بازنشر این پژوهش با ذکر نام منبع آزاد است.
بخش تحقیق و توسعه شرکت رسام نقش آناهیتا

 

چکیده: کنترل انتقال مرکب به متریال چاپی از الزامات کلیدی فرآیند چاپ فلکسوگرافی است. توانایی انتقال مرکب از پلیت کلیشه به متریال چاپی در فشار پایین ، این فرآیند را قادر می سازد تا برای تولید متریال چاپی با استفاده از مواد حساس به فشار استفاده شود.
داده های جمع آوری شده از یک آزمایش چاپی تجربی برای اندازه گیری اثرات سیلندر آنیلوکس ، دات ترام و تعامل پلیت کلیشه چاپی به متریال چاپ شونده بر تولیدات چاپی با بررسی لایه مرکب و تشکیل دات های ترام در  هافتون های مجزا استفاده شد.
نشان داده شد که حجم حامل مرکب  در حفره سلول های آنیلوکس بیشترین تأثیر را بر حالت Solid  (پارامتری که به عنوان اندازه گیری غیرمستقیم ضخامت لایه مرکب استفاده می شود) و تشکیل دات ترام دامنه هافتون دارد ؛ با این حال ، ویژگی های هندسی سلول های سیلندر آنیلوکس نیز نشان داده شد که در این انتقال موثر است. افزایش اولیه فشار چاپ منجر به افزایش قابل توجهی در هر دوحالت Solid  و افزایش تن ها (بزرگتر شدن ترام ها در دامنه هافتون) به دلیل انتقال بهتر مرکب از پلیت کلیشه به متریال چاپی شد . افزایش های بعدی در فشار باعث افزایش کمی بیش تر در حالت Solid شد که نشان می دهد که رشد انتقال مرکب متوقف شده است. نرخ افزایش دانسیته هافتون با افزایش فشار کاهش می یابد که که به نزدیک شدن مرکب به حداکثر قابلیت خود برای پخش شدن روی بستر نسبت داده می‌شود.

مقدمه
چاپ فلکسوگرافی یک فرآیند تولیدی است که برای تولید طیف وسیعی از محصولات از جمله، به عنوان مثال، چاپ بر روی ورق های کارتن موجدار، بسته بندی انعطاف پذیر و روزنامه استفاده می شود. پیشرفت‌های فناوری منجر به بهبود بسیاری از اجزای آن، از جمله پلیت های فوتوپلیمر، سیلندر‌های آنیلوکس، مرکب و طراحی سیلندر های آن شده است.

متغیرهای زیادی بر کیفیت محصول چاپی نهایی تأثیر می گذارد. یک پارامتر کلیدی از نظر کنترل کیفیت چاپ، رابطه بین تعداد خط سیلندر آنیلوکس و تعداد خط و تراکم ترام روی پلیت کلیشه چاپی است.
پژوهش حاضر مرتبط به این موضوع است ، شکل 1 نشان می دهد که چگونه ناحیه باز سلول آنیلوکس با یک دات ترام هافتون 30 درصدی روی پلیت کلیشه و  قرارگیری آن در مرکز یک الگوی آنیلوکس چگونه قرار میگیرد. قوانین خط شامل 39 cm⁻¹ و 59 cm⁻¹  روی پلیت کلیشه، همراه با سه نوع سلول آنیلوکس مختلف نشان داده شده است. با افزایش خط آنیلوکس، تعداد سلول هایی که دات ترام  هافتون را می پوشانند افزایش می یابد و ویژگی های کوچکتر راحتر چاپ میشود.

به طور کلی، تعداد سلول‌های آنیلوکس بیشتر منجر به ظرفیت انتقال مركب کمتر می‌شود، اگرچه سیلندر های آنیلوکس حکاکی شده با لیزر را می‌توان با طیف وسیعی از هندسه و عمق سلولي تولید کرد و در عین حال یک محدوده ثابت را حفظ کرد.

شکل 1 رابطه بین سلول های آنیلوکس و دات ترام کلیشه در هافتون

2 پژوهش های گذشته
میزان تحقیقات دقیق سیستماتیک در مورد انتقال مرکب در فرآیندهای چاپ بسیار محدود است. این تحقيق نشان داد که دانسیته Solid چاپ شده تابعی از ظرفیت  و خط سلول های روی سیلندر آنیلوکس است، اگرچه روندهای متناقضی در مورد اینکه آیا افزایش حجم سلول منجر به انتقال بیشتر یا کاهش انتقال مرکب به پلیت کلیشه چاپ می شود مشاهده شد. از آنجایی که هر یک از مطالعات تحت شرایط آزمایشی مختلف انجام شد، نتیجه‌گیری از ماهیت دقیق رابطه بین اندازه و خط حاکم بر سلول‌های آنیلوکس و نسبت مرکب انتقال یافته از آنیلوکس به سطح ترام پلیت کلیشه دشوار بود.

