ההחלטה להשקיע במכבש פלקסוגרפי מונעת רק לעתים נדירות על ידי סוג מצע בודד. ממירי הדפסה המשרתים שווקי אריזה גמישים יודעים שעיתונות יושבת בטלה מכיוון שאינה יכולה להתמודד עם הזמנה נכנסת היא הון שאינו מרוויח את כוחו. השאלה היא לא אם מכונה יכולה להדפיס על חומר אחד-אלא אם היא יכולה לעבור בין חומרים ללא זמן השבתה מוגזם, גרוטאות או פשרות באיכות.
A מכונת דפוס פלקסו במהירות גבוהה שישה צבעיםיושב באמצע ספקטרום הציוד: בעל יכולת גבוהה יותר מיחידת אינטרנט צרה-בארבעה- אך פחות מתמחה מתצורת תוף מרכזית-שמונה- או עשרה-צבעים מרכזיים-(CI) המיועדת אך ורק לעבודת סרטים מתקדמים-. הבנת מה מכונה זו יכולה להתמודד-והיכן נעוצים הגבולות שלה-דורשת הסתכלות על האינטראקציה בין תכנון מכני, תכונות חומר ופרמטרים של תהליך.
ארכיטקטורת ההתרשמות המרכזית
רוב המכבשים המהירים-שש-צבעים משתמשים בעיצוב צילינדר מרכזי (CI). בתצורה זו, כל שש תחנות ההדפסה מסודרות באופן רדיאלי סביב גליל הדפסה משותף גדול בקוטר-. הרשת עוטפת את הגליל הזה כשהוא חולף על פני כל תחנה, מה שאומר שהמצע נתמך על ידי תוף CI בכל נקודה שבה מועבר דיו.
ארכיטקטורה זו חשובה מאוד עבור צדדיות המצע. לחיצה מסוג -ערימה (בה התחנות מוערמות בצורה אנכית אחת מעל השנייה) מכניסה את הרשת למתח מצטבר כשהיא נעה כלפי מעלה דרך מספר נקודות. סרטים דקים נמתחים. ניירות עדינים מתקמטים. מכבש CI, לעומת זאת, שומר על הרשת במתח יציב יחסית מכיוון שאורך הנתיב בין התחנות קצר וצילינדר ה-CI מספק תמיכה רציפה בגב.
מחקר שפורסם ב-Polymer Engineering & Science בחן התנהגות מתח אינטרנט במערכות ריבוי-תחנות-to-גלול, והוכיח שתצורות CI מציגות וריאציה נמוכה יותר של רישום מאשר עיצובי מחסנית או-קו בעת הפעלת מצעים הניתנים להרחבה. זו הסיבה שמכבשי תוף CI נחשבים בדרך כלל לאופציה המגוונת ביותר עבור סביבות ייצור מצע מעורב-.
טיפול במצע: מה נכנס למכונה
נייר-אתרים מבוססי
נייר וקרטון מייצגים את קטגוריית המצע ברמת הכניסה- לרוב פעולות הפלקסו. נייר עיתון, תוחם קראפט, מדיום גלי, לוח סולפט מולבן מוצק וקרטון מתקפל מצופה כולם עוברים מדי יום במכבשי פלקסו.
מה שהופך נייר לניהול מנקודת מבט של ציוד הוא היציבות הממדית שלו. נייר אינו מתארך באופן משמעותי תחת מתח ייצור רגיל, ולכן בקרת רישום על פני שישה צבעים היא פשוטה מבחינה מכנית. האתגר נמצא במקום אחר- בחוזק פני השטח ובכושר הספיגה. ניירות בעלי משקל נמוך-על בסיס- עלולים לנגב במהלך מגע עם הצלחת, ולהציב סיבים על הצלחת שמחבלים בהופעות הבאות. TAPPI T 499 (בדיקת קטיף שעווה) ו-TAPPI T 456 (מדידת חלקות) מספקות שיטות סטנדרטיות להערכת האם דרגת נייר נתונה תשרוד לחצים מגע פלקסוגרפיים ללא השפלה של פני השטח.
