La decisió d'invertir en una premsa flexogràfica poques vegades està motivada per un sol tipus de substrat. Els convertidors d'impressió que serveixen mercats d'envasos flexibles saben que una premsa inactiva perquè no pot gestionar una comanda entrant és un capital que no s'està guanyant el seu manteniment. La qüestió no és si una màquina pot imprimir en un material-és si pot canviar d'un material a un altre sense temps d'inactivitat excessiu, ferralla o compromisos de qualitat.
A Màquina d'impressió flexogràfica de sis colors d'alta velocitates troba al centre de l'espectre d'equips: més capaç que una unitat web estreta de quatre-colors-, però menys especialitzada que una configuració de tambor central-impress (CI) de vuit- o deu-colors dissenyada exclusivament per a treballs de pel·lícula-de gamma alta. Entendre què pot gestionar aquesta màquina-i on es troben els seus límits-exigeix mirar la interacció entre el disseny mecànic, les propietats del material i els paràmetres del procés.
L'Arquitectura d'Impressió Central
La majoria de les premses de -velocitat de sis-colors utilitzen un disseny de cilindre d'impressió central (CI). En aquesta configuració, les sis estacions d'impressió estan disposades radialment al voltant d'un cilindre d'impressió comú de gran-diàmetre. La banda s'envolta al voltant d'aquest cilindre a mesura que passa per cada estació, la qual cosa significa que el substrat està recolzat pel tambor CI en cada punt on es transfereix la tinta.
Aquesta arquitectura és molt important per a la versatilitat del substrat. Una premsa de tipus apilat-(on les estacions s'apilen verticalment una per sobre de l'altra) sotmet la web a una tensió acumulada a mesura que viatja cap amunt a través de múltiples llamps. Les pel·lícules primes s'estiren. Els papers delicats s'arrugan. Una premsa CI, en canvi, manté la web sota una tensió relativament estable perquè la longitud del camí entre les estacions és curta i el cilindre CI proporciona suport de suport continu.
La investigació publicada a Polymer Engineering & Science ha examinat el comportament de la tensió de la web en sistemes de rotllo-a-multi-{0}}estación, demostrant que les configuracions CI presenten una variació de registre més baixa que els dissenys de pila o-en línia quan s'executen substrats extensibles. És per això que les premses de tambor CI es consideren generalment l'opció més versàtil per a entorns de producció de substrats mixts-.
Manipulació del substrat: què entra a la màquina
Webs basades{0}}en paper
El paper i el cartró representen la categoria de substrat-de nivell inicial per a la majoria de les operacions de flexografia. Paper de premsa, folre kraft, mitjà ondulat, cartró de sulfat blanquejat sòlid i cartró de caixa plegable recobert tots passen per premses flexo diaris.
El que fa que el paper sigui manejable des de la perspectiva de l'equip és la seva estabilitat dimensional. El paper no s'allarga significativament sota la tensió de producció normal, de manera que el control del registre en sis colors és mecànicament senzill. El repte rau en un altre lloc-en la resistència superficial i l'absorció. Els papers de baix pes-base-poden deixar pelusa durant el contacte amb la placa, dipositant fibres a la placa que degraden les impressions posteriors. TAPPI T 499 (prova de selecció de cera) i TAPPI T 456 (mesura de la suavitat) proporcionen mètodes estandarditzats per avaluar si un determinat grau de paper sobreviu a les pressions de contacte flexogràfiques sense degradació de la superfície.
Els graus de tauler superiors a aproximadament 400 g/m² introdueixen problemes relacionats amb la rigidesa-. El tauler gruixut no s'ajusta fàcilment a la curvatura del cilindre CI, la qual cosa crea una pressió desigual en l'ample de la web. Algunes premses incorporen un cilindre d'impressió segmentat amb sectors ajustables per compensar aquest efecte; altres depenen de cobertes de mantes compatibles al cilindre d'impressió per distribuir la pressió de manera uniforme sobre substrats més gruixuts.
Pel·lícules de poliolefina
El polipropilè orientat biaxialment (BOPP), el polietilè de baixa -densitat (LDPE), el polietilè de baixa-densitat lineal (LLDPE) i el polipropilè fos (CPP) representen conjuntament la majoria del volum de pel·lícules d'embalatge flexible imprès a tot el món.
Aquestes pel·lícules presenten un conjunt de reptes diferent del paper. Tenen menor energia superficial, és a dir, la tinta no els mullarà tret que la superfície hagi estat tractada. També són més sensibles a la temperatura-: una pel·lícula BOPP comença a reduir-se si el túnel d'assecat supera aproximadament els 120-130 graus, i les pel·lícules de PE es suavitzen a temperatures encara més baixes.
