Gamma di viscosità degli inchiostri flessografici: Una guida completa

Introduzione

La stampa flessografica, un metodo versatile e ampiamente utilizzato, in particolare nel settore dell'imballaggio, si basa sul trasferimento dell'inchiostro da una lastra flessibile in rilievo a un substrato. Questo processo, noto per la sua efficienza e la capacità di stampare su un'ampia gamma di materiali, dipende da numerosi fattori, tra i quali la viscosità dell'inchiostro è la chiave di volta della qualità di stampa. Le proprietà di consistenza e fluidità dell'inchiostro determinano direttamente il successo del trasferimento dell'inchiostro, influenzando tutto, dalla densità e uniformità del colore alla nitidezza dei dettagli stampati. Il mantenimento della corretta gamma di viscosità è quindi fondamentale per ottenere risultati ottimali nelle operazioni di stampa flessografica. Questa guida contiene informazioni importanti per raggiungere questo obiettivo.

La gamma ideale di viscosità degli inchiostri flessografici

Tipo di inchiostro	Intervallo di viscosità (Coppa Zahn #2)	Intervallo di viscosità (cP)	Applicazioni comuni
A base d'acqua	18-25 secondi	80-200 cP	Carta, cartone, alcune pellicole
A base di solventi	20-30 secondi	100-300 cP	Pellicole, fogli, alcune carte
Polimerizzabile con raggi UV	30-50 secondi	200-500+ cP	Etichette, pellicole, substrati speciali
A base d'acqua ad alto contenuto di solidi	25-35 secondi	150-350 cP	Cartone ondulato, carta kraft
Inchiostri speciali	Variabile	Variabile	Inchiostri, vernici e rivestimenti metallici

Misurazione accurata della viscosità degli inchiostri flessografici

È quindi importante misurare la viscosità dell'inchiostro flessografico per ottenere i migliori risultati nel processo di stampa. Esistono diversi strumenti e metodi utilizzati nel settore:

• ViscositàTazze (Tazze da immersione): Si tratta di strumenti semplici e poco costosi che vengono utilizzati per effettuare rapide misurazioni comparative. Una tazza con un orifizio calibrato sul fondo viene inserita nell'inchiostro e viene registrato il tempo impiegato dall'inchiostro per fluire attraverso l'orifizio. Il risultato è solitamente espresso in termini di tempo, normalmente misurato in secondi.
• Viscosimetri rotazionali: Si tratta di viscosimetri più precisi e assoluti e le unità di misura della viscosità sono i centipoise (cP) o i Pascal-secondi (Pa-s). Funzionano determinando la quantità di forza necessaria per far girare un mandrino a una velocità fissa nell'inchiostro.
• Automatizzato Viscosità Sistemi di controllo: Sono incorporati nelle attuali macchine da stampa flessografiche e aiutano a monitorare e controllare la viscosità dell'inchiostro in tempo reale. Di solito utilizzano sensori in grado di determinare la viscosità attraverso le vibrazioni, la caduta di pressione o altre caratteristiche.
• Densità Tazze: La densità non è una misura della viscosità, ma può dare un'idea della variazione della composizione dell'inchiostro che a sua volta influisce sulla viscosità. I bicchieri di densità vengono utilizzati per determinare il peso specifico dell'inchiostro, utile per verificare l'evaporazione del solvente o la contaminazione.

Gamme di viscosità per tipo di inchiostro flessografico

Inchiostro flessografico a base acqua Viscosità

Gli inchiostri flessografici a base acqua sono preferiti perché sono ecologici e sicuri per l'uso negli imballaggi alimentari, in quanto non contengono solventi pericolosi. Questi inchiostri hanno generalmente caratteristiche newtoniane o leggermente diluenti al taglio. La loro viscosità varia tipicamente da 80 a 200 centipoise, determinata utilizzando la tazza di Zahn #2 con un tempo di scarico di 18-25 secondi. Questo intervallo è importante da sostenere per ottenere stampe pulite e nitide con una buona resistenza del colore sui substrati come carta e cartone.

