Structural and mechanical aspects in the print nip and their effect on the ink transfer in flexographic packaging printing
Tid: Fr 2024-09-27 kl 09.00
Plats: F3 (Flodis), Lindstedtsvägen 26 & 28, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/69982785601
Språk: Engelska
Ämnesområde: Teknisk mekanik Hållfasthetslära
Respondent: Civilingenjör Cecilia Rydefalk , Teknisk mekanik, RISE Research Institutes of Sweden
Opponent: Professor Ramin Farnood, University of Toronto
Handledare: Professor Artem Kulachenko, VinnExcellens Centrum BiMaC Innovation, Teknisk mekanik; PhD Anton Hagman, RISE Research Institutes of Sweden; PhD Sofia Thorman, RISE Research Institutes of Sweden
QC 240830
Abstract
Flexografisk tryckning av vätskekartong är en process som både är förrädiskt enkel och enormt komplicerad. Tryckprincipen är enkel att förstå, de flesta har säkert gjort potatistryck som små. Skurit ut ett upphöjt mönster i en halv potatis, doppat i färg och tryckt på ett papper. Samma princip gäller egentligen även i industriskala. Ett upphöjt mönster på en mjuk polymerplåt täcks med färg. Färgen förs över till det man vill trycka på genom att föra ihop ytorna med kraft. Till skillnad från hemma vid köksbordet sker färgöverföringen med en hastighet som kan ligga på 600 m/min och med finskaliga mönster och text som ska återges både visuellt tilltalande och läsligt. Materialet som undersöks i det här arbetet är huvudsakligen kommersiell vätskekartong. Den sortens kartong som ofta återfinns omslutande mjölk eller krossade tomater. I den här avhandlingen utforskas ett par olika aspekter som påverkar hur väl färgöverföringen sker i ett trycknyp. Hur snabbt kartongen komprimeras, vad som händer med en yta som inte är slät och hur tryckpulsen påverkar färgöverföringen.
Kompressionen i ett trycknyp går många gånger snabbare än någon standardmetod för att mäta kompressionsstyvheten i kartong. Papper och kartong är tidsberoende material, de kryper. Dvs, när de utsätts för tryck under lång tid så mjuknar de. Här undersöks därför vad som händer när man går åt andra hållet och kompressionshastigheten ökar. Styvheten i kartongen när den komprimeras med hastigheten i ett trycknyp undersöktes. Framför allt visade det sig att bestrykningsskiktets styvhet påverkades av höghastighets-kompressionen.
Ett välkänt sätt att förbättra färgöverföringen är att trycka hårdare. Det finns däremot begränsningar som gör att det inte är möjligt eller att det inte förbättrar att trycka hårdare. Sker tryckningen på ett känsligt material kan en hårdare intryckning skada materialet. Det sliter även på tryckplåtarna. I partier som utgörs av rasterpunkter kommer de att deformeras av det högre trycket och försämra resultatet. Dessutom finns det en gräns där tryckresultatet inte längre förbättras, även när man trycker hårdare och hårdare. I det här arbetet kombineras olika ytstrukturer och styvhet på material för att undersöka hur jämn tryckfördelningen blir när de rullar igenom ett trycknyp tillsammans. Föga förvånande har ytstrukturen störst påverkan. Men eftersom materialen inte svarar linjärt på högre kraft förflyttas områdena med jämn tryckfördelning när man ökar kraften. Dessutom kan tillräckligt stora gropar och toppar på baksidan av kartongen ha effekter även på en väldigt slät trycksida.
När lasten eller intryckningen ökas i ett trycknyp så görs detta genom att föra samman cylindrarna i tryckpressen. Det innebär att maxlasten på kartongen ökar, samtidigt som kontakten mellan kartong och kliché (nyplängden) ökar. Här undersöks därför vad som händer med tryckresultatet när man separerar maxlast och nyplängd. Vid högre maxlast men konstant nyplängd förs lite mer färg över till kartongen. Däremot vid ökande nyplängd med samma maxlast förs lite mindre färg över till kartongen.