در فلکسوگرافی از ماشین آلات و تجهیزات مختلفی برای چاپ استفاده می‌شود. به‌طورکلی ماشین های چاپ فلکسوگرافی دارای چهار بخش اصلی است؛ رول بازکن یا تغذیه، بخش چاپ، خشک‌کن و در نهایت رول جمع‌کن (قسمت خروجی) که تمام این تجهیزات انواع مختلفی دارند. علاوه بر این بخش‌ها، تجهیزاتی دیگر مانند هدایت‌کننده‌های رول، دوربین‌های وب، بخش پودرپاش و شفت‌های بادی نیز در ماشین چاپ به کار می‌روند که در عملکرد چاپ فلکسو دارای اهمیت هستند. ما در این جستار به معرفی و بیان کارکرد هر بخش خواهیم پرداخت.
نوردهای ماشین های چاپ فلکسوگرافی
نورد پوشیده از لاستیک چیست؟
نورد لاستیکی از یک شفت (میله و محور) فلزی و پوشش لاستیکی تشکیل شده است که خاصیت ارتجاعی دارد. نوردها با قطرها و طول‌هایی مختلف وجود دارند. اکثر نوردهای لاستیکی از پلیمرهای لاستیک ارتجاعی ساخته شده‌اند. یک ماده ارتجاعی، پس از تغییر شکل (دفرمه شدن) اندازه‌اش را دوباره به دست می‌آورد. پلیمرها از مونومرها به وجود می‌آیند. الاستومرها پلیمرهایی با خاصیت کشسانی هستند. بسیاری از لاستیک‌های سخت، مانند لاستیک های توپ بولینگ و… اغلب به‌عنوان پوشش نورد استفاده می‌شوند.
مواد تشکیل‌دهنده نوردهای لاستیکی
نورد لاستیکی باید در محیط پیرامون خود و در ماشین چاپ نقش خود را به‌درستی ایفا کند. انتخاب درست این نورد به نوع کار با آن در ماشین چاپ بستگی دارد. این موضوع با توجه به الاستومرهای زیادی که در دسترس‌اند و با توجه به نوع ویژگی‌های برجسته خودشان قابل‌بحث و بررسی هستند. الاستومرها با ترکیب با عناصر دیگر مانند آنتی‌اکسیدان‌ها، تسریع‌کننده‌ها، رنگ‌دانه‌ها، منبسط‌کننده‌ها و پرکننده‌های تقویت‌کننده و نرم‌کننده‌ها از هم متمایز می‌شوند.
معمولاً الاستومر باید با توجه به کاربرد و شرایط محیطی انتخاب شود. تمام ویژگی‌های مطلوب را نمی‌توان هم‌زمان در یک الاستومر خاص جستجو کرد بلکه باید آن را، با ترکیب با عناصر دیگر، مستعد این کار کرد. مثلاً نمی‌توان از یک الاستومر انتظار داشت که مقاوم به خراش، مقاوم در دماهای بالاتر از ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد و حلال چربی‌دار با حداکثر سختی ۳۰ باشد. برخی از این مشخصه‌ها با فرمول و ترکیب مناسب می‌توانند بهبود یابند. مثلاً الاستومرهای مقاوم به خراش با پرکننده‌های تقویتی بهبود می‌یابند و یا با اضافه کردن نرم‌کننده‌ها به الاستومر می‌توان سختی آن را کاهش داد. امروزه نوردهای لاستیکی با برنامه‌ریزی‌های خاص کامپیوتری طراحی و ساخته می‌شوند.
انواع لاستیک‌ها و کاربردهایشان در نوردهای فلکسوگرافی
لاستیک‌های نئوپرنی
در علم شیمی، نئوپرن، کلروپرن، پلیمریزه شده است. نئوپرن‌ها الاستومرهایی سخت با مشخصه‌های عالی، مقاومت شیمیایی خوب و حالت ارتجاعی بالا هستند.
فهمیدن این‌که چرا این پلیمر طبیعی در بسیاری از نوردها استفاده شده آسان است. نئوپرن‌ها در نوردهای بخش کشنده ورودی و نوردهای منشأ کاربرد دارند.
نوردهای نیتریل و Buna N
لاستیک نیتریل (طبیعی) یا Buna N یک نوع کوپلیمر بوتادینی و اکریلونیتریل است. از مشخصه‌های مهم لاستیک نیتریل مقاومت در برابر روغن (چربی)، مقاومت شیمیایی بالا و مقاومت در برابر آب است. این ماده در نوردهای مرکب‌دهی و نوردهای اسکوئیجی در ماشین‌های کپی پروسه آبی استفاده می‌شود.
