Addio rulli anilox ?

Scritto da il 7 novembre 2013 in Label&Pack, Pre&Stampa, TECNICHE - Nessun commento

Un nuovo sistema per il trasferimento di inchiostro per macchine flessografiche, studiato e messo a punto dalla FMP Technology GmbH di Erlangen, offspring dell’Università di Erlangen – Norimberga, potrebbe dare vita a nuove tecnologie per il coating e l’inchiostrazione.

di Helmut Mathes

La FMP di Erlangen (Germania) ha sviluppato un nuovo sistema di inchiostrazione, già brevettato, per la stampa flessografica e per l’accoppiamento con cui ha anche vinto il premio tedesco 2012 per gli ideatori di nuove tecnologie. Il sistema si basa sul flusso del materiale e non è un sistema spray, anche se usa ugelli a fessura, in quanto con questo sistema l’inchiostro scorre come un film sottile continuo.
Il nuovo sistema prevede infatti “ugelli a fessura” o a lamina, (slot die) e non a goccia; secondo gli inventori, questa tecnica rivoluzionaria, qualora si dimostri valida, dovrebbe eliminare il “cuore della macchina flexo”, il rullo anilox, quello che come è noto serve per la dosatura e il trasferimento di inchiostro alla matrice di stampa.
Il sistema FPM usa una tecnica mista di flusso dell’inchiostro e ugelli a fessura. In tre anni di sperimentazione, prove in produzione hanno acquistato una sicurezza ed esperienza con la quale sostengono di poter garantire buoni risultati nella verniciatura con gruppi di spalmatura, nella spalmatura di colle, adesivi, inchiostri bianchi o a colori per fondi pieni, oppure con disegni al tratto.
Il sistema, una volta messo a punto, potrà anche essere usato per il trasferimento di inchiostri nei gruppi stampa di serigrafia rotativa. Sono nel frattempo iniziate le prime prove con l’applicazione per la stampa flexo monocolore, colori spot e anche per la stampa di quadricromia.

Reazioni contrastanti

La stampa flessografica non ha un bisogno urgente di cambiare il sistema dei rulli anilox e il sistema di inchiostrazione con le racle a camera chiusa funziona, ma se dovesse emergere un sistema che funziona bene e più economico oltre che più semplice, questo dovrebbe essere benvenuto. È quindi giusto seguire con la dovuta attenzione questa novità che al momento, ripetiamo, è in fase sperimentale; le prove diranno dove si può arrivare e quali potranno essere i suoi limiti.
Per il momento i costruttori di macchine flessografiche hanno reagito negativamente, affermando che non può funzionare, o forse al massimo solo per la verniciatura, ma anche in questo caso ritengono che il sistema FPM non darà mai fondi lisci quali otteniamo oggi con gli anilox.
Però finora i costruttori non hanno ancora visto o sperimentato il gruppo, per cui è ancora tutto nella fase delle ipotesi [del resto anche la stampa inkjet nel 1995 quando fu presentata per la prima volta dava risultati pessimi, ma oggi la sua qualità supera la offset e molti ritengono che sia il futuro della stampa – ndr].

Il sistema a ugelli a lamina e la racla per l'inchiostrazione

Il sistema a ugelli a lamina e la racla per l’inchiostrazione

I produttori di rulli anilox, che sono i maggiormente interessati, al momento non si esprimono (l’unico commento per ora registrato è un “bisogna vedere”).
Però alcuni stampatori in Germania hanno già ordinato un gruppo come retrofit sulle proprie CI per fondi pieni per gli imballaggi flessibili, perché ritengono che basterebbe un passaggio per ottenere una piena copertura invece di due passaggi.
Una ricerca di mercato ha mostrato che il 40% degli stampati flexo per imballaggio flessibile hanno problemi con la stampa di fondi pieni che richiede spesso 2 o 3 passaggi. Nella verniciatura con la stampa flexo convenzionale con anilox, nel 45% dei lavori si hanno problemi di pin holes, che invece spariscono con il nuovo sistema.

Come funziona

L’Università Grafica di Stoccarda prevede di installare un gruppo sulla loro macchina CI a 8 colori della F&K per vedere la qualità di stampa che offre il sistema. Anche due importanti costruttori di macchine flesso in Germania stanno valutando adesso di fare prove sulle loro macchine una a banda stretta e una CI con banda larga.
I vantaggi del nuovo sistema sarebbero ovvi – una regolazione del volume della inchiostrazione continua su tutta la superficie senza variazioni nello spessore in certe zone perché gli ugelli a fessuratrasferiscono l’inchiostro come una lama di inchiostro continua al rullo inchiostratore, e la viscosità dell’inchiostro non influisce più,così come la retinatura delle lastre da stampa. Perciò si potrebbe fare a meno dei costi per i numerosi rulli anilox con diversi volume e retinature, e si risparmierebbe il tempo per cambio dei rulli anilox in avviamento di un nuovo lavoro.
La velocità di inchiostrazione – la copertura di superficie – va da 0 a 2500 m/min con un campo di spessore tra 0,7 micron a 1000 micron e più.  L’inchiostrazione è un sistema che lavora con un forzato pre-dosaggio del volume di inchiostro e la velocità del flusso, quindi un sistema chiuso senza possibilità di variazione della fluidità dell’inchiostro, oppure agglomerazioni dei componenti dell’inchiostro.
Il trasferimento dell’inchiostro sul rullo inchiostratore (fino adesso rullo anilox) avviene senza contatto diretto. Dagli ugelli a fessura esce un flusso continuo di inchiostro e i separatori all’interno del segmento di distribuzione garantiscono una uscita uniforme dell’inchiostro sul rullo inchiostratore – come una lama di inchiostro continuo – che permette una superficie liscia senza formazione di strutture come la “buccia di arancio”.
La velocità del nastro (per la verniciatura) oppure la velocità della superficie del rullo inchiostratore per la stampa flexo stabiliscono, con la portata della pompa inchiostro, lo spessore dell’inchiostro trasferito.
Il metodo di copertura/inchiostrazione può essere a tendina gocciolante (curtain) oppure con un gap ( metodo bead). Il sistema a tendina lavora con una distanza di circa 1 cm tra segmento inchiostratore/distributore con gli ugelli a fessura e il supporto/nastro da verniciare. Con questo metodo è importante che non si formi una tacca nella spalmatura. Nel sistema ink gap esiste una distanza minima  tra il segmento distributore con gli ugelli a fessura e il rullo inchiostratore – circa 1 mm – e la formazione della tacca è meno probabile. Questa si forma se il rullo – oppure il nastro – gira troppo lento.

