Сулы негізде жасалған бояу сияларындағы VAE эмульсиясының артықшылықтары

VAE эмульсиясы деген не және сулы негізде жасалған сияларды құруда неліктен маңызды?

Сулы негізде жасалған сия жүйелеріндегі VAE эмульсиясының анықтамасы мен рөлі

VAE, яғни винил ацетат этилен — кополимеризация деп аталатын процесте винил ацетатты этилен мономерлерімен біріктіргенде алынатын суға негізделген полимердің бір түрі. Суға негізделген бояуларда негізгі байланыстырушы зат ретінде қолданылғанда бұл материал қағаз, картон қораптар, әртүрлі пластиктік материалдар және дәстүрлі баспа әдістерімен байланыстырылатын зиянды VOC-ларсыз да жарқын метал фольгалар сияқты әртүрлі беттерге мықты жабысып, икемді және берік пленкалар түзеді. VAE-ның өте жақсы жұмыс істеуінің себебі — бояғыштарды бояу қоспасына біркелкі таратуға көмектесетін оның тұрақты коллоидтік құрылымында, бұл өндірістік жұмыстар кезінде принтерлер жоғарғы жылдамдыққа дейін жеткен кезде де барлық нәрсенің тұрақты жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Химиялық құрамы мен судағы ортадағы тұрақтылығы

VAE-эмульсиялар ылғалды ортада жақсы жұмыс істейді, себебі олар винилди ацетат пен этиленнің тепе-теңдігін сақтайды: біріншісі заттардың бір-біріне жақсы жабысуына көмектеседі, ал екіншісі материалдардың қатайып кетуіне кедергі жасайды. Көпшілік бөлшектер 500 нанометрден кіші болып келеді, сондықтан эмульсиялар сәл қышқылданғаннан бейтарап ортаға дейінгі (4,5-тен 6,5-ке дейін) pH мәні бар орындарда сақтаған кезде тұрақты күйде болады. Бұл сірке қойылған жерде түйіршіктердің түзілуі немесе бұзылу ықтималдығының азаюын білдіреді. Өндірушілер бұл тұрақтылықты ұнатады, себебі ол 12 айдан астам мерзімге сақтау мерзімін ұзартады. Бұл көрсеткіш соңғы жылы полимерлік ғылымдар бойынша шыққан зерттеулерге сәйкес акрил байланыстырғыштармен салыстырғанда шамамен 40 пайызға ұзақ болып табылады.

Басқа байланыстырғыштармен салыстыру: акрилдер, стирол және еріткіш негізіндегі шайырлар

Акрилді шайырлар УК-зақымға жақсы төзеді, бірақ оларға әдетте пластификаторлар қажет болады, бұл қайта өңдеуді қиындатады. Металл фольга сияқты беттерге жабысу қабілетін қарастырғанда, стирол байланыстырғыштары VAE жүйелеріне қарағанда өнеркәсіп көзбен шолғанша шамамен 23% төмен болады. Еріткіш негізіндегі нұсқалар VAE-ға қарағанда 5-тен 8 есе көп УЛБ (ұшқыш органикалық қосылыстар) бөліп шығарады, бұл оларды қатаң экологиялық ережелермен, мысалы ЕО Белгілік 2004/42/СЕ-мен қарама-қарсы қояды. Осы барлық факторларды ескере отырып, көптеген сия өндірушілер VAE эмульсияларына ауысуда. Шамамен өндірушілердің екі үштен бірі олар жақсы жұмыс істейтіндіктен және заманауи тұрақтылық стандарттарына аса қымбат болмай-ақ сай келгендіктен осы эмульсияларға көшті.

VAE Эмульсияларымен Жақсартылған Жабысу және Басып шығару Тұрақтылығы

Күшті Негізге Байланысу мен Пленка Бүтіндігінің Ғылыми Негізі

VAE эмульсиялары субстраттармен шынымен берік байланыс орнатады, себебі олар ковалентті байланыстар түзетін иілгіш полимер тізбектеріне ие, бірақ пленканы ұстау үшін жеткілікті берік болып қалады. Біз жиі кездестіретін қатты байланыстырушы заттармен салыстырғанда, винил ацетат этилен ыдырауы өзгеше жұмыс істейді. Кебу процесі кезінде ол өзгеріске ұшырап, көлденең байланыстар түзеді, нәтижесінде молекулалық желілер тығыздалып, оңай бөлінбейді. 2024 жылғы соңғы зерттеу де елеулі нәтиже көрсетті. Зертханалық сынақтар металдық беттерде VAE қолданылып жасалған бояудың акрилдық түрлерге қарағанда ызып-жылжымайтын беріктігінің 42 пайызға жоғары екенін көрсетті. Төзімділік маңызды болатын нақты қолданылу жағдайларында осындай өнімділік айырмашылығы үлкен рөл атқарады.

