A flexonyomó présgépekbe való befektetésről szóló döntést ritkán egyetlen hordozótípus vezérli. A flexibilis csomagolási piacokat kiszolgáló nyomdakonvertálók tudják, hogy a tétlenül ülő prés, mert nem tudja kezelni a beérkező rendelést, olyan tőke, amely nem keresi meg a tartást. A kérdés nem az, hogy egy gép tud-e nyomtatni egy anyagra,-hanem az, hogy képes-e váltani az anyagok között anélkül, hogy túlzott leállást, selejtezést vagy minőségi kompromisszumot kellene kötni.
A Nagy sebességű hatszínű Flexo nyomtatógépa berendezés spektrumának közepén helyezkedik el: képesebb, mint egy négy-színes keskeny-webegység, de kevésbé specializálódott, mint egy nyolc- vagy tíz-színű központi-impress (CI) dobkonfiguráció, amelyet kizárólag a csúcskategóriás-filmes munkákhoz terveztek. Annak megértéséhez, hogy ez a gép mit tud kezelni-és hol húzódnak a határai-, meg kell vizsgálni a mechanikai tervezés, az anyagtulajdonságok és a folyamatparaméterek közötti kölcsönhatást.
A központi impressziós építészet
A legtöbb nagy-sebességű hat-színes présgép központi lenyomatú (CI) hengeres kialakítást használ. Ebben a konfigurációban mind a hat nyomtatóállomás sugárirányban egy nagy-átmérőjű közös lenyomathenger körül van elrendezve. A szövedék körbetekered ezt a hengert, amikor elhalad az egyes állomásokon, ami azt jelenti, hogy a hordozót a CI-dob minden ponton megtámasztja, ahol a tinta átkerül.
Ez az architektúra rendkívül fontos a hordozó sokoldalúsága szempontjából. Egy köteg- típusú prés (ahol az állomások függőlegesen helyezkednek el egymás felett) halmozott feszültségnek teszi ki a hálót, miközben több résen keresztül halad felfelé. A vékony filmek nyúlnak. A finom papírok gyűrődnek. Ezzel szemben a CI-prés viszonylag stabil feszültség alatt tartja a szalagot, mivel az állomások közötti úthossz rövid, és a CI-henger folyamatos alátámasztást biztosít.
A Polymer Engineering & Science folyóiratban megjelent kutatás több-állomásos tekercs-to-rendszerekben vizsgálta a hálófeszülési viselkedést, és kimutatta, hogy a CI-konfigurációk kisebb regiszterváltozatokat mutatnak, mint a verem vagy a soron belüli kialakítások nyújtható hordozók futtatásakor. Ez az oka annak, hogy a CI dobpréseket általában a legsokoldalúbb lehetőségnek tekintik vegyes{5}}szubsztrátgyártási környezetekben.
Aljzatkezelés: mi kerül a gépbe
Papíralapú-webek
A papír és a karton a legtöbb flexoművelet belépő-szintű hordozókategóriája. Az újságpapír, a nátronfólia, a hullámosító közeg, a tömör fehérített szulfátkarton és a bevont hajtogatott kartondoboz naponta átmegy flexo préseken.
Ami a papírt a berendezés szempontjából kezelhetővé teszi, az a méretstabilitása. A papír normál gyártási feszültség alatt nem nyúlik meg jelentősen, így a regisztervezérlés hat szín között mechanikusan egyszerű. A kihívás máshol,-a felületi szilárdságban és a nedvszívó képességben rejlik. A kis-alap-súlyú papírok a lemezzel való érintkezés során szálkásodhatnak, és szálak rakódnak le a lemezen, amelyek rontják a későbbi lenyomatokat. A TAPPI T 499 (viaszfelszedő teszt) és a TAPPI T 456 (simaságmérés) szabványosított módszereket biztosít annak értékelésére, hogy egy adott papírminőség túléli-e a flexográfiai érintkezési nyomást felületromlás nélkül.
