Nguồn: Xeikon
Biên dịch: Nguyễn Thái Dũng
3. So sánh khả năng in của mực khác nhau
Các loại mực khác nhau, tức là mực electrography và mực in inkjet, có các thành phần và đặc tính khác nhau. Để ngắn gọn, cuộc thảo luận của chúng tôi chỉ giới hạn ở sự tương tác của chúng với vật liệu in nhãn, màu sắc và độ bền của sản phẩm in cũng như tính bền vững của các công nghệ tương ứng.
3.1 Tương tác với vật liệu in
Trong đánh giá của chúng tôi về sự tương tác của mực in electrography và inkjet với các vật liệu in khác nhau, chúng tôi xem xét sự bám dính và sự thâm nhập của sắc tố, độ bám dính xác định xem hình ảnh in có được cố định với bề mặt vật liệu hay không và tốt như thế nào. Độ thâm nhập của sắc tố cho biết mực hoặc các sắc tố mực có thấm vào vật liệu in hay không. Trong khi độ bám dính cần được tăng cường tối đa, sự thâm nhập của sắc tố phải được tránh càng nhiều càng tốt, vì hai lý do: (1) nó có tác động tiêu cực đến độ sâu màu, hình dạng và kích thước điểm in và (2) dẫn đến việc sử dụng chất màu không hiệu quả, tức là cần nhiều mực hoặc hạt mực để đạt được độ sâu màu như nhau.
Bảng 2
- Giấy
Do ái lực hóa học của hệ mực electrography khô đối với giấy hoặc lớp phủ giấy, độ bám dính tốt, không cần primer. Trong electrography với bột mực khô và lỏng, các phân tử sắc tố được bao bọc trong một polyme có trọng lượng phân tử lớn. Những hạt này quá lớn để có thể xâm nhập vào các sợi của giấy không tráng, chưa nói đến những hạt của giấy có tráng, tuy nhiên, pha polyetylen của mực lỏng ít tương thích với các đặc tính hóa học của giấy hoặc lớp phủ giấy. Ngoài ra, do chất lỏng mang hòa tan bên trong hệ thống nhựa resin vẫn cần bay hơi, độ bám dính bị ảnh hưởng. Do đó, mực dạng lỏng, trái ngược với mực khô, cần phải có lớp primer, không phải để ngăn chặn sự xâm nhập của sắc tố mà để cải thiện độ bám dính. (Lưu ý rằng, trên các loại giấy tự nhiên, việc phủ một lớp primer đồng nhất để đảm bảo độ bám dính đồng đều là một thách thức).
Để đảm bảo việc phun ra đáng tin cậy, mực in phun có độ nhớt thấp và đầu in được giữ ở nhiệt độ 45 ° C để duy trì độ nhớt thấp (thường là 4-17 mPa.s). Độ nhớt của mực in phun UV có thể xử lý được thấp hơn khoảng 6 lần so với mực in UV flexo thường được sử dụng, vì vậy chúng có thể dễ dàng xuyên qua sợi giấy hơn, đó là lý do tại sao cần primer để tránh sự thâm nhập của sắc tố. Về độ bám dính, mực gốc nước có thể được in mà không cần primer: Các thành phần bao bọc các hạt sắc tố tương thích với các đặc tính hóa học của giấy hoặc lớp phủ giấy, nhưng như đã nói, để tránh sự thâm nhập của bột màu (và tăng tầng thứ dot gain) sau cùng thì bạn sẽ cần một lớp primer. Đối với mực in phun UV, lập luận hơi khác: Để mực có thể khô, toàn bộ hệ thống mực cần phải duy trì ở bề mặt, bất kỳ mực nào thâm nhập vào vật liệu in đều không thể tiếp xúc với tia UV và do đó không thể khô hiệu quả. Lưu hành các bản in có chứa các chất không được bảo đảm là nguy hiểm. Vì vậy, khi in trên nền giấy xốp, nên sử dụng một lớp primer để đảm bảo độ đóng rắn và bám dính thích hợp.
