در فلکسوگرافی از ماشین‌آلات و تجهیزات مختلفی برای چاپ استفاده می‌شود. به‌طورکلی ماشین 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 خنک‌کننده ماشین چاپ فلکسوگرافی
فیلم‌ها در معرض گرما نرم‌تر می‌شوند و استقامت خود را از دست می‌دهند و حتی ممکن است کش بیایند. برای خشک‌کردن مرکب به مقداری حرارت در عملیات چاپ نیاز است؛ ولی این گرما و حرارت باید به‌دقت کنترل شود. برای کنترل حرارت فیلم‌ها معمولاً از نوردهای خنک‌کننده استفاده می‌شود. این نوردها بین خشک‌کن آخر و رول جمع کن نصب می‌شوند؛ جایی که به کاهش دمای فیلم نیاز است.
رول، پس از عبور خشک‌کن، از روی نوردهای خنک‌کننده که آب سرد درون آن‌ها جریان دارد عبور می‌کند و خنک می‌شود. درواقع گرما از سطح چاپی به سطح نورد، با رسانایی و انتقال از جداره نورد خنک‌کننده به مایع سردکننده داخل آن از طریق همرفت، منتقل می‌شود.
این بخش از دستگاه چاپ سه هدف را تأمین می‌کند:
- با گردش آب سرد داخل نوردهای خنک‌کننده، دمای لفاف به درجه‌ی حرارت عادی بازمی‌گردد. این عمل سبب می‌شود لفاف‌ها هنگام پیچیدن در قسمت رول جمع کن روی یکدیگر نچسبند؛
- نقطه مطلوب کنترل کششی را پدید می‌آورد که حالت لفاف را در مسیر عبوری داخل خشک‌کن هموار و یکنواخت نگه می‌دارد؛
- هنگام چاپ لفاف‌های بسیار منعطف و نازک که احتمال کش آمدن آن‌ها بالاست، این بخش به کنترل اندازه محصول نهایی کمک می‌کند.
انتقال حرارت از فیلم‌ها به نوردهای خنک‌کننده از طریق همرفت انجام می‌شود. نوردهای خنک‌کننده گرما را با رسانش از فیلم دریافت و به دیواره خود منتقل می‌کنند و طی عمل همرفت آن را به سردکننده منتقل می‌کنند.
فرمول انتقال حرارت و گرمای ورودی عبارت است از:
U = مجموع سرعت انتقال گرما
A = مساحت ناحیه تحت پوشش نورد
∆TL = متوسط لگاریتم اختلاف حرارت بین دو سطح
input heat =H : مجموع سرعت جریان حرارت در واحدهای حرارت در واحدهای حرارتی انگلستان در هر ساعت؛
BTU/hr/ft2/℉ =مجموع سرعت انتقال گرما: U
℉ = درجه فارنهایت
Btu = واحدهای حرارتی انگلستان
Hr= ساعت
مقدار u از این فرمول به دست می‌آید:
U1: مقدار رسانش سطح چاپی برای انتقال حرارت به سردکن؛
A: نواحی در معرض انتقال حرارت نورد (مساحت ناحیه) (Ft2).
این نواحی شامل نواحی پوشش داده‌شده توسط لفاف است. برای یک سرعت ثابت، هرچه مساحت ناحیه تحت پوشش بزرگ‌تر باشد، انتقال حرارت بیشتری انجام می‌شود.
Tl∆: متوسط لگاریتم اختلاف حرارت مؤثر بین دو سطح ℉
خنک کردن پیوسته:
T1∆: تفاضل حداکثر حرارت بین سطح چاپی و مایع سردکننده داخل نورد؛
T2∆: تفاضل حداقل حرارت بین سطح چاپی و مایع سردکننده داخل نورد.
در استفاده از این نوردها باید دقت کرد که چه تعداد سطوح چاپی در چه سرعتی و در چه وزن و عرضی در ماشین استفاده می‌شوند؟ اگر ماشین چاپ کوچک است، نوردهای با عرض ۵/۹۱ سانتی‌متر یا پایین‌تر، سرعت‌های ۷۵ تا ۱۰۰ متر در هر دقیقه را پوشش خواهند داد. یک نورد خنک‌کننده ساده ممکن است این کار را به‌سادگی انجام دهد.
