Решението да се инвестира във флексографска преса рядко се ръководи от един тип субстрат. Конверторите на печат, които обслужват пазарите на гъвкави опаковки, знаят, че пресата, която не работи, защото не може да се справи с входяща поръчка, е капитал, който не печели своето поддържане. Въпросът не е дали една машина може да печата върху един материал-а дали може да превключва между материали без прекомерен престой, скрап или компромиси с качеството.
A Високоскоростна шестцветна флексопечатна машинасе намира в средата на спектъра на оборудването: по-мощен от четири-цветен тесен-уеб модул, но по-малко специализиран от осем- или десет-цветен централен-impress (CI) барабанна конфигурация, проектирана изключително за филмова работа от висок-клас. Разбирането с какво може да се справи тази машина-и къде са нейните граници-изисква разглеждане на взаимодействието между механичния дизайн, свойствата на материала и параметрите на процеса.
Архитектурата на централното впечатление
Повечето високо{0}}скоростни шест{1}}цветни печатни машини използват централен отпечатъчен цилиндър (CI). В тази конфигурация всичките шест печатни станции са разположени радиално около общ отпечатъчен цилиндър с голям-диаметър. Мрежата се увива около този цилиндър, докато преминава през всяка станция, което означава, че субстратът се поддържа от CI барабана във всяка точка, където се пренася мастилото.
Тази архитектура е от огромно значение за гъвкавостта на субстрата. Преса тип стек- (където станциите са подредени вертикално една над друга) подлага платното на кумулативно напрежение, докато се движи нагоре през множество щипки. Тънките филми се разтягат. Деликатните хартии се намачкват. CI пресата, напротив, поддържа лентата под относително стабилно напрежение, тъй като дължината на пътя между станциите е къса и CI цилиндърът осигурява непрекъсната опорна опора.
Изследване, публикувано в Polymer Engineering & Science, изследва поведението на опъване на мрежата в много-станционни roll-to-системи, демонстрирайки, че CI конфигурациите показват по-ниска вариация на регистъра от стековите или in-линейните дизайни, когато работят с разтегателни субстрати. Ето защо CI барабанните преси обикновено се считат за най-универсалната опция за среда за производство на смесени-субстрати.
Боравене с субстрат: какво влиза в машината
Хартиени-мрежи
Хартията и картонът представляват-основната категория субстрат за повечето флексо операции. Вестникарска хартия, крафт подложка, среда за гофриране, твърд избелен сулфатен картон и сгъваем картон с покритие преминават всеки ден през флексо преси.
Това, което прави хартията управляема от гледна точка на оборудването, е нейната стабилност на размерите. Хартията не се удължава значително при нормално производствено напрежение, така че контролът на регистрите в шест цвята е механично лесен. Предизвикателството е другаде-в здравината на повърхността и абсорбцията. Хартиите с ниско-основно-тегло могат да се оставят на мъх по време на контакт с плочата, отлагайки влакна върху плочата, които влошават последващите отпечатъци. TAPPI T 499 (тест с восък) и TAPPI T 456 (измерване на гладкостта) предоставят стандартизирани методи за оценка дали даден клас хартия ще издържи на флексографски контактен натиск без влошаване на повърхността.
Степените на платката над приблизително 400 g/m2 създават проблеми,-свързани с твърдостта. Дебелата дъска не се приспособява лесно към извивката на CI цилиндъра, което създава неравномерен натиск на прищипване по ширината на лентата. Някои преси включват сегментиран отпечатъчен цилиндър с регулируеми сектори, за да компенсират този ефект; други разчитат на съвместими покривала на отпечатъчния цилиндър, за да разпределят налягането равномерно върху по-дебели субстрати.
Полиолефинови филми
Двуосно ориентиран полипропилен (BOPP), полиетилен с ниска{0}}плътност (LDPE), линеен полиетилен с ниска{1}}плътност (LLDPE) и лят полипропилен (CPP) заедно представляват по-голямата част от обема на гъвкаво опаковъчно фолио, отпечатано в световен мащаб.
Тези филми представят различен набор от предизвикателства от хартията. Те имат по-ниска повърхностна енергия, което означава, че мастилото няма да ги намокри, освен ако повърхността не е била обработена. Те също са по-чувствителни-на температура: BOPP филмът започва да се свива, ако тунелът за сушене надвиши приблизително 120–130 градуса, а PE филмите омекват при още по-ниски температури.
