أساسيات الحبر
حبرهي مادة أساسية تستخدم في الطباعة، فهي بمثابة المادة التي تشكل المعلومات النصية والرسومية أثناء عملية الطباعة. فهو يحدد بشكل مباشر درجة اللون والوضوح والجوانب الأخرى للصور الموجودة على المنتج المطبوع. مع تقدم تكنولوجيا الطباعة، يستمر تنوع الأحبار في النمو، وهناك طرق مختلفة للتصنيف.
إل دي علية هي مؤسسة تتمتع بخبرة تزيد عن 30 عامًا في استخدامالطباعة بالحفروالطباعة الفلكسوغرافية والطباعة الرقمية. يتوافق كل منتج مع المعايير الصينية ومعايير إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (ادارة الاغذية والعقاقير)، مع إشراف صارم بدءًا من المصدر، بما في ذلك المواد الخام مثل الأفلام والأحبار والمذيبات والمزيد.
إذا تم تصنيفها حسب طريقة الطباعة،حبريتم تقسيم الطباعة عادةً إلى عدة فئات: حبر طباعة الأوفست،الطباعة بالحفر حبرالطباعة فلكسوغرافيةحبروحبر طباعة الشاشة والحبر الرقمي والأحبار الخاصة والمزيد. إذا تم تصنيفها حسب طريقة التجفيف، يتم تصنيف الأحبار عمومًا على أنها تجفيف تشكيل الفيلم، وتجفيف النفاذ، والتجفيف المتطاير، والتجفيف بالإشعاع، وأنواع التجفيف الأخرى. نظرًا لاختلاف أنواع ونسب عوامل الربط في الحبر، غالبًا ما يتم التجفيف من خلال مزيج من شكلين أو أكثر.
بالنسبة للأحبار المستخدمة في منتجات الأفلام المركبة، فإن الغالبية العظمى منها عبارة عن أحبار تجفيف متطايرة، حيث يتكون عامل الربط من راتينج صلب وكمية كبيرة من المذيبات المتطايرة ذات اللزوجة المنخفضة. يذوب الراتينج الصلب في المذيب، ويوزع الصبغة بشكل موحد في عامل الربط. بعد الطباعة على الركيزة، يتبخر المذيب بسرعة ويجف، ويشكل طبقة. في آلات الطباعة المجهزة بأجهزة التسخين والتجفيف، يمكن أن يتبخر المذيب بسرعة، مما يسمح بالطباعة على ركائز غير ماصة مثل الأفلام البلاستيكية.
حاليًا، تتم طباعة الأفلام البلاستيكية بشكل شائع باستخدامالطباعة بالحفر، مع اعتماد البعض الطباعة الفلكسوغرافية في السنوات الأخيرة.الطباعة بالحفرعادةً ما يتم تصنيف الحبر وحبر الطباعة الفلكسوغرافية إلى حبر قائم على المذيبات وحبر مائي. تتناول هذه المقالة بشكل رئيسيالطباعة بالحفرالحبر وحبر الطباعة الفلكسوغرافية.
خصائص الحبر:
حبر الطباعة بالحفر هو حبر سائل. أثناء الطباعة بالحفر، يعتمد الحبر على سيولته والتصاقه وملئه وطلاءه على نقوش أسطوانة الحفر. فقط الأنظمة ذات اللزوجة المنخفضة، أي الأنظمة الرقيقة نسبيًا، يمكنها إظهار هذه الخصائص. وفي فترة قصيرة، يجب أن يملأ الحبر تجاويف الأسطوانة. إذا كانت اللزوجة عالية جدًا، فمن الصعب ملء التجاويف، وسوف تواجه شفرة إزالة الحبر صعوبة في إزالة الحبر من المناطق غير الموجودة في الصورة. من ناحية أخرى، إذا كانت اللزوجة منخفضة جدًا، فإن كسب النقطة الناتج عن الضغط أثناء الطباعة يمكن أن يؤدي إلى ضعف إنتاج النموذج. بالإضافة إلى ذلك، في الطباعة بالحفر، يتم استخدام شفرة الطبيب لإزالة الحبر من المناطق غير الموجودة في الصورة، مما يتسبب في عودة الحبر المتبقي إلى المحبرة الأصلية. حتى الحبر الموجود في النقوش يحتاج إلى الاتصال المتكرر بالحبر الأصلي. فقط السوائل ذات اللزوجة المنخفضة يمكن إزالتها بسهولة وتمتلك قابلية جيدة لإعادة الذوبان، ودقة منخفضة، وقيم إنتاجية منخفضة، وتتكيف بشكل جيد مع الطباعة بالحفر.