یکی از اولین مطالعات دقیق در مورد انتقال مرکب از سلول ها توسط Cherry انجام شد. اندازه گیری یک سیلندر آنیلوکس، با استفاده از تداخل سنجی نور سفید، قبل و پس از انتقال مرکب به پلیت کلیشه، باعث شد تا حجم مرکب آزاد شده از یک هندسه سلولی مشخص به طور مستقیم اندازه گیری شود. با کمی کردن حجم فیزیکی مرکب منتقل شده به متریال چاپی، و همچنین دانسیته رنگ، نشان داده شد که انتقال مرکب از سلول‌های آنیلوکس به نسبت بین عمق سلول و عرض دهانه حفره بستگی دارد. حکاکی‌های عمیق‌تر باعث افزایش ظرفیت می‌شوند، اما از جریان حرکت مرکب نیز جلوگیری می‌کنند. از آنجایی که نسبت مرکب منتقل شده از پلیت کلیشه به متریال چاپی ثابت می ماند، برای مجموعه ای از شرایط تجربی، حجم مرکب منتقل شده از آنیلوکس به پلیت کلیشه تأثیر مستقیمی بر ضخامت لایه مرکب بر روی متریال چاپی خواهد داشت. به طور کلی، افزایش نسبت عمق به عرض دهانه حفره، میزان مرکب آزاد شده را تا 50 درصد افزایش داد. بالاتر از این آستانه، حجم مرکب آزاد شده به پلیت کلیشه چاپ کاهش یافت.
بوهان و همکاران با استفاده از یک متریال کاغذی و مرکب مبتنی بر آب، تأثیر فشارهای تماسی در یک دستگاه چاپ فلکسوگرافی را بر روی دانسیته Solid و سایر تون ها را بررسی کردند. افزایش تعامل بین آنیلوکس و محفظه مرکب بیشترین تأثیر را بر تراکم مرکب داشت. این موضوع به انحراف تیغه‌های دکتر بلید نسبت داده می‌شود، که باعث کاهش اثربخشی عمل پاک کردن در سراسر سیلندر آنیلوکس می‌شود،  به دلیل نیروهای الاستیک نهفته درون تیغه دکتر بلید باعث جابجایی در  نقطه تماس تیغه با سطح آنیلوکس میشود به همین دلیل اجازه می‌دهد مرکب بیشتری به پلیت کلیشه منتقل شود. افزایش فشار بین آنیلوکس و پلیت کلیشه باعث کاهش اندکی در دانسیته Solid شد، در حالی که تفاوت در دانسیته Solid ناچیز بود زیرا فشار بین پلیت کلیشه و سیلندر مرکزی تغییر کرد. این در تضاد مستقیم با تأثیر بر افزایش تن بود، جایی که فشار بین پلیت کلیشه و سیلندر مرکزی عامل غالب بود. این موضوع به تغییر شکل دات های ترام سطح کلیشه در دامنه هافتون و نفوذ، احتمالاً همراه با پخش شدن مرکب درمتریال چاپی نسبت داده شد. نتایج همچنین نشان داد که سایر فشارها تأثیر کمی بر تولید چاپی در تون ها دارند.

این تحقیق نشان داد که تثبیت مرکب در یک متریال چاپی متخلخل پارامتر غالب در انتقال مرکب در فرآیند چاپ فلکسوگرافی نیست، با گسست  فیلامنت مرکب به دلیل جدا شدن پلیت کلیشه و متریال چاپی به نسبت بیشتری مرکب انتقال داده می‌شود. علاوه بر این، هنگامی که منافذ در متریال کاغذی ، مرکب دریافت کردند، مرکب کمتری به داخل کاغذ نفوذ می‌کند، که با تأثیر ناچیز فشار تأثیر بر دانسیته Solid نشان داده می‌شود.