Следователно повърхностната обработка не-подлежи на обсъждане. Устройствата за коронен разряд, монтирани в линия преди първата печатна станция, йонизират повърхността на филма, създавайки полярни групи, които повишават повърхностната енергия от около 30 dynes/cm до 38–42 dynes/cm-диапазонът, при който флексо мастилата на водна-или-основа на разтворители постигат адекватно овлажняване и адхезия. ASTM D2578 определя метода за тестване на dyne pen, използван за проверка на нивото на обработка, преди да продължи печатането.
За преобразуватели, работещи както с хартия, така и с филм на една и съща линия, високоскоростна шестцветна флексо печатна машина, оборудвана с опционална коронна станция, която може да се включва или изключва в зависимост от субстрата, предлага значителна оперативна гъвкавост. Без тази възможност превключването между необработена крафт хартия (която не изисква корона) и необработен BOPP (която го изисква) би изисквало или предварителна{1}}обработка на филми офлайн, или приемане на непоследователни резултати за адхезия.
Полиестерни и бариерни фолиа
Фолиата от полиетилен терефталат (PET) и полиамид (PA, найлон) заемат по-високо-производителния край на пазара на фолио за гъвкави опаковки. PET е стабилен на размери, издържа на разтягане и понася по-високи температури на сушене от полиолефините. В много отношения е по-лесно да се работи с висока скорост на флексо преса, отколкото на BOPP или PE.
Найлоновите филми въвеждат хигроскопична чувствителност. Найлонът абсорбира околната влага и тази абсорбция променя размерите му. Найлонова мрежа, която е била правилно регистрирана в началото на смяната, може да излезе от регистъра, тъй като влажността се променя през деня. Пресите, конфигурирани за обикновено производство на найлон, често включват затворени контроли за околната среда около пътя на лентата и могат да използват серво-задвижвани компенсиращи ролки, които регулират дължината на лентата динамично въз основа на обратна връзка от сензора.
Бариерните филми, съдържащи етилен винилов алкохол (EVOH) или алуминиеви метализирани слоеве, изискват внимание към факта, че самият бариерен слой може да бъде повреден от прекомерно налягане при притискане или излагане на разтворител. Въпреки че печатната преса не тества директно бариерните свойства след отпечатване, операторът трябва да е наясно, че агресивните условия на печат могат да компрометират скоростите на предаване на кислород, измерени съгласно стандартите ASTM F1927.
Алуминиево фолио
Алуминиевото фолио-обикновено с дебелина от 6 до 15 микрона-се използва на флексопреси предимно за фармацевтични опаковки и опаковки на първокласни сладкарски изделия. Фолиото не е -поресто, не-абсорбиращо и твърдо по размери. Мастилото изсъхва изцяло чрез изпаряване, а не чрез проникване.
Основното оперативно съображение при фолиото е чистотата. Производството на фолио оставя остатъчни лубриканти за търкаляне и анти{1}}статични съединения по повърхността. Ако тези замърсители останат, те пречат на намокрянето на мастилото. Вграденото коронно или пламъчно третиране непосредствено преди първата цветна станция е стандартна практика. Обработката с пламък е особено ефективна при фолио, тъй като едновременно почиства органичните остатъци и окислява металната повърхност.
Фолиото също изисква внимателно боравене в секциите за развиване и навиване. Тъй като фолиото се разкъсва, а не се разтяга, процедурите за възстановяване на счупената лента трябва да бъдат по-нежни от тези, използвани за филм. Много оператори конфигурират по-бавни рампи на ускоряване и намалени граници на максимално опъване, когато преминават от филм към фолио на една и съща машина.
Нетъкан текстил
Spunbond и meltblown полипропиленовите нетъкани текстилни материали се превърнаха в област на растеж за флексопечат, водена от търсенето на маркови медицински опаковки и пазарски чанти за многократна употреба. Нетъканите материали се държат различно от всеки друг обичаен флексо субстрат. Те се компресират под натиска на прищипване, възстановяват се частично след преминаване през отпечатъка и консумират значително повече мастило от еквивалентния-площен филм или хартия, тъй като мастилото прониква във влакнестия обем, вместо да остава на повърхността.
Контролът на регистъра върху нетъканите текстилни материали е изключително труден. Изследванията върху обработката на нетъкани материали в мрежата в процесите от руло--на руло, документирани в техническите протоколи на организациите TAPPI и AIMCAL, препоръчват по-широки полета за печат и по-слаби спецификации за толеранс при печат върху нетъкан текстил в сравнение с филми или хартии. Шест-цветна флексопреса, работеща с нетъкан субстрат, обикновено работи с намалена скорост-често 40–60% от номиналния максимум-, за да поддържа приемлива точност на регистриране.
