Технология производства полиэтиленовых пакетов с нанесением логотипа

Материалы для пакетов с печатью

Выбор полиэтилена для пакета с логотипом напрямую влияет на качество передачи изображения и долговечность оттиска. Согласно техническим регламентам переработчиков полимеров, основными видами сырья являются полиэтилен низкой плотности (LDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) и полиэтилен высокой плотности (HDPE). Каждый тип плёнки имеет различные физико-механические свойства, которые определяют поведение материала при нанесении краски и последующей эксплуатации. Профессиональную консультацию по выбору полиэтилена можно получить в компании «изготовление пакетов спб».

Полиэтилен низкой плотности и его влияние на искажение печати

Плёнка из LDPE (ПВД) характеризуется эластичностью и способностью растягиваться под нагрузкой. При нанесении печати на такую плёнку существует риск геометрического искажения изображения — логотип может вытянуться или деформироваться в местах наибольшего натяжения материала. Это происходит из-за того, что эластичная основа сжимается или расширяется в процессе транспортировки через печатную секцию. Для минимизации искажений используют предварительную стабилизацию полотна: контроль натяжения плёнки на рулоне с точностью до 0,5 Н/см и соблюдение температурного режима при экструзии (145–160 °C для LDPE). При печати на LDPE рекомендуется избегать длинных узких элементов в макете, так как растяжение вдоль машинного направления может достигать 3–5%.

Обработка поверхности плёнки коронным разрядом

Полиэтилен обладает низкой поверхностной энергией (около 30–31 мН/м), что затрудняет смачивание и адгезию большинства красок. Перед нанесением логотипа плёнку активируют с помощью коронного разряда. Установка для коронной обработки создаёт электрический разряд высокого напряжения (10–20 кВ) между электродом и поверхностью плёнки, в результате чего на полимерной цепи образуются полярные группы (карбоксильные и гидроксильные). Поверхностное натяжение после обработки повышается до 38–44 мН/м, что обеспечивает механическое и химическое сцепление краски с материалом. Эффект коронной обработки непостоянен — со временем (в течение нескольких суток) активированные связи рекомбинируют, поэтому печать должна выполняться не позднее 24–48 часов после обработки. Мощность разряда подбирают в диапазоне 10–30 Вт·мин/м² в зависимости от толщины и марки плёнки.

Методы нанесения логотипа

Для нанесения изображений на полиэтиленовую упаковку применяют три основных технологии: флексографическую, трафаретную и цифровую печать. Выбор метода определяется тиражом, требуемой цветопередачей, типом пакета и бюджетом производства. Каждый способ имеет свой набор параметров по скорости, стойкости оттиска и разрешению.

Особенности флексографической печати

Флексография — ротационный способ печати, при котором краска переносится на плёнку с эластичной полимерной формы. Печатные секции флексографской машины располагаются последовательно: каждая секция наносит один цвет. Технология допускает использование от 1 до 8 цветов (плашек или растровых). Флексографическая печать выполняется на рулонном полотне в линии с экструзией или отдельно на печатной машине. Разрешение оттиска обычно составляет 150–175 линий на дюйм (lpi). Для цветной печати применяют растрирование с углами поворота растровой точки (например, для Cyan — 15°, Magenta — 75°, Yellow — 0°, Black — 45°) для снижения муара. Скорость печати на современных машинах достигает 200–300 м/мин. Из-за эластичности форм и давления цилиндров (1,5–3 бар) возможен эффект «раздавливания» точки, что требует компенсации при цветоделении.

Трафаретная и цифровая печать: сравнение

Трафаретная печать (шелкография) основана на продавливании краски через сетчатый трафарет. Этот метод наносит слой краски толщиной от 15 до 50 мкм, что даёт насыщенный цвет и высокую укрывистость даже на тёмных или полупрозрачных плёнках. Трафаретная печать может выполняться на уже готовых пакетах (поштучно или на листовых заготовках). Скорость ниже флексографической — до 1000–1500 оттисков в час для автоматического станка. Разрешение ограничено структурой сетки (от 80 до 200 нитей/см) и толщиной красочного слоя. Цифровая печать на полиэтилене выполняется с использованием струйных головок или электрофотографии. Плёнка должна быть предварительно обработана коронным разрядом, а краски могут быть на водной основе или УФ-отверждаемые. Цифровой метод не требует изготовления печатных форм, поэтому оптимален для тиражей до 500–2000 экземпляров и персонализированной печати. Однако стойкость к истиранию цифрового оттиска на полиэтилене, как правило, ниже, чем у флексографии и трафарета, — при тесте на сухое истирание (500 циклов по DIN 53754) теряется до 20–30 % плотности.