اتیلن پروپیلن
این پلیمر اغلب EPT نامیده می‌شود (هرچند EPDM نیز نامیده شده و نام درستش نیز همین است). این پلیمر شامل ستون‌های اتیلن و پروپیلن با مقدار کمی مواد معلق اشباع‌شده برای چسبیدن آن‌ها به هم است. این زنجیره (حلقه) به‌طور شیمیایی استاندارد شده است، همچنین مقاومت شیمیایی عالی، مقاومت به گرما تا ۳۵۰ درجه فارنهایت یا ۱۷۷ درجه سانتی‌گراد و مقاومت به ازون دارد. این ماده مقاومت خوب به حلال‌های قطبی مانند کتون‌ها دارد ولی مقاومت آن در برابر روغن آلیفاتیک ناچیز است. معمولاً EPDM درجاهایی که محیط شیمیایی است و به حرارت‌های بالا و یا مقاومت به ازون نیاز است، استفاده می‌شود.
پلی‌اورتان
پلی‌اورتان یا اورتان عموماً شامل ستونی از دیول است که با دی‌ایزوسی‌نات واکنش یافته است. دیول‌ها رزین‌های پلی‌استر یا پلی‌اتر هستند. دی‌ایزوسی‌نات‌های بی‌شمار در این ترکیبات استفاده می‌شوند اما یکی از متداول‌ترین آن‌ها TDI است. وقتی دی‌ایزوسی‌نات و دیول در یک مرحله واکنش نشان می‌دهند، به الاستومر جامه تبدیل می‌شوند. این فرایند on-shot نامیده می‌شود.
انواع پلی‌اورتان
- پلی‌اورتان با رزین پلی‌اتر؛
- پلی‌اورتان با رزین پلی‌استر.
پلی‌اورتان‌ها پلی‌استر مقاوم به روغن و حلال است ولی در تجزیه با آب (آبکافت) ضعیف است. اورتان پلی‌اتر پایداری بهتر در برابر آبکافت دارد و مقاوم به حلال است ولی در برابر روغن ضعیف است. باید به خاطر سپرد که همه‌ی اورتان‌ها، خواه پلی‌استر یا پلی‌اتر، در رطوبت و دمای بالا درجه سختی‌شان کم شده و نرم‌تر می‌شوند.
پلی‌اورتان‌ها کاربردی گسترده در نوردهای ماشین دارند. آن‌ها درجاهایی استفاده می‌شوند که به مشخصه‌های فیزیکی بالا همچون مقاومت سایشی و یا مقاومت به حلال نیاز باشد.
لاستیک طبیعی
لاستیک طبیعی ازنظر شیمیایی به پلی‌ایزوپرن معروف است و در جاهایی که به استحکام بالای نورد نیاز است، استفاده می‌شود. پلی‌ایزوپرن مصنوعی برای پوشش بهتر نوردها و مقاوم کردن آن‌ها به سایش کاربرد دارند.
خصوصیات و مشخصه‌های فیزیکی لاستیک‌ها
وقتی یک الاستومر دفرمه (تغییر شکل یافته) می‌شود، برگشت کامل آن به حالت اولیه ممکن نیست. این مقدار تغییر شکل برگشت‌ناپذیر وضعیت نامیده می‌شود. انجمن آزمون مواد آمریکا Astm دو روش مشخص را برای اندازه‌گیری set شرح می‌دهد:
- وضعیت پایدار (ثابت) D412؛
- وضعیت تراکم D429.
مقادیر به‌دست‌آمده از هر دو آزمایش به شرایط مختلف آزمایش بستگی دارد.
حالت ارتجاعی (پرش)
حالت ارتجاعی، سرعت برگشت الاستومر کشیده شده است. در ASTM روش‌هایی برای آزمایش این ویژگی خاص الاستومر وجود دارند. در ASTM شماره D2632، D1050، D945 این مشخصه با درصد برگشت جهش الاستومر بیان شده است.
سختی
سختی نورد یکی از ویژگی‌های بارز آن است و معمولاً روی پوشش نورد محاسبه می‌شود. پوشش نورد ممکن است هر پلیمر یا الاستومری باشد و شامل همه پلاستیک‌ها، لاستیک‌های طبیعی و یا لاستیک‌های مصنوعی است.
درجه سختی مقاومت سطحی به نفوذ را بیان می‌کند و با ابزارهایی ویژه با نام سختی‌سنج اندازه‌گیری می‌شود. به‌عبارتی‌دیگر چگالی لاستیک اندازه سختی آن است. چگالی در سه حالت اندازه‌گیری می‌شود:
- اندازه‌گیری پلاستومر؛
- چگالی‌سنج؛
- سختی‌سنج.
