Декоративна аКвадратна нетъкана чанта за обядсе различават от печата върху хартия или памук. Материалът обикновено е спанбонд полипропилен (PP). Повърхността на този материал може да бъде много ниска, така че мастилото да не полепва лесно върху него. Поради това различните методи за печат имат различни свойства за PP нетъкан текстил.
Формата на чантата също е важна. Квадратната не{1}}тъкана чанта за обяд има няколко плочи, свързани със сгънати клинове. Тези панели влияят върху позицията на печатния дизайн върху чантата. Те също така влияят върху начина, по който всеки метод на печат обработва формата на торбата и подравняването на печата.
Тази статия представя петте най-често използвани метода за печат на квадратни нетъкани торбички за обяд. Той обяснява ефектите на всеки метод върху PP нетъкан материал, факторите, влияещи върху качеството на печат, и проблемите, които могат да възникнат по време на печат. Той също така обсъжда изискванията за безопасност при излагане на храна, които са важни за приложенията на чантата за обяд.
Защо полипропиленовите нетъкани материали са труден субстрат за печат
Преди да сравните методите за печат, важно е да разберете характеристиките на материала, пред който са изправени. Повърхностната енергия на Spunbond PP е приблизително 29-32 mN/m. Това е по-малко от обичайните 38 mN/m, необходими за постигане на добра адхезия на мастилото без повърхностна обработка.
Поради това повечето мастила на-водна основа са неравномерно разпределени върху необработен полипропилен. Вместо това мастилото образува капчици по повърхността. Мастилата на основа-разтворител могат да се разпространят по-лесно върху полипропилен, но могат да причинят други проблеми с разпоредбите и дългосрочната-трайност.
Нетъканата структура представлява друго предизвикателство. Повърхността на влакната не е напълно гладка. Между влакната има малки празнини и неравности. За да се постигне добро покритие при печат, мастилото трябва да се разпръсне върху повърхността на тези влакна и да се създаде мост между тях.
Следователно качеството на печат зависи не само от степента на адхезия на мастилото към полипропилена, но и от потока на мастилото в не-еднородната влакнеста структура. Методите за печат, които работят добре върху гладки полипропиленови филми, може да не се представят толкова добре върху PP нетъкан материал, дори ако и двата са направени от един и същ полимер. Това е така, защото не-тъканите повърхности намаляват директния контакт между мастилото и материала.
Ето защо повърхностната обработка е толкова важна. Лечението с корона не е прост незадължителен процес. За повечето методи за печат на PP нетъкан текстил, подобряването на адхезията на мастилото, за постигане на стабилен печатен ефект е важна стъпка.
Метод 1: Ситопечат
Ситопечатът е най-често използваният метод в масовото производство на торби от нетъкан текстил. Също така се използва широко в квадратни нетъкани чанти за обяд. В процеса на пакетния панел се поставя мрежест екран с шаблон. След това мастилото се избутва от отвора на екрана към не-тъкана повърхност с помощта на чистачка.
Технически силни страни
Ситопечатът използва сравнително дебел мастилен слой, според използваната мрежа дебелината на мокрия му филм обикновено е 20-50 микрона. По-дебел мастилен слой помага на мастилото да хване нетъкания материал на неравната повърхност на влакната. Това помага да се решат някои проблеми с адхезията, причинени от ниската повърхностна енергия на полипропилена.
РР нетъканите торби обикновено използват мастило, съдържащо специални добавки от пластизолни мастила или акрилно мастило на водна основа. Пластизолните мастила се втвърдяват чрез изпаряване с топлина, а не чрез разтворител. Поради това те остават гъвкави след втвърдяване и са устойчиви на напукване при сгъване, товарене или носене на чанти.
Ограничения
Всеки цвят изисква собствен екран. Поради това разходите за печат се увеличават с добавянето на повече цветове към дизайна.
Ситопечатът изисква и графичен печат. По време на печат дъската на платнената торба трябва да се държи плоска, така че обикновено са необходими специални приспособления или шаблони, за да пасне на формата на квадратната торба.
Доброто подравняване на цветовете също е важно. За многоцветни дизайни настройката за печат обикновено изисква точност на подравняване от ±0,5 mm или повече. Подравняването на цветовете може да не е толкова точно, колкото при твърдите материали, тъй като нетъканите материали се разтягат по време на транспортиране.
Брой цветове
Повечето торби с -нетъкан текстил със ситопечат използват 1 до 4 цвята, защото балансират външния вид и цената толкова добре. При необходимост могат да се отпечатат повече цветове, но дизайните с 8 или повече цвята често са твърде скъпи за такива продукти.
