مرکب های یووی، مرکب های فلکسوی uv طی ده سال گذشته با فراز و نشیب های زیادی مواجه بوده اند. این مرکب ها بر اساس و مبنای ویژگی های رادیکال آزاد می باشند. مرکب های رادیکال آزاد، نوعی فناوری ناشی از تأثیر انرژی محسوب می شوند و بیش از ٩٠ درصد بازار را به خود اختصاص داده اند. از سویی مرکب های کاتیون دار در صورت ضرورت تنها در تعدادی از چاپ های برجسته مورد استفاده قرار می گیرند.
امروزه تولیدکنندگان مرکب با استفاده از مواد خامی که در تهیه مرکب به کار می روند، به خصوص موادی که در چاپ فلکسو مورد استفاده قرار می گیرند و رنگدانه های بسیار پیشرفته، می توانند مرکب های رادیکال آزاد یووی را با درصد چسبندگی کمتر و دوام رنگ (مقاومت نوری) بیشتر تولید کنند. این مرکب های جدید و پیشرفته دارای برق خاصی بوده و چسبندگی و میزان نشست مرکب بیشتری دارند.
مرکب های یووی هم مانند مرکب های معمولی در فام های مختلف تهیه می شوند. از جمله فام های پنتون، فام های استاندارد و نیز انواع مرکب های متالیک، طلایی و نقره ای که مورد آن ها تنها تابش بیشتری اشعه یووی مورد نیاز است.
مرکب های یووی از چند نظر با مرکب های معمولی تفاوت دارند.
یکی از تفاوت های عمده آن این است که مرکب یووی به جای خشک شدن به صورت معمول، با فرآیند فتوشیمیایی تثبیت می شود. مرکب یووی دارای مواد شیمیایی است که photo initiator نام دارند. زمانی که این مرکب در معرض نور یووی قرار می گیرد، در اثر یک واکنش پیچیده شیمیایی، مرکب از حالت مایع به جامد تغییر ماهیت می دهد. وقتی که مرکب ثابت شد، دیگر برگشت این فرآیند غیرممکن خواهد بود و به همین دلیل است که ورنی یووی به عنوان یک روکش شفاف و مقاوم شناخته شده است.
کیفیت چاپ به خصوص شفافیت و شارپ بودن تصاویر در یووی فلکسو بالاتر از چاپ فلکسوی معمولی می باشد. از این روش چاپ می توان برای چاپ های خطی بسیار ریز و متن هایی با حروف کوچک استفاده کرد. ترام دو درصد با این روش قابل چاپ است. با این شرایط، نتایجی قابل مقایسه با روتوگراور به دست می آید، اما به علت قیمت مناسب این نوع چاپ، شانس آن هست که در آینده از چاپ روتوگراور اقتصادی تر شود.
ویژگی دیگر مرکب های یووی آن است که پس از چاپ یک رنگ و قبل از این که رنگ دوم چاپ شود، کاملاً خشک می شود و به این وسیله از بروز مشکلات ناشی از قرار گرفتن دو مرکب مرطوب بر روی یکدیگر جلوگیری می شود. زمانی که دو مرکب کاملاً خشک نشده روی یکدیگر قرار می گیرند، مشکلاتی را به وجود می آورند که معمولاً اثر آن را در لبه های کار چاپ شده می توان مشاهده کرد. یعنی یکی از رنگ ها از روی دیگری به سمت لبه کار نفوذ می کند، که به این حالت Trapping می گویند.
در مراحل پایان کار و بعد از چاپ، مثل برش و تیغ زنی و جمع کردن رول چاپ شده نیز مرکب یووی امکان انجام این عملیات را بدون خطر مالیده شدن مرکب به مناطق ناخواسته فراهم می سازد.
در فلکسوی معمولی که از مرکب های پایه حلالی استفاده می کنند، میزان حلال تبخیر شده در هوا باید در نظر گرفته شود. بنابراین هوایی که از دستگاه خارج می شود، باید تصفیه شود. اما در یووی فلکسو تخلیه هوا مشکلی ایجاد نمی کند و می توان آزادانه هوای دستگاه را تخلیه کرد. فقط عمل جرقه زنی هنوز مشکلاتی ایجاد می کند، زیرا این عمل باعث تولید اوزون شده و هوای شامل اوزون باید از یک سیستم تصفیه کننده عبور داده شود. این فیلتر، اوزون را می گیرد و دوباره آن را به شکل اکسیژن در می آورد.
