ESA, vykládka a kontrola zaťaženia pri tlači obalov flexotlač
Pri tlači obalov sú statické náboje na filmové materiály (napr. PE, PET, BOPP, OPP) čoraz väčším problémom, z ktorého vyplývajú nové požiadavky. Príčinou vysokých statických nábojov je často nedostatok povedomia o kvalite medzi dodávateľmi a nákup materiálu. Nie je nezvyčajné, že sa kotúčový materiál meria pri 150 - 350 KV na odvíjači tlačiarenského a laminovacieho stroja alebo na navíjačke.
Ale vysoké rýchlosti spracovania v procese tlače a konverzie tiež prispievajú k vysokým statickým nábojom. Zákazníci tlačiarní na obaly si čoraz viac uvedomujú a pre zaistenie plynulého výrobného procesu nastavujú nízke limitné hodnoty pre statické náboje.
Kedy a ako sú však zaznamenané statické náboje?
Keď blesk udrie do role podkladu? Hlasné praskanie, ktoré operátorovi bráni v zmene roly? Alebo keď sú zaregistrované materiálne škody alebo poruchy? Pre obsluhu stroja môže byť stále veľmi nepríjemné, ak žiadny z uvedených znakov neindikuje statický náboj. Ale v tomto okamihu je zvyčajne už neskoro na úspešné prijatie protiopatrení.
Mnoho ľudí verí, že tento problém môžu vyriešiť inštaláciou výbojovej tyče na navíjačku, najmä ak sú rušivé statické náboje. V tejto fáze výroby sa však toho veľa urobiť nedá, pretože film sa už vo svojej hlbokej štruktúre staticky zmenil.
Jednoduché vynášacie tyčinky často neprinášajú požadované výsledky a môžu z povrchu fóliového materiálu odstrániť iba malú časť statického náboja. Meranie pomocou prístroja na meranie intenzity elektrostatického poľa môže spočiatku vykazovať upokojujúce nízke hodnoty KV po vybití, ale vysoké statické náboje sa môžu po hodinách znova objaviť.
Čo by sa malo robiť, ak sa po pol hodine na kotúči filmu naprázdno namerajú vysoké hodnoty KV až 100 KV (100 000 voltov)? V procese premeny je potrebné prijať preventívne opatrenia, aby sa zabránilo hromadeniu statických nábojov alebo aby sa odstránili v mieste pôvodu.
Aký prínos má moderná technológia ESA k riešeniu?
Ak sa pozriete na použitie systému ESA na baliacich hĺbkotlačových strojoch, jeho výhody pre absorpčné podklady sú nesporné. Pokiaľ ide o plastové fólie, názory sa rôznia. Môže to súvisieť so zlými skúsenosťami operátorov strojov, ktoré sa často robili pri použití ESA na fóliách.
Len čo sa plastové materiály začnú pohybovať, ich molekulárna štruktúra im umožní vytvárať a zadržiavať statické náboje. Tieto vlastnosti majú vplyv na bezpečnosť a efekt ESA. Obidve sú výrazne znížené a môžu viesť k negatívnym vedľajším účinkom.
Bez aktívnych opatrení na vybíjanie sú oblasti filmu veľmi nabité a môžu sa vylučovať iskrami. Možno hovoriť o šťastí, ak iskry z výboja nevznikajú v smere valca pre hĺbkotlač alebo v zóne Ex (zápalná atmosféra).
Na dosiahnutie optimálnej kvality tlače pri hĺbkotlačovej tlači je tlačný valec nabitý riadeným jednosmerným napätím, ktoré vytvára elektrické pole v tlačovej štrbine (NIP) k uzemnenému hĺbkotlačovému valcu. Podľa Coulombovho zákona vedie elektrické pole k sile, ktorá pôsobí na farbu v bunkách valca tak, že farba prichádza do kontaktu s podkladom.
