EN
Свойствата на MLLDPE, LDPE, LLDPE и HDPE във връзка с производителността на периферното оборудване
Основните физични свойства на PE и тяхното приложение при печатането на тънки PE филми
За да се управлява печатната машина за LDPE, е необходимо да се разбере, че LDPE е най-еластичният от четирите материала и следователно има най-големия обхват на удължение. Филмите от HDPE притежават най-високата твърдост сред четирите материала и следователно най-висока якост на опън. Филмите от HDPE имат най-ниско удължение. Филмите от LLDPE имат умерено удължение, както и умерена якост на опън. mLLDPE има подобрено удължение в сравнение с филмите от LLDPE и еднородна дебелина. Повърхностната структура на тези филми варира значително. LDPE, който има относително гладка повърхност, е по-малко подложен на повреди при печат в сравнение с HDPE, който има по-разнообразна повърхностна структура. Тези характеристики влияят върху настройката на машината в много различни аспекти и затова е съществено операторът да вземе предвид тези променливи като средство за осигуряване на контрол върху качеството на печата. Характеристики на mLLDPE, LDPE, LLDPE и HDPE и тяхната производителност при периферно печатно оборудване.
Защо повърхностната енергия — а не само здравината на опън — определя успеха при печат върху PE филми
Здравината на опън несъмнено влияе върху механичното обработване. Въпреки това най-критичният фактор, свързан с адхезията на мастилото върху полиетилен, е повърхностната енергия, изразена в единици дини/см. Нелеченият PE обикновено има стойности между 30 и 36 дини/см, докато успешното намокряне и свързване на мастилото се постига при 38+ дини/см. HDPE филмите с висока здравина на опън обикновено имат най-големи проблеми с адхезията на мастилото, докато LDPE филмите с по-ниска здравина на опън се подлагат по-лесно на коронна обработка. Следователно структурната повърхностна енергия е важна, но всъщност по-важна е възпроизводимата повърхностна активация — печатът върху по-структурен HDPE филм със здравина 35 MPa гарантира адхезия на мастилото; обаче повърхностната енергия трябва да е достатъчна, за да се избегне деламинация. При оценката на печатната пригодност на машината за печат на PE торби се съсредоточете върху изпитването на повърхностната енергия и интегрираните системи за предварителна обработка.
Повърхностна обработка и адхезия на мастилото: Предварителни условия за печат върху PE филми
Полиетиленовите филми поради ниската си повърхностна енергия (обикновено 30–35 дини/см) не гарантират надеждна адхезия на мастилото и/или залепване. Предварителната обработка оказва пряко влияние върху качеството на печата и по време на производствения процес има значително влияние върху скоростта на производство и количеството отпадъци — следователно изборът на предпочитания метод за вашата машина за печат на торбички е от решаващо значение.
При избора на система за предварителна обработка за печат на пластмасови торбички е полезно да се разберат предимствата на коронната, пламъчната и плазмената системи.
Коронна обработка е най-икономичното приложение за високоскоростно печатане върху LDPE и LLDPE, но трябва да бъде проектирана така, че да се избегне деградацията на филма. Пламъчната обработка ефективно подобрява повърхността на по-дебелите торбички от HDPE и mLLDPE чрез окислително горене на газ, но изисква допълнително оборудване и обучение на операторите за безопасност. Плазмената обработка (атмосферна или при ниско налягане) изисква по-големи инвестиции, но осигурява високо равнище на контролирана обработка и активиране за топлочувствителни и сложни торбички с хетерогенно напречно сечение. За повечето PE торбички системите за коронна обработка са най-икономичните, най-ефективните и най-доказаните системи, които могат да поддържат нива на дини за по-силно залепване на мастилата. Тези системи осигуряват нива от 38 до 44 дини/см.
Измерване на нивото на дини и целеви диапазони за UV-, разтворителни и водни мастила върху PE.
Осигурете последователност на предварителната обработка и възпроизводимост на качеството на отпечатъка чрез дин-тестове. Бяха необходими високи нива на дин-обработка за намокряне на повърхността, за да се избегне образуването на капки мастило, както и за поддържане на качеството на шева.
Недостатъчната обработка на филма, която водеше до образуване на капки, показваше нива на дин-обработка по-малко от 38. Динамичната обработка на нива над 48 дин/см надвишава повърхностното напрежение за свързване, което води до разкъсване на полимерните вериги, намаляване на здравината на запечатването и склонност към увеличаване на крехкостта на обработения филм. При високоскоростна печатна обработка трябва да се обърне внимание на безопасността на адхезията. За дълги печатни тиражи контролът на качеството трябва да се осъществява чрез вградени сензори, за да се поддържа предварително определеното ниво на обработка, докато автоматизираните сензори трябва да бъдат калибрирани спрямо дин-тестови течности, ако е необходимо вмешателство.
