Keputusan untuk berinvestasi pada mesin cetak flexographic jarang ditentukan oleh satu jenis media saja. Para pelaku bisnis percetakan yang melayani pasar pengemasan fleksibel mengetahui bahwa mesin cetak yang menganggur karena tidak dapat menangani pesanan yang masuk merupakan modal yang tidak menghasilkan pendapatan. Pertanyaannya bukanlah apakah sebuah mesin dapat mencetak pada satu material-tetapi apakah mesin tersebut dapat berpindah antar material tanpa waktu henti, kerusakan, atau penurunan kualitas yang berlebihan.
A Mesin Cetak Flexo Enam Warna Berkecepatan Tinggiberada di tengah-tengah spektrum peralatan: lebih mumpuni dibandingkan unit web-sempit-empat warna tetapi kurang terspesialisasi dibandingkan konfigurasi drum-pusat-impress (CI) delapan- atau sepuluh warna yang dirancang khusus untuk pekerjaan film-kelas atas. Memahami apa yang dapat ditangani mesin ini-dan di mana letak batasannya-membutuhkan interaksi antara desain mekanis, properti material, dan parameter proses.
Arsitektur Kesan Sentral
Sebagian besar mesin-enam-warna berkecepatan tinggi menggunakan desain silinder impresi sentral (CI). Dalam konfigurasi ini, keenam stasiun pencetakan disusun secara radial di sekitar silinder tayangan umum berdiameter-besar. Jaring membungkus silinder ini saat melewati setiap stasiun, yang berarti media didukung oleh drum CI di setiap titik perpindahan tinta.
Arsitektur ini sangat penting untuk keserbagunaan media. Penekanan tipe tumpukan-(di mana stasiun ditumpuk secara vertikal di atas satu sama lain) menyebabkan jaringan mengalami tegangan kumulatif saat bergerak ke atas melalui beberapa gigitan. Film tipis meregang. Kertas halus kusut. Sebaliknya, mesin press CI menjaga web di bawah tegangan yang relatif stabil karena panjang jalur antar stasiun pendek dan silinder CI memberikan dukungan pendukung yang terus menerus.
Penelitian yang dipublikasikan di Polymer Engineering & Science telah menguji perilaku tegangan web dalam sistem multi-roll-ke-roll, menunjukkan bahwa konfigurasi CI menunjukkan variasi register yang lebih rendah dibandingkan desain tumpukan atau-baris saat menjalankan media yang dapat diperluas. Inilah sebabnya mengapa mesin press drum CI umumnya dianggap sebagai opsi paling serbaguna untuk lingkungan produksi-substrat campuran.
Penanganan Substrat: Apa yang Masuk ke Mesin
Kertas-Web Berbasis Kertas
Kertas dan karton mewakili kategori-media tingkat pemula untuk sebagian besar pengoperasian flexo. Kertas koran, liner kraft, media bergelombang, papan sulfat padat yang diputihkan, dan papan kotak lipat berlapis semuanya melewati mesin press flexo setiap hari.
Apa yang membuat kertas mudah dikelola dari sudut pandang peralatan adalah stabilitas dimensinya. Kertas tidak memanjang secara signifikan pada tegangan produksi normal, sehingga kontrol register pada enam warna sangatlah mudah secara mekanis. Tantangannya terletak pada hal lain-pada kekuatan dan daya serap permukaan. Kertas-bahan dasar-yang berbobot rendah dapat berserabut saat pelat bersentuhan, sehingga mengendapkan serat pada pelat sehingga menurunkan cetakan selanjutnya. TAPPI T 499 (uji pengambilan lilin) dan TAPPI T 456 (pengukuran kehalusan) memberikan metode standar untuk mengevaluasi apakah kualitas kertas tertentu akan bertahan terhadap tekanan kontak flexographic tanpa degradasi permukaan.