تكوين الحبر:
بشكل عام، تتكون أحبار الحفر من أربعة مكونات رئيسية: الراتنج، والصباغ، والمذيبات، والمواد المضافة. يعتمد اختيار الراتينج عادةً على الاستخدام المقصود للحبر. يتم تحديد العديد من خصائص الحبر، مثل مقاومة التآكل واللمعان والالتصاق بالركيزة، بواسطة راتينج الحبر. بمعنى ما، يحدد راتينج الحبر خصائصه الرئيسية. تشمل الراتنجات التمثيلية شائعة الاستخدام ما يلي:
أنواع الراتنج | طلب | الخصائص والاستخدامات وما إلى ذلك. | |||
الحفر | فلكسوغرافية | حبر المذيبات | حبر مائي | ||
الصنوبري ومشتقاته | * | * | * | * | تُستخدم استرات الصنوبري متعددة الوظائف المعدلة بالبوليولات على نطاق واسع كالراتنجات المساعدة في أحبار المذيبات المختلفة. تستخدم أملاح معدن الصنوبري على نطاق واسع كالراتنج الرئيسي في أحبار النشر. عند تحييده، يمكن استخدامه أيضًا في الأحبار المائية. |
شيلاك | * | * | * | * | يمكن استخدام الراتنج الطبيعي بكميات صغيرة كمساعد على الالتصاق. |
راتنج الألكيد | * | * | - | * | طبقة الراتنج قابلة للنفاذ وقابلة للتنفس، وهي موجودة عادة في تطبيقات الورق المزخرف. |
مشتقات النيتروسليلوز والسليلوز | * | * | * | - | مقاومة ممتازة للحرارة. يستخدم على نطاق واسع كالراتنج الصلب. لديه خصائص تشتت الصباغ ممتازة. |
راتنج البولياميد | * | * | * | - | تستخدم لأفلام بي، ص. عادة ما يتم استخلاصه من الزيوت النباتية مثل زيت التونغ وزيت بذرة القطن وزيت فول الصويا. لمعان ومرونة ممتازة. |
المطاط المكلور | * | - | * | - | مقاومة ممتازة للحرارة، لمعان عالي. كان شائعًا في تركيبات الحبر المبكرة ولكنه توقف عن الاستخدام بسبب مشاكل مثل الرائحة والذوبان العالي. |
راتنجات البولي بروبيلين المكلورة | * | - | * | - | ممتاز التصاق على مواد البولي بروبلين. |
راتنجات البولي فينيل أسيتات المكلورة | * | - | * | - | مقاومة ممتازة للمواد الكيميائية. تقارب الصباغ ممتازة. |
راتنجات خلات فينيل الإيثيلين | * | - | * | - | يُستخدم بشكل شائع في الأحبار التي تحتوي على 40% من أسيتات الفينيل، وهو مرن للغاية. في بعض الأحيان يتم زيادة الكلورة لتعزيز قابلية الذوبان وترطيب الصباغ. |
راتنج الكحول (البوليستر) | * | * | * | * | مرن. يستخدم بشكل عام كمادة راتنجية مساعدة لضبط المتانة. |
راتنجات البولي يوريثين البلاستيكية الحرارية | * | * | * | - | مرونة عالية في التصميم الجزيئي، وهو الراتينج الرئيسي للأحبار المركبة للأغراض العامة في عبوات مرنة. يستخدم أيضًا في أحبار الطباعة السطحية، غالبًا مع النيتروسليلوز. |
راتينج أكريليك لدن بالحرارة | * | * | * | - | تستخدم عادة لتقليص الملصقات والورنيش. |
تشتت البولي يوريثين الأنيوني | * | * | - | * | التصاق ممتاز بالبولي إيثيلين تيرفثالات والنايلون، ومرونة ممتازة (خاصة المرونة في درجات الحرارة المنخفضة). شائع في أحبار التغليف المرنة للأغذية أو بعض تطبيقات مواد البناء. |
