Mực UV bám dính kém trên màng nhựa thường do bề mặt màng có năng lượng thấp, hoặc do mực đóng rắn chưa đủ và co ngót mạnh khi đóng rắn, kéo màng mực khỏi nền. Cần kiểm tra năng lượng bề mặt màng bằng bút thử dyne (dyne là đơn vị đo năng lượng bề mặt), mức đóng rắn bề mặt và đóng rắn sâu của lớp mực, rồi mới chỉnh công thức. Hai nhóm nguyên nhân này cần cách sửa khác nhau.
Mực UV bong khỏi màng nhựa và mực UV chưa khô là hai lỗi khác nhau
Hai lỗi này hay bị gộp chung thành "bám dính kém", nhưng vị trí lỗi khác nhau nên cách sửa cũng khác.
Mực bong khỏi màng là trường hợp màng mực đã cứng và khô. Khi dán băng keo rồi giật ra, mực tróc nguyên mảng và để lại mặt màng nhựa trơn. Lỗi nằm ở mặt tiếp xúc giữa mực và màng: mực không thấm ướt nền, hoặc nền không có điểm neo để giữ màng mực. Mực UV bong khỏi màng nhựa kiểu này thường liên quan đến năng lượng bề mặt của màng và ứng suất sinh ra khi mực co lại.
Mực chưa khô, hay đóng rắn UV không hoàn toàn, có biểu hiện khác. Bề mặt còn dính tay, bị trầy khi miết ngón tay, và có thể ngửi thấy mùi monomer chưa phản ứng. Lỗi nằm trong khối mực: phản ứng trùng hợp chưa đi hết chiều dày lớp mực, hoặc chưa hoàn tất ở bề mặt. Lớp mực đóng rắn chưa đủ thì không thể bám chắc, dù mặt màng đã được xử lý tốt.
Hai lỗi có thể xuất hiện cùng lúc trên một cuộn. Ví dụ, lớp mực dày đóng rắn kém ở đáy nên mềm, trong khi lớp xử lý corona trên màng đã suy giảm. Nếu chỉ tăng xử lý bề mặt mà không sửa đóng rắn, lỗi quay lại. Nếu chỉ tăng công suất đèn mà màng vẫn không thấm ướt, mực vẫn tróc. Vì vậy cần xác định lỗi nằm ở đâu trước khi can thiệp.
Các mục sau giải thích cơ chế của từng nguyên nhân, rồi mô tả cách phân biệt ngay tại xưởng.
Vì sao mực UV bám dính kém trên màng nhựa
Năng lượng bề mặt thấp là nguyên nhân đầu tiên. Màng PE, PP và BOPP không phân cực, nên mực lỏng co lại thành giọt thay vì trải đều trên mặt màng, tức là mực không thấm ướt được. Xử lý corona oxy hóa bề mặt, tạo ra các nhóm phân cực để tăng năng lượng bề mặt, nhưng hiệu quả này suy giảm theo thời gian lưu kho. Phụ gia trượt và phụ gia chống tĩnh điện trong màng cũng di trú ra bề mặt, tạo một lớp mỏng cách ly mực với nền. Cuộn lưu lâu, hoặc cuộn đã xử lý từ lâu, dễ gặp cả hai hiện tượng này.
Nguyên nhân thứ hai là co ngót khi đóng rắn. Mực UV đóng rắn bằng phản ứng trùng hợp gốc tự do. Chất khơi mào hấp thụ UV và sinh ra gốc tự do, gốc này mở nối đôi acrylate của oligomer và monomer, và phản ứng diễn ra trong vài phần giây. Oligomer là mạch nhựa có khối lượng phân tử lớn, quyết định phần lớn độ cứng, độ dẻo và khả năng kháng hóa chất của màng mực. Monomer pha loãng là phân tử nhỏ, dùng để hạ độ nhớt cho mực in được, rồi tham gia vào mạng khi đóng rắn. Monomer đa chức có nhiều nhóm phản ứng, nên tạo ra mật độ liên kết ngang cao. Mỗi liên kết mới kéo các phân tử lại gần nhau hơn khoảng cách ban đầu, vì vậy thể tích giảm.