Nilai papan di atas sekitar 400 gsm menimbulkan-masalah terkait kekakuan. Papan yang tebal tidak mudah menyesuaikan dengan kelengkungan silinder CI, sehingga menciptakan tekanan nip yang tidak merata pada lebar badan. Beberapa mesin press menggunakan silinder cetakan tersegmentasi dengan sektor yang dapat disesuaikan untuk mengimbangi efek ini; yang lain mengandalkan penutup selimut yang sesuai pada silinder cetak untuk mendistribusikan tekanan secara merata pada media yang lebih tebal.
Film Poliolefin
Polipropilena berorientasi biaksial (BOPP), polietilen-densitas rendah (LDPE), polietilen-densitas rendah linier (LLDPE), dan polipropilen cor (CPP) bersama-sama menyumbang sebagian besar volume film kemasan fleksibel yang dicetak di seluruh dunia.
Film-film ini menghadirkan serangkaian tantangan yang berbeda dibandingkan film kertas. Bahan ini memiliki energi permukaan yang lebih rendah, artinya tinta tidak akan membasahinya kecuali permukaannya telah diberi perlakuan. Bahan ini juga lebih sensitif terhadap suhu-: film BOPP mulai menyusut jika suhu terowongan pengeringan melebihi 120–130 derajat , dan film PE melunak pada suhu yang lebih rendah lagi.
Oleh karena itu, perawatan permukaan tidak-dapat dinegosiasikan. Unit pelepasan corona dipasang sejajar sebelum stasiun pencetakan pertama mengionisasi permukaan film, menciptakan kelompok polar yang meningkatkan energi permukaan dari sekitar 30 dyne/cm menjadi 38–42 dyne/cm-kisaran di mana tinta flexo berbahan dasar air-atau pelarut-dapat mencapai pembasahan dan daya rekat yang memadai. ASTM D2578 menetapkan metode pengujian pena dyne yang digunakan untuk memverifikasi tingkat perawatan sebelum pencetakan dilanjutkan.
Untuk konverter yang menjalankan kertas dan film pada jalur yang sama, Mesin Cetak Flexo Enam Warna Berkecepatan Tinggi yang dilengkapi dengan stasiun corona opsional yang dapat diaktifkan atau dilepaskan tergantung pada medianya menawarkan fleksibilitas operasional yang signifikan. Tanpa kemampuan ini, peralihan antara kertas kraft yang tidak diolah (yang tidak memerlukan corona) dan BOPP yang tidak diolah (yang memerlukannya) akan memerlukan pra-pengolahan film secara offline atau menerima hasil adhesi yang tidak konsisten.
Film Poliester dan Penghalang
Film polietilen tereftalat (PET) dan poliamida (PA, nilon) memiliki kinerja-lebih tinggi di pasar film kemasan fleksibel. PET memiliki dimensi yang stabil, tahan terhadap peregangan, dan tahan terhadap suhu pengeringan yang lebih tinggi dibandingkan poliolefin. Dalam banyak hal, lebih mudah untuk berlari dengan kecepatan tinggi menggunakan flexo press dibandingkan BOPP atau PE.
Film nilon menimbulkan sensitivitas higroskopis. Nilon menyerap kelembapan sekitar, dan penyerapan tersebut mengubah dimensinya. Jaring nilon yang telah terdaftar dengan benar pada awal giliran kerja mungkin akan hilang seiring perubahan kelembapan sepanjang hari. Mesin press yang dikonfigurasikan untuk produksi nilon reguler sering kali menyertakan kontrol lingkungan tertutup di sekitar jalur jaring dan dapat menggunakan roller kompensasi yang digerakkan servo yang menyesuaikan panjang jaring secara dinamis berdasarkan umpan balik sensor.
Film penghalang yang mengandung etilen vinil alkohol (EVOH) atau lapisan metalisasi aluminium memerlukan perhatian karena lapisan penghalang itu sendiri dapat rusak karena tekanan gigitan yang berlebihan atau paparan pelarut. Meskipun mesin cetak tidak secara langsung menguji sifat penghalang setelah pencetakan, operator harus menyadari bahwa kondisi pencetakan yang agresif dapat mengganggu laju transmisi oksigen yang diukur berdasarkan standar ASTM F1927.