راتينج أكريليك بولي بروبيلين أنيوني (مستحلب) | * | * | - | * | الراتنج الرئيسي للأحبار ذات الأساس المائي، مع هياكل جزيئية قابلة للتخصيص بدرجة كبيرة، ولكن بشكل عام له عيب كونه لزجًا حراريًا وهشًا. بشكل عام، يتم استخدام هيكل كوبوليمر ستايرين أكريليك، مع راتنجات ستايرين منخفضة الوزن الجزيئي تستخدم لتشتيت الأصباغ وراتنجات ستايرين عالية الوزن الجزيئي تستخدم للربط والتثبيت. |
أصباغ
يتم تحديد اللون والتركيز وثبات الضوء ومقاومة الأحماض والقلويات وغيرها من خصائص الحبر بواسطة الأصباغ. للأصباغ أيضًا تأثير معين على سيولة الحبر ولمعانه. يتم سرد أصناف الأصباغ التمثيلية في الجدول أدناه:
تصنيف | أمثلة نموذجية للأصباغ | ||
أصباغ عضوية | أصباغ آزو | صبغة البحيرة (ملح غير قابل للذوبان) | &نبسب;ديسازو ريدز مثل PR48:1، PR48:2، PR48:3، PR49:1، PR53:1، PR57:1، إلخ. |
مونوازو | PY74 الأصفر، والكاتيكول الأحمر مثل بي آر 146، PR112، بي آر 170 | ||
ديازو | PY12 أصفر، PY13 أصفر، PY14 أصفر، PY83 أصفر، ص.ب13 برتقالي، ص34 برتقالي | ||
ديازو التكثيف | PR144 أحمر، بي آر 166 أحمر | ||
الفثالوسيانين | فثالو أزرق 15:3، 15:4، نحاس فثالوسيانين أخضر G-7، G-36 | ||
كيناكريدونات | كيناكريدون أحمر PR122، بف19 أرجواني | ||
بيرازولوكينازولين | بيرازولوكينازولين أحمر PR254 النيابة العامة أحمر | ||
الكينولين | الكينولين البنفسجي | ||
آخر | بنزيميدازولون أصفر PY180، إيزويندولينون أصفر PY110، كينولين PY81 خوخ أحمر، بف3، إلخ. | ||
أصباغ غير عضوية | ثاني أكسيد التيتانيوم | روتيل، أناتاس | |
أسود فاحم | فرن أسود، مصباح أسود، أسود سريع، أسود قناة، إلخ. | ||
آخر | كبريتات الباريوم، كربونات الكالسيوم، السيليكا | ||
أصباغ ذات تأثير خاص | مسحوق الفضة (الألومنيوم)، مسحوق الذهب (النحاس الزنك)، مسحوق اللؤلؤ، تغيير اللون | ||
بالنسبة للمنتج النهائي المطبوع، ترتبط خصائص الصبغة ارتباطًا وثيقًا بقضايا المتانة، مثل مقاومة انتقال مواد التعبئة والتغليف المختلفة ومحتوياتها، ومقاومة الحرارة، والمقاومة الكيميائية، وثبات الضوء. أحد الاهتمامات الأكثر شيوعًا هو ثبات الضوء.
المذيبات
في أحبار الحفر، العنصر الأكثر وفرة هو المذيب. بشكل عام، يعتمد اختيار نوع المذيب على الراتينج المحدد للحبر، ويتم إجراء التعديلات اللازمة بناءً على المشكلات المحتملة التي قد تنشأ أثناء استخدام الحبر.
يجب أن يكون المذيب المثالي فعالاً وفعالاً من حيث التكلفة وغير ضار. الماء هو الخيار الأمثل، فهو يقلل بشكل كبير من انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة، ويمنع تلوث الهواء، ولا يشكل أي ضرر على صحة الإنسان، كما أنه غير قابل للاحتراق. ومع ذلك، فإن للماء أيضًا العديد من القيود التي تحد من استخدامه كمذيب. في السنوات الأخيرة، حدث بعض التطور في استخدام الماء كمذيب للأحبار.