Метод 2: Топлотрансферен печат
При термотрансферния печат дизайнът първо се отпечатва върху термотрансферен филм, обикновено изработен от полиестер. След това дизайнът се предава върху торбата чрез нагряване и налягане. По време на този процес адхезивът върху адхезивния слой се прехвърля върху PP нетъкан материал.
Технически силни страни
В сравнение с директния ситопечат, термотрансферният печат може да доведе до по-високо качество на изображението. Дизайнът се отпечатва върху гладък, стабилен филм, преди да се прехвърли в чантата. Поради това фините детайли, цветните градиенти, малкият текст и фотографските изображения могат да бъдат възпроизведени по-точно.
Нехомогенността на повърхността на влакната на нетъкан материал има по-малък ефект върху качеството на изображението, тъй като дизайнът се извършва първо върху тънък филм. За квадратни не-тъкани чанти за обяд, използвани в реклами, промоции или опаковки за търговия на дребно, термичният трансфер може да осигури по-професионален и привлекателен външен вид.
Изпълнението на транспорта зависи до голяма степен от лепилния слой. Важен фактор е температурата на встъкляване (Tg) на лепилото. Ако Tg е твърде ниска, лепилото може да отслабне, когато се използва правилно и торбичката да се огъва многократно. Това може да доведе до падане на печатащия слой от повърхността.
За по-голяма издръжливост обикновено се предпочитат трансферни адхезивни системи с Tg от 50 градуса или по-висока. Тези лепила имат силна адхезия и добра устойчивост на лющене при ежедневна употреба.
Ограничения
Термотрансферният печат увеличава производствените разходи, тъй като всеки дизайн изисква термотрансферен филм. За всяка произведена торба филмът се превръща в допълнителен материален разход.
Размерът на печат също е ограничен от размера на предаване. Ако се изисква голяма печатна площ или цялостен -дизайн на панела, трябва да се използва по-голям преобразуващ филм, което увеличава материалните разходи.
Скоростта на производство е друг ограничаващ фактор. Топлотрансферният печат обикновено се извършва партиден процес. Всяка платнена торбичка трябва да се пресова индивидуално или на групи. В резултат на това производството е по-бавно от методите за директен печат, като ротационен ситопечат или флексопечат.
Метод 3: Флексографски печат
Флексографският печат използва гъвкави плочи, монтирани върху въртящи се цилиндри. Когато нетъканият материал преминава през пресата, печатната форма пренася мастило върху повърхността.
Флексографският печат обикновено се използва по два начина за торбички от нетъкан текстил. Първият метод е да се печата директно върху нетъканата ролка преди опаковане в чували. Това се нарича предпечат. Вторият метод е да се използва подобрена плоска гъвкава печатна преса за отпечатване на готови торби.
Технически силни страни
Флексопечатът е много бърз печатен процес. Може да работи непрекъснато при висока производствена скорост и е подходящ за масово производство.
Много съвременни флексографски системи използват мастила с ултравиолетово втвърдяване, а не мастила с разтворители. Тези мастила се втвърдяват веднага след като бъдат изложени на ултравиолетова светлина. След втвърдяване се образува силен мастилен слой с добра устойчивост на надраскване и абразия.
За торби от нетъкан текстил с прости лога или дизайни в два или три цвята, флексографският печат може да осигури най-ниската цена на торба мастило с големи производствени обеми. Това е особено вярно, когато не{1}}ролките от нетъкан текстил се отпечатват преди опаковане в чували.
Ограничения
При пред-флексографското производство дизайнът е превръщането на предварително-отпечатаните материали в чанти. Поради това отпечатаното изображение трябва да бъде позиционирано много прецизно. След като материалът е сгънат, зашит или запечатан, дизайнът трябва да се появи на правилното място в готовата чанта.
Ако позицията за печат не съвпада с позицията за рязане, по време на монтажа и настройката може да се изразходва малко материал.
Флексографският печат също изисква фотополимерни печатни форми. Обикновено за всеки дизайн е необходима нова дъска. Това създава първоначални разходи за настройка, подобни на разходите за подготовка на екрана, използвани при ситопечат.
Поради тези разходи за настройка флексопечатът обикновено е най-рентабилен-за средни и големи производствени операции, а не за малки поръчки.
Метод 4: Цифров мастиленоструен печат
Директният цифров мастиленоструен печат използва пиезоелектрични печатащи глави, които пръскат малки капчици мастило директно върху повърхността на нетъкан текстил. Изображенията се създават от цифрови файлове, така че няма нужда от печатни плаки или сита. Поради това цифровият мастиленоструен печат е единственият метод, при който не е необходимо да проектирате матрица за всеки нов дизайн.