Жұтып алатын (қағаз, картон) және жұтпайтын (пластика, фольга) субстраттардағы өнімділік

Зерттеу жағдайы: Икемді орамалардағы баспа сапасы мен тұрақтылықты жақсарту

Еуропалық өндіруші VAE эмульсиялық бояуға көшкеннен кейін тірегіш пакеттердегі бояудың үйкеліп түсуі 57% азайғанын хабарлады, бұл ISTA 3A транзиттік модельдеу арқылы расталды. Құрамындағы пигменттің жүктеу сыйымдылығы 18% жоғары болғандықтан икемділікті жоғалтпай-ақ түстің жайылуын болдырмаған — 5 000 бүгіну циклінен кейін де — тамақ өнімдері үшін FDA талаптарын қанағаттандырады.

Шынайы жағдайларда ұзақ уақыт үйкеліске, ылғалға және қартайға төзімділік

Тездетілген атмосфералық сынамалар (ASTM G154) VAE пленкаларының УК сәулелеріне 1200 сағат әсер еткеннен кейін бастапқы жылтырының 91% сақталатынын көрсетеді, олардың стирол-акрилды гибридтерден 23 проценттік үлгерімін асып түседі. Олардың гидролитикалық тұрақтылығы ылғалдылығы жоғары (>85% RH) ортада тұтқырлықтың өзгеруіне кедергі жасайды, сондықтан олар тропикалық климат жағдайындағы жұмыстар үшін ең жақсы таңдау болып табылады.

VAE негізіндегі бояулардың қоршаған ортаға пайдалы әсерлері мен нормативтік сәйкестігі

Төменгі VOC шығарындылары және глобалды қоршаған ортаны қорғау стандарттарымен сәйкестігі

VAE технологиясына негізделген сия құрамы дәстүрлі еріткішті нұсқалармен салыстырғанда шығатын ұшқыш органикалық қосылыстарды шамамен 80% азайтады. Бұл АҚШ-тың Қоршаған ортаны қорғау агенттігінің (US EPA) Таза ауа заңы мен ЕО-ның REACH нормативтері сияқты маңызды экологиялық заңдарға сай келуге мүмкіндік береді. Су негізіндегі жүйелер, әдетте, осы зиянды химикаттардың литріне 50 грамнан аспайтындай бөліп шығарады, бұл еріткіш негізіндегі өнімдер үшін белгіленген 250 граммдық шектің едәуір төменінде. Шығатын заттар деңгейінің төмен болуы зауыт ішіндегі ауаның таза болуын және ұзақ уақыт баспа жабдықтарының жанында жұмыс істейтін жұмысшылардың денсаулығына аз қауіп-қатер тудыруын білдіреді. Көптеген өндірушілер баспа сапасын азайтпай, қызметкерлерін және қоршаған ортаны қорғау мақсатында осы экологияға бағытталған альтернативалық шешімдерге өтті.

Еріткішті сия технологияларымен салыстырғанда көміртегі іздерінің азаюы

VAE-эмульсиялар біздің көптеген жылдар бойы пайдаланып келе жатқан әлсіз пайдалы қазба шайырларымен салыстырғанда жылыжай газдарының шығарындысын 30-40 пайызға азайтады. Неліктен? Біріншіден, олар өндірісте әлдеқайда аз энергияны талап етеді, өйткені ыстық кептіру процесстеріне деген қажеттілік жоқ. Сондай-ақ, ешкім енді сол қажымды еріткіштерді жағып тастауға мәжбүр емес. Сонымен қатар, бұл эмульсиялар қазіргі заманғы энергия үнемдеуші кептіру жүйелерімен өте жақсы жұмыс істейді. 2023 жылы Өнімді қорғау коалициясы жүргізген соңғы зерттеу де біраз әсер қалдырды. Компаниялар VAE-негізіндегі бояуларға ауысқан кезде, олардың жеткізу тізбегі өндіріс жүргізген сайын шамамен 2,1 метрикалық тонна көміртегі шығарындысын қысқартатынын көрсетті. Осының масштабын бағалау үшін, бұл әр жылы жарты мыңдай қалыпты автомобильді жолдан алып тастауға тең дей аламыз.

