Η απόφαση να επενδύσετε σε μια φλεξογραφική πρέσα σπάνια καθοδηγείται από έναν και μόνο τύπο υποστρώματος. Οι μετατροπείς εκτύπωσης που εξυπηρετούν αγορές ευέλικτων συσκευασιών γνωρίζουν ότι ένα πιεστήριο που παραμένει σε αδράνεια επειδή δεν μπορεί να χειριστεί μια εισερχόμενη παραγγελία είναι κεφάλαιο που δεν κερδίζει τη διατήρησή του. Το ερώτημα δεν είναι εάν ένα μηχάνημα μπορεί να εκτυπώσει σε ένα υλικό-είναι αν μπορεί να κάνει εναλλαγή μεταξύ υλικών χωρίς υπερβολικό χρόνο διακοπής λειτουργίας, θραύσματα ή συμβιβασμούς στην ποιότητα.
A Μηχανή Flexo εκτύπωσης έξι χρωμάτων υψηλής ταχύτηταςβρίσκεται στη μέση του φάσματος του εξοπλισμού: πιο ικανή από μια τετρα-στενή-μονάδα ιστού τεσσάρων χρωμάτων αλλά λιγότερο εξειδικευμένη από μια διαμόρφωση τυμπάνου οκτώ- ή δέκα{3}}κεντρικών-εντυπώσεων (CI) χρωμάτων που έχει σχεδιαστεί αποκλειστικά για εργασίες υψηλής ποιότητας-με φιλμ. Η κατανόηση του τι μπορεί να χειριστεί αυτό το μηχάνημα-και πού βρίσκονται τα όριά του-απαιτεί την εξέταση της αλληλεπίδρασης μεταξύ του μηχανικού σχεδιασμού, των ιδιοτήτων του υλικού και των παραμέτρων της διαδικασίας.
The Central Impression Architecture
Τα περισσότερα πιεστήρια υψηλής ταχύτητας έξι Σε αυτήν τη διαμόρφωση, και οι έξι σταθμοί εκτύπωσης είναι διατεταγμένοι ακτινικά γύρω από έναν-κύλινδρο κοινής αποτύπωσης μεγάλης διαμέτρου. Ο ιστός τυλίγεται γύρω από αυτόν τον κύλινδρο καθώς περνά από κάθε σταθμό, πράγμα που σημαίνει ότι το υπόστρωμα υποστηρίζεται από το τύμπανο CI σε κάθε σημείο όπου μεταφέρεται μελάνι.
Αυτή η αρχιτεκτονική έχει τεράστια σημασία για την ευελιξία του υποστρώματος. Μια πίεση τύπου στοίβας- (όπου οι σταθμοί στοιβάζονται κατακόρυφα ο ένας πάνω από τον άλλο) υποβάλλει τον ιστό σε αθροιστική τάση καθώς κινείται προς τα πάνω μέσω πολλαπλών τσιμπημάτων. Οι λεπτές μεμβράνες τεντώνονται. Τα ευαίσθητα χαρτιά ζαρώνουν. Μια πρέσα CI, αντίθετα, διατηρεί τον ιστό σε σχετικά σταθερή τάση επειδή το μήκος διαδρομής μεταξύ των σταθμών είναι μικρό και ο κύλινδρος CI παρέχει συνεχή υποστήριξη υποστήριξης.
Έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Polymer Engineering & Science εξέτασε τη συμπεριφορά τάνυσης ιστού σε συστήματα πολλαπλών-ρολών-σε-σταθμών, αποδεικνύοντας ότι οι διαμορφώσεις CI εμφανίζουν μικρότερη διακύμανση καταχωρητή από τα σχέδια στοίβας ή σε{3}}γραμμές κατά την εκτέλεση επεκτάσιμων υποστρωμάτων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι πρέσες τυμπάνων CI θεωρούνται γενικά ως η πιο ευέλικτη επιλογή για περιβάλλοντα παραγωγής μικτών-υποστρωμάτων.
