O papel enrola facilmente quando colado em uma área grande? A solução está aqui!
Para alguns substratos de papel altamente absorventes, a colagem-em grande escala pode fazer com que o papel enrole e deforme, afetando seriamente as operações de laminação subsequentes. Neste artigo, o autor projeta um padrão matricial e o produz como uma tela de serigrafia para revestimento adesivo. Ele tem um bom desempenho em impressão serigráfica adesiva à base de água-e resolve efetivamente o problema de ondulação e deformação do papel causado pela impressão serigráfica-de grandes áreas com adesivos-à base de água.
Há problemas com a aplicação-de adesivo em grande escala no papel
Para aplicação de cola de papel em grandes-áreas-de folhas inteiras, as fábricas de impressão e embalagem geralmente usam máquinas de laminação de rolo, que podem controlar a espessura da cola ajustando a quantidade de adesivo no rolo de revestimento. Este método é conveniente, simples e amplamente aplicado. Para aplicação de cola localizada em grandes-áreas, especialmente ao unir com posições de padrão específicas, geralmente é usada a serigrafia local, ajustando a quantidade de cola aplicada alterando a contagem da malha. Para substratos de papel com forte absorção de água, como papel-revestido duplo e cartões brancos não revestidos, especialmente aqueles com dosagem abaixo de 220g/m², métodos de colagem-de grandes áreas podem facilmente causar ondulação e deformação do papel, afetando seriamente o processo de colagem subsequente.
Para mitigar este fenômeno, a solução atual é a seguinte: adicionar no equipamento um dispositivo de sucção com pressão negativa ao substrato; Em termos de materiais, considere usar adesivos de alta-solididade com baixo teor de umidade ou adesivos termofusíveis-ou reduza a quantidade de adesivo aplicado para diminuir o impacto da umidade na deformação do papel. Mas a desvantagem dessas ações é óbvia:
(1) Requisitos mais elevados são impostos ao desempenho de materiais e adesivos;
(2) A redução da espessura do adesivo pode diminuir o teor de umidade por unidade de área na área de revestimento, mas a redução excessiva faz com que a camada de revestimento seque rapidamente, aumentando o risco de falso descascamento do adesivo e dificultando o controle preciso durante o processo de fabricação. Mesmo a combinação dos dois métodos acima ainda dificulta a resolução eficaz do problema em alguns casos.
Aplicar telas de impressão matricial
Recentemente, encontrei um produto de cartão branco não{0}}revestido com um material base de 165g/m². Este produto utiliza um processo de colagem de grandes-áreas. Como a posição de colagem é localizada com um padrão específico, ela usa serigrafia de placa completa e revestimento de cola. Em testes de amostra, seja usando telas de malha 100, malha 150 ou malha 180, o papel após a impressão do adesivo apresenta vários graus de deformação e ondulação, resultando em baixa eficiência no processo de laminação subsequente e uma alta taxa de defeitos.
Com base nos requisitos de qualidade deste produto e nas características do processo de serigrafia e colagem, combinados com testes de efeito reais, uma tela de serigrafia com padrão de matriz de pontos-foi finalmente projetada para serigrafia adesiva, resolvendo efetivamente o problema de ondulação e deformação do papel causada pela serigrafia adesiva de grandes-áreas, e introduzida com sucesso na produção em massa.
Princípio do design matricial
Como é bem sabido, o papel é um material poroso e heterogêneo. Seus principais componentes, celulose e hemicelulose, contêm grande quantidade de grupos hidrofílicos (OH), e existem inúmeros poros capilares com cerca de 20~50μm de diâmetro entre as fibras. Quando expostos à água, esses poros formam fenômenos capilares. Portanto, seja papel revestido ou não revestido, ele possui certas propriedades de absorção de água.
Por exemplo, após a impressão em tela inteira com adesivo-à base de água no papel, o papel é revestido com um adesivo-único. As fibras do lado colado e as moléculas de água do adesivo se combinam para inchar rapidamente, aumentando de volume, enquanto o verso não sofre esse inchaço. Taxas de contração inconsistentes entre as fibras frontal e posterior causam tensões internas inconsistentes no papel. Quando esta tensão excede a rigidez estrutural do próprio papel, o seu equilíbrio é perturbado, resultando em deformação por flexão.