Vďaka kapilárnemu pôsobeniu sa bunka vyprázdňuje úplne a kontrolovane. V závislosti od použitia v rotačnej hĺbkotlači sú na úplné vyprázdnenie článkov v NIP potrebné elektrické napätia 300 až 1600 V DC.
Ak je elektrické pole narušené statickými nábojmi vo filme, ovplyvní to efekt ESA, takže chýba sila potrebná na vyprázdnenie článkov v NIP. Nekontrolované poplatky môžu mať navyše negatívny vplyv na správanie tlače po celej šírke tlače. Empirické experimenty so systémami ESA na baliacich hĺbkotlačových strojoch preukázali, že efekt ESA drasticky poklesol, najmä u posledných tlačových jednotiek. Tento jav sa vyskytol aj v prípade aktívneho výboja na vstupe a výstupe z tlačovej jednotky.
Systém ESA od spoločnosti Enulec s kapacitnými vysokonapäťovými generátormi a vysokofrekvenčným superponovaním napätia zabraňuje týmto negatívnym účinkom, najmä pri fóliách, a má účinok znižujúci náboj.
Prečo môže dôjsť k prerušeniu elektrického poľa napriek vybitiu?
Príčinu statického náboja nie je možné vždy nájsť tam, kde ju možno tiež merať. Príčinou môžu byť zmeny v molekulárnej štruktúre filmu. Aktívne výbojové elektródy nie sú vždy schopné úplne rekombinovať náboje na fólii. Pretože statické náboje sa môžu zvonku „schovať“ ako nábojové dvojvrstvy.
Je preto ťažké dokázať, čo presne spôsobuje výskyt statických nábojov v tlačovej štrbine a tým zníženie účinku ESA. Systém Enulec ESA pôsobí proti nabitiu dvojitých vrstiev a zabraňuje zníženiu efektu ESA, a to ani pri zložitých podmienkach tlače a pri rôznych druhoch filmu.
Vďaka vysokokapacitnému generovaniu vysokého napätia od spoločnosti Enulec v spolupráci s otlačkovacími valcami sa dosahujú optimálne výsledky tlače v rotačnom hĺbkotlačovom stroji a odpadové rýchlosti a doby výroby sa výrazne znižujú.
Táto technológia navyše rozkladá nežiaduce dvojité vrstvy náboja a eliminuje rušivé statické náboje.
To znamená, že vďaka systému Enulec ESA je tlač plastových fólií oveľa bezpečnejšia, pretože vysoké zachytené náplne sa už nemôžu nekontrolovane vybíjať. V porovnaní s konvenčnými systémami ESA systém „neutralizuje“ náboje a výrazne znižuje náboje zachytené vo filmovom substráte.
Rovnaký PET film sa tlačil na dva štrukturálne identické hĺbkotlačové stroje pomocou rôznych systémov ESA. Tento materiál sa predbežne upravil korónou a statické náboje sa merali na výstupe z tlačovej jednotky po každej náplni lisu.
Po predbežnej úprave koróny sa na obidvoch strojoch najskôr zmeral vysoký statický náboj na PET filme. Následný nameraný statický náboj na stroji vybavenom Enulec-ESA bol oveľa nižší ako na porovnávacom stroji. Systém ESA udržuje stabilné statické náboje v bezpečnej oblasti.
Aké dôležité je ESA pre vyloženie v celom procese premeny?
Často to nie sú ďalšie opatrenia na vykladanie na navíjačke, ktoré znižujú zaťaženie navijaka na minimum, ale správne použitie systému Enulec ESA na hĺbkotlačovom stroji, ktorý je vstupným procesným krokom. Pretože je potrebné sa vyhnúť poplatkom alebo ich odstrániť tam, kde vzniknú.
Proces navíjania je skutočným generátorom náboja pre filmy. Preto je potrebné na každom odvíjači a navíjačke prijať účinné opatrenia na vybíjanie, aby sa zabránilo nabíjaniu. Elektródy s nízkym výkonom a dosahom slúžia skôr na upokojenie zamestnancov ako na efektívny boj proti statickým nábojom na cievke.
