Dom / Vijesti / Vijesti iz industrije / Kvaliteta ispisa je prošla sve provjere — zašto se tinta prenosi ili ljušti nakon toplinskog zatvaranja
Vijesti iz industrije
Fleksibilno pakiranje Trajnost tinte
Otisnuti fleksibilni film za pakiranje koji izgleda savršeno pri isporuci — oštra slika, pravilna boja, glatka površina — može uzrokovati gubitak boje, djelomičnu delaminaciju ili oštećenje slike nakon toplinskog zavarivanja, laminacije ili obrade u retorti. Ovaj način kvara posebno je čest kod pakiranja hrane, vrećica za piće i fleksibilnog pakiranja za lijekove, gdje sustav tinte mora preživjeti ne samo ispis, već i svaku daljnju pretvorbu i uvjete krajnje uporabe s kojima se pakiranje susreće.
Zašto normalna kvaliteta ispisa ne jamči trajnost toplinskog zavarivanja
Prijanje u mirovanju — veza između boje i supstrata u uvjetima okoline — i termomehanička adhezija — veza pod kombinacijom topline i pritiska — različita su svojstva istog sustava tinta-supstrat. Standardni testovi povlačenja trake i trljanja mjere prvo; ne mogu ponoviti uvjete čeljusti za toplinsko zavarivanje koji primjenjuje pritisak na 150–200°C tijekom djelića sekunde ili kombiniranu temperaturu i tlak ciklusa sterilizacije u retorti.
Većina testova prijanjanja tinte provodi se na sobnoj temperaturi i vlažnosti okoline. Toplinsko brtvljenje istovremeno dovodi povišenu temperaturu i mehanički tlak — kombinacija koja može otkriti slabosti na međufazi koje su potpuno nevidljive u standardnim uvjetima ispitivanja.
Mehanizam prijenosa tinte toplinskim zatvaranjem
1
Čeljust za toplinsko brtvljenje dolazi u kontakt s filmom
Brtvena čeljust primjenjuje toplinu i pritisak preko zone brtve. Supstrat se omekšava ili topi u području brtve; sloj tinte u zoni pečata je izložen i povišenoj temperaturi koja se prenosi kroz supstrat i mehaničkom pritisku čeljusti.
2
Temperatura sloja tinte raste
Kako supstrat omekšava, film ton na sučelju apsorbira toplinu. Temperatura staklastog prijelaza (Tg) ili točka omekšavanja vezivne smole tinte je kritični prag — kada tinta omekša, njena se mehanička svojstva iz temelja mijenjaju.
3
Međufazna veza slabi pod toplinom i pritiskom
Na povišenoj temperaturi, interakcije ljepila na sučelju tinte i supstrata prolaze kroz toplinski prijelaz. Ovisno o kemijskoj nijansi, neki mehanizmi ljepila postaju manje učinkoviti na povišenoj temperaturi - osobito oni koji se odnose na vodikovo vezivanje ili fizičku adsorpciju, a ne o kemijskom povezivanju.
4
Tlak primjenjuje smično naprezanje preko sučelja
Mehanički pritisak čeljusti za brtvljenje nije isključivo kompresijski — uključuje komponente smicanja, osobito na rubovima zone brtve gdje brtva prelazi u nebrtvljeno područje. Ove sile smicanja djeluju na oslabljenu površinu u točnom trenutku kada je ljepljiva veza toplinski najviše ugrožena.
5
Tinta se prenosi na suprotnu površinu ili se odvaja
Ako oslabljeno sučelje na temperaturi brtvene čeljusti ne može izdržati primijenjeno smicanje, tinta se podiže sa supstrata u zoni brtve — prenoseći se na suprotnu brtvenu površinu, ostajući zalijepljena za brtvenu čeljust ili odvajajući se nakon odvajanja brtvenih površina nakon hlađenja.
6
Oštećenje slike postaje vidljivo nakon brtvljenja
Nakon što je paket zapečaćen i čeljust otpuštena, prenesena, pomaknuta ili slojevita tinta vidljiva je kao boja koja nedostaje, duhovite slike na pečatnoj strani ili neravni rubovi tinte na granici pečata.
Čimbenici koji određuju otpornost na toplinsko brtvljenje u bojama za pakiranje
| Tg veziva tinte i točka omekšavanja | Temperatura pri kojoj vezivo tinte prelazi iz krutog u podložno stanje primarna je determinanta toplinske otpornosti — tinte s višom Tg vezivom zadržavaju mehaničku cjelovitost dulje na temperaturama brtvljenja |
| Površinska energija supstrata i obrada koronom | Adekvatna razina koronske obrade stvara više mjesta kemijskog povezivanja na sučelju tinte i supstrata — veze koje su manje osjetljive na temperaturu nego samo fizičko prijanjanje |
| Ujednačenost debljine filma tinte | Lokalno deblje naslage nijanse u zonama većeg pokrivanja imaju veću toplinsku masu i sporije omekšavaju, ali imaju i veći ukupni volumen koji se mora istisnuti pod pritiskom — ujednačenost je važnija od prosječne debljine |
| Ink Crosslink Density | Veća gustoća poprečnog povezivanja u stvrdnutim UV ili EB bojama povećava učinkovit Tg i poboljšava mehaničku otpornost na smicanje pri povišenoj temperaturi |
| Temperatura zatvaranja i vrijeme zadržavanja | Viša temperatura brtvljenja i dulje vrijeme zadržavanja povećavaju toplinsko opterećenje sloja tinte — rad u minimalnim učinkovitim uvjetima brtvljenja smanjuje stres tinte bez ugrožavanja integriteta brtvljenja |
| Pokrivenost tintom Seal Zone | Dizajniranje izgleda ispisa kako bi se smanjila pokrivenost boje u zoni toplinskog otiska najizravniji je način za smanjenje rizika prijenosa boje — gdje je to moguće, zona otiska bi trebala biti bez boje ili koristiti lak za pretisak otporan na toplinu |
Tamo gdje je greška toplinske nijanse najčešća
Zone tinte visoke pokrivenosti na pečatu
Tamne boje, teški čvrsti blokovi i metalne nijanse u ili blizu zone pečata su područja s najvećim rizikom — njihova veća debljina boje filma i mase stvaraju više mogućnosti za prijenos pod toplinom i pritiskom.