Требования к макету и печатным формам

Корректно подготовленный макет обеспечивает точное воспроизведение логотипа и минимизирует количество брака. Основные параметры — цветовая модель, тип файла, минимальная толщина линий и размер шрифта. Печатные формы изготавливаются по макету и имеют свой ресурс использования.

Цветовые модели и форматы файлов для макета

Для флексографии и трафаретной печати используется цветовая модель CMYK или Pantone (Plastisol / Pantone Matching System). Pantone — плашечная система, позволяющая точно подобрать цвет по номеру (например, PMS 186 C). При печати в CMYK конверсия из Pantone может давать отклонение ΔE более 3–5 единиц, поэтому для фирменных цветов рекомендуется плашечная краска. Допустимые форматы векторных файлов: AI, EPS, CDR с переводом текста в кривые. Растровые макеты (TIFF, PSD) должны иметь разрешение не менее 300 dpi при размере 1:1. Минимальная толщина линий для флексографии — 0,5–0,7 мм, для трафарета — 0,8–1,0 мм (зависит от номера сетки). Размер шрифта без засечек — не менее 4–5 pt, для шрифтов с засечками — 7–8 pt. Также макет должен содержать допуски под обрез (bleed) — 2–5 мм с каждой стороны, так как при резке рукава или пакета возможно смещение.

Изготовление печатных форм: материалы и тиражная стойкость

Печатные формы для флексографии изготавливаются из светочувствительного полимера (фотополимера) или резины. Фотополимерные формы создаются методом лазерного экспонирования с последующим вымыванием незатвердевших участков. Твёрдость формы по Шору составляет 40–75 единиц (шкала A). Формы из резины (вулканизация под давлением) имеют тиражную стойкость до 3–5 млн оттисков, фотополимерные — от 0,5 до 1,5 млн. Сетчатые трафареты для шелкографии изготавливаются из полиэфирной или нейлоновой ткани с числом нитей 77–150 нитей/см. Их стойкость составляет в среднем 10 000–30 000 оттисков. После исчерпания ресурса формы теряют чёткость рельефа, и оттиск начинает «забиваться» или «раздаваться».

Влияние конструкции пакета на печать

Форма пакета — наличие ручек, сварных швов, вырубных отверстий — накладывает ограничения на расположение и площадь нанесения изображения. Для каждого типа пакета существуют свои минимальные отступы от краёв и зоны, не пригодные для печати.

Ограничения зоны печати для пакетов с вырубной ручкой

Пакеты с вырубной ручкой (так называемые «майки» с отверстием) имеют ослабленное место в зоне вырубки. Печать не наносится на расстоянии менее 10–15 мм от края вырубного отверстия, так как при растяжении плёнки в этой зоне краска может потрескаться или отслоиться. Кроме того, сама вырубка выполняется после печати, и для совмещения печатного рисунка с вырубным штампом требуется позиционирование с точностью ±1 мм. Полезная площадь для печати на таком пакете — от 60 до 80 % ширины полотна при длине пакета 350–450 мм.

Особенности нанесения на фасовочные пакеты и майки

Фасовочные пакеты (рулонные бобины) печатаются на рулоне до резки на отдельные пакеты. Здесь зона печати ограничена только шириной полотна и длиной рапорта (повторяющегося фрагмента). Для фасовочных пакетов используется односторонняя печать шириной до 500–600 мм. Пакеты типа «майка» с вырубкой ручки имеют два лицевых полотна, так что печать может быть нанесена на одну или обе стороны. Для сохранения симметрии логотип обычно располагают на лицевой стороне с отступом от верхнего края не менее 50–70 мм. При печати на рукаве (плёнка, сложенная вдвое) необходимо учитывать, что внутренняя сторона рукава не контактирует с краской — печать наносится только на внешнюю поверхность.

