EN
Standart Flexo Mürekkeplerinin PE ve OPP Filmlerde Neden Başarısız Olması
Düşük Yüzey Enerjisi ve Polar Olmama: Temel Yapışma Engeli
Polietilen (PE) ve oryente polipropilen (OPP) filmler doğal olarak çok düşük yüzey enerjisine sahiptir, genellikle santimetre başına 35 dynesin altındadır ve ayrıca apolar moleküllerden oluşurlar. Çoğu flexo mürekkebi, polar etkileşimler aracılığıyla bağlar oluşturarak çalışır; bu da onların bu tür hidrokarbon bazlı malzemelere iyi yapışmaması anlamına gelir. Yüzey işlemi uygulanmadığında, mürekkep ile film arasında sadece zayıf fiziksel bağlantılar oluşur ve güçlü kimyasal bağlar meydana gelmez. Bu durum, baskıların işlem sırasında silinmesine veya normal kullanım gerilmelerine maruz kaldığında soyulmasına neden olur. Bu malzemeler, suyu itme özelliklerinden dolayı su bazlı flexo mürekkeplerini genellikle iter. Öte yandan, solvent bazlı mürekkepler kururken aslında büzülme gösterir ve bu da mürekkep tabakası ile alt tabaka arasındaki arayüzde gerginliğe neden olur. Uygun yapışma gerçekleşebilmesi için yüzeylerin endüstriyel standartlara göre en az 38 dynes/cm'ye ulaşması gerekir. Ne yazık ki, geçtiğimiz sürelerde Ambalaj İnovasyon Dergisi'nde (2023) bildirildiği üzere çoğu işlenmemiş PE film yaklaşık 31 dynes/cm değerine ulaşabilmektedir ve bu yüzden iyi baskı kalitesi için özel işlemlerin gerekliliği açıklanmış olur.
Flexo Baskıda Islanma Eksikliği ve Ara Yüzey Soyulması
Flexo mürekkepleri, yüzey gerilimleri genellikle alt tabakanın kritik noktada taşıyabileceğinden daha yüksek olduğu için düşük enerjili filmlere uygulandığında sık sık zorlanır. Bundan sonra olan şey, bu malzemelerle çalışan herkesin bildiği gibi oldukça açıktır: mürekkep yüzeye düzgün şekilde yayılmaz. Bunun yerine, istediğimiz düzgün ve eşit katman yerine mürekkebin küçük damlacıklar halinde toplanmasına neden olan portakal kabuğu etkisi oluşur. Üretim ortamlarında yaygın olan bu hızlı baskı hızlarında, mürekkep ile malzemenin kendisi arasında aslında mikroskobik boşluklar oluşur. Bu boşluklar çevremizdeki havadan gelen nemi içeri alır veya zamanla çatlama sorunlarına yol açabilen gerilme noktaları oluşturur. 2022 yılında Flexografik Teknik Derneği tarafından yayınlanan son endüstri araştırmasına göre, PE ve OPP alt tabakalarda görülen tüm kalite sorunlarının yaklaşık %60'ı doğrudan bu ısılama problemlerine dayanmaktadır. Çoğu standart mürekkep formülü, özellikle bu kaygan, kutupsuz yüzeylere gerçekten yapışmak için gereken yeterli ıslatma ajanlarını ya da düşük cam geçiş sıcaklığına sahip özel bağlayıcıları içermez. Bu da ürünlerin fabrika zeminindeki ambalaj makinelerine ulaşır ulaşmaz çok erken bir şekilde soyulmaya başlaması anlamına gelir.
Yüzey Hazırlığı: Güvenilir Flexo Mürekkep Yapışması için Kritik Önişlem
Korona Muamelesi: Hedef Dyne Düzeyi (38–42 dyne/cm) ve Pratik Raf Ömrü Sınırları
Flexo mürekkeplerinin düşük enerjili PE ve OPP filmlerine düzgün bir şekilde yapışmasını istiyorsak korona deşarj yöntemi hâlâ oldukça gereklidir. Burada gerçekleşen şey, sürecin temelde elektriksel iyonizasyon yoluyla film yüzeyini oksitlemesi ve dyne seviyelerini yaklaşık 38-42 dyne/cm'ye çıkarmasıdır. Bu, iyi mürekkep ıslatma özellikleri için gereken ideal aralıktır. Ancak dikkat edilmesi gereken bir nokta var: İşlenmiş yüzeyler, polimer zincirlerinin hareketi ve katkı maddelerinin yüzeyden uzaklaşmaya başlaması gibi nedenlerle zamanla bozulma eğilimindedir. Bu filmlerin çoğu, işlem sonrası yaklaşık 1 ila 8 hafta boyunca en iyi yapışma kalitesini korur. Tahmin edebileceğiniz gibi; daha yüksek depolama sıcaklıkları ve nem oranı, bu bozulma sürecini önemli ölçüde hızlandırır. Tesis müdürleri için bu durum, uygulama tarihleri ile baskı ihtiyaçları arasındaki zamanlamayı kesinlikle takip etmenin hayati önem taşıdığı anlamına gelir. Aksi takdirde, yüksek hızlı üretim sırasında maliyetli yapışma sorunlarıyla karşılaşmak riski ortaya çıkar.