Өмір сүру мерзімін талдау: Дәстүрлі баспадан шығару жүйелерімен салыстырғанда тұрақтылықтың артықшылықтары

Толық өмірлік циклді бағалау VAE эмульсиялық сиялардың негізгі тұрақты даму көрсеткіштері бойынша еріткішті және УК-саңылауланатын жүйелерден тиімдірек болып келетінін растайды:

Сонымен қатар, VAE жүйелері баспа фабрикаларында суаруды тұйық циклде қайта пайдалануды қолдайды және өнеркәсіптік компосттау жағдайларында 98% биологиялық ыдырауға жетеді.

Қазіргі заманғы баспа әдістерінде VAE эмульсияларының кең қолданылуы

Флексографиялық баспа қолданбалары үшін VAE эмульсияларын оптимизациялау

VAE эмульсиялары вискозистікті реттеуге және тез кебуіне байланысты флексографиялық басып шығару үшін өте жақсы жұмыс істейді. Полимер бөлшектерінің өлшемдерін шамамен 0,1-ден 0,5 микронға дейін және қатты заттың мазмұнын шамамен 45-тен 55 пайызға дейін реттегенде формулаластырушылар анилокс валдары арқылы суреттің анықтығын жоғалтпай, түстің жақсы берілуіне ықпал етеді. Қызықтысы, өткен жылы нақты баспа станоктарында жүргізілген кейбір зерттеулерге сәйкес, мұндай реттеулер дәстүрлі акрилдық жүйелермен салыстырғанда түстің будауын шамамен 40 пайызға қысқартады.

Гравюра мен сандық инжектік бояу процестеріне бейімделу

VAE эмульсиялары химиялық тұрғыдан бейтарап болып келеді, сондықтан олар гравюра және цифрлық инжектік бояу қолданбалары үшін сенімді болып табылады. Нақты гравюра басып шығару жөнінде болса, бұл материалдар кішкене өңделген ұяшықтардан (әдетте 20-40 микрометр тереңдікте) бояу бөліп шығару кезінде үйлесімділікті сақтауға көмектесетін псевдопластикалық әрекет атқарады. Инжектік бояу нарығында да қызықты жаңалықтар болды. Өндірушілер VAE формулаларын инжектік жүйелермен жұмыс істеу үшін өзгертіп пайдалана бастады. Бұл өзгертілген нұсқалардың 35 миллиньютон/метр төменгі беткі керілуін қамтамасыз етуі тиіс, әйтпесе сұңғылар бітеліп қалуы мүмкін. Бұл ретте баспашылар қазіргі тұтынушылар сұрайтын арнайы қағаз түрлері мен басқа да стандартты емес негіздерде 1200 дпи шамасындағы бәсекеге қабілетті ажыратымдылықты қамтамасыз ете алады.

Әртүрлі негіздер мен өндірістік өнімдерді өзгерту

2024 жылғы нарықтық талдау 78% өндірістік принтерлер көп материалды қолдану үшін жабыспа қасиетінің икемділігіне байланысты VAE негізіндегі сияларды пайдаланатынын көрсетті:

Тренд талдауы: Жоғары жылдамдықты және өндірістік баспа салаларында қолданудың өсуі

Тұрақты өндіріс трендтері 600 м/мин асып түсетін орамаларда VAE эмульсияларына деген сұранысты жыл сайын 62% арттырды. Алдыңғы орындағы сия әзірлеушілер одан әрі тамшыламайтын (Zero VOC) сәйкестігі мен мықты механикалық өнімділігінің екі артықшылығын, әсіресе УК-қатаймалы жүйелер шектеулі болатын тағам үшін қауіпсіз икемді орамаларда негізгі қозғаушы күш ретінде көрсетеді.

VAE эмульсияларымен жоғары өнімді су негізіндегі сияларды әзірлеу

Негізгі формулалау параметрлері: байланыстырғыш қатынасы, pH және коалесценция агенттері

