6 проблем, связанных с глубокой печатью обратными чернилами на водной основе

Чернила Gravure reverse water based постепенно стали мейнстримом в полиграфии благодаря своим экологическим и безопасным свойствам. Однако в реальном производственном процессе они часто сталкиваются с шестью основными проблемами: нестандартная скорость высыхания, недостаточная прочность композита на отслаивание, колебания разницы в цвете печати, дефекты стабильности чернил, проблемы с адаптивностью печати и проблемы с соблюдением экологических норм. Эти проблемы не только влияют на качество продукции, но и увеличивают производственные потери.

1. Некачественная скорость высыхания

В процессе глубокой печати некачественная скорость сушки может привести к ряду серьезных проблем. Прилипание рулонов отпечатанной пленки является распространенным симптомом. Когда остаточная влажность составляет ≥ 0,8%, в процессе намотки влага не успевает испаряться, что приводит к слипанию слоев пленки, что серьезно влияет на последующую обработку и использование. Размытые графические изображения и тексты после намотки также являются типичным симптомом. Когда плотность твердого тела ΔE > 3, это означает, что имеются значительные отклонения в цвете и четкости отпечатанных графических изображений и текстов, что снижает визуальный эффект и стандарт качества продукции.

Причины и меры противодействия

На скорость сушки влияют различные факторы. Оптимизация традиционных параметров может значительно повысить эффективность сушки.

• Температура печи : традиционный трехступенчатый нагрев при 60–80 °C не может точно соответствовать требованиям к сушке чернил на водной основе. Он оптимизирован для градиентного нагрева (50 °C→75 °C→95 °C). Предварительный нагрев при более низкой температуре сначала позволяет влаге в чернилах медленно испаряться, предотвращая слишком быстрое образование пленки на поверхности чернил из-за внезапного повышения температуры, что может помешать испарению внутренней влаги. Затем постепенное повышение температуры ускоряет испарение влаги, и эффективность сушки увеличивается на 42%.
• Распределение скорости ветра : Метод равномерной подачи воздуха приводит к неравномерному распределению скорости ветра, и некоторые области не полностью высушиваются. Принята конструкция вихревого тока с контролем разницы скорости ветра в пределах ±2 м/с, что гарантирует полное высыхание всех частей чернил во время процесса печати, а остаточная влажность составляет ≤ 0,3%.
• Температура стеклования смолы : использование смол с температурой стеклования 60 - 70°C традиционно приводит к медленной скорости высыхания поверхности. Выбор акриловой смолы с Tg 85°C позволяет смоле быстро образовывать твердый пленочный слой при более низкой температуре, сокращая время высыхания поверхности до 18 секунд.

2. Недостаточная прочность композита на отрыв

Композитная прочность на отрыв имеет решающее значение для таких продуктов, как упаковка для пищевых продуктов и реторт-пакеты. Согласно стандарту GB 8808, композитная прочность на отрыв пищевой упаковки должна быть ≥ 3,5 Н/15 мм, чтобы гарантировать, что упаковка не расслаивается легко во время транспортировки и хранения. Поскольку реторт-пакеты должны выдерживать высокотемпературные процессы реторт-обработки, их композитные требования к прочности на отрыв еще выше, требуя ≥ 8,0 Н/15 мм.

Решения по улучшению

• Обработка грунтовки : Обработка коронным разрядом поверхности подложки и покрытие грунтовкой являются ключом к улучшению прочности композита на отслаивание. Использование оборудования для увеличения значения короны до ≥ 42 дин может эффективно увеличить полярность и шероховатость поверхности подложки, улучшая адгезию между чернилами и подложкой. Покрытие 0,3 г/м2 силанового связующего агента, один конец молекулы силанового связующего агента реагирует с гидроксильными группами на поверхности подложки, а другой конец реагирует со смолой в чернилах, образуя химическую связь и дополнительно усиливая адгезию.
• Модификация чернил : добавление 5% эпоксидно-модифицированного полиэфира к чернилам, эпоксидные группы могут сшиваться с подложкой и другими смолами, усиливая внутреннюю когезию чернил и силу их связи с подложкой. При дозировке 0,8% нано-дисперсии SiO₂ частицы нано-SiO₂ равномерно распределяются в чернилах, заполняя крошечные пустоты внутри чернил, увеличивая твердость и износостойкость чернил и одновременно улучшая прочность композита на отслаивание.

3. Колебания разницы в цвете печати (ΔE > 2,5)

Колебания в разнице цветов печати серьезно влияют на постоянство и эстетику продукта. Благодаря интеллектуальному обновлению таких связей, как вязкость чернил, скорость переноса точек и определение цвета, точность печати может быть значительно улучшена.