بولد و همکاران از مدل‌سازی اجزای محدود برای بررسی تغییر شکل دات های ترام  بر روی پلیت کلیشه چاپ فلکسوگرافی در هنگام انتقال به سطح ترام استفاده کرد. دو مکانیسم تغییر شکل، بزرگتر شدن سطح دات ترام و انتقال مرکب از شانه های ترام کلیشه شناسایی شد. افزایش بار سطح تماس سطح ترام بین پلیت کلیشه و سیلندر مرکزی باعث افزایش مناطق دات ترام روی پلیت کلیشه به دلیل این مکانیسم تغییر شکل پیدا میکند.
دات های ترام های  کوچکتر ، بیشتر تحت تأثیر فشار سیلندر های فشار(سیلندرنیپ) قرار گرفتند و نرخ افزایش سطح آنها با افزایش فشار ارزیابی شد. اثر ناحیه دات ترام و تعداد خط بر روی پلیت کلیشه در یک آزمایش چاپ با استفاده از مرکب UV و یک متریال چاپی غیر متخلخل ارزیابی شد. افزایش فشار تأثیر زیادی بر ناحیه دات ترام چاپ  شده داشت. این امر به ویژه در فشارهای کم تر مشهود بود. با افزایش فشار، سرعت تغییر شکل و بزرگتر شدن آنها کاهش یافت.
 تصور می شد که این  موضوع به دلیل وجود مقدار محدودتر مرکب روی پلیت کلیشه باشد، که میزان پخش مرکب بر روی متریال چاپی را تحت فشار تماس سیلندر نیپ رول محدود می کرد.
 پخش مرکب در قسمت سطح ترام تیز بیشترین میزان افزایش تن چاپی را به خود اختصاص داده است.
برای درک کامل فعل و انفعالات بین مرکب، آنیلوکس، پلیت کلیشه، و متریال چاپی در فرآیند چاپ فلکسوگرافی، باید یک مدل سازی ایجاد شود تا مجموعه‌ای از فعل و انفعالات که نشان داده شده‌ و از طریق موارد بررسی شده در بالا، ایجاد شود. در حالی که رویکردهای عددی به طور گسترده در فرآیندهای پوشش مرکب برای کاربردهای الاستو هیدرو دینامیک نرم مورد استفاده قرار می‌گیرند، این روش‌ها به جای نواحی مرکب دار گسسته که در نواحی در فرآیند چاپ فلکسوگرافیک وجود دارند.
 با توجه به خواص متریال، یک مدل چاپ با مرکب با حلال سیال پیچیده غیر نیوتنی، پلیت کلیشه چاپی که در تغییر شکل زیاد واکنش هایپرالاستیک را نشان می دهد و همچنین خواص سیال حلال ، میکرو حباب را ایجاد میکند.

پژوهش نشان داده است که تحقیقات در مورد فرآیند چاپ فلکسوگرافی محدود است. مشخصات سلول آنیلوکس از نظر دانسیته رنگی و افزایش تن، یک پارامتر غالب نشان داده شده است. خواص مرکب و فشارهای ایجاد شده در حفره ها نیز بر انتقال مرکب تأثیر داشت. تحقیقات در مورد انتقال مرکب از پلیت کلیشه چاپ به متریال چاپ شونده نشان داده است که فشار و سرعت سیلندر ها می تواند بر تقسیم مرکب بین پلیت کلیشه و متریال چاپی تأثیر بگذارد. با این حال، این مطالعات با استفاده از دستگاه چاپ فلکسوگرافی انجام نشد و متغیرهایی مانند ضخامت لایه مرکب روی پلیت کلیشه، نمی‌توان گفت که با آنهایی که با استفاده از فرآیند فلکسوگرافی به دست می‌آیند مطابقت دارند.

همچنین نشان داده شده است که پارامترهای پلیت کلیشه روی کیفیت چاپ تأثیر دارند. تحقیقات قبلی هیچ تعاملی بین پارامترهای پلیت کلیشه، مانند قوانین تعداد خط، و حجم سلول سیلندر آنیلوکس در نظر گرفته نشده است. این تعامل احتمالاً تأثیر زیادی بر مرکب انتقال یافته از آنیلوکس به دات های ترام نیم ‌تون روی پلیت کلیشه و در نتیجه کیفیت تصویر چاپ شده خواهد داشت. این تحقیق همچنین نشان داده است که در حال حاضر، هیچ مدل فرآیندی برای شبیه‌سازی فرآیند چاپ فلکسوگرافی وجود ندارد و درک بیشتر فرآیند تا حد زیادی به تکنیک‌های آزمایشی وابسته است.
سه پارامتر مهمی که بررسی ها نشان میدهد بیشترین تأثیر را بر تولید و ایجاد تصویر در چاپ فلکسوگرافی دارند عبارتند از: فشار بین پلیت کلیشه و متریال چاپی، تعداد خط ها، و مشخصات آنیلوکس. نویسندگان حاضر نتوانستند هیچ مقاله منتشر شده قبلی را بیابند که تأثیرات خط آنیلوکس را به خط حاکم بر پلیت کلیشه و تأثیر متعاقب آن که فشار تأثیر بر این تعامل دارد مرتبط کند. بنابراین، هدف از این تحقیق ارزیابی تجربی نحوه تعامل حجم مرکب عرضه شده به پلیت کلیشه (مشخصات سلول آنیلوکس) با خط حاکم بر فشار بین پلیت کلیشه ومتریال چاپی است.