في النظام الصناعي الحالي، ونظرًا لفعاليتها القوية وتوافرها بسهولة، تظل المذيبات العضوية لا غنى عنها للحصول على أحبار عالية الجودة. هذه المذيبات، بعد الاستخدام المكثف والفحص، تشمل بشكل رئيسي البنزين والكيتونات والكحولات والإثيرات والمبردات. في السنوات الأخيرة، تم تقييد استخدام البنزين والكيتونات بسبب مخاوف تتعلق بالسلامة والصحة. نظرًا للحاجة إلى التطاير، تكون نقطة غليان أحبار الفلكسوغرافية وأحبار الحفر أقل، عادةً في حدود 70 إلى 150 درجة مئوية، في حين أن أحبار نفث الحبر لها نقطة غليان أعلى، عادةً في نطاق 150 إلى 260 درجة مئوية.
مذيب | اسم المذيب | نقطة الغليان*1 عند 760 ملم زئبق | نقطة الوميض*1 | التوتر السطحي*1 (داين / سم) | معلمة الذوبان*2 | معدل التبخر*3 |
&نبسب;ماء | 100.0 | - | 72.0 | 23.2 | 40 | |
الهيدروكربونات الأليفاتية | ن-هيبتان س-الهكسان الحلقي ميثيل سيكلوهكسان التولوين زيلين | 68.7 80.719 100.934 110.625 139~142 | &لتر;-23.درجه مئوية -17.درجه مئوية -1.درجه مئوية 4.4.درجه مئوية 17 ~ 25.درجه مئوية | 17.9 24.38(25درجه مئوية) 23.17(25درجه مئوية) 27.92(25درجه مئوية) 28 ~ 30 | 7.3 8.2 7.8 8.9 8.8 | - - - 205 70 |
استرات | إيثيل الأسيتات خلات الأيزوبروبيل خلات البوتيل خلات البوتيل خلات البوتيل | 77.114 89 101.55 118.0 126.114 | -4درجه مئوية 4.44درجه مئوية 14.4درجه مئوية 17.8درجه مئوية 27.درجه مئوية | 23.75 22.1(22درجه مئوية) 24.28(20درجه مئوية) 23.7(20درجه مئوية) 25.09(20درجه مئوية) | 9.1 8.4 8.8 8.3 8.5 | 615 500 276 145 100 |
الكيتونات | الأسيتون ميثيل إيثيل كيتون (مجاهدي خلق) ميثيل إيزوبوتيل كيتون (ميبك) | 56.12 79.64 115.9 | -17.8درجه مئوية -7.2درجه مئوية 15.6درجه مئوية | 23.7 23.97(24.8درجه مئوية) 25.4(25درجه مئوية) | 10.0 9.3 8.4 | 1160 572 160 |
الكحوليات | الميثانول الإيثانول الأيزوبروبانول ن-البروبانول الأيزوبيوتانول ن-بيوتانول | 64.6 78.3 82.4 97.2 107.9 117.5 | 12.درجه مئوية 14.درجه مئوية 11.7درجه مئوية (27.درجه مئوية) (27.5درجه مئوية) 35.درجه مئوية | 22.55(20درجه مئوية) 22.1(25درجه مئوية) 21.7(20درجه مئوية) 23.8(20درجه مئوية) 23.0(20درجه مئوية) 24.6(20درجه مئوية) | 14.5 12.7 11.5 11.9 11.1 11.4 | 200 190 150 100 70 50 |
البوليولات | بروبيلين جليكول ميثيل إيثر ديبروبيلين جلايكول ميثيل الأثير ديبروبيلين جلايكول إيثيل الأثير ديبروبيلين جلايكول بوتيل الأثير | 120.0 194.1 202.0 230.4 | (39.درجه مئوية) (93.درجه مئوية) (96.درجه مئوية) (93.درجه مئوية) | 27.1(20درجه مئوية) 34.8(25درجه مئوية) 31.8(25درجه مئوية) 33.6(25درجه مئوية) | 9.5 10.2 9.6 8.9 | 71 &لتر;1 &لتر;1 &لتر;1 |
معدل التبخر: القيمة المحددة في نظام مفتوح مع ضبط أسيتات n-بوتيل على 100. (°C)
*1 دليل المذيبات، الطبعة السادسة، بقلم شوزو أساهارا (1985)
*2 دليل مستخدم صدَفَة بلندوبرو 4.0، الوحدة: [كالوري/سم؛]1/2
*3 نظرة عامة على الطلاء، الطبعة الرابعة، لجنة تحرير نظرة عامة على الطلاء (1971)