ציוני לוח מעל כ-400 גרם למ"ק מציגים בעיות הקשורות לקשיחות-. לוח עבה אינו מתאים בקלות לעקמומיות של גליל ה-CI, מה שיוצר לחץ ניפ לא אחיד על פני רוחב הרשת. כמה מכבשים משלבים גליל הדפסה מפולח עם סקטורים מתכווננים כדי לפצות על אפקט זה; אחרים מסתמכים על כיסויי שמיכה תואמים על גליל ההתרשמות כדי לפזר את הלחץ באופן שווה על פני מצעים עבים יותר.
סרטי פוליאולפין
פוליפרופילן בעל אוריינטציה דו-צירית (BOPP), פוליאתילן בצפיפות-נמוכה (LDPE), פוליאתילן בצפיפות- ליניארית (LLDPE) ופוליפרופילן יצוק (CPP) מהווים יחד את רוב נפח סרטי האריזה הגמישים המודפסים ברחבי העולם.
סרטים אלה מציגים סט שונה של אתגרים מאשר נייר. יש להם אנרגיית שטח נמוכה יותר, כלומר דיו לא ירטיב אותם אלא אם כן המשטח טופל. הם גם רגישים יותר לטמפרטורה-: סרט BOPP מתחיל להתכווץ אם מנהרת הייבוש עולה על 120-130 מעלות בערך, וסרטי PE מתרככים בטמפרטורות נמוכות עוד יותר.
לכן טיפול פני השטח אינו ניתן- למשא ומתן. יחידות פריקת קורונה המותקנות בשורה לפני תחנת ההדפסה הראשונה מייננים את פני הסרט, ויוצרות קבוצות קוטביות שמעלות את אנרגיית פני השטח מסביב ל-30 דין/ס"מ ל-38-42 דיין/ס"מ-הטווח שבו דיו פלקסו מבוסס מים-או ממס-משיג הרטבה והידבקות נאותים. ASTM D2578 מפרט את שיטת בדיקת העט Dyne המשמשת לאימות רמת הטיפול לפני המשך ההדפסה.
לממירים המריצים גם נייר וגם סרט על אותו קו, מכונת הדפסה High Speed Six Color Flexo המצוידת בתחנת קורונה אופציונלית הניתנת להפעלה או ניתוק בהתאם למצע מציעה גמישות תפעולית משמעותית. ללא יכולת זו, מעבר בין נייר קראפט לא מטופל (שאינו מצריך קורונה) לבין BOPP לא מטופל (שדורש זאת) ידרוש טיפול מוקדם- בסרטים במצב לא מקוון או קבלת תוצאות הדבקה לא עקביות.
סרטי פוליאסטר וסרטי מחסום
סרטי פוליאתילן טרפתלאט (PET) ופוליאמיד (PA, ניילון) תופסים את הקצה הגבוה ביותר של-הביצועים של שוק סרטי האריזה הגמישים. PET יציב מבחינה מימדית, עמיד בפני מתיחה וסובל טמפרטורות ייבוש גבוהות יותר מפוליאולפינים. מבחינות רבות קל יותר לרוץ במהירות גבוהה על מכבש פלקסו מאשר BOPP או PE.
סרטי ניילון מציגים רגישות היגרוסקופית. ניילון סופג לחות הסביבה, וספיגה זו משנה את מידותיו. רשת ניילון שנרשמה כהלכה בתחילת המשמרת עשויה להיסחף מהרישום כאשר הלחות משתנה במהלך היום. מכבשים המוגדרים לייצור ניילון רגיל כוללים לעתים קרובות בקרות סביבתיות סגורות מסביב לנתיב האינטרנט ועשויים להשתמש בגלגלי פיצוי-מונעי סרוו שמכוונים את אורך הרשת באופן דינמי על סמך משוב חיישנים.
סרטי מחסום המכילים אתילן ויניל אלכוהול (EVOH) או שכבות מתכת אלומיניום דורשים תשומת לב לעובדה ששכבת המחסום עצמה עלולה להינזק על ידי לחץ נייפ מוגזם או חשיפה לממסים. בעוד שהדפוס אינו בודק ישירות את תכונות המחסום לאחר ההדפסה, המפעיל חייב להיות מודע לכך שתנאי הדפסה אגרסיביים עלולים לפגוע בקצבי העברת החמצן הנמדדים לפי תקני ASTM F1927.