Màng mực co lại trong khi nền giữ nó đứng yên, nên ở mặt tiếp xúc sinh ra ứng suất kéo. Trên nền nhựa không có điểm neo, ứng suất này đủ kéo mực khỏi nền. Một phần ứng suất còn lưu lại trong màng sau khi đóng rắn, nên có trường hợp mực bám tốt lúc đầu rồi bong sau vài ngày.
Nguyên nhân thứ ba là đóng rắn chưa đủ. Oxy trong không khí phản ứng với gốc tự do ở sát bề mặt và dập tắt chuỗi phản ứng, gây hiện tượng ức chế bởi oxy làm mặt mực dính tay. Đèn UV suy giảm công suất theo giờ chạy, phản quang bám bẩn làm giảm lượng UV tới mực, và tốc độ máy cao rút ngắn thời gian chiếu. Lớp mực dày, hoặc màu tối hấp thụ nhiều UV, khiến tia UV không tới được đáy, nên đáy lớp mực chưa đóng rắn trong khi bề mặt đã khô.
Các yếu tố trên còn kéo theo một đánh đổi trong công thức. Muốn màng cứng hơn và kháng hóa chất tốt hơn, nhà pha chế thường tăng mật độ liên kết ngang. Điều này thường làm tăng co ngót và giảm bám dính trên nền nhựa. Vì vậy một công thức đạt yêu cầu về độ cứng vẫn có thể bám kém khi chuyển sang nền khác, kể cả khi in mực UV trên màng PET hay các màng nhựa khác.
Cách xác định mực UV bám dính kém do màng hay do mực
Thử băng keo và bút thử dyne trên cùng cuộn màng
Thử băng keo kiểu ô lưới sau khi in: dùng dao rạch lưới ô vuông xuyên qua màng mực, dán băng keo, miết chặt rồi giật ra theo một góc cố định, sau đó đánh giá lượng mực bị bóc. Nên thử ngay sau khi in và thử lại sau một ngày, rồi sau vài ngày, vì độ bám dính mực UV có thể thay đổi theo thời gian.
Cũng trên cuộn đó, dùng bút thử dyne đo ở mép và ở giữa cuộn, vì năng lượng bề mặt có thể khác nhau giữa các vùng. So kết quả với mức yêu cầu của nhà cung cấp mực, không dùng một con số chung cho mọi hệ. Ghi lại ngày xử lý corona và ngày in, để đối chiếu với thời gian lưu kho của cuộn.
Dấu hiệu phân biệt qua mặt tróc và kết quả theo thời gian
Quan sát mặt tróc sau khi thử băng keo cho biết lỗi nằm ở đâu:
- Mặt tróc sạch, màng trơn: lỗi ở bề mặt màng, tức là mực không thấm ướt hoặc không có điểm neo.
- Mặt dưới lớp mực còn dính, mềm: đóng rắn sâu chưa đủ, tia UV chưa tới đáy lớp mực.
- Bám tốt lúc đầu rồi kém dần sau vài ngày: nghi ngờ co ngót và ứng suất dư, hoặc phụ gia trong màng di trú lên bề mặt.
Nếu cùng một cuộn cho kết quả khác nhau giữa mép và giữa cuộn, hãy nghĩ đến xử lý corona không đều. Nếu kết quả khác nhau theo màu hoặc theo độ dày lớp mực trên cùng một màng, lỗi nhiều khả năng nằm ở đóng rắn.
Cách khắc phục mực UV bám dính kém
Xử lý phía màng nhựa và máy in
Với lỗi từ nền, xử lý corona lại màng trước khi in, hoặc in sớm sau khi xử lý để hiệu quả chưa kịp suy giảm. Với màng khó bám, nhất là loại có nhiều phụ gia trượt, dùng lớp lót (primer) để tạo lớp trung gian có điểm neo cho mực.
Với lỗi đóng rắn, kiểm tra công suất đèn theo giờ chạy và thay đèn theo khuyến nghị của nhà sản xuất đèn. Vệ sinh phản quang, vì bụi và mực bay làm giảm lượng UV tới mặt mực. Giảm tốc độ máy để tăng liều UV, và giảm độ dày lớp mực nếu đáy chưa đóng rắn, nhất là với màu tối. Nên đổi từng thông số một và thử băng keo sau mỗi lần đổi, để biết bước nào thực sự có tác dụng.
