Состав флексографических красок на водной основе

Все более строгие экологические нормы стали существенной движущей силой развития флексографских красок на водной основе. Директива ЕС 1999/13/EC налагает строгие ограничения на выбросы летучих органических соединений (ЛОС). Традиционные краски на основе растворителей из-за их высоких выбросов ЛОС больше не могут соответствовать экологическим требованиям. Флексографские краски на водной основе, которые практически не содержат ЛОС, соответствуют концепциям защиты окружающей среды и стали предпочтительным выбором для многих типографий.

По сравнению с традиционными чернилами на основе растворителя флексографические чернила на водной основе не только более экологичны с более низкими выбросами ЛОС, но и снижают риск воздействия вредных веществ на операторов с точки зрения безопасности. Что касается стоимости, то по мере того, как технология чернил на водной основе продолжает развиваться, а масштабы рынка расширяются, себестоимость продукции постепенно снижается, что приводит к высокой экономической эффективности. Что касается эффективности высыхания, хотя чернила на водной основе традиционно считались имеющими более медленную скорость высыхания, благодаря разумному проектированию рецептуры и оптимизации сушильного оборудования эффективность высыхания флексографических красок на водной основе была значительно улучшена.

Основные компоненты флексографических красок на водной основе

Система связующего
Акриловые смолы: Акриловые смолы обычно используются в флексографических чернилах на водной основе. Они обладают хорошей адгезией, что позволяет чернилам прочно прилипать к поверхности подложки. Кроме того, они проявляют превосходные пленкообразующие свойства, что позволяет слою пленки чернил обладать определенной прочностью и гибкостью.

Полиуретановые дисперсии (PUD): Включение полиуретановых дисперсий может эффективно повысить водостойкость чернил. В печатных приложениях с высокими требованиями к водостойкости, таких как упаковка пищевых продуктов и наружная реклама, использование полиуретановых дисперсий гарантирует, что чернила сохранят хорошие эксплуатационные характеристики во влажной среде.

Критерии выбора: При выборе связующей системы следует учитывать ее стабильность pH, которая обычно поддерживается в пределах 8,0-9,5, чтобы обеспечить стабильность чернил при хранении и использовании. Содержание твердых веществ также является важным показателем, обычно оно составляет 40-55%. Соответствующее содержание твердых веществ обеспечивает текучесть чернил и их высыхание.

Пигменты и технология дисперсии
Органические пигменты: Обычные органические пигменты включают фтало-синий и бензидиновый желтый. Органические пигменты имеют яркие цвета и хорошую красящую способность, придавая чернилам насыщенные цвета.
Неорганические пигменты: TiO₂ и технический углерод являются часто используемыми неорганическими пигментами. TiO₂ в основном используется для улучшения непрозрачности чернил, обеспечивая печатным материалам лучшую белизну и непрозрачность. Технический углерод используется для обеспечения черного цвета, демонстрируя хорошую стойкость к истиранию и светостойкость.

Выбор диспергатора: Для равномерного распределения пигментов в чернилах необходимо выбрать подходящий диспергатор. Неионогенные поверхностно-активные вещества (например, Triton X-100) являются обычно используемыми диспергаторами. Они снижают поверхностное натяжение между частицами пигмента, предотвращая агломерацию пигмента и улучшая стабильность дисперсии пигмента.

Добавки

Пеногасители: Пеногасители на основе силикона (обычно добавляются в количестве 0,1–0,3%) эффективно устраняют пузырьки в чернилах, предотвращая их влияние на качество печати в процессе печати.
Выравнивающие агенты: Силиконовые масла, модифицированные полиэфиром, служат выравнивающими агентами, улучшая выравнивающие характеристики чернил, позволяя им образовывать равномерный слой пленки на поверхности подложки и уменьшая дефекты поверхности чернил.
Смачивающие агенты: Производные ацетиленгликоля (например, Surfynol 104) действуют как смачивающие агенты, снижая поверхностное натяжение чернил и улучшая их смачивающие характеристики на подложке, позволяя чернилам лучше прилипать к поверхности подложки.
Биоциды: Изотиазолиноны (MIT/BIT) являются биоцидами, которые подавляют рост микробов, предотвращая порчу чернил из-за микробного загрязнения во время хранения.
Вода как растворитель
Стандарты деионизированной воды: Деионизированная вода является основным растворителем во флексографических чернилах на водной основе, и ее качество существенно влияет на производительность чернил. Как правило, проводимость деионизированной воды должна быть менее 50 мкСм/см, чтобы примеси в воде не оказывали отрицательного влияния на производительность чернил.
Выбор сорастворителя: для регулировки скорости высыхания чернил иногда может потребоваться небольшое количество сорастворителя, например, этанола или пропиленгликоля (обычно добавляются в количестве <5%). Добавление сорастворителей может в определенной степени ускорить скорость высыхания чернил, а также улучшить их текучесть и пригодность для печати.