- Vật liệu in tổng hợp
Không có chất màu nào có thể thâm nhập vật liệu tổng hợp, vì vậy độ thâm nhập của chất màu không phải là vấn đề đối với bất kỳ vật liệu in nào được thảo luận ở đây.
Do ái lực hóa học của hệ thống mực electrography khô đối với vật liệu in tổng hợp, độ bám dính cũng không phải là một vấn đề. Tuy nhiên, đối với hệ thống mực in lỏng, độ bám dính bị ảnh hưởng vì chất lỏng mang hòa tan bên trong nhựa thông (resin) vẫn cần bay hơi. Do đó, một lớp primer là cần thiết.
Độ bám dính của mực in phun UV phụ thuộc vào mức năng lượng bề mặt tương đối của mực và vật liệu. Năng lượng bề mặt của vật liệu in càng cao so với năng lượng của mực thì khả năng thấm ướt càng tốt. Khả năng thấm ướt tốt là cần thiết để đạt được độ bám dính tốt. Vật liệu tổng hợp thường có mức năng lượng bề mặt thấp, vì vậy, đối với một số kết hợp vật liệu-mực nhất định, cần có lót primer hoặc xử lý corona để tăng năng lượng bề mặt của vật liệu để cải thiện độ bám dính, điều này có tác động đến độ đồng đều độ bóng và chất lượng hình ảnh.
Vật liệu tổng hợp không thấm nước. Mực gốc nước phải bám dính sau khi nước bay hơi, có thể đạt được điều này theo hai cách: (1) Bằng cách sử dụng mực có chứa polyme, để màng polyme hình thành sau khi nước bay hơi bám dính tốt, hoặc (2) bằng cách sử dụng primer gốc polyme tương thích với các sắc tố mực.
3.2 Màu sắc
Tùy thuộc vào ứng dụng, các cân nhắc về chức năng hoặc thẩm mỹ sẽ chiếm ưu thế. Không muốn đơn giản hóa mọi thứ, chúng tôi giới hạn tổng quan của mình ở chất lượng hình ảnh, độ bóng, độ nhám và độ mờ.
Bảng 3
- Chất lượng hình ảnh
Chất lượng hình ảnh là một khái niệm toàn diện và nó sẽ dẫn chúng ta đi quá xa so với việc xây dựng chi tiết về tất cả các khía cạnh của nó. Từ cuộc thảo luận của chúng tôi về việc định vị điểm chính xác và kiểm soát kích thước điểm, rõ ràng là electrography với mực khô và lỏng cho phép bạn tạo ra các chi tiết tốt hơn so với máy in phun UV và gốc nước single pass có cho cùng độ phân giải (gốc), trong một quá trình nhất quán và có thể kiểm soát được tốt hơn.
- Hiệu ứng bóng trên bề mặt mờ
Độ nhớt cao của mực electrography khô và mực lỏng dẫn đến độ bóng trung bình (satin). Độ nhớt của mực in phun UV là do mực chảy tự nhiên, tạo ra một bề mặt cực kỳ mịn với độ bóng cao. Dù có hay không có lớp primer, mực gốc nước sẽ phụ thuộc vào mức độ bóng của vật liệu in vì lượng mực còn lại trên bề mặt không đủ để ảnh hưởng đến mức độ bóng.
- Nhám (kết cấu 3D)
Bạn có thể đạt được kết cấu 3D hay không chủ yếu phụ thuộc vào độ dày của lớp mực in. Máy in phun UV tạo ra các lớp có độ dày trung bình 6 µm, mang lại kết cấu từ trung bình đến cao. Các lớp mực khô electrography dày trung bình 4 µm, đủ dày để tạo ra một số kết cấu, mặc dù ít hơn so với mực in phun UV (Lưu ý rằng các lớp màu trắng thường dày hơn nhiều). Các lớp được tạo ra bởi mực lỏng và mực in phun gốc nước quá mỏng để có thể cảm nhận được bất kỳ hiệu ứng 3D nào.