Per tant, el tractament superficial no és-negociable. Les unitats de descàrrega de corona instal·lades en línia abans que la primera estació d'impressió ionitzin la superfície de la pel·lícula, creant grups polars que augmenten l'energia superficial d'unes 30 dines/cm a 38-42 dines/cm-l'interval en què les tintes flexo-a base d'aigua o dissolvents-aconsegueixen la humectació i l'adhesió adequades. ASTM D2578 especifica el mètode de prova del llapis dinà utilitzat per verificar el nivell de tractament abans de procedir a la impressió.
Per als convertidors que fan servir tant paper com pel·lícula a la mateixa línia, una màquina d'impressió flexogràfica de sis colors d'alta velocitat equipada amb una estació corona opcional que es pot activar o desactivar segons el substrat ofereix una flexibilitat operativa important. Sense aquesta capacitat, canviar entre paper kraft sense tractar (que no requereix corona) i BOPP sense tractar (que ho exigeix) requeriria un pre-tractament de pel·lícules fora de línia o acceptar resultats d'adhesió inconsistents.
Pel·lícules de polièster i barrera
Les pel·lícules de tereftalat de polietilè (PET) i de poliamida (PA, niló) ocupen l'extrem de rendiment més alt-del mercat de pel·lícules d'embalatge flexible. El PET és dimensionalment estable, resisteix l'estirament i tolera temperatures d'assecat més altes que les poliolefines. En molts aspectes, és més fàcil córrer a alta velocitat en una premsa flexogràfica que BOPP o PE.
Les pel·lícules de niló introdueixen sensibilitat higroscòpica. El niló absorbeix la humitat ambiental i aquesta absorció canvia les seves dimensions. Una tela de niló que es va registrar correctament al començament d'un torn pot sortir del registre a mesura que la humitat canvia al llarg del dia. Les premses configurades per a la producció normal de niló sovint inclouen controls ambientals tancats al voltant del camí de la banda i poden utilitzar corrons compensadors accionats per servo-que ajusten la longitud de la banda de manera dinàmica en funció de la retroalimentació del sensor.
Les pel·lícules de barrera que contenen alcohol etilè vinílic (EVOH) o capes de metal·lització d'alumini requereixen atenció al fet que la capa de barrera en si es pot danyar per una pressió excessiva de nip o exposició a dissolvents. Tot i que la impremta no prova directament les propietats de la barrera després de la impressió, l'operador ha de ser conscient que les condicions d'impressió agressives poden comprometre les taxes de transmissió d'oxigen mesurades segons les normes ASTM F1927.
Paper d'alumini
El paper d'alumini-normalment de 6 a 15 micres de gruix-s'executa en premses flexogràfices principalment per a envasos farmacèutics i embolcalls de rebosteria de primera qualitat. La làmina és no-porosa, no-absorbent i rígida dimensionalment. La tinta s'asseca completament per evaporació en lloc de per penetració.
La principal consideració operativa amb paper d'alumini és la neteja. La fabricació de làmines deixa residus de lubricants i compostos anti-estàtics a la superfície. Si aquests contaminants romanen, interfereixen amb la humectació de la tinta. El tractament de corona o de flama en línia immediatament abans de la primera estació de color és una pràctica estàndard. El tractament amb flama és especialment eficaç en paper d'alumini perquè neteja simultàniament els residus orgànics i oxida la superfície metàl·lica.
El paper d'alumini també requereix una manipulació acurada a les seccions d'enrotllament i rebobinat. Com que la làmina es trenca en lloc de s'estira, els procediments de recuperació de la ruptura de la web han de ser més suaus que els que s'utilitzen per a la pel·lícula. Molts operadors configuren rampes d'acceleració més lentes i límits de tensió màxima reduïts quan es canvien de pel·lícula a tirades d'alumini a la mateixa màquina.
Teixits no teixits
Els teixits no teixits de polipropilè Spunbond i meltblown s'han convertit en una àrea de creixement per a la impressió flexogràfica, impulsada per la demanda d'envasos mèdics de marca i bosses de compres reutilitzables. Els teixits no teixits es comporten de manera diferent a qualsevol altre substrat flexo comú. Es comprimeixen sota la pressió de la pinça, es recuperen parcialment després de passar per la impressió i consumeixen significativament més tinta que la pel·lícula o el paper d'àrea equivalent- perquè la tinta penetra a la massa fibrosa en lloc de romandre a la superfície.
El control del registre dels no teixits és notòriament difícil. La investigació sobre la manipulació web de materials no teixits en processos de bobina-a-roll, documentada en procediments tècnics de les organitzacions TAPPI i AIMCAL, recomana marges d'impressió més amplis i especificacions de tolerància més fluixes quan s'imprimeix en teixits no teixits en comparació amb les pel·lícules o els papers. Una premsa flexogràfica de sis-colors que fa servir substrats no teixits normalment funciona a velocitat reduïda-sovint del 40 al 60% del màxim-per mantenir una precisió de registre acceptable.
