Vsakdo, ki je kupoval ozko{0}}tkani fleksografski tisk, je naletel na isto razcepišče: osrednji odtis ali konfiguracija sklada? Vprašanje zveni kot mehanska podrobnost, vendar ima kaskadne učinke na podlage, ki jih lahko uporabljate, kako hitro jih lahko izvajate, kakšno kakovost tiskanja lahko pričakujete in koliko prostora in kapitala bo porabil tisk.
Za aHitri štiribarvni flekso tiskarski stroj, je ta izbira še posebej pomembna, ker štiri-barvne enote zavzemajo določen tržni položaj: zmogljivejše so kot dvo- ali tri-barvne stiskalnice za etikete, a manj zapletene kot šest-, osem- ali deset-barvne embalažne linije. Odločitev med CI in arhitekturo sklada na štiri-barvni ravni določa, ali bo stroj postal splošni-delovni konj ali specializirano orodje, optimizirano za določen razred substrata.
Razloženi dve arhitekturi
Konfiguracija centralnega odtisa (CI).
V CI stiskalnici so vse tiskarske postaje razporejene okoli enega valja z velikim-premerom-skupnega vtiskovalnega bobna. Mreža se ovije okoli tega bobna, ko potuje od ene barvne postaje do druge. Na vsaki postaji je ploščni valj, ki nosi fotopolimerno ploščo, pritisnjen na mrežo, ki je podprta s površino bobna CI. Anilox zvitki, posode ali komore za črnilo in nastavitve odtisov so radialno nameščene okoli bobna.
Ključna geometrijska značilnost je, da je razdalja med katerima koli sosednjima tiskarskima postajama kratka-običajno le dolžina loka segmenta bobna CI med njima. Spletu ni treba daleč potovati med barvami in nenehno ga podpira boben na njegovi poti skozi vsako postajo.
CI sodi so izdelani iz litega železa ali jekla s premeri od približno 800 mm pri kompaktnih modelih do 1500 mm ali več pri strojih z visoko-specifikacijami. Večji bobni zagotavljajo boljši kot ovijanja pri vsakem stisku, kar izboljša porazdelitev tlaka, vendar poveča odtis stroja in vztrajnost med spremembami hitrosti.
Konfiguracija sklada
V stiskalni-tiskalni napravi so tiskalne postaje zložene navpično ena nad drugo, kot tla v zgradbi. Vsaka postaja je sestavljena iz lastnega ploščnega valja, aniloksnega zvitka, sistema črnila in odtisnega cilindra. Splet vstopi v spodnjo postajo, natisne prvo barvo, izstopi navzgor do druge postaje, nato tretje in tako naprej.
Vsaka postaja deluje kot samostojna vertikalna enota. Splet potuje po daljši skupni poti kot pri zasnovi CI in gre čez več prostih valjev med postajami, da se usmeri z enega nivoja na drugega. To uvaja učinke kumulativne napetosti, ki ne obstajajo v konfiguraciji CI.
Stiskalnice sklada so mehansko enostavnejše na-postajo kot stiskalnice CI. Ni velikega običajnega bobna, ki bi zahteval natančno poravnavo s šestimi ali osmimi satelitskimi enotami. Vsako postajo je mogoče posebej izolirati, izklopiti ali celo zamenjati za vzdrževanje, ne da bi to vplivalo na druge. Ta modularnost je eden od razlogov, zakaj so zasnove skladov vztrajale poleg strojev CI že desetletja.
Nadzor registra: kjer se arhitekture najbolj razlikujejo
Registrirajte-natančno vzdolžno in stransko poravnavo vsake barvne plasti glede na druge-je najpomembnejša metrika kakovosti pri več-barvnem fleksografskem tisku. In tukaj se arhitekture CI in skladov obnašajo zelo različno.
V CI stiskalnici je trak vpet ob običajni odtisni boben na vsakem stisku tiskanja. Razdalja med postajami je določena z geometrijo bobna in koprena se ne more raztegniti ali zdrsniti med stisnjenimi točkami, ker boben zagotavlja stalno podporo. Raziskava, objavljena vPolimerno inženirstvo in znanostpreučevanje obnašanja napetosti mreže v sistemih z-na-zvitek dokazuje, da konfiguracije CI povzročijo 30–50 % nižjo varianco napak registra kot enakovredne konfiguracije skladov, ko se izvajajo raztegljivi substrati, kot so PE folije ali tanki netkani materiali.
