Можно ли оптимизировать водные чернила для флексографской печати для высокопроизводительных анилоксовых валов?

В стремлении к «высокой точности и высокому качеству изображения» во флексографской печати анилоксовые валы с высоким разрешением (обычно 600 линий на дюйм и выше) стали основным оборудованием для получения мелкозернистых изображений. Однако в отрасли долгое время существовало заблуждение: «Флексографские краски на водной основе обладают высокой вязкостью и крупными частицами, что делает их несовместимыми с анилоксовыми валами с высоким разрешением». Так ли это на самом деле? В данной статье будет всесторонне проанализирована логика соответствия флексографских красок на водной основе и анилоксовых валов с высоким разрешением, начиная с технических принципов, трудностей адаптации и заканчивая практическими примерами, что позволит типографиям разработать реализуемые планы оптимизации.

I. Почему высокопроизводительные анилоксовые валики «капризны» к краскам?

Являясь «основой распределения объёма краски» во флексографии, количество линий и структура ячеек анилоксовых валов напрямую определяют эффективность переноса краски. Характеристики анилоксовых валов с большим количеством линий (например, 600, 800 и 1000 линий) и их требования к краскам следующие:
1. «Прецизионность» структуры ячеек.

• Более мелкие и глубокие ячейки: объём одной ячейки анилоксового валика с номером 600 линий составляет приблизительно 2–4 млрд кубических микрон (миллиардов кубических микрон), что составляет всего 1/5–1/8 объёма ячейки анилоксового валика с номером 300 линий. Это требует, чтобы краска точно заполняла мелкие ячейки, не засоряя их.
• Узкое отверстие и тонкие стенки: ширина отверстия ячейки обычно менее 30 мкм. Если диаметр частиц чернил превышает 10 мкм, они легко застревают на краю ячейки и образуют скопления чернил, что приводит к появлению «прерывистых линий» и «белых пятен» на отпечатанном изображении.

2. «Жёсткие условия» переноса краски.
Высоколинейные анилоксовые валики имеют более высокую линейную скорость (обычно >300 метров в минуту), что требует от красок:

• Текучесть при низкой вязкости: способность быстро заполнять ячейки и равномерно переноситься на пластину при высокоскоростном вращении;
• Свойство быстрого высыхания: слой краски на мелких узорах тонкий (обычно <1 мкм), поэтому его необходимо быстро высушивать в течение короткого времени, чтобы избежать размазывания;
• Стабильность сопротивления сдвигу: при высокоскоростном сдвиге деэмульгируется и расслаивается, в противном случае это приведет к изменению цвета.

Традиционные флексографские краски на водной основе часто имеют три основные проблемы на анилоксовых валах с высокой линией печати из-за большого размера частиц пигмента (>15 мкм) и высокой вязкости (>50 сПз): «засорение формы, недостаточный объем краски и размытость рисунка», что является основной причиной сомнений отрасли относительно их применимости.


 

II. Три основных технических достижения в адаптации флексографских красок на водной основе к анилоксовым валам с высокой длиной печатной линии

Благодаря усовершенствованию технологии формул, новое поколение флексографских красок на водной основе достигло стабильной адаптации к высоколинейным анилоксовым валам, при этом основные достижения сосредоточены на следующих трёх аспектах:

1. Технология измельчения пигмента на наноуровне: решение проблемы «засорения формы».

Благодаря применению комбинированного процесса «песочная мельница + ультразвуковое диспергирование» размер частиц пигмента контролируется на уровне 3–5 мкм (90% частиц <8 мкм), что значительно меньше ширины ячейки анилоксовых валов на 600 линий. Например, марка пищевой краски на водной основе, протестированная с помощью лазерного анализатора размера частиц, имеет размер частиц пигмента диоксида титана D50 = 4,2 мкм и пигмента технического углерода D50 = 3,8 мкм. Он обеспечивает непрерывную печать на анилоксовом валике с 800 линиями в течение 8 часов без засорения формы, а цикл очистки анилоксового вала увеличен с 2 до 12 часов.

Кроме того, благодаря добавлению «антиосаждающих добавок» скорость оседания пигмента в чернилах после 24-часового хранения составляет <1%, что позволяет избежать засорения ячеек, вызванного оседанием пигмента.

2. Формула низкой вязкости и высокой стабильности: достижение «равномерного переноса».

Новое поколение флексографских красок на водной основе использует систему смолы (например, модифицированный акрилат) для контроля вязкости в диапазоне 15–30 сПз (25 °C, вискозиметр Брукфилда), обеспечивая при этом концентрацию цвета и скорость изменения вязкости <10% при высокоскоростном сдвиге. Сравнительные данные показывают:

• Традиционные чернила (вязкостью 60 сП) имеют отклонение объема чернил ±8% на 600-линейных анилоксовых валиках;
• Чернила с низкой вязкостью (вязкость 25 сП) снижают отклонение объема чернил до ±3%, а четкость краев узора улучшается на 40%.

3. Система быстрой сушки с поперечными связями: адаптация к «высокоскоростному производству».
В ответ на потребность в сушке тонких слоев краски, благодаря внедрению технологии «низкотемпературной каталитической сшивки», чернила могут высыхать при температуре 40–60 °C, при этом время поверхностного высыхания составляет менее 1 секунды, а время полного высыхания — менее 3 секунд. Фактические измерения, проведенные на предприятии по производству мягкой упаковки, показывают, что при использовании анилоксового валика с 800-линиями и низковязкой краски на водной основе скорость печати достигает 350 метров в минуту, а смазывание после перемотки отсутствует, что позволяет сэкономить 30% энергии на сушку по сравнению с традиционными процессами.
 

