Viskositätsbereich von Flexodruckfarben: Ihr umfassender Leitfaden

Einführung

Der Flexodruck, ein vielseitiges und vor allem in der Verpackungsindustrie weit verbreitetes Verfahren, beruht auf der Übertragung von Druckfarbe von einer flexiblen Reliefplatte auf ein Substrat. Dieses Verfahren, das für seine Effizienz und seine Fähigkeit, eine Vielzahl von Materialien zu bedrucken, bekannt ist, hängt von zahlreichen Faktoren ab, wobei die Viskosität der Druckfarbe ein Eckpfeiler der Druckqualität ist. Die Konsistenz und die Fließeigenschaften der Tinte bestimmen direkt den Erfolg der Tintenübertragung und beeinflussen alles, von der Farbdichte und der Gleichmäßigkeit bis hin zur Schärfe der gedruckten Details. Die Beibehaltung des richtigen Viskositätsbereichs ist daher für das Erzielen optimaler Ergebnisse im Flexodruckverfahren von größter Bedeutung. Dieser Leitfaden enthält wichtige Informationen, um genau das zu erreichen.

Der ideale Viskositätsbereich für Flexodruckfarben

Tintenart	Viskositätsbereich (Zahnbecher #2)	Viskositätsbereich (cP)	Gemeinsame Anwendungen
Wasserbasiert	18-25 Sekunden	80-200 cP	Papier, Pappe, einige Folien
Auf Lösemittelbasis	20-30 Sekunden	100-300 cP	Filme, Folien, einige Papiere
UV-härtbar	30-50 Sekunden	200-500+ cP	Etiketten, Folien, Spezialsubstrate
Hoher Feststoffgehalt auf Wasserbasis	25-35 Sekunden	150-350 cP	Wellpappe, Kraftpapier
Spezialtinten	Variiert	Variiert	Metallische Druckfarben, Lacke, Beschichtungen

Genaue Messung der Viskosität von Flexodruckfarben

Daher ist es wichtig, die Viskosität der Flexodruckfarbe zu messen, um die besten Ergebnisse im Druckprozess zu erzielen. In der Branche gibt es mehrere Instrumente und Methoden, die wie folgt eingesetzt werden:

• ViskositätTassen (Dip Cups): Es handelt sich um einfache und kostengünstige Geräte, die für schnelle Vergleichsmessungen verwendet werden. Ein Becher mit einer kalibrierten Öffnung am Boden wird in die Tinte gestellt, und die Zeit, die die Tinte benötigt, um durch die Öffnung zu fließen, wird aufgezeichnet. Das Ergebnis wird in der Regel als Zeit angegeben, die in der Regel in Sekunden gemessen wird.
• Rotationsviskosimeter: Es handelt sich dabei um genauere und absolute Viskositätsmessgeräte, deren Viskositätseinheiten Centipoise (cP) oder Pascal-Sekunden (Pa-s) sind. Sie arbeiten, indem sie die Kraft bestimmen, die erforderlich ist, um eine Spindel mit einer festen Geschwindigkeit in der Tinte zu drehen.
• Automatisiert Viskosität Kontrollsysteme: Diese sind in den aktuellen Flexodruckmaschinen eingebaut und helfen bei der Überwachung und Steuerung der Farbviskosität in Echtzeit. Sie verwenden in der Regel Sensoren, die die Viskosität durch Vibration, Druckabfall oder andere Merkmale bestimmen können.
• Dichte Tassen: Die Dichte ist kein Maß für die Viskosität, aber sie kann Aufschluss über die Schwankungen in der Zusammensetzung der Tinte geben, die wiederum die Viskosität beeinflusst. Dichtebecher werden verwendet, um das spezifische Gewicht der Tinte zu bestimmen, was bei der Überprüfung der Verdunstung des Lösungsmittels oder der Verunreinigung hilfreich ist.

Viskositätsbereiche nach Flexo-Farbtyp

Wasserbasierende Flexo-Tinte Viskosität

Flexodruckfarben auf Wasserbasis werden bevorzugt, weil sie umweltfreundlich und sicher für Lebensmittelverpackungen sind, da sie keine gefährlichen Lösungsmittel enthalten. Diese Druckfarben haben im Allgemeinen Newtonsche oder leicht scherverdünnende Eigenschaften. Ihre Viskosität liegt in der Regel zwischen 80 und 200 Centipoise, die mit dem Zahn Cup #2 mit einer Ablasszeit von 18 bis 25 Sekunden bestimmt wird. Dieser Bereich muss unbedingt eingehalten werden, um saubere und scharfe Drucke mit guter Farbstärke auf Substraten wie Papier und Karton zu erhalten.