Ta prednost izhaja iz fizike, ne iz boljšega inženiringa. Podprta mreža se upira raztezanju; nepodprta mreža med valji se raztegne pod napetostjo. Pri stiskalnici za sklade se mreža razteza med izhodnim valjem ene postaje in vstopnim valjem naslednje. Med tem razponom napetost deluje na celotno nepodprto dolžino. Če je substrat elastičen ali viskoelastičen-kar je večina plastičnih filmov-, se ta razpon rahlo podaljša in premakne položaj, kjer nastopi naslednja barva.
Sodobne stiskalnice za sklade to težavo blažijo z uporabo sistemov za registracijo-z zaprto zanko z video senzorji ali nizi fotodiod, ki zaznavajo natisnjene oznake in v realnem času prilagajajo fazo krožnega valja. Zbornik konferenc IEEE o industrijski elektroniki dokumentira prilagodljive strategije krmiljenja-vključno z modelom-prediktivnimi krmilniki in-motnjami-na osnovi kompenzacije-ki znatno zmanjšajo drsenje registra pri stiskalnicah skladov v primerjavi s starejšimi-zasnovami z odprto zanko. Toda tudi z naprednimi krmilniki bo stiskalnica za sklade, ki poganja raztegljiv film, običajno pokazala večjo variacijo registra kot stiskalnica CI, ki poganja isti material z enako hitrostjo.
Pri štiri-barvnem procesu, kjer je pomembna tesna{1}}poravnava-pike-poltonske slike, tanke črte, majhno besedilo-je ta razlika vidna s prostim očesom ob natančnem pregledu. Pri manj zahtevnih aplikacijah, kot so enobarvni-logotipi ali barvna pokritost, je razlika lahko zanemarljiva.
Združljivost substrata
Filmi in tanke mreže
BOPP, LDPE, LLDPE, PET in filmi, debeline pod približno 30–40 mikronov, so na splošno boljši pri stiskalnicah s CI. Neprekinjena podloga bobna preprečuje plapolanje koprene, zmanjša kumulativno raztezanje in ohranja dosleden pritisk stiskanja po širini koprene. AHitri štiribarvni flekso tiskarski strojzgrajen na platformi CI je privzeto priporočilo za pretvornike, katerih primarni substrat je upogljiva folija.
Stiskalnice za sklad lahko poganjajo filme, vendar zahtevajo natančnejšo nastavitev napetosti, nižje največje hitrosti in pogosto širše tiskalne robove, da se prilagodijo večjemu morebitnemu premikanju registra. Nekateri operaterji to kompenzirajo tako, da poganjajo filme pri zmanjšani napetosti in sprejmejo nižjo pretočnost-kompromis-, ki je ekonomsko smiseln samo, če stiskalnica obdeluje tudi substrate, kjer zasnova sklada ponuja kompenzacijske prednosti.
Papir in karton
Tu se slika obrne. Papir in karton sta dimenzijsko stabilna pod proizvodno napetostjo. Med postajami se ne raztezajo občutno, zato je prednost spletne-podpore bobna CI manj vredna. Medtem pa papir izkorišča zmožnost stiskalnice za sklade, da lažje sprejme debelejše materiale.
Zakaj? Ker mora biti v CI stiskalnici debela plošča skladna z ukrivljenostjo običajnega odtisnega bobna. Če je deska dovolj trda, se ne prilagaja, kar ustvarja neenakomerno porazdelitev pritiska po širini traku-več pritiska na robovih, kjer se deska dvigne od bobna, manj v sredini. Ta učinek, dokumentiran v tehničnih dokumentih TAPPI o enakomernosti tlaka v odtisnem valju, povzroči nedosleden prenos črnila in vidne pasove na končnem tisku.
Stiskalnica za sklade s svojimi manjšimi posameznimi vtiskovalnimi cilindri predstavlja bolj plosko lokalno geometrijo na vsakem vtisu. Debela plošča se lažje prilagodi vtiskovnemu valju-premera kot velikemu ukrivljenemu bobnu. Za predelovalce, ki izdelujejo predvsem papirnate nalepke, zložljive kartone ali valovite podloge za pred-tisk nad 200 g/m², -konfiguriran štiri-barvni tiskarski stroj pogosto zagotavlja doslednejšo kakovost.
