1. Cosa succede quando l'inchiostro viene polimerizzato eccessivamente?Esiste una teoria secondo cui, quando la superficie dell'inchiostro è esposta a una quantità eccessiva di luce ultravioletta, si indurisce sempre di più. Quando si stampa un altro inchiostro su questa pellicola indurita e la si asciuga una seconda volta, l'adesione tra gli strati di inchiostro superiore e inferiore si riduce drasticamente.
Un'altra teoria sostiene che una polimerizzazione eccessiva provochi la foto-ossidazione sulla superficie dell'inchiostro. La foto-ossidazione distrugge i legami chimici presenti sulla superficie del film di inchiostro. Se i legami molecolari sulla superficie del film di inchiostro si degradano o si danneggiano, l'adesione tra quest'ultimo e un altro strato di inchiostro si riduce. I film di inchiostro polimerizzati eccessivamente non solo risultano meno flessibili, ma sono anche soggetti a fragilità superficiale.
2. Perché alcuni inchiostri UV polimerizzano più velocemente di altri?Gli inchiostri UV sono generalmente formulati in base alle caratteristiche di determinati substrati e ai requisiti specifici di determinate applicazioni. Dal punto di vista chimico, più velocemente l'inchiostro polimerizza, minore sarà la sua flessibilità dopo la polimerizzazione. Come si può immaginare, durante la polimerizzazione, le molecole dell'inchiostro subiscono reazioni di reticolazione. Se queste molecole formano un gran numero di catene molecolari con molte ramificazioni, l'inchiostro polimerizzerà rapidamente ma non sarà molto flessibile; se invece formano un numero ridotto di catene molecolari senza ramificazioni, l'inchiostro potrebbe polimerizzare lentamente ma sarà sicuramente molto flessibile. La maggior parte degli inchiostri è progettata in base ai requisiti dell'applicazione. Ad esempio, per gli inchiostri progettati per la produzione di interruttori a membrana, il film di inchiostro polimerizzato deve essere compatibile con adesivi compositi ed essere sufficientemente flessibile da adattarsi alle successive lavorazioni come la fustellatura e la goffratura.
È importante notare che le materie prime chimiche utilizzate nell'inchiostro non devono reagire con la superficie del substrato, altrimenti si verificheranno crepe, rotture o delaminazioni. Tali inchiostri solitamente polimerizzano lentamente. Gli inchiostri progettati per la produzione di carte o pannelli espositivi in plastica rigida non necessitano di una flessibilità così elevata e asciugano rapidamente a seconda delle esigenze applicative. La velocità di asciugatura dell'inchiostro, che sia rapida o lenta, è un fattore da considerare a partire dall'applicazione finale. Un altro aspetto da non sottovalutare è l'apparecchiatura di polimerizzazione. Alcuni inchiostri possono polimerizzare rapidamente, ma a causa della bassa efficienza dell'apparecchiatura, la velocità di polimerizzazione potrebbe rallentare o l'inchiostro potrebbe non polimerizzare completamente.
3. Perché la pellicola in policarbonato (PC) ingiallisce quando utilizzo l'inchiostro UV?Il policarbonato è sensibile ai raggi ultravioletti con una lunghezza d'onda inferiore a 320 nanometri. L'ingiallimento della superficie della pellicola è causato dalla rottura della catena molecolare dovuta alla fotoossidazione. I legami molecolari della plastica assorbono l'energia della luce ultravioletta e producono radicali liberi. Questi radicali liberi reagiscono con l'ossigeno presente nell'aria, modificando l'aspetto e le proprietà fisiche della plastica.
4. Come evitare o eliminare l'ingiallimento della superficie in policarbonato?Se si utilizza inchiostro UV per stampare su pellicola di policarbonato, l'ingiallimento della superficie può essere ridotto, ma non completamente eliminato. L'utilizzo di lampade di polimerizzazione con aggiunta di ferro o gallio può ridurre efficacemente questo fenomeno. Queste lampade riducono l'emissione di raggi ultravioletti a lunghezza d'onda corta, evitando così danni al policarbonato. Inoltre, una corretta polimerizzazione di ciascun colore di inchiostro contribuisce a ridurre il tempo di esposizione del substrato alla luce ultravioletta e a limitare la possibilità di scolorimento della pellicola di policarbonato.
5. Qual è la relazione tra i parametri di impostazione (watt per pollice) della lampada a polimerizzazione UV e le letture visualizzate sul radiometro (watt per centimetro quadrato o milliwatt per centimetro quadrato)?