Съображения за системата за мастило при различните субстрати
Изборът между мастила на основа-разтворител,-вода-и UV-втвърдяващи се мастила е неделим от въпроса за субстрата.
Мастилата-базирани на разтворител изсъхват бързо и изглеждат много блестящи върху непорести повърхности като филми и фолиа. Но те се нуждаят от системи за възстановяване или намаляване на разтворителя на много места поради правилата за емисии на ЛОС. Тези правила включват Закона за чистия въздух на EPA и Директивата за промишлените емисии (IED) на Европейския съюз. Системите могат да бъдат регенеративни термични окислители или единици за адсорбция на въглерод. Така че за машина, която трябва да работи с много различни материали, разтворителните мастила могат да работят с почти всички от тях. Но те също добавят повече работа за спазване на правилата.
Мастилата на водна- основа са все по-доминиращи, особено в региони със строги разпоредби за VOC. Съхнат добре върху порести субстрати (хартия, картон) и адекватно върху обработени филми. Тяхното ограничение е скоростта: водата се изпарява по-бавно от органичните разтворители, което може да ограничи производствената производителност върху непорести субстрати, освен ако не са монтирани удължени тунели за сушене или въздушни ножове с по-висока{4}}температура.
UV мастилата се втвърдяват незабавно при излагане на ултравиолетови лампи. Те изобщо не изсъхват чрез изпаряване-те полимеризират. Това означава, че UV мастилата стоят върху повърхността на субстрата точно както са нанесени, предлагайки изключителна рязкост на точките и устойчивост на абразия. Не всички субстрати приемат еднакво UV мастила. Силно абсорбиращите хартии могат да попият носителя с UV мастило с нисък-вискозитет, преди да настъпи втвърдяване, което води до лошо образуване на мастилен филм. Някои пластмасови фолиа съдържат добавки (UV стабилизатори, агенти за приплъзване), които мигрират към повърхността и пречат на химията на UV втвърдяване. ASTM F1942 предоставя насоки за оценка на ефективността на UV втвърдяващо се мастило върху гъвкави субстрати.
Избор на ролка Anilox и съвпадение на субстрата
Анилоксовите ролки определят колко мастило се прехвърля върху плаката и в крайна сметка върху субстрата. Обемът на клетката (изразен в милиарди кубични микрометри на квадратен инч, BCM) и линията на екрана (линии на инч, LPI) са двата основни параметъра на спецификацията.
Анилоксовите ролки с по-висок BCM прехвърлят повече мастило, създавайки по-плътно покритие, подходящо за непрозрачни бели фонове или плътни цветни блокове. По-ниските BCM ролки произвеждат по-тънки филми, подходящи за фина полутонова работа и възпроизвеждане на цветовете. Връзката между избора на анилокс и субстрата е пряка: абсорбиращите хартии могат да поемат по-големи обеми мастило, защото част от мастилото прониква в листа. Филмите изискват по-строг контрол на обема на мастилото, тъй като излишното мастило се събира на повърхността и не успява да се втвърди или изсъхне в рамките на наличното време за престой в тунела.
Когато високоскоростна шестцветна флексопечатна машина е настроена за нов субстрат, изборът на анилоксова ролка обикновено е първият параметър, коригиран след монтирането на плочата. Опитни оператори поддържат запаси от анилокс, покриващи набор от LPI/BCM комбинации и ги съпоставят с типа на субстрата, използвайки емпирични записи, натрупани при предишни работни места. Понастоящем няма универсален предсказуем модел, който надеждно да свързва анилоксовата геометрия с резултата от печат във всички субстратни -комбинации мастила, въпреки че изследване, публикувано в Progress in Organic Coatings, има усъвършенствани теоретични рамки за механиката на пренос на мастило в гравюрни и флексографски системи.
Конфигурация на сушилния тунел
Системата за сушене е може би най-важната подсистема за определяне на това какви субстрати може да обработва дадена преса при търговски скорости.
Тунелите за-сушене с горещ въздух са основната конфигурация. Загрятият въздух се насочва към току-що отпечатаната лента чрез набори от дюзи, разположени между печатните станции. Контролът на температурата, скоростта и влажността на въздуха варира значително между машините. Пресите-на начално ниво може да предлагат вентилатори с-фиксирана скорост и прост термостатичен контрол на температурата. Машините с по-високи-спецификации включват задвижвания с-променлива честота на вентилационни двигатели, зоново-контролирани нагревателни елементи и сензори за влажност на отработените газове, които модулират въздушния поток, за да предотвратят кондензация вътре в тунела.