Xử lý phía công thức mực
Khi nền và máy đã được kiểm tra mà lỗi còn, cần xem lại công thức. Chọn nhựa đóng rắn UV có độ co ngót thấp và oligomer mềm dẻo hơn, vì mạng mềm giải phóng ứng suất tốt hơn. Giảm tỷ lệ monomer đa chức, vì nhóm này tạo mật độ liên kết ngang cao, và cân nhắc monomer pha loãng có khả năng bám nền nhựa. Cái giá phải cân nhắc là độ cứng và độ kháng hóa chất có thể giảm, nên cần đối chiếu với yêu cầu sử dụng của sản phẩm in. Chỉnh hệ chất khơi mào để UV đóng rắn được tới đáy lớp mực, đặc biệt với mực màu đậm.
Các nhà cung cấp nhựa đóng rắn UV như Covestro công bố chỉ tiêu của oligomer và monomer pha loãng trong TDS. Khi đọc TDS, đội ngũ của bạn cần chú ý bốn chỉ tiêu: độ nhớt, số nhóm chức, độ co ngót và khuyến nghị nền in. Số nhóm chức cho biết khả năng tạo mật độ liên kết ngang. Độ co ngót cần đối chiếu cùng điều kiện đo giữa các nguyên liệu. Khuyến nghị nền in cho biết nguyên liệu đã được dùng trên loại màng nào.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao mực UV in lên màng PP bị bong?
Màng PP không phân cực nên mực khó thấm ướt, và lớp xử lý corona suy giảm theo thời gian. Mực đóng rắn còn co lại, tạo ứng suất kéo lên mặt tiếp xúc vốn không có điểm neo. Kiểm tra dyne và ngày xử lý corona trước, sau đó xem mực có bị chưa đóng rắn ở đáy hay không.
Mực UV in trên màng nhựa cần bao nhiêu dyne?
Mức dyne cần theo khuyến nghị của nhà cung cấp mực và loại màng, không có một con số chung cho mọi hệ. Mức này công bố trong TDS hoặc khuyến nghị nền in của mực. Đo bằng bút thử dyne ở mép và giữa cuộn, và đo lại trước khi in nếu cuộn đã lưu kho.
Có cần primer khi in mực UV lên màng nhựa không?
Có, khi màng khó bám và xử lý corona không đủ giữ ổn định, ví dụ màng PE, PP lưu kho lâu hoặc có nhiều phụ gia trượt. Lớp lót tạo lớp trung gian có điểm neo cho cả màng và mực. Nên thử băng keo trên mẫu có và không có primer, cùng cuộn màng, trước khi quyết định.
Mực UV khô rồi vẫn bong là do đâu?
Nguyên nhân thường là ứng suất dư do co ngót, hoặc phụ gia trượt di trú lên mặt màng sau khi in, nên mực bám tốt lúc đầu rồi kém dần. Đóng rắn sâu chưa đủ cũng cho cảm giác khô bề mặt nhưng đáy mềm. Thử băng keo lặp lại theo ngày, rồi xem mặt tróc để phân biệt.
Kết luận
Mực UV bám dính kém trên màng nhựa có hai hướng nguyên nhân chính: mặt tiếp xúc giữa mực và màng, hoặc khối mực đóng rắn chưa đủ. Co ngót khi đóng rắn hay bị bỏ qua vì chỉ lộ ra sau khi mực đã khô, đôi khi sau vài ngày. Một chuỗi kiểm tra theo thứ tự giúp tránh đổi công thức khi lỗi nằm ở màng hoặc ở máy.
- Phân biệt bong khỏi màng với chưa khô trước khi sửa, vì hai lỗi có cách xử lý khác nhau.
- Kiểm tra dyne và ngày xử lý corona trước khi chạm vào công thức.
- Thử băng keo lặp lại theo ngày để phát hiện lỗi do co ngót và ứng suất dư.
- Chỉnh công thức theo nền in: oligomer, monomer pha loãng và hệ khơi mào, đối chiếu với chỉ tiêu trên TDS.
Vichem là đại lý phân phối chính hãng các sản phẩm phụ gia hóa chất đến từ các thương hiệu lớn như Covestro, Sinopec, Bühler,… tại thị trường Việt Nam.
Để biết thêm về sản phẩm, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi thông qua các kênh sau:
- Hotline: 08 1790 1790
- Zalo OA: Vichem JSC
- Email: contact@vichem.vn
- LinkedIn: Vichem JSC
- Website: www.vichem.vn
- Facebook: Vichem JSC