Aluminium Foil
Aluminium foil-biasanya setebal 6 hingga 15 mikron-digunakan dengan mesin press flexo terutama untuk kemasan farmasi dan pembungkus kembang gula premium. Foil tidak-berpori, tidak-menyerap, dan kaku secara dimensi. Tinta mengering seluruhnya melalui penguapan, bukan penetrasi.
Pertimbangan operasional utama dengan foil adalah kebersihan. Pembuatan foil meninggalkan sisa pelumas penggulung dan senyawa anti-statis di permukaan. Jika kontaminan ini tetap ada, maka akan mengganggu pembasahan tinta. Perawatan inline corona atau nyala api segera sebelum stasiun warna pertama merupakan praktik standar. Perlakuan api sangat efektif pada foil karena secara bersamaan membersihkan residu organik dan mengoksidasi permukaan logam.
Foil juga memerlukan penanganan yang hati-hati pada bagian pelepasan dan pemutaran ulang. Karena foil robek dan bukannya meregang, prosedur pemulihan kerusakan jaring harus lebih lembut dibandingkan dengan yang digunakan untuk film. Banyak operator mengonfigurasi jalur akselerasi yang lebih lambat dan mengurangi batas tegangan maksimum saat beralih dari pengoperasian film ke foil pada mesin yang sama.
Kain bukan tenunan
Bahan bukan tenunan polipropilen spunbond dan lelehan telah menjadi area pertumbuhan pencetakan flexo, didorong oleh permintaan akan kemasan medis bermerek dan tas belanja yang dapat digunakan kembali. Bahan bukan tenunan berperilaku berbeda dari substrat flexo umum lainnya. Bahan tersebut terkompresi di bawah tekanan gigitan, pulih sebagian setelah melewati cetakan, dan menggunakan lebih banyak tinta secara signifikan dibandingkan film atau kertas dengan area yang setara-karena tinta menembus ke dalam kumpulan berserat daripada tertinggal di permukaan.
Pengendalian pendaftaran pada kain bukan tenunan sangat sulit. Penelitian mengenai penanganan web bahan bukan tenunan dalam proses roll-ke-roll, yang didokumentasikan dalam proses teknis organisasi TAPPI dan AIMCAL, merekomendasikan margin cetak yang lebih lebar dan spesifikasi toleransi yang lebih longgar saat mencetak pada bahan bukan tenunan dibandingkan dengan film atau kertas. Mesin press flexo enam-warna yang menjalankan media bukan tenunan biasanya beroperasi pada kecepatan yang dikurangi-seringkali 40–60% dari nilai maksimum-untuk menjaga akurasi registrasi yang dapat diterima.
Pertimbangan Sistem Tinta di Seluruh Substrat
Pilihan antara tinta-berbasis pelarut,-berbasis air, dan tinta yang dapat diawetkan dengan sinar UV-tidak dapat dipisahkan dari pertanyaan tentang media.
Tinta berbasis pelarut-cepat kering dan terlihat sangat berkilau pada-permukaan tidak berpori seperti film dan foil. Namun mereka memerlukan sistem pemulihan atau pengurangan pelarut di banyak tempat karena peraturan emisi VOC. Aturan-aturan ini mencakup Undang-Undang Udara Bersih EPA dan Petunjuk Emisi Industri (IED) Uni Eropa. Sistem tersebut dapat berupa oksidator termal regeneratif atau unit adsorpsi karbon. Jadi untuk mesin yang harus bekerja pada banyak material berbeda, tinta pelarut dapat bekerja pada hampir semuanya. Namun mereka juga menambahkan lebih banyak pekerjaan untuk mengikuti aturan.
Tinta-berbahan dasar air semakin dominan, terutama di wilayah dengan peraturan VOC yang ketat. Mereka mengering dengan baik pada substrat berpori (kertas, papan) dan cukup pada film yang diberi perlakuan. Keterbatasannya adalah kecepatan: air menguap lebih lambat dibandingkan pelarut organik, yang dapat membatasi hasil produksi pada substrat tidak-berpori kecuali terowongan pengeringan yang diperluas atau pisau udara bersuhu-lebih tinggi dipasang.