Технически силни страни
Най-голямото предимство на дигиталния печат е гъвкавостта на дизайна. Квадратна нетъкана чанта за обяд може да се използва в различни цветове, сезонни произведения на изкуството, рекламни графики или персонализиран текст. Дигиталният печат позволява тези промени без създаване на нови плочи или сита.
Тъй като няма разходи за инструменти, е възможно да се произвеждат много малки количества. В някои случаи дори една чанта може да бъде отпечатана евтино. Това не е практично за методи, които изискват сита или печатни форми.
При печат върху PP нетъкан материал адхезията на мастилото е важен фактор. За да се подобри адхезията, материалът обикновено се третира с корона преди печат. Друг вариант е да използвате UV втвърдено мастило. Тези мастила се втвърдяват директно върху повърхността на влакната, по-малко зависими от естествената повърхностна енергия на полипропилена.
Lahoti и др. (2021) показаха, че мастилените системи с UV втвърдяване могат да образуват много силни връзки върху повърхността на РР при подходящи условия за контрол на втвърдяването. Въпреки това обработката с корона все още се използва широко, защото подобрява последователността и надеждността на печата.
Ограничения
Цифровият мастиленоструен печат обикновено е по-бавен от ситопечата и флексопечата за получаване на изображение със същия размер. В резултат на това, когато производствените обеми са много високи, то е по-малко ефективно.
По-големите дизайни и цветни наслагвания също изискват повече мастило. Това може да увеличи разходите за производство на торба.
Мастилата за мастилено-струйни -води могат да представляват друг проблем за нетъканите материали. Мастилото може да се движи по влакната и да се разпространи извън предвидената зона за печат. Този ефект обикновено се нарича проникване-влакна или кървене на мастило. Ако свойствата на мастилото и нетъкания материал не съвпадат, това ще намали остротата на изображението и качеството на печат.
Следователно вискозитетът на мастилото, размерът на капките, плътността на влакната и основното тегло на материала трябва да бъдат внимателно съгласувани, за да се постигнат постоянни резултати при печат.
Метод 5: Сублимационен трансферен печат
Сублимационният печат използва топлина за превръщане на багрилото от твърдо в газообразно. След това газът навлиза в полимерния материал и отново става твърд във влакнестите структури. В резултат на този процес изображението става част от материала, а не стои на повърхността.
Основно ограничение на PP нетъкан текстил
Сублимационният печат е най-добър за материали, получаващи багрила при високи температури (обикновено между 180 градуса и 210 градуса). Полиестерът (PET) е перфектен за този процес, тъй като багрилото може лесно да влезе в полиестерните влакна и да създаде постоянно изображение.
Полипропиленът (PP) има различни свойства. Точката на топене на PP е около 160-170 градуса. Тъй като сублимационният печат изисква температури близки или над този диапазон, PP нетъканият материал може да се деформира, свие или повреди по време на трансфера.
Поради това, сублимационният печат обикновено не се препоръчва за торбички от нетъкан текстил PP. Процесът е по-подходящ за торби, изработени от PET нетъкан материал, който може да издържи на необходимите температури на прехвърляне без значителна деформация.
Повърхностна обработка: Обработка с коронен разряд
За повечето методи за печат на PP нетъкан текстил, третирането с корона е един от най-ефективните начини за подобряване на адхезията на мастилото. При този процес материалът се освобождава чрез висока честота преди печат.
Изхвърлянията променят повърхността на РР материала. Той образува полярни химични групи на повърхността, които увеличават повърхностната енергия на материала. В резултат на това мастилото върху не-тъканата повърхност има по-равномерно разпределение и се свързва по-здраво.
Повърхностната енергия на необработения полипропилен обикновено е около 29–32 mN/m. След третиране с корона, повърхността може да се увеличи до около 48–55 mN/m. Тази по-висока повърхностна енергия прави печата по-надежден и подобрява издръжливостта.
Проучвания на Strobel et al. (1996) са показали, че повишените нива на обработка с корона увеличават повърхностната енергия. Въпреки това, когато се постигне определено ниво на лечение, подобрението става по-малко. В действителното производство много високите нива на обработка често имат малка добавена полза в сравнение със средните нива.
Обработката с корона обикновено се извършва малко преди печат. В повечето случаи отпечатването настъпва в рамките на 24 до 72 часа след третирането. Това е важно, защото повърхността се променя с времето. Тъй като материалите стареят, някои повърхностни модификации се губят и повърхностната енергия може постепенно да намалее. Ако времето между обработката и отпечатването е твърде дълго, адхезията на мастилото може да се намали.