VAE эмульсияларының ең жақсы нәтиже беруі үшін байланыстырғыш концентрациясы шамамен 15-25 пайыз аралығында болуы керек. Бұл аралық жақсы желімделу қасиеттері мен қажетті икемділік арасындағы теңдестікті сақтауға көмектеседі. pH деңгейі де тағы бір маңызды фактор. Оны шамамен 8,0-ден 9,0-ге дейін сақтау коллоидтық тұрақтылық мәселелерінің туындауын болдырмауға көмектеседі. Сонымен қатар, әдетте 2%-дан 5%-ға дейінгі мөлшерде қосылатын полимерлердің нақты бірігуін жақсарту арқылы пленка түзілу процесіне мүмкіндік беретін Texanol® сияқты коалесценциялаушы агенттерді де ұмытпау керек. Бұл ұсынылған диапазондардан тыс жағдайларда материалдардың тым қатты немесе жылтыр қапталын жоғалту сияқты мәселелер басталады. Алайда, икемді орамалар үшін жүргізілген соңғы зерттеулер қызықты нәтиже көрсетті. Полиэтилен бетіне шамамен 18% байланыстырғыш құрамын қолданған кезде желімделу көрсеткіші 95% құрады. Мұндай нәтижелер осы параметрлерді практикалық өндіріс жағдайларында бақылаудың маңыздылығын көрсетеді.

Тұтқырлықты, кептіру уақытын және қабық түзу қасиеттерін басқару

VAE эмульсиялары молекулалық салмақты реттеу арқылы 200-ден 2000 мПа·с дейінгі тұтқырлық деңгейін бақылауға мүмкіндік береді. Бұл флексографиялық баспада бояулардың тегіс ағуын қамтамасыз етіп қана қоймайды, сонымен қатар баспа машиналарында жоғары жылдамдықпен жұмыс істеген кезде будың түзілуін азайтады. Кейбір тез кепетін нұсқалары 70 градус Цельсийге дейін қыздырғанда 20-40 секунд ішінде кепетін арнайы бет-әлпеттік заттар қоспасын қамтиды. Бұл қатты кептіру уақыты түстерді бірнеше баспа жүгірісі кезінде дәл сәйкестендіру үшін өте маңызды. Дұрыс жасалған VAE пленкалар шынайы 90 пайызына дейінгі түссіз болып келуі мүмкін, ол акрил шайырларымен салыстырғанда әлдеқайда анығырақ болып келеді, олар әдетте 75-80 пайызы аралығында болады. Айырмашылық әсіресе анықтық маңызды болып табылатын кейбір қаптама қолданыстарында қатты әсер етеді.

VAE жүйелеріндегі түрлі түрлі дисперсті пигменттер мен коллоидты тұрақтылық

VAE полимерлерінде кездесетін карбоксилат топтары титан диоксиді мен фталоцианин сияқты пигменттерді электрлік күштер арқылы тұрақтандыруға көмектеседі, бұл 5 микрон шамасында немесе одан да кіші бөлшектердің пайда болуына мүмкіндік береді. Дәл осының арқасында басылған өнімдерде нақты детальдар алынады. Реологиялық модификаторлар жағдайында олар пигмент бөлшектерінің топталып кетуін болдырмау үшін зета-потенциалды -30 пен -50 милливольт аралығында ұстайды. Нәтижесінде коллоидтық тұрақтылық та жақсы болады. Формулалардың көбі жарты жыл тұрғаннан кейін тұтқырлықта 3% аспайтын өзгеріс көрсетеді. Бір жарты жыл ішінде тұтқырлық 8-ден 12%-ға дейін өзгеріп отыратын стирол-акрилдық жүйелермен салыстырғанда бұл ұзақ мерзімді өнімділікте үлкен айырмашылық жасайды.

Жиі қойылатын сұрақтар

VAE эмульсиясы қандай?

VAE немесе Винилацетат этилені — бояу баспалдақтарында әртүрлі беттерге икемділік пен мықты жабысу қасиетін қамтамасыз ететін байланыстырушы агент ретінде қолданылатын сулы полимердің бір түрі.

Неліктен VAE эмульсиясы еріткіш негізді смолаларға қарағанда ұсынылады?

VAE эмульсиясы шығарылатын ұшқыш органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) мөлшері аз болғандықтан, жақсы желімделу қасиетіне ие және қатаң экологиялық нормаларға сәйкес келгендіктен басым таңдалады.

VAE негізіндегі бояуларды қолданудың экологиялық пайдасы қандай?

VAE негізіндегі бояулар дәстүрлі еріткішті бояулармен салыстырғанда ҰОҚ шығарылымын, энергия тұтынуды айтарлықтай төмендетеді және көміртегі ізі де кіші болады.

VAE-ның өнімділігі сіңіргіш және сіңірмейтін негіздерде қалай өзгереді?

VAE сіңіргіш негіздерде талшықтарға терең өтуін және байланыс беріктігін арттырады, ал оның беттік керілуі сіңірмейтін материалдарда біркелкі жабынуын қамтамасыз етеді.