Laminirane strukture s tintom između slojeva
U laminiranim filmovima s obrnutim tiskom, sloj tinte je između supstrata i ljepila za laminiranje — toplinski stres od toplinskog zavarivanja prenosi se kroz laminat do sučelja, osobito kada ljepilo za laminiranje ima manji toplinski otpor.
Primjena retorte na visokim temperaturama
Sterilizacija u retorti na 120–135°C tijekom duljeg razdoblja kombinira povišenu temperaturu s tlakom pare — uvjeti su daleko teži od samog toplinskog zatvaranja i zahtijevaju sustave nijansi posebno formulirane za otpornost na retortu.
Zapečati rubne i kutne zone
Prijelaz iz zapečaćenih u nezapečaćena područja na rubovima zaptivke koncentrira se smično naprezanje tijekom odvajanja čeljusti. Čak i kada se tijekom pečenja zadrži tinta u zoni brtvljenja, veća je vjerojatnost da će rubne zone pokazati mikroodstranjivanje pri otvaranju pakiranja.
Često postavljana pitanja
Ako tinta prođe test prijanjanja u kipućoj vodi, znači li to da će proći i test zavarivanja?
Ne nužno — testovi prijanjanja u kipućoj vodi procjenjuju veze stabilnosti boje i podloge pod toplinskim i vlažnim stresom bez mehaničkog pritiska. Toplinsko brtvljenje dodaje značajnu komponentu tlaka koja djeluje istovremeno s toplinskim naprezanjem. Ovo su različiti načini kvarova i zahtijevaju zasebnu procjenu.
Treba li zona toplinskog zavarivanja uvijek biti bez tinte?
Tamo gdje to dizajn pakiranja dopušta, najpouzdaniji je pristup održavanju zone brtvljenja bez boje. U praksi, to nije uvijek moguće postići s dizajnom s punim rubom — u tim slučajevima sustav tinte koji se koristi u zoni brtvljenja treba posebno procijeniti na otpornost na toplinsko brtvljenje i dokumentirati u odnosu na uvjete brtvljenja korištene u proizvodnji.
Može li se lak za pretisak zaštititi sloj boje u zoni pečata od prijenosa topline?
Lak za pretisak otporan na toplinu nanesenu preko nijanse u zoni pečata može poboljšati toplinsku otpornost dodavanjem sloja s višom Tg iznad boje. Učinkovitost ovisi o toplinskim svojstvima laka, njegovom prianjanju na određenu vrstu nijanse i njegovoj kompatibilnosti s uvjetima brtvljenja. To nije univerzalno rješenje, ali može biti učinkovito u određenim primjenama.
Je li prijenos tinte vjerojatniji na određene vrste podloga?
Da — supstrati koji omekšavaju na nižim temperaturama (neki poliolefini, polietilen niske gustoće) prenose više toplinske energije na sloj nijansi tijekom brtvljenja, povećavajući rizik. Podloge s većom površinskom energijom i boljom kemijskom kompatibilnošću s vezivom nijansom daju jače početne veze koje su otpornije na toplinsko slabljenje.
Ključ za van
Prijenos boje i delaminacije nakon toplinskog zavarivanja je termomehanička greška prianjanja, a ne greška ispisa — tinta je pravilno nanesena, ali veza između boje i supstrata nije dizajnirana da izdrži kombinaciju topline i pritiska primijenjene tijekom zavarivanja.
- Testovi prijanjanja u mirovanju ne predviđaju trajnost toplinskog spajanja — temperatura i tlak zajedno stvaraju uvjete kvara koji nisu prisutni u standardnim testovima trake ili trljanja
- Vezivo tinte Tg, gustoća umreženosti i kemijski sastav površine supstrata primarne su varijabilne formulacije za otpornost na toplinsko brtvljenje
- Pokrivenost nijansi zone brtvljenja, temperatura brtvljenja i vrijeme zadržavanja primarne su varijabilni procesi
- Zona visoke pokrivenosti tinte i brtveni rubovi dosljedno su mjesta s najvećim rizikom za neuspjeh prijenosa tinte
Doživljavate prijenos tinte, delaminaciju ili oštećenje slike nakon toplinskog zavarivanja u fleksibilnom pakiranju? Naš tehnički tim može pomoći u procjeni sustava tinte i kompatibilnosti procesa za vaše specifične uvjete pečenja.