רדיד אלומיניום
רדיד אלומיניום-בדרך כלל בעובי 6 עד 15 מיקרון-מופעל על מכונות פלקסו בעיקר לאריזות תרופות ועטיפות ממתקים מובחרות. נייר הכסף אינו-נקבובי, אינו- סופג ונוקשה מבחינה מימדית. דיו מתייבש לחלוטין על ידי אידוי ולא בחדירה.
השיקול התפעולי העיקרי עם נייר כסף הוא ניקיון. ייצור נייר כסף משאיר שאריות של חומרי סיכה מתגלגלים ותרכובות אנטי-סטטיות על פני השטח. אם המזהמים האלה נשארים, הם מפריעים להרטבת הדיו. טיפול קורונה או להבה מוטבע מיד לפני תחנת הצבע הראשונה הוא נוהג סטנדרטי. טיפול להבה יעיל במיוחד בנייר כסף מכיוון שהוא מנקה בו זמנית שאריות אורגניות ומחמצן את פני המתכת.
נייר כסף גם מצריך טיפול זהיר בקטעי השחרור וההילוך לאחור. מכיוון שהנייר נקרע במקום נמתח, הליכי שחזור שבירות ברשת חייבים להיות עדינים יותר מאלה המשמשים לסרט. מפעילים רבים מגדירים רמפות האצה איטיות יותר ומגבלות מתח מרבי מופחתות בעת מעבר מסרט לריפוי נייר כסף באותה מכונה.
בדים לא ארוגים
חומרי פוליפרופילן לא ארוגים מסוג Spunbond ו-Meltblown הפכו לאזור צמיחה של הדפסת פלקסו, מונע על ידי ביקוש לאריזות רפואיות ממותגות ושקיות קניות לשימוש חוזר. לא ארוגים מתנהגים בצורה שונה מכל מצע פלקסו נפוץ אחר. הם נדחסים בלחץ ניפ, מתאוששים חלקית לאחר מעבר דרך הרושם, וצורכים משמעותית יותר דיו מאשר סרט או נייר מקבילים לשטח-, מכיוון שהדיו חודר לתוך נפח הסיבי במקום להישאר על פני השטח.
שליטה ברישום על לא ארוגים היא כידוע קשה. מחקר על טיפול באינטרנט בחומרים לא ארוגים בתהליכי גליל-ל-גליל, מתועד בהליכים טכניים של ארגוני TAPPI ו-AIMCAL, ממליץ על שולי הדפסה רחבים יותר ומפרטי סובלנות רופפים יותר בעת הדפסה על אריגים בהשוואה לסרטים או ניירות. מכבש פלקסו עם שישה-צבעים הפועל על מצעים לא ארוגים, פועל בדרך כלל במהירות מופחתת-לעתים קרובות 40-60% מהמקסימום המדורג-כדי לשמור על דיוק רישום מקובל.
שיקולי מערכת דיו על פני מצעים
הבחירה בין דיו על בסיס-ממיסים, על בסיס מים- ודיו ניתנים לריפוי-UV אינה ניתנת להפרדה משאלת המצע.
דיו המבוסס על-ממס מתייבש מהר ונראה מבריק מאוד על משטחים לא-נקבוביים כמו סרטים ונייר כסף. אבל הם זקוקים למערכות שחזור או הפחתת ממסים במקומות רבים בגלל כללי פליטת VOC. כללים אלה כוללים את חוק האוויר הנקי של ה-EPA ואת הוראת הפליטות התעשייתיות של האיחוד האירופי (IED). המערכות יכולות להיות מחמצנים תרמיים רגנרטיביים או יחידות ספיחת פחמן. אז עבור מכונה שחייבת לעבוד על חומרים רבים ושונים, דיו ממס יכול לעבוד כמעט על כולם. אבל הם גם מוסיפים עוד עבודה כדי לציית לכללים.
צבעי דיו מבוססי מים- דומיננטיים יותר ויותר, במיוחד באזורים עם תקנות VOC מחמירות. הם מתייבשים היטב על מצעים נקבוביים (נייר, קרטון) ובאופן הולם על סרטים מטופלים. המגבלה שלהם היא המהירות: מים מתאדים לאט יותר מממיסים אורגניים, מה שיכול להגביל את תפוקת הייצור על מצעים לא-נקבוביים אלא אם כן מותקנות מנהרות ייבוש ממושכות או סכיני אוויר בטמפרטורה- גבוהה יותר.