انواع نوردهای خنک‌کننده
– نورد خنک‌کننده تک‌جداره
بیشتر در ماشین‌های کوچک، با عرض کم و در سرعت‌های پایین استفاده می‌شود. در این سیستم مایع سردکننده از یک سر نورد وارد می‌شود و در آن جریان می‌یابد. نورد تا نصف پر و مایع از سر دیگر نورد خارج می‌شود. در این حالت یا طراحی‌های مشابه هوای داخل سیلندر خارج‌شده تا سطح مایع حداکثر تماس را با نورد داشته باشد (شکل ۱).
جریان‌های سردکننده از مجرای ورودی نورد را تقریباً تا نصفه پر می‌کنند و از مجرای خروجی خارج می‌شوند.
شکل ۱- نورد خنک‌کننده تک جداره
– نورد خنک‌کننده مجرادار (منفذدار)
در مواقعی که بخواهند اثر خنک‌کنندگی نورد را افزایش داده و عدم تعادل را به حداقل برسانند، از این نورد استفاده می‌کنند (شکل ۲). همان‌طور که دیده می‌شود، آب از مجرایی به نورد داخل و از مجرای دیگر از آن خارج می‌شود. در این حالت، هوا به‌طور اتوماتیک از نورد تخلیه شده و کاملاً پر از آب می‌شود.
شکل ۲- نورد خنک‌کننده مجرادار
– نورد خنک‌کننده دوجداره
روش دیگر برای بهبود اثر خنک‌کنندگی و کارآیی نورد استفاده از نورد دوجداره است. در این سیستم مایع سردکننده در دیواره‌ای درون نورد جریان می‌یابد. این حالت موجب جریان‌پذیری بیشتر مایع و کنترل سرعت آن می‌شود. درنتیجه گرمای بیشتری از سطح چاپی به نورد منتقل می‌شود (شکل ۳).
شکل ۳- نورد خنک‌کننده دوجداره
بیشتر بخوانید: کیفیت چاپ فلکسو در گرو تمیز کردن نورد آنیلوکس
– نوردهای خنک‌کننده دوجداره با بدنه داخلی مارپیچی
نوع پیشرفته‌تر نوردهای دوجداره در شکل ۴ نشان داده شده است. این نوردها، نوردهای خنک‌کننده دوجداره چاپ فلکسوگرافی با بدنه داخلی مارپیچی نام دارند. برای طراحی این‌گونه نوردها چندین سال تلاش شده است. برخی از این طراحی‌ها حق امتیاز دارند و بدون آن نمی‌توان در تجارت بین‌المللی این نوردها را تولید کرد.
این نوع نوردها بدنه داخلی مارپیچی دارند. تعداد بدنه‌های داخلی مارپیچی در این نوردها می‌تواند کم یا زیاد باشد. هرچه تعداد این بدنه‌ها بیشتر باشد، انتقال حرارت بهتر انجام می‌شود. این نوع نوردها معمولاً در سیستم‌های بسته و سردکن‌های اتوماتیک همچون بخش بسته‌بندی استفاده می‌شوند.
در تمام نوردهای خنک‌کننده، به آزمایش فشار و هیدرواستاتیک نیاز است. سرعت سطح چاپی و نورد با توجه به تعادل استاتیک یا دینامیک از پیش مشخص می‌شوند. البته در بیشتر نوردهای خنک‌کننده، از تعادل دینامیک استفاده شده است.
فرآیند فلکسوگرافی در حال رشد است چون می‌تواند با تنوع گوناگون سطوح بسته‌بندی سازگار شود. سیستم گرمایش، خنک‌کننده و تجهیزات خنک‌کننده اجزایی بسیار مهم در این فرایند هستند.
شکل ۴ – نورد خنک‌کننده دوجداره با بدنه داخلی مارپیچی
ادامه دارد…
فلکسوگرافی
