Rozhodnutie investovať do flexografického lisu je len zriedka podmienené jedným typom substrátu. Spracovatelia tlače, ktorí obsluhujú trhy s flexibilnými obalmi, vedia, že lis nečinný, pretože nedokáže spracovať prichádzajúcu objednávku, je kapitál, ktorý si nezarába. Otázkou nie je, či stroj dokáže tlačiť na jeden materiál-, ale či dokáže prepínať medzi materiálmi bez nadmerných prestojov, zbytočností alebo kompromisov v oblasti kvality.
A Vysokorýchlostný šesťfarebný flexotlačový strojje uprostred spektra zariadení: schopnejšia ako štvorfarebná úzka-webová jednotka, ale menej špecializovaná ako osem- alebo desať{3}}farebná centrálna{4}}konfigurácia bubna Impress (CI) navrhnutá výhradne pre špičkovú-filmovú prácu. Pochopenie toho, čo tento stroj dokáže zvládnuť-a kde sú jeho hranice-, si vyžaduje pozrieť sa na interakciu medzi mechanickým dizajnom, vlastnosťami materiálu a procesnými parametrami.
Architektúra centrálneho dojmu
Väčšina vysokorýchlostných{0}}šesť{1}farebných lisov používa cylindrický dizajn (CI). V tejto konfigurácii je všetkých šesť tlačových staníc usporiadaných radiálne okolo veľkého-priemeru spoločného tlakového valca. Pás sa ovinie okolo tohto valca, keď prechádza každou stanicou, čo znamená, že substrát je podopretý bubnom CI v každom bode, kde sa prenáša atrament.
Táto architektúra má obrovský význam pre všestrannosť substrátu. Lis typu stohovanie- (kde sú stanice naskladané zvisle nad sebou) vystavuje sieť kumulatívnemu napätiu, keď sa pohybuje nahor cez viacero štipcov. Tenké filmy sa rozťahujú. Jemné pokrčenie papiera. Na rozdiel od toho lis CI udržuje tkaninu pod relatívne stabilným napätím, pretože dĺžka dráhy medzi stanicami je krátka a CI valec poskytuje kontinuálnu oporu.
Výskum publikovaný v časopise Polymer Engineering & Science skúmal správanie v napínaní siete v systémoch s viacerými -stanicami z rolovania- do{2}}, pričom preukázal, že konfigurácie CI vykazujú menšie odchýlky v registri ako stohované alebo radové návrhy pri prevádzke roztiahnuteľných substrátov. To je dôvod, prečo sú bubnové lisy CI všeobecne považované za najuniverzálnejšiu možnosť pre prostredia výroby so zmiešaným{5}}substrátom.
Manipulácia so substrátom: Čo ide do stroja
Papierové{0}}weby
Papier a lepenka predstavujú základnú-kategóriu substrátu pre väčšinu flexo operácií. Novinový papier, sulfátová vložka, vlnitá lepenka, pevná bielená sulfátová lepenka a poťahovaná skladacia lepenka – všetky prechádzajú flexolismi denne.
Čo robí papier zvládnuteľným z hľadiska zariadenia, je jeho rozmerová stabilita. Papier sa pri bežnom produkčnom napätí výrazne nepredlžuje, takže ovládanie sútlače v šiestich farbách je mechanicky jednoduché. Výzva spočíva inde-v pevnosti povrchu a nasiakavosti. Papiere s nízkou -základnou- gramážou sa môžu počas kontaktu s platňou žmolkovať, čím sa na platni ukladajú vlákna, ktoré znehodnocujú následné odtlačky. TAPPI T 499 (test vosku) a TAPPI T 456 (meranie hladkosti) poskytujú štandardizované metódy na vyhodnotenie toho, či daný druh papiera prežije flexografický kontaktný tlak bez degradácie povrchu.
