چرا کیفیت چاپ معمولی دوام مهر و موم حرارتی را تضمین نمی کند؟
چسبندگی در حالت سکون - پیوند بین جوهر و بستر در شرایط محیطی - و چسبندگی ترمومکانیکی - پیوند تحت حرارت و فشار ترکیبی - خواص مختلف یک سیستم جوهر- بستر یکسان هستند. تستهای استاندارد کشش و مالش نوار اولی را اندازهگیری میکنند. آنها نمی توانند شرایط یک فک آب بندی حرارتی را که در دمای 150 تا 200 درجه سانتیگراد برای کسری از ثانیه فشار وارد می کند، یا دما و فشار ترکیبی یک چرخه استریلیزاسیون مخزن را تکرار کنند.
مکانیسم انتقال جوهر مهر و موم حرارتی
Heat Seal Jaw با فیلم تماس می گیرد
فک آب بندی حرارت و فشار را در سراسر ناحیه آب بندی اعمال می کند. بستر در ناحیه مهر و موم نرم یا ذوب می شود. لایه جوهر در ناحیه آب بندی هم در معرض دمای بالا منتقل شده از طریق بستر و هم فشار مکانیکی فک قرار می گیرد.
دمای لایه جوهر افزایش می یابد
همانطور که بستر نرم می شود، لایه جوهر در رابط گرما را جذب می کند. دمای انتقال شیشه (Tg) یا نقطه نرم شدن رزین بایندر جوهر یک آستانه بحرانی است - هنگامی که جوهر نرم شد، خواص مکانیکی آن به طور اساسی تغییر می کند.
پیوند بین سطحی تحت گرما و فشار ضعیف می شود
در دمای بالا، فعل و انفعالات چسب در سطح مشترک جوهر- بستر تحت یک انتقال حرارتی قرار می گیرند. بسته به شیمی جوهر، برخی از مکانیسمهای چسب در دمای بالا کمتر موثر میشوند - بهویژه مکانیسمهایی که به پیوند هیدروژنی یا جذب فیزیکی به جای پیوند شیمیایی وابسته هستند.
فشار، تنش برشی را در سراسر رابط اعمال می کند
فشار مکانیکی فک آببندی صرفاً فشاری نیست - شامل اجزای برشی است، بهویژه در لبههای ناحیه آببندی که در آن آببندی به ناحیه آببندی نشده منتقل میشود. این نیروهای برشی دقیقاً در لحظه ای که پیوند چسب از نظر حرارتی به خطر می افتد، روی سطح مشترک ضعیف عمل می کند.
جوهر به سطح مخالف یا لایه لایه منتقل می شود
اگر رابط ضعیف شده در دمای فک آب بند نتواند برش اعمال شده را تحمل کند، جوهر از زیرلایه در ناحیه آب بند بلند می شود - به سطح مهر و موم مخالف منتقل می شود، به فک آب بند چسبیده باقی می ماند یا در جدا شدن سطوح آب بند پس از سرد شدن لایه لایه می شود.
آسیب تصویر پس از آب بندی قابل مشاهده می شود
پس از مهر و موم شدن بسته و رها شدن فک، جوهر منتقل شده، جابجا شده یا لایه لایه شده به صورت رنگ از دست رفته، تصاویر ارواح روی صفحه مهر یا لبه های جوهر ناهموار در مرز مهر و موم قابل مشاهده است.
عواملی که مقاومت مهر و موم حرارتی را در جوهرهای بسته بندی تعیین می کنند
| جوهر بایندر Tg و نقطه نرم شدن | دمایی که در آن بایندر جوهر از حالت صلب به حالت سازگار تبدیل میشود، تعیینکننده اولیه مقاومت حرارتی است - جوهرهایی با چسبهای Tg بالاتر، یکپارچگی مکانیکی را برای مدت طولانیتری در دمای آببندی حفظ میکنند. |
| انرژی سطحی بستر و درمان کرونا | سطح مناسب درمان کرونا، محلهای پیوند شیمیایی بیشتری را در سطح مشترک جوهر- بستر ایجاد میکند - پیوندهایی که نسبت به چسبندگی فیزیکی به تنهایی نسبت به دما حساستر هستند. |
| یکنواختی ضخامت فیلم جوهر | رسوبات جوهر ضخیمتر محلی در مناطق با پوشش سنگین جرم حرارتی بیشتری دارند و کندتر نرم میشوند، اما حجم کل بیشتری برای جابجایی تحت فشار دارند - یکنواختی بیش از ضخامت متوسط مهم است. |
| تراکم پیوند متقابل جوهر | چگالی اتصال متقابل بالاتر در جوهرهای UV یا EB پخته شده، Tg موثر را افزایش می دهد و مقاومت مکانیکی در برابر برش در دمای بالا را بهبود می بخشد. |
| دمای آب بندی و زمان ماندن | دمای آببندی بالاتر و زمان ماندگاری طولانیتر، هر دو بار حرارتی روی لایه جوهر را افزایش میدهند - عملکرد در حداقل شرایط آببندی مؤثر، استرس جوهر را بدون به خطر انداختن یکپارچگی مهر و موم کاهش میدهد. |
| پوشش جوهر سیل زون | طراحی طرح چاپ برای به حداقل رساندن پوشش جوهر در ناحیه مهر و موم حرارتی مستقیم ترین راه برای کاهش خطر انتقال جوهر است - در صورت امکان، مناطق مهر و موم باید بدون جوهر باشند یا از لاک مقاوم در برابر حرارت استفاده کنند. |
جایی که خرابی جوهر مهر و موم حرارتی رایج ترین است
مناطق جوهر با پوشش بالا در Seal
رنگهای تیره، بلوکهای جامد سنگین، و جوهرهای فلزی در یا نزدیک منطقه مهر و موم، مناطق پرخطر هستند - ضخامت و جرم بیشتر لایه جوهر آنها فرصت بیشتری برای انتقال تحت گرما و فشار ایجاد میکند.