3 روش تجربی
 بررسی فعلی بر روی یک ایستگاه چاپ یک دستگاه چاپ فلکسوگرافی Timsons T-Flex 508 انجام شد. این قابلیت چاپ بر روی متریال چاپی تا عرض 508 میلی متر و حداکثر سرعت چاپ 260 متر در دقیقه است. مرکب از طریق یک سیستم  انتقال مرکب به سیلندر آنیلوکس انتقال یافت. سطح تماس‌های بین آنیلوکس و سیلندر پلیت کلیشه، و سیلندر پلیت کلیشه و سیلندر مرکزی را می‌توان به طور جداگانه در تلورانس‌های ظریف تر کنترل کرد.

در تصویر 2 برای بررسی تأثیر تراکم حفره آنیلوکس و در نتیجه ارزیابی تأثیر تأمین مقادیر مختلف مرکب به پلیت کلیشه، از سیلندر آنیلوکس سرامیکی حکاکی شده با لیزر نمایش داده شده است. این موارد شامل شش نوع مجزا با تعداد حفره سلول و حجم سلولی متفاوت بود. قبل از چاپ، حجم سلول ها با استفاده از تداخل سنجی نور سفید اندازه گیری شد. با استفاده از نرم افزار تجزیه و تحلیل توسعه یافته برای به حداقل رساندن خطای اندازه گیری، میانگین حجم سلول اندازه گیری شده برای هر باند در جدول 1 آورده شده است. سطح تماس بین آنیلوکس و پلیت کلیشه در طول آزمایش در 50 میکرومتر ثابت نگه داشته شد. ، زیرا هر گونه تغییر در این پارامتر بر تغییر شکل پلیت کلیشه در برابر آنیلوکس تأثیر می گذارد که ممکن است منجر به تغییر در انتقال مرکب شود. از آنجایی که حجم مرکب از طریق استفاده از باندهای مختلف سیلندر آنیلوکس تغییر می کرد، تغییرات در سطح تماس آنیلوکس به پلیت کلیشه خارج از محدوده تحقیق در نظر گرفته شد.

تصویر 2 - نمودار شماتیک تعامل آنیلوکس برای کنترل فشار بر پلیت کلیشه

 به منظور کاهش انتقال مرکب از پلیت کلیشه به یک مکانیسم واحد، متریال چاپی فیلم پلی پروپیلن (OPP) جهت آزمایش انتخاب شد. برای رسیدن به نشست مرکب روی متریال چاپی لازم است که انرژی سطحی متریال چاپی بیشتر از کشش سطحی مرکب باشد. بنابراین، متریال چاپی قبلاً توسط تولید کننده متریال چاپی، با استفاده از کرونا دهی، انجام شده تا انرژی سطحی45 mN/m  به دست آید، که بالاتر از محدوده کشش سطح معمولی مرکبهای فلکسوگرافی UV است، که می تواند بین  25 mN/m  متغیر باشد. و 20 mN/m . یک پلیت کلیشه فوتوپلیمر (دارای ترام گزاری معمولی 3.6 N/mm2) با ضخامت 1.70 میلی متر برای بررسی استفاده شد.