در تهیه مرکب های کاتیون دار اغلب از مواد خام بیشتری استفاده می شود، در نتیجه این مرکب ها دارای سرعت خشک شدن بالاتری بوده و در چاپ با کیفیت، روی بسته بندی های غذایی مناسب می باشند. به طور کلی در سال های اخیر کاربرد مرکب های یووی و پوشش ها در چاپ فلکسو به سرعت پیشرفت کرده است. این مرکب ها تأثیرات زیادی را بر بخش لیبل و جعبه های مقوایی گذاشته اند. اما هنوز باید در زمینه کاربرد آنها در بسته بندی انعطاف پذیر بیشتر کارکرد. بسته بندی انعطاف پذیر بخش وسیعی از بازار و رقابت آمیزترین آن را به خود اختصاص داده است.
به طوری که به علت کارآیی بالای آن ها، سفارشات زیادی از جانب شرکت های بسته بندی مواد غذایی آماده مصرف دریافت می شود. کاربرد مرکب های یووی در فیلم ها یا متریال هایی با عرض زیاد، به کندی در حال پیشرفت است و در این بخش های بازار است که مرکب های کاتیون دار دارای مزایایی بوده و کارآیی بهینه ای را از خود نشان داده اند، به طوریکه جایگزینی بادوام، بر دیگر انواع مرکب و فناوری ها محسوب می شوند.
تفاوت موجود میان سیستم های مرکب کاتیون دار یووی و رادیکال آزاد، به دلیل وجود خصوصیات شیمیایی متفاوت و مکانیسم های خشک شدن آن ها می باشد.
پیشرفت های یووی فلکسو توسط قوانین سخت و دقیق زیست محیطی کنترل می شود.
در مقایسه با مرکب های حلالی، تکنولوژی یووی هوا را آلوده نمی سازد و یک راه حل سازگار با محیط زیست را ارائه می دهد. در یووی فلکسو برای سیلندرهای چاپ از پوشش خاص اسلیو استفاده می شود که چند بار قابل استفاده است. نصب سیستم یووی روی ماشین های سیلندر مرکزی که جای محدودی دارند، بسیار حائز اهمیت است.
تعداد ماشین های فلکسو یووی در سال های اخیر، خصوصاً در حوزه لیبل افزایش یافته است. این مرکب ها بازار رقابتی زیادی را ایجاد کرده اند. در حال حاضر اغلب شرکت های تولید کننده مرکب به دلیل عرضه تولیدات یووی فلکسو به موفقیت های زیادی دست یافته اند و بیشتر سود آن ها از این مرکب هاست و این محصولات در مقایسه با محصولات قبلی از تنوع زیادی برخوردارند.
مرکب های یووی فلکسو استفاده وسیعی به منظور پوشش دهی و جلای بالا داشته و پیشرفت در کیفیت تصاویر در چاپ فلکسو مرهون این نوع مرکب ها می باشد. مرکب های رنگی یووی رشدی روزافزون در صنعت فلکسو داشته اما از سویی سرمایه گذاری برای تجهیز ماشین آلات به سیستم های یووی مانع این رشد می باشند.
مکانیسم خشک شدن:
در هر چاپ یووی به جز تکنولوژی لامپ و اشعه یووی، مساله مهم خشک شدن صحیح و کامل مرکب است که به آن cross linking می گویند. مرکب ها و وارنیش های یووی که به دلیل عاری بودن از حلال در بعضی مواقع آن ها را مواد صد در صد جامد می شناسند، بر خلاف مرکب ها و وارنیش های پایه حلالی نحوه خشک شدن متفاوت و پیچیده ای دارند که به طور مستقیم به اجزا سازنده شان بستگی دارد. معمولاً این مواد را بر اساس نحوه خشک شدنشان طبقه بندی می کنند. بر اساس نوع آغازگرهای نوری که در ساخت این مواد به کار گرفته می شود، رادیکال های آزاد یا کاتیون هایی در محیط تولید می شود که خشک شدن رادیکالی، کاتیونی و یا ترکیبی (هیبرید) از هر دو را نتیجه می دهد.
