Как сохранить постоянство цвета при использовании флексографских красок на водной основе?

В флексографской печати стабильность цвета является ключевым показателем качества упаковки для брендов. Различия в пределах одной партии продукции могут подорвать доверие потребителей, а расхождения между партиями могут привести к жалобам клиентов или даже возврату продукции. Флексографские краски на водной основе , в которых вода используется в качестве носителя, более чувствительны к влажности окружающей среды и параметрам процесса, чем краски на основе растворителя, что значительно усложняет контроль цвета. В данной статье представлено комплексное решение для обеспечения стабильной цветопередачи, учитывающее три аспекта: свойства краски, контроль процесса и калибровка оборудования.

I. Три основные причины отклонения цвета флексографских красок на водной основе

Процесс цветопередачи включает несколько этапов: «дисперсия пигмента, перенос чернил, сушка/затвердевание», — и сбой на любом этапе может привести к изменению цвета. Основные причины:

1. Нестабильность чернил

Чернила на водной основе демонстрируют меньшую стабильность дисперсии пигмента в воде, что приводит к:

• Осаждение пигмента : разница в плотности приводит к образованию осадка во время хранения (например, чернила «титановые белила» могут показывать 15%-ную разницу в концентрации цвета между верхним и нижним слоями через 24 часа).
• Колебание pH : Щелочная среда (pH 8,0–8,5) имеет решающее значение для стабильности смолы. Падение pH вызывает осаждение смолы, снижая насыщенность и вызывая желтый сдвиг.
• Различия в составе партии : различия в содержании пигмента/дисперсии между партиями вызывают сдвиги базового цвета (приемлемое отклонение ΔE партии ≤ 1,0).

2. Колебания параметров процесса

Незначительные изменения в процессе «динамической печати» флексо усиливают цветовые различия:

• Нестабильность вязкости : температура сильно влияет на вязкость (повышение вязкости на 5°C ≈ падение вязкости на 10%). Низкая вязкость приводит к образованию тонких/светлых слоёв; высокая вязкость приводит к образованию толстых/тёмных слоёв.
• Неравномерность высыхания : изменения температуры/потока воздуха влияют на образование пленки смолы — перегрев может привести к агрегации пигмента и потемнению.
• Изменение давления ракеля : износ или колебания давления изменяют перенос краски на анилоксовом валике, вызывая сдвиги плотности цвета на ±5%.

3. Субстрат и помехи окружающей среды

Чернила на водной основе очень чувствительны к материалам и окружающей среде:

• Гигроскопичность подложки : разница в содержании влаги (например, отклонение в 1% в крафт-бумаге) может привести к разнице во впитывании чернил на 8%.
• Влажность/температура окружающей среды : при повышении влажности в цехе с 40% до 60% скорость высыхания падает на 30%, оставляя остаточную влагу, которая осветляет цвет и снижает блеск.
• Неточность пластины : изменение растискивания (±2%) напрямую влияет на передачу тонов, особенно в светлых цветах.

II. Сквозной контроль качества

Необходима замкнутая система «стабильные чернила – фиксированные параметры – контролируемая среда». Ключевые этапы:

1. Строгий входной контроль качества чернил

• Входной контроль : проверка интенсивности цвета (денситометр), тонкости помола (калибровочный прибор, ≤5 мкм) и pH для каждой партии.
• Стандартизированное хранение : хранить при температуре 20–25 °C в защищенном от света месте; перемешать за 30 минут до использования; использовать в течение 7 дней после вскрытия.
• Предварительно смешанные чернила по индивидуальному заказу : запрашивайте предварительно подобранные плашечные цвета для критически важных заданий, чтобы сократить ошибки настройки в процессе печати.

2. Стандартизируйте рабочие параметры

Применяйте «три принципа исправления»:

• Фиксированная вязкость : установите базовые значения (например, 25–30 сП для бумаги; 30–35 сП для плёнки). Проверяйте вискозиметром каждый час; корректируйте с помощью деионизированной воды/загустителей, если отклонение > ±2 сП.
• Фиксированный pH : проверяйте pH ежедневно (поддерживайте 8,0–8,5); корректируйте с помощью стабилизаторов (≤0,5% на одну добавку).
• Содержание твердых веществ : поддерживайте 35–40 % твердых веществ; увеличьте LPI анилокса (например, 400 → 600 LPI), если содержание твердых веществ низкое.

3. Оптимизация оборудования и параметров процесса

• Подбор анилокса : выберите объем/LPI в зависимости от потребностей в цвете; еженедельно очищайте с помощью ультразвука, чтобы предотвратить засорение пластины.
• Калибровка ракельного лезвия : установите угол 50–55° и давление 1,5–2,0 бар; следите за датчиками; проверяйте лезвия каждые 8 часов.
• Управление профилем сушки : установка температурных кривых для обеспечения равномерной сушки; предотвращение локального пересушивания или недосушивания.

4. Стандартизация окружающей среды и субстрата

• Контролируемый цех : используйте систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для поддержания температуры 23±2°C и относительной влажности 50±5%; при необходимости используйте увлажнители/осушители.
• Предварительная подготовка субстрата : используйте одну и ту же партию субстрата для каждого задания; дайте материалам акклиматизироваться в цеху в течение 24 часов; проверьте поверхностное натяжение (≥38 дин/см для пленок; при необходимости обработайте коронным разрядом).
• Контроль точности пластин : используйте пластины с лазерной гравировкой и отклонением растискивания ≤1%; перед заменой пластин проверяйте биение цилиндра (<0,01 мм).

III. 3 критических метода проверки

1. Измерение разницы цветов

• Инструмент : Спектрофотометр с соответствующим режимом измерения.
• Стандарт : ΔE ≤ 1,5 (одна партия); ΔE ≤ 2,0 (разные партии).
• Частота : после первого образца; отбор проб каждые 30 минут; регистрация данных для анализа тенденций.

2. Контроль толщины красочного слоя

• Метод : β-лучевая толщинометрия или микроскопия (цель: 1–3 мкм).
• Корреляция : постройте диаграмму «толщина–интенсивность цвета» (например, толщина +0,5 мкм ≈ +2% интенсивности).

3. Записи о прослеживаемости партий

Ведение журнала контроля цвета для отслеживания:

• Номера партий чернил и данные испытаний.
• Ежедневные параметры (вязкость, pH, давление лезвия, температура сушки).
• Почасовые результаты ΔE и корректирующие действия.
• Партии субстрата и данные об окружающей среде.

IV. Пример: стабилизация цвета для производителя упаковки для пищевых продуктов

V. Заключение: Основой является «Контроль и прослеживаемость»

Стабильность цвета при использовании флексографских красок на водной основе достигается благодаря научному контролю: минимизируется вариативность партий на этапе производства, стабилизируются процессы и устраняются отклонения с помощью мониторинга в режиме реального времени.

Для критически важных применений :

• Создайте стандартную библиотеку цветов для допечатной калибровки.
• Ежемесячно калибруйте оборудование (анилокс, лезвия, спектрофотометры).
• Сотрудничайте с поставщиками чернил для разработки индивидуальных решений для специальных цветов.