A Twee kleuren Flexo-drukmachineligt ergens tussen eenvoudig en flexibel. Een volledige-pers gebruikt 6, 8 of 10 kleurenpersen. Maar de twee-kleurenverpakkingen kunnen het grootste deel van het dagelijkse verpakkingswerk ter wereld verwerken, zoals golfkartonnen dozen, zakken van polyethyleenfolie, papieren zakken en druk-drukgevoelige etiketten. Bij deze taken heeft een merkontwerp niet meer dan twee inktgangen nodig om duidelijk te lezen en aan de vereisten te voldoen.
Om de machine te begrijpen, volgt u de inkt van de sealsleuf naar de keramische graveerrol, vervolgens naar de flexibele reliëfplaat en vervolgens naar het bewegende materiaal. Het gebeurt in twee opeenvolgende fasen. Elke afdruk moet overeenkomen met de vorige, met slechts een klein verschil in afstand.
Waarom Flexo de verpakking domineert
De omvang van de grafische industrie illustreert het belang van de machine voordat wordt onderzocht hoe deze werkt. Volgens Grand View Research wordt de mondiale markt voor flexografisch drukwerk in 2023 geschat op 8,84 miljard dollar en in 2030 wellicht 11,5 miljard dollar. Deze groei komt van flexibele verpakkingen, golfkartonnen dozen en het bedrukken van etiketten. In tegenstelling tot offsetlithografie kan flexo worden gedrukt op een verscheidenheid aan materialen, waaronder plastic, metaalfolie, niet-geweven stof en karton. Dit komt omdat inkt van een verhoogde rubberen of polymeerplaat beweegt in plaats van van een vlak of geëtst oppervlak. Het proces werkt volgens een continu rolsysteem en is dus geschikter voor snelle verpakkingsproductielijnen dan de fabrieks-benadering.
De twee-kleurenconfiguratie is gericht op waar voor uw geld. Vergeleken met vier- of zeskleurenmachines verlaagt het de apparatuurkosten, vermindert het de tijd die nodig is om inkt te vervangen en vermindert het onderhoudswerk. Het verwerkt nog steeds de meeste verpakkingsontwerpen. Veel opdrachten vereisen alleen een effen achtergrondkleur en een letterlijke of logokleur.
Fase 1: Voorbereiding van de fotopolymeerplaat
Alle afgedrukte afbeeldingen beginnen op een fotopolymeerplaat. Het is een flexibel vel gemaakt van lichtgevoelige hars en bevestigd aan een plaatcilinder. Bij moderne flexofabricage verwijdert het lasersysteem de zwarte maskerlaag van het digitale filmbeeld of verwijdert een deel van het polymeeroppervlak rechtstreeks. Ultraviolet licht verhardt vervolgens de blootgestelde gebieden. De niet-blootgestelde delen worden tijdens de ontwikkeling weggespoeld. Dit laat oneffenheden en lijnen achter op het oppervlak. De vorm van deze bobbels, zoals puntvormen, randhoek en oppervlaktetextuur, bepalen hoe de inkt tijdens het afdrukken wordt overgedragen.
Een belangrijk detail is de plaatdurometer of hardheid. Meestal werkt het in flexibele verpakkingen tussen Shore A 25 en 65. De zachtere platen worden tijdens het drukproces vaker geperst, waardoor de spreidingssnelheid van de punt hoger is. Hardere platen hebben minder druk, maar moeten nauwkeuriger op cilinders worden geïnstalleerd. In een twee-kleurenmachine gebruikt elk kleurstation zijn eigen plaat. Voordat u begint met afdrukken, moeten beide platen worden uitgelijnd met dezelfde referentie. Als de twee afbeeldingsbestanden niet goed zijn uitgelijnd, blijft de fout gedurende de hele afdruktaak bestaan en wordt deze weergegeven als een registratiefout.
Fase 2: De rasterrol – Inktdosering op micronschaal
Het belangrijkste onderdeel van flexodruk is de rasterwals. Het is een stalen of aluminium cilinder met een keramisch oppervlak. De laser snijdt miljoenen kleine kopjes, cellen genoemd, in een regelmatig zeshoekpatroon. Elke cel bevat een bepaalde hoeveelheid inkt. De rol roteert door de inktlade of het gesloten celsysteem en inkt vult de cellen. Het oppervlak wordt vervolgens schoongeveegd met een doktersmesje, zodat de inkt in de cellen blijft. De rasterwals raakt vervolgens de flexoplaat en de inkt beweegt van de cellen naar het verhoogde oppervlak van de afdruk.