فرآیند خشک شدن با عبور مرکب کاتیون دار از زیر لامپ یووی آغاز می شود. سپس حدود چند ساعت ادامه می یابد تا لایه مرکب کاملاً به طور عرضی خشک و به هم متصل گردد. این مرحله اغلب مرحله خشک شدن تاریک خوانده می شود. پس از این دوره، لایه های مرکب به نهایت خشک شدن بهینه خود رسیده اند. به دلیل اینکه عملیات خشک شدن، به سرعت انجام نمی شود، روی هم چاپ شدن سریع مرکب های کاتیون دار امکان پذیر نیست و در صورتیکه بین واحدهای چاپ، سیلندرهای هدایت کننده کافی وجود نداشته باشد، سرعت چاپ پائین خواهد آمد.
به همین دلیل، ماشین چاپ پیوسته موجود در واحدهای چاپ در مقایسه با ماشین های چاپ سیلندر مرکزی، برای مرکب های کاتیون دار مناسب تر می باشند. سرعت خشک شدن مرکب کاتیونی می تواند تحت تأثیر رطوبت بالا تغییر کند. بنابراین ضروری است تا در صورت وجود رطوبت بالا، اقداماتی در جهت کاهش رطوبت اطراف خشک کن انجام پذیرد. مرکب های کاتیون دار نوعاً دارای درصد افت حجمی کم، چسبندگی خوب بر روی فیلم ها و دیگر لایه های جاذب همچون فلز و شیشه، خصوصیات کاربردی عالی، بوی کمتر و قابل استخراج می باشند.
مرکب های رادیکال آزاد اغلب با عبور از زیر لامپ های یووی خشک می شوند، اما به دلیل عدم وجود مرحله خشک شدن تاریک، باید انرژی لازم برای خشک شدن کامل لایه مرکب وجود داشته باشد.
فعل و انفعالات خشک شدن مرکب رادیکال آزاد توسط اکسیژن متوقف شده و این مسئله اغلب در سطح لایه مرکب ایجاد می شود. در مواقعی که این مرکب در چاپ روی بسته بندی های ثانویه، موادی مانند برچسب ها و کارتن ها مورد استفاده قرار می گیرد، این مسئله مشکل ساز نمی باشد. اما در مواقعی که مرکب های یووی در چاپ روی بسته بندی های اولیه، موادی مانند فیلم های انعطاف پذیر مورد استفاده قرار می گیرند، باید در نهایت سطح فیلم بدون چاپ، با مواد داخل بسته بندی تماس داشته باشد. در مواردی که این مسئله از اولویت برخوردار است، لامپ های نیتروژنی یا واحدهای پخت پرتوهای الکترونی مطمئناً بهترین جایگزین محسوب می شوند. به طور کلی، مرکب های رادیکال آزاد، در مقایسه با مرکب های کاتیون دار به هنگام خشک شدن دارای درصد افت حجمی بیشتری می باشند، اما سرعت پخت به معنی آن است که در مقایسه با مرکب های کاتیون دار می توان این مرکب ها را با سرعت بالا چاپ نمود.
مقایسه خشک شدن مرکب یووی به دو روش کاتیونی و رادیکال آزاد
معایب، مزایا، خواص
- در زمانی که قدرت تابش لامپ کم باشد خشک شدن بسیار ضعیف انجام می شود.
- خشک شدن در چند صدم ثانیه و فقط در زمان تابش اشعه صورت می گیرد.
- خشک شدن به روش رادیکالی
- در زمانی که قدرت تابش لامپ کم باشد امکان خشک شدن ناقص و پشت زنی وجود دارد.
- خشک شدن در چند صدم ثانیه در زمان تابش اشعه صورت می گیرد و پس از آن نیز ادامه می یابد.
- خشک شدن به روش کاتیونی
- سیستم های رادیکالی بوی بیشتری نسبت به سیستم کاتیونی دارند.
- سیستم های کاتیونی بوی کمتری دارند.
- بو
- انتقال رنگ تا حد زیادی به حرارت ویسکوزیته بستگی دارد.
- تفکیک رنگ بهتر،پیش بینی بهتر چاپ، افزایش مراحل مختلف دانسیته رنگ،امکان پذیر است.
- ویسکوزیته(در هر دو روش)
- قیمت مرکب های یووی نسبت به مرکب های عادی بیشتر است.
- مصرف مرکب یووی نسبت به مرکب های عادی کمتر است.
- هزینه(در هر دو روش)
- امکان ضایعات پوستی وجود دارد و رعایت نکات ایمنی در هنگام کارکردن ضروری است.