Χειρισμός υποστρώματος: Τι μπαίνει στο μηχάνημα
Ιστός που βασίζονται σε χαρτί{{0}
Το χαρτί και το χαρτόνι αντιπροσωπεύουν την εισαγωγική-κατηγορία υποστρώματος επιπέδου για τις περισσότερες λειτουργίες flexo. Το χαρτί εφημερίδων, η επένδυση kraft, το κυματοειδές μέσο, η συμπαγής λευκασμένη θειική σανίδα και το επικαλυμμένο πτυσσόμενο κουτί περνούν από τις πρέσες flexo καθημερινά.
Αυτό που κάνει το χαρτί διαχειρίσιμο από την άποψη του εξοπλισμού είναι η σταθερότητα των διαστάσεων του. Το χαρτί δεν επιμηκύνεται σημαντικά υπό την κανονική τάση παραγωγής, επομένως ο έλεγχος εγγραφής σε έξι χρώματα είναι μηχανικά απλός. Η πρόκληση βρίσκεται αλλού-στην αντοχή και την απορροφητικότητα της επιφάνειας. Τα χαρτιά χαμηλού βάρους-βάρους{5}}μπορούν να σχηματίσουν χνούδι κατά την επαφή της πλάκας, εναποθέτοντας ίνες στην πλάκα που υποβαθμίζουν τις επόμενες αποτυπώσεις. Το TAPPI T 499 (δοκιμή συλλογής κεριού) και το TAPPI T 456 (μέτρηση ομαλότητας) παρέχουν τυποποιημένες μεθόδους για την αξιολόγηση του εάν μια δεδομένη ποιότητα χαρτιού θα επιβιώσει σε φλεξογραφικές πιέσεις επαφής χωρίς υποβάθμιση της επιφάνειας.
Οι βαθμοί σανίδας πάνω από περίπου 400 gsm δημιουργούν ζητήματα που σχετίζονται με την ακαμψία-. Η παχιά σανίδα δεν προσαρμόζεται εύκολα στην καμπυλότητα του κυλίνδρου CI, η οποία δημιουργεί ανομοιόμορφη πίεση σύσφιξης σε όλο το πλάτος του ιστού. Ορισμένες πρέσες ενσωματώνουν έναν τμηματοποιημένο κύλινδρο αποτύπωσης με ρυθμιζόμενους τομείς για να αντισταθμίσουν αυτό το φαινόμενο. Άλλα βασίζονται σε συμβατά καλύμματα κουβέρτας στον κύλινδρο αποτύπωσης για την ομοιόμορφη κατανομή της πίεσης σε παχύτερα υποστρώματα.
Μεμβράνες Πολυολεφίνης
Το διαξονικά προσανατολισμένο πολυπροπυλένιο (BOPP), το πολυαιθυλένιο χαμηλής-πυκνότητας (LDPE), το γραμμικό πολυαιθυλένιο χαμηλής-πυκνότητας (LLDPE) και το χυτό πολυπροπυλένιο (CPP) μαζί αποτελούν την πλειονότητα του όγκου ευέλικτου φιλμ συσκευασίας που εκτυπώνεται παγκοσμίως.
Αυτές οι ταινίες παρουσιάζουν ένα διαφορετικό σύνολο προκλήσεων από το χαρτί. Έχουν χαμηλότερη επιφανειακή ενέργεια, που σημαίνει ότι το μελάνι δεν θα τα βρέξει εκτός εάν η επιφάνεια έχει υποστεί επεξεργασία. Είναι επίσης πιο ευαίσθητα στη θερμοκρασία-: μια μεμβράνη BOPP αρχίζει να συρρικνώνεται εάν η σήραγγα ξήρανσης ξεπεράσει περίπου τους 120–130 βαθμούς και οι μεμβράνες PE μαλακώνουν σε ακόμη χαμηλότερες θερμοκρασίες.
Επομένως, η επιφανειακή επεξεργασία δεν είναι-διαπραγματεύσιμη. Οι μονάδες εκκένωσης Corona που εγκαθίστανται ενσωματωμένα πριν ο πρώτος σταθμός εκτύπωσης ιονίσει την επιφάνεια του φιλμ, δημιουργώντας πολικές ομάδες που αυξάνουν την επιφανειακή ενέργεια από περίπου 30 dynes/cm σε 38–42 dynes/cm-το εύρος στο οποίο τα μελάνια flexo με βάση το νερό{{6} ή το διαλύτη- επιτυγχάνουν επαρκή διαβροχή και πρόσφυση. Το ASTM D2578 καθορίζει τη μέθοδο δοκιμής πένας dyne που χρησιμοποιείται για την επαλήθευση του επιπέδου επεξεργασίας πριν προχωρήσει η εκτύπωση.
Για μετατροπείς που τρέχουν χαρτί και φιλμ στην ίδια γραμμή, μια μηχανή εκτύπωσης υψηλής ταχύτητας Six Color Flexo, εξοπλισμένη με προαιρετικό σταθμό κορώνας που μπορεί να εμπλακεί ή να αποδεσμευτεί ανάλογα με το υπόστρωμα, προσφέρει σημαντική λειτουργική ευελιξία. Χωρίς αυτήν τη δυνατότητα, η εναλλαγή μεταξύ μη επεξεργασμένου χαρτιού kraft (που δεν απαιτεί κορώνα) και μη επεξεργασμένου BOPP (που το απαιτεί) θα απαιτούσε είτε την προ{1}}επεξεργασία των μεμβρανών εκτός σύνδεσης είτε την αποδοχή ασυνεπών αποτελεσμάτων πρόσφυσης.
Μεμβράνες πολυεστέρα και φραγμού
Οι μεμβράνες τερεφθαλικού πολυαιθυλενίου (PET) και πολυαμιδίου (PA, νάιλον) καταλαμβάνουν την υψηλότερη-απόδοση στην αγορά των εύκαμπτων ταινιών συσκευασίας. Το PET είναι διαστατικά σταθερό, αντιστέκεται στο τέντωμα και ανέχεται υψηλότερες θερμοκρασίες στεγνώματος από τις πολυολεφίνες. Είναι, από πολλές απόψεις, ευκολότερο να τρέξει με υψηλή ταχύτητα σε μια πρέσα flexo από το BOPP ή το PE.
Οι μεμβράνες νάιλον εισάγουν υγροσκοπική ευαισθησία. Το νάιλον απορροφά την υγρασία του περιβάλλοντος και αυτή η απορρόφηση αλλάζει τις διαστάσεις του. Ένας νάιλον ιστός που καταχωρήθηκε σωστά στην αρχή μιας βάρδιας μπορεί να απομακρυνθεί από το μητρώο καθώς η υγρασία αλλάζει κατά τη διάρκεια της ημέρας. Οι πρέσες που έχουν διαμορφωθεί για κανονική παραγωγή νάιλον περιλαμβάνουν συχνά κλειστούς περιβαλλοντικούς ελέγχους γύρω από τη διαδρομή του ιστού και μπορεί να χρησιμοποιούν σερβο{3}}αντισταθμιστικούς κυλίνδρους που προσαρμόζουν το μήκος ιστού δυναμικά με βάση την ανάδραση του αισθητήρα.
Οι μεμβράνες φραγμού που περιέχουν αιθυλενοβινυλική αλκοόλη (EVOH) ή στρώματα επιμετάλλωσης αλουμινίου απαιτούν προσοχή στο γεγονός ότι η ίδια η στρώση φραγμού μπορεί να καταστραφεί από υπερβολική πίεση τσιμπήματος ή έκθεση σε διαλύτη. Ενώ η τυπογραφική μηχανή δεν ελέγχει απευθείας τις ιδιότητες φραγμού μετά την εκτύπωση, ο χειριστής πρέπει να γνωρίζει ότι οι επιθετικές συνθήκες εκτύπωσης μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο τους ρυθμούς μετάδοσης οξυγόνου που μετρώνται σύμφωνα με τα πρότυπα ASTM F1927.
Αλουμινόχαρτο
Το φύλλο αλουμινίου-συνήθως πάχους 6 έως 15 μικρομέτρων- λειτουργεί σε πρέσες flexo κυρίως για φαρμακευτικές συσκευασίες και περιτυλίγματα ζαχαροπλαστικής υψηλής ποιότητας. Το φύλλο δεν είναι-πορώδες, μη-απορροφητικό και διαστατικά άκαμπτο. Το μελάνι στεγνώνει εντελώς με εξάτμιση και όχι με διείσδυση.
Ο κύριος λειτουργικός παράγοντας με το αλουμινόχαρτο είναι η καθαριότητα. Η κατασκευή μεμβράνης αφήνει υπολείμματα λιπαντικών κύλισης και αντι{1}}ενώσεων στην επιφάνεια. Εάν αυτοί οι ρύποι παραμείνουν, παρεμποδίζουν τη διαβροχή του μελανιού. Η ενσωματωμένη επεξεργασία κορώνας ή φλόγας αμέσως πριν από τον πρώτο σταθμό χρώματος είναι συνήθης πρακτική. Η επεξεργασία με φλόγα είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική στο αλουμινόχαρτο γιατί ταυτόχρονα καθαρίζει τα οργανικά υπολείμματα και οξειδώνει τη μεταλλική επιφάνεια.
Το αλουμινόχαρτο απαιτεί επίσης προσεκτικό χειρισμό στα τμήματα ξετύλιξης και επανατύλιξης. Επειδή το φύλλο αλουμινίου σκίζεται αντί να τεντώνεται, οι διαδικασίες ανάκτησης θραύσης ιστού πρέπει να είναι πιο ήπιες από αυτές που χρησιμοποιούνται για φιλμ. Πολλοί χειριστές διαμορφώνουν πιο αργές ράμπες επιτάχυνσης και μειωμένα όρια μέγιστης τάσης όταν αλλάζουν από φιλμ σε αλουμινόχαρτο στο ίδιο μηχάνημα.
Μη υφασμένα υφάσματα
Τα μη υφασμένα προϊόντα Spunbond και Meltblown από πολυπροπυλένιο έχουν γίνει περιοχή ανάπτυξης για την εκτύπωση flexo, λόγω της ζήτησης για επώνυμες ιατρικές συσκευασίες και επαναχρησιμοποιούμενες σακούλες αγορών. Τα μη υφάσματα συμπεριφέρονται διαφορετικά από οποιοδήποτε άλλο κοινό υπόστρωμα flexo. Συμπιέζονται υπό πίεση, ανακτούν μερικώς αφού περάσουν από το αποτύπωμα και καταναλώνουν πολύ περισσότερο μελάνι από αντίστοιχη-μεμβράνη ή χαρτί, επειδή το μελάνι διεισδύει στον ινώδη όγκο αντί να παραμένει στην επιφάνεια.
Ο έλεγχος των μητρώων στα μη υφαντά είναι εμφανώς δύσκολος. Η έρευνα σχετικά με τη διαχείριση ιστού μη υφασμένων υλικών σε διεργασίες ρολού-σε-ρολό, που τεκμηριώθηκε σε τεχνικές διαδικασίες των οργανισμών TAPPI και AIMCAL, συνιστά μεγαλύτερα περιθώρια εκτύπωσης και χαμηλότερες προδιαγραφές ανοχής κατά την εκτύπωση σε μη υφάσματα σε σύγκριση με φιλμ ή χαρτιά. Μια-πρέσσα flexo έξι χρωμάτων με μη υφαντά υποστρώματα λειτουργεί συνήθως με μειωμένη ταχύτητα-συχνά 40–60% της ονομαστικής μέγιστης-για να διατηρείται η αποδεκτή ακρίβεια καταχώρισης.
Θεωρήσεις συστήματος μελάνης σε υποστρώματα
Η επιλογή μεταξύ μελανιών-με βάση διαλύτη, με βάση το νερό-και σκληρυνόμενο με υπεριώδη ακτινοβολία-δεν μπορεί να διαχωριστεί από την ερώτηση του υποστρώματος.
Τα μελάνια{0}}με βάση διαλύτες στεγνώνουν γρήγορα και φαίνονται πολύ γυαλιστερά σε μη-μη πορώδεις επιφάνειες όπως μεμβράνες και αλουμινόχαρτο. Χρειάζονται όμως συστήματα ανάκτησης ή μείωσης διαλυτών σε πολλά μέρη λόγω των κανόνων εκπομπής VOC. Αυτοί οι κανόνες περιλαμβάνουν την EPA's Clean Air Act και την Οδηγία Βιομηχανικών Εκπομπών (IED) της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Τα συστήματα μπορεί να είναι αναγεννητικά θερμικά οξειδωτικά ή μονάδες προσρόφησης άνθρακα. Έτσι, για ένα μηχάνημα που πρέπει να λειτουργεί σε πολλά διαφορετικά υλικά, τα μελάνια διαλύτη μπορούν να λειτουργήσουν σχεδόν σε όλα. Αλλά προσθέτουν επίσης περισσότερη δουλειά για να ακολουθήσουν τους κανόνες.
Τα μελάνια με βάση το νερό- κυριαρχούν όλο και περισσότερο, ειδικά σε περιοχές με αυστηρούς κανονισμούς VOC. Στεγνώνουν καλά σε πορώδη υποστρώματα (χαρτί, χαρτόνι) και επαρκώς σε επεξεργασμένα φιλμ. Ο περιορισμός τους είναι η ταχύτητα: το νερό εξατμίζεται πιο αργά από τους οργανικούς διαλύτες, γεγονός που μπορεί να περιορίσει την απόδοση παραγωγής σε μη πορώδη υποστρώματα, εκτός εάν εγκατασταθούν εκτεταμένες σήραγγες ξήρανσης ή μαχαίρια αέρα υψηλότερης- θερμοκρασίας.
Τα μελάνια UV σκληραίνουν αμέσως μετά την έκθεση σε λάμπες υπεριώδους ακτινοβολίας. Δεν στεγνώνουν καθόλου με εξάτμιση-πολυμερίζονται. Αυτό σημαίνει ότι τα μελάνια UV κάθονται στην επιφάνεια του υποστρώματος ακριβώς όπως έχουν αποτεθεί, προσφέροντας εξαιρετική ευκρίνεια κουκκίδων και αντοχή στην τριβή. Δεν δέχονται όλα τα υποστρώματα εξίσου μελάνια UV. Τα ιδιαίτερα απορροφητικά χαρτιά μπορεί να απορροφήσουν το όχημα μελανιού με χαμηλό-ιξώδες UV πριν από τη σκλήρυνση, οδηγώντας σε κακό σχηματισμό μεμβράνης μελανιού. Ορισμένες πλαστικές μεμβράνες περιέχουν πρόσθετα (σταθεροποιητές υπεριώδους ακτινοβολίας, παράγοντες ολίσθησης) που μεταναστεύουν στην επιφάνεια και παρεμβαίνουν στη χημεία σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία. Το ASTM F1942 παρέχει καθοδήγηση σχετικά με την αξιολόγηση απόδοσης μελανιού που σκληρύνεται με υπεριώδη ακτινοβολία σε εύκαμπτα υποστρώματα.
Επιλογή ρολού Anilox και αντιστοίχιση υποστρώματος
Τα ρολά Anilox καθορίζουν πόση μελάνη μεταφέρεται στην πλάκα και τελικά στο υπόστρωμα. Ο όγκος κυψέλης (εκφρασμένος σε δισεκατομμύρια κυβικά μικρόμετρα ανά τετραγωνική ίντσα, BCM) και ο κανόνας οθόνης (γραμμές ανά ίντσα, LPI) είναι οι δύο κύριες παράμετροι προδιαγραφών.
Τα υψηλότερα ρολά anilox BCM μεταφέρουν περισσότερο μελάνι, παράγοντας μεγαλύτερη κάλυψη κατάλληλη για αδιαφανές λευκό φόντο ή μονόχρωμα μπλοκ. Τα κάτω ρολά BCM παράγουν λεπτότερες μεμβράνες κατάλληλες για λεπτές εργασίες ημίτονος και αναπαραγωγή χρωμάτων. Η σχέση μεταξύ της επιλογής anilox και του υποστρώματος είναι άμεση: τα απορροφητικά χαρτιά μπορούν να φιλοξενήσουν μεγαλύτερους όγκους μελανιού, επειδή κάποιο μελάνι διεισδύει στο φύλλο. Οι μεμβράνες απαιτούν αυστηρότερο έλεγχο της έντασης του μελανιού επειδή η περίσσεια μελάνης λιμνάζει στην επιφάνεια και δεν σκληραίνει ή στεγνώνει εντός του διαθέσιμου χρόνου παραμονής στο τούνελ.
Όταν ρυθμίζεται μια μηχανή εκτύπωσης υψηλής ταχύτητας Six Color Flexo για ένα νέο υπόστρωμα, η επιλογή ρολού anilox είναι συνήθως η πρώτη παράμετρος που προσαρμόζεται μετά την τοποθέτηση σε πλάκα. Οι έμπειροι χειριστές διατηρούν αποθέματα anilox που καλύπτουν μια σειρά συνδυασμών LPI/BCM και τα ταιριάζουν με τον τύπο υποστρώματος χρησιμοποιώντας εμπειρικές εγγραφές που έχουν συσσωρευτεί σε προηγούμενες εργασίες. Προς το παρόν δεν υπάρχει καθολικό προγνωστικό μοντέλο που να συνδέει αξιόπιστα τη γεωμετρία anilox με το αποτέλεσμα εκτύπωσης σε όλους τους συνδυασμούς υποστρωμάτων-μελανιών, αν και έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Progress in Organic Coatings έχει εξελιγμένα θεωρητικά πλαίσια για τη μηχανική μεταφοράς μελανιού σε συστήματα γκραβούρας και φλεξογραφίας.
Διαμόρφωση σήραγγας ξήρανσης
Το σύστημα ξήρανσης είναι αναμφισβήτητα το πιο σημαντικό υποσύστημα για τον προσδιορισμό των υποστρωμάτων που μπορεί να χειριστεί μια δεδομένη πρέσα σε εμπορικές ταχύτητες.
Οι σήραγγες στεγνώματος με ζεστό-αέρα είναι η βασική διαμόρφωση. Ο θερμαινόμενος αέρας κατευθύνεται στον πρόσφατα εκτυπωμένο ιστό μέσω συστοιχιών ακροφυσίων που βρίσκονται μεταξύ των σταθμών εκτύπωσης. Ο έλεγχος της θερμοκρασίας, της ταχύτητας και της υγρασίας του αέρα ποικίλλει πολύ μεταξύ των μηχανών. Οι πρέσες εισόδου-μπορεί να προσφέρουν σταθερές-φυσητήρες ταχύτητας και απλό θερμοστατικό έλεγχο θερμοκρασίας. Τα μηχανήματα υψηλότερων{7}}προδιαγραφών διαθέτουν μεταβλητή-οδήγηση συχνότητας σε κινητήρες ανεμιστήρα, θερμαντικά στοιχεία ελεγχόμενης ζώνης{{9} και αισθητήρες υγρασίας καυσαερίων που ρυθμίζουν τη ροή αέρα για να αποτρέψουν τη συμπύκνωση στο εσωτερικό της σήραγγας.
