Wofür wird eine BOPP-Flexodruckmaschine verwendet?

Biaxial orientierte Polypropylenfolie spielt bei Weichverpackungen eine wichtige Rolle. Es ist die unterste Schicht unter den meisten Snackbeuteln, Bonbonpapieren, Zigarettenpapieren, Klebebandrückseiten und den bedruckten Teilen vieler Etiketten. Es gibt zwei Dinge, die Sie über a wissen müssenBopp Flexodruckmaschinee. Zuerst müssen Sie wissen, was gedruckt wird. Als nächstes müssen Sie wissen, warum Flexodruck das bevorzugte Material für große Fabriken ist.

Was BOPP zu einem technisch anspruchsvollen Substrat macht

Das Material selbst muss erklärt werden, bevor wir über seine Verwendung sprechen können. Dies liegt daran, dass die Natur von BOPP direkt die Notwendigkeit einer speziellen Maschineneinrichtung erklärt.

Bei hohen Temperaturen wird Polypropylen in beide Richtungen herausgedrückt und gezogen. Die beiden Richtungen sind Maschinenrichtung und Querrichtung. Dieser Zug wird als biaxiale Ausrichtung bezeichnet. Dieser Schritt ordnet die Polymerketten an. Das Ergebnis ist eine Folie, die viel stärker ist als unorientiertes PP. Es weist eine sehr gute Klarheit und eine geringe Wasserdampfübertragungsrate auf. ASTM D882-18 (2022) ist der Standardtest für die Festigkeit dünner Kunststoffplatten. Es wird eine Methode zur Messung der Stärke bidirektionaler Ergebnisse vorgestellt. Für BOPP erreichen diese Werte typischerweise 2.800 bis 3.500 MPa in Maschinenrichtung und 3.500 bis 4.500 MPa horizontal. Diese sind deutlich höher als Polyethylenfolien gleicher Dicke.

Diese hohe Steifigkeit der Abmessungen führt zu einer Brauchbarkeit für den Druck. BOPP dehnt sich unter der Belastung des Netzwerks kaum aus. Diese Dehnung kann zu einer Fehlausrichtung weicher Materialien wie Polyethylen niedriger -Dichte führen. Die gleiche biaxiale Ausrichtung führt jedoch zu einer entscheidenden Verarbeitungseinschränkung. Das BOPP-Arbeitstemperaturfenster ist klein. Wenn die Membran zu lange über 120-130 Grad bleibt, beginnt sich die orientierte molekulare Ordnung zu entspannen. Dies führt zu dauerhaften Kontraktionen in beide Richtungen. Dies führt zu einer strengen Begrenzung der Temperatureinstellung des Trockners im Druckprozess.

Eine zweite BOPP-Eigenschaft des Kontrolldruckprozessdesigns ist die niedrige Oberflächenenergie. Bei unbehandelten Folien liegt sie üblicherweise bei 29 bis 31 mN/m. Damit Tinte auf jedem Material haften kann, muss die Oberflächenspannung der Tinte die Oberflächenenergie des Materials erreichen oder unter dieser liegen. Dadurch wird die Tinte angefeuchtet und gut verteilt. Oberflächenspannungen Die meisten lösungsmittelbasierten und UV-Flexodruckfarben betragen 28 bis 35 mN/m. Dies bedeutet, dass sie an oder über der natürlichen Oberflächenenergiegrenze von BOPP liegen. Das Ergebnis ist unbehandeltes BOPP, das Tinte wegdrückt. Koronaentladung, Plasmabehandlung oder Flammenbehandlung Eine Vorbehandlung ist Standardvoraussetzung vor jedem Druck auf diesem Material.

Anwendungsbereich 1: Flexible Lebensmittelverpackung

Der größte Einsatzbereich einer Bopp-Flexodruckmaschine ist der Dekorations- und Informationsdruck auf weiche{0}verpackte Folie. Zu diesen Verwendungszwecken gehören:

Außenverpackung für Snacks. Orientiertes BOPP sorgt für die Barriere und Steifigkeit, die Snackbeutel während des Versands in Form halten. Es bietet außerdem eine hochglänzende Oberfläche und unterstützt vollfarbig gedruckte Lebensmittelfotos, Zutatenlisten und legitime Etiketten. Der Druck erfolgt in Form einer umgekehrten Lesung auf die Außenfläche einer Folie. Anschließend wird es auf eine Thermodichtung (normalerweise LDPE oder CPP) geklebt. Dadurch wird die Tinte zwischen zwei Polymerschichten eingeschlossen. Diese Konstruktion wird als Konterdrucklaminat bezeichnet.