- Độ đục
Đối với màu trắng, độ đục càng cao càng tốt. Độ đục của một màu được xác định bởi (1) sự tập trung của các sắc tố (lượng sắc tố) và (2) kích thước hạt sắc tố. Mực khô electrography đạt điểm tốt trên cả hai tiêu chí. Mực khô màu trắng kết hợp tải trọng sắc tố cao nhất với kích thước hạt lớn nhất, tạo ra các lớp màu trắng có độ đục thường cao hơn so với màu trắng flexo, chỉ trong một lượt in. Các hạt sắc tố trong bột mực lỏng màu trắng có kích thước tương tự, nhưng nồng độ của chúng thấp hơn, dẫn đến một lớp đơn ít mờ đục hơn (Lưu ý rằng, tùy thuộc vào cấu trúc máy, có thể in nhiều lớp mực lỏng,chồng lên nhau, để đạt được độ đục tốt hơn. Tuy nhiên, điều này sẽ làm giảm năng suất).
Đối với mực in phun UV được sử dụng trong hệ thống phun tần số cao single pass, kích thước hạt màu phải đủ nhỏ để tránh tắc vòi phun. Ngoài ra, độ nhớt cần thiết của mực không giới hạn tải lượng sắc tố tối đa có thể. tuy nhiên, mực in phun có khả năng đạt được độ mờ đục so với mực in lụa, (1) miễn là đầu in có độ phân giải gốc thấp, tạo ra giọt có kích thước lớn (xem Hộp 1), điều này gây bất lợi cho thiết kế có các chi tiết nhỏ không kể các vùng nền, và (2) ở tốc độ in thấp. Lưu ý rằng mực in UV flexo chịu được tải trọng cao hơn bởi vì, như đã thảo luận, đối với những loại mực này, độ nhớt thấp không phải là một vấn đề. Độ nhớt của mực in phun gốc nước thấp hơn mực có thể xử lý bằng tia UV, độ đục có thể đạt được với một lớp mực trắng cũng được cho là thấp hơn.
Ngược lại, đối với các màu khác ngoài màu trắng, độ đục phải càng thấp càng tốt. Các hạt sắc tố càng nhỏ và lượng sắc tố càng thấp thì màu càng trong suốt. Độ trong suốt cũng được cải thiện theo độ dày của lớp: lớp càng mỏng càng tốt.
3.3 Độ bền của bản in
Lý tưởng nhất là nhãn tồn tại càng lâu càng tốt, trên kệ và được sử dụng. Do đó, tùy thuộc vào mục đích sử dụng, bản in có thể chịu được va quệt và trầy xước, nhiệt, nước và hóa chất.
Bảng 4
- Chống trầy xước
Năng lượng bề mặt của vật liệu càng thấp thì khả năng chống xước và trầy xước của nó càng cao. Lớp mực càng dày thì khả năng chống xước và trầy xước càng thấp. Dựa trên độ dày của lớp mực, bạn sẽ mong đợi mực electrography khô và mực in phun có thể xử lý được bằng tia UV sẽ có cùng điểm số, nhưng vì các lớp của mực in phun UV có năng lượng bề mặt thấp hơn cả hai lớp mực electrography khô và lỏng, hai lớp sau dễ bị tổn thương hơn dễ xước hơn. Thêm một lớp phủ bóng UV vào các bản in mực electrography làm cho chúng có khả năng chống xước và trầy xước như các bản in phun UV. Dựa trên độ dày của lớp mực, máy in phun gốc nước được kỳ vọng sẽ có điểm số cao nhất, nhưng các lớp mực của nó quá mỏng nên khả năng chống xước và trầy xước của lớp nền bên dưới phát huy tác dụng.
- Khả năng chịu nhiệt
Hình ảnh electrography mực khô và mực lỏng là các polyme được hợp nhất với chất nền, vì vậy khi nung nóng, chúng có thể tan chảy trở lại. Cần áp dụng các biện pháp xử lý như ghép màng chống nóng cho vấn đề này. Mực in phun gốc nước và UV chịu được nhiệt: Các polyme được hình thành sau quá trình đóng rắn hoàn toàn của mực in phun UV có nhiệt độ nóng chảy cao. Trong mực gốc nước, nồng độ polyme trên bề mặt chất nền quá thấp khiến mực bị chảy và dính.