Dosky s hmotnosťou nad približne 400 g/m2 spôsobujú problémy-súvisiace s tuhosťou. Hrubá doska sa ľahko neprispôsobuje zakriveniu CI valca, čo vytvára nerovnomerný tlak v štrbine po celej šírke pásu. Niektoré lisy obsahujú segmentovaný tlakový valec s nastaviteľnými sektormi na kompenzáciu tohto efektu; iné sa spoliehajú na vyhovujúce prikrývky na tlakovom valci na rovnomerné rozloženie tlaku na hrubšie substráty.
Polyolefínové filmy
Biaxiálne orientovaný polypropylén (BOPP), polyetylén s nízkou hustotou (LDPE), lineárny polyetylén s nízkou hustotou (LLDPE) a liaty polypropylén (CPP) spolu tvoria väčšinu objemu flexibilných obalových fólií vytlačených na celom svete.
Tieto filmy predstavujú iný súbor výziev ako papier. Majú nižšiu povrchovú energiu, čo znamená, že atrament ich nezmáča, pokiaľ povrch nebol upravený. Sú tiež citlivejšie na teplotu-: BOPP fólia sa začne zmršťovať, ak sušiaci tunel prekročí približne 120 – 130 stupňov a PE fólie mäknú pri ešte nižších teplotách.
O povrchovej úprave sa preto nedá-vyjednávať. Korónové výbojové jednotky inštalované inline pred prvou tlačovou stanicou ionizujú povrch filmu a vytvárajú polárne skupiny, ktoré zvyšujú povrchovú energiu z približne 30 dynov/cm na 38 – 42 dynov/cm-rozsah, v ktorom flexo atramenty na báze vody-alebo rozpúšťadla- dosahujú primerané zmáčanie a priľnavosť. ASTM D2578 špecifikuje testovaciu metódu dyne pera používanú na overenie úrovne ošetrenia pred pokračovaním v tlači.
Pre konvertory, ktoré používajú papier aj fóliu na tej istej linke, ponúka vysokorýchlostný šesťfarebný flexotlačový stroj vybavený voliteľnou korónovou stanicou, ktorú možno zapnúť alebo vypnúť v závislosti od substrátu, značnú prevádzkovú flexibilitu. Bez tejto schopnosti by prechod medzi neupraveným sulfátovým papierom (ktorý nevyžaduje korónu) a neupraveným BOPP (ktorý si to vyžaduje) vyžadoval buď predbežnú{1}}úpravu filmov offline, alebo akceptovanie nekonzistentných výsledkov priľnavosti.
Polyesterové a bariérové fólie
Polyetyléntereftalátové (PET) a polyamidové (PA, nylonové) fólie zaberajú-výkonnejšiu časť trhu flexibilných obalových fólií. PET je rozmerovo stabilný, odoláva rozťahovaniu a toleruje vyššie teploty sušenia ako polyolefíny. V mnohých ohľadoch je jednoduchšie pracovať pri vysokej rýchlosti na flexo lise ako BOPP alebo PE.
Nylonové fólie zavádzajú hygroskopickú citlivosť. Nylon absorbuje okolitú vlhkosť a táto absorpcia mení svoje rozmery. Nylonová pavučina, ktorá bola správne zaregistrovaná na začiatku zmeny, sa môže pri zmene vlhkosti počas dňa vychýliť. Lisy nakonfigurované na bežnú výrobu nylonu často obsahujú uzavreté ovládacie prvky prostredia okolo dráhy pásu a môžu používať servo-poháňané kompenzačné valce, ktoré dynamicky upravujú dĺžku pásu na základe spätnej väzby snímača.
Bariérové fólie obsahujúce etylénvinylalkohol (EVOH) alebo vrstvy pokovovania hliníka vyžadujú pozornosť, aby sa samotná bariérová vrstva poškodila nadmerným tlakom alebo vystavením rozpúšťadlu. Zatiaľ čo tlačiarenský stroj priamo netestuje bariérové vlastnosti po tlači, operátor si musí byť vedomý toho, že agresívne podmienky tlače môžu ohroziť rýchlosť prenosu kyslíka meranú podľa noriem ASTM F1927.
