Являются ли УФ-флексографические краски водостойкими?

автор：starcolorink Время релиза.：2025-09-02 Очки.：

Водостойкость — один из ключевых показателей эффективности чернил, особенно для упаковки пищевых продуктов, этикеток для напитков и наружной печати. Способность чернил выдерживать воздействие воды напрямую влияет на их функциональную надежность.

УФ-флексографские краски , благодаря своей сшитой структуре, образующейся при ультрафиолетовом отверждении, часто считаются высоководостойкими. Однако их фактическая водостойкость зависит от рецептуры, процесса отверждения и совместимости с подложкой. Не все УФ-флексографские краски отвечают строгим требованиям к водостойкости, предъявляемым к требовательным областям применения.

В данной статье рассматривается вопрос «Являются ли УФ-флексографские краски водостойкими?» с четырех точек зрения: механизм водостойкости, факторы влияния, методы тестирования и оптимизация применения.

I. Механизм водостойкости УФ-флексографских красок

Водостойкость УФ-флексографских красок обусловлена их уникальным механизмом отверждения. Под воздействием УФ-излучения фотоинициаторы запускают свободнорадикальную полимеризацию мономеров и смол, образуя трёхмерную сшитую сеть. Такая структура обеспечивает два основных преимущества:

УФ-отверждение при высокой плотности плёнки
происходит практически мгновенно, создавая компактную молекулярную сеть с чрезвычайно низкой пористостью. Этот плотный слой эффективно блокирует проникновение воды, предотвращая образование пузырей и расслоение.

Данные испытаний: В ходе испытания на погружение в воду на глубину 1 метр этикетки из ПЭТ, напечатанные УФ-флексографскими красками, не показали образования пузырей и изменения цвета в течение 24 часов. Адгезия сохранялась на уровне 4B.

Стабильная сшитая структура
После отверждения слой чернил химически стабилен, нерастворим в воде и устойчив к гидролизу.

Пример применения: Этикетки для напитков, напечатанные УФ-флексографскими красками, выдерживают горячее наполнение при температуре 85 °C , а после охлаждения слой краски остается целым, без складок и выцветания.

II. Четыре ключевых фактора, влияющих на водостойкость

Хотя УФ-флексографские краски изначально работают лучше, чем сольвентные или водные краски, неподходящий состав или недостаточный контроль процесса могут негативно сказаться на результатах. Решающую роль играют следующие факторы:

Выбор смолы и мономера
Гидрофобность и плотность сшивки смоляной системы напрямую определяют водостойкость.
Степень отверждения:
Полное отверждение (≥90% конверсии) обеспечивает плотную сетку. Недостаточное отверждение (<85%) приводит к образованию остаточных мономеров, образующих «гидрофильные каналы».

Разница в эксплуатационных характеристиках: хорошо отвержденные чернила (≥90% сшивки) демонстрируют поглощение воды всего лишь 0,3% после 24 часов в воде при температуре 25 °C, сохраняя адгезию на уровне 5B.
Плохо отвержденная краска (≈70% сшивки) впитывает до 4,5% воды , при этом адгезия падает до уровня 2B.

Совместимость с подложкой.
Прочная адгезия между чернилами и подложкой имеет решающее значение. В противном случае вода проникнет в межслойную поверхность, что приведет к отслоению.

Результат теста: На обработанной коронным разрядом пленке BOPP (поверхностное натяжение 40 дин/см) УФ-флексографские краски достигли класса адгезии 5B и выдержали 24-часовое погружение в воду без повреждений.
На необработанном БОПП (32 дин/см) адгезия снизилась до степени 2B с частичным расслоением уже через 6 часов.

Выбор добавок.
Добавки с гидрофильными группами могут снижать водостойкость. Предпочтение следует отдавать гидрофобным, водоотталкивающим добавкам.

Выравнивающие агенты на основе силикона (например, полидиметилсилоксан) улучшают гладкость поверхности, не снижая ее гидрофобности.
Микронизированный полиэтиленовый воск создает защитную поверхностную пленку, увеличивая угол контакта с водой до ≈95° , усиливая отталкивающие свойства.
Рекомендуемые типы:

III. Стандартные методы испытаний на водостойкость

Оценка водостойкости требует стандартизированных количественных испытаний:

Испытание на погружение в воду

Стандарт: GB/T 1733-1993
Процедура: отпечатанный образец размером 10×10 см запечатывают по краям, погружают в воду с температурой 25 °C и осматривают через 2 ч, 4 ч, 8 ч, 24 ч.
Критерии прохождения испытания: отсутствие пузырей или изменения цвета через 24 часа, адгезия ≥ степени 3B, разница в цвете ΔE ≤ 1,5.

Устойчивость к горячей воде

Применение: Горячий розлив напитков (80–95 °C), реторт-упаковка (121 °C).
Процедура: Погружение в горячую воду на 1 час, затем охлаждение и испытание на истирание.
Критерии соответствия: при 85 °C слой краски остаётся целым, стойкость к истиранию ≥ 300 циклов. При 121 °C адгезия ≥ класса 2B.

Влагостойкость (испытание на конденсацию)

Стандарт: ISO 6270-2
Процедура: Воздействие температуры 40 °C, относительной влажности 95% в течение 72 часов.
Критерии прохода: отсутствие плесени, складок и размягчения; твердость ≥ H.

Химическая стойкость к воде (кислотам/щелочам)

Применение: Упаковка для кислых (уксус, сок) или щелочных (соевый соус) пищевых продуктов.
Процедура: Погружение в 4% раствор уксусной кислоты и 5% раствор карбоната натрия на 24 часа при температуре 25 °C.
Критерии прохода: отсутствие потери цвета или набухания; изменение толщины ≤ 5%.

IV. Пример исследования

Предыстория:
Китайский производитель напитков использовал УФ-флексографские ПЭТ-этикетки с 20% мономера HEA. После горячего розлива при 85 °C краска размывалась, а края отслаивались. Через 24 часа погружения адгезия упала до 1B. Количество жалоб клиентов достигло 15%.

Оптимизация:

Формулировка:

Заменил HEA на водостойкие акрилаты (TMPTA).
Добавлено 4% микронизированного полиэтиленового воска и 0,5% силиконового выравнивающего агента.

Процесс отверждения:

Увеличение УФ-энергии с 90 до 110 мДж/см².
Скорость пресса снижена с 320 до 280 м/мин.
Использован анилоксовый валик 500 линий (слой краски ~2 мкм).

Обработка субстрата:

ПЭТ, обработанный коронным разрядом, повышает поверхностное натяжение до 40 дин/см.

Результаты:

Погружение в воду: отсутствие пузырей через 24 часа, степень адгезии 4B, ΔE=0,8.
Горячая вода: при 85 °C не размывается; стойкость к истиранию 450 циклов.
Жалобы: снизились с 15% до 0,3%. Уровень отходов снизился с 8% до 1,2%, экономия составила ≈4000 долларов США в месяц .

Заключение

Итак, водостойки ли флексографские УФ-краски?
Ответ: Да, высококачественные флексографские УФ-краски при правильной формуле, отверждении и обработке подложки могут обеспечить превосходную водостойкость , подходящую для горячих напитков, для использования на открытом воздухе и в других сложных условиях.

Однако если рецептура некачественная, отверждение неполное или адгезия слабая, водостойкость может резко снизиться — иногда даже стать хуже, чем у чернил на водной основе.

Флексографские краски Starcolor UV от Huizhou Zhongzhixing обладают высокой водостойкостью. Если вашей упаковке требуется долговечная водонепроницаемость, свяжитесь с нами.