I watt per pollice (WPP) rappresentano l'unità di potenza della lampada polimerizzatrice, derivata dalla legge di Ohm: volt (tensione) x ampere (corrente) = watt (potenza). I watt per centimetro quadrato (MCP), invece, rappresentano l'illuminamento di picco (energia UV) per unità di area quando il radiometro passa sotto la lampada polimerizzatrice. L'illuminamento di picco dipende principalmente dalla potenza della lampada. Il motivo per cui si utilizzano i watt per misurare l'illuminamento di picco è principalmente perché rappresentano l'energia elettrica consumata dalla lampada. Oltre alla quantità di elettricità ricevuta dall'unità di polimerizzazione, altri fattori che influenzano l'illuminamento di picco includono le condizioni e la geometria del riflettore, l'età della lampada polimerizzatrice e la distanza tra la lampada e la superficie da polimerizzare.
6. Qual è la differenza tra millijoule e milliwatt?L'energia totale irradiata su una specifica superficie in un determinato periodo di tempo viene solitamente espressa in joule per centimetro piano o millijoule per centimetro quadrato. Essa è principalmente correlata alla velocità del nastro trasportatore, alla potenza, al numero, all'età e allo stato delle lampade di polimerizzazione, nonché alla forma e alle condizioni dei riflettori nel sistema di polimerizzazione. La potenza dell'energia UV o dell'energia radiante irradiata su una specifica superficie viene principalmente espressa in watt/centimetro quadrato o milliwatt/centimetro quadrato. Maggiore è l'energia UV irradiata sulla superficie del substrato, maggiore è la quantità di energia che penetra nel film di inchiostro. Sia che si tratti di milliwatt o millijoule, la misurazione può essere effettuata solo se la sensibilità alla lunghezza d'onda del radiometro soddisfa determinati requisiti.
7. Come garantiamo la corretta polimerizzazione dell'inchiostro UV?La polimerizzazione del film di inchiostro al primo passaggio nell'unità di polimerizzazione è di fondamentale importanza. Una polimerizzazione corretta può ridurre al minimo la deformazione del supporto, la sovra-polimerizzazione, la ri-umidificazione e la sotto-polimerizzazione, ottimizzando l'adesione tra l'inchiostro e l'umor o tra i rivestimenti. Gli impianti di serigrafia devono definire i parametri di produzione prima dell'inizio della produzione. Per testare l'efficienza di polimerizzazione dell'inchiostro UV, si può iniziare la stampa alla velocità più bassa consentita dal supporto e polimerizzare dei campioni prestampati. Successivamente, si imposta la potenza della lampada di polimerizzazione al valore specificato dal produttore dell'inchiostro. Nel caso di colori difficili da polimerizzare, come il nero e il bianco, si possono anche aumentare opportunamente i parametri della lampada di polimerizzazione. Dopo il raffreddamento del foglio stampato, si può utilizzare il metodo dell'ombra bidirezionale per determinare l'adesione del film di inchiostro. Se il campione supera il test senza problemi, la velocità del nastro trasportatore della carta può essere aumentata di 10 piedi al minuto, dopodiché si può procedere con la stampa e il test fino a quando il film di inchiostro non perde aderenza al substrato. In questo momento, si registrano la velocità del nastro trasportatore e i parametri della lampada di polimerizzazione. Successivamente, la velocità del nastro trasportatore può essere ridotta del 20-30% in base alle caratteristiche del sistema di inchiostro o alle raccomandazioni del fornitore di inchiostro.
8. Se i colori non si sovrappongono, devo preoccuparmi di una polimerizzazione eccessiva?La sovrapolimerizzazione si verifica quando la superficie di una pellicola di inchiostro assorbe troppa luce UV. Se questo problema non viene individuato e risolto in tempo, la superficie della pellicola di inchiostro diventerà sempre più dura. Naturalmente, finché non si esegue la sovrastampa a colori, non c'è da preoccuparsi troppo di questo problema. Tuttavia, è necessario considerare un altro fattore importante, ovvero la pellicola o il substrato di stampa. La luce UV può danneggiare la maggior parte delle superfici dei substrati e alcune plastiche sensibili alla luce UV di una determinata lunghezza d'onda. Questa sensibilità a specifiche lunghezze d'onda, combinata con l'ossigeno presente nell'aria, può causare il degrado della superficie plastica. I legami molecolari sulla superficie del substrato possono rompersi, compromettendo l'adesione tra l'inchiostro UV e il substrato. Il degrado della funzionalità della superficie del substrato è un processo graduale ed è direttamente correlato all'energia della luce UV che riceve.
9. L'inchiostro UV è un inchiostro verde? Perché?Rispetto agli inchiostri a base di solvente, gli inchiostri UV sono effettivamente più ecocompatibili. Gli inchiostri polimerizzabili UV possono solidificarsi al 100%, il che significa che tutti i componenti dell'inchiostro andranno a formare la pellicola finale.
