Kağıt geniş bir alana yapıştırıldığında kolayca kıvrılıyor mu? Çözüm burada!
Bazı oldukça emici kağıt alt tabakaları için, büyük-ölçekli yapıştırma, kağıdın kıvrılmasına ve deforme olmasına neden olabilir ve bu da sonraki laminasyon işlemlerini ciddi şekilde etkileyebilir. Bu yazıda yazar bir nokta matris deseni tasarlıyor ve bunu yapışkan kaplama için serigrafi baskı ekranı olarak üretiyor. Su-bazlı yapışkanlı serigrafi baskıda iyi performans gösterir ve su-bazlı yapıştırıcılarla geniş-alanlı serigrafi baskının neden olduğu kağıt kıvrılması ve deformasyon sorununu etkili bir şekilde çözer.
Kağıt üzerinde büyük-ölçekli yapıştırıcı uygulamasında sorunlar var
Kağıdın geniş-alanlı tam-yaprak tutkal uygulaması için, baskı ve paketleme fabrikaları genellikle, kaplama silindirindeki yapışkan miktarını ayarlayarak tutkalın kalınlığını kontrol edebilen silindirli laminasyon makineleri kullanır. Bu yöntem kullanışlı, basit ve yaygın olarak uygulanır. Geniş-alanlı lokalize tutkal uygulaması için, özellikle belirli desen konumlarıyla birleştirme yapılırken, genellikle yerel serigrafi baskı kullanılır ve uygulanan tutkal miktarı, ağ sayısı değiştirilerek ayarlanır. Çift-kuşe kağıt ve kaplanmamış beyaz kartlar gibi güçlü su emme özelliğine sahip kağıt alt tabakaları için, özellikle dozajı 220g/m²'nin altında olanlar için, geniş-alanlı yapıştırma yöntemleri kolaylıkla kağıdın kıvrılmasına ve deformasyonuna neden olabilir ve bu da sonraki yapıştırma işlemini ciddi şekilde etkileyebilir.
Bu durumu hafifletmek için mevcut çözüm şu şekildedir: Ekipmanın üzerine, alt tabakaya negatif basınçlı bir emme cihazı ekleyin; Malzemeler açısından, düşük nem içeriğine sahip-yüksek sağlamlıkta yapıştırıcılar veya sıcak-eriyen yapıştırıcılar kullanmayı düşünün veya nemin kağıt deformasyonu üzerindeki etkisini azaltmak için uygulanan yapıştırıcı miktarını azaltın. Ancak bu eylemlerin olumsuz tarafı açıktır:
(1) Malzemelerin ve yapıştırıcıların performansına daha yüksek gereksinimler getirilir;
(2) Yapışkan kalınlığının azaltılması, kaplama alanındaki birim alan başına nem içeriğini azaltabilir, ancak aşırı azaltma, kaplama katmanının çabuk kurumasına neden olur, yanlış yapışkan soyulma riskini artırır ve üretim süreci sırasında hassas kontrolü zorlaştırır. Yukarıdaki iki yöntemin birleştirilmesi bile bazı durumlarda sorunun etkili bir şekilde çözülmesini zorlaştırmaktadır.
Nokta vuruşlu serigrafi baskı ekranlarını uygulayın
Yakın zamanda, taban malzemesi 165g/m² olan,-kaplamasız beyaz kartlı bir ürünle karşılaştım. Bu üründe geniş bir-alan yapıştırma işlemi kullanılmaktadır. Birleştirme konumu belirli bir desenle lokalize edildiğinden, tam-levha serigrafi baskı ve tutkal kaplama kullanır. Numune testinde, ister 100 gözenekli, ister 150 gözenekli, ister 180 gözenekli elekler kullanılsın, baskı sonrası kağıt, değişen derecelerde deformasyon ve kıvrılma sergiler, bu da sonraki laminasyon işleminde düşük verimlilik ve yüksek kusur oranıyla sonuçlanır.
Bu ürünün kalite gereklilikleri ve serigrafi baskı ve yapıştırma işleminin özellikleri temel alınarak, gerçek efekt testiyle birleştirilmiş, nokta-matris desenli serigrafi baskı ekranı nihayet yapışkan serigrafi baskı için tasarlandı, geniş alanlı yapışkan serigrafi baskının neden olduğu kağıt kıvrılması ve deformasyon sorununu etkili bir şekilde çözerek- seri üretime başarıyla dahil edildi.
Nokta vuruşlu tasarım ilkesi
Bilindiği gibi kağıt gözenekli, heterojen bir malzemedir. Ana bileşenleri olan selüloz ve hemiselüloz, büyük miktarda hidrofilik gruplar (OH) içerir ve lifler arasında çapı yaklaşık 20~50μm olan sayısız kılcal gözenek vardır. Suya maruz kaldığında bu gözenekler kılcal damar oluşumunu oluşturur. Bu nedenle kuşelenmiş veya kaplanmamış kağıt olsun, belirli su emme özelliklerine sahiptir.
Örneğin, kağıda su-bazlı yapıştırıcıyla tam-plaka serigrafi baskı yapıldıktan sonra, kağıt tek-taraflı bir yapıştırıcıyla kaplanır. Yapıştırılan taraftaki lifler ve yapıştırıcıdaki su molekülleri birleşerek hızla şişer ve hacmi artar, ancak arka tarafta bu şişme yaşanmaz. Ön ve arka lifler arasındaki tutarsız büzülme oranları, kağıtta tutarsız iç gerilime neden olur. Bu gerilim kağıdın yapısal sertliğini aştığında dengesi bozulur ve bükülme deformasyonuna neden olur.