Výbojová elektróda ESTDC-LDS od spoločnosti Enulec svieti priamo do medzery na navíjanie. Systém riadeným spôsobom eliminuje kladné aj záporné náboje na oboch stranách podkladu. Všetky takzvané dvojité vrstvy náboja, ktoré môžu byť prítomné, sú špecificky rozbité.
Kde inde sa vyskytujú poplatky a existuje varovný systém pre nadmerné statické náboje?
So statickým riadeným ovládaním ponúka Enulec ideálny doplnok k systému ESA. Túto technológiu používajú veľkí výrobcovia obalov a poprední výrobcovia hĺbkotlačových strojov. Systém sa používa pred a po tlačovom procese, ale tiež na laminovacích strojoch a na navíjačke na identifikáciu nežiaducich nábojov.
Systém meria statické náboje na podklade a pri prekročení nastavenej úrovne výstrahy spustí alarm. Stav a priebeh statických nábojov na podklade sú úplne zdokumentované. Static Inline Control sa ideálne inštaluje za odvíjač a pred navíjač.
Mnoho vedúcich výroby sa pýta, prečo má ten istý materiál v jeden deň menej nábojov a v iné dni iskrové výboje na vinutí. Dôvodom nie sú iba rozdielne klimatické podmienky. Príčinou sú často už nabité valčeky substrátu. Z tohto dôvodu sa zaťaženie za odvíjačom meria pomocou niekoľkých snímačov. Iný merací systém bezprostredne pred navíjačom informuje operátora, či bol stroj použitý na zníženie zaťaženia.
Bezpečnosť a integrácia
Pre spoločnosť Enulec sú obzvlášť dôležité požiadavky popredných svetových výrobcov hĺbkotlačových strojov z Nemecka, Talianska a Španielska, pre ktorých je spoločnosť svojimi výrobkami originálnym výrobcom zariadení. V spolupráci s výrobcami OEM sa vyvíjajú nové riešenia a koncepty, ktoré zaručujú plynulý, bezpečný a optimálny výrobný proces v hĺbkotlačovom a spracovateľskom priemysle.
Z tohto dôvodu sa výrobcovia rozhodli implementovať elektrostatické výrobky od spoločnosti Enulec do svojich strojov ako úplnú integráciu do riadiaceho systému stroja (PLC). Po prvýkrát komunikujú ESA a vykladacie systémy s rotačným lisom bez obmedzení a takmer v reálnom čase, ktorý je možné automaticky nastaviť a spravovať v závislosti od výrobných podmienok a konfigurácie stroja.
Na základe tejto úzkej spolupráce boli vyvinuté ďalšie bezpečnostné prvky, ako napríklad tachometrická kompenzácia. Tachometrická kompenzácia (výkon ESA závislý na rýchlosti) je v súčasnosti štandardnou výbavou hĺbkotlačových strojov. To zaisťuje väčšiu bezpečnosť a stabilný efekt ESA pri rôznych rýchlostiach tlače pri spustení rotačnej hĺbkotlače.
Ďalšou výhodou integrácie ESA na hĺbkotlačových strojoch je jednoduché použitie. Dodatočný operačný modul ESA už nie je potrebný. Toto je nahradené okienkom ESA v ovládacom softvéri hĺbkotlačového stroja. Poruchy alebo výstrahy systému ESA sú indikované optickými a zvukovými výstražnými signálmi na hĺbkotlačovom stroji.
Záver
Koncept Enulec ponúka osvedčený a integrovaný systém pre hĺbkotlač, ktorý pozostáva z modulov ESA, vykladania a riadenia záťaže a je možné ho rozšíriť v závislosti na požiadavkách. Všetky komponenty sú prehľadne a jednoducho usporiadané na dotykovej obrazovke, aby operátor stroja mohol vidieť všetko.