Süßwaren-Drehfolie. Dünnes BOPP (12 bis 20 μm) wird in 1-2 Farben gedruckt. Anschließend wird es geschnitten und in automatische Rollenwickelmaschinen gerollt. Bei einer so geringen Dicke kann die Größenstabilität von BOPP ein Reißen und Falten verhindern, das durch weniger steife Materialien in Hochgeschwindigkeitsverpackungslinien verursacht wird.

Bäckerei und Verpackung. Bedruckte BOPP-Folien sind-durchsichtig. Auf diese Weise können Sie das Produkt sehen. Hinzu kommt die Wasserbeständigkeit, die die Haltbarkeit des Produkts verlängert.

Für alle Lebensmittelverpackungszwecke muss das Tintensystem den Migrationsregeln für den Lebensmittelkontakt entsprechen. In der Europäischen Union legt die Verordnung (EU) Nr.. 10/2011 über Kunststoffmaterialien für Lebensmittel spezifische Beschränkungen für die mögliche Übertragung von Bestandteilen von der Verpackung auf Lebensmittel fest. Bei umgekehrt-bedruckten BOPP-Laminaten ist die Tintenschicht durch Laminat und Intranets vom Lebensmittel getrennt. Nach den aktuellen Vorschriften sind jedoch weiterhin Tests zur Farbübertragung und zur Einhaltung von Funktionsstörungen im Wickelprozess erforderlich.

Anwendungsbereich 2: Tabak-Over-Wrap

Die Verpackung von Zigarettenpackungen und Kartons ist im BOPP-Flexodruck ein schwieriges Problem. Dies liegt daran, dass eine sehr dünne Folie (15–20 Mikrometer) verwendet wird, die eine sehr hohe Transparenz erfordert, und eine nachgeschaltete Verpackungsmaschine mit einer Leistung von 300–600 Päckchen pro Minute.

Tabakverpackungen werden normalerweise auf einem monochromen Hintergrund mit glänzenden Heißprägeabschnitten und versteckten Aufreißstreifenausschnitten gedruckt. Die Einrichtung der Bopp-Flexodruckmaschine ist so eingerichtet, dass die Überdruckgenauigkeit der Zigarette höher ist als alles andere. Denn selbst wenn die Abweichung zwischen dem Druckdesign und der nächsten glänzenden Folienstufe weniger als einen Millimeter beträgt, kann es zu einer spürbaren Abweichung kommen. Dieses Missverhältnis kann dazu führen, dass ganze Produktionschargen ausfallen.

Anwendungsbereich 3: Druckempfindliche Etikettensubstrate

Transparentes BOPP wird häufig als oberste Schicht von Klebeetiketten auf Flaschen, Dosen und Hartbehältern verwendet. Dies gilt insbesondere für Getränke, Körperpflege- und Lebensmittelprodukte, die ein „Off-{1}}Label-Erscheinungsbild erfordern. Durch die Klarheit der Folie sieht das Etikett so aus, als wäre es auf einen Behälter gedruckt worden.

In diesem Fall erfolgt der Druck auf der Oberseite des BOPP, bevor die Klebeschicht geschnitten und gebunden wird. Beim flexiblen BOPP-Druck mit Etikettendicke (normalerweise 50–80 Mikrometer) muss eine gleichmäßige Farbdichte in großen Vollflächen und kleinen Details erreicht werden. Die Rückseite des bedruckten Papiers muss antihaftbeschichtet bleiben. Das bedeutet, dass die Abziehfestigkeit klebriger Verbindungen verringert wird, wenn keine Tinte ausläuft oder sich die Beschichtung bewegt.

ISO 2846-1:2017 gibt Ziele für die Volltondichte für den Druck von Qualitätszeichen für solche Etikettierungsarbeiten vor. Für hochwertige Etiketten sollte die Dichte der Cyan- und Magenta-Tinte bei Standardlicht zwischen 1,50 und 1,70 liegen. Die zulässige Änderung beträgt plus oder minus 0,05.