واحد سختی‌سنج شور است و سختی لاستیک با عددی که شور بیان می‌کند، سنجیده می‌شود. وقتی‌که لاستیک سرد است، سخت‌تر و هنگامی‌که گرم می‌شود، نرم‌تر است.
در حرارت‌های بالای ۹۴ درجه سانتی‌گراد، استفاده از نوردهای لاستیکی طبیعی محدود شده است. در دمای ۱۲۱ درجه‌ی سانتی‌گراد تا ۱۴۹ درجه‌ی سانتی‌گراد تغییرات شیمیایی و حالت فیزیکی طبیعی لاستیک، خطر استفاده از آن‌ها را بالا می‌برد.
دماهای پایین و فوق‌العاده سرد نیز بر لاستیک‌ها اثر می‌گذارند و آن‌ها را شکننده می‌کنند؛ این اتفاق مخصوصاً در لاستیک‌های سخت بیشتر رخ می‌دهد. مواد پلیمری با افزایش طول عمر سخت‌تر می‌شوند، از این رو اگر یک لاستیک برای زمان طولانی انبار (ذخیره) شود انتظار می‌رود که پوشش آن به دلیل ترکیب با اکسیژن، سخت‌تر از روز اول باشد. این سختی به دلیل ترکیب با اکسیژن است. ضخامت لاستیک در سختی آن تأثیری بسزا دارد.
نوردهای محدب
تفاوت قطر مرکز نورد و دونقطه انتهایی آن را تحدب نورد می‌نامند. جبران کردن انحنای نورد در حالت فشار یکی از علل وجود ضریب تحدب لاستیک در نورد است. ضریب تحدب لاستیک با سه روش اندازه‌گیری می‌شود:
- اندازه‌گیری قطر؛
- اندازه‌گیری با ابزاری به نام saddle gauge؛
- میکرومتر.
در کاربردهای معین، ممکن است نورد حالت معکوس به خود گیرد و حالت مقعر داشته باشد.
وقتی نوردها محدب باشند، انحراف بدنه نورد تحت‌فشار جبران می‌شود.
این انحراف با طراحی و مشخصه‌های فیزیکی بدنه نورد و مقدار فشار تحمیل‌شده به آن تعیین می‌شود. هر فشار به تحدب مخصوص به خود نیاز دارد؛ بنابراین انتخاب درست نورد در ماشین از معیارهای مهم چاپ است. نوع، ضخامت، مقدار تحدب و سختی پوشش لاستیک در این که کدام نورد می‌تواند انتخاب درست باشد، تأثیر دارد.
بحث درباره تحدب لاستیک و مسائل مربوط به آن بسیار پیچیده و از موضوع حاضر خارج است. برای دستیابی به این اطلاعات می‌توان با تولیدکننده نورد تماس گرفت.
نگهداری و مراقبت از نوردها
انبار کردن
انبار کردن نوردهایی که استفاده نمی‌شوند از بروز آسیب‌های مکانیکی در آن‌ها جلوگیری می‌کند. محیط سرد، تاریک، دور از نور خورشید و با میانگین رطوبت ایده‌آل برای ذخیره نوردها و انبار کردن آن‌ها مناسب است. محدوده دمای توصیه‌شده (پیشنهادی) ۵/۱۵ تا ۵/۳۲ درجه سانتی‌گراد است که عمر مفید نورد را افزایش خواهد داد. اگر حرارت در انبار زیر ۵/۱۵ درجه سانتی‌گراد است، قبل از استفاده از نورد، حرارت باید به بالای ۵/۱۵ درجه سانتی‌گراد برسد.
نوردها را باید داخل جعبه‌های مخصوص یا روی پایه‌هایی که از زمین فاصله دارند، طوری چید که به آن‌ها خسارت نرسد. حمل‌ونقل نورد با جعبه به آن آسیب نمی‌زند. نباید هیچ‌گاه نوردها را روی هم گذاشت چون وزن آن‌ها باعث صدمه زدن به خودشان می‌شود. اگر این اتفاق بیافتد، سطح‌نورد در جاهایی که فشار به آن وارد می‌شود، تخت می‌شود. قبل از استفاده، بررسی نوردها از مسائل مهم در چاپ است.