جدول 1 مشخصات رول آنیلوکس

استفاده از یک چسب پایه کلیشه که دارای ضخامت 0.51 میلی متر و مدول 0.46 نیوتن بر میلی متر مربع بود، روی یک سیلندر چسبانده شد. برای به حداقل رساندن تغییر شکل دات های ترام نیم ‌تون روی پلیت کلیشه، هنگام عبور پلیت کلیشه از حفره های آنیلوکس، از یک چسب پایه متناسب استفاده شد.
تصویر آزمایشی شامل شش نوار یکسان بود که مطابق با شش نوار مجزا روی سیلندر آنیلوکس است. هر نوار از تصویر پلیت کلیشه حاوی مقیاس‌های درصد بندی نیم ‌تون با پوشش‌هایی از Solid (100 درصد پوشش) تا مقدار درصد هایلایت (1 درصد پوشش) بود. مقیاس های تعدادخط  پلیت کلیشه در سه مدل 39، 59 و 69 cm⁻¹  تولید شدند((LPI 99 ,149 ,175  . تصویر با استفاده از مرکب Cyan چاپ شد که با قرار گرفتن در معرض اشعه UV خشک شد و در نتیجه تبخیر حلال را که هم در سیستم مرکب مبتنی بر حلال و هم در سیستم مرکب مبتنی بر آب رخ می‌دهد، از بین می‌برد. این امر کمیت دقیق تری از انتقال مرکب را نسبت به آنچه که در صورت استفاده از سیستم های مرکب جایگزین امکان پذیر بود، امکان پذیر کرد. Cyan به عنوان رنگ ترجیحی انتخاب شد تا کنتراست خوبی بین لایه مرکب و متریال چاپی در طول تجزیه و تحلیل نمونه ایجاد کند. سرعت چاپ روی 122 متر بر دقیقه ثابت نگه داشته شد. تعامل پلیت کلیشه به متریال چاپی از 0.0 میکرومتر تا 100 میکرومتر در فواصل 25 میکرومتر متغیر بود. در هر تنظیم چاپ به مدت 2 دقیقه کار می کرد تا اطمینان حاصل شود که هرگونه گذرا، به دلیل تغییر یک پارامتر،چاپ ثابت شده است و چاپ تحت شرایط پایدار عمل می کند. طی تحقیقات اولیه دو دقیقه کافی تشخیص داده شد. هم دمای محیط و هم دمای مرکب در طول بررسی تجربی پایش شد و در طول آزمایش در 1 ̊C ± ثابت ماند. خلاصه ای از شرایط آزمایشی در جدول 2 ارائه شده است.

جدول ۲ - شرایط آزمایش

پس از اتمام آزمایش چاپ، نمونه های چاپ شده با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر، مطابق با ISO 12647-1 اندازه گیری شدند. برای هر تنظیم پارامتر، 32 نمونه متوالی برای دستیابی به دقت آماری اندازه گیری شد.


4 نتایج
بخش زیر نتایج آزمایش تجربی را در مورد اثرات حجم سلول آنیلوکس بر تماس پلیت کلیشه به متریال چاپی و تعداد خط تولید پلیت کلیشه ارائه می‌کند.

 4.1 تأثیر حجم آنیلوکس و تعامل پلیت کلیشه به متریال چاپی بر انتقال مرکب
4.1.1 دانسیته Solid به منظور تعیین کمیت اثر حجم آنیلوکس بر تماس پلیت کلیشه به متریال چاپی، دانسیته نوری لایه مرکب برای هر یک ازبخش های 100 درصدی از سه مدل تعریف خط بر آنیلوکس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. رابطه بین تعامل و مشخصات آنیلوکس بر روی دانسیته Solid در شکل 3 نشان داده شده است.

تصور ۳  - اثر تعامل و آنیلوکس بر دانسیته Soild

با این حال، باید توجه داشت که گام سلولی آنیلوکس نیز با تغییر حجم سلول تغییر کرد. حکاکی آنیلوکس با بالاترین حجم سلول، بالاترین دانسیته رنگ را ایجاد می‌کند، بنابراین بیشترین انتقال مرکب را ایجاد می‌کند، و حکاکی با کمترین حجم سلول، کمترین دانسیته رنگ را ایجاد می‌کند که کمترین انتقال مرکب را به همراه دارد. مشخصات آنیلوکس بیشترین تأثیر کلی را بر روی دانسیته رنگ و در نهایت میزان مرکب منتقل شده روی متریال چاپی داشت. رابطه بین حجم آنیلوکس و دانسیته Solid نشان داده شده در این تحقیق با یافته های قبلی مطابقت دارد .
 با افزایش تعامل بین پلیت کلیشه و متریال چاپی، دانسیته Solid افزایش یافت. بزرگترین تغییر در دانسیته بین تعامل 25 میکرومتر و 50 میکرومتر بود و افزایش جزئی نیز مشاهده شد همچنین  از 50 میکرومتر به 75 میکرومتر افزایش یافت. هیچ تغییر بیشتری در دانسیته بین تعامل 75 میکرومتر و 100 میکرومتر مشاهده نشد. نتایج دانسیته برای تعامل 50-100 میکرومتر یک روند خطی بین دانسیته و حجم آنیلوکس را نشان می‌دهد.
هر باند از سیلندر آنیلوکس دارای نسبت عمق اسمی به عرض دهانه 0.20:1 بود، اگرچه تغییرات جزئی بین باندهای مجزا مشاهده شد