Anwendungsbereich 4: Klebebandträger

BOPP-Klebeband wird für transparentes Verpackungs-, Büro- und Fabrikarbeiten verwendet. Für das Band müssen Brand- oder Warnzeichen wie „Zerbrechlich“, „Diese Seite“ oder „Nicht zerdrückt“ auf die Rückseite des Bandes gedruckt werden, bevor es geschnitten und in den Kern gewickelt wird. Diese Art der Nutzung stellt besondere Anforderungen an den Druckprozess. Tinte muss auf einem Material befestigt und dann mit Acryl- oder Gummikleber beschichtet werden. Dies bedeutet, dass sich die Druckschicht nicht von der Oberfläche löst, wodurch die Klebrigkeit des Klebers verringert wird.

Die Tintenauswahl konzentriert sich auf den Restlösungsmittelgehalt und die Oberflächenchemie. Lösungsmittelbasierte Flexodruckfarben hinterlassen im Trockenfilm einen hohen Restlösungsmittelgehalt und können mit der Leimbeschichtung reagieren. Dies führt dazu, dass der Kleber in der Farb-Kleber-Produktionslinie versagt. ASTM D3330 bietet einen Test, um festzustellen, ob die Klebeverbindung auf bedruckten Flächen den gleichen Abziehregeln entspricht wie auf unbedruckten Flächen. Diese Qualitätsprüfung eignet sich besonders für diesen Zweck und ist bei den meisten anderen Flexodruck-Produkttypen nicht gegeben.

Technische Konfiguration einer BOPP-Flexomaschine

Eine Bopp-Flexodruckmaschine ist für diesen Folientyp konzipiert und unterscheidet sich durch mehrere Teile von herkömmlichen Flexomaschinen:

Einstellungen zur Bahnspannungsregelung. Die hohe Steifigkeit von BOPP bedeutet, dass Spannungsfehler direkt in die Registrierungsdrift einfließen und nicht durch die Dehnung absorbiert werden. Daher muss das Spannungskontrollsystem die Spannung der Bahn aufrechterhalten, selbst wenn im gesamten Rollengrößenbereich nur eine positive oder negative Änderung von 1 bis 2 N auftritt. Das elektrische Tanzsystem mit Kraftmesszellen-Feedback ist standardmäßig mit BOPP als Kern ausgestattet. Keine rein mechanischen Bremssysteme.

Corona-Behandlungsstation. Eine eingebaute-Koronabehandlung direkt vor der ersten Druckstation ist eine Standard-BOPP-Flexolinie. Der Behandler erhöhte die Oberflächenenergie von mN/m auf 44 mN/m. Dies reicht aus, um eine gute Tintenfeuchtigkeit sicherzustellen. Es gelang nicht, das Energieniveau zu erreichen, was zu Problemen mit der elektrostatischen Bindung zwischen Film und Führungswalze führte. Die Intensität der Behandlung muss so angepasst werden, dass eine Überbehandlung vermieden wird. Eine Überbehandlung erzeugt eine seltsam schwache Oxidationsschicht, die die Haftung verringert und von der Hauptmembran abgelöst werden kann.

Temperaturgesteuertes-Trocknen. BOPP hat eine Schrumpfungsgrenze von 120–130 Grad. Daher muss der Lufttrockner zwischen Druckmaschine und Endtrockner einer präzisen Temperaturregelung unterzogen werden. Die Genauigkeit muss plus oder minus 5 Grad betragen. Neuere Anlagen verwenden Zonen-Infrarotheizung und Temperaturkurven für Heißlufttrockner. Dadurch kann das Lösungsmittel schnellstmöglich trocknen, während das Material sicher erhitzt bleibt.

Lösungsmittelrückgewinnung oder UV-Härtung. Bei BOPP werden häufig lösungsmittelbasierte Tinten-verwendet. Sie haften gut auf behandelter Folie. Sie erfordern jedoch Systeme zur Lösungsmittelrückgewinnung oder -vernichtung, beispielsweise eine thermische Oxidationsanlage oder einen Aktivkohlefilter. Damit sollen die VOC-Emissionsvorschriften erfüllt werden, die in Gesetzen wie der EU-Richtlinie über Industrieemissionen festgelegt sind. UV-härtende Flexosysteme eliminieren Lösungsmittelemissionen. Sie müssen jedoch bei Bedarf überprüfen, ob alle Photoinitiator-Chemikalien den Beschränkungen für die Lebensmittelexpositionsübertragung entsprechen.