Hliníková fólia
Hliníková fólia-zvyčajne s hrúbkou 6 až 15 mikrónov- sa používa na flexolisoch, predovšetkým na farmaceutické obaly a obaly na prémiové cukrovinky. Fólia nie je-porézna,-nasiakavá a rozmerovo pevná. Atrament úplne schne vyparovaním a nie penetráciou.
Hlavným prevádzkovým hľadiskom pri fólii je čistota. Výroba fólie zanecháva na povrchu zvyškové mazivá na valcovanie a anti-statické zlúčeniny. Ak tieto nečistoty zostanú, bránia zmáčaniu atramentu. Inline korónové alebo plameňové ošetrenie bezprostredne pred prvou farebnou stanicou je štandardnou praxou. Ošetrenie plameňom je obzvlášť účinné na fólii, pretože súčasne čistí organické zvyšky a oxiduje kovový povrch.
Fólia tiež vyžaduje starostlivé zaobchádzanie v sekcii odvíjania a navíjania. Pretože sa fólia skôr trhá ako naťahuje, postupy obnovy pretrhnutia siete musia byť jemnejšie ako tie, ktoré sa používajú pri fólii. Mnoho operátorov konfiguruje pomalšie akceleračné rampy a znížené limity maximálneho napätia pri prechode z fólie na fóliu na tom istom stroji.
Netkané textílie
Spunbond a meltblown polypropylénové netkané textílie sa stali oblasťou rastu pre flexotlač, ktorú poháňa dopyt po značkových lekárskych obaloch a opakovane použiteľných nákupných taškách. Netkané textílie sa správajú odlišne od akéhokoľvek iného bežného flexo substrátu. Stlačia sa pod tlakom zovretia, čiastočne sa zotavia po prechode odtlačkom a spotrebúvajú podstatne viac atramentu ako ekvivalentná-plošná fólia alebo papier, pretože atrament preniká do vláknitého objemu a nezostáva na povrchu.
Kontrola registra netkaných textílií je notoricky zložitá. Výskum v oblasti manipulácie s netkanými materiálmi na páse v procesoch-do{2}}rolovania, zdokumentovaný v technickom zborníku organizácií TAPPI a AIMCAL, odporúča širšie tlačové okraje a voľnejšie špecifikácie tolerancie pri tlači na netkané textílie v porovnaní s filmami alebo papiermi. Šesť-farebný flexolis s netkanými substrátmi zvyčajne pracuje pri zníženej rýchlosti-často 40 – 60 % menovitého maxima-, aby sa zachovala prijateľná presnosť sútlače.
Úvahy o atramentovom systéme naprieč substrátmi
Voľba medzi atramentmi na báze rozpúšťadla, -na vodnej báze a atramentom vytvrdzovateľným UV-žiarením je neoddeliteľná od otázky substrátu.
Rozpúšťadlové-atramenty rýchlo schnú a vyzerajú veľmi lesklé na -poréznych povrchoch, ako sú filmy a fólie. Na mnohých miestach však potrebujú systémy na regeneráciu alebo znižovanie rozpúšťadiel kvôli pravidlám pre emisie VOC. Medzi tieto pravidlá patrí zákon EPA o čistom ovzduší a smernica Európskej únie o priemyselných emisiách (IED). Systémy môžu byť regeneračné tepelné oxidátory alebo jednotky na adsorpciu uhlíka. Takže pre stroj, ktorý musí pracovať na mnohých rôznych materiáloch, solventné atramenty môžu fungovať takmer na všetkých z nich. Ale tiež si pridávajú viac práce s dodržiavaním pravidiel.
Atramenty na{0}}vodnej báze sú čoraz dominantnejšie, najmä v regiónoch s prísnymi predpismi o VOC. Dobre schnú na poréznych podkladoch (papier, lepenka) a dostatočne na ošetrených fóliách. Ich obmedzením je rýchlosť: voda sa vyparuje pomalšie ako organické rozpúšťadlá, čo môže obmedziť výrobnú kapacitu na -poréznych substrátoch, pokiaľ nie sú nainštalované predĺžené sušiace tunely alebo vzduchové nože s vyššou{4}}teplotou.
