Рішення інвестувати у флексографічний друк рідко обумовлюється одним типом підкладки. Переробники друку, які обслуговують ринки гнучкої упаковки, знають, що преса, яка простоює, тому що не може обробити вхідне замовлення, є капіталом, який не заробляє. Питання полягає не в тому, чи може машина друкувати на одному матеріалі-а в тому, чи може вона перемикатися між матеріалами без надмірних простоїв, браку чи компромісів у якості.
A Високошвидкісна шестиколірна флексодрукарська машиназнаходиться в середині спектру обладнання: більш потужний, ніж чотирьох-кольоровий вузький-веб-блок, але менш спеціалізований, ніж восьми- або десяти-кольоровий центральний-impress (CI) конфігурація барабана, розроблена виключно для високоякісних-фільмів. Щоб зрозуміти, з чим ця машина може працювати-і де пролягають її межі-, потрібно розглянути взаємодію між механічною конструкцією, властивостями матеріалу та параметрами процесу.
Архітектура центрального враження
Більшість високошвидкісних шестикольорових-друкарських машин використовують центральний відтискний циліндр. У цій конфігурації всі шість станцій друку розташовані радіально навколо загального печатного циліндра великого-діаметра. Полотно обертається навколо цього циліндра, проходячи повз кожну станцію, що означає, що підкладка підтримується барабаном CI у кожній точці, де переноситься чорнило.
Ця архітектура має величезне значення для універсальності підкладки. Прес -типу стека (де станції розташовані вертикально одна над одною) піддає полотно сукупному натягу, коли воно рухається вгору крізь кілька зон. Тонкі плівки розтягуються. Тонкі папери мнуться. Прес CI, навпаки, тримає полотно під відносно стабільним натягом, оскільки довжина шляху між станціями коротка, а циліндр CI забезпечує безперервну опору.
Дослідження, опубліковане в Polymer Engineering & Science, вивчає поведінку натягу полотна в системах із кількома -станціями від рулонів--до рулонів, демонструючи, що конфігурації CI демонструють меншу варіацію реєстру, ніж конструкції в стеці або в-лінії, коли працюють на розширюваних підкладках. Ось чому барабанні преси CI зазвичай вважаються найбільш універсальним варіантом для змішаних-субстратних середовищ виробництва.
Поводження з субстратом: що входить у машину
Паперові-мережі
Папір і картон представляють-категорію підкладок початкового рівня для більшості флексографських операцій. Газетний папір, крафт-лайнер, гофрований матеріал, суцільний вибілений сульфатний картон і коробковий картон з покриттям щодня проходять через флексопреси.
Що робить папір придатним для роботи з точки зору обладнання, так це стабільність його розмірів. Папір не подовжується суттєво за нормального натягу, тому керування шістьма кольорами механічно просте. Проблема полягає в іншому-поверхневій міцності та поглинанні. Папір із низькою -основою-вагою може луснути під час контакту з пластиною, утворюючи волокна на пластині, які погіршують подальші відбитки. TAPPI T 499 (випробування воску) і TAPPI T 456 (вимірювання гладкості) надають стандартизовані методи для оцінки того, чи витримає певний сорт паперу флексографічний контактний тиск без пошкодження поверхні.
Товщина дошки вище приблизно 400 г/кв.м створює проблеми,-пов’язані з жорсткістю. Товста дошка нелегко адаптується до кривизни циліндра CI, що створює нерівномірний тиск затискання по ширині полотна. Деякі преси включають сегментований друкований циліндр із регульованими секторами, щоб компенсувати цей ефект; інші покладаються на сумісні ковдри на друкарському циліндрі, щоб рівномірно розподілити тиск на товщі підкладки.
Поліолефінові плівки
Двовісно орієнтований поліпропілен (BOPP), поліетилен низької -щільності (LDPE), лінійний поліетилен низької -щільності (LLDPE) і литий поліпропілен (CPP) разом складають більшість обсягів гнучкої пакувальної плівки, надрукованої в усьому світі.
Ці фільми представляють інший набір проблем, ніж папір. Вони мають нижчу поверхневу енергію, тобто чорнило не намочить їх, якщо поверхня не була оброблена. Вони також більш чутливі до-температури: плівка BOPP починає стискатися, якщо температура в тунелі для сушіння перевищує приблизно 120–130 градусів, а поліетиленові плівки розм’якшуються за ще нижчих температур.