Netkani materiali in posebni materiali
Spunbond in meltblown netkani materiali predstavljajo izjemne izzive za vsako flekso arhitekturo. Stisnejo se pod pritiskom stiskanja, se delno obnovijo po prehodu skozi, imajo zelo spremenljive profile debeline in porabijo odvečno črnilo. Niti zasnova CI niti zasnova skladov teh materialov ne obdelujeta elegantno, toda stiskalnice CI običajno delujejo nekoliko bolje, ker kraj-poti med postajami zmanjšujejo možnost za spremembo dimenzij, preden pride do naslednje barve.
Kovinske folije, metalizirani filmi in laminirane pregradne strukture so na splošno zelo-primerne za CI stiskalnice zaradi svoje dimenzijske stabilnosti v kombinaciji z občutljivostjo na praske zaradi prostih valjev-dejavnik, ki daje prednost manjšemu številu valjev-kontaktne poti CI.
Premisleki o hitrosti in prepustnosti
"Visoka hitrost" pomeni različne stvari, odvisno od konteksta. Pri ozko{1}}tkanju tiskanja nalepk s spleta (širine papirja pod 500 mm) veljajo hitrosti 100–150 metrov na minuto za visoke. Pri široko-mrežni fleksibilni embalaži (1000+ mm) so hitrosti 250–350 metrov na minuto rutinske.
Stiskalnice CI na splošno dosegajo višje največje hitrosti kot enakovredne stiskalnice za sklade pri predvajanju filmov. Razlog je ponovno povezan s stabilnostjo registra-pri višjih hitrostih spleta, postanejo dinamični učinki (vibracije, napetostni prehodi, aerodinamični flutter) izrazitejši in stabilizacijski učinek bobna CI postane sorazmerno bolj dragocen. Tehnične specifikacije, ki jih objavljajo proizvajalci opreme, dosledno kažejo, da so CI stiskalnice ocenjene za 15–25 % hitreje kot primerljive konfiguracije skladov na filmskih podlagah.
Na papirju in plošči, kjer je dinamika registra manj omejujoča, se razlika v hitrosti zmanjša. Dobro-nastavljena stiskalnica z nalepkami iz kraft papirja se lahko ujema ali približa zmogljivosti enakovrednega CI stroja na istem substratu.
Za kupce, ki ocenjujejo aHitri štiribarvni flekso tiskarski stroj, praktično vprašanje ni, katera arhitektura je hitrejša v absolutnem smislu-ampak katera arhitektura je hitrejša nanjihovprevladujoča mešanica substratov, glede na njihovo tipično dolžino dela in pogostost zamenjave.
Posledice sušilnega sistema
Zmogljivost sušenja je močno povezana z izbiro arhitekture. Pri tiskarski napravi CI se morajo moduli za sušenje (šobe za vroč zrak, IR plošče ali sklopi UV žarnic) prilegati v omejene segmente lokov med tiskalnimi postajami okoli bobna. Prostor je omejen. Učinkovitost sušenja je bolj odvisna od učinkovitosti zasnove šob in hitrosti zraka kot od dolžine tunela.
Pri stiskalnici za sklade je med postajami več navpične razdalje. Namestijo se lahko daljši sušilni tuneli ali pa se lahko namestijo večji moduli za IR/UV strjevanje. Za črnila na vodni- osnovi na poroznih substratih (papir, karton), kjer se sušenje delno zgodi z absorpcijo in delno z izhlapevanjem, je lahko dodaten prostor za sušenje v zasnovi sklada prednost. Pri črnilih na osnovi topil-ali UV-strjevanju na filmih, pri katerih se mora sušenje/strjevanje zgoditi hitro v kratkem zadrževalnem oknu, lahko prisilna bližina sušilnega stroja stiskalnici tiskanja CI tiskarne dejansko pomaga, saj zagotovi, da je film črnila obdelan takoj po prenosu, preden se lahko strdi ali migrira. Kupci, ki navedejo aHitri štiribarvni flekso tiskarski strojmora oceniti predvideno kombinacijo-podlage-za sušenje črnila, preden dokončno izbere arhitekturo.