ساختارهای چند لایه با جوهر بین لایه ها
در فیلمهای چند لایه با چاپ معکوس، لایه جوهر بین زیرلایه و چسب لمینیت قرار دارد - تنش حرارتی ناشی از آببندی حرارتی از طریق ورقه ورقه به سطح مشترک منتقل میشود، بهویژه زمانی که چسب لمینیت مقاومت حرارتی کمتری داشته باشد.
برنامه های Retort در دمای بالا
استریل کردن مخزن در دمای 120 تا 135 درجه سانتیگراد برای دوره های طولانی، دمای بالا را با فشار بخار ترکیب می کند - شرایط بسیار شدیدتر از آب بندی حرارتی به تنهایی، و نیاز به سیستم های جوهری که به طور خاص برای مقاومت دریچه ای فرموله شده اند.
مناطق لبه و گوشه مهر و موم
انتقال از نواحی مهر و موم شده به نواحی آب بندی نشده در لبه های آب بند، تنش برشی را در طول جداسازی فک متمرکز می کند. حتی زمانی که جوهر ناحیه مهر و موم در حین آب بندی حفظ می شود، نواحی لبه به احتمال زیاد در باز شدن بسته، لایه لایه شدن ریز را نشان می دهند.
سوالات متداول
اگر جوهر تست چسبندگی آب در حال جوش را پشت سر بگذارد، آیا به این معنی است که تست سیل حرارتی را نیز پشت سر می گذارد؟
نه لزوما - تست های چسبندگی آب جوش، پایداری پیوند جوهر- بستر را تحت تنش حرارتی و رطوبتی بدون فشار مکانیکی ارزیابی می کند. آب بندی حرارتی یک جزء فشار قابل توجهی را اضافه می کند که همزمان با تنش حرارتی عمل می کند. این حالتهای شکست متفاوت هستند و نیاز به ارزیابی جداگانه دارند.
آیا منطقه مهر و موم حرارتی باید همیشه عاری از جوهر باشد؟
در جایی که طراحی بسته بندی اجازه می دهد، بدون جوهر نگه داشتن ناحیه مهر و موم قابل اطمینان ترین روش است. در عمل، این امر همیشه با طرحهای تمامبلید قابل دستیابی نیست - در این موارد، سیستم جوهر مورد استفاده در ناحیه آببندی باید به طور خاص از نظر مقاومت در برابر حرارت درزگیری ارزیابی شود و در برابر شرایط مهر و موم مورد استفاده در تولید مستند شود.
آیا یک لاک روی چاپ می تواند از لایه جوهر در ناحیه مهر و موم در برابر انتقال حرارت محافظت کند؟
یک لاک مقاوم در برابر حرارت که روی جوهر در ناحیه مهر و موم اعمال می شود، می تواند مقاومت حرارتی را با افزودن یک لایه Tg بالاتر در بالای جوهر بهبود بخشد. اثربخشی به خواص حرارتی لاک، چسبندگی آن به نوع جوهر خاص و سازگاری آن با شرایط آب بندی بستگی دارد. این یک راه حل جهانی نیست اما می تواند در کاربردهای خاص موثر باشد.
آیا انتقال جوهر بر روی انواع خاصی از بسترها بیشتر است؟
بله - بسترهایی که در دماهای پایین تر نرم می شوند (برخی پلی اولفین ها، پلی اتیلن با چگالی کم) انرژی حرارتی بیشتری را در طول آب بندی به لایه جوهر منتقل می کنند و خطر را افزایش می دهند. بسترهایی با انرژی سطحی بالاتر و سازگاری شیمیایی بهتر با چسب جوهر، پیوندهای اولیه قوی تری را ایجاد می کنند که در برابر تضعیف حرارتی مقاوم تر هستند.
غذای آماده کلیدی
انتقال جوهر و لایه لایه شدن پس از آب بندی حرارتی یک نقص چسبندگی ترمومکانیکی است، نه یک نقص چاپی - جوهر به درستی اعمال شده است، اما پیوند بین جوهر و زیرلایه طوری طراحی نشده است که ترکیبی از گرما و فشار اعمال شده در طول آب بندی را تحمل کند.
- تست چسبندگی در حالت سکون دوام مهر و موم حرارتی را پیشبینی نمیکند - دما و فشار با هم شرایط خرابی را ایجاد میکنند که در تستهای استاندارد نوار یا مالش وجود ندارد.
- بایندر جوهر Tg، چگالی اتصال متقابل و شیمی سطح زیرلایه متغیرهای فرمول اولیه برای مقاومت در برابر حرارت مهر و موم هستند.
- پوشش جوهر منطقه مهر و موم، دمای آب بندی و زمان ماندن متغیرهای اولیه فرآیند هستند
- مناطق جوهر با پوشش بالا و لبه های مهر و موم به طور مداوم بیشترین خطر را برای خرابی انتقال جوهر دارند.
آیا پس از آب بندی حرارتی در بسته بندی انعطاف پذیر، انتقال جوهر، لایه لایه شدن یا آسیب تصویر را تجربه می کنید؟ تیم فنی ما می تواند به ارزیابی سیستم جوهر و سازگاری فرآیند برای شرایط خاص آب بندی شما کمک کند.