حفاظت سرخ نورد
قطرات روغن، گریس، نفت سفید، حلال‌ها و دیگر مواد شیمیایی باعث آسیب زدن به پوشش نورد می‌شوند. این مواد جذب پوشش لاستیکی نورد شده و باعث تورم، تجزیه و از دست رفتن مشخصه‌های فیزیکی آن می‌شوند. اگر این مواد با مغزی فلزی که پوشش لاستیکی روی آن است تماس یابند، چسب پوشش لاستیکی از مغزی فلزی را سست و پوشش را شل می‌کند که ممکن است باعث جدایی کامل پوشش و مغزی شود.
نظافت
تمیز کردن نوردها با انواع مختلفی از حلال‌ها انجام می‌شود. همیشه باید توجه داشت که برای شست‌وشو و نظافت نوردها با تولیدکنندگان نوردها مشورت کرد که با چه حلالی می‌توان آن را تمیز کرد. شست‌وشو با ابزاری که باعث سایش لاستیک می‌شوند به‌هیچ‌عنوان توصیه نمی‌شود.
جابه‌جایی
نوردها را باید از سرمحورها گرفت و جابه‌جا کرد. اتصال‌های درست نورد درون جعبه به‌وسیله‌ی تسمه، مهار، طناب و… باعث آسیب به نورد در هنگام حمل‌ونقل می‌شود. کابل‌ها، طناب‌ها و دیگر ابزاری که برای اتصال جعبه نورد استفاده می‌شوند، نباید کوچک‌ترین برخوردی با نورد داشته باشند و به آن صدمه بزنند.
استفاده
نورد نباید مدت طولانی بدون استفاده باقی بماند چون سطح نورد با اکسیژن ترکیب می‌شود. قبل از استفاده، باید نوردها را بررسی کرد و در صورت بروز مشکل لایه‌نازکی از روی آن‌ها را برداشت. برداشت لایه در این حالت باید یک سی‌ودوم اینچ پوشش قطر نورد باشد.
فشارهای زیاد و تماس با مواد شیمیایی باعث صدمه زدن به نورد می‌شوند. تماس با روغن و یا تنظیم نامناسب نورد باعث افزایش حرارت در نورد و خرابی آن می‌شود. فشارهای نورد در سرتاسر آن باید یکسان باشند.
هنگامی‌که ماشین در حالت آماده‌به‌کار است، فشار نورد باید آزاد شود. در استفاده از نوردها باید به نکات زیر توجه کرد:
- استفاده از نوردهای متناسب با نیاز کاری؛
- استفاده از نوردهای با قطر مناسب؛
- تایید سختی نورد استفاده شده؛
- محافظت نورد در مقابل صدمات احتمالی؛
- برداشتن فشار از نوردها وقتی ماشین خاموش است؛
- تعویض و یا اصلاح یاطاقان‌ها و بلبرینگ‌های خارج از مرکز و خراب؛
- تمیز و خشک‌کردن نوردهای بلااستفاده و پیچیدن آن‌ها در کاغذ و گذاشتن داخل جعبه‌های مخصوص.
ساختمان جعبه
جعبه‌ها از نوردها نگهداری کرده و از آن‌ها در حمل‌ونقل محافظت می‌کنند. فاصله سطح لاستیک نورد از سطوح داخلی جعبه باید حداقل ۵ سانتی‌متر باشد و برای نوردهای با قطر بزرگ‌تر از ۷۶ سانتی‌متر این فاصله باید حداقل ۱۰ سانتی‌متر باشد. طول جعبه باید به حدی باشد که تمام سطح نورد و انتهای دو محور آن در داخل آن قرار گیرد.
بیشتر بخوانید: نورد آنیلوکس قلب چاپ فلکسو
حفاظت از نورد در برابر هوای سرد
نوردهای سرد و یا نوردهایی که در معرض تغییرات حرارتی شدید قرار می‌گیرند مستعد آسیب دیدن هستند. نوردهای سرد باید با مراقبت بالا حمل شوند. دمای بحرانی برای پوشش نورد صفر درجه سانتی‌گراد است.
در دمای زیر صفر؛ نوردهای با پوشش سخت (۷۵ شور) یا هر نورد سخت، صرف‌نظر از سختی، ابتدا باید گرم (دمای آن باید به صفر درجه و یا بالاتر برسد) و سپس حمل شود. برای نوردهای نرم‌تر از ۷۵ شور به این گرما نیاز نیست. قرار دادن نوردها در انباری که درجه حرارت آن در حدود ۵/۱ درجه سانتی‌گراد است و در کمتر از ۲۴ ساعت به‌تدریج بیشتر می‌شود، بهترین گزینه است. برای حداقل کردن اثرات تغییر حرارت روی نورد، باید آن را عایق‌بندی کرد.
ماشین های چاپ فلکسو