ASTM F1942, ki obravnava UV{1}}učinkovitost črnila, ki se utrjuje na prožnih substratih, ugotavlja, da sta globina strjevanja in moč oprijema delno odvisni od intervala med prenosom črnila in izpostavljenostjo. Krajši intervali zmanjšajo učinke zaviranja kisika na površini črnila. Ta subtilen dejavnik včasih daje CI stiskalnicam prednost pri UV-sušitvi, čeprav je razlika merljiva predvsem v laboratorijskih pogojih in ne očitna v vsakodnevni proizvodnji.
Preklop in operativna prilagodljivost
Stiskalnice ponujajo operativne prednosti, ki nimajo nobene zveze z mehaniko tiskanja:
Individualni dostop do postaje:Vsaka postaja je nameščena na drugačni višini, kar operaterjem, ki delajo stoje, olajša menjavo plošč, zamenjavo aniloksa in čiščenje. Pri stiskalnici CI nižje postaje blizu tal zahtevajo upogibanje ali počep.
Izolacija postaje:Postajo je mogoče izklopiti ali zaobiti, ne da bi to vplivalo na ostalo stiskalnico. Izvajanje dvo-barvnega posla na štiri-barvnem nizu stiskalnice preprosto pomeni, da pustite zgornji dve postaji nedejavni.
Modularna razširitev:Nekatere zasnove skladov omogočajo kasnejše dodajanje pete ali šeste postaje z namestitvijo drugega modula na vrh obstoječega sklada. Stiskalnic CI ni mogoče razširiti preko števila satelitskih položajev, ki so bili prvotno zasnovani okoli bobna.
Števec stiskalnic CI z lastnimi prednostmi:
Hitrejša priprava:Ker imajo vse postaje skupno referenčno točko (boben CI), nastavitev odtisa in registra v vseh barvah poteka hitreje, ko so vzpostavljeni začetni nastavitveni parametri.
Manjša poraba med zagonom:Krajša spletna pot pomeni manjšo porabo materiala, preden iz končne postaje pride prvi prodajni natis. Na dragih substratih-metaliziranih filmih, pregradnih laminatih-to zmanjšanje odpadkov ob zagonu ima resnično stroškovno pomembnost.
Tlorisna površina in namestitev
Stiskalnice CI so širše in globlje od enakovrednih stiskalnic skladov. Običajni odtisni boben za pravilno delovanje potrebuje določen najmanjši premer, radialna razporeditev postaj okoli njega pa ustvarja odtis, ki se razteza navzven v vse smeri. Štiri-barvni CI tiskarski stroj običajno zahteva pravokotno namestitveno površino približno 4–6 metrov krat 3–5 metrov, odvisno od širine traku in konfiguracije dodatne opreme.
Stiskalnice so ožje, a višje. Navpično zlaganje postaj zmanjša talno površino, vendar poveča zahteve glede višine stropa. Za objekte z omejenim vodoravnim prostorom, vendar zadostnim odmikom nad glavo, se lahko stiskalnica sklada prilega tam, kjer stiskalnica CI ne bi ustrezala.
Tudi zahteve glede temeljev so različne. CI bobni so težke rotirajoče mase-pogosto več tisoč kilogramov-ki med delovanjem prenašajo vibracije v podnožje stroja. Pravilna namestitev izolacije in armiranobetonski temelj sta standardna priporočila po standardih ISO 10816 za merjenje in vrednotenje mehanskih vibracij. Stiskalnice skladov enakomerneje porazdelijo težo po manjšem odtisu, vendar še vedno zahtevajo izolacijo vibracij, zlasti pri visokih vrtilnih hitrostih.
Stroški lastništva
Stroški kapitala dajejo prednost tiskarskim strojem na štiri-barvni ravni. Manj natančno{2}}strojno obdelanih komponent, brez-bobna CI z velikim{3}}premerom in enostavnejša montaža pomenijo nižjo nabavno ceno-običajno 20–35 % nižjo od enakovrednega-zmogljivega CI stroja.
Operativni stroški so bolj niansirani. Stiskalnice CI ustvarijo manj odpadkov na težkih substratih, kar zmanjša stroške materialnih odpadkov. Prav tako se nagibajo k bolj doslednemu vodenju registra, kar zmanjša stopnjo predelave. V pet-letnem obdobju lastništva z veliko filmsko produkcijo lahko ti operativni prihranki izravnajo višjo začetno kapitalsko naložbo.