Gli inchiostri a base di solventi, d'altro canto, rilasciano solventi nell'atmosfera durante il processo di asciugatura della pellicola di inchiostro. Poiché i solventi sono composti organici volatili, sono dannosi per l'ambiente.
10. Qual è l'unità di misura dei dati di densità visualizzati sul densimetro?La densità ottica è adimensionale. Il densitometro misura la quantità di luce riflessa o trasmessa da una superficie stampata. La fotocellula collegata al densitometro converte la percentuale di luce riflessa o trasmessa in un valore di densità.
11. Quali fattori influenzano la densità?Nella serigrafia, le variabili che influenzano i valori di densità sono principalmente lo spessore del film di inchiostro, il colore, la dimensione e il numero delle particelle di pigmento e il colore del substrato. La densità ottica è determinata principalmente dall'opacità e dallo spessore del film di inchiostro, che a sua volta è influenzato dalla dimensione e dal numero delle particelle di pigmento e dalle loro proprietà di assorbimento e diffusione della luce.
12. Cos'è il livello dyne?Il dyne/cm è un'unità di misura della tensione superficiale. Questa tensione è causata dall'attrazione intermolecolare di un particolare liquido (tensione superficiale) o solido (energia superficiale). Per scopi pratici, solitamente chiamiamo questo parametro livello di dyne. Il livello di dyne o energia superficiale di un particolare substrato rappresenta la sua bagnabilità e l'adesione dell'inchiostro. L'energia superficiale è una proprietà fisica di una sostanza. Molte pellicole e substrati utilizzati nella stampa hanno bassi livelli di stampa, come il polietilene a 31 dyne/cm e il polipropilene a 29 dyne/cm, e pertanto richiedono un trattamento speciale. Un trattamento adeguato può aumentare il livello di dyne di alcuni substrati, ma solo temporaneamente. Quando si è pronti per la stampa, ci sono altri fattori che influenzano il livello di dyne del substrato, come: il tempo e il numero di trattamenti, le condizioni di conservazione, l'umidità ambientale e i livelli di polvere. Poiché i livelli di dyne possono variare nel tempo, la maggior parte degli stampatori ritiene necessario trattare o ritrattare queste pellicole prima della stampa.
13. Come viene eseguito il trattamento alla fiamma?Le materie plastiche sono intrinsecamente non porose e presentano una superficie inerte (bassa energia superficiale). Il trattamento alla fiamma è un metodo di pretrattamento delle materie plastiche volto ad aumentare il livello di dyne della superficie del substrato. Oltre al settore della stampa di bottiglie di plastica, questo metodo è ampiamente utilizzato anche nell'industria automobilistica e nella lavorazione delle pellicole. Il trattamento alla fiamma non solo aumenta l'energia superficiale, ma elimina anche le contaminazioni superficiali. Il trattamento alla fiamma implica una serie di complesse reazioni fisiche e chimiche. Il meccanismo fisico del trattamento alla fiamma consiste nel trasferimento di energia da parte della fiamma ad alta temperatura all'olio e alle impurità presenti sulla superficie del substrato, provocandone l'evaporazione per effetto del calore e svolgendo così un'azione pulente; il meccanismo chimico, invece, si basa sulla presenza nella fiamma di un elevato numero di ioni con forti proprietà ossidanti. Ad alta temperatura, questi ioni reagiscono con la superficie dell'oggetto trattato formando uno strato di gruppi funzionali polari carichi, che ne aumenta l'energia superficiale e, di conseguenza, la capacità di assorbimento dei liquidi.
14. Cos'è il trattamento per il coronavirus?La scarica a corona è un altro metodo per aumentare il livello di dyne. Applicando un'alta tensione al rullo portamateriale, l'aria circostante viene ionizzata. Quando il substrato attraversa quest'area ionizzata, i legami molecolari sulla superficie del materiale si rompono. Questo metodo è solitamente utilizzato nella stampa rotativa di materiali a film sottile.
15. In che modo il plastificante influisce sull'adesione dell'inchiostro sul PVC?Il plastificante è una sostanza chimica che rende i materiali stampati più morbidi e flessibili. È ampiamente utilizzato nel PVC (cloruro di polivinile). Il tipo e la quantità di plastificante aggiunto al PVC flessibile o ad altre materie plastiche dipendono principalmente dalle esigenze specifiche in termini di proprietà meccaniche, di dissipazione del calore e elettriche del materiale stampato. I plastificanti possono migrare sulla superficie del substrato e influenzare l'adesione dell'inchiostro. I plastificanti che rimangono sulla superficie del substrato costituiscono un contaminante che riduce l'energia superficiale del substrato stesso. Maggiore è la quantità di contaminanti presenti sulla superficie, minore sarà l'energia superficiale e di conseguenza minore sarà l'adesione dell'inchiostro. Per evitare questo problema, è possibile pulire i substrati con un solvente detergente delicato prima della stampa, migliorandone così la stampabilità.