Процесс формулирования: пошаговое описание

Стадия предварительного диспергирования: на этой стадии высокоскоростной миксер (работающий на скоростях, как правило, от 1500 до 2000 об/мин) используется для равномерного распределения пигментов в водном носителе. Цель этого этапа — изначально разбить пигментные агломераты, максимально диспергируя частицы пигмента для подготовки к последующим процессам измельчения.
Процесс измельчения: измельчение дополнительно измельчает частицы пигмента. Обычное оборудование для измельчения включает трехвалковые мельницы и бисерные мельницы. В результате измельчения размер частиц пигмента уменьшается до ≤5 мкм, что обеспечивает хорошую текучесть и производительность печати чернил.
Смешивание связующего: при смешивании связующего с другими компонентами температура должна контролироваться ниже 40 °C, чтобы предотвратить гелеобразование связующего. Гелеобразование может резко увеличить вязкость чернил, влияя на их текучесть и пригодность для печати.
Регулировка pH: используйте аммиачную воду или AMP-95 и другие щелочные вещества для поддержания pH чернил в диапазоне 8,5–9,2. Соответствующий pH обеспечивает стабильность связующего и текучесть чернил, а также предотвращает ухудшение качества чернил во время хранения и использования.
Контроль вязкости: Измерьте вязкость чернил с помощью вискозиметра Брукфилда, с целевым значением обычно между 30-60 секундами (чашка Зана № 2). Отрегулируйте вязкость чернил, добавляя разбавители или загустители, чтобы соответствовать требованиям процесса печати.

Ключевые показатели эффективности 

Тест на адгезию: используйте стандарт ASTM D3359 для проверки адгезии чернил, при этом 5B является лучшим рейтингом, указывающим на самую сильную адгезию между чернилами и подложкой.
Устойчивость к истиранию: проверьте устойчивость чернил к истиранию с помощью теста на истирание Сазерленда, обычно требующего, чтобы чернила выдерживали ≥50 циклов трения, чтобы гарантировать, что печатные материалы не выцветают и не изнашиваются из-за трения во время использования.
Скорость высыхания: проверьте эффективность высыхания чернил с помощью инфракрасного (ИК) сушильного оборудования, требующего, чтобы чернила высыхали в течение ≤3 секунд при 80 °C, чтобы соответствовать требованиям высокоскоростной печати.
Химическая стойкость: проверьте химическую стойкость чернил с помощью теста на протирание этанолом, требующего отсутствия шелушения поверхности чернил после протирания, чтобы гарантировать, что печатные материалы сохраняют хорошие характеристики при контакте с химикатами.

Распространенные проблемы с формулировками и их решения

Проблема 1: Размытые полутона печати
Причина: Размытые полутона печати могут быть результатом высокой вязкости чернил или неравномерной дисперсии пигмента. Высокая вязкость снижает текучесть чернил во время печати, что затрудняет точный перенос на подложку. Неравномерная дисперсия пигмента приводит к неравномерному распределению частиц пигмента, что влияет на четкость напечатанных полутонов.
Решение: Решите эту проблему, отрегулировав время измельчения, чтобы гарантировать полное диспергирование пигментов, и соответствующим образом отрегулировав пропорцию выравнивающих агентов для улучшения текучести чернил, тем самым повышая четкость напечатанных полутонов.

Проблема 2: Медленное высыхание
Причина: Медленное высыхание чернил может повлиять на эффективность производства печати и увеличить затраты. Это может быть результатом недостаточного количества ускорителей высыхания в рецептуре чернил или неправильного выбора сорастворителя.
Решение: Добавьте 2-3% пропиленгликольметилового эфира (PM) в качестве сорастворителя. PM обладает хорошей летучестью, ускоряя скорость высыхания чернил с минимальным влиянием на другие свойства чернил.

Проблема 3: Избыточное пенообразование
Причина: Избыточное пенообразование в чернилах может повлиять на перенос чернил и качество печати, возможно, из-за неправильного или недостаточного выбора пеногасителя.
Решение: Перейдите на полисилоксановые пеногасители, модифицированные полиэфиром, которые обеспечивают лучшую эффективность и стабильность пеногашения. Отрегулируйте количество добавляемого пеногасителя в зависимости от фактических условий, чтобы эффективно устранить пену в чернилах.

Формула флексографических красок на водной основе требует всестороннего рассмотрения различных компонентов, свойств и требований к процессу печати. Рациональная разработка формул и контроль процесса позволяют флексографическим краскам на водной основе демонстрировать превосходные характеристики и удовлетворять потребности в устойчивой печати.

Среди многочисленных флексографических чернил на водной основе чернила на водной основе Zhongzhixing выделяются своим исключительным качеством. Чернила на водной основе Zhongzhixing были тщательно разработаны с учетом различных потребностей и потенциальных проблем в процессе печати, с использованием передовых технологий и высококачественного сырья в производстве. Их смоляная система тщательно разработана, что обеспечивает хорошую адгезию к различным подложкам, а также демонстрирует превосходные пленкообразующие свойства и водостойкость. Высококачественные результаты печати могут быть достигнуты как на бумаге, так и на пластиковых пленках. С точки зрения выбора пигмента и технологии дисперсии чернила на водной основе Zhongzhixing используют высококачественные органические и неорганические пигменты и точные процессы дисперсии для обеспечения равномерной дисперсии пигмента, что приводит к ярким и стойким цветам печати, при этом эффективно избегая размытых полутонов печати.

Выбор чернил на водной основе Zhongzhixing означает выбор высококачественного, эффективного и надежного решения для печати. Оно не только обеспечивает выдающиеся результаты печати, но и помогает предприятиям достигать устойчивого развития и повышать конкурентоспособность на рынке.