Teoria i metodyka badań przenoszenia farby fleksograficznej

• Autorzy: Stępień K.

Warianty tytułu

EN

Theory and Experimental Methodology in Flexographic Ink Transfer Research

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł stanowi kontynuację cyklu publikacji autora związanych z badaniami procesu przenoszenia farby w technologii fleksograficznej (1-4). W publikacji zaprezentowano zależności teoretyczne opisujące ilość przenoszonej farby z formy drukowej na podłoże. Podstawowym parametrem charakteryzującym proces podziału warstwy farby między formą a podłożem drukowym jest wspołczynnik jej przenoszenia. Przedstawiono modyfikacje rownania Fetsko-Walker w postaci zależności opracowanych przez Ruppa i Rieche. Zastosowanie tych rownań do analizy procesu przenoszenia farby wymaga wyznaczenia wielu wspołczynnikow, ktore charakteryzują wzajemne wspołdziałanie farby i podłoża w procesie drukowania. Obecnie badania tych wspołczynnikow przeprowadzane są udoskonalaną metodą, na nowoczesnej aparaturze symulującej proces drukowania rożnymi technikami. Ilość farby przenoszonej na podłoże chłonne jest zawsze większa niż na podłoża niewsiąkliwe. Opis matematyczny zachodzących zjawisk jest złożony. Przyjmuje się, że przepływ farby w strefie drukowania ma charakter laminarny. W artykule omowiono wyniki badań wykonanych w IPiP PŁ. Opracowano symulator w pakiecie programu Matlab-Simulink, ktory oblicza parametry modelu i wyznacza wartość wspołczynnika przenoszenia farby wodorozcieńczalnej. Ponadto, zaprezentowano wspołczesne rozważania Li Yanga na temat fizycznego modelu przepływu farby do porowatego podłoża. Uwzględniają one dynamikę przepływu farby w strefie docisku. Z analizy wynika, że dominującą rolę w procesie przekazywania farby ma rozkład profilu docisku w strefie drukowania. Przedstawiono wyniki analizy matematycznej wykonanej w IPiP z wykorzystaniem programu PCA Principal Component Software (wersja SIMCA P+). Dotyczyła ona selekcji najważniejszych spośrod kilkunastu mierzonych czynnikow wpływających na proces przekazywania wodorozcieńczalnej farby fleksograficznej na formę drukową i z formy na podłoże. Okazało się, że najistotniejszymi czynnikami wpływającymi na przebieg transferu farby na formę są zmienne opisujące właściwości dozującego dysku rastrowego. Badania potwierdziły rownież, że ilość farby przenoszonej na podłoże zależy przede wszystkim od jej ilości na formie. Następnymi ważnymi czynnikami są: docisk i prędkość procesu drukowania, szybkość wnikania farby w podłoże oraz maksymalna zwilżalność i objętość porow powierzchniowych podłoża. Końcowa część publikacji opisuje metodykę badań procesu przenoszenia farby we fleksodruku na urządzeniu IGT F1, w ktorym zastosowano rożne dyski dozujące farbę UV i podłoże drukowe w postaci folii polipropylenowej. Wyniki pomiarow właściwości zastosowanych materiałow i analizę badań procesu przenoszenia farby zostaną przedstawione w kolejnych publikacjach.