Съвети за безопасност при контакт с храни за чанти за обяд
Чантите за обяд идват с допълнителни изисквания, които обикновено са маловажни за стандартните чанти. Ако квадратна нетъкана чанта за обяд е проектирана да държи храна директно без подплата, печатното мастило трябва да отговаря на изискванията за излагане на храни на пазара за маркетинг на продукти.
В Европейския съюз Регламент (ЕС) № . 10/2011 налага ограничения върху веществата, които могат да влизат в храни от пластмасови опаковки. В Съединените щати FDA 21 CFR 175-178 установява изисквания за излагане на храна на приложени материали.
Повечето мастила, използвани за опаковане в торби, не са предназначени за директен контакт с храна. В повечето случаи тези мастила са предназначени за външната повърхност на плика, докато самият материал на плика отделя мастилото от храната.
За торбичките за обяд важен въпрос е дали материалът върху отпечатаната повърхност може да премине през PP нетъкан материал до вътрешната повърхност, където влиза в контакт с храна. Възможността за миграция зависи от няколко фактора, включително молекулярния размер на съставките на мастилото и плътността на PP нетъкания материал.
Някои системи с UV втвърдяващи се мастила изискват специално внимание. Фотоинициаторите с ниско{1}}молекулярно- тегло, използвани в тези мастила, са склонни да мигрират повече от по-големите молекули. Поради това те се наблюдават внимателно от действащите разпоредби на европейския и американския пазар.
Производителите трябва да вземат предвид както изискванията за управление на безопасността на храните, така и изискванията за експозиция на храната, когато избират мастилена система за чанти за обяд. ISO 22000 може да помогне за насочване на практиките за управление на безопасността на храните и съответните регионални разпоредби за експозиция на храни трябва да бъдат прегледани, преди системата за печат да бъде финализирана.
Избор на правилния метод
Изборът на метод за печат зависи основно от три фактора. Първият е производственият обем, който влияе върху разпределението на разходите за монтаж и инструменти в количеството на поръчката. Второто е сложността на дизайна, включително броя на цветовете, градиентните ефекти и детайлите на изображението. Трето е производителността на готовата чанта, като устойчивост на надраскване, съответствие с изискванията за безопасност на храните и издръжливост на употреба.
Ситопечатът обикновено се използва за производство на 500 или повече единици с прост дизайн, използващ 1 до 4 плътни цвята.
Термотрансферният печат е подходящ за дизайни с по-високо качество на изображението, по-добри детайли, по-плавни цветови преходи и по-висок стил на изображението.
Дигиталният мастиленоструен печат е подходящ за малки поръчки, персонализирани продукти, персонализиран дизайн и произведения на изкуството с чести вариации.
Флексографският пред{0}}печат обикновено се използва за прости дизайни и големи производствени обеми, завършващ печат върху не-тъкана ролка преди да започне процесът на опаковане.
справка
- Strobel, M. et al., „Критична оценка на полипропиленови филми, третирани с корона-“ в J. Adhesion Science and Technology, том. 6, 1996, стр. 515-539. (Полиолефинови филми, третиране с повърхностна енергия с коронен разряд, въвеждане на функционална група, количествено определяне на ефекта на стареене, оптимизиране на енергийната плътност на обработката)
- Lahoti, MV et al., „UV-Curable Inkjet Inks Adhesion to Polyolefin Substrates“ в Journal of Adhesion Science and Technology, Vol. 35, Issue 4, 2021, pp. 381-397. (UV мастиленоструйно радикално фотоинициаторно втвърдяване, PP повърхностен адхезивен механизъм, в сравнение със субстрат, предварително обработен с корона)
- ASTM D5264-98 (2021). Стандартна практика за устойчивост на абразия на печатни материали за тестери за триене Sutherland. ASTM International, 2021. (Метод за изпитване на устойчивост на абразия на мастилен филм за печат на гъвкави субстрати)
- ISO 105-X12:2016. Тест за устойчивост на цвета на текстила - Част X12: Устойчивост на цвета на триене. Международна организация по стандартизация, 2016 г. (Тест за устойчивост на цвета на сухо и мокро триене за субстрати, прилежащи към текстил и плат, включително нетъкан текстил)
- Регламент (ЕС) № 10/2011. Пластмасови материали и предмети, предназначени за контакт с храни. Европейски парламент и Съвет, 2011 г., с измененията. (Граници на миграция на компонентите на опаковъчния материал, приложимост към повърхности в контакт с храни, рамка за разрешаване на вещества)