UV atramenty vytvrdzujú okamžite po vystavení ultrafialovým lampám. Vôbec nevysychajú odparovaním-polymerizujú. To znamená, že UV atramenty sedia na povrchu substrátu presne tak, ako sú nanesené, a ponúkajú výnimočnú ostrosť bodov a odolnosť voči oderu. Nie všetky substráty prijímajú UV atramenty rovnako. Vysoko nasiakavé papiere môžu pred vytvrdnutím nasiaknuť nosičom UV atramentu s nízkou{5}}viskosťou, čo vedie k slabej tvorbe atramentového filmu. Niektoré plastové fólie obsahujú prísady (UV stabilizátory, klzné činidlá), ktoré migrujú na povrch a narúšajú chémiu vytvrdzovania UV žiarením. ASTM F1942 poskytuje návod na hodnotenie výkonu atramentu vytvrdzovateľného UV žiarením na flexibilných substrátoch.
Výber aniloxového kotúča a prispôsobenie substrátu
Aniloxové valce určujú, koľko atramentu sa prenesie na platňu a nakoniec na substrát. Objem bunky (vyjadrený v miliardách kubických mikrometrov na štvorcový palec, BCM) a raster (riadky na palec, LPI) sú dva primárne parametre špecifikácie.
Vyššie BCM aniloxové kotúče prenášajú viac atramentu, čím vytvárajú silnejšie pokrytie vhodné pre nepriehľadné biele pozadia alebo jednofarebné bloky. Spodné kotúče BCM vytvárajú tenšie filmy vhodné na jemnú prácu s polotónmi a procesnú reprodukciu farieb. Vzťah medzi výberom aniloxu a substrátom je priamy: savé papiere dokážu prijať väčšie objemy atramentu, pretože časť atramentu prenikne do listu. Filmy vyžadujú prísnejšiu kontrolu objemu atramentu, pretože prebytočný atrament sa zhromažďuje na povrchu a nevytvrdzuje ani nevysychá v rámci dostupného času zotrvania v tuneli.
Keď je vysokorýchlostný šesťfarebný flexotlačový stroj nastavený pre nový substrát, výber aniloxového kotúča je zvyčajne prvým parametrom upraveným po montáži platne. Skúsení operátori udržiavajú aniloxové zásoby pokrývajúce celý rad kombinácií LPI/BCM a priraďujú ich k typu substrátu pomocou empirických záznamov nahromadených počas predchádzajúcich zákaziek. V súčasnosti neexistuje žiadny univerzálny prediktívny model, ktorý by spoľahlivo spájal aniloxovú geometriu s výsledkom tlače vo všetkých kombináciách substrátových-atramentov, hoci výskum publikovaný v časopise Progress in Organic Coatings má pokročilé teoretické rámce pre mechaniku prenosu atramentu v hĺbkotlačových a flexografických systémoch.
Konfigurácia sušiaceho tunela
Sušiaci systém je pravdepodobne najdôležitejším podsystémom na určenie toho, aké substráty môže daný lis zvládnuť pri komerčnej rýchlosti.
Základnou konfiguráciou sú tunely na sušenie horúcim vzduchom{0}. Ohriaty vzduch je nasmerovaný na čerstvo vytlačený pás pomocou sústav trysiek umiestnených medzi tlačovými stanicami. Regulácia teploty, rýchlosti a vlhkosti vzduchu sa medzi strojmi značne líši. Lisy základnej-úrovne môžu ponúkať dúchadlá s pevnou{5}}rýchlosťou a jednoduché termostatické ovládanie teploty. Stroje vyššej{7}}špecifikácie obsahujú pohony s premenlivou-frekvenciou na motoroch ventilátorov, zónovo{9}}riadené vykurovacie telesá a snímače vlhkosti výfukových plynov, ktoré modulujú prúdenie vzduchu, aby sa zabránilo kondenzácii vo vnútri tunela.