- مرکب یووی در توقف های ماشین خشک نمی شود و نیاز به جمع کردن ندارد.
- کار کردن(در هر دو روش)
از بین سه روش متداول در خشک شدن مرکب های یووی، روش رادیکال آزاد بیشترین کاربرد را دارد. امروزه به کارگیری سیستم ترکیبی که مزیت سرعت خشک شدن را در حالت رادیکالی با یکنواختی و چسبندگی خوب کاتیونیک توأماً در بر دارد، بسیار محدود است.
در حال حاضر مرکب های خشک شونده به طریق رادیکالی در چاپ لیبل ها بیشتر به کار گرفته می شود تا مرکب های گران قیمت خشک شونده به طریق کاتیونیک. در اغلب مواقع هنگامی که مرکب های رادیکالی نتوانند در حل مشکلات و دستیابی به کیفیت مطلوب موفق باشند توجه ها به سوی مرکب های کاتیونیک جلب می شود.
امروزه برای بهبود مرکب های یووی بحث ها و تحقیقاتی در زمینه های زیر انجام می شود:
- کاهش بوی مرکب
- بهبود چسبندگی
- خشک شدن بهتر لایه های درونی و پائینی مرکب یا وارنیش
- بهبود تکنولوژی خشک شدن ترکیبی(رادیکالی و کاتیونی)
- دانش فنی انتخاب و تولید خشک کن های یووی با دانش فنی تولید مرکب یووی بستگی تام و بسیار نزدیک دارد.
اساس و مبنای انتخاب خشک کن یووی در چاپ فلکسوی یووی نکات زیر می تواند باشد که البته هیچ گونه تقدم و تأخری در موارد زیر وجود ندارد و همه نکات دارای اهمیت زیادی هستند:
- حداقل ابعاد و اندازه واحد لامپ
- یکنواختی در تابش اشعه یووی متناسب با سرعت حرکت رول
- توانایی ایجاد بیشترین اجزا یووی در طیف نور ساطع شده از لامپ با کمترین میزان تولید حرارت
- حداقل میزان گرم کردن متریال در حین عبور از خشک کن
- قدرت تشعشع ویژه بالا در لامپ
- عمر طولانی لامپ
- حداقل میزان تولید اوزون (ترجیحاً بدون تولید اوزون)
لامپ در خشک کن یووی مهمترین قسمتی است که باید به آن توجه شود. آگاهی فنی از طرز کار و نوع طیف ساطع شده از لامپ، مانع دوباره کاری ها، تغییر لامپ، خشک نشدن لایه های مرکب و نایکنواخت خشک شدن لایه ها می گردد. برای این منظور استفاده از دستگاه های نمایش طیف لامپ ضروری می باشد.
در صورت تشخیص و تعیین اجزای سازنده طیف ، چگونگی خشک شدن مرکب روشن می شود و اشکالات آن را راحت تر میتوان حل کرد. با انتخاب لامپ مناسب می توان مواد موجود در مرکب را طی کسری از ثانیه خشک و سخت کرد تا یک فیلم و لایه یکدست از مرکب یا وارنیش به دست می آید.
لامپ های بخار جیوه امروزه بیشترین مصرف را دارند. این لامپ ها از یک تیوب از جنس شیشه کوارتز ساخته شده اند که داخل آن از گاز پر شده است. یک الکترود فلزی نیز در داخل لامپ است که انتهای آن به شیشه ذوب شده است.
تحت شرایط ولتاژ زیاد یک قوس الکتریکی ایجاد می شود که خود سبب افزایش سریع دمای داخل لامپ می شود. فلز جیوه داخل لامپ به ٧٠٠ الی ٩٠٠ درجه سانتی گراد می رسد. بخشی از طیف نوری تولید شده توسط لامپ اشعه یووی است که سبب فعال شدن مواد اولیه موجود در مرکب می شود تا پس از آغاز واکنش پلیمریزاسیون و تکمیل واکنش ها لایه مرکب خشک و جامد شود.
در اغلب مواقع طیف خروجی از لامپ، شامل ٢٥ درصد اشعه UV، ٥٥ درصد اشعه IR و٢٠ درصد نور مرئی است. اخیراً سطح درونی لامپ ها را با اکسیدهای فلزی پوشش می دهند تا حداکثر انعکاس اشعه حاصل شود.