Le lamine degli ugelli a fessura

Le lamine degli ugelli a fessura

Possibili vantaggi

Il gruppo inchiostratore/distributore con i suoi ugelli e lamelle separatori interni ha una oppure due camere di raccolta dell’inchiostro dalla pompa, con diverse geometrie interne a seconda dell’applicazione e del materiale usato (verniciatura – inchiostrazione – applicazione di colla – coating in estrusione – ecc).
Nella camera si raccoglie l’inchiostro o la vernice che arriva dalla pompa e passa poi attraverso un tubetto molto sottile – diametro interno tra 200 a 500 micron – negli ugelli che spruzzano l’inchiostro tra le lamelle di diffusione disposte a forma di ventaglio, per garantire una distribuzione e un flusso uguale su tutta la superficie del gruppo inchiostratore, ed esce poi dagli ugelli a fessura lungo il segmento di distribuzione dell’ inchiostro.

Test degli ugelli a fessura

Test degli ugelli a fessura

Le fessure degli ugelli hanno una apertura di circa 100 micron, che viene fissata a seconda delle vernici o inchiostri che si usano. La diffusione uniforme dell’inchiostro garantisce lo spessore esatto e costante dell’inchiostro sul rullo inchiostratore. Lo spessore dell’inchiostrazione o la velocità della superficie del rullo inchiostratore non hanno nessuna influenza su questo.
La pressione interna nel gruppo inchiostratore/distributore compresso negli ugelli varia tra 4,2 e 0,003 bar. Variazioni nella viscosità dell’inchiostro da 1,0 a 100.000 m/Pas non hanno nessuna influenza sullo spessore della lamina di inchiostro o vernice che può variare da 0,7 a 1 mm e più. Questo metodo spiega anche perché non ci sono variazioni nell’inchiostrazione se si aumenta la velocità della macchina – si passa di colpo da 20 m/min a 300 m/min .
Il computer del pannello di controllo regola la velocità del flusso inchiostro sulla macchina in funzione della velocità nastro.
Se si ferma la macchina per un cambio di lavoro, la pompa inchiostro si ferma subito e non esce più inchiostro dagli ugelli. Il segmento distribuzione inchiostro si gira e se si usa inchiostro a base solvente oppure all’acqua si ferma sopra una vaschetta con acqua oppure solvente. Quando la macchina riparte le labbra degli ugelli a fessura vengono pulite nella vaschetta e la stampa riparte. Se si usano inchiostri UV questa operazione non serve. Il rullo cromato di inchiostrazione viene subito pulito con la racla se si ferma la macchina.
Tutto questo è regolato dal computer automaticamente e lo stampatore deve solo indicare nel programma lo spessore/volume che vuole trasferire sulla carta – cm³/ m² bagnato. Tutti gli altri valori di produzione sono già inseriti nel computer.

Varie applicazioni

Questo sistema di inchiostrazione e verniciatura potrebbe essere applicato anche a accoppiatrici, verniciatrici, ecc. L’applicazione in retrofit oppure su una macchina nuova è molto semplice e richiede da poche ore a uno due giorni. Il rullo anilox viene sostituito da un rullo in acciaio liscio cromato, si monta una racla semplice che deve togliere unicamente il poco inchiostro rimasto dalle parte non stampante della forma di stampa. La camera racla chiusa viene sostituita con 2 o 3 segmenti di inchiostratori/distributori con i loro ugelli. Questi segmenti possono essere montati in orizzontale, in verticale oppure inclinati sopra il rullo cromato di inchiostrazione. La distanza tra gli ugelli del segmento inchiostratore e il rullo cromato è di circa 1 mm. I segmenti di inchiostrazione/distribuzione hanno una larghezza di 250, 500 e 750 mm, ma vanno anche fino a 4 metri di larghezza.
Il costo di un segmento di distribuzione equivale al costo delle racle chiuse, ma si risparmia sui rulli anilox.  A questo si deve aggiungere una pompa inchiostro per ogni elemento stampa più la console generale con il video e computer per il controllo e l’impostazione dell’inchiostrazione che tiene in memoria per lavori fatti per richiamarne i parametri in caso di ristampa.

 

 

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