. مطالعات قبلی نشان داده اند که تغییرات کوچک در نسبت عمق به باز شدن در این محدوده تأثیر بسیار کمی بر دانسیته Solid دارد. بنابراین، نتایج نشان‌داده‌شده در شکل 3، با یافته‌های Cherry مطابقت دارد، زیرا با افزایش حجم سلول، حجم مرکب منتقل‌شده افزایش می‌یابد، اما افزایش خطی نشان می‌دهد که درصد مرکب آزاد شده ثابت است.
 دانسیته کم در تعامل 25 میکرومتر، در مقایسه با تعامل بالاتر، به فشار ناکافی ایجاد شده در سطح چاپ نسبت داده شد تا مرکب را مجبور به انتقال از پلیت کلیشه به متریال چاپی کند. علاوه بر این، نتایج برای تعامل 25 میکرومتر نشان می‌دهد که در حجم سلول آنیلوکس 2.68 سانتی‌متر مکعب بر متر مربع، دانسیته از روند خطی نشان‌داده‌شده در تمام حجم‌های سلول دیگر پیروی نمی‌کند.
 این موضوع نشان می‌دهد که انتقال ضعیف مرکب به دلیل تعامل کم پلیت کلیشه به متریال چاپی برای حجم‌های کم مرکب، جایی که مرکب کافی روی پلیت کلیشه برای انتقال یک لایه مرکب پایدار به متریال چاپی وجود ندارد، اغراق‌آمیز است. برای تعامل 50 میکرومتر و بالاتر، فشار ایجاد شده بیشتر از تعامل با 25 میکرومتر است و انتقال مرکب به متریال چاپی بهبود می‌یابد که منجر به تراکم چاپ اندازه‌گیری شده بيشتر می‌شود.
 دانسیته کمتر مشاهده شده برای تعامل کم پلیت کلیشه به متریال چاپی توسط DeGrâce وMangin مشاهده نشد، اما توسط Fetsko و Walker مشاهده شد. بنابراین این احتمال وجود دارد که DeGrâce و Mangin [3، 4] از فشارهای نیپ بالاتر از فشارهای مورد استفاده در این تحقیق استفاده کرده باشند.
 برهمکنش بین فشار نیپ و مقدار مرکب روی پلیت کلیشه نیز در نمودارها توسط Fetsko و Walker مشاهده شد. از آنجایی که نتایج مربوط به تعامل 25 میکرومتر، در شکل 3، به انتقال ضعیف مرکب نسبت داده شده است، هیچ تجزیه و تحلیل بیشتری در این مجموعه انجام نشد، تنها داده‌های مربوط به تعامل ‌های 50 میکرومتر، 75 میکرومتر و 100 میکرومتر در نظر گرفته شد.

4.1.2 توپوگرافی لایه مرکب
توپوگرافی لایه های مرکب Solid با استفاده از تداخل سنجی نور سفید با تاکید بر زبری سطح مورد بررسی قرار گرفت. زبری سطح به این دلیل ارزیابی شد که ظاهر یک لایه مرکب چاپ شده نه تنها به حجم مرکب منتقل شده به متریال چاپی بستگی دارد، بلکه به یکنواختی لایه مرکب، به دلیل پراکندگی نور روی سطح فیلم، بستگی دارد. با افزایش تعامل از 50 میکرومتر به 100 میکرومتر، توپوگرافی سطح چاپ شده با استفاده از سلول های آنیلوکس 4.15cm3/m2، از 402 نانومتر به 320 نانومتر Ra کاهش یافت (شکل 4).

تصویر ۴ - زبری فیلم جوهر برای حجم 54.15 cm3/m2

 برای سلول‌های آنیلوکس با حجم 10.28 سانتی‌متر مکعب بر مترمربع، متوسط زبری بزرگ‌تر از سلول‌های 4.15 سانتی‌متر مکعب بر متر مربع بود، که در آن زبری از 649 نانومتر به 567 نانومتر کاهش یافت، زیرا تعامل از 50 میکرومتر به 100 میکرومتر افزایش یافت (شکل 5).