Tinta UV langsung sembuh jika terkena lampu ultraviolet. Bahan-bahan tersebut tidak mengering melalui penguapan sama sekali-mereka berpolimerisasi. Ini berarti tinta UV berada di permukaan media persis seperti yang diendapkan, menawarkan ketajaman titik yang luar biasa dan ketahanan terhadap abrasi. Tidak semua media menerima tinta UV secara merata. Kertas dengan daya serap tinggi dapat menyerap-zat pembawa tinta UV dengan viskositas rendah sebelum terjadi proses pengawetan, sehingga menyebabkan pembentukan lapisan tinta yang buruk. Beberapa film plastik mengandung zat aditif (penstabil UV, bahan anti slip) yang bermigrasi ke permukaan dan mengganggu bahan kimia pengawet UV. ASTM F1942 memberikan panduan tentang evaluasi kinerja tinta yang dapat disembuhkan dengan sinar UV pada media fleksibel.
Pemilihan Anilox Roll dan Pencocokan Substrat
Gulungan Anilox menentukan berapa banyak tinta yang ditransfer ke pelat dan akhirnya ke media. Volume sel (dinyatakan dalam miliar mikrometer kubik per inci persegi, BCM) dan penguasaan layar (garis per inci, LPI) adalah dua parameter spesifikasi utama.
Gulungan anilox BCM yang lebih tinggi mentransfer lebih banyak tinta, menghasilkan cakupan lebih tebal yang cocok untuk latar belakang putih buram atau blok warna solid. Gulungan BCM yang lebih rendah menghasilkan film yang lebih tipis yang sesuai untuk pekerjaan halftone halus dan memproses reproduksi warna. Hubungan antara pemilihan anilox dan substrat bersifat langsung: kertas penyerap dapat menampung volume tinta yang lebih tinggi karena sebagian tinta menembus ke dalam lembaran. Film memerlukan kontrol volume tinta yang lebih ketat karena kelebihan tinta menggenang di permukaan dan gagal mengering atau mengering dalam waktu tinggal terowongan yang tersedia.
Saat Mesin Cetak Flexo Enam Warna Berkecepatan Tinggi disiapkan untuk media baru, pemilihan gulungan anilox biasanya merupakan parameter pertama yang disesuaikan setelah pemasangan pelat. Operator berpengalaman menyimpan inventaris anilox yang mencakup berbagai kombinasi LPI/BCM dan mencocokkannya dengan jenis substrat menggunakan catatan empiris yang dikumpulkan dari pekerjaan sebelumnya. Saat ini tidak ada model prediktif universal yang secara andal menghubungkan geometri anilox dengan hasil pencetakan di semua kombinasi tinta-substrat, meskipun penelitian yang dipublikasikan di Progress in Organic Coatings memiliki kerangka teoritis tingkat lanjut untuk mekanika transfer tinta dalam sistem gravure dan flexographic.
Konfigurasi Terowongan Pengeringan
Sistem pengeringan bisa dibilang merupakan satu-satunya subsistem yang paling penting untuk menentukan substrat apa yang dapat ditangani oleh mesin press pada kecepatan komersial.
Terowongan-pengeringan udara panas adalah konfigurasi dasar. Udara panas diarahkan ke web yang baru dicetak melalui susunan nosel yang ditempatkan di antara stasiun pencetakan. Kontrol suhu, kecepatan, dan kelembapan udara sangat bervariasi antar mesin. Mesin press tingkat pemula mungkin menawarkan blower berkecepatan tetap dan kontrol suhu termostatik yang sederhana. Mesin dengan spesifikasi-lebih tinggi dilengkapi penggerak frekuensi-variabel pada motor blower, elemen pemanas-yang dikontrol zona, dan sensor kelembapan gas buang yang memodulasi aliran udara untuk mencegah kondensasi di dalam terowongan.
