В пошуках переваг

У цій статті від компанії Asahi Photoproducts пояснюється, як покращити виробництво флексографських друкованих форм з погляду якості та стійкості.

«Відмова від «зеленого прання» та «Екологічна стійкість» – найпопулярніші слівця, що відображають основні проблеми власників брендів у пакувальній галузі, за словами Габріели Бертоні душ Сантуш (Henkel, 7-й Форум інновацій в галузі упаковки та переробки, Мюнхен, 1 вересня 2022 р.).

За останні три-чотири роки екологічну свідомість у світі підняли молоді активісти, які проводили п'ятничні марші, щоби привернути увагу до необхідності скорочення викидів парникових газів у всіх сферах життя. Однак завдання покращення лежить не тільки на одній людині або компанії, а й на багатьох, які повинні подумати в межах своїх сфер впливу та досвіду, чи можуть вони зробити позитивний внесок у досягнення цієї мети, а потім зробити кроки для цього.

Хоча флексографські пластини являють собою лише малу частину загального впливу упаковки на навколишнє середовище, проте мета кожного, хто використовує ці пластини, повинна полягати не просто в тому, щоб прийняти поточний статус, але і в тому, щоб постійно прагнути розсувати кордони все вище і вище, використовуючи, наприклад, філософію кайдзен. Це японська стратегія, у якій співробітники на всіх рівнях компанії активно працюють разом задля досягнення регулярних поступових поліпшень виробничого процесу.

У виробництві флексографських друкованих форм ми знаходимо багато різних технологій виготовлення друкованих форм, що використовуються на різних ринках. Деякі з них менш небезпечні, наприклад виготовлення друкованих форм із водяним промиванням або термодруком, але в більшості випадків, на які припадає приблизно 70% всіх флексографських операцій, для промивання флексографських друкованих форм використовуються розчинники на вуглеводневій основі. Це не тільки вимагає спеціального середовища виробничого приміщення, але також може призводити до створення небезпечного робочого середовища в цеху виготовлення форм, якщо з ними не поводитися належним чином.

На основі цих даних ми вивчили великий сегмент користувачів, які займаються виготовленням друкованих форм із промиванням розчинником у нашій галузі, щоб знайти способи запропонувати, як ці операції можуть змінити їхній процес виготовлення друкованих форм, допомагаючи їм вжити заходів для зменшення впливу на навколишнє середовище.

Чарівний трюк та відповідь для зменшення впливу на навколишнє середовище: «Зменшення глибини рельєфу плити».

Дивлячись на гнучку упаковку, один із найбільших сегментів флексографічного друку, що представляє частку світового ринку приблизно від 25 до 30%, бачимо, що використовується стандартна глибина рельєфу форми 0,6 мм при товщині форми 1,14 мм (45 тис.). Однак глибина рельєфу змінюється від регіону до регіону. Тоді як Європа була більш консервативною щодо великого запасу допуску між друкованим елементом і основою, на південноамериканському континенті друкарні довгий час використовували глибину рельєфу пластини, що дорівнює 1/3 стандартної її товщини, глибина рельєфу пластини близько 0,35 мм частіше використовується в цій півкулі.

Які переваги зменшення глибини рельєфу плити та межі технічних допусків до дотику підлоги плити із підкладкою? Було запущено проєкт друку, щоб підтвердити обмеження та виділити потенційні покращення.

Було організовано повне випробування форми та друку з використанням різної глибини рельєфу форми, від 0,6 мм до 0,1 мм для форми 1,14 мм (45 тис.).

Задня експозиція пластини

Час експонування зворотної сторони пластини необхідно збільшити, щоб полімеризувати більше матеріалу пластини. Для глибини рельєфу 0,6 мм потрібна енергія UVA приблизно 330 мДж, а для 0,3 мм – енергія 1000 мДж.

Цей час зворотного експонування може бути частково компенсовано скороченням часу основного експонування, оскільки пластина значною мірою полімеризована .

Наприклад, при глибині рельєфу 0,3 мм час зворотної експозиції збільшується приблизно втричі.

Час вимивання пластини

У Центрі графічних мистецтв ми використовуємо Ecowash 320 за температури 28 °C і насичення полімеру 3,3%.

Ecowash 320 є версією Ecowash з низьким вмістом летких органічних сполук і, як правило, забезпечує нижчу швидкість вимивання порівняно з більш агресивними розчинниками для вимивання, представленими на ринку. У промисловості використовується велика різноманітність промивальних розчинників, тому рекомендується, щоб підприємства з виготовлення флексографських форм перевіряли свої індивідуальні умови, використовуючи характеристики свого обладнання, форм і розчинників.

Для хорошого часу вимивання пластини завжди розраховуємо запас міцності 0,2 мм і додаємо його до глибини рельєфу пластини. Цей запас міцності враховує коливання якості розчинника, що вимивається, і повинен бути доданий. Таким чином, у нашому прикладі із заданою глибиною рельєфу 0,3 мм ми розглянули би глибину рельєфу розмиття 0,5 мм із включеним запасом міцності. У цьому разі час вимивання буде приблизно 165 мм/хв за глибини рельєфу 0,3 мм проти 90 мм/хв за глибини рельєфу 0,6 мм. Поліпшення швидкості вимивання становитиме приблизно 80%, якщо ми націлимося на глибину рельєфу 0,3 мм.