EN

The article is a continuation of the author’s publication series related to testing of ink transport in flexographic technology (1-4). This publication presents the theoretical dependence describing the amount of the ink transferred from the printing plate to the substrate. The main parameter which characterizes the process of splitting layers of ink between the plate and the substrate is the ink transfer coefficient. The author shows modifications of Fetsko-Walker equation in the form of dependence developed by Rupp and Rieche. To analyze it is necessary to perform empirical research of ink transfer process in order to determine the unknown coefficients characterizing the interaction between the ink and the substrate during the tested printing process. Currently, the research of these coefficients are being conducted by means of a refined measurement methodology, using modern equipment simulating the process of printing process for various printing techniques. The amount of the ink transferred to the absorbent substrate is always higher than in case of non-absorbent substrate. The mathematical description of the phenomena is complex. It is assumed that the flow of ink in the printing area is laminar. The article also quotes the results of tests carried out at the Institute of Papermaking and Printing at the Technical University of Lodz (IPiP PŁ). They concerned the experimental measurements and theoretical research. The latter involved developing a simulator in the package of Matlab-Simulink software that calculates the parameters of the model and determines the value of the water-dilutable ink transfer coefficient. Moreover, the paper presents contemporary Li Yang’s considerations on the physical model of the flow of ink to the porous substrate, which take into account the dynamics of the ink flow in the pressure area of printing. His analysis shows that the dominant role in the process of ink transfer is played by the pressure profile distribution in the area of print. In addition, there has been presented the results of the mathematical analysis performed at the IPiP PŁ by the use of PCA (Principal Component Analysis) Software (ver. SIMCA P+). It concerned the selection of the most important among several measured factors influencing the process of transferring the water-dilutable flexographic ink onto the printing plate and then to the substrate. It turned out that the most significant factors influencing the course of the ink transfer on the plate are the variables describing the properties of the dosing anilox disk. The tests have also confirmed that the amount of ink on the plate is a factor most responsible for the amount of the ink transferred to the substrate. The following important factors are the pressure and speed of the printing process, the speed of the ink being absorbed by the substrate as well as the maximum wettability and pore volume of the substrate surface. The final part of the publication describes the methodology of research on the ink transfer process in flexographic technology conducted in the laboratory by means of a test device IGT F1, in which various solutions of dicks dosing UV ink were used and polypropylene film as a printing substrate. The results of measurements of properties of the used materials and analysis of testing the ink transfer process will be presented in the next publications.

Słowa kluczowe

PL

fleksografia; technologiczne parametry drukowania; transport farby

EN

flexography; technological parameters of printing; ink transfer

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Papierniczy
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 70, nr 9
• Strony: 569--574
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Stępień K.

• Politechnika Łódzka, Instytut Papiernictwa i Poligrafii ul. Wólczańska 223, 90-924 Łódź

Bibliografia

• 1. Stępień K.: „Badania procesu transportu farby w technologii fleksograficznej”, Przegl. Papiern. 69, 5, 311-318 (2013).
• 2. Stępień K.: „Proces transportu farby metodą postprint”, Przegl. Papiern. 69, 12, 663-668 (2013).
• 3. Stępień K.: „Metodyka badań transportu farby”, Przegl. Papiern. 67, 2, 105-110 (2011).
• 4. Stępień K.: „Empiryczne badania transportu farby”, Przegl. Papiern. 67, 4, 255-258 (2011).
• 5. Stępień K., Khadzynowa S., Leks-Stępień J.: „Czynniki wpływające na przenoszenie farby we fleksografii”, Opakowanie 52, 3, 7, 7-11 (2007).
• 6. Stępień K., Khadzynowa S., Leks-Stępień J.: „Wpływ materiałów poligraficznych na przenoszenie farby w technice fleksograficznej”, Opakowanie 52, 3, 37- 43 (2007).
• 7. Radomski S.: „Równania opisujące bezpośrednie przenoszenie farby na papier w procesie drukowania”, Poligrafika 32,12, 308-310 (1980) i 33, 1, 19-23 (1981).
• 8. Stępień K.: „Transfer mediów w innowacyjnych procesach poligraficznych i przetwórczych. Cz. 1”, Przegl. Papiern. 67, 7, 425-428 (2011).
• 9. Stępień K: „Transfer mediów w innowacyjnych procesach poligraficznych i przetwórczych. Cz. 2”, Przegl. Papiern. 67, 8, 495-499 (2011).
• 10. Li Yang : „A physical model for liquid movement into a porous substrate under the action of a pressure pulse. Paper and Ink Interactions”, Nordic Pulp Paper Res. J. 28, 1, 94-100 (2013).
• 11. Software SIMCA P+ of Umetrics, www.Umetrics.com
• 12. Stępień K.: „Optymalizacja nowoczesnych układów transferu mediów w innowacyjnych procesach poligraficznych i przetwórczych”, Raport z projektu badawczego NN508 484638 MNiSzW, NCN, 2010-13.