کاربرد فن آوری UV و EB در چاپ و بسته بندی

کاربرد فن آوری UV و EB در چاپ و بسته بندی ، جهان به سرعت در حال تغییر است و در این جهانی شدن نیازها و محرکه های کلیدی تجارت به طور گسترده ای افزایش یافته است. این عوامل همچون فن آوری UV و EB به شدت بر بسته بندی های انعطاف پذیر که یکی از فاکتورهای کاربردی در صنعت و مرتبط با روش های زندگی مدرن می باشد اثرگذار بوده است.

سازگاری با محیط زیست، کاهش مصرف انرژی، استفاده از مواد قابل بازیافت و بی اثر برای محیط زیست، افزایش ایمنی در بسته بندی، مواد غذایی، افزایش ایمنی در واحدهای اولیدی، کیفیت چاپ بالا، کاربر پسند بودن فرآیندهای چاپی، برخی از الزامات مورد نیاز در بسته بندی است که از اهمیت زیادی برخور دارند. استفاده از فن آوری UV و EB در بسته بندی برای تحقق همین عوامل رو به گسترش است.

کاربرد فن آوری UV و EB در چاپ و بسته بندی

تاریخچه

اولین اختراع ثبت شده در تکنولوژی UV در سال 1946 در رزین های پلی استر اشباع نشده برای استفاده در مرکب های UV بوده است. در واقع اولین استفاده تجاری از UV در حدود 15 سال بعد در اوایل دهه 1960 در زمانی آغاز شد که UV در مرکب های اسکرین استفاده می شده است. در اوایل دهه 1970 اولین واحد EB بمنظور استفاده در مرکب های پیگمانته چندلایه ظاهر می شود.

از اویل دهه 1990 UV و EB بطور گسترده ای در مرکب های چاپ، پوشش دهی چوب پلاستیک و الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرد. در این دو فرآیند عمل انعقاد بدون استفاده از حلال و رزین خشک کننده با انرژی UV و EB صورت می گیرد. مرکب های UV شامل مونومرها، پری پلیمرهای سیر نشده و آغازگرهای نوری هستند. انعقاد در این روش با استفاده از پرتوی ماوراءبنفش در طول موج خاصی از 240 تا حدود 420 نانومتر انجام می شود.

مرکب های EB دارای انرژی بیشتری با پرتوی الکترونی بدون استفاده از آغازگر نوری هستند. در این فرآیند پلیمرازیسیون با الکترون های پرشتاب در محدوده انرژی از 90 تا 250 KEV (کیلو الکترون ولت) صورت می گیرد. این فرآیندهت در کسری از ثانیه پس از این که ورنی یا مرکب روی سطح قرار گرفت با تابش اشعه منعقد کننده صورت می گیرد.

تکنولوژی انعقاد با UV و EB در مرکبها، ورنی ها و پوشش ها (لمینیت) در بخش های خاصی در صنعت بسته بندی مثل کارتون های تاشو، لیبل، کیسه های چندلایه و بسته بندی مواد غذایی بوجود آمده است. همچنین علاقه به این تکنولوژی ها در بسته بندی های انعطاف پذیر رو به گسترش است.

مشخصه های اجرایی مواد UV و EB نسبت به مواد دیگر از نظر ظاهری، براقیت، مقاومت های سایشی و شیمیایی، بازده بلاتر فرآیند، کاهش مصرف انرژی، پاکسازی آسان و کاهش تولید ترکیبات آسیب زای ارگانیک قابل مقایسه و رقابت است.

همچنین استفاده ترکیبی از UV و EB در فرآیندهای چاپی در حال گسترش است که مزایای این ترکیب شامل توانایی انعقاد و سخت کردن لایه های مرکب با مصرف انرژی کمتر در مقایسه با انعقاد با UV به تنهایی، اطمینان از انعقاد کامل لایه های مرکب در مرحله نهایی با EB (پرتویی الکترونی) سخت می شوند و همچنین ظرفیت استفاده در بسته بندی مواد غذایی با بکارگیری میزان کمتری آغازگرهای نوری و ایمنی بیشتر مواد غذایی می باشد. استفاده از این تکنولوژی (ترکیب UV و EB) در چاپ فلکسوگرافی مزیت هایی ایجاد کرده که چالش ها و مسائل انعقاد مرکب به روش UV را بهبود داده است.

برخی از این مسائل شامل نفوذ ترکیبات آغازگرهای شیمیایی نوری به داخل بسته بندی مواد غذایی، تاثیر حرارت حاصل لامپ روی درام سیلندر مرکزی می باشد. درصورت استفاده از فن آوری ترکیب UV و EB میزان آغازگر نوری در مرکب ها به کمتر از 10 درصد کاهش می یابد و همچنین لامپ های داخلی در کمتر از 300 وات بر اینچ از برق ورودی انعقاد را انجام می دهند. سیستم با بهره گیری یک واحد EB که بعد از آخرین واحد چاپ یا ورنی زنی قرار می گیرد، برای تکمیل انعقاد تمامی لایه های مرکب استفاده می شود.

دیودهای انتشار نور UV LED، انعقاد داخلی را قبل از انعقاد پایانی با EB فراهم می کنند. افزودنی هایی که یک نوع عملکرد تسریع کننده در سخت شدن مرکب UV دارند، باعث پلیمر شدن مرکب و یا ورنی UV از طریق جذب نور UV می شوند. این امکان وجود دارد که برخی لایه های مرکب به انعقاد در ایستگاه های داخلی قبل از انعقاد پایانی با EB احتیاجی نداشته باشند. گاهی هم مرکب ها می توانند پس از انعقاد اولیه با UV با کمتر از 3 درصد آغازگر نوری بطور موثر با EB سخت شوند.

در زیر به خلاصه ای از مزیت های استفاده ی ترکیبی از UV و EB در فلکسوگرافی اشاره شده است:

1. بهبود کیفیت چاپ در مقایسه با مرکب پایه آب و پایه حلال ناشی از چاقی ترام کمتر
2. استفاده از انرژی کمتر در مقایسه با خشک کردن به روش حرارتی
3. حذف حلال و حذف تجهیزات اکسیدکننده ی حرارتی
4. کاهش تاثیرات حرارت للامپ ها روی سطوح چاپ و تجهیزات
5. استفاده از هم پوشانی خشک که نسبت به هم پوشانی خیس مرکب ها استحکام بیشتری دارد
6. انعقاد کامل مرکب های با چگالی نوری بالا در انعقاد نهایی با EB قابل اجرا است
7. سرعت بالاتر در مقایسه با روش UV به تنهایی
8. مناسب برای بسته بندی مواد غذایی با عبور و نفوذ جزیی اغازگرهای نوری
9. اطمینان در انعقاد کامل لایه های مرکب به علت استفاده از EB در پایان فرآیند
10. امکان چاپ بر خط (این لاین) و چاپ سیلندری مرکزی

با وجود این مزایا استفاده از این تکنولوژي محدود است که تا حدی ناشی از انحصاری بودن اختراعات و عدم دردسترس بودن مرکب ها و تجهیزات ماشین چاپ برای نمایش و آزمایش این سیستم هاست.

 

نمونه هایی از بسته بندی های انعطاف پذیر با UV و EB (مرکب و یا ورنی)

– بسته بندی مواد غذایی حیوانات

– بسته بندی غذاهای منجمد

– بسته بندی غذاهای میان وعده ای و تنقلات

– پاکت های سس

– بسته بندی غذاهای کنسروی

– کیسه های کاغذی

– بسته بندی شرینک

– بسته بندی موادغذایی خشک

– بسته بندی مواد شوینده و …