A körülbelül 400 g/m2-nél nagyobb táblaminőségek merevséggel{1}} kapcsolatos problémákat okoznak. A vastag lemez nem alkalmazkodik könnyen a CI-henger görbületéhez, ami egyenetlen résnyomást hoz létre a szalag szélességében. Egyes prések szegmentált lenyomathengert tartalmaznak állítható szektorokkal ennek a hatásnak a kompenzálására; mások a lenyomathengeren lévő megfelelő takaróhuzatokra támaszkodnak, hogy a nyomást egyenletesen osszák el a vastagabb aljzatokon.
Poliolefin fóliák
A biaxiálisan orientált polipropilén (BOPP), a kis-sűrűségű polietilén (LDPE), a lineáris kis-sűrűségű polietilén (LLDPE) és az öntött polipropilén (CPP) együttesen adják a világszerte nyomtatott flexibilis csomagolófóliák nagy részét.
Ezek a filmek más kihívásokat jelentenek, mint a papír. Alacsonyabb felületi energiával rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy a tinta nem nedvesíti őket, hacsak nem kezelték a felületet. Hőmérsékletérzékenyebbek is: a BOPP-fólia zsugorodni kezd, ha a szárítóalagút körülbelül 120–130 fokot meghaladja, a PE-fóliák pedig még alacsonyabb hőmérsékleten megpuhulnak.
A felületkezelés ezért nem-tárgyalható. Az első nyomtatási állomás előtt sorba szerelt koronakisülési egységek ionizálják a film felületét, poláros csoportokat hozva létre, amelyek a felületi energiát körülbelül 30 dyn/cm-ről 38–42 dyn/cm-re emelik-az a tartomány, ahol a víz- vagy oldószer-alapú flexo tinták megfelelő nedvesítést és tapadást érnek el. Az ASTM D2578 meghatározza a dyne toll tesztmódszerét, amelyet a kezelési szint ellenőrzésére használnak a nyomtatás megkezdése előtt.
Azon konverterek számára, amelyek papírt és filmet is futtatnak ugyanazon a vonalon, a nagy sebességű hatszínű Flexo nyomtatógép, amely opcionális koronaállomással van felszerelve, amely a hordozótól függően be- vagy kikapcsolható, jelentős működési rugalmasságot biztosít. E képesség nélkül a kezeletlen nátronpapír (amelyhez nincs szükség koronára) és a kezeletlen BOPP (amelynek szüksége van rá) közötti váltáshoz vagy a fóliák offline{1}}előkezelésére lenne szükség, vagy az inkonzisztens tapadási eredmények elfogadására.
Poliészter és zárófóliák
A polietilén-tereftalát (PET) és a poliamid (PA, nejlon) fóliák a rugalmas csomagolófóliák piacának jobb -teljesítményű szegmensét foglalják el. A PET méretstabil, ellenáll a nyúlásnak, és magasabb szárítási hőmérsékletet tolerál, mint a poliolefinek. Sok tekintetben könnyebb nagy sebességgel futtatni flexo présgépen, mint a BOPP vagy a PE.
A nylon fóliák higroszkópos érzékenységet biztosítanak. A nylon elnyeli a környezeti nedvességet, és ez a felszívódás megváltoztatja a méreteit. A műszak elején megfelelően regisztrált nejlonszalag kicsúszhat a nyilvántartásból, ahogy a páratartalom napközben változik. A normál nejlongyártásra konfigurált prések gyakran tartalmaznak zárt környezeti vezérlőket a pálya körül, és szervo-meghajtású kiegyenlítő görgőket használhatnak, amelyek dinamikusan állítják be a szalag hosszát az érzékelő visszajelzései alapján.
Az etilén-vinil-alkoholt (EVOH) vagy alumínium fémezési rétegeket tartalmazó zárófóliák esetében figyelmet kell fordítani arra, hogy magát a záróréteget is károsíthatja a túlzott résnyomás vagy az oldószer expozíciója. Bár a nyomdagép közvetlenül nem teszteli a gát tulajdonságait a nyomtatás után, a kezelőnek tisztában kell lennie azzal, hogy az agresszív nyomtatási körülmények veszélyeztethetik az ASTM F1927 szabvány szerint mért oxigénátbocsátási sebességet.