Viscosità degli inchiostri flessografici a base solvente

Gli inchiostri flessografici a base solvente, caratterizzati da tempi di essiccazione rapidi e buona adesione a pellicole e fogli, hanno una viscosità leggermente superiore a quella degli inchiostri a base acqua. La viscosità è compresa tra 100 e 300 centipoise, che può essere equivalente a una Zahn Cup #2 di 20-30 secondi. Questi inchiostri sono molto sensibili all'evaporazione del solvente e quindi richiedono un attento monitoraggio durante il processo di stampa per evitare variazioni di viscosità che potrebbero compromettere la qualità delle stampe a metà della tiratura.

Viscosità dell'inchiostro flessografico UV

Gli inchiostri flessografici polimerizzabili con raggi UV si differenziano dagli inchiostri flessografici tradizionali in quanto essiccano attraverso il processo di polimerizzazione alla luce ultravioletta. Questi inchiostri sono generalmente i più viscosi tra i comuni tipi di inchiostro flessografico, con viscosità che vanno da 200 cP in su, a volte anche superiori a 500 cP per alcune formulazioni. Una misura Zahn Cup #2 può essere di 30-50 secondi o anche più in termini di tempo di scarico. La viscosità degli inchiostri UV dipende principalmente dalla scelta dei monomeri, degli oligomeri, dei fotoiniziatori e di eventuali cariche o additivi.

Fattori chiave che influenzano la viscosità degli inchiostri flessografici

Impatto della temperatura sul flusso dell'inchiostro

La temperatura gioca un ruolo fondamentale nel determinare la viscosità degli inchiostri flessografici. Quando la temperatura è elevata, l'energia cinetica delle molecole di inchiostro è alta e quindi la viscosità dell'inchiostro è bassa e l'inchiostro scorre facilmente. D'altra parte, quando la temperatura è bassa, l'attività molecolare è ridotta e questo fa sì che l'inchiostro diventi denso e abbia una viscosità elevata. Nel caso della stampa flessografica, è molto importante controllare la temperatura dell'inchiostro. Le variazioni possono causare una deposizione non uniforme dell'inchiostro, con conseguenti variazioni nella densità del colore, nell'aumento dei punti e nell'uniformità di stampa. Potrebbe essere necessario adottare misure di controllo della temperatura, come la temperatura ambiente, per mantenere un flusso costante di inchiostro e ottenere una qualità di stampa uniforme per tutta la tiratura.

Effetti della resina e dei pigmenti sulla viscosità

Il tipo e la concentrazione della resina utilizzata nella formulazione di un inchiostro flessografico sono i fattori chiave che definiscono la viscosità dell'inchiostro. Le resine che hanno il compito di tenere insieme il pigmento e di fissare l'inchiostro al substrato hanno peso molecolare e struttura diversi. Un aumento del peso molecolare delle resine o un aumento della loro concentrazione determinerà un aumento della viscosità dell'inchiostro. Anche la natura dei pigmenti, come le dimensioni, la forma e la dispersione dei pigmenti nel veicolo dell'inchiostro, può influenzare la viscosità. Quando i pigmenti non sono ben dispersi o la loro concentrazione è elevata, l'attrito interno dell'inchiostro aumenta e la viscosità dell'inchiostro può risentirne, causando problemi di fluidità dell'inchiostro e di qualità di stampa.

Evaporazione del solvente e variazioni di viscosità

L'evaporazione dei solventi è un fattore critico che influenza la viscosità degli inchiostri flessografici sia a base di solventi che a base di acqua. Durante il processo di stampa, i solventi evaporano e la concentrazione di solidi (resine e pigmenti) aumenta. Ciò comporta una maggiore concentrazione di solidi e quindi un aumento della viscosità dell'inchiostro. Negli inchiostri a base di solventi, la volatilità dei solventi specifici utilizzati determina la velocità di evaporazione. Negli inchiostri a base d'acqua, la velocità di evaporazione dell'acqua dipende da fattori quali la temperatura, l'umidità e l'aria circostante la macchina da stampa. Un'eccessiva perdita di solvente o di acqua può rendere l'inchiostro troppo viscoso e causare problemi come un cattivo trasferimento dell'inchiostro, l'ostruzione delle celle anilox e una bassa qualità di stampa. Ciò può anche influire sul consumo di inchiostro.

