ข้อได้เปรียบหลักคือระบบ LED สร้างความร้อนได้น้อยกว่า จึงทำให้วัสดุที่ละเอียดอ่อนได้รับความเสียหายลดลงในระหว่างกระบวนการผลิต นอกจากนี้ ผู้ผลิตยังรายงานว่าความเร็วในการผลิตเพิ่มขึ้นประมาณ 30% เมื่อผลิตสินค้าประเภทพื้นไม้ลามิเนต อย่างไรก็ตาม แผ่นไฟเบอร์บอร์ดความหนาแน่นปานกลาง (MDF) กลับมีความท้าทายที่แตกต่างออกไป เนื่องจากธรรมชาติของ MDF ที่มีรูพรุนจะดูดซับหมึกพิมพ์ แต่ผู้ผลิตที่มีความคิดสร้างสรรค์ได้พัฒนาสูตรสารแห้งแบบดูอัล (Dual Cure) พิเศษ สูตรเหล่านี้รวมทั้งการใช้งานแสง UV และปฏิกิริยาทางเคมีที่กระตุ้นด้วยความชื้น เพื่อสร้างเกราะป้องกันการซึมของหมึกที่ไม่ต้องการ ขณะเดียวกันยังคงการบ่มตัวอย่างสมบูรณ์ทั่วทั้งพื้นผิว

กรณีศึกษา: หมึกพิมพ์ UV-LED Hybrid สำหรับการพิมพ์บนกระดาษลูกฟูกและไม้

บริษัทหนึ่งที่ทำธุรกิจบรรจุภัณฑ์สามารถลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานในการอบแห้งได้เกือบครึ่งเมื่อเปลี่ยนมาใช้หมึก UV-LED แบบไฮบริดสำหรับผลิตภัณฑ์กระดาษลูกฟูก หมึกใหม่นี้มีสารเริ่มต้นโฟโต (photoinitiator) ในปริมาณน้อยมาก (ประมาณ 3% หรือน้อยกว่า) ซึ่งหมายความว่าหมดปัญหาเรื่องกลิ่นรบกวนในระหว่างการผลิต และยังคงใช้เวลาอบแห้งได้รวดเร็วภายในสองวินาที เมื่อทดสอบใช้งานบนพื้นผิวไม้เนื้อแข็งก็ให้ค่าความแข็งแรงตามการทดสอบด้วยดินสอ (pencil hardness) ระดับ 4H ซึ่งสูงกว่าหมึก UV ทั่วไปประมาณ 60% สมรรถนะระดับนี้แสดงให้เห็นว่าวัสดุเหล่านี้ทำงานได้ดีบนวัสดุฐานหลากหลายประเภท และให้การปรับปรุงที่ชัดเจนทั้งในด้านคุณภาพและความมีประสิทธิภาพ

ส่วน FAQ

พลังงานผิวมีความสำคัญอย่างไรต่อการยึดติดของหมึก UV

พลังงานผิวมีความสำคัญต่อการยึดติดของหมึก UV เนื่องจากวัสดุที่มีพลังงานผิวสูงกว่าหมึกจะช่วยให้หมึกแพร่และยึดเกาะได้ดีขึ้น วัสดุที่มีพลังงานผิวต่ำจำเป็นต้องมีการเตรียมผิวเบื้องต้นก่อนเพื่อให้การพิมพ์ด้วยหมึกประสบความสำเร็จ

หมึก UV มีสมรรถนะเป็นอย่างไรเมื่อใช้งานบนวัสดุฐานยืดหยุ่น

หมึกยูวี โดยเฉพาะสูตรที่พัฒนาใหม่ สามารถยึดเกาะได้ดีเยี่ยมบนวัสดุที่ยืดหยุ่นแม้ในภาวะที่ถูกแรงดึง ให้สมรรถนะที่เหนือกว่าหมึกชนิดโซเวนต์ โดยสามารถปรับตัวต่อการยืดตัวของวัสดุและสภาพแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ข้อดีของการใช้ระบบฉายแสงยูวี-แอลอีดี (UV-LED) คืออะไร

ระบบฉายแสงยูวี-แอลอีดี (UV-LED) มีอัตราการเกิดโพลิเมอไรเซชันที่รวดเร็วกว่า และให้ความร้อนน้อยกว่า จึงเหมาะสำหรับวัสดุที่เปราะบาง ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต ลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน และทำให้กระบวนการผลิตดำเนินไปได้เร็วยิ่งขึ้น