Viskosität lösungsmittelbasierter Flexodruckfarben

Lösemittelbasierte Flexodruckfarben, die sich durch ihre schnelle Trocknungszeit und gute Haftung auf Filmen und Folien auszeichnen, haben eine etwas höhere Viskosität als wasserbasierende Druckfarben. Sie hat eine Viskosität von 100 bis 300 Centipoise, was einem Zahn Cup #2 von 20 bis 30 Sekunden entsprechen kann. Diese Tinten reagieren sehr empfindlich auf die Verdunstung von Lösemitteln und müssen daher während des Druckvorgangs genau überwacht werden, um Viskositätsänderungen zu vermeiden, die die Qualität der Drucke in der Mitte der Auflage beeinträchtigen könnten.

UV-Flexo-Tinte Viskosität

UV-härtbare Flexodruckfarben unterscheiden sich von den herkömmlichen Flexodruckfarben, da sie durch den Prozess der Aushärtung unter ultraviolettem Licht trocknen. Diese Druckfarben sind im Allgemeinen die zähflüssigsten unter den gängigen Flexodruckfarben, mit Viskositäten von 200 cP und mehr, bei einigen Formulierungen sogar über 500 cP. Eine Messung mit dem Zahn Cup #2 kann eine Auslaufzeit von 30 bis 50 Sekunden oder sogar mehr ergeben. Die Viskosität von UV-Farben hängt in erster Linie von der Wahl der Monomere, Oligomere, Fotoinitiatoren und etwaigen Füllstoffen oder Additiven ab.

Schlüsselfaktoren, die die Viskosität von Flexodruckfarben beeinflussen

Der Einfluss der Temperatur auf den Tintenfluss

Die Temperatur spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Viskosität von Flexodruckfarben. Wenn die Temperatur hoch ist, ist die kinetische Energie der Farbmoleküle hoch und damit die Viskosität der Farbe niedrig und die Farbe fließt leicht. Ist die Temperatur hingegen niedrig, ist die molekulare Aktivität gering, so dass die Farbe dickflüssig wird und eine hohe Viskosität aufweist. Beim Flexodruck ist es sehr wichtig, die Temperatur der Druckfarbe zu kontrollieren. Schwankungen können zu ungleichmäßigem Farbauftrag führen, was wiederum Schwankungen in der Farbdichte, der Tonwertzunahme und der Druckgleichmäßigkeit zur Folge hat. Unter Umständen müssen Maßnahmen zur Temperaturkontrolle, z. B. der Umgebungstemperatur, ergriffen werden, um einen gleichmäßigen Farbfluss zu gewährleisten und eine gleichbleibende Druckqualität während des gesamten Druckvorgangs zu erzielen.

Auswirkungen von Harzen und Pigmenten auf die Viskosität

Die Art und die Konzentration des in einer Flexodruckfarbenformulierung verwendeten Harzes sind die Schlüsselfaktoren, die die Viskosität der Druckfarbe bestimmen. Die Harze, die für den Zusammenhalt der Pigmente und die Fixierung der Farbe auf dem Substrat verantwortlich sind, haben ein unterschiedliches Molekulargewicht und eine unterschiedliche Struktur. Eine Erhöhung des Molekulargewichts der Harze oder eine Erhöhung der Harzkonzentration führt zu einem Anstieg der Viskosität der Tinte. Auch die Beschaffenheit der Pigmente, wie Größe, Form und Dispersion der Pigmente im Farbträger, kann die Viskosität beeinflussen. Wenn die Pigmente nicht gut dispergiert sind oder wenn die Pigmentkonzentration hoch ist, erhöht sich die innere Reibung in der Tinte und die Viskosität der Tinte kann beeinträchtigt werden, was zu Problemen mit dem Tintenfluss und der Druckqualität führen kann.

Lösungsmittelverdunstung und Viskositätsänderungen

Die Verdunstung von Lösemitteln ist ein entscheidender Faktor, der die Viskosität sowohl von lösemittelhaltigen als auch von wasserbasierten Flexodruckfarben beeinflusst. Während des Druckvorgangs verdampfen die Lösungsmittel und die Konzentration der Feststoffe (Harze und Pigmente) steigt an. Dies führt zu einer höheren Feststoffkonzentration und damit zu einem Anstieg der Viskosität der Druckfarbe. Bei Tinten auf Lösungsmittelbasis bestimmt die Flüchtigkeit der verwendeten Lösungsmittel die Verdunstungsrate. Bei Druckfarben auf Wasserbasis hängt die Verdunstungsrate des Wassers von Faktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und der die Druckmaschine umgebenden Luft ab. Ein übermäßiger Lösungsmittel- oder Wasserverlust kann dazu führen, dass die Farbe zu zähflüssig wird und Probleme wie schlechte Farbübertragung, verstopfte Rasterwalzen und schlechte Druckqualität auftreten. Dies kann sich auch auf den Farbverbrauch auswirken.

