Гибкость и эластичность УФ-чернил

В настоящее время гибкость - одно из самых важных понятий в отрасли, в том числе в цифровой печати, где краска должна быть в состоянии адаптироваться к большинству существующих носителей и случаев использования. Но на этот раз хочется поговорить именно о механической гибкости чернил. Приведем текст англоязычного источника, который хоть и не является откровением, но содержит несколько интересных картинок, цифр, объяснений.

УФ-отверждаемые чернила с самого начала позиционировались как решение для печати на жестких материалах, таких как пластик, алюминий, оргстекло и т.д. Потом появились варианты печатающих составов для гибких носителей и тех случаев, когда носитель подвергается деформации в процессе эксплуатации или производства (например, складывание запечатанного картона в упаковочную коробку).

Основной принцип УФ-печати состоит в полимеризации состава после нанесения из сопел струйной головки. Чернила содержат УФ-инициаторы, которые принимают энергию волны ультрафиолета определенной длины. Начинается реакция полимеризации мономеров и олигомеров до отвердевания. Толщина слоя составляет не более 15 пм, так что даже в «жестком» состоянии чернила сохраняют определенную пластичность, изгибаясь без особых трещин ортогонально к плоскости печати.

Когда запечатанный материал претерпевает определенные манипуляции это свойство гибкости особенно важно, поскольку любое преобразование может стать геометрической проблемой. Красочный слой должен быть достаточно устойчивым во всех направлениях. Вот три типичных примера возможного сложения/изгибания:



Эти трансформации могут использоваться поодиночке и совместно, вкупе с вращением, а также местными растяжениями. Значит, чернила для цифровой струйной УФ-печати должны быть способны выдержать такой геометрический стресс как растяжение, вращение, а также изгиб.

Полимеризованные чернила должны максимально повторять все движения субстрата и в то же время держать такие характеристики, как цвет, толщину, адгезию. Для этого были разработаны большие по размеру молекулы, которые позволяют микрочастицам скользить относительно друг друга без разрыва связей, а значит без каких-либо трещин или повреждений напечатанного изображения. Нижеследующая схема наглядно иллюстрирует, что происходит при растяжении: вверху – короткие молекулы, внизу - длинные:



Вот перед нами два случая: работа при комнатной температуре и в специальных условиях. О работе при комнатной температуре, скорее всего, можно говорить применительно к бумаге и гофрокартону, а также эластичному текстилю. С экстремальными условиями растяжения мы наиболее часто сталкиваемся в процессах термоформования. Все пластики становятся мягкими под воздействием тепла. В большинстве случаев процессы сгибания, растяжения, формования протекают при температуре ~ 100°C (90°C - полистирол, 80°C - Forex, 80°C - оргстекло). Цель разработчиков чернил создать состав, который будет достигать пластичности одновременно с субстратом (примерно с 70°C до 90°C), и при этом сохранять после охлаждения свои характеристики, цвет, адгезию. Для создания более точной формулы чернил нужно следовать свойствам носителя.

Конечно, растяжение не бесконечно. Слой чернил на поверхности подложки достигает примерно 15 пм, а при растягивании толщина естественно уменьшается, к слову, как и толщина самого материала. Ограничений много, именно потому чернила должны следовать поведению материала.

Источник: High elasticity UV ink//Process – Issue 86, July 2012

Автор: http://www.coffee-break.ru/