Факторы, влияющие на адгезию офсетной краски к различным сортам бумаги и упаковочным материалам

Различные сорта бумаги-например, мелованная, немелованная, глянцевая, матовая, переработанная и специальная бумага-по-разному реагируют на чернила. Аналогичным образом, упаковочные материалы, такие как картон, крафт-бумага, металлические основы, поверхности с полимерным-покрытием и ламинированные материалы, представляют собой уникальные проблемы. Адгезия чернил включает в себя сочетание химического состава чернил, поверхностной энергии, пористости, механизмов высыхания и взаимодействия между чернилами и подложкой.

 

 

Различия в поверхностной энергии и впитывающей способности бумаги и упаковочных материалов

 

Одним из основных факторов, влияющих на адгезию чернил, являетсяповерхностная энергиябумаги или упаковочного материала. Поверхностная энергия описывает, насколько легко жидкость (в данном случае чернила) может смачивать или растекаться по подложке. Общее правило простое:

Более высокая поверхностная энергия → Лучшее смачивание → Лучшая адгезия.
Меньшая поверхностная энергия → Плохое смачивание → Слабая адгезия.

 

Большинствонемелованная бумагаестественно, имеют более высокую поверхностную энергию, поскольку их волокнистая структура открыта и слегка пориста. Это позволяет краске проникать в поверхность бумаги, улучшая механическое закрепление. Однако слишком большая впитывающая способность может вызвать такие проблемы, как растискивание и снижение блеска. Несмотря на это, с точки зрения адгезии бумага без покрытия обычно показывает хорошие результаты.

Мелованная бумага, с другой стороны, имеют более гладкую поверхность и меньшую впитывающую способность. Они часто содержат покрытия из глины или карбоната кальция, которые уменьшают проникновение. Хотя это улучшает глянец и резкость цвета, это также означает, что адгезия в большей степени зависит от химической совместимости между красочными смолами и поверхностью покрытия. Если покрытие слишком гладкое или слишком плотно прилегает, адгезия может ослабнуть.

Когда дело доходит доупаковочные материалы, такие как складной картон, крафт-лайнер и гофрированный картон., поверхностная энергия зависит от типа целлюлозы и нанесенного покрытия. Содержание переработанного волокна, которое часто встречается в крафт-упаковочных материалах, иногда снижает прочность соединения волокон и однородность поверхности, что затрудняет адгезию. Обработка поверхности, такая как проклейка, каландрирование или барьерное покрытие, еще больше влияет на смачивание чернил.

Синтетические упаковочные материалы, такие какПленки БОПП, ПЭТ, ПВХ и ПЭ.имеют еще более низкую поверхностную энергию. Эти материалы очень гладкие, гидрофобные и не-пористые. Адгезия офсетной краски к таким основам часто бывает слабой, если только поверхность не была обработана коронным разрядом или химически модифицирована. Понимание этих различий в поверхностях позволяет типографиям корректировать состав чернил или выбирать подходящий носитель для достижения более высоких характеристик.

 

Система носителя чернил и совместимость смолы с различными материалами

 

Еще одним важным фактором адгезии офсетной краски являетсясостав чернильного носителя. В состав системы носителя обычно входят смолы, масла, лаки и добавки, которые определяют, как чернила ведут себя в печатной машине и как они связываются с бумагой или поверхностями упаковки.

 

Смолы являются ключевыми компонентами, ответственными за образование пленки.Алкидные смолы, фенольные смолы, углеводородные смолы и модифицированные растительные масла.все они влияют на то, насколько хорошо чернила прилипают к различным основам. Совместимость со смолой имеет важное значение, поскольку даже если краска смачивает поверхность, она не закрепится должным образом, если смола плохо взаимодействует с подложкой.

 

На бумаге без покрытия носитель чернил может частично впитываться в сетку волокон, позволяя смоле удерживать пигмент на месте. Этот естественный механизм крепления обеспечивает хорошую адгезию даже со стандартными системами смол.

 

Однако при печати набумага с покрытиемсмола должна взаимодействовать с покрытием на минеральной-основе. Некоторые покрытия являются щелочными, а другие – кислотными. Производители чернил корректируют химический состав смолы в соответствии с этими условиями. Например, чернила, используемые для бумаги с щелочным-покрытием, не должны содержать смол, склонных к омылению.

 

При печати наупаковочные материалы на основе пленки-Традиционные смолы для офсетной печати часто неэффективны, поскольку они не могут проникнуть в гладкую поверхность или химически связать ее с ней. В этих случаях чаще используются УФ-офсетные краски. Акриловые смолы,-отверждаемые УФ-излучением, после отверждения создают прочную полимерную сетку, позволяющую красочной пленке прочно удерживаться на поверхностях с низкой-поглощающей способностью.

 

Еще одним важным фактором являетсясушильный механизм. Чернила для закрепления-окисления требуют кислорода, а чернила для закрепления-проникания зависят от впитывающей способности бумаги. Если выбранная система смол не соответствует характеристикам основания, это отрицательно скажется на высыхании-и, следовательно, на адгезии-.

 

Покрытия, ламинирование и обработка поверхности, влияющие на адгезию

 

Современные печатные материалы часто имеют различные типы поверхностных покрытий или барьерных слоев, которые существенно влияют на адгезию краски. Появление высококачественных упаковочных материалов- сделало эти методы обработки очень распространенными.

 

Например,бумага с глянцевым-мелованием и матовым-мелованным покрытиемобычно содержат плотные слои минеральных пигментов и связующих веществ. Эти слои гладкие и однородные, что повышает качество изображения, но оставляет мало места для проникновения смолы чернил. Если покрытие слишком плотное или отполированное, адгезия становится зависеть от химического состава поверхности, а не от механического закрепления.

 

Некоторые материалы с покрытием имеют особенностибарьерные покрытия на полимерной-основе, такие как полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП) или акриловые слои. Эти покрытия разработаны так, чтобы противостоять миграции воды, масла или влаги. Хотя они улучшают характеристики упаковки, они также уменьшают прилипание чернил, поскольку чернила не могут проникнуть через эти запечатанные поверхности. Для улучшения качества печати могут потребоваться специальные сорта офсетных красок или грунтовочные покрытия.

 

В упаковочной промышленностиламинированные материалы-Например, бумага, ламинированная пластиковой пленкой или фольгой-представляет еще более серьезные проблемы. Для этих носителей требуются специальные чернила, предназначенные для не-непористых поверхностей. Обычно предпочтительными являются УФ-офсетные краски или гибридные краски с сильными усилителями адгезии.

 

Обработка поверхности также играет важную роль.Лечение короны, обычно используемый на пленках БОПП или ПЭ, увеличивает поверхностную энергию за счет добавления полярных групп, что делает подложку более восприимчивой к чернилам.Обработка пламенемможно добиться аналогичного эффекта для некоторых материалов. С бумажной стороны такие процедуры, каккалибровка, каландрирование или покрытие глинойизменяют впитывающую способность и гладкость, напрямую влияя на адгезию.

 

Печатники должны знать обо всех покрытиях и обработках, присутствующих на материале. Выбор подходящего состава чернил и, при необходимости, использование предварительной-обработки помогает обеспечить надежное прилипание чернил к сложным поверхностям упаковки.

 

Гладкость поверхности, пористость и эффект механического закрепления

 

Механическое крепление является еще одним важным фактором адгезии при офсетной печати. Это относится к физическому соединению красочной пленки с крошечными порами, волокнами или пустотами, присутствующими на поверхности материала.

 

Материалы сболее высокая пористость, такие как офсетная бумага без покрытия или переработанный крафт-картон, позволяют чернилам частично впитываться. Это создает прочную механическую связь, которая поддерживает адгезию, даже если химическая совместимость не идеальна. Однако чрезмерная пористость может привести к проблемам с расходом чернил и снижению резкости мелких деталей.

 

Напротив, материалы снизкая пористость, включая бумагу с покрытием и полимерные пленки, оставляют мало места для проникновения. На этих поверхностях адгезия в большей степени зависит от химического состава поверхности и состава смолы. Если поверхность слишком гладкая, чернила могут остаться сверху, как тонкий слой краски, не закрепившись, что может привести к растрескиванию, отслаиванию или легкому стиранию-.

 

Шероховатость поверхности также влияет на адгезию. Бумага с покрытием, подвергнутая интенсивному каландрированию для получения глянцевой поверхности, может иметь зеркально-гладкую поверхность, что ограничивает захват чернил. Матовые покрытия обычно имеют микро-текстуру, которая немного улучшает адгезию, но все же не соответствует потенциалу закрепления материала без покрытия.

 

Упаковочные материалы, такие какгофрированный картонимеют неровную, волокнистую поверхность. Адгезия чернил на этих поверхностях варьируется в зависимости от выступов и впадин структуры бумаги. В таких случаях адгезия часто бывает сильной, но четкость печати может ухудшиться. Понимание этих характеристик поверхности позволяет типографиям регулировать толщину красочной пленки, липкость или уровень увлажняющего раствора для улучшения адгезии к различным сортам бумаги и упаковочным материалам.

 

Условия окружающей среды и прессы, влияющие на адгезию чернил

 

Условия печати на печатной машине также могут существенно влиять на адгезию краски. Даже если чернила и носитель хорошо подобраны, плохие параметры окружающей среды или неправильные настройки печатной машины могут ухудшить адгезию.

 

Влажность является одним из ключевых факторов. Бумага легко впитывает влагу. Когда бумага содержит слишком много влаги, ее поверхность становится мягче и менее восприимчивой к чернилам. Избыточная влажность также может повлиять на баланс увлажняющего раствора, вызывая эмульгирование, которое мешает правильному переносу чернил.

Температура – ​​еще одно соображение. Более высокие температуры могут снизить вязкость чернил и сделать их растекание слишком свободным, не позволяя чернилам образовывать твердую пленку на носителе. Более низкие температуры, напротив, могут сделать чернила слишком жесткими, что приведет к плохому смачиванию и слабому закреплению.

 

Скорость нажатия также имеет значение. При печати на очень высоких скоростях красящая пленка может не успеть высохнуть или застыть перед попаданием на следующий валик или лист. Это может привести к размазыванию, отслоению-или снижению адгезии.

 

чернила-водный балансявляется одним из наиболее важных факторов в офсетной печати. Избыток воды ослабляет красочную пленку и препятствует склеиванию. Однако слишком мало воды может привести к чрезмерному растеканию чернил. Поддержание надлежащего водного баланса гарантирует, что красочная пленка останется прочной и стабильной при переносе на основу.

 

Наконец, состояние прижимных роликов, полотен и пластин также влияет на укладку краски-. Изношенные-валики или полотна с плохими антиадгезионными свойствами могут привести к неравномерному распределению чернил, что приведет к неравномерному прилеганию по листу.

 

Требования к долговечности упаковки и как они влияют на требования к адгезии чернил

 

Различные виды упаковки предъявляют разные требования к механическим свойствам и долговечности. Эти практические соображения существенно влияют на необходимый уровень адгезии чернил.

 

Например, упаковка для пищевых продуктов, коробки для фармацевтических препаратов и картонные коробки для косметики часто подвергаются трудоемкой обработке, складыванию и транспортировке. Чернила на этих носителях должны противостоять растрескиванию при сгибании и сохранять целостность цвета, несмотря на частый контакт. Если адгезия недостаточно прочная, чернила могут расслоиться по складкам, испортив внешний вид бренда.

 

В упаковке для электронной торговли или тяжелых-транспортных коробках напечатанные поверхности подвергаются истиранию, давлению при штабелировании и воздействию изменений окружающей среды. В таких условиях требуются чернила с более прочной адгезией, более твердые смолы или специальные добавки, -стойкие к истиранию.

При печати на картонных коробках с пластиковым-покрытием или гибкой упаковке носитель должен выдерживать изгиб, растяжение или изгиб. Адгезия должна быть оптимизирована не только для статического соединения, но и для динамических характеристик во время движения. Для таких требовательных применений часто предпочтительнее отверждаемые УФ-чернила или гибридные чернила, поскольку они образуют более прочную полимерную сетку.

 

Некоторые упаковочные материалы также подвергаются химическому воздействию, например жиру, растворителям или влаге. Для защиты можно использовать барьерные покрытия, но эти покрытия также ограничивают прилипание чернил. Принтеры должны найти баланс между барьерными характеристиками и восприимчивостью к печати.

 

Понимание реальных-условий, с которыми сталкивается печатный материал-при обращении, складывании, трении, изменении температуры или воздействии влаги-позволяет типографиям выбирать или разрабатывать чернила, соответствующие требуемым характеристикам адгезии.