Überlegungen zur Scherrate und Druckgeschwindigkeit

Die Schergeschwindigkeit, der eine Flexodruckfarbe während des Druckvorgangs ausgesetzt ist und die direkt mit der Geschwindigkeit der Druckmaschine zusammenhängt, kann die scheinbare Viskosität der Farbe beeinflussen, insbesondere bei scherverdünnenden Nicht-Newton'schen Druckfarben. Scherverdünnende Farben neigen dazu, ihre Viskosität zu verringern, wenn sie Scherkräften ausgesetzt sind, wie sie auftreten, wenn die Farbe bei hohen Geschwindigkeiten von der Rasterwalze auf die Druckplatte und dann auf den Bedruckstoff übertragen wird. Diese Verringerung der Viskosität unter Scherkräften ist für die Farbübertragung und die Egalisierung von Vorteil. Andererseits kehrt die Farbe bei niedrigen Scherraten zu ihrer höheren Ruheviskosität zurück, um Probleme wie Farbnebel oder -spritzer zu vermeiden. Bei der Auswahl und Regulierung der Viskosität der Flexodruckfarbe muss daher unbedingt die Druckgeschwindigkeit berücksichtigt werden.

Konsistente Druckqualität sicherstellen: Die Rolle von zuverlässigen Flexodruckmaschinen von KETE

Die Qualität der Drucke im Flexodruck hängt direkt von der Zuverlässigkeit der Druckmaschine ab. Eine zuverlässige Druckmaschine garantiert, dass alle Teile des Farbübertragungsprozesses, einschließlich des Farbkastens und des Druckzylinders, präzise und konsistent sind. Dies ist wichtig, um Schwankungen in der Farbschichtdicke und der Übertragungseffizienz zu verringern, da diese direkt von der Farbviskosität beeinflusst werden. Eine zuverlässige Druckmaschine übt einen konstanten Druck und eine konstante Geschwindigkeit aus, was dazu beiträgt, die durch mechanische Schwankungen bedingten Viskositätsschwankungen zu minimieren.

Die Flexodruckmaschinen von KETE sind so konzipiert, dass sie stabile und genaue Bedingungen für die Steuerung der Farbviskosität und damit für eine hohe Druckqualität gewährleisten. Mit mehr als einem Jahrzehnt Erfahrung in der Branche haben wir hochmoderne Farbsysteme in unser Sortiment aufgenommen, das Modelle für wasserbasierte, lösungsmittelbasierte und UV-Farben umfasst. Die CI-Hochgeschwindigkeitsserie, die bei Modellen wie der KTFP-CI300 bis zu 300 m/min erreichen kann, verfügt beispielsweise über einen zentralen Druckzylinder, der mechanische Schwankungen, die die Viskosität der Farbe beeinflussen, reduziert. Darüber hinaus sind einige unserer Druckmaschinen mit automatischen Betriebssystemen ausgestattet, die den Betrieb der Maschinen erleichtern und Funktionen zur Kontrolle und Regulierung der Farbqualität umfassen können. Dieser Schwerpunkt auf solider Technik, Kompatibilität der Druckfarben und benutzerfreundlicher Automatisierung spiegelt KETEs Mission wider, zuverlässige Drucklösungen zu liefern, die es Unternehmen ermöglichen, Verpackungen und Druckerzeugnisse in gleichbleibend hoher Qualität zu produzieren.

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Fehlersuche bei häufigen Problemen mit der Viskosität von Flexodruckfarben

Probleme mit hoher Viskosität und Lösungen

Eine hohe Farbviskosität kann sich in verschiedenen Formen äußern: schlechte Farbübertragung, die zu schwachen oder blassen Drucken führt, verstopfte Rasterwalzen, die einen ungleichmäßigen Farbauftrag und Streifenbildung verursachen, und hohe Tonwertzunahmen, weil sich die Farbe nicht richtig auf dem Bedruckstoff verteilen kann. Außerdem kann eine hohe Viskosität Druck auf die Druckmaschine ausüben und sogar zum Bruch einiger ihrer Teile führen. Um die Viskosität zu verringern, ist es am besten, der Druckfarbe das richtige Verdünnungs- oder Lösemittel zuzusetzen. Bei Druckfarben auf Wasserbasis ist dies Wasser, bei Druckfarben auf Lösungsmittelbasis das oder die Lösungsmittel, die der Hersteller der Druckfarbe empfiehlt. Die Verdünnung sollte langsam zugegeben und die Mischung gut gerührt werden, wobei die Viskosität von Zeit zu Zeit überprüft werden sollte, bis der gewünschte Bereich erreicht ist.