- Không thấm nước
Nước không có ái lực hóa học với các thành phần trong toner hoặc mực in phun UV, do đó chúng có khả năng chống nước tốt. Đối với mực in phun gốc nước, tình huống như sau: Để đảm bảo sự phân tán thích hợp của các sắc tố trong chất mang gốc nước, các hạt sắc tố này được tạo ra rất nhỏ nhờ sự kết dính của các phân tử polyme được thiết kế đặc biệt (chất phân tán), một mặt của nó có ái lực cao với sắc tố, trong khi mặt kia là ưa nước (ví dụ như các nhóm cacboxylic đã được khử carboxylic làm tăng độ phân cực của các hạt sắc tố và do đó ái lực của chúng với nước). Làm cho nhãn mực gốc nước có khả năng chống nước đòi hỏi phải sử dụng một lớp primer làm giảm hoặc ngăn chặn đặc tính ưa nước của các chất màu, ví dụ: một lớp primer có chứa muối canxi.
- Kháng hóa chất
Các hệ thống liên kết chéo thường có khả năng chống lại hóa chất cao, điều này giải thích hiệu suất của mực in phun UV so với mực in electrography: Các loại nhựa trong bột mực hầu hết không liên kết chéo. áp dụng phương pháp cán màng kháng hóa chất khắc phục vấn đề này. Khả năng kháng hóa chất của mực gốc nước là do loại mực này không chứa bất kỳ thành phần nào có ái lực với dung môi hóa học.
3.4 Tính bền vững
Ngành kinh doanh in ấn, giống như bất kỳ ngành công nghiệp nào khác, chịu áp lực phải hoạt động bền vững nhất có thể. Làm thế nào để các công nghệ khác nhau so sánh khi nói đến việc sản xuất chất thải hóa học, tính thân thiện với người vận hành và an toàn thực phẩm?
Bảng 5
- Chất thải hóa học
Máy in electrography mực khô và máy in phun gốc nước có một điểm chung: Chúng không tạo ra bất kỳ chất thải hóa học nguy hiểm nào. Ngược lại, các chai có cặn mực và quá trình rửa và xả của quá trình in phun UV phải được loại bỏ một cách an toàn, như được chỉ ra trên bảng dữ liệu an toàn. như đối với electrography mực lỏng: Trong quá trình in, hầu hết chất lỏng mang được thu thập trong máy in và được xử lý như chất thải hóa học, một phần bay hơi vào môi trường tạo ra và một phần vẫn còn trong vật liệu in mà từ đó nó sẽ cuối cùng bay hơi.
- Thân thiện với người vận hành
tất cả các quy trình in phun UV đều tạo ra ôzôn trong quá trình phóng điện và đóng rắn tương ứng. Ozone là một vật liệu có khả năng độc hại, nhưng nó có thể được phát hiện bằng mùi ở mức thấp hơn nhiều so với ngưỡng an toàn. Bộ lọc ôzôn phù hợp giúp giảm thiểu mọi vấn đề về mùi hoặc say.
Trong quá trình vận hành các hệ thống máy in phun UV, người vận hành phải đảm bảo rằng chúng được che chắn để tránh tiếp xúc với tia UV.
Liên quan đến các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC): Không giống như mực electrography khô, nhiệt độ cao khi truyền mực lỏng tạo ra VOC khi chất lỏng mang bay hơi. Mực in phun gốc nước có chứa chất giữ ẩm, một số chất này đủ tiêu chuẩn là VOC.
- An toàn thực phẩm
Trong sách trắng trước đây, chúng ta đã thảo luận nhiều về tính an toàn thực phẩm, so sánh mực in electrography khô và mực in lỏng và máy in phun UV. Chúng tôi đã tranh luận lý do tại sao, liên quan đến quá trình xâm nhập (chuyển các chất từ bao bì sang thực phẩm), electrography với bột mực khô có lợi thế hơn hai công nghệ còn lại.