Em condições ambientais estáveis, o papel é um material com certa resistência e relativa estabilidade. Em áreas onde o papel não sofreu inchaço, ou quando a tensão de deformação por inchaço for menor que sua tensão interna, o papel aparecerá em um estado de "sem deformação" ou "leve deformação". Com base nesse fenômeno, essa “deformação” e “sem deformação” podem se alternar. Enquanto os dois atingirem um estado de freios e contrapesos mútuos, o papel poderá ser mantido em um estado geral estável. Seguindo essa ideia, projetamos um padrão de matriz de pontos para substituir a malha-de tela cheia. Deixe um certo espaçamento entre os pontos, defina como μ e defina o diâmetro do ponto como Ф.
Ao imprimir o adesivo em uma matriz semelhante a pontos no substrato de papel, esse design intermitente pode dispersar efetivamente a tensão da deformação local do papel, e a quantidade de cola pode ser controlada alterando o número de tamanhos de malha e a distribuição do tamanho dos pontos no design. Em comparação com os designs anteriores de impressão em tela completa, as diferenças específicas são mostradas nas Figuras 1 e 2.
Figura 1 Design de um layout de página-completa padrão e uma visualização parcialmente ampliada
Figura 2 Projeto de matriz de pontos e visualização local ampliada
De acordo com a Figura 2, após a impressão adesiva, o adesivo aparece alternadamente no substrato de papel. Dentro de um determinado período, as áreas em branco não incham devido à umidade e permanecem relativamente estáveis, permitindo que a tensão de deformação causada pelo inchaço nas regiões cobertas-com adesivo seja dispersa e neutralizada. A deformação na área{4}coberta do adesivo ocorre apenas em pontos locais muito pequenos. À medida que o tempo aberto do processo de revestimento aumenta, 20% a 30% da umidade na área adesiva irá evaporar no ar, enquanto uma pequena porção se difundirá nas áreas em branco. Desta forma, a presença alternada de áreas adesivas e não{9}}adesivas equivale à alternância de 'zonas estáveis' e 'zonas de deformação'. Uma vez encontrado o ponto de equilíbrio da tensão interna, a deformação geral da ondulação do papel pode ser significativamente aliviada.
Portanto, para resolver o problema do processo de aplicação de adesivo em grandes-áreas no cartão branco especial não revestido de 165 g/m² da nossa empresa, considerando quatro variáveis-tipo de adesivo (conteúdo sólido), diâmetro do ponto Ф, espaçamento entre pontos µ e contagem de malha x-um experimento fatorial-completo foi projetado conforme mostrado na Tabela 1.
Tabela 1 Parâmetros-completos do experimento fatorial e resultados de testes
De acordo com os resultados mostrados na Tabela 1, o DOE #5 usou cola tipo B- da Henkel, combinada com os seguintes parâmetros de serigrafia: diâmetro do ponto 4,0 mm, espaçamento entre pontos 3,0 mm e contagem de malha 100. Para o papelão branco não revestido de 165 g/m² da empresa, isso proporciona o melhor efeito de colagem e impressão. Conforme mostrado na Figura 3, uma tela foi feita com base nesses parâmetros e testada na produção real. Após a aplicação da cola, o papel permaneceu geralmente plano, quase sem ondulação ou deformação, permitindo que os processos subsequentes realizassem a laminação sem problemas. O produto acabado apresentou boa adesão, com resistência média ao rasgo do adesivo superior a 80%, além de reduzir o uso de cola em aproximadamente 30%.
Figura 3 Design de padrão de caso e visualização de detalhes ampliada
A abordagem acima fornece um método prático para resolver o problema de deformação que ocorre após a colagem de grandes-áreas de papel de superfície de caixa de presente de baixa-gramatura. Diferentes tipos de materiais de papel têm características e absorção variadas. Ao projetar padrões de serigrafia, é necessário considerar de forma abrangente a absorção do papel, a contagem da malha do estêncil de serigrafia, o tamanho e o espaçamento dos pontos, bem como o adesivo adequado ao material. Isto é especialmente importante para linhas automatizadas de dobra e colagem, que apresentam alta velocidade e precisão, tornando a aplicação de cola em serigrafia amplamente utilizada. A aplicação desse método não apenas resolve parcialmente o problema de ondulação e deformação da superfície do papel, mas também facilita os processos subsequentes de-corte e conformação, além de oferecer economias consideráveis em adesivos e outros materiais.