Vergleich mit Tiefdruck für BOPP

Der Tiefdruck war in der Vergangenheit das Hauptkonkurrenzverfahren für flexible BOPP-Verpackungen in großen Mengen. Ein Vergleich der wichtigsten Auswahlkriterien:

Im Laufe des letzten Jahrzehnts hat sich die Produktion von BOPP-Weichverpackungen aufgrund von Trends wie kleineren Chargen, schnelleren Design--zu-Geschwindigkeiten und umweltfreundlicheren Tintensystemen auf Flexodruckmaschinen verlagert. Dies gilt insbesondere bei mehr als 10 bis 20 Produkten pro Druckerei.

Qualitätsverifizierungsstandards

Der fertige BOPP-Flexodruck sollte mit den folgenden Standardqualitätsanforderungen verglichen werden:

Tintenhaftung. An bedruckten BOPP-Proben wurde ein ISO 2409-Kreuzschnittstreifentest durchgeführt. Dadurch wird überprüft, ob sich die Tinte von der Oberfläche des Materials löst. Testen Sie sofort nach dem Drucken und warten Sie 48 Stunden.

Abriebfestigkeit. ASTM D5264 misst, wie viel Reibung erforderlich ist, damit Tinte abblättert. Diese Abbildung zeigt, dass bedrucktes BOPP den Versand und die Verarbeitung überstehen kann, ohne sein Aussehen zu verlieren.

Dimensionsstabilität nach dem Drucken. Vor und nach dem gesamten Trocknungsprozess werden Breite und Länge der Bahn gemessen. Diese Inspektionswärme hat nicht dazu geführt, dass die permanente Folie beim nächsten Klebe- oder Schneideschritt über die Größenbeschränkung hinaus schrumpft.

Abschluss

Eine Bopp-Flexodruckmaschine ist ein Werkzeug, das für einen bestimmten Auftrag gebaut wurde. Es basiert auf der Materialwissenschaft von BOPP. Dazu gehören die hohe Intensität, die geringe Oberflächenenergie, die Hitzeempfindlichkeit und die Regeln für die Lebensmittelexposition. Sein Einsatz deckt das größte Segment des Weichverpackungsmarktes ab. Diese Verwendungszwecke sind Lebensmittelverpackungen, Süßigkeitenverpackungen, Tabakverpackungen, Etiketten und Klebebänder. Bei jedem Einsatz liegt der Wert einer Maschine in mehr als nur dem Auftragen von Tinte auf den Film. Sein Wert liegt darin, dass dies innerhalb der strengen Grenzen geschieht, die durch die physischen Merkmale von BOPP vorgegeben sind. Das bedeutet die richtige Spannung, die richtige Temperatur, die richtige Stärke der Oberflächenbehandlung und die richtige Tintenchemie. Gleichzeitig muss es den Vorschriften für Massenverpackungen und Qualitätszeichen entsprechen.

Referenzen

ASTM D882-18(2022).Standardprüfverfahren für Zugeigenschaften dünner Kunststofffolien. ASTM International, 2022. (BOPP MD/TD-Zugmodulwerte, Dehnung-bei-Bruchverhalten, Orientierung{4}induzierte mechanische Eigenschaftsdaten für flexible Foliensubstrate)

ISO 2846-1:2017.Farbe und Transparenz von Grafiktinten - Teil 1: Blatt--Fed- und Rollenoffset-Lithografietinten. Internationale Organisation für Normung, 2017. (Feste optische Dichtespezifikation für Prozesstinten, ±0,05 dpt Toleranz für die Ausgabe von Premium-Etiketten und flexiblen Verpackungen)

ASTM D5264-98 (2021).Standardpraxis für die Abriebfestigkeit von Druckmaterialien durch den Sutherland Rub Tester. ASTM International, 2021. (Methode zur Prüfung der Abriebfestigkeit des Tintenfilms für BOPP-bedruckte flexible Verpackungssubstrate)

ASTM D3330/D3330M-04 (2018).Standardtestmethode für die Schälhaftung von druckempfindlichem Klebeband. ASTM International, 2018. (Verifizierung der Schälhaftung über bedruckten und unbedruckten Trägerflächen von BOPP-Klebeband, Prüfung der Kompatibilität der Klebe--Tintenschnittstelle)

Verordnung (EU) Nr. 10/2011.Kunststoffmaterialien und -artikel, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Kontakt zu kommen. Europäisches Parlament und Rat, 2011, in der geänderten Fassung. (Migrationsgrenzwerte für Tintenkomponenten bei Lebensmittelkontakt, Anforderungen an die funktionelle Barriere von Reverse--Drucklaminaten, regulatorischer Rahmen für die Einhaltung der Tintenkonformität bei Lebensmittelverpackungen)