Alumínium fólia
A -tipikusan 6-15 mikron vastagságú-alumíniumfóliát flexo préseken használják, elsősorban gyógyszercsomagolásokhoz és prémium édességek csomagolásához. A fólia nem-porózus, nem-abszorbens és méretben merev. A tinta teljesen elpárologtatással szárad meg, nem pedig behatolással.
A fóliával kapcsolatos fő műveleti szempont a tisztaság. A fóliagyártás során gördülő kenőanyagok és antisztatikus anyagok maradnak a felületen. Ha ezek a szennyeződések megmaradnak, zavarják a tinta nedvesedését. A beépített korona- vagy lángkezelés közvetlenül az első színállomás előtt bevett gyakorlat. A lángkezelés különösen hatékony a fólián, mert egyszerre tisztítja meg a szerves maradványokat és oxidálja a fémfelületet.
A fólia gondos kezelést igényel a le- és visszatekercselő szakaszban is. Mivel a fólia inkább szakad, mint nyúlik, a szalagszakadás helyreállítási eljárásainak kíméletesebbnek kell lenniük, mint a fóliák esetében. Sok kezelő lassabb gyorsulási rámpákat és csökkentett maximális feszültségi határokat állít be, amikor ugyanazon a gépen fóliáról fóliára vált.
Nem szőtt szövetek
A fonott és olvasztva fújt polipropilén nem szőtt anyagok a flexonyomtatás növekedési területévé váltak, a márkás orvosi csomagolások és újrafelhasználható bevásárlótáskák iránti kereslet hatására. A nem szőtt anyagok másképpen viselkednek, mint bármely más szokásos flexo szubsztrátum. Nyomónyomás alatt összenyomódnak, a lenyomaton való áthaladás után részben visszaállnak, és lényegesen több tintát fogyasztanak, mint az egyenértékű -felületi fólia vagy papír, mivel a tinta behatol a rostos tömbbe, nem pedig a felületen marad.
A nem szőtt anyagokon a regiszter ellenőrzése köztudottan nehéz. A TAPPI és az AIMCAL szervezetek műszaki eljárásaiban dokumentált, nem szőtt anyagok tekercses-tekercse{2}} folyamatokban történő kezelésével kapcsolatos kutatások szélesebb nyomtatási margókat és lazább tűréshatárokat javasolnak, ha nem szőtt anyagokra nyomtat, mint a filmekre vagy papírokra. A nemszőtt szubsztrátumokat futtató hat-színű flexo prés általában csökkentett sebességgel,-gyakran a névleges maximum 40–60%-ával- működik az elfogadható regisztrációs pontosság fenntartása érdekében.
A tintarendszerrel kapcsolatos szempontok az aljzatokon
Az oldószeres-bázisú, víz-alapú és UV-keményedő tinták közötti választás elválaszthatatlan a hordozó kérdésétől.
Az oldószer{0}}alapú tinták gyorsan száradnak, és nagyon fényesnek tűnnek a nem-porózus felületeken, például filmeken és fóliákon. De a VOC-kibocsátásra vonatkozó szabályok miatt sok helyen szükségük van oldószer-visszanyerő vagy -csökkentő rendszerekre. E szabályok közé tartozik az EPA Clean Air Act és az Európai Unió ipari kibocsátásokról szóló irányelve (IED). A rendszerek lehetnek regeneratív termikus oxidálók vagy szénadszorpciós egységek. Tehát egy olyan gépen, amelynek sok különböző anyaggal kell dolgoznia, az oldószeres tinták szinte mindegyiken működnek. De további munkát adnak a szabályok betartásához.
A víz{0}}alapú tinták egyre dominánsabbak, különösen azokban a régiókban, ahol szigorú VOC szabályozások érvényesülnek. Jól száradnak porózus felületeken (papír, karton) és megfelelően kezelt fóliákon. Korlátozásuk a sebesség: a víz lassabban párolog el, mint a szerves oldószerek, ami korlátozhatja a termelési teljesítményt a nem-porózus aljzatokon, kivéve, ha kiterjesztett szárítóalagutakat vagy magasabb-hőmérsékletű levegőkéseket szerelnek fel.