16. Di quante lampade ho bisogno per la polimerizzazione?Sebbene il sistema di inchiostro e il tipo di substrato varino, in generale un sistema di polimerizzazione a lampada singola è sufficiente. Naturalmente, se si dispone di un budget adeguato, è possibile optare anche per un'unità di polimerizzazione a doppia lampada per aumentare la velocità di polimerizzazione. Il motivo per cui due lampade di polimerizzazione sono preferibili a una è che il sistema a doppia lampada può fornire più energia al substrato alla stessa velocità del nastro trasportatore e con le stesse impostazioni dei parametri. Uno degli aspetti fondamentali da considerare è se l'unità di polimerizzazione è in grado di asciugare l'inchiostro stampato a velocità normale.
17. In che modo la viscosità dell'inchiostro influisce sulla stampabilità?La maggior parte degli inchiostri è tissotropica, il che significa che la loro viscosità varia in funzione della velocità di taglio, del tempo e della temperatura. Inoltre, maggiore è la velocità di taglio, minore è la viscosità dell'inchiostro; maggiore è la temperatura ambiente, minore è la viscosità annua dell'inchiostro. Gli inchiostri per serigrafia generalmente danno buoni risultati in macchina da stampa, ma occasionalmente possono verificarsi problemi di stampabilità a seconda delle impostazioni della macchina da stampa e delle regolazioni di prestampa. La viscosità dell'inchiostro in macchina da stampa è anche diversa dalla sua viscosità nella cartuccia d'inchiostro. I produttori di inchiostri definiscono un intervallo di viscosità specifico per i loro prodotti. Per gli inchiostri troppo fluidi o con una viscosità troppo bassa, gli utenti possono aggiungere addensanti in modo appropriato; per gli inchiostri troppo densi o con una viscosità troppo alta, gli utenti possono aggiungere diluenti. Inoltre, è possibile contattare il fornitore di inchiostri per informazioni sul prodotto.
18. Quali fattori influenzano la stabilità o la durata di conservazione degli inchiostri UV?Un fattore importante che influenza la stabilità degli inchiostri è la loro conservazione. Gli inchiostri UV vengono solitamente conservati in cartucce di plastica anziché in cartucce di metallo, poiché i contenitori in plastica presentano un certo grado di permeabilità all'ossigeno, che garantisce la presenza di uno spazio d'aria tra la superficie dell'inchiostro e il coperchio del contenitore. Questo spazio d'aria – in particolare l'ossigeno presente nell'aria – contribuisce a minimizzare la reticolazione prematura dell'inchiostro. Oltre al confezionamento, anche la temperatura del contenitore dell'inchiostro è fondamentale per mantenerne la stabilità. Le alte temperature possono causare reazioni premature e reticolazione degli inchiostri. Anche le modifiche alla formulazione originale dell'inchiostro possono influire sulla sua durata di conservazione. Gli additivi, in particolare i catalizzatori e i fotoiniziatori, possono ridurre la durata di conservazione dell'inchiostro.
19. Qual è la differenza tra etichettatura nello stampo (IML) e decorazione nello stampo (IMD)?L'etichettatura in-mold e la decorazione in-mold sono sostanzialmente sinonimi: un'etichetta o una pellicola decorativa (preformata o meno) viene posizionata nello stampo e supportata dalla plastica fusa durante il processo di formatura del pezzo. Le etichette utilizzate nella prima tecnica sono prodotte con diverse tecnologie di stampa, come la rotocalco, l'offset, la flessografia o la serigrafia. Queste etichette vengono solitamente stampate solo sulla superficie superiore del materiale, mentre il lato non stampato è a contatto con lo stampo a iniezione. La decorazione in-mold è utilizzata principalmente per la produzione di pezzi durevoli e viene solitamente stampata sulla seconda superficie di una pellicola trasparente. La decorazione in-mold viene generalmente realizzata con una stampante serigrafica e le pellicole e gli inchiostri UV utilizzati devono essere compatibili con lo stampo a iniezione.
20. Cosa succede se si utilizza un'unità di polimerizzazione ad azoto per polimerizzare inchiostri UV colorati?Da oltre dieci anni sono disponibili sistemi di polimerizzazione che utilizzano azoto per i prodotti stampati. Questi sistemi sono impiegati principalmente nel processo di polimerizzazione di tessuti e interruttori a membrana. L'azoto viene utilizzato al posto dell'ossigeno perché quest'ultimo inibisce la polimerizzazione degli inchiostri. Tuttavia, poiché la luce emessa dalle lampade di questi sistemi è molto limitata, essi non risultano molto efficaci nella polimerizzazione di pigmenti o inchiostri colorati.
Data di pubblicazione: 24 ottobre 2024