شکل 5-  زبری لایه  مرکب برای حجم10.28 cm3/m2

برای هر دو حجم آنیلوکس، مقادیر Ra بالاتر از زبری Ra متریال چاپی چاپ نشده بود که 203 نانومتر بود. زبری بیشتر لایه مرکب برای سلول‌های آنیلوکس 10.28 cm3/m2 را می‌توان به تغییرات حجم مرکب موجود در پلیت کلیشه هنگام ورود به دستگاه چاپ همراه با متریال چاپی نسبت داد. با این حال، همچنین ممکن است که زبری لایه مرکب روی پلیت کلیشه، به دلیل درشت بودن سلول های آنیلوکس، بر زبری نهایی لایه مرکب چاپ شده نیز تأثیر بگذارد.
برای هر یک از این سیلندر های آنیلوکس، تنها پنج باند برای این بررسی در نظر گرفته شد. حجم سلول و گام های سلولی برای دو سیلندر آنیلوکس در جدول 3 نشان داده شده است.


جدول 3 مشخصات آنیلوکس برای آزمایش تجربی دوم

 آزمایش دوباره بر روی دستگاه چاپ Timsons T-Flex 508 انجام شد. تنظیمات استفاده شده در جدول 4 نشان داده شده است.

جدول 4 شرایط آزمایشی برای آزمایش دوم

 اگرچه تصویر پلیت کلیشه مورد استفاده شامل ویژگی هایی مشابه تصویر مورد استفاده در آزمایش اصلی بود، اما فقط بخش های Solid مورد توجه بودند، و بنابراین فقط اینها برای اهداف این تحقیق در نظر گرفته شدند. پس از اتمام دومین آزمایش تجربی، زبری Ra بخش های Solid نمونه ها با استفاده از تداخل سنجی نور سفید اندازه گیری شد. نتایج دومین آزمایش برای تعیین کمیت اثر خواص سیلندر آنیلوکس بر زبری لایه مرکب چاپی در جدول 5 ارائه شده است.

 نتایج جدول 5 نشان می دهد که زبری یک لایه مرکب چاپ شده تابعی از حجم مرکب نگهداشته شده در سلول های آنیلوکس است نه تابعی از گام سلول.

جدول ۵ -  Ra برای آزمایش تجربی دوم - زبری لایه مرکب اندازه گیری شده

بنابراین، زبری بالاتر برای سلول‌های آنیلوکس10.28 cm3/m2 ، در مقایسه با سلول‌های4.15 cm3/m2
 (شکل‌های 4 و 5) به جای فرکانس سلولی، به ظرفیت حمل مرکب بزرگ سلول‌ها نسبت داده شد.

4.1.3 تولید دامنه هافتون
داده‌های بخش زیر به بررسی اصلی (جدول 2) اشاره دارد که با استفاده از سیلندر آنیلوکس شماره CES16143 انجام شده است که مشخصات آن در جدول 1 به تفصیل آمده است. تأثیر حجم آنیلوکس بر تعامل پلیت کلیشه به متریال چاپی برای ساختارهای 20، 40، 60 و 80 درصدی در شکل 6 نشان داده شده است. همانطور که در بخش 3.1.2 بیان شد. نتایج مربوط به تعامل 25μm به دلیل فشار ناکافی در حفره برای انتقال کامل مرکب از ارائه نتایج حذف شده است. برای هر یک از ساختارهای هافتونی در نظر گرفته شده، تغییر در دانسیته به عنوان تابعی از حجم سلول آنیلوکس ترسیم می شود. برای ساختار 20 درصد دات ترام، تغییر کمی در دانسیته وجود دارد، چه با افزایش حجم سلول آنیلوکس و چه با افزایش تعامل (شکل 6(a)). با این حال، با افزایش ساختار دات ترام، تغییر در دانسیته افزایش می یابد، نه تنها به عنوان تابعی از تعامل، بلکه به عنوان تابعی از حجم سلول آنیلوکس. هیچ تغییری در دانسیته بین تعامل‌های 75μm و 100μm مشاهده نشد. تفاوت کوچکی بین تعامل‌های 50 میکرومتر و 75 میکرومتر مشاهده شد و این تفاوت با افزایش حجم سلول آنیلوکس و اندازه دات ترام نیم ‌تون افزایش یافت. تغییر دانسیته با ساختار دات ترام و حجم آنیلوکس به حجم مرکب منتقل شده به متریال چاپی نسبت داده شد. برای ساختارهای دات ترام‌ای کوچک (شکل 6(a))، مرکب کمی از آنیلوکس به پلیت کلیشه منتقل می‌شود و با افزایش فشار هیدرودینامیکی درون سطح ترام، فرصت کمی برای پخش شدن مرکب وجود دارد، زیرا مرکب کافی وجود ندارد. . بنابراین حجم آنیلوکس تأثیر کمی بر پخش لایه مرکب بر روی متریال چاپی دارد زیرا اندازه ساختار دات ترام‌ روی پلیت کلیشه عامل محدودکننده است. همانطور که اندازه ساختار دات ترام افزایش می یابد،  دات های ترام روی پلیت کلیشه می توانند حجم بیشتری از مرکب را حمل کنند و مرکب کافی در داخل حفره وجود دارد تا اثرات تغییرات فشار هیدرودینامیکی تأثیر بگذارد. علاوه بر این، با توجه به اندازه ویژگی های بزرگتر در پلیت کلیشه، اثرات حجم سلول آنیلوکس نیز بارزتر می شود زیرا ساختارهای دات ترام ای روی پلیت کلیشه قادر به حمل حجم بیشتری از مرکب هستند و بنابراین نسبت به تغییرات حجم مرکب حساس تر هستند. ساختارهای دات ترام ای کوچکتر عدم وجود تفاوت در نتایج بین تعامل‌های 75 میکرومتر و 100 میکرومتر به مرکب موجود در سطوح دات ترام‌ای نسبت داده می‌شود که به حدی رسیده است که می‌تواند گسترش یابد. بنابراین افزایش تعامل بالای 75 میکرومتر به دلیل تغییر شکل پلیت کلیشه، علیرغم رشد مداوم دات ترام های روی پلیت کلیشه، منجر به افزایش بیشتر در ناحیه دات ترام چاپ شده نمی شود.