Celontwerp gebruikt twee waarden:
Lijnscherm (LPI):Aantal celrijen per inch. De LPI voor grof golfkarton bedraagt ongeveer 200. Het afdrukken van fijne etiketten kan oplopen tot 1.200 LPI of meer.
Celvolume:De hoeveelheid inkt in een cel. Een rol van 3,5 BCM en 360 LPI verbruikt minder inkt dan een rol van 200 LPI van 8,0 BCM. Het inktvolume regelt de donkerheid en sterkte van de afdruk.
De keramische laag is erg hard, ongeveer 68–72 HRC (Rockwell C-schaal). Het is bestand tegen slijtage van een doktersmesje na verloop van tijd. Als de rasterwals goed wordt gereinigd en behandeld, kan deze honderden miljoenen meters in een rechte lijn lopen voordat het celvolume te laag wordt. Cellen verslijten sneller en zijn kleiner als operators grove reinigingspads of sterke alkalische chemicaliën gebruiken.
Twee-kleurenmachines gebruiken doorgaans een gesloten systeem van interne rakels bij elk printstation, in plaats van een open inktlade. Het systeem slaat inkt op in een luchtdichte holte met twee messen op de rasterwals. Eén mes regelt het inktniveau en het andere regelt de inktlaag in de holte. Dit vermindert het drogen van inkt, vermindert oxidatie en zorgt ervoor dat kleur sneller verandert dan bij open systemen.
Fase 3: Inktoverdracht naar substraat – afdruk
De inkt rolt van de rasterwals via de plaatcilinder naar de plaatklem. Dit is het punt waarop de afdrukcilinder het materiaal op de plaat duwt. De kracht is licht. Dit wordt vaak een ‘kus’-indruk genoemd. De regel van de industrie is om minimale druk uit te oefenen en toch voldoende inktoverdracht te bewerkstelligen. Overdruk veroorzaakt puntvergroting, wat betekent dat de halftoonpunten groter zullen zijn dan gepland. Het zorgt er ook voor dat het beeld onscherp wordt in de bewegingsrichting, waardoor de slijtage van de plaat toeneemt.
Voor een tweekleurenflexodrukmachine zijn er twee manieren om de apparatuur in te stellen. Eén methode is inline-indelingen, waarbij het ene station een recht baanpad naar het andere volgt. De andere is een ontwerp met een centrale afdruktrommel, waarbij twee plaatcilinders op een grote centrale trommel zijn gedrukt. Bij een centraal afdruksysteem blijft het materiaal tijdens het printen op de rol. Dit houdt het web stabiel en maakt het gemakkelijker om kleuren uit te lijnen. Inline-systemen komen vaker voor bij smalle baanbreedtes en gegolfd printen, waarbij de materialen stijver zijn.
Fase 4: spanningscontrole en cross-stationregistratie
Registratiefout is het belangrijkste kwaliteitsprobleem in een twee-kleurenflexoplatform. Terwijl het substraat van het eerste naar het tweede station beweegt, kunnen mechanische krachten het web uitrekken, ontspannen of zijwaarts verschuiven. De hoeveelheid spanning hangt af van de elasticiteitsmodulus van het materiaal. Zo zal polyethyleenfolie bij een spanning van 50 N/m op een andere manier worden uitgerekt dan kraftpapier of polypropyleen geweven stoffen onder dezelfde spanning.
Moderne servo-aangedreven twee-kleurenpersen lossen dit probleem op met afzonderlijke digitale aandrijvingen op elke drukcilinder. Deze worden bestuurd door encoderfeedback. Registratiemarkeringen die bij het eerste station zijn afgedrukt, worden vóór het tweede station door een CCD-camera of fotosensor gedetecteerd. Als er een positiefout optreedt, stuurt het systeem een signaal naar de servocontroller. De controller past vervolgens tijdens bedrijf het faseverschil van de plaat en de cilinder aan. Een studie erinIEEE-transacties op industriële elektronicaEnISA-transacties(ScienceDirect, 2025) laat zien dat het combineren van feedforward-modellen van materiaalrek met gesloten-lus-feedbackcontrole registratiefouten kan terugbrengen tot ±0,1 mm. Op normaal bereik kan het menselijk oog dit foutniveau niet zien.
De spanningscontrole is ook onderverdeeld in regio's, waaronder het afwikkelgedeelte, het interstationgedeelte en het terugspoelgedeelte. Elk gebied maakt gebruik van zijn eigen loadcell- of danserroller-feedbacksysteem. Dit voorkomt dat spanningsveranderingen zich online verspreiden en de registratie beïnvloeden. Twee-kleurenpersen hebben minder spanningszones dan grote meer-kleurenpersen, maar het basisprincipe is hetzelfde. Stabiele en controleerbare baanspanning is noodzakelijk om de uitlijning van de print te behouden.
Fase 5: Inktdrogen en uitharden
Flexografische inkten kunnen in drie categorieën worden onderverdeeld. Elk type inkt heeft verschillende droogmethoden.
Inkten op water-basiszijn het meest voorkomende type voedselverpakkingen in ontwikkelde landen. Wanneer water verdampt, drogen ze uit. Dit gebeurt in infrarood- of heteluchtdroogkanalen tussen of na drukpersen. Het SpringerLink-hoofdstukOppervlakteverschijnselen in Flexo-inkten op water-basis(Klass & Lagus, 1994; nog steeds geciteerd in inktstudies) legt uit hoe de balans van oppervlakteactieve stoffen en viscositeitscontrole de inktvorming op gladde materialen zoals polyethyleenfilm beïnvloeden. De VOC's uit inkten op water-basis zijn veel lager, dus lokale regelgeving kan de nalevingsvereisten voor luchtvervuiling verminderen.
UV-uithardbare inktenzal uitharden bij blootstelling aan UV- of UV--LED-licht na elke afdruk. Licht veroorzaakt snelle chemische reacties die vloeibare inkt in vaste films veranderen. Deze uitharding vindt vrijwel onmiddellijk plaats, zodat het printen op hoge snelheid kan plaatsvinden zonder dat er lange droogovens nodig zijn. UV-systemen stoten ook geen vluchtige organische stoffen uit. Niet-uitgeharde UV-inkt kan echter huidirritatie veroorzaken en er moet voor worden gezorgd dat resterende chemicaliën niet in voedselcontactverpakkingen terechtkomen.
Op oplosmiddel-gebaseerde inktenworden nog steeds gebruikt in sommige hoogglansfilms. Maar het gebruik ervan neemt af vanwege strenge milieuregels. De EuPIARichtlijn Drukinkten Gids voor materialen die met voedsel in contact komen(bijgewerkt in 2022) stelt limieten en veiligheidsregels vast voor alle inktsoorten. Printers die een twee-kleurenflexomachine gebruiken, moeten controleren of het inktmateriaal voldoet aan de lokale voedselverpakkingscodes.
Fase 6: Veel voorkomende afdrukfouten en onderliggende oorzaken
Om het werkingsprincipe van een twee-kleurenflexografische drukpers te begrijpen, moet u de redenen voor storingen begrijpen:
| Defect | Visueel symptoom | Oorzaak |
|---|---|---|
| Puntversterking | Schaduwvulling; tekstverdikking | Te veel indrukdruk; over-geïnkte rasterwals/plaat |
| Ghosting | Strepen beginnend bij halftoonstippen | De afdrukcilinder komt niet overeen met de oppervlaktesnelheid van de plaat |
| Gaatjes | Kleine onbedrukte holtes in vaste gebieden | Inktviscositeit is te hoog; substraatoppervlakte-energie te laag |
| Verkeerd registreren | De tweede kleur verschoof merkbaar ten opzichte van de eerste | Registreer servofout; onstabiele baanspanning; thermische uitzetting |
| Anilox-strepen | Longitudinale lichtere of donkerdere banden | Beschadigde of verstopte rastercellen; doktersmesje nick |
Een onderzoek naar modellering van puntversterking, gepubliceerd inPLOS EEN(2025) laat zien dat het mogelijk is om digitale plaatbestanden aan te passen voordat ze worden afgedrukt met behulp van de kleinste kwadratenmethode. Deze precompensatie houdt rekening met de druk-specifieke toename van de toonwaarde en helpt de puntgroei onder controle te houden. Met deze methode kan de winst van middentoonpunten op ongeveer ±2% worden gehandhaafd, waardoor afdrukken in twee-kleuren stabieler en voorspelbaarder wordt op verschillende materialen.
Fase 7: Naleving van voedselcontact
Wanneer een tweekleurenflexodrukmachine wordt gebruikt voor voedselverpakkingen, moet het inktsysteem de regels voor voedselcontact volgen. In de Verenigde Staten omvat FDA 21 CFR de concepten van indirecte voedseladditieven en functionele barrières. In de Europese Unie zijn migratiebeperkingen vastgelegd in Verordening (EG) 1935/2004 en Verordening (EU) 10/2011 inzake plastic materialen. Deze limieten bedragen gewoonlijk ongeveer 60 mg/kg levensmiddelsimulant voor de totale migratie. Het EuPIA-richtlijnsysteem omvat ook drukinkten in meerlaagse verpakkingen voor niet-voedselcontactoppervlakken. Het bevat regels voor het compenseren van migratie en vereist dat inktcomponenten goedgekeurde lijsten volgen.
Naleving wordt gedeeld door de hele toeleveringsketen. De inktleverancier levert ingrediëntengegevens en migratieberekeningen. De printoperator controleert het printproces om inktoverdracht tussen lagen te voorkomen. De merkeigenaar selecteert de verpakkingsstructuur en barrièrematerialen. Afdrukken in twee-kleuren brengt op zichzelf geen extra nalevingsrisico's met zich mee vergeleken met drukpersen met acht-kleuren. Maar met elke toevoeging van een inktstation of inkttype worden er meer materialen toegevoegd die moeten worden doorgelicht.
Een systeem, geen reeks
Twee-kleurenflexografische drukpersen werken niet afzonderlijk, maar op een gecontroleerde manier samen. De gegraveerde rasterwals bevat een vaste hoeveelheid inkt. De fotopolymeerplaat verandert inkt in heldere stippen. De afdrukkneep verplaatst de punt met lage vervorming naar het substraat. Het droogsysteem zet de inktlaag vast voordat deze het tweede station bereikt. Het servoregistratiesysteem houdt de tweede kleur bovenop de eerste binnen een zeer klein bereik dat onzichtbaar is voor het blote oog. Als één onderdeel uit de hand loopt, verspreidt het probleem zich. Als u te veel inkt op de rasterwals aanbrengt, zullen er stippen groeien. De registratie verschuift als de baanspanning instabiel is. Als de viscositeit van de inkt niet correct is, vertonen vaste gebieden kleine gaatjes.
Voor inkoopingenieurs en productiemanagers zijn specificatiebladen slechts een deel van het plaatje. Het volumebereik van de rastercel, de nauwkeurigheid van de servoregistratie, het type inktsysteem (kamer of open), het droogvermogen per meter baanbreedte en het spanningsregelbereik bepalen allemaal de werkelijke prestaties van de machine. Deze factoren bepalen de daadwerkelijke drukkwaliteit in de dagelijkse productie.
Referenties
- Grand View-onderzoek.Marktomvang en aandeel van flexografisch drukwerk, 2030, 2024.
- Zion-marktonderzoek.Marktomvang, trends en groeivoorspelling voor flexografisch drukwerk 2024.
- Harper Corporation of America / Technische referentie van coatingkwaliteit.Onderhoud van keramische rasterwals Onderhoud en meting van het celvolume, 2023.
- Klass, CP & Lagus, M. "Oppervlakteverschijnselen van flexo-inkten op waterbasis voor het afdrukken van polyethyleenfilms." Springer (in: Flexography: Principles and Practices, FTA), 1994. (Geciteerd in de huidige inktformuleringspraktijk)
- "Wiskundige modellering en compensatiestrategieën voor het afdrukken van puntversterking, 2025."IEEE-transacties op industriële elektronica / ISA-transacties(ScienceDirect). Web Printing Machine Hybride modellering en compensatieregistercontrole, 2025.
- IEEE Xplore.Mechanismeanalyse en besturingstechnologie van puntuitbreiding en registratie bij flexografisch drukwerk, 2026.
- EuPIA.Handleiding voor drukinkten voor materialen en artikelen die met voedsel in contact komen. Herzien in 2022.
- Europees Parlement. *Verordening (EG) nr.. 1935/2004 betreffende materialen en voorwerpen bedoeld om in contact te komen met voedingsmiddelen*. EUR-Lex, 2004.
- Europese Commissie. *Verordening (EU) nr.. 10/2011 betreffende plastic materialen en voorwerpen bedoeld om in contact te komen met voedsel*. EUR-Lex, 2011 (zoals gewijzigd).