هنا، تبدو خصائص الماء مختلفة إلى حد كبير مقارنة بالمذيبات الأخرى. من المنظور الجزيئي، يبلغ الوزن الجزيئي للماء (H2O) 18 فقط، وهو ذو قطبية عالية، مما يجعله بطبيعته مادة نشطة للغاية. ومع ذلك، هناك روابط هيدروجينية قوية بين جزيئات الماء، تشبه المغناطيس، والتي تعمل على تجميع الماء السائل معًا بإحكام. في الواقع، تتغير جزيئات الماء من H2O إلى (H2O)، مما يعني أن جزيئات الماء تصبح أكبر وأكثر تعقيدًا.&نبسب;
وهذا هو السبب الأساسي للخصائص الفريدة للمياه. على وجه التحديد، فإنه يعرض:
يتطلب التبخر قدرًا كبيرًا من امتصاص الحرارة:تبلغ حرارة تبخر الماء الكامنة 539 (كالوري/جم)، بينما تبلغ حرارة الإيثانول النموذجي 204 (كالوري/جم)، وأسيتات البوتيل 74 (كالوري/جم). تبلغ الحرارة الكامنة لتبخير الماء عدة أضعاف حرارة المذيبات الأخرى شائعة الاستخدام.
التجفيف بطيء:&نبسب;معدل التبخر هو حوالي 1/5 من الإيثانول و 2/5 من خلات البوتيل.
ضعف القدرة على الترطيب:&نبسب;تواجه التطبيقات على الركائز منخفضة القطبية صعوبات كبيرة، وغالبًا ما يكون للمواد المضافة لحل هذه المشكلة آثار جانبية وتواجه قيودًا على المركبات العضوية المتطايرة.
بالإضافة إلى ذلك، الماء لديه تشحيم ضعيف، مما يؤثر على ملاءمة شفرة إزالة الحبر الزائد، وبالتالي يؤثر على العمر الافتراضي لأسطوانة اللوحة أو أسطوانة أنيلوكس.
وبالنظر إلى كل هذه الجوانب بشكل شامل، فإن استخدام الماء كمذيب يعد بلا شك مهمة صعبة.
إضافات
في حين أن مساحيق الأصباغ والراتنجات والمذيبات تشكل البنية الأساسية للحبر، إلا أنه لا يزال من الضروري تخصيص الحبر وفقًا للاستخدام المقصود ومتطلبات العملاء.
تصنيف | الغرض من الاستخدام الرئيسي | عناصر |
مشتتات الصباغ | تحسين تشتت الصباغ منع التسوية تعزيز استقرار التخزين | عوامل محددة ذات وزن جزيئي منخفض أو عالي الوزن الجزيئي ذات بنية معينة، ومشتقات صبغية |
مزيلات الرغوة | تمنع فقاعات الحبر منع عيوب الفيلم على المواد المطبوعة | السيليكون، الزيوت المعدنية، الكحوليات العالية |
الترطيب والتسوية | يقوم الوكلاء بتعزيز انتشار الحبر وتسويته على الركائز | المواد الخافضة للتوتر السطحي، والمذيبات ذات التوتر السطحي المنخفض مثل إثيرات الكحول |
وكلاء الانزلاق | تعزيز مقاومة الاحتكاك، ومقاومة الخدش، والالتصاق | الشمع الصناعي، الشمع الطبيعي، السيليكون، الأحماض الدهنية |
وكلاء المعالجة | تحسين مقاومة الماء، ومقاومة الحرارة، والمقاومة الكيميائية، وزيادة قوة المركب، وتعزيز الالتصاق | الإيزوسيانات عوامل معالجة الايبوكسي أيونات ومركبات معدنية |
الملدنات | تعزيز مرونة والتصاق الطلاء، وتحسين خصائص تشكيل الفيلم من الراتنجات، ومنع التبييض | حامض الستريك والكحول (بولي) وزيت فول الصويا الايبوكسي وما إلى ذلك. |
عملية تصنيع الحبر
يجب خلط مكونات الحبر المختلفة بطريقة مناسبة. عندما تكون الأصباغ عبارة عن أصباغ خاصة غير متكتلة، فإن التحريك عالي السرعة يكون كافيًا للخلط. ومع ذلك، عندما تكون الأصباغ متكتلة، يجب استخدام معدات طحن عالية الطاقة للصقل. تتضمن عملية تصنيع الحبر النموذجية الخطوات التالية:
1. تتم عملية الصياغة والخلط المسبق عادةً باستخدام الخلاط.