Контроль качества печати и стойкость изображения

Качество печати оценивается по визуальным и инструментальным критериям: цветовое соответствие, чёткость контуров, отсутствие непропечаток и полос. Долговечность краски на полиэтилене определяется адгезией и устойчивостью к внешним воздействиям.

Согласно стандарту ASTM D2589, адгезию краски проверяют методом решётчатого надреза: на образце через весь красочный слой до плёнки наносят 11 параллельных надрезов с расстоянием 1–2 мм, затем перпендикулярно — ещё 11. Отслоение более 5% площади квадратов считается браком.

Типовые дефекты печати и способы их предотвращения

• Непропечатка (pin-holes) — мелкие точки без краски. Возникает из-за низкой поверхностной энергии плёнки (ниже 36 мН/м) или запылённости рулона. Устраняется коронной обработкой и очисткой полотна.
• Смазывание и двойной контур — результат несоосности печатных секций или превышения натяжения плёнки. Контроль натяжения и синхронизация цилиндров решают проблему.
• Забивание сетки или формы — краска высыхает в ячейках или углублениях формы. Снижается при стабилизации температуры краски (20–25 °C) и правильной вязкости.
• Разнос (dot gain) — увеличение растровой точки при печати. Компенсируется при цветоделении (кривая компенсации) и подбором давления прижимного цилиндра.
• Отслоение краски — обычно связано с недостаточной коронной обработкой или использованием краски на водной основе без присадок для полиолефинов. Проверяется тестом с липкой лентой (Scotch tape test).

Факторы, влияющие на долговечность краски

Стойкость изображения к истиранию, влаге и трению зависит от нескольких параметров. Тип краски: краски на основе растворителей глубже проникают в поверхностный слой LDPE/HDPE, чем водные. УФ-отверждаемые краски после полимеризации образуют трёхмерную полимерную сетку, устойчивую к царапинам (твёрдость 2H–3H по карандашной шкале). Температура сушки/отверждения: при флексографии межсекционная сушка горячим воздухом (50–80 °C) должна полностью удалить растворитель, иначе остатки пластифицируют оттиск. Условия эксплуатации: при контакте с жирами, маслами и кислотами (например, в пищевой упаковке) некоторые краски размягчаются. Рекомендуемый тест для оценки химической стойкости — погружение в подсолнечное масло на 24 часа при 23 °C. Потеря адгезии после такого теста не должна превышать 10 % площади оттиска.

Экологические аспекты выбора технологии печати

При выборе способа печати на полиэтиленовых пакетах учитывают воздействие на окружающую среду: количество летучих органических соединений (ЛОС), возможность рециклинга плёнки и утилизацию расходных материалов. Наибольший вклад в эмиссию вносят растворители красок и энергоёмкость сушки.

Краски на водной основе и снижение выбросов растворителей

Краски на водной основе содержат 70–85 % воды и 5–15 % органических растворителей (спирты, гликоли). При сушке испаряется преимущественно вода, что снижает выбросы ЛОС до 100–200 г/кг краски, тогда как в растворительных красках содержание органической фазы достигает 50–70 % (800–1000 г/кг). Водные краски требуют более высокой энергии на сушку (тёплый поток воздуха при 80–100 °C) из-за скрытой теплоты парообразования воды (2260 кДж/кг против 800–900 кДж/кг для спиртов). При переработке пакета во вторичное сырьё важно, чтобы краска на водной основе не содержала тяжёлых металлов (кадмий, хром, свинец) — эти пигменты запрещены сертификацией OEKO-TEX и RoHS. Трафаретная и флексографская печать с УФ-отверждаемыми красками практически не выделяет летучих растворителей, но требует специальных систем утилизации неполимеризовавшихся олигомеров. Для повышения экологичности производства применяют рекуперацию растворителей (конденсация, абсорбция) и использование биосорбционных фильтров в системе вентиляции.

Видео