Considerazioni sulla velocità di taglio e di stampa

La velocità di taglio a cui è sottoposto un inchiostro flessografico durante il processo di stampa, che è direttamente correlata alla velocità della macchina da stampa, può influenzare la viscosità apparente dell'inchiostro, soprattutto per gli inchiostri non newtoniani che sono diluenti al taglio. Gli inchiostri shear-thinning sono quelli che tendono a ridurre la loro viscosità quando sono sottoposti a forze di taglio, come quelle che si verificano quando l'inchiostro viene trasferito dal rullo anilox alla lastra di stampa e poi al substrato ad alta velocità. Questa riduzione della viscosità sotto sforzo è vantaggiosa per il trasferimento e il livellamento dell'inchiostro. D'altra parte, a basse velocità di taglio, l'inchiostro tornerà alla sua viscosità di riposo più elevata per evitare problemi come la nebulizzazione o gli schizzi di inchiostro. Pertanto, nella scelta e nella regolazione della viscosità dell'inchiostro flessografico, è fondamentale tenere conto della velocità di stampa.

Garantire una qualità di stampa costante: Il ruolo delle macchine da stampa flessografiche affidabili di KETE

La qualità delle stampe nella stampa flessografica dipende direttamente dall'affidabilità della macchina da stampa. Una macchina affidabile garantisce che tutte le parti del processo di trasferimento dell'inchiostro, compresi il calamaio e il cilindro di stampa, siano precise e coerenti. Ciò è importante per ridurre le fluttuazioni dello spessore della pellicola d'inchiostro e dell'efficienza di trasferimento, poiché queste sono direttamente influenzate dalla viscosità dell'inchiostro. Una macchina da stampa affidabile applica una pressione e una velocità costanti, che contribuiscono a ridurre al minimo le variazioni di viscosità dovute a variazioni meccaniche.

Le macchine da stampa flessografiche KETE sono progettate per mantenere condizioni stabili e accurate per il controllo della viscosità dell'inchiostro e, di conseguenza, un'elevata qualità delle stampe. Con oltre dieci anni di esperienza nel settore, la nostra gamma comprende sistemi di inchiostrazione all'avanguardia, che includono modelli per inchiostri a base acqua, a base solvente e UV. Per esempio, la serie CI ad alta velocità, che può raggiungere i 300 m/min in modelli come la KTFP-CI300, è dotata di un cilindro di stampa centrale che riduce le fluttuazioni meccaniche che influiscono sulla viscosità dell'inchiostro. Inoltre, alcune delle nostre macchine da stampa sono dotate di sistemi di funzionamento automatico per facilitare le operazioni delle macchine e possono includere funzioni di controllo e regolazione della qualità dell'inchiostro. L'enfasi sulla progettazione, sulla compatibilità degli inchiostri e sull'automazione di facile utilizzo riflette la missione di KETE di fornire soluzioni di stampa affidabili che consentano alle aziende di produrre costantemente imballaggi e materiali stampati di alta qualità.

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Risoluzione dei problemi comuni di viscosità degli inchiostri flessografici

Problemi e soluzioni di alta viscosità

L'alta viscosità dell'inchiostro può presentarsi in diverse forme: scarso trasferimento dell'inchiostro, che porta a stampe deboli o sbiadite; celle anilox ostruite, che causano una deposizione irregolare dell'inchiostro e striature; elevato aumento dei punti dovuto all'incapacità dell'inchiostro di diffondersi correttamente sul substrato. Inoltre, l'elevata viscosità può esercitare una pressione sulla macchina da stampa e persino causare la rottura di alcune parti. Per ridurre la viscosità, il modo migliore è aggiungere all'inchiostro il diluente o il solvente giusto in modo appropriato. Per gli inchiostri a base d'acqua si tratta di acqua, mentre per quelli a base di solventi si tratta del solvente o dei solventi raccomandati dal produttore dell'inchiostro. Il diluente deve essere aggiunto lentamente e la miscela deve essere mescolata bene, controllando di tanto in tanto la viscosità fino a ottenere la gamma desiderata.