Відходи полімеру у промивному розчиннику

 На наведеному вище рисунку легко побачити, що форма флексографії з глибиною рельєфу, наприклад, 0,3 мм вимивається на 50% меншою кількістю відходів полімеру в розчиннику для вимивання порівняно з флексографською формою із глибиною рельєфу 0,6 мм. Стандартний процесор розчинників сьогодні поповнює запаси розчинника залежно від вмісту полімеру або в'язкості розчинника, що вимивається. Таким чином, компанія, яка зменшує глибину рельєфу пластини з 0,6 мм до 0,3 мм, може мити дві пластини замість однієї, перш ніж буде потрібне поповнення розчинника в баку. Це величезна економія 50% розчинника у ваших операціях лише за рахунок зменшення глибини рельєфу пластини, і це є великий крок до зменшення вуглецевого сліду.

Час висихання пластини

Час висихання пластини залежить від тривалості контакту пластини з розчинником. Отже, при швидкості вимивання 90 мм/хв пластина буде більш набряклою від розчинників, ніж пластина, яку вимивали з набагато більшою швидкістю. Згодом, якщо пластина занурюється в розчинник при набагато вищій швидкості обробки, час відновлення до номінальної товщини пластини в сушарці буде набагато меншим, ніж для пластини, яка проводить більш тривалий час в обладнанні для промивання.

У прикладі з глибиною рельєфу 0,6 мм швидкість вимивання пластини була доведена до 90 мм/хв, що дало час сушіння пластини приблизно 120 хв. Швидкість вимивання пластини, промитої із глибиною рельєфу 0,3 мм, становила 165 мм/хв, у результаті час сушіння пластини відновлення до номінальної товщини становив приблизно 75 хв. Це також відповідає приблизному скороченню споживання енергії сушаркою з 4,8 кВт до 3 кВт на м² листового матеріалу.

Тест друку

Незважаючи на всю економію розчинника, часу та енергії, найбільша проблема, звичайно ж, полягає в тому, чи буде основа пластини друкувати з малою глибиною рельєфу пластини.

У наведеному нижче прикладі ми працювали на підприємстві DFTATZ Штутгартського університету і друкували пластини з різною глибиною рельєфу з налаштуванням додаткового тиску 70 мікрон поверх Kiss Print. Тиск анілоксу становив 60 мікрон надлишкового тиску.

Цифри у верхній частині зразка друку вказують на різну глибину рельєфу: 0,6 мм зліва та 0,5 мм праворуч.

Ми порівняли криві розтискування при різній глибині рельєфу пластини і дійшли висновку, що всі криві дуже схожі і можуть використовуватися без коригування кривих друку. Проте невелике коригування може бути розглянуте місцевою репродукцією у кожному конкретному випадку, оскільки ми не могли підтвердити розтискування точки для більш тривалих виробничих завдань.

Криві розтискування за різної глибини рельєфу
 
На додаток до кривої розтискування друкованої точки ми також проаналізували прив'язку світлих точок до основи пластини. Як можна легко побачити на попередній ілюстрації, повтореній нижче, точкове анкерування набагато стабільніше порівняно з пластиною з більшою глибиною рельєфу, що надає пластині додаткову стійкість до стирання, що особливо корисно для довгих тиражів. Отже, якість плити також зростає.

На подив учасників, ми думали, що глибину рельєфу 0,1 мм надрукувати буде неможливо, але це не так. Як видно у червоному колі на зразку друку вище, на задній кромці пластини була невелика область, яка фактично друкувалася з основи пластини, але в іншому все було гаразд. Тому не рекомендуємо використовувати глибину рельєфу пластини 0,1 мм. 

Переходячи до наступного, більш високого рельєфу 0,2 мм, було підтверджено, що ця глибина рельєфу не створює проблем під час друку ні з погляду кривої розтискування, ні з погляду чистоти форми.

Для клієнтів, які хочуть довести флексографський друк до межі за допомогою сучасного обладнання та високої якості друку, це безумовно глибина рельєфу, на яку варто звернути увагу. Для решти користувачів ми рекомендуємо більш безпечну глибину рельєфу пластини: 0,3 – 0,4 мм. Це забезпечує достатній допуск, щоб уникнути будь-яких можливих проблем із друком, значно покращує якість друкованих форм і, що найважливіше, зменшує вплив виробництва друкованих форм на довкілля.

Сенс цієї практичної вправи полягає в тому, що кожен може зробити значний внесок у зменшення впливу виробництва друкованих форм на навколишнє середовище у своїй компанії на місцевому рівні, зробивши описані дії, одночасно покращивши загальну якість та вплив флексографського друку на навколишнє середовище загалом. Немає потреби чекати, а флексографський друк отримає все більше визнання як краща екологічно стійка технологія друку.

Зменшення глибини рельєфу може незначно змінюватися залежно від використовуваного промивного розчинника або матеріалу пластини, але воно завжди буде відображати значний вплив описаних переваг. Переваги поліпшення стану навколишнього середовища насамперед видно у процесі промивки вуглеводневим розчинником, але цей процес також може використовуватися у промиванні водою або в інших технологіях виготовлення друкованих форм. Кожен клієнт повинен вирішувати, використовувати глибину канавки 0,2 мм, 0,3 мм або 0,4 мм, глибина канавки повинна становити 0,6 мм для пластин товщиною 1,14 мм, що вважається еталоном із технічного погляду. Це особливо актуально сьогодні, коли ми враховуємо клімат навколишнього середовища, що змінюється, і вивчаємо наші процеси виготовлення друкованих форм, щоб зробити якомога більший внесок у скорочення нашого вуглецевого сліду.Із часом цей підхід значно збільшує економію промивного розчинника та знижує витрати на енергію сушіння та час виробництва пластин. Крім того, це зменшує вуглецевий слід нашої галузі, покращуючи наш вплив на клімат та відкриваючи можливість брати участь у цьому кожному.