• Вязкость чернил : традиционное ручное измерение вязкости чернил с помощью чашки Зана имеет большие погрешности и низкую эффективность. Используя онлайн-ротационный вискозиметр с точностью измерения в пределах ±5 сП и отслеживая изменение вязкости чернил в реальном времени, флуктуация плотности цвета составляет ≤ 0,08, что обеспечивает стабильность цвета печати.
• Скорость переноса точек : Оценка скорости переноса точек на основе опыта не может гарантировать постоянство печати. Используя технологию лазерной гравировки (200LPI±2 линии), точно контролируя форму, размер и глубину точек, постоянство переноса достигает 98,5%, гарантируя, что количество переноса чернил одинаково при каждой печати, тем самым уменьшая различия в цвете.
• Определение цвета : обнаружение офлайн-спектрофотометром имеет проблему задержки по времени. Система рентгеновского онлайн-мониторинга может определять отпечатанный цвет в режиме реального времени, контролировать ΔE в пределах ≤ 1,2 и немедленно выдавать сигнал тревоги и автоматически корректировать параметры печати, как только разница в цвете превышает диапазон.

4. Дефекты стабильности чернил

Дефекты стабильности чернил влияют на непрерывность процесса печати и качество продукции. Когда значение pH колеблется на > 0,8 после 4 часов печати, это изменит реологические свойства чернил и повлияет на адаптивность печати. Когда толщина пены > 2 см, это указывает на дисбаланс динамического поверхностного натяжения, склонный к дефектам печати, таким как пузырьки и проколы.

Оптимизация формулы стабилизатора

• Пеногаситель : традиционный пеногаситель на основе 0,3% минерального масла склонен к расслоению, что влияет на эффект пеногашения. Новое композитное решение использует 0,1% силикона + 0,05% полиэфира. Силикон обладает хорошими пеногасящими свойствами, а полиэфир может предотвратить расслоение пеногасителя, гарантируя, что чернила не будут расслояться в течение 72 часов и сохраняя хороший эффект пеногашения.
• Регулятор pH : Регулировка значения pH с помощью аммиачной воды нестабильна и подвержена колебаниям. Использование буферной системы триэтаноламин + AMP - 95 может эффективно стабилизировать значение pH, при этом колебание pH ≤ 0,3 гарантирует стабильность чернил.
• Диспергатор : Диспергирующий эффект диспергатора полиакрилата натрия ограничен. Гиперразветвленный полимер (BYK - 2013) имеет уникальную молекулярную структуру, которая может лучше диспергировать частицы пигмента, делая размер частиц D50 ≤ 0,5 мкм и улучшая стабильность дисперсии чернил и качество печати.

5. Проблемы адаптации печати

Линии ракеля и блокировка пластин являются распространенными частыми дефектами в глубокой печати. Когда на километр приходится ≥ 3 линии ракеля, это серьезно влияет на четкость и эстетику напечатанной графики и текстов. Явление блокировки пластин требует остановки машины для очистки в течение 4 часов работы, что снижает эффективность производства и увеличивает производственные затраты.

Тонкая настройка параметров процесса

• Угол ракельного лезвия : Когда угол ракельного лезвия составляет 55±5°, вероятно возникновение линий ракельного лезвия. Регулировка его до 62±2° и установка системы обратной связи по давлению для контроля давления ракельного лезвия в режиме реального времени гарантирует, что контактное давление между ракельным лезвием и формным цилиндром будет равномерным, что уменьшит возникновение линий ракельного лезвия.
• Вязкость чернил : традиционный контроль вязкости чернил на уровне 18±5 с (измерено с помощью чашки № 4) склонен к блокировке пластины. Контроль вязкости чернил на уровне 22±0,5 с и оснащение автоматической системой циркуляции поддерживают стабильность вязкости чернил и предотвращают высыхание чернил и блокировку ячеек на формном цилиндре.
• Коэффициент линейной скорости формного цилиндра : Коэффициент линейной скорости формного цилиндра 1:1,2 может привести к неравномерному переносу чернил. Настройка на 1:1,05 и установка сервопривода управления натяжением точно контролирует соответствие скорости между формным цилиндром и печатным субстратом, обеспечивая равномерный перенос чернил и уменьшая дефекты печати.

6. Проблемы соблюдения экологических норм

Обязательные стандарты в 2024 году

С постоянным совершенствованием требований по охране окружающей среды отрасль глубокой печати сталкивается со строгими стандартами по охране окружающей среды. Список EU Reach SVHC требует нулевого обнаружения 18 веществ для обеспечения соответствия продукции на рынке ЕС. Китайский стандарт GB 38507 - 2020 предусматривает, что VOC ≤ 30 г/л, что снижает выбросы летучих органических соединений и защищает окружающую среду и здоровье человека.

Технические пути к соблюдению требований

• Замена сырья : замена эфиров этиленгликоля на пропиленгликольметиловый эфир (ПМА), ПМА имеет более низкую токсичность и летучесть, что соответствует требованиям по защите окружающей среды. Замена пигментов тяжелых металлов на цветные порошки азоконденсационного типа снижает загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами.
• Тестирование и сертификация : проведение комплексного анализа SGS VOC (метод EPA 24) для точного определения содержания летучих органических соединений в чернилах.

Благодаря глубокому анализу шести основных проблем, связанных с чернилами глубокой печати на водной основе, и внедрению целевых решений, предприятия могут эффективно решать практические проблемы в процессе производства, повышать качество продукции и эффективность производства, одновременно соблюдать требования по соблюдению экологических норм и получать конкурентное преимущество на рынке.