2. الطحن: استخدام قوى القص والصدم لسحق المواد، ويتم ذلك عادةً باستخدام مطحنة الخرز.
3. التعديل: ضبط خصائص الحبر للتأكد من الخصائص الفيزيائية.
4. الترشيح والتعبئة والتغليف والفحص والتخزين.
الخطوة الأكثر أهمية هي الطحن، حيث يتم استخدام مطحنة الخرز التي تستخدم الخرز عالي الكثافة للتأثير والقص على نطاق واسع في الأحبار السائلة. نظرًا للتقلبات العالية للأحبار القائمة على المذيبات، عادةً ما يتم استخدام مطحنة الخرز المغلقة. وبشكل عام، فإن المعدات المتقدمة والعمليات التشغيلية لها نفس القدر من الأهمية بالنسبة للنتيجة النهائية.
الخلاط: خلط المواد والتشتت المسبق.
مطحنة الخرز: تشتيت المواد ذات اللزوجة المتوسطة إلى المنخفضة (الاصطدام والقص مع الوسائط عالية الكثافة، التشغيل المغلق، الاستخدام على نطاق واسع).
طحن الخرز هو عملية طحن جزيئات الصبغة بدقة وتحقيق التغليف الكامل للراتنج. يجب أن تكون النعومة ودرجة الحرارة مناسبتين، ويكون مؤشر دقة الحبر عند خروجه من المصنع هو الحد الأقصى لحجم الجسيمات بشكل عام.
خصائص الحبر ومواصفاته
بعد اكتمال إنتاج الحبر، يتم اختبار مؤشرات المصنع المتعددة. ومع ذلك، كجزء من تصميم الحبر نفسه، يجب مراعاة مؤشرات التصميم المختلفة ومعايرتها أثناء تصميم الصياغة. ويقدم الجدول أدناه بعض الأمثلة:
تجربة | عناصر الجودة |
مظهر الحبر | قابلية الطحن (التشتت)، اللزوجة، السيولة، درجة اللون، اللمعان، الجاذبية النوعية، المحتوى الصلب، قيمة الرقم الهيدروجيني، استقرار التخزين، إلخ. |
ملاءمة الطباعة | قدرة الشفرة على التكيف، وأداء الحجب، وإعادة إنتاج النقاط، وخصائص التجفيف، وقابلية إعادة الذوبان، وخصائص إزالة الرغوة، وثبات الضغط، وقابلية التنظيف، وما إلى ذلك. |
خصائص الطلاء | مقاومة الاحتكاك، مقاومة الحرارة، الالتصاق، مقاومة الخدش، مقاومة الالتصاق، المقاومة الكيميائية، مقاومة الضوء، طارد الماء، المذيبات المتبقية، الانزلاق، إلخ. |
المعالجة البعدية | الخصائص: مقاومة الاحتكاك، الالتصاق الحراري، ملاءمة الختم الحراري، التوافق مع التصفيح، إلخ |
وتتطلب هذه المؤشرات معدات متخصصة، وأغلبها معروفة. علاوة على ذلك، نحتاج إلى النظر في القيود غير التقليدية المستندة إلى اللوائح القانونية المطبقة على الاستخدام النهائي، مثل المعادن الثقيلة والأمينات العطرية والملدنات والمركبات العضوية المتطايرة المحددة، وما إلى ذلك. ويجب معالجة هذه القيود في مرحلة تصميم التركيبة، ويتم إجراء الاختبار النهائي. فقط للتحقق. تعتمد الجودة الممتازة على التصميم أكثر من الفحص. ينطبق هذا البيان بشكل خاص على صناعة الحبر.