Talep Görülen Flexo Uygulamaları için Yüksek Performanslı Alternatifler Olarak Plazma ve Alev İşlemleri
Koron boşalması işlemi işe yaramıyorsa, zorlu fleyksografik baskı işleri için plazma ve alev işlemleri daha iyi seçenekler olarak devreye girer. Plazma, malzemeleri iyonize gaz ile tepkimeye sokarak, özellikle karmaşık şekiller ve konturlarla uğraşılırken dahi din seviyesini santimetre başına 50 dinin üzerinde tutan çok daha derin ve eşit yüzey değişiklikleri oluşturur. Alev işlemi ise tamamen farklı bir yaklaşım benimser ve substrat katmanlarının bazılarını temelde yakarak uzaklaştırır; bu da onu kalın plastik levhalar ve üç boyutlu parçalarla çalışmak için özellikle uygundur. Bu iki yöntemi sıradan korona işleminden ayıran şey, yeniden uygulanmaları gerene kadar geçen süreyle birlikte, nem dalgalanmaları ve kimyasallara maruz kalma gibi zaman içinde ortaya çıkan etkenlere karşı çok daha dayanıklı olmalarıdır. Ambalaj şirketleri, ürünlerinin süpermarketlerde ve depolarda doğru şekilde kapalı kalmasını sağlamak için bu yöntemlere büyük ölçüde güvenir. Üreticiler de etiketlerinin nakliye ve depolama koşulları boyunca çeşitli sert muamelelere rağmen yerinde kalması gerektiğinde bu işlemlere başvururlar.
PE/OPP yapışması için Mühendislikle Geliştirilmiş Flexo Mürekkep Formülasyonları
Reçine Sistemleri: Klorlanmış Polipropilen (CPP), Modifiye Akrilikler ve PU-Akrilik Hibritleri
Düzenli yapıştırıcıların işe yaramadığı zorlu düşük enerjili film yüzeylerine yapışmak için özel reçineler geliştirilmiştir. Örneğin klorlanmış polipropilen (CPP) ele alınabilir. Uygulandığında, CPP ile PE veya OPP gibi malzemeler arasında moleküler düzeyde kimyasal bağlar oluşturan klor bazlı polarite ekler. Bu oldukça etkileyici bir özelliktir. Değiştirilmiş akrilik formülleri ise tamamen farklı bir şey sunar; 130 derece Celsius'un üzerindeki sıcaklıklara dayanabilirler ve bu da sterilizasyon süreçlerinden geçmesi gereken paketlemeler oluştururken kesinlikle gerekli hale getirir. PU-akrilik hibritlerini de unutmamak gerekir. Bu akıllıca kombinasyonlar, ürethan çapraz bağları sayesinde hem esneklik hem de kimyasallara karşı direnç sağlar. Gıda üreticileri, donmuş ürün ambalajlamalarında tekrarlanan donma-çözülme döngüleri sırasında ayrılmadan ve bütünlüğünü kaybetmeden dayanabildiği için bunları çok sever.
Yapışma Artırıcılar ve Düşük Tg Bağlayıcılar: Esnekliği Ödün Vermeksizin Sağlamak
Modern mürekkep formülasyonları, mürekkep katmanları ile zorlu kutupsal olmayan malzemeler arasında güçlü kimyasal bağlar oluşturarak moleküler düzeyde filme yapışan silan bazlı yapıştırıcı promotörler içermektedir. Bu özel düşük Tg bağlayıcılar eksi 40 derece Celsius'a kadar olan donma noktasının altındaki sıcaklıklarda bile esnek kalır ve böylece ürünler taşınırken çatlakların yayılmasını önler. Bu bileşenler uygun şekilde birlikte çalıştığında, standart flexo mürekkeplerine kıyasla mürekkep kabarması sorunlarını neredeyse %90 oranında azaltırlar. Ayrıca, Flexografik Teknik Derneği tarafından 2022 yılında yayınlanan araştırmaya göre basılı görüntüler yüzlerce bükülme testi boyunca net ve keskin kalır. Bu tür performans, dayanıklılığın kritik olduğu ambalaj uygulamalarında gerçek bir fark yaratır.
SSS
PE ve OPP filmleri standart flexo mürekkepleri için ne kadar zorluk çıkarır?
PE ve OPP filmlerin düşük yüzey enerjisi ve polar olmayan molekülleri vardır ve bu durum, polar etkileşimlere dayanan standart flexo mürekkeplerinin yapışmasını zorlaştırır.
Flexo baskı sorunlarında yüzey geriliminin rolü nedir?
Portakal kabuğu efekti gibi flexo baskı sorunları, flexo mürekkebinin yüzey gerilimi alt tabakanın kapasitesini aştığında meydana gelir ve bu durum mürekkebin düzgün yayılmasını engeller, kabuklanmaya neden olur.
Yüzey işlemleri flexo mürekkep yapışmasını nasıl iyileştirir?
Korona, plazma ve alev gibi yüzey işlemleri dyne seviyelerini artırarak yapışmayı geliştirir ve nem emilimi ile gerilim noktaları gibi sorunların önüne geçer.
Flexo mürekkep formülasyonlarında hangi gelişmeler var?
Günümüzde flexo mürekkep formülasyonlarına, özellikle zorlu düşük enerjili alt tabakalarda yapışma ve esnekliği artırmak amacıyla özel reçineler, yapıştırıcı katkılar ve düşük Tg'li bağlayıcılar dahil edilmektedir.