Механизирани решения за проблемите, специфични за ПЕ: чувствителност към топлина, контрол на лентата и стабилност на регистрацията
Избягване на деформация: управление на топлината, контрол на опънa и методи за сушене
При използване на полиетиленови филми деформацията на филмите започва още при 50 °C, което изисква ефективно решение за термичен мениджмънт. Най-добрите системи за печат върху пластмасови торби използват зони за охлаждане непосредствено след процеса на печат, за да абсорбират топлината от слоевете мастило и да охладят материала преди подложката да стане термично нестабилна. Тази персонализирана система за управление на напрежението, която използва тензодатчици и сервомоторни ролки, осигурява допуск за термично разширение и удължение на лентата от ±0,5 %, което помага за компенсиране на удължението. За по-меки температурни условия – при полиетиленови филми с ниска и средна линейна плътност и при полиетиленови филми с ниска плътност – като алтернатива на тунелите, използването на UV-LED система за отверждение е енергийно ефективно и малко натоварващо решение; системите за печат върху пластмасови торби могат да поддържат стабилност на регистрацията и да осигуряват линейни скорости до 200 м/минута и достъпност до 2 мм, което гарантира, че решенията се основават на термичен мениджмънт – основната причина за 68 % от дефектите при гъвкавата термоактивна печатна продукция + Институт за гъвкаво опаковане, 2023 г.
Ефективност на производството срещу качество на печата при печат върху PE филм: скорост, разделителна способност, регистрация
Намирането на баланс между скорост и качество винаги е било предизвикателство при печатането върху PE филми. С увеличаването на скоростта се повишава и топлинната товарност на технологията. LDPE обикновено започва да се деформира при температури над 60 °C („Polymer Science Journal“, 2023 г.). За да се постигне баланс при печатането върху PE филми, трябва да се прилагат методи за управление на топлината, като например интегрирано охлаждане в комбинация с ниско-температурно сушене. Има компромиси и при настройките на резолюцията. По-високата резолюция от 1200 dpi води до фотографска реалистичност. Постигането на същите резултати при резолюция 600–800 dpi осигурява яснота на дизайна и възможно увеличение на ефективността с около 40 % без загуба на качество. PE субстратите не могат да издържат регистрационна стабилност по-малка от 0,1 мм, тъй като това води до размазване на цветовете. Същата твърдост на субстрата също може да причини ефекта „призрак“. При печатането върху PE филми е необходимо да се използват динамични алгоритми за компенсация на регистрацията в комбинация с корекция в реално време, насочена от визуална система. Балансирането зависи от изискванията към крайния продукт. Например при PE филмовото печатане за фибрени чували може да се изисква по-висока ефективност от 200 м/мин. От друга страна, премиум търговски торби може да изискват баланс между по-строга цветова последователност и регистрация под 0,05 мм.
Интеграция от край до край: Гарантиране на интеграцията на вашата машина за печат на пластмасови торби с линиите за надуване и производство на торби
Стандартизирани електрически, механични и данни интерфейси (Modbus, OPC UA) включват автоматизация на работния процес с PE филм
Модулните производствени процеси изискват машината за печат върху пластмасови торбички да се интегрира с оборудването за производство на филм и за правене на торбички. Стандартизираните интерфейси компенсират недостига в производителността: протоколът Modbus поддържа комуникация в реално време на ниво устройство и, следователно, позволява корекция в реално време на променливата за напрежение към принтера или на синхронизаторите към екструдерите, докато OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) осигурява независим от доставчика канал за данни и комуникации между системи от ниво предприятие и ниво цех — от един OPC UA сървър до следващия. Електрическите и механично задействани системи за ръкостискане служат за предотвратяване на грешки при регистрацията и проследяването на филма по време на стъпаловидно ускоряване на процесите, особено при PE филми. Механичните системи за свързване, които гарантират подравняване на филма (с точност ±0,1 мм), са проектирани така, че никога да не водят до образуване на гънки или разкъсване по ръбовете. Тези системи намаляват времето за интеграция и собствените системи с приблизително 30–40 %. Благодарение на унифицираните системи производствените системи постигнаха 22 % намаляване на неплануваните прекъсвания, според „Packaging Digest“, 2023 г.; наближаващите системи за спестяване осигуриха прозрачно функциониране на системите, за да могат най-ефективно да реагират на промените в PE. Интеграционните системи превърнаха тези системи в холистична, самокоригираща се екосистема.
Често задавани въпроси
Какви са ключовите физически разлики между филмовете от LDPE, LLDPE, HDPE и mLLDPE?
Филмът от LDPE има по-малко гъвкава молекулярна структура в сравнение с LDPE при определени настройки по машинната посока (MD), докато филмовете от HDPE имат по-ниска пробиваемост и по-малко удължени MD, това е точката на баланс между специфичния контрол и удължените MD на филмовете от mLLDPE, както и точката на баланс между по-голяма твърдост и по-малък молекулярен контрол, който се постига чрез по-висока пробиваемост и по-ниска молекулярна твърдост.
Защо повърхностната енергия е по-важна от здравината на опън за печат върху PE филми?
Повърхностната енергия е важна за адхезията на мастилата, докато здравината на опън е по-свързана с начина, по който PE филмите ще се използват. По-висока повърхностна енергия е необходима за по-добро овлажняване и адхезия на мастилата върху PE филмите.
Как да изберем правилния метод за повърхностно третиране на PE филми?
Изборът варира в зависимост от вида PE филми и желаните резултати. За високоскоростна печатна обработка на LDPE коронно третиране е подходящо, пламъчното третиране може да се използва за по-дебели HDPE торби, докато плазменото третиране се прилага върху термочувствителни филми.
Какви са нивата на дини за различните видове мастила върху PE филми?
УФ-мастилата работят по-добре при нива от 40–44 дин/см, разтворимите мастила – по-добре при 38–42 дин/см, а водните мастила – при 42–46 дин/см поради повърхностното напрежение.