Az UV-tinta ultraibolya lámpával való érintkezés után azonnal megköt. Egyáltalán nem száradnak ki párolgás hatására,{1}}polimerizálódnak. Ez azt jelenti, hogy az UV-tinták pontosan úgy helyezkednek el a hordozó felületén, ahogy lerakták, kivételes pontélességet és kopásállóságot biztosítva. Nem minden hordozó fogadja egyformán az UV-tintákat. A nagy nedvszívó képességű papírok felszívhatják az alacsony viszkozitású UV tintahordozót, mielőtt megkötődik, ami rossz tintafilm képződéshez vezethet. Egyes műanyag fóliák adalékanyagokat (UV stabilizátorokat, csúszásgátlókat) tartalmaznak, amelyek a felületre vándorolnak, és megzavarják az UV-kúra kémiáját. Az ASTM F1942 útmutatást ad az UV-re keményedő tinta teljesítményének értékeléséhez rugalmas hordozókon.
Anilox tekercs kiválasztása és alapfelület illesztése
Az Anilox tekercsek határozzák meg, hogy mennyi tinta kerül a lemezre és végül a hordozóra. A cellatérfogat (milliárd köbmikrométer per négyzethüvelykben, BCM-ben kifejezve) és a képernyővonal (vonalak per hüvelykben, LPI) a két elsődleges specifikációs paraméter.
A magasabb BCM anilox tekercsek több tintát továbbítanak, így erősebb fedést biztosítanak, amely alkalmas átlátszatlan fehér hátterekhez vagy egyszínű blokkokhoz. Az alsóbb BCM-tekercsek vékonyabb fóliákat állítanak elő, amelyek alkalmasak a finom féltónusú munkára és a feldolgozási színvisszaadásra. Az anilox kiválasztása és a szubsztrátum közötti kapcsolat közvetlen: az abszorbens papírok nagyobb tintamennyiséget képesek befogadni, mivel néhány tinta behatol a lapba. A fóliák szigorúbb tintamennyiség-szabályozást igényelnek, mivel a felesleges tinta felgyülemlik a felületen, és nem köt ki vagy szárad meg az alagútban való tartózkodási időn belül.
Ha egy nagysebességű hatszínű flexonyomógépet új hordozóhoz állítanak be, az anilox tekercs kiválasztása általában az első paraméter, amelyet a lemez felszerelése után állítanak be. A tapasztalt kezelők számos LPI/BCM kombinációt lefedő anilox készleteket tartanak fenn, és a korábbi munkák során felhalmozott empirikus rekordok segítségével hozzáigazítják azokat a szubsztrátum típusához. Jelenleg nincs olyan univerzális prediktív modell, amely megbízhatóan összekapcsolná az anilox geometriát a nyomtatási eredménnyel az összes hordozó-tintakombinációban, bár a Progress in Organic Coatings című folyóiratban megjelent kutatás fejlett elméleti kereteket tartalmaz a mélynyomó és flexográfiai rendszerek tintaátviteli mechanikájára vonatkozóan.
Szárítási alagút konfigurációja
A szárítórendszer vitathatatlanul az egyetlen legfontosabb alrendszer annak meghatározására, hogy egy adott prés milyen szubsztrátumokat képes kezelni kereskedelmi sebességgel.
A meleg{0}}levegős szárító alagutak az alapkonfiguráció. A felmelegített levegőt a nyomtatóállomások között elhelyezett fúvókákon keresztül a frissen nyomtatott szalagra irányítják. A levegő hőmérséklete, sebessége és páratartalma gépenként nagymértékben eltérő. A belépő-szintű prések fix-fordulatszámú fúvókat és egyszerű termosztatikus hőmérséklet-szabályozást kínálhatnak. A magasabb -specifikációjú gépek változtatható-frekvenciás hajtásokkal rendelkeznek a ventilátormotorokon, zóna-vezérelt fűtőelemekkel és kipufogógáz-páratartalom-érzékelőkkel rendelkeznek, amelyek modulálják a légáramlást, hogy megakadályozzák a páralecsapódást az alagútban.