Máy in phun gốc nước có vị trí bắt đầu tốt vì mực chủ yếu bao gồm các sắc tố không có xu hướng di chuyển và không có chất phân tán – trọng lượng phân tử rất cao. Các chất di chuyển tiềm năng duy nhất có trong bản in phun gốc nước là chất giữ ẩm cư trú trong chất nền trước khi bay hơi hoàn toàn.
Trái ngược với mực in UV flexo và mực in offset UV, rất khó để tạo ra các loại mực in phun UV theo cách mà chúng cũng phù hợp với thực phẩm. Để đảm bảo đủ độ nhớt thấp, các phân tử được sử dụng trong mực in phun UV nhỏ hơn so với mực in UV flexo và UV offset, do đó độ nhớt thấp không phải là yêu cầu cần thiết. Phân tử càng nhỏ thì khả năng di chuyển càng cao. Hơn nữa, vì một số lý do, hầu như không thể đảm bảo độ đóng rắn 100%: Tia UV không tiếp cận được tất cả các phân tử chất quang điện vì lớp quá dày, sắc tố hấp thụ tia UV và do đó cản trở quá trình đóng rắn, đèn cũ sản xuất không đủ tia UV ánh sáng, ức chế oxy v.v.
kết quả là có những phần tử xâm nhập tiềm năng hiện diện: Các monome chưa phản ứng, các đoạn photoinitiator và photoinitiator dư thừa. Mực in UV flexo và mực in offset UV thường bao gồm các oliu hoặc prepolyme có trọng lượng phân tử cao hơn với đủ các nhóm phản ứng để giảm khả năng di chuyển. Thật không may, chúng làm tăng độ nhớt của mực, khiến chúng không thích hợp để sử dụng trong các hệ thống phun tần số cao. Cho đến nay, chỉ có một phân tử được tìm thấy phù hợp với mục đích: VEEa hoặc 2-vinyloxyethoxy- ethylacrylate, có hai nhóm phản ứng và độ nhớt thấp. Hầu hết các loại mực có thể xử lý được bằng tia UV để in phun single pass tốc độ cao đều sử dụng thành phần này. Tuy nhiên, sự hiện diện của thành phần này vẫn chưa đủ để mực đủ điều kiện là mực có độ xâm nhập thấp. Làm việc với chất quang phân tử cũng là một lựa chọn, nhưng điều này phức tạp hơn và tốn kém hơn.
4. Kết luận
Từ cuộc thảo luận này, cần phải hiểu rõ rằng không có công nghệ kỹ thuật số nào phù hợp với mọi mục đích cho việc in nhãn. Nhãn rượu không nhất thiết phải có khả năng kháng hóa chất, trong khi đối với nhãn công nghiệp và sức khỏe & sắc đẹp thì điều đó là bắt buộc. Nhãn dược phẩm yêu cầu chữ in đẹp và nhãn thực phẩm phải … an toàn thực phẩm. Tóm lại: Công nghệ phù hợp nhất phụ thuộc vào ứng dụng.
Với thời gian chạy in ngày càng ngắn hơn, sẽ có những lợi ích về năng suất từ quy trình làm việc tự động, đây chính là lúc mà in kỹ thuật số ra đời. vì mỗi công nghệ đều có những ưu điểm riêng, lý tưởng nhất là bạn nên kết hợp một số hoặc tất cả chúng để có thể tận dụng tối đa các lợi thế và tính năng tương ứng của chúng. và tin tốt là: Trên thị trường có những hệ thống front-end hỗ trợ kỹ thuật số có thể kiểm soát các công nghệ in khác nhau, hỗ trợ quy trình làm việc được tùy chỉnh và tích hợp, do đó cung cấp cho bạn một thiết lập sản xuất tích hợp đầy đủ.
XEIKON WP DIGITAL LABEL PRINTING TECHNOLOGIES (1)
XEIKON WP DIGITAL LABEL PRINTING TECHNOLOGIES (2)