شکل 6 تغییرات دانسیته برای ساختارهای دات ترام برای هافتون: اثر تعامل

تمام اندازه‌های دات ترام نیم ‌تون افزایش خطی را با حجم سلول آنیلوکس نشان دادند، به استثنای 80 درصد دات ترام نیم ‌تون، که در آن هیچ افزایشی در دانسیته مشاهده نشد زیرا حجم سلول آنیلوکس از 8.56 سانتی‌متر مکعب بر متر مربع به 10.28 سانتی‌متر مکعب بر متر مربع افزایش یافت. مقایسه نتایج هافتونه 80 درصدی در شکل 6(d) با نتایج دانسیته Solid در شکل 3 نشان داد که منحنی های دانسیته Solid افزایش خطی را برای تمام حجم های سلول آنیلوکس نشان می دهند.
 در پوشش 80 درصدی، شکل‌گیری دات ترام از دات ترام‌های گسسته به دات های ترام پیوندی تغییر کرده است، جایی که «حفره‌ها» مناطق غیرتصویری را مشخص می‌کنند (شکل 7).

تصور ۷ - نمودار شماتیک ناحیه هافتون 80 درصدی روی پلیت کلیشه چاپ

توانایی پخش مرکب توسط محیط حفره ها که به تدریج کوچکتر می شوند محدود می شود. از آنجایی که تغییر کمی در محیط حفره وجود دارد، کنتراست بین لایه مرکب و متریال چاپی تا حد زیادی بی‌تأثیر باقی می‌ماند. برای یک لایه مرکب Solid، مانند آنچه برای داده‌های شکل 3 در نظر گرفته شده است، هیچ متریال چاپیی برای آرایه دستگاه جفت شده با آشکارساز (CCD) در اندازه‌گیری اسپکتروفتومتری قابل مشاهده نیست.
بنابراین تغییر در ضخامت لایه مرکب به دلیل افزایش حجم مرکب، در اندازه گیری دانسیته تاثیر می گذارد و تغییر در دانسیته مشاهده می شود.

4.2 تأثیر حجم آنیلوکس و گام دات ترام چاپی بر انتقال مرکب
نتایج مربوط به تأثیر حجم آنیلوکس بر گام دات ترام چاپی تنها برای ساختارهای دات ترام نیم ‌تون ارائه شده است، زیرا یک لایه مرکب Solid مستقل از گام دات ترام است و بنابراین تأثیری ندارد. تأثیر حجم آنیلوکس بر روی دات ترام دات ترام تصویر در شکل 8، برای ساختارهای 20، 40، 60 و 80 درصدی تصویر نشان داده شده است. در همه موارد، دانسیته چاپی برای گام دات ترام ‌39 cm−1  در کمترین حد بود.
این شکل نشان می دهد که تفاوت کمی بین59 cm−1  و 68 cm−1  خط دات ترام مشاهده شد. بررسی‌های قبلی نشان داد که گام‌های دات ترام‌ای بالاتر روی پلیت کلیشه، به دلیل ماهیت باریک‌ترشان، به میزان بیشتری در داخل سطح ترام نسبت به دات های ترام کوