Lakierowanie folii z tworzyw sztucznych lakierami utwardzanymi UV w offsecie arkuszowym

Lakierowanie folii z tworzyw sztucznych lakierami utwardzanymi UV w offsecie arkuszowym jest procesem w wielu przypadkach koniecznym, ale tez niezwykle skomplikowanym. Dlatego warto zaznajomić się z tym problemem.

Wiadomym jest, że błyszczące lakiery UV potrzebują określonego czasu na rozpłynięcie się, zanim można jest utwardzić promieniami UV. Mechanizm utwardzania dla farb UV i lakierów UV jest taki sam. Folie z tworzyw sztucznych zachowują się natomiast inaczej, niż papier i karton i dlatego warto zwrócić uwagę na tę właściwość.

Utwardzanie chemiczne przy użyciu promieni UV jest jedną z najbardziej innowacyjnych meto suszenia farb i lakierów w przemyśle opakowaniowym. W technologii UV można zadrukowywać cały szereg niechłonnych substratów. Zalety pierwszych aplikacji nadanych już na początku lat 70. Wciąż nadal obowiązują. W rotacyjnym druku wąsko wstęgowym utwardzanie UV jest stosowane już w ponad 90 proc. przypadków. Systemy UV odnotowują również stały wzrost zastosowania w sektorze opakowań. Tutaj zadrukowywanie i lakierowanie coraz częściej odbywa się techniką offsetu arkuszowego.

Intensywne badania i rozwój w dziedzinie surowców oraz farb i lakierów sprawiły, że rozpowszechnienie technologii stało się możliwe w wielu obszarach przemysłu poligraficznego i opakowaniowego, także w druku na foliach. Lakierowanie folii z tworzyw sztucznych ma jednak kilka cech szczególnych, różniących je od lakierowania papieru i kartonu.

Wrażliwość termiczna folii
Podczas pracy promienników UV zawsze uwalniane jest promieniowanie podczerwone, czyli ciepło. To ciepło jest pożądane do wspomagania utwardzania, ale z drugiej strony może prowadzić do zbyt dużej intensywności curlingu (wypaczania się podłoża drukowego). Stąd wynikają problemy z dokładnością pasowania oraz ze zwiększoną temperaturą stosu. Z tego też powodu należy używać tylko tyle promieniowania UV, ile jest konieczne do utwardzenia zastosowanych farb i lakierów.

Odpowiednie dostosowanie parametrów produkcji może pomóc uniknąć wytworzenia zbyt dużej ilości ciepła. Z reguły utwardzanie UV odbywa się pod wpływem powietrza z otoczenia. Ponieważ cząsteczki tlenu w powietrzu dążą do reakcji z farbą bądź lakierem, to należy skompensować to działanie przez zwiększenie mocy promienników, co oznacza także zwiększone obciążenie termiczne dla substratu. Technologia obojętnego promieniowania UV, od dawna już ugruntowana w druku zwojowym, oferuje rozwiązanie dla druku offsetowego arkuszowego.

Obszar od promiennika UV do substratu przy zobojętnianiu jest wypełniany azotem, wypierającym tlen. Konkurencyjna reakcja z tlenem zawartym w powietrzu zostaje wyeliminowana, z tym skutkiem, że można znacznie zredukować moc promiennika, a tym samym zmniejszyć obciążenie termiczne substratu. Kolejną zaletą tej techniki jest możliwość redukcji udziału fotoinicjatorów w stosowanych farbach i lakierach UV, w wyniku czego powstają cichsze systemy UV.

Przyczepność lakieru do folii
Przyczepność do substratów z tworzyw sztucznych jest zależna od rozmaitych czynników. Ponieważ właściwie zawsze chodzi o przyczepność mechaniczną, napięcie powierzchniowe nabiera szczególnego znaczenia. Aby więc zagwarantować dobrą przyczepność farby bądź lakieru, napięcie powierzchniowe folii poliolefinowych, np. z polipropylenu i polietylenu nie może być mniejsze od 38 mN/m, a najlepiej powinno wynosić 40 mN/m.

Standardem stało się, że folie wszystkich producentów mają koronowaną powierzchnię. Zaleca się jednak sprawdzenie napięcia powierzchniowego, ponieważ efekty wstępnego koronowania utrzymują się maksymalnie przez pół roku, a nierzadko nawet znacznie krócej. Zbyt niskie napięcie powierzchniowe można ponownie zwiększyć przez koronowanie. Właśnie w przypadku folii PP i PE jest to zabieg zasadny. W przypadku tworzyw sztucznych takich jak PVC, PET i PS koronowanie z reguły nie jest potrzebne. Gdyby jednak wystąpiły problemy z przyczepnością, to wtedy koronowanie tych tworzyw może okazać się pomocne.

Wypaczanie się substratu po zadrukowaniu i lakierowaniu
Do wypaczenia się substratu może doprowadzić nie tylko wydzielane ciepło, ale również tzw. kurczenie polimeryzacyjne. Farby i lakiery UV zmniejszają swoją objętość podczas utwardzania w zależności od jakości o 2–10 proc. Warstwa farby lub lakieru zbiega się również nieco przy rozszerzaniu powierzchniowym. Wynikiem tego są zjawiska kurczenia i tworzenia fal na tworzywowej folii. Poprzez wybór nie kurczących się lakierów UV można ten efekt zredukować bądź silnie na niego oddziaływać. Poza tym należy zwrócić uwagę na to, by nie nakładać lakieru w zbyt dużych ilościach.

Folie, obojętnie, czy w zwojach, czy w arkuszach, są zwykle silnie naładowane elektrostatycznie. W przypadku folii w arkuszach prowadzi to do trudnego rozdzielania arkuszy w maszynach drukujących i podczas dalszej obróbki. Poza systemami rozładowującymi w maszynach naładowanie elektrostatyczne można zmniejszyć poprzez prawidłowe przechowywanie folii. W celu aklimatyzacji folie powinny być przechowywane przez trzy dni przed rozpoczęciem druku w temperaturze 20 st C lub nieco wyższej oraz przy względnej wilgotności powietrza 55 proc.

Przede wszystkim w przypadku bardzo cienkich folii należy spodziewać się trudnego rozdzielania zadrukowanych arkuszy w dalszej obróbce. Dlatego zasadne jest stosowanie w druku lakieru zawierającego czynnik antystatyczny, aby uniknąć tzw. efektu szklanej płyty, znanego również jako efekt szklanej tafli. Do powstania tego efektu, czyli sczepiania się arkuszy, przyczyniają się także uchodzenie lub brak powietrza między arkuszami i duża gładkość folii i warstw lakieru.

Lakiery dla folii z tworzyw sztucznych w offsecie arkuszowym
Chcąc uzyskać optymalne rezultaty należy do formułowania lakierów UV do druku na foliach sięgnąć po inne surowce, niż dla lakierów UV do druku na papierze i kartonie. Lakiery UV do folii zyskują w ten sposób bardzo dobre właściwości przyczepne, a warstwy lakieru posiadają bardzo dużą elastyczność. Obok lakierów połyskowych i matowych do uszlachetniania folii z tworzyw sztucznych używane są lakiery nadające efekt złota lub srebra, perłowe i posiadające własności bieli kryjącej. Ponadto lakiery UV do folii można wyposażyć w rozmaite funkcje i właściwości, takie jak np. odporność chemiczna na działanie najprzeróżniejszych rozpuszczalników, zasad i kwasów. Podobnie poprzez odpowiednią formułę można wywierać wpływ na właściwości mechaniczne.

Możliwa jest więc do uzyskania duża odporność na ścieranie oraz własności antypoślizgowe, czy też bardzo śliska powierzchnia. Ponadto dostarczane są żaroodporne lakiery UV na etykiety IML oraz bezzapachowe i niemigrujące systemy UV na opakowania artykułów żywnościowych. Zadrukowywanie i lakierowanie folii z tworzyw sztucznych stawia szczególne wymagania wobec wszystkich uczestników procesu: producentów maszyn, folii, farb i lakierów oraz w znacznym stopniu produkującej drukarni.