Specjaliści firmy Asahi Photoproducts wyjaśniają, jak ulepszyć produkcję płyt fleksograficznych zarówno z punktu widzenia jakości, jak i zrównoważonego rozwoju.
W ciągu ostatnich trzech-czterech lat świadomość ekologiczną świata budzili młodzi aktywiści demonstrujący w imię zwrócenia uwagi na potrzebę redukcji gazów cieplarnianych we wszystkich dziedzinach życia.
Zadanie to nie leży jednak wyłącznie w gestii jednej osoby lub firmy, lecz ogółu przedsiębiorców, którzy powinni zadać sobie pytanie, na ile w ramach swoich obszarów wpływu i wiedzy mogą przyczynić się do redukcji negatywnego wpływu na środowisko i podjąć odpowiednie działania.
Chociaż płyty fleksograficzne stanowią jedynie niewielki ułamek ogólnego wpływu, jaki produkcja opakowań wywiera na środowisko, celem każdego użytkownika płyt powinno być nie tyle zaakceptowanie obecnego status quo, ile ciągłe podnoszenie poprzeczki.
W dzisiejszej produkcji płyt fleksograficznych znajdujemy wiele różnych technologii stosowanych na różnych rynkach. Niektóre są mniej niebezpieczne, takie jak wymywanie wodą lub produkcja płyt termicznych, ale zdecydowana większość procesów, stanowiąca około 70 proc. wszystkich operacji fleksograficznych, wykorzystuje rozpuszczalniki na bazie węglowodorów do wymywania płyt fleksograficznych. Tego rodzaju zabieg wymaga nie tylko utrzymania specjalnego środowiska w pomieszczeniu produkcyjnym, ale także, jeśli nie zostanie odpowiednio przeprowadzony, może przyczynić się do powstania niebezpiecznych warunków pracy w pomieszczeniu, w którym wytwarzane są płyty.
Na podstawie tych danych specjaliści Asahi Photoproducts przyjrzeli się segmentowi użytkowników płyt wymywanych rozpuszczalnikami, aby znaleźć odpowiedź na pytanie, w jaki sposób tego typu operacje mogą zostać zmodyfikowane by wesprzeć ich działania mające na celu zmniejszenie wpływu na środowisko.
Ograniczenie głębokości reliefu
Jeśli chodzi o opakowania giętkie, jeden z największych segmentów druku fleksograficznego o udziale w światowym rynku na poziomie 25-30 proc., standardowo stosowana jest głębokość reliefu wynosząca 0,6 mm przy grubości płyty 1,14 mm. Głębokość reliefu różni się jednak w zależności od regionu. Podczas gdy Europa była bardziej konserwatywna, zezwalając na duży margines tolerancji między elementem drukującym a podłożem, na kontynencie południowoamerykańskim drukarnie od dawna stosują żłobienia o głębokości około 0,35 mm.
Jakie są zalety zmniejszenia głębokości reliefu i jakie są granice tolerancji technicznej, zanim podstawa płyty dotknie podłoża? Aby potwierdzić limity i wskazać potencjalne możliwości ulepszeń, opracowano test, w którym specjalnie przygotowana płyta została wykorzystana do drukowania z użyciem reliefów różnych głębokości, zaczynając od 0,6 mm i schodząc do 0,1 mm dla płyty o grubości 1,14 mm (45 tys.).
Tylna ekspozycja płyty
Jak pokazują testy, czas ekspozycji tylnej należy wydłużyć, aby spolimeryzować więcej materiału płyty – dla głębokości reliefu 0,6 mm potrzebna jest energia UVA ok. 330 mJ, a dla 0,3 mm energia 1000 mJ. Ten czas można częściowo skompensować przez skrócenie głównego czasu naświetlania, ponieważ płyta jest już w dużej mierze spolimeryzowana. Na przykład dla głębokości reliefu 0,3 mm czas ekspozycji tylnej jest w przybliżeniu wydłużany trzykrotnie.
Czas wymywania płyty
W należącym do Asahi Graphic Arts Center do wymywania używany jest preparat Ecowash 320, działający w temperaturze 28°C przy nasyceniu polimerem 3,3 proc. Ecowash 320 charakteryzuje się niską zawartością lotnych związków organicznych i generalnie spowalnia wymywanie w porównaniu z dostępnymi na rynku, bardziej agresywnymi rozpuszczalnikami. W przemyśle stosuje się wiele różnych rozpuszczalników wymywających, dlatego zaleca się, aby zakłady wykonujące płyty fleksograficzne sprawdzały swoje indywidualne rezultaty, korzystając ze specyfikacji sprzętu, płyt i rozpuszczalników.
Aby uzyskać dobry czas wymywania płyty, zawsze obliczany jest margines bezpieczeństwa uwzględniający wahania jakości rozpuszczalnika. Margines wynoszący 0,2 mm jest dodawany do głębokości reliefu płyty. W analizowanym przykładzie z docelową głębokością 0,3 mm warto przetestować głębokość wymywania wynoszącą 0,5 mm z uwzględnieniem marginesu bezpieczeństwa. W takim przypadku czas wymywania wyniósłby około 165 mm/min dla głębokości 0,3 mm w porównaniu do 90 mm/min dla głębokości 0,6 mm. Poprawa szybkości wymywania wyniosłaby zatem około 80 proc., przy zastosowaniu głębokości reliefu 0,3 mm.