דיו UV מתרפא באופן מיידי בחשיפה למנורות אולטרה סגול. הם אינם מתייבשים על ידי אידוי כלל-הם מתפלמרים. משמעות הדבר היא שדיו UV יושבים על משטח המצע בדיוק כפי שהופקדו, ומציעים חדות נקודות יוצאת דופן ועמידות בפני שחיקה. לא כל המצעים מקבלים דיו UV באופן שווה. ניירות בעלי ספיגה גבוהה עלולים לספוג את רכב הדיו ה-UV בעל הצמיגות-נמוכה לפני ההחלמה, מה שיוביל להיווצרות סרט דיו לקוי. סרטי פלסטיק מסוימים מכילים תוספים (מייצבי UV, חומרי החלקה) הנודדים אל פני השטח ומפריעים לכימיה לריפוי UV. ASTM F1942 מספק הנחיות לגבי הערכת ביצועי דיו הניתן לריפוי UV על מצעים גמישים.
מבחר גלילי Anilox והתאמת מצע
גלילי אנילוקס קובעים כמה דיו מועבר לצלחת ובסופו של דבר למצע. נפח תא (מבוטא במיליארד מיקרומטר מעוקב לאינץ' רבוע, BCM) ופסיקת מסך (קווים לאינץ', LPI) הם שני פרמטרי המפרט העיקריים.
גלילי אנילוקס מסוג BCM גבוהים יותר מעבירים יותר דיו, ומייצרים כיסוי כבד יותר המתאים לרקע לבן אטום או בלוקים בצבע אחיד. גלילי BCM תחתונים מייצרים סרטים דקים יותר המתאימים לעבודת חצי גוון עדינה ושחזור צבע תהליכי. הקשר בין בחירת anilox למצע הוא ישיר: ניירות סופגים יכולים להכיל נפחי דיו גבוהים יותר מכיוון שחלק מהדיו חודר לתוך הסדין. סרטים דורשים בקרת נפח דיו הדוקה יותר מכיוון שעודף דיו מתאגרף על פני השטח ואינו מצליח להתרפא או להתייבש בזמן השהייה הזמין של המנהרה.
כאשר מכונת הדפסה גבוהה עם שישה צבעים פלקסו מוגדרת עבור מצע חדש, בחירת גליל אנילוקס היא בדרך כלל הפרמטר הראשון המותאם לאחר הרכבת הצלחת. מפעילים מנוסים שומרים על מלאי אנילוקס המכסה מגוון של שילובי LPI/BCM ומתאמים אותם לסוג המצע באמצעות רשומות אמפיריות שנצברו בעבודות קודמות. נכון לעכשיו אין מודל חיזוי אוניברסלי שמקשר בצורה מהימנה בין גיאומטריית אנילוקס לתוצאת הדפסה בכל שילובי הדיו של המצע-, אם כי מחקר שפורסם ב-Progress in Organic Coatings הציג מסגרות תיאורטיות מתקדמות למכניקת העברת דיו במערכות שקע ופלקסוגרפיות.
תצורת מנהרת ייבוש
מערכת הייבוש היא ללא ספק תת-המערכת החשובה ביותר לקביעה באילו מצעים מכבש נתון יכול להתמודד במהירויות מסחריות.
מנהרות ייבוש-באוויר חם הן תצורת הבסיס. אוויר מחומם מופנה אל הרשת המודפסת הטרייה באמצעות מערכי חרירים הממוקמים בין תחנות הדפסה. בקרת טמפרטורת האוויר, המהירות והלחות משתנים מאוד בין מכונות. מכבשי כניסה- עשויים להציע מפוחי מהירות- קבועים ובקרת טמפרטורה תרמוסטטית פשוטה. מכונות -במפרט גבוה יותר כוללות כונני תדר משתנה- במנועי מפוחים, גופי חימום מבוקרים באזור- וחיישני לחות פליטה המווסתים את זרימת האוויר כדי למנוע עיבוי בתוך המנהרה.