Stiskalnice za sklade imajo nižjo zahtevnost vzdrževanja na-postajo. Zamenjava obrabljenega odtisnega valja v eni postaji ne zahteva ponovne-namestitve celotnega stroja okoli skupnega bobna. Enostavnejša je tudi zaloga rezervnih delov, ker se enake komponente postaje lahko delijo na vseh štirih položajih.
Odločitveni okvir
Izbira med CI in skladom za štiri-barvni flekso tisk se na koncu zmanjša na tehtanje treh dejavnikov:
Profil substrata.Če je več kot 60 % proizvodnega obsega film (BOPP, PE, PET, najlon), se nagnite k CI. Če je več kot 60 % papirja ali kartona, se nagnite proti svežnju. Če je delitev bližje 50/50, razmislite, ali filmska opravila zahtevajo strožje tolerance (procesna barva, fini detajli) ali gre večinoma za enobarvna-točkovna dela, kjer je toleranca registra manjša.
Dolžina dela in pogostost zamenjave.Dolgotrajno delovanje na konsistentnih podlagah daje prednost CI (boljša zmogljivost v-stalnem stanju). Pogoste menjave med mešanimi substrati dajejo prednost skladu (lažji dostop do postaje, hitrejša nastavitev posamezne postaje).
Trajektorija rasti.Če obstaja realna možnost razširitve prek štirih barv v življenjski dobi naprave, preverite, ali kandidatna zasnova sklada podpira modularno dodajanje postaj. Tiski CI so zaklenjeni v prvotno število postaj.
A Hitri štiribarvni flekso tiskarski stroj-ali je CI ali stack-pomembna kapitalska obveznost. Nobena arhitektura ni univerzalno superiorna. Prava izbira je tista, ki ustreza specifični kombinaciji substratov, izdelkov, količin in operativnih omejitev, ki opredeljujejo kupčevo poslovanje danes in v bližnji prihodnosti.
Reference
- Tehnično združenje celulozne in papirne industrije (TAPPI).Dokumenti s tehničnimi informacijami TAPPI: Enakomernost tlaka v odtisnem valju pri tiskanju z-na-zvitek. TAPPI Press, Atlanta, GA.
- ASTM International.ASTM F1942: Standardni vodnik za določanje učinkovitosti UV strdljivih črnil in premazov na fleksibilnih podlagah. ASTM, West Conshohocken, PA.
- ASTM International.Serija ISO 10816: Mehanske vibracije - Vrednotenje strojnih vibracij z meritvami na vrtečih se delih. ISO, Ženeva. (Skupno sprejel ASTM.)
- Tehnični odbor ISO 130.ISO 12647-6: Grafična tehnologija - Procesni nadzor za proizvodnjo pol{3}}barvnih ločitev, poskusnih odtisov in produkcijskih odtisov – 6. del: Fleksografsko tiskanje. ISO, Ženeva, 2017.
- Choi, J. in K. Im. "Kontrola napetosti in registra v večplastnih tiskarskih sistemih z-na-zvitek-zvitka."Polimerno inženirstvo in znanost, Vol. 55, številka 9, 2015, str. 2010–2020.
- Yoshida, F., et al. "Model prediktivnega nadzora registra sistemov za upravljanje spleta od-to-roll."Zbornik mednarodnih konferenc IEEE o industrijski elektroniki in aplikacijah, 2017.
- Verhoef, H., et al. "Mehanizem za prenos črnila pri fleksografskem tisku: Učinek geometrije zvitka aniloksa in hrapavosti substrata."Napredek v organskih premazih, Vol. 139, 2020, 105234.
- Združenje industrijskih metalizatorjev, premazovalcev in laminatorjev (AIMCAL).Tehnični priročnik: Osnove spletnega upravljanja za procese pretvorbe. AIMCAL, Atlanta, GA.
- Agencija ZDA za varstvo okolja.Smernice nadzornih tehnik za prilagodljivo tiskanje. EPA-453/R-09-001. Washington, DC, 2009.
- Evropski odbor za standardizacijo.EN 13432: Zahteve za embalažo, ki jo je mogoče predelati s kompostiranjem in biorazgradnjo. CEN, Bruselj, 2000.