Odpady polimerowe w rozpuszczalniku
Z pomocą powyższego przykładu łatwo zauważyć, że płyta fleksograficzna o głębokości reliefu 0,3 mm jest wypłukiwana z 50 proc. mniejszą zawartością odpadów polimerowych w rozpuszczalniku wymywającym, w porównaniu z płytą fleksograficzną o głębokości reliefu 0,6 mm. Obecnie standardowy procesor uzupełnia rozpuszczalnik na podstawie zawartości polimeru lub lepkości rozpuszczalnika wymywającego. Dzięki temu firma, która zmniejszy głębokość żłobienia z 0,6 mm do 0,3 mm, może umyć dwie płyty zamiast jednej, zanim konieczne będzie uzupełnienie rozpuszczalnika w zbiorniku. Mamy więc do czynienia z dużą oszczędnością (50 proc.) rozpuszczalnika tylko dzięki obniżeniu głębokości płyty – jak podkreślają specjaliści Asahi, jest to duży krok w kierunku pracy nad zmniejszeniem śladu węglowego.
Czas suszenia płyty
Czas suszenia płyty zależy od długości czasu kontaktu z rozpuszczalnikiem, dlatego też przy prędkości wymywania 90 mm/min płyta spęcznieje nasiąkając rozpuszczalnikami w znacznie większym stopniu niż ta, która była wypłukiwana z większą prędkością. Później, gdy płyta zostanie zanurzona w rozpuszczalniku przy większej szybkości przetwarzania, czas powrotu do wyjściowej grubości w suszarce będzie krótszy niż w przypadku płyty, która spędza dłuższy czas w urządzeniu myjącym.
W przykładzie z głębokością reliefu 0,6 mm prędkość wymywania płyty ustawiono na 90 mm/min, co dało czas suszenia płyty około 120 min. Szybkość wymywania płyty o głębokości reliefu 0,3 wynosiła 165 mm/min, co skutkowało czasem suszenia płyty wynoszącym około 75 minut, potrzebnym, aby powrócić do grubości nominalnej. Odpowiada to również przybliżonemu zmniejszeniu zużycia energii przez suszarkę z 4,8 KW do 3 KW na m² użytego materiału.
Test drukowania
Pomimo wszystkich wspomnianych oszczędności rozpuszczalnika, czasu i energii, największa wątpliwość sprowadza się do pytania: czy płyta będzie drukować przy tak małej głębokości reliefu? W poniższym przykładzie pracowano w zakładzie DFTA-TZ Uniwersytetu w Stuttgarcie, gdzie wydrukowano płyty o różnej głębokości reliefu z ustawieniem 70 mikronów dodatkowego nacisku w formie Kiss Print. Ciśnienie rastrowe wynosiło 60 mikronów. Porównano krzywe przyrostu punktu między różnymi głębokościami reliefu płyty, co doprowadziło do wniosku, że wszystkie krzywe są bardzo podobne i można ich używać bez konieczności dostosowywania do krzywych druku. Można jednak rozważyć niewielką korektę w poszczególnych przypadkach, ponieważ nie dało się potwierdzić przyrostu punktu w przypadku realizacji dłuższych zadań produkcyjnych.
Zalety
Jak wynika z przeprowadzonych testów, na poziomie lokalnym każdy może wnieść swój wkład w ślad środowiskowy produkcji płyt w swojej firmie, podejmując odpowiednie, świadome działania, jednocześnie poprawiając ogólną jakość i wpływ na środowisko druku fleksograficznego jako całości.
Niezależnie od tego, czy zastosujemy 0,2 mm, 0,3 mm czy 0,4 mm, głębokość reliefu powinna być ustalana przez każdego klienta. Jednak powyższe badania pokazały, że nie jest już uzasadnione klasyfikowanie reliefu 0,6 mm dla płyt 1,14 mm jako normy z technicznego punktu widzenia. Jest to szczególnie ważne dzisiaj, gdy biorąc pod uwagę zmieniający się klimat powszechnie bada się procesy wytwarzania płyt, aby w jak największym stopniu przyczynić się do zmniejszenia śladu węglowego.
Przyjmując to podejście możemy odczuć korzyści płynące z efektu synergii – oszczędności rozpuszczalnika do wymywania, jak również redukcji kosztów energii suszenia oraz czasu produkcji płyt. Co za tym idzie, zmniejszamy w ten sposób ślad węglowy, poprawiając wpływ środowiskowy i otwierając szansę na dalsze bezpieczne funkcjonowanie branży.
Przedstawicielem firmy Asahi Photoproducts w Polsce jest firma Reprograf-Grafikus.
Na podstawie materiałów firmy Asahi Photoproducts opracowała BZ
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