لامپ های یووی:
مرکب های خشک شدنی با نور یووی که گاهی اوقات مرکب های انرژی یووی خوانده می شوند، می توانند با عبور لایه مرکب چاپ شده از زیر لامپ یووی یا یک واحد الکترونی (EB) خشک شوند، اما روش عبور از زیر لامپ های یووی آخرین و معمولترین روش خشک کردن مرکب یووی است. لامپ های یووی متنوعی در بازار وجود دارند که تفاوت شان در شیوه کنترل گرماست. شیوه های کنترل گرمای تولید شده توسط لامپ ها شامل خنک کردن آب، بازتابنده های نور، استفاده از آینه های سرد، کاربرد سیلندرهای سرد، فیلترها و دیافراگم ها می باشد.
به طور کلی، هرچه لایه چاپ شده بیشتر به گرما حساس باشد، سیستم سرد کننده بهتری برای کنترل آن باید به کار برد. از دیگر تفاوت های موجود میان لامپ های یووی آن است که همه آن ها بازده یووی را روی لایه مرکب ندارند و این مسئله باعث تأثیر بر کیفیت خشک شدن مرکب دارد. اغلب لامپ های یووی در محیط پر از هوا کار می کنند. اما به دلیل این که سطح خشک شدن مرکب های رادیکال آزاد و پوشش ها توسط گاز اکسیژن محدود می شود. برخی از سازندگان لامپ، امروزه اقدام به فروش لامپ های نیتروژنی کرده اند که عمل خشک شدن در آن ها در پوششی از گاز نیتروژن انجام می پذیرد. این سیستم ها پیچیده تر و نیز گران تر بوده اما در چاپ روی بسته بندی های مواد غذایی، جایگزینی بادوام تر محسوب می شوند.
بررسی مزایا و معایب لامپ یووی در خشک کن ها
معایب
مزایا
خواص
در چند میلی ثانیه صورت می گیرد.
خشک شدن
طراحی ماشین باید به صورتی باشد که پس از هر چاپ خشک کن یووی قرار گیرد.
ابعاد خشک کن ها بسیار کوچک است.
فضای مورد نیاز
از ازون تولید شده باید اجتناب نمود.
برای تصفیه هوای خروجی خشک کن احتیاجی به دستگاه های گران قیمت نمی باشد.
هوای خروجی
هزینه سرمایه گذاری و انرژی برای خشک کن ها و تصفیه در سیستم یووی به مراتب کمتر از مرکب های پایه حلالی است.
انرژی
پوشاندن و ایزوله کردن لامپ ها برای جلوگیری از ضایعات اشعه یووی ضروری است.
تعویض و تغییرات سریع در خط، به آسانی امکان پذیر است.
سهولت کار کردن
پرتوهای الکترونی:
راهکار دیگر خشک شدن مرکب ها و پوشش ها کاربرد پرتوهای الکترونی است. با استفاده از این شیوه خشک شدن، پرتوهای الکترونی پرانرژی باعث اتصال مرکب یا پوشش در حین عبور از میان مواد می شوند. این فرآیند، یک جایگزین سریع و با گرمای کم لامپ یووی است و اگر این عمل خصوصاً روی لایه های مرکب رنگدانه دار ضخیم انجام شود، تأثیر بیشتری خواهد گذاشت. در فرآیند خشک شدن به وسیله پرتوهای الکترونی، کاربرد آغازگرهای نوری در مرکب ضروری است.
سال هاست که پرتوهای الکترونی، جایگزینی بر سیستم خشک شدن مرکب به وسیله انرژی می باشند اما در گذشته واحدهای پرتوهای الکترونی، واحدهای پرهزینه ای محسوب می شدند. این وضعیت اکنون تغییر کرده است چرا که یکی از شرکت های اصلی تهیه مرکب اخیراً سیستم خشک کردن مرکب به وسیله تشعشع را اختراع کرده، که قادر است چاپ دوم را بدون خشک شدن مرکب چاپ زیرین انجام دهد و چنین عملکردی تنها نیاز به یک واحد خشک کن در انتهای دستگاه چاپ دارد. این راهکاری است مؤثر برای ماشین های چاپ بزرگ که فیلم های انعطاف پذیر را در بسته بندی های مواد غذایی که نیاز به تولید با سرعت بالا دارند، به کار می برند.
دیدگاهتان را بنویسید