III. Соответствие формулы флексографских красок на водной основе и анилоксовых валиков High Line

Адаптация — это не просто «замена краски», а создание плана взаимосвязи «количество штрихов анилоксового валика — параметры краски — сценарий печати»:
1. Выберите параметры краски по
количеству

2.
Корректировка ключевых параметров процесса

• Угол наклона ракеля: отрегулируйте с традиционных 45° до 50–55°, чтобы уменьшить царапание ячеек и избежать чрезмерного соскабливания чернил;
• Очистка анилоксовых валиков: используйте комбинацию «ультразвука + специального чистящего средства», производите очистку после ежедневного производства и проводите углубленное обслуживание еженедельно;
• Контроль значения pH: Поддерживайте значение pH чернил на уровне 8,0–8,5 (щелочная среда), чтобы предотвратить закупорку ячеек осаждением смолы.

3. Немедленные решения распространенных проблем

• Недостаточный объем чернил: проверьте, не слишком ли высока вязкость (ее можно отрегулировать, добавив 5–10 % деионизированной воды) или не засорен ли анилоксовый валик (немедленно остановите машину для очистки);
• Расплывание рисунка: возможно, прочность чернил на сдвиг недостаточна, и необходимо заменить формулу на более стабильную;
• Плохое высыхание: Увеличьте температуру сушки (не более 60 ℃, чтобы избежать деформации подложки) или уменьшите скорость печати на 5–10%.

IV. Проверка кейса: успешный опыт адаптации трёх предприятий

1. Фабрика по печати этикеток для продуктов питания: анилоксовый вал с 600 линиями обеспечивает «бесшовную» печать на печатной форме.
Предприятие модернизировало анилоксовый вал с 400 до 600 линий, чтобы улучшить чёткость логотипа на этикетках минеральной воды. Изначально при использовании традиционных красок на водной основе наблюдалось частое засорение печатной формы. После замены на нано-краски на водной основе:

• Скорость печати осталась на уровне 300 метров в минуту, а суточная производительность увеличилась на 20%;
• Четкость контура логотипа улучшилась на 50%, а уровень жалоб клиентов снизился с 12% до 2%;
• Ежемесячная экономия на очистке анилоксовых валиков составила около 1100 долларов США.

2. Предприятие по производству гибкой упаковки: 800-линейный анилоксовый вал решает проблему «градиентного узора».
Предприятие выполнило заказ на упаковку снеков, требующий печати градиентного цветового узора, и исходный 300-линейный анилоксовый вал не обеспечивал плавного перехода. После внедрения 800-линейного анилоксового валика и чернил на водной основе низкой вязкости:

• Количество градиентных слоев увеличилось с 5 до 10, а степень цветопередачи достигла 95%;
• Расход чернил сократился на 15% (за счет более тонких слоев чернил), что позволило сэкономить 1600 долларов США на ежемесячных расходах на сырье;
• Прошел строгий контроль внешнего вида по стандартам бренда и стал основным поставщиком.

3. Завод фармацевтической упаковки: анилоксовый валик на 1000 строк отвечает требованиям к печати микротекста.
На фармацевтической упаковке необходимо печатать номера партий, сроки годности и другие микротексты (размер шрифта <1,5 пт), которые легко размываются при использовании традиционных технологий. После адаптации к специальным чернилам на водной основе:

• Четкость микротекстов прошла проверку с помощью 20-кратной лупы со 100%-ным уровнем квалификации;
• Соответствует фармацевтическим стандартам USP класса VI и не имеет риска миграции;
• Эффективность производства выросла в 3 раза по сравнению с офсетной печатью, а время смены заказа сократилось до 30 минут.

V. Заключение: Основой адаптации является «техническая синергия», а не «материальные ограничения».

Ответ на вопрос о том, могут ли флексографские краски на водной основе адаптироваться к анилоксовым валам с высокой линейкой, очевиден: стабильная адаптация может быть полностью достигнута за счёт нано-измельчения, формул с низкой вязкостью и оптимизации процесса, с учётом защиты окружающей среды (выбросы ЛОС <50 г/л) и экономии средств (экономия 15–20% по сравнению с красками на основе растворителей).
Ключевым моментом является отказ от «слепой модернизации оборудования» или «простой замены красок», а формирование системного подхода к согласованию «анилоксовый вал — краска — процесс». Перед модернизацией предприятиям рекомендуется:

1. Проверить распределение размера частиц и стабильность вязкости существующих чернил;

2. Выберите соответствующую частоту вращения анилоксового валика в соответствии со сценарием печати (не чем выше, тем лучше);

3. Сотрудничайте с поставщиками чернил для тестовой печати небольшими партиями и оптимизируйте параметры перед массовым производством.

Если вам необходимо протестировать краски, адаптированные к анилоксовым валам с определённой линейкой, вы можете [ заказать бесплатные образцы и техническую поддержку ], и наша команда профессионалов предложит индивидуальные решения. В условиях развития высокоточной флексографии синергия между красками на водной основе и анилоксовыми валами с высокой линейкой станет основным конкурентным преимуществом для предприятий, позволяя им снижать затраты и повышать эффективность.