Problemi e soluzioni di bassa viscosità

D'altra parte, anche una bassa viscosità dell'inchiostro può portare a una scarsa qualità di stampa. Tra questi, un flusso d'inchiostro eccessivo che provoca il sanguinamento o l'appannamento dei dettagli più fini, pellicole d'inchiostro sottili che determinano una scarsa densità e copertura del colore e un'elevata probabilità di nebulizzazione o schizzo d'inchiostro che provoca la contaminazione della macchina da stampa e dell'ambiente. Esistono diversi modi per aumentare la viscosità degli inchiostri a bassa viscosità: per gli inchiostri a base d'acqua, si può modificare anche il valore del ph, ma di solito è necessario un addensamento diretto. Nel caso di inchiostri a base di solventi e acqua, è possibile aumentare la concentrazione di solidi e quindi la viscosità lasciando evaporare parte del solvente o dell'acqua. Questo processo deve essere attentamente monitorato per evitare un eccessivo ispessimento.

Mantenimento di una viscosità costante durante la stampa

Si tratta di una misura preventiva che richiede le seguenti pratiche per garantire che l'inchiostro abbia una viscosità costante per tutta la tiratura:

• Monitoraggio e regolazione: Si consiglia di stabilire una routine per il controllo della viscosità dell'inchiostro con lo strumento di misurazione adatto. In base ai valori rilevati, apportare piccole modifiche controllate, aggiungendo più acqua o addensante come raccomandato dal produttore dell'inchiostro.
• Pulire il calamaio e le parti correlate: È essenziale pulire il calamaio e tutte le parti correlate per evitare l'accumulo di inchiostro essiccato o altri detriti. Questi possono modificare la viscosità dell'inchiostro e influenzarne il flusso e, a lungo andare, possono causare un inceppamento del sistema d'inchiostro se non vengono eliminati.
• Evitare la contaminazione: Assicurarsi che il calamaio non sia contaminato da materiali estranei come polvere di carta o detriti. L'inchiostro è un mezzo molto sensibile e qualsiasi contaminante presente avrà un impatto sulla viscosità dell'inchiostro e sulla qualità delle stampe.
• Perdita di solvente e/o acqua: Per ridurre l'evaporazione del solvente o dell'acqua, coprire sempre i calamai quando possibile, mantenere l'ambiente della sala stampa alla temperatura e all'umidità adeguate e considerare l'uso di umettanti o ritardanti nell'inchiostro.
• Utilizzo di sistemi automatizzati Viscosità Sistemi di controllo: Se la pressa è dotata di un sistema di controllo automatico della viscosità, questo deve essere impostato correttamente e funzionare in modo efficiente. Questi sistemi offrono una sorveglianza e un controllo costanti, che migliorano notevolmente la stabilità della viscosità.

Conclusione

L'intervallo di viscosità ideale per gli inchiostri flessografici non è un valore fisso, ma piuttosto un intervallo che deve essere raggiunto e mantenuto in funzione di una serie di fattori peculiari di ogni particolare lavoro. Pertanto, comprendendo i principi della viscosità dell'inchiostro, utilizzando i corretti metodi di misurazione, identificando i fattori che possono influenzarla e applicando misure preventive e correttive, gli stampatori flessografici possono fornire stampe di alta qualità. Si raccomanda pertanto agli operatori di utilizzare le informazioni contenute in questa guida per migliorare il processo di stampa flessografica e puntare a ottenere la migliore viscosità dell'inchiostro per migliorare la qualità delle stampe e l'efficienza dell'operazione.