• 2022年6月21日

收縮膜套標(biāo)的材料、油墨和印刷工藝的選擇

收縮膜套標(biāo)的材料、油墨和印刷工藝的選擇

深入了解收縮膜套標(biāo)的材料、油墨和印刷工藝并做出明智選擇,是實(shí)現(xiàn)最佳收縮性能和產(chǎn)品外觀的必經(jīng)之路。

 

在亞歷山大沃森協(xié)會(huì)(Alexander Watson Associates,英文縮寫AWA)剛剛出版的《2021年度全球套筒標(biāo)簽市場認(rèn)識(shí)報(bào)告》(AWAreness Report Global Sleeve Label Market 2021)中深度研究了全球套筒標(biāo)簽的市場現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢,并探討不同的套筒材料在不同標(biāo)簽形式中的應(yīng)用,以及相關(guān)供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)和區(qū)域地理市場的特征。

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據(jù)該報(bào)告調(diào)查統(tǒng)計(jì),目前套筒標(biāo)簽占全球標(biāo)簽市場份額的19%,且正以每年平均3.3%的速度快速增長。套筒標(biāo)簽的主要終端應(yīng)用領(lǐng)域是飲料市場,占總量的64%;與食品相關(guān)的應(yīng)用位居其次,占比為16%。在全球范圍內(nèi),亞洲市場消費(fèi)量占比最高,達(dá)到66%。

AWA報(bào)告還顯示,套筒標(biāo)簽適合各種材質(zhì)的容器,比如金屬罐、玻璃容器、塑料容器、木質(zhì)容器和陶瓷容器等,且能將容器360°包裹,在凸顯容器造型的同時(shí)還可提供最大的裝飾面積,可呈現(xiàn)高質(zhì)量的圖文細(xì)節(jié)效果,能夠在琳瑯滿目的貨架上吸引到消費(fèi)者的關(guān)注。它正憑借著強(qiáng)大的裝飾優(yōu)勢逐步、快速地蠶食傳統(tǒng)標(biāo)簽市場份額。

進(jìn)入套筒標(biāo)簽加工領(lǐng)域,深入了解承印材料、油墨和印刷工藝的特點(diǎn)及特性,并做出明智選擇,是實(shí)現(xiàn)最佳收縮性能和產(chǎn)品外觀的必經(jīng)之路。

承印材料的選擇

加工收縮膜套標(biāo)時(shí),若想獲得良好的收縮性能,以展現(xiàn)更高質(zhì)量的圖文細(xì)節(jié)效果,首先需要了解材料的特性,比如:材料的厚度、最大收縮率、機(jī)械性能、透明度、可印刷性、合掌性能以及在一定溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定性,然后再根據(jù)容器的外形特點(diǎn)選擇合適的材料。在品牌不斷追求可持續(xù)發(fā)展的今天,材料的環(huán)保性能也不容忽視。

在冷收縮、縱向熱收縮(MDO)以及橫向熱收縮(TDO)三種全包裹技術(shù)中,因橫向熱收縮的下游應(yīng)用發(fā)展成熟,且進(jìn)步快,在我國幾乎占到88%以上的市場份額。所以正確掌握橫向熱收縮套標(biāo)材料的差異性十分關(guān)鍵。

橫向熱收縮套標(biāo)使用的材料主要有:PVC、OPS和PETG三種。不同聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了材料特性,并影響著整個(gè)橫向熱收縮套標(biāo)的最終套標(biāo)效果??婆澹ㄌK州)特種材料有限公司張洪亮博士在本刊舉辦的《標(biāo)簽學(xué)院大師班:收縮套標(biāo)技術(shù)與應(yīng)用》線上直播課程中曾介紹到,目前不同聚合物的TDO收縮膜市場占有率分別為:PVC材料為43%,最近興起、增長最快的PETG材料占比為29%,OPS材料占比27%,其他新型收縮膜尚在發(fā)展過程中,占比不到1%。

PVC是一種耐刮擦且成本較低的材料,下游應(yīng)用成熟,過去使用較為廣泛。但其密度高,單位面積重量大,最大收縮率較低(約為50—60%),對于瓶形復(fù)雜的設(shè)計(jì)具有一定的局限性。在焚燒處理過程中,材料會(huì)釋放有毒、有害物質(zhì),市場份額正逐年下降。

相較其他幾種材料,OPS收縮力較低,但收縮效果最好,收縮曲線較為柔和,是番茄醬、蛋黃醬等一些需要經(jīng)常擠壓的貼體包裝的理想選擇。從某種意義上講,其在現(xiàn)階段具有一定的不可替代性。但由于OPS材料表面張力能低,其印刷和合掌過程均需特殊處理,目前主要應(yīng)用市場在日本,而其他國家和地區(qū)相對應(yīng)用比較少。

PETG無論是收縮性、印刷性、合掌性能,還是密度都是一款較有前景的收縮膜材料,在世界范圍內(nèi)增長較快。其收縮率約為78—80%,可以用于形狀復(fù)雜的容器包裝。另外,它還具有更高水平的清晰度和強(qiáng)大的機(jī)械性能。但遺憾的是,目前PETG還是一款成本較高的材料。

上述三種材料均適合柔性版印刷、凹版印刷和UV固化。PVC耐印刷溶劑性較低,OPS則更難處理,并對溶劑和UV十分敏感;PETG相比較更耐溶劑,但少部分印刷企業(yè)在使用PETG替代PVC材料過程中卻出現(xiàn)了問題,主要是因?yàn)镻ETG的收縮力大于PVC材料導(dǎo)致的。現(xiàn)在,各大材料企業(yè)正在積極研發(fā)低收縮力的PETG材料。

就材料的環(huán)保性能而言,盡管PVC材料相對容易回收,但在焚燒處理過程中會(huì)釋放有毒、有害物質(zhì),被公認(rèn)為是非環(huán)保材料。PETG材料可以通過焚燒的方式進(jìn)行處理,是目前較為環(huán)保的一種材料,但其可重復(fù)性仍處于研究中。

收縮膜套標(biāo)的主要材質(zhì)為塑料薄膜。塑料薄膜材料具有非吸收性,液體油墨與薄膜表面之間的表面能變化使得獲得一致的高印刷質(zhì)量效果成為難點(diǎn)。利用電暈處理技術(shù)可以改變薄膜材料的表面能,分解薄膜表面的長分子鏈并將其氧化,可使油墨牢固附著,并且不會(huì)改變材料本身的強(qiáng)度和外觀。

材料的存儲(chǔ)狀況也會(huì)影響到其特性的發(fā)揮。建議標(biāo)簽印廠盡量在材料使用期內(nèi)規(guī)范使用材料,并在印刷前始終對材料進(jìn)行達(dá)因測試。

印刷油墨的選擇

所有的油墨都是由顏料、樹脂、稀釋劑或溶劑,以及各種能提高油墨性能的添加劑組成。每種顏料的化學(xué)性差異可能會(huì)影響到油墨的耐光性、耐化學(xué)性和耐熱性方面的性能。值得注意的是,在收縮標(biāo)簽印刷油墨中若采用不正確的顏料將會(huì)導(dǎo)致材料在熱通道中收縮時(shí)油墨變色。所以,了解油墨顏料的化學(xué)成分及其定義是選擇油墨時(shí)的一項(xiàng)基本工作。

樹脂會(huì)影響油墨與承印材料之間的附著力、柔韌性、耐腐蝕性、干燥/固化速度和最終產(chǎn)品的整體性能,是油墨最基本指標(biāo)之一。在收縮標(biāo)簽中,對油墨的最基本要求是提供良好的附著力和靈活性,在熱通道中跟隨薄膜收縮時(shí)不變形、不開裂。

本刊在采訪INX國際油墨研發(fā)部高級(jí)副總裁Mark Hill先生時(shí),他曾表示,在研發(fā)收縮套筒標(biāo)簽油墨時(shí)需要克服的一大挑戰(zhàn),也是難點(diǎn)所在,就是標(biāo)簽收縮后如何確保油墨的附著力和柔韌性。

在熱收縮過程中油墨會(huì)被壓縮,墨膜將變得堅(jiān)硬,易造成開裂,而油墨裂紋將直接影響最終產(chǎn)品的印刷效果。建議使用UV柔印油墨的原則是“剛好就是最好”,用的油墨越多,墨層會(huì)越厚、越重,帶來的風(fēng)險(xiǎn)也就越大。

另一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問題是耐受性。通常灌裝與貼標(biāo)會(huì)同時(shí)進(jìn)行,有時(shí)填充的內(nèi)容物會(huì)泄漏至標(biāo)簽與瓶體之間。當(dāng)包裝物為家用清潔劑(如玻璃、固體等表面清潔劑)或浴室清潔劑時(shí),油墨需要具有較好的抗?jié)B色性。

在收縮膜套標(biāo)應(yīng)用中最重要的添加劑是蠟和有機(jī)硅,它們的加入是為了達(dá)到適當(dāng)?shù)哪Σ料禂?shù)(COF)。摩擦系數(shù)(COF)的控制也常會(huì)給收縮套筒標(biāo)簽的印刷帶來挑戰(zhàn)。當(dāng)標(biāo)簽油墨覆蓋率達(dá)到100%時(shí)則無需擔(dān)心COF的問題,因?yàn)檎麄€(gè)標(biāo)簽的墨膜是均勻的。但如果油墨覆蓋率為50%時(shí),COF可能就是一個(gè)問題。此時(shí)標(biāo)簽的印刷區(qū)域有可能比未印刷區(qū)域的COF低得多,這種差異往往會(huì)導(dǎo)致包裝機(jī)上的貼標(biāo)出現(xiàn)問題。因此,通常的做法是在整個(gè)標(biāo)簽區(qū)域涂布一層透明涂料,以確保標(biāo)簽的COF能夠保持一致。

總結(jié)下來,在收縮膜套標(biāo)加工過程中,由于不同印刷方式的油墨適印性不同,需要根據(jù)印刷方式來選擇適當(dāng)?shù)挠湍6?,油墨需要非常高的顏色?qiáng)度,可以快速固化并最大限度地提高印刷速度。印刷機(jī)的運(yùn)行速度越快,就越需要能夠快速印刷、固化和干燥的油墨以滿足生產(chǎn)力的需要。油墨還必須具備良好的附著力,低氣味,且能滿足各種環(huán)境法規(guī)。如美國加州65號(hào)提案、雀巢對包裝油墨的指導(dǎo)說明、瑞士條例SR 817.023.21(這已成為歐洲食品包裝油墨的標(biāo)準(zhǔn)),或美國FDA藥品標(biāo)簽法規(guī)要求。

印刷設(shè)備的選擇

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收縮膜套標(biāo)一般采用里印,主要的印刷工藝包括:凹版印刷、柔性版印刷、輪轉(zhuǎn)膠印和數(shù)碼印刷。工藝的選擇需要參考品牌對最終產(chǎn)品的要求,如印刷質(zhì)量,產(chǎn)品的生命周期,特殊的油墨、涂布效果,上市時(shí)間以及成本和環(huán)保要求等。

由于是在薄膜上進(jìn)行印刷,目前最主要的技術(shù)依舊是凹版印刷。凹印的好處在于印刷精度高、在薄膜上印刷效果好,墨層厚立體感強(qiáng)、圖文層次更豐富,而且印版耐印率大,更適合大批量的單一生產(chǎn)。但是凹版印刷制版復(fù)雜、周期長、成本較高,使用溶劑型油墨,不環(huán)保。

隨著柔印技術(shù)的發(fā)展,越來越多的企業(yè)開始選擇柔性版印刷設(shè)備來加工中長單,尤其是使用UV柔印,較小規(guī)模則使用水性柔印。柔版印刷色彩鮮明、具有凹版的厚實(shí)和高光澤,可與凹印相媲美。而且柔印多采用水基油墨,更利于環(huán)保。

在UV柔印中,固化是最重要,也最關(guān)鍵的。在成功的UV柔印中,須令UV油墨與網(wǎng)紋輥、印版得到充分的親和以提高UV油墨的轉(zhuǎn)移性能,同時(shí)需要定期保養(yǎng)UV燈具。冷卻輥的溫度也會(huì)對加工速度、最終的成品以及材料和油墨的表現(xiàn)性能產(chǎn)生影響。建議與印刷設(shè)備供應(yīng)商或油墨供應(yīng)商多探討、多測試,以便獲得最佳的生產(chǎn)設(shè)置。

水性柔印需要關(guān)注網(wǎng)紋輥和PH值的設(shè)定。正確設(shè)定網(wǎng)紋輥可最大限度地提高印刷機(jī)的速度和性能。值得注意的是,水性柔印盡量不要才用熱干燥,最佳方式是增加空氣流通。

卷筒紙輪轉(zhuǎn)膠印是一種較新的印刷技術(shù),它具備膠印一直以來的高印刷質(zhì)量。但若油墨使用不當(dāng),可能會(huì)造成潤版液污染合掌區(qū)域的現(xiàn)象發(fā)生。這是因?yàn)椴牧瞎?yīng)商為了減少加工過程中的靜電吸附,會(huì)在PETG材料的一側(cè)涂覆抗靜電涂層,若處理不當(dāng),就有可能溶解抗靜電劑。因此,建議在非抗靜電一側(cè)印刷。在膠版印刷過程中,同樣需要關(guān)注水墨平衡問題,以防止在后期熱收縮過程中影響到合掌性能。

隨著眾多市場的變化和小微企業(yè)的崛起,品牌多sku、多版本、市場個(gè)性化需求的增多,再結(jié)合新品的測試與打樣、客戶縮短交期等,傳統(tǒng)寬幅卷筒凹印的短版凸顯。而數(shù)字印刷的靈活性和豐富的解決方案恰好可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)凹印的不足,市場份額正逐步提升。在使用數(shù)字印刷技術(shù)時(shí)必須關(guān)注以下兩點(diǎn),一是材料對油墨/墨水的附著強(qiáng)度;二是設(shè)備的固化方式和工作溫度。針對不同的印刷方式須對材料進(jìn)行預(yù)處理,涂覆接著層,才能獲得相對理想的印刷效果。

一旦套筒標(biāo)簽印刷完成,緊接著就需要在合掌機(jī)上進(jìn)行分切、封合,把單層材料折疊成像袖套一樣的卷筒材料,然后再進(jìn)行檢查,并把確認(rèn)的材料發(fā)送至品牌商指定的包裝生產(chǎn)廠家(參考收縮套標(biāo)加工過程演示圖)。合掌與貼標(biāo)、收縮過程步調(diào)一致且完美配合是實(shí)現(xiàn)更好的貼標(biāo)效果的最后,也是最關(guān)鍵一步,如何做到?更多細(xì)節(jié)內(nèi)容請參考本刊2020年第4期雜志《熱收縮套筒標(biāo)簽之合掌、貼標(biāo)與收縮技術(shù)》。