Sieťotlačový atrament na{0}}vodnej báze: optimalizácia zloženia, zvýšenie výkonu a priemyselné aplikácie

V posledných rokoch environmentálne predpisy, normy bezpečnosti na pracovisku a trendy udržateľnej výroby výrazne urýchlili prijatie atramentov na báze vody-v globálnom polygrafickom priemysle. V porovnaní s tradičnými solventnými-atramentmi ponúkajú atramenty-na vodnej báze čistejšie, bezpečnejšie a ekologickejšie-riešenie. Znižujú emisie prchavých organických zlúčenín (VOC), eliminujú škodlivé zvyšky rozpúšťadiel a poskytujú operátorom bezpečnejšie pracovné prostredie.

 

Atramenty na vodnej báze si získavajú pozornosť najmä v aplikáciách sieťotlače-pre svoju kompatibilitu s rôznymi substrátmi, ako sú papier, PET fólie a PVC materiály. Napriek svojim ekologickým výhodám však konvenčné sieťotlačové farby na-vodnej báze stále čelia technickým problémom vrátane slabého lesku, nedostatočnej odolnosti proti oderu, slabej priľnavosti a pomalšieho schnutia.

 

 

Výzvy tradičných sieťotlačových atramentov na{0}}vodnej báze

 

Hoci atramenty na báze vody- ponúkajú výhody pre životné prostredie, často sú spojené s niekoľkými obmedzeniami výkonu, ktoré obmedzujú ich širšie priemyselné využitie.

1. Výkon s nízkym leskom

Tradičné atramenty na -vodnej báze majú tendenciu vytvárať matné alebo polo{1}}lesklé povrchy, ktoré nemusia spĺňať vizuálne požiadavky-kvalitných obalov, značkových materiálov alebo dekoratívnych výtlačkov.

2. Slabá odolnosť proti oderu

Potlačené povrchy sú často náchylné na opotrebovanie a poškriabanie, najmä pri balení alebo označovaní, kde dochádza k častým manipuláciám.

3. Slabá priľnavosť

Dosiahnutie silnej priľnavosti na -poréznych substrátoch, ako sú PET a PVC fólie, je veľkou výzvou, čo vedie k problémom s odlupovaním alebo odlupovaním.

4. Pomalá rýchlosť sušenia

Odparovanie vody je vo svojej podstate pomalšie ako odparovanie rozpúšťadla, čo môže znížiť efektivitu výroby v prostrediach s vysokou{0}}rýchlosťou tlače.

5. Späť-Problémy s lepením (blokovaním).

Po vytlačení môže nedostatočné zaschnutie alebo nesprávna formulácia spôsobiť zlepenie vytlačených vrstiev, čo ovplyvní kvalitu produktu.

 

Cieľ výskumu: Vývoj vysokovýkonného atramentu na báze vody-

 

Na riešenie vyššie uvedených výziev je cieľom vytvoriť sieťotlačovú farbu na-vodnej báze, ktorá:

Poskytuje vysoký lesk a vynikajúci vizuálny vzhľad

Poskytuje vynikajúcu odolnosť proti oderu

Zvyšuje priľnavosť na viacerých podkladoch

Udržuje vhodnú viskozitu pre sieťotlač

Zlepšuje rýchlosť sušenia a vlastnosti proti{0}}blokovaniu

Udržuje výrobné náklady konkurencieschopné

 

Metodológia: Prístup optimalizácie formulácií

 

Na dosiahnutie optimálneho výkonu bola prijatá systematická experimentálna metodika kombinovaniajednofaktorová{0}analýzaaortogonálny experimentálny dizajn.

1. Jednofaktorová-optimalizácia

Každá zložka v zložení atramentu bola individuálne upravená, aby sa vyhodnotil jej vplyv na kľúčové vlastnosti, ako sú:

Viskozita

Lesk

Rýchlosť sušenia

Odolnosť voči oderu

Priľnavosť

Tento krok pomohol identifikovať optimálny rozsah dávkovania pre každú zložku.

2. Ortogonálny experimentálny dizajn

Po určení predbežných rozsahov sa použila ortogonálna experimentálna metóda na účinnú optimalizáciu formulácie. Súčasne sa testovalo viacero ukazovateľov výkonu, vrátane:

Viskozita atramentu

Povrchový lesk

Odolnosť voči oderu

Rýchlosť sušenia

Pevnosť priľnavosti

Výkon proti{0}}blokovaniu

Tento prístup zabezpečuje vyváženú optimalizáciu všetkých kritických parametrov namiesto zamerania sa na jednu vlastnosť.