Тому обробка поверхні не підлягає-обговоренню. Блоки коронного розряду, встановлені в ряд перед першою станцією друку, іонізують поверхню плівки, створюючи полярні групи, які підвищують поверхневу енергію приблизно з 30 дин/см до 38–42 дин/см-діапазон, у якому флексографічні чорнила на водній-чи-розчинній основі досягають належного змочування та адгезії. ASTM D2578 визначає метод випробування dyne pen, який використовується для перевірки рівня обробки перед продовженням друку.
Для конвертерів, які працюють як з папером, так і з плівкою на одній лінії, високошвидкісна шестиколірна флексодрукарська машина, оснащена додатковою коронною станцією, яку можна ввімкнути або вимкнути залежно від підкладки, забезпечує значну робочу гнучкість. Без цієї можливості для перемикання між необробленим крафт-папером (який не потребує коронування) і необробленим BOPP (який вимагає цього) потрібно було б попередньо -обробити плівки в автономному режимі або прийняти суперечливі результати адгезії.
Поліефірні та бар'єрні плівки
Плівки з поліетилентерефталату (PET) і поліаміду (PA, нейлон) займають найвищу-кінець ринку гнучких пакувальних плівок. ПЕТ має стабільні розміри, стійкий до розтягування та витримує високі температури сушіння, ніж поліолефіни. Багато в чому легше працювати на високій швидкості на флексографському пресі, ніж на BOPP або PE.
Нейлонові плівки забезпечують гігроскопічну чутливість. Нейлон поглинає навколишню вологу, і це поглинання змінює його розміри. Нейлонове полотно, яке було належним чином зареєстровано на початку зміни, може вийти з реєстру, коли вологість змінюється протягом дня. Преси, налаштовані на звичайне виробництво нейлону, часто включають закриті засоби контролю навколишнього середовища навколо траєкторії полотна та можуть використовувати компенсаційні ролики з серво-приводом, які динамічно регулюють довжину полотна на основі зворотного зв’язку датчика.
Бар’єрні плівки, що містять шари етиленвінілового спирту (EVOH) або металізації алюмінію, потребують звернення до того факту, що сам бар’єрний шар може бути пошкоджений надмірним тиском у місці затискання або впливом розчинника. Хоча друкарська машина безпосередньо не перевіряє бар’єрні властивості після друку, оператор повинен знати, що агресивні умови друку можуть поставити під загрозу швидкість пропускання кисню, виміряну відповідно до стандартів ASTM F1927.
Алюмінієва фольга
Алюмінієва фольга-зазвичай товщиною від 6 до 15 мікрон-використовується на флексографських пресах переважно для фармацевтичного пакування та кондитерських виробів преміум-класу. Фольга не-пориста, не-вбираюча та жорстка за розмірами. Чорнило повністю висихає шляхом випаровування, а не через проникнення.
Основним фактором роботи з фольгою є чистота. Виробництво фольги залишає на поверхні залишки мастила для прокатки та анти{1}}статичних сполук. Якщо ці забруднення залишаються, вони перешкоджають змочуванню чорнила. Стандартною практикою є вбудована обробка короною або полум’ям безпосередньо перед першою кольоровою станцією. Обробка полум'ям особливо ефективна для фольги, оскільки вона одночасно очищає органічні залишки та окислює поверхню металу.
Фольга також вимагає обережного поводження в секціях розмотування та перемотування. Оскільки фольга рветься, а не розтягується, процедури відновлення розриву полотна мають бути більш м’якими, ніж ті, що використовуються для плівки. Багато операторів налаштовують повільніші рамки прискорення та знижені межі максимального натягу при переході з плівки на фольгу на одній машині.
Неткані матеріали
Поліпропіленові неткані матеріали спанбонд і роздування з розплаву стали сферою зростання для флексодруку, завдяки попиту на фірмову медичну упаковку та багаторазові пакети для покупок. Неткані матеріали відрізняються від інших поширених флексографських матеріалів. Вони стискаються під тиском затискача, частково відновлюються після проходження відбитка та споживають значно більше чорнила, ніж еквівалентна -плівка чи папір, оскільки чорнило проникає в волокнисту масу, а не залишається на поверхні.
Контроль реєстрації нетканих матеріалів, як відомо, складний. Дослідження обробки полотна нетканих матеріалів у процесах із рулону-на-рулон, задокументовані в технічних матеріалах організацій TAPPI та AIMCAL, рекомендують ширші поля друку та менші специфікації допуску під час друку на нетканих матеріалах порівняно з плівкою чи папером. Шести-кольоровий флексографський апарат, який працює на нетканих підкладках, зазвичай працює на зниженій швидкості-часто на 40–60% від номінального максимуму-для підтримки прийнятної точності реєстрації.
Розгляд системи чорнила на підкладках
Вибір між чорнилом-на основі розчинника,-води та-УФ{2}}невіддільним від питання основи.
Чорнила на основі-розчинника швидко висихають і виглядають дуже блискучими на не-пористих поверхнях, таких як плівки та фольга. Але їм у багатьох місцях потрібні системи відновлення або зменшення викидів розчинників через правила викидів ЛОС. Ці правила включають Закон про чисте повітря EPA та Директиву Європейського Союзу про промислові викиди (IED). Системи можуть бути регенеративними термічними окислювачами або блоками адсорбції вуглецю. Отже, для машини, яка повинна працювати з багатьма різними матеріалами, розчинні чорнила можуть працювати майже з усіма з них. Але вони також додають більше роботи з дотримання правил.
Чорнила на водній- основі дедалі більше домінують, особливо в регіонах із суворими правилами ЛОС. Вони добре висихають на пористих основах (папір, картон) і адекватно на оброблених плівках. Їхнім обмеженням є швидкість: вода випаровується повільніше, ніж органічні розчинники, що може обмежити продуктивність на не-пористих підкладках, якщо не встановлено подовжені сушильні тунелі чи-повітряні ножі з вищою{4}}температурою.
УФ-чорнила миттєво твердіють під впливом ультрафіолетових ламп. Вони взагалі не висихають шляхом випаровування-вони полімеризуються. Це означає, що УФ-чорнила лягають на поверхню підкладки точно так, як вони нанесені, забезпечуючи виняткову чіткість точок і стійкість до стирання. Не всі субстрати однаково сприймають УФ-чорнило. Сильно вбираючий папір може вбирати носій УФ-чорнила з низькою-в’язкістю до затвердіння, що призводить до поганого утворення чорнильної плівки. Деякі пластикові плівки містять добавки (УФ-стабілізатори, антиковзаючі агенти), які мігрують на поверхню та перешкоджають хімічному затвердінню УФ-променів. ASTM F1942 надає вказівки щодо оцінки ефективності чорнила, що твердіє УФ, на гнучких підкладках.
Вибір рулону Anilox і підбір підкладки
Анілоксові валки визначають, скільки чорнила переноситься на пластину і, зрештою, на основу. Об’єм комірки (виражений у мільярдах кубічних мікрометрів на квадратний дюйм, BCM) і лінійка екрану (лінії на дюйм, LPI) є двома основними параметрами специфікації.
Анілоксові рулони з вищим BCM передають більше чорнила, створюючи щільніше покриття, придатне для непрозорих білих фонів або суцільних кольорових блоків. Нижні рулони BCM створюють тонші плівки, придатні для тонкої роботи з напівтонами та відтворення технологічного кольору. Зв’язок між вибором анілоксу та підкладкою є прямим: абсорбуючий папір може вмістити більший об’єм чорнила, оскільки частина чорнила проникає всередину аркуша. Плівки вимагають суворішого контролю об’єму чорнила, оскільки надлишок чорнила накопичується на поверхні та не затвердіє або не висихає протягом доступного часу перебування в тунелі.
Коли високошвидкісна шестиколірна флексодрукарська машина налаштована на нову підкладку, вибір рулону анілоксу зазвичай є першим параметром, який регулюється після монтажу форми. Досвідчені оператори ведуть інвентаризацію анілоксу, що охоплює низку комбінацій LPI/BCM, і підбирають їх до типу підкладки, використовуючи емпіричні записи, накопичені під час попередніх робіт. Наразі не існує універсальної прогностичної моделі, яка надійно пов’язує геометрію анілоксу з результатами друку для всіх-комбінацій чорнил на підкладці, хоча дослідження, опубліковане в Progress in Organic Coatings, містить передові теоретичні основи для механіки перенесення чорнила в системах глибокого друку та флексографії.
Конфігурація сушильного тунелю
Система сушіння є, мабуть, єдиною найважливішою підсистемою для визначення того, які підкладки може обробляти певний прес на комерційних швидкостях.
Сушильні-тунелі гарячого повітря є базовою конфігурацією. Нагріте повітря направляється на щойно надруковане полотно через масиви сопел, розташованих між станціями друку. Регулювання температури, швидкості та вологості повітря значно відрізняється між машинами. Преси-початкового рівня можуть мати повітродувки-з фіксованою швидкістю та простий термостатичний контроль температури. Машини з-вищими специфікаціями мають-приводи зі змінною частотою на двигунах повітродувок, зонально{9}}контрольовані нагрівальні елементи та датчики вологості вихлопу, які модулюють повітряний потік, щоб запобігти конденсації всередині тунелю.