Probleme mit niedriger Viskosität und Lösungen

Andererseits kann eine niedrige Farbviskosität auch zu einer schlechten Druckqualität führen. Dazu gehören ein übermäßiger Tintenfluss, der zum Ausbluten oder Ausfransen feiner Details führt, dünne Tintenfilme, die eine schlechte Farbdichte und -abdeckung zur Folge haben, und ein hohes Risiko von Tintennebel oder -spritzern, die zu einer Verschmutzung der Druckmaschine und der Umwelt führen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die niedrige Viskosität von Druckfarben wie folgt zu erhöhen: Bei wasserbasierten Druckfarben kann auch der ph-Wert verändert werden, aber normalerweise ist eine direkte Verdickung erforderlich. Bei lösemittel- und wasserbasierten Druckfarben ist es möglich, die Feststoffkonzentration und damit die Viskosität zu erhöhen, indem man einen Teil des Lösemittels oder Wassers verdampfen lässt. Dieser Prozess sollte sorgfältig überwacht werden, um eine Überverdickung zu vermeiden.

Aufrechterhaltung einer konstanten Viskosität während des Drucks

Es handelt sich dabei um eine vorbeugende Maßnahme, die folgende Praktiken erfordert, um sicherzustellen, dass die Tinte während der gesamten Auflage eine konstante Viskosität aufweist:

• Überwachung und Anpassung: Es wird empfohlen, eine Routine für die Überprüfung der Farbviskosität mit dem richtigen Messgerät einzurichten. Anhand der Messwerte können Sie bei Bedarf kleine, kontrollierte Änderungen vornehmen, indem Sie mehr Wasser oder Verdickungsmittel hinzufügen, wie vom Farbhersteller empfohlen.
• Reinigen Sie den Farbkasten und alle dazugehörigen Teile: Es ist wichtig, den Farbkasten und alle zugehörigen Teile zu reinigen, um die Ansammlung von eingetrockneter Farbe oder anderen Verunreinigungen zu vermeiden. Diese können die Viskosität der Farbe verändern und den Farbfluss beeinträchtigen, was auf Dauer zu einem Stau im Farbsystem führen kann, wenn es nicht behoben wird.
• Vermeiden Sie Kontamination: Vergewissern Sie sich, dass der Farbkasten nicht durch Fremdkörper wie Papierstaub oder Abfälle verunreinigt ist. Tinte ist ein sehr empfindliches Medium, und eventuell vorhandene Verunreinigungen wirken sich auf die Viskosität der Tinte und die Qualität der Drucke aus.
• Lösungsmittel- und/oder Wasserverlust: Um die Verdunstung von Lösemitteln oder Wasser zu reduzieren, sollten Sie die Farbkästen nach Möglichkeit immer abdecken, die Umgebung im Drucksaal auf der richtigen Temperatur und Luftfeuchtigkeit halten und die Verwendung von Feuchthaltemitteln oder Verzögerern in der Farbe in Betracht ziehen.
• Einsatz von automatisierten Viskosität Kontrollsysteme: Wenn die Druckmaschine über ein automatisches Viskositätskontrollsystem verfügt, sollte es richtig eingestellt sein und effizient arbeiten. Diese Systeme bieten eine ständige Überwachung und Kontrolle, was die Stabilität der Viskosität erheblich verbessert.

Schlussfolgerung

Der ideale Viskositätsbereich für Flexodruckfarben ist kein fester Wert, sondern ein Bereich, der in Abhängigkeit von einer Reihe von Faktoren, die jedem einzelnen Auftrag eigen sind, erreicht und eingehalten werden muss. Wenn die Flexodrucker die Grundsätze der Farbviskosität verstehen, die richtigen Messmethoden anwenden, die Faktoren, die die Viskosität beeinflussen können, identifizieren und vorbeugende und korrigierende Maßnahmen ergreifen, können sie qualitativ hochwertige Drucke liefern. Es wird daher empfohlen, dass die Bediener die in diesem Leitfaden enthaltenen Informationen nutzen, um den Flexodruckprozess zu verbessern und die beste Farbviskosität zu erzielen, um die Qualität der Drucke und die Effizienz des Betriebs zu verbessern.