 

 

 

 

Sieťotlačový atrament na báze{0}}optimalizovaného zloženia vody

 

Prostredníctvom systematického experimentovania sa optimálna formulácia (v hmotnostných percentách) určila takto:

Styrén-akrylová živica:27%

Etylénglykol (pomaly sušiace činidlo):5%

Acetát butyrát celulózy (CAB modifikovaná živica):0.75%

Odpeňovač:1.0%

Polyetylénová vosková emulzia:6%

Roztok amoniaku:11%

Asociatívne zahusťovadlo:0.8%

Deionizovaná voda:38.25%

Pigment:10%

Celkom: 100 %

 

Funkčná analýza kľúčových komponentov

 

1. Styrén-Akrylová živica (27 %)

Toto je primárny filmový-materiál, ktorý poskytuje:

Silná priľnavosť

Dobrá odolnosť voči vode

Vyvážená pružnosť a tvrdosť

Hrá kľúčovú úlohu pri zlepšovaní lesku a trvanlivosti.

2. Etylénglykol (5%)

Pôsobí ako pomalé-sušidlo na:

Zabráňte predčasnému vysychaniu obrazovky

Zlepšite zarovnanie a hladkosť tlače

Zvýšte konzistenciu tlače

3. Acetát butyrát celulózy (0,75 %)

Modifikovaná živica, ktorá prispieva k:

Vylepšený lesk

Lepšia tvorba filmu

Zvýšená chemická odolnosť

4. Polyetylénová vosková emulzia (6%)

Kritické pre:

Zlepšenie odolnosti proti oderu

Zlepšenie hladkosti povrchu

Zníženie trenia

5. Roztok amoniaku (11 %)

Používa sa na:

Upravte úrovne pH

Stabilizujte disperzný systém

Zlepšite rozpustnosť živice

6. Asociatívne zahusťovadlo (0,8 %)

Kontroluje viskozitu a zabezpečuje:

Správny prenos atramentu počas sieťotlače

Rovnomerná hrúbka povlaku

7. Pigmenty (10 %)

Poskytnite farebnú silu a nepriehľadnosť pri zachovaní kompatibility so systémom na báze vody-.

 

Výkonnostné testovanie a hodnotenie

Na overenie formulácie sa použili viaceré nástroje a štandardizované testy.

1. Testovanie viskozity

Pomocou digitálneho viskozimetra atrament ukázal:

Stabilná viskozita

Výborná potlačiteľnosť

Konzistentné správanie toku

2. Testovanie odolnosti proti oderu

Pomocou testera odolnosti proti opotrebovaniu atrament ukázal:

Výrazné zlepšenie odolnosti proti poškriabaniu

Zvýšená trvanlivosť pre obalové aplikácie

3. Meranie lesku

Dosiahlo sa optimalizované zloženie:

Vyšší povrchový lesk v porovnaní s konvenčnými atramentmi na{0}}vodnej báze

Vylepšená vizuálna príťažlivosť pre komerčnú tlač

4. Testovanie priľnavosti

Testované na viacerých substrátoch:

Papier (vrátane potiahnutých povrchov)

PET fólie

PVC fólie

Výsledky ukázali vynikajúcu priľnavosť bez odlupovania alebo odlupovania.

5. Výkon sušenia

Atrament dosiahol vyváženú rýchlosť schnutia:

Dostatočne rýchly pre priemyselnú výrobu

Dostatočne pomaly, aby sa zabránilo upchávaniu obrazovky

6. Výkon proti{1}}blokovaniu

Pridanie vosku a optimalizované podmienky sušenia výrazne znížili{0}}problémy s lepením.

 

Priemyselné aplikácie sieťotlačovej farby-na vodnej báze

 

Optimalizovaný atrament možno široko použiť vo viacerých odvetviach:

1. Blahoželania a písacie potreby
Vysoký lesk a živé farby zvyšujú vizuálnu príťažlivosť
Silná priľnavosť zaručuje odolnosť
2. Potlač obalov
Vhodné pre farebné krabice a maloobchodné balenie
Odolné voči opotrebovaniu pri manipulácii a preprave
3. Štítky a nápisy
Vynikajúca priľnavosť na plastové fólie
Dlhotrvajúci-výkon v rôznych prostrediach
4. Flexibilná filmová tlač
Ideálne pre aplikácie PET a PVC fólie
Zachováva pružnosť bez praskania