Consideracions del sistema de tinta a través dels substrats
L'elecció entre tintes a base de dissolvent-, a base d'aigua- i tintes curables- UV és inseparable de la qüestió del substrat.
Les tintes a base de dissolvent-assequen ràpidament i es veuen molt brillants en superfícies no-poroses, com ara pel·lícules i paper d'alumini. Però necessiten sistemes de recuperació o reducció de dissolvents en molts llocs a causa de les normes d'emissió de COV. Aquestes regles inclouen la Llei d'aire net de l'EPA i la Directiva d'emissions industrials (IED) de la Unió Europea. Els sistemes poden ser oxidants tèrmics regeneratius o unitats d'adsorció de carboni. Així, per a una màquina que ha de treballar amb molts materials diferents, les tintes dissolvents poden funcionar en gairebé tots. Però també afegeixen més feina per seguir les normes.
Les tintes a base d'aigua-són cada cop més dominants, especialment a les regions amb regulacions estrictes de COV. S'assequen bé sobre substrats porosos (paper, cartró) i adequadament sobre films tractats. La seva limitació és la velocitat: l'aigua s'evapora més lentament que els dissolvents orgànics, cosa que pot limitar el rendiment de producció en substrats no-porosos, tret que s'instal·lin túnels d'assecat extensos o ganivets d'aire de-temperatura més alta.
Les tintes UV es curen a l'instant després de l'exposició a làmpades ultravioletes. No s'assequen per evaporació en absolut-polimeritzen. Això significa que les tintes UV se situen a la superfície del substrat exactament tal com es dipositen, oferint una nitidesa de punts excepcionals i una resistència a l'abrasió. No tots els substrats accepten tintes UV per igual. Els papers molt absorbents poden absorbir el vehicle de tinta UV de baixa-viscositat abans que es produeixi el curat, provocant una formació deficient de pel·lícula de tinta. Algunes pel·lícules de plàstic contenen additius (estabilitzadors UV, agents antilliscants) que migren a la superfície i interfereixen amb la química de curació UV. ASTM F1942 proporciona orientació sobre l'avaluació del rendiment de la tinta curable UV en substrats flexibles.
Selecció de rotlles Anilox i associació del substrat
Els rotlles Anilox determinen quanta tinta es transfereix a la placa i, finalment, al substrat. El volum cel·lular (expressat en milers de milions de micròmetres cúbics per polzada quadrada, BCM) i la regla de la pantalla (línies per polzada, LPI) són els dos paràmetres d'especificació principals.
Els rotlles anilox BCM més alts transfereixen més tinta, produint una cobertura més intensa adequada per a fons blancs opacs o blocs de color sòlid. Els rotlles BCM inferiors produeixen pel·lícules més primes adequades per a treballs de mitges tintes fines i processar la reproducció del color. La relació entre la selecció anilox i el substrat és directa: els papers absorbents poden acomodar volums de tinta més elevats perquè una part de la tinta penetra a la làmina. Les pel·lícules requereixen un control més estricte del volum de tinta perquè l'excés de tinta s'acumula a la superfície i no es cura ni s'asseca dins del temps de residència del túnel disponible.
Quan es configura una màquina d'impressió flexogràfica de sis colors d'alta velocitat per a un substrat nou, la selecció del rotllo anilox sol ser el primer paràmetre que s'ajusta després del muntatge de la placa. Els operadors experimentats mantenen inventaris anilox que cobreixen una gamma de combinacions LPI/BCM i els combinen amb el tipus de substrat mitjançant registres empírics acumulats en feines anteriors. Actualment no hi ha cap model predictiu universal que vinculi de manera fiable la geometria anilox amb el resultat d'impressió en totes les combinacions de tinta de substrat-, tot i que la investigació publicada a Progress in Organic Coatings ha avançat marcs teòrics per a la mecànica de transferència de tinta en sistemes de gravat i flexogràfic.
Configuració del túnel d'assecat
El sistema d'assecat és sens dubte el subsistema més important per determinar quins substrats pot manejar una premsa determinada a velocitats comercials.
Els túnels d'assecat-d'aire calent són la configuració bàsica. L'aire escalfat es dirigeix a la web acabada d'imprimir mitjançant matrius de broquets col·locades entre les estacions d'impressió. El control de la temperatura, la velocitat i la humitat de l'aire varien molt entre les màquines. Les premses-de nivell d'entrada poden oferir bufadors de-velocitat fixa i un simple control de temperatura termostàtica. Les màquines amb especificacions superiors-inclouen accionaments de-freqüència variable en motors de ventilador, elements de calefacció controlats per zones-i sensors d'humitat d'escapament que modulen el flux d'aire per evitar la condensació dins del túnel.