Sabit çevre koşulları altında kağıt, belirli bir mukavemete ve göreceli stabiliteye sahip bir malzemedir. Kağıdın şişme yaşamadığı alanlarda veya şişme deformasyon gerilimi iç gerilimden az olduğunda kağıt "deformasyon yok" veya "hafif deformasyon" durumunda görünecektir. Bu olguya dayanarak, bu "deformasyon" ve "deformasyon yok" değişebilir. İkisi karşılıklı kontrol ve denge durumuna ulaştığı sürece kağıt genel olarak istikrarlı bir durumda tutulabilir. Bu fikrin ardından, tam-ekran ağının yerini alacak bir nokta matris deseni tasarladık. Noktalar arasında belirli bir boşluk bırakın, μ olarak ayarlayın ve nokta çapını Ф olarak ayarlayın.
Yapışkanın kağıt alt tabaka üzerinde nokta benzeri bir matris halinde basılmasıyla, bu aralıklı tasarım, kağıdın yerel deformasyonundan kaynaklanan stresi etkili bir şekilde dağıtabilir ve tutkal miktarı, tasarımdaki ağ boyutu sayısı ve nokta boyutu dağılımı değiştirilerek kontrol edilebilir. Önceki tam-baskı serigrafi baskı tasarımlarıyla karşılaştırıldığında, spesifik farklar Şekil 1 ve 2'de gösterilmektedir.
Şekil 1 Standart bir tam-sayfa düzeninin tasarımı ve kısmi büyütülmüş görünüm
Şekil 2 Nokta Matris Tasarımı ve Yerel Büyütülmüş Görünüm
Şekil 2'ye göre, yapışkan baskıdan sonra yapışkan, kağıt alt tabaka üzerinde dönüşümlü olarak görünür. Belirli bir süre içinde boş alanlar nemden dolayı şişmez ve nispeten stabil kalır, bu da yapışkanla kaplı bölgelerdeki şişmenin neden olduğu deformasyon geriliminin dağılmasına ve etkisiz hale getirilmesine olanak sağlar-. Yapışkan-kaplı alandaki deformasyon yalnızca çok küçük yerel noktalarda meydana gelir. Kaplama işleminin açık kalma süresi arttıkça yapışkan bölgedeki nemin %20 ila %30'u havaya buharlaşacak, küçük bir kısmı ise boş alanlara yayılacaktır. Bu şekilde, yapışkan ve yapışkan olmayan-alanların dönüşümlü varlığı, alternatif 'sabit bölgeler' ve 'deformasyon bölgeleri' ile eşdeğerdir. İç gerilim denge noktası bulunduğunda, kağıdın genel kıvrılma deformasyonu önemli ölçüde hafifletilebilir.
Bu nedenle, şirketimizin 165 g/m² kaplamasız özel beyaz kartındaki geniş-alanlı yapıştırıcı uygulama süreci sorununu ele almak için, dört değişkenli-yapışkan tipi (katı içerik), nokta çapı Ф, nokta aralığı µ ve ağ sayısı x-tam-faktöriyel bir deney, Tablo 1'de gösterildiği gibi tasarlandı.
Tablo 1 Tam-Faktöriyel Deney Parametreleri ve Test Sonuçları
Tablo 1'de gösterilen sonuçlara göre DOE #5, Henkel'in aşağıdaki serigrafi baskı parametreleriyle eşleşen B-tipi yapıştırıcısını kullanmıştır: nokta çapı 4,0 mm, nokta aralığı 3,0 mm ve ağ sayısı 100. Şirketin 165 g/m² kaplamasız beyaz kartonu için bu, en iyi yapıştırma ve baskı efektini sağlar. Şekil 3'te gösterildiği gibi bu parametrelere dayalı bir ekran yapılmış ve gerçek üretimde test edilmiştir. Tutkal uygulandıktan sonra kağıt neredeyse hiç kıvrılma veya deformasyon olmadan genel olarak düz kaldı ve bu da sonraki işlemlerin laminasyonun sorunsuz bir şekilde gerçekleştirilmesine olanak sağladı. Bitmiş ürün, %80'den daha yüksek bir ortalama yapışkan yırtılma mukavemeti ile iyi bir yapışma sergilerken aynı zamanda tutkal kullanımını da yaklaşık %30 oranında azalttı.
Şekil 3 Vaka Deseni Tasarımı ve Büyütülmüş Ayrıntılı Görünüm
Yukarıdaki yaklaşım, düşük-gramajlı hediye kutusu yüzey kağıdının geniş-alanlı yapıştırılmasından sonra meydana gelen deformasyon sorununu çözmek için pratik bir yöntem sağlar. Farklı kağıt malzemelerinin farklı özellikleri ve emiciliği vardır. Serigrafi baskı desenlerini tasarlarken, kağıdın emiciliğini, serigrafi şablonunun ağ sayısını, noktaların boyutunu ve aralığını ve ayrıca malzemeye uygun yapıştırıcıyı kapsamlı bir şekilde dikkate almak gerekir. Bu, özellikle yüksek hız ve hassasiyete sahip otomatik katlama ve yapıştırma hatları için önemlidir ve tutkalın serigrafi baskı uygulamasını yaygın hale getirir. Bu yöntemin uygulanması, yüzey kağıdının kıvrılması ve deformasyonu sorununu kısmen çözmekle kalmaz, aynı zamanda müteakip kalıplı kesme ve şekillendirme işlemlerini de kolaylaştırırken aynı zamanda yapıştırıcılar ve diğer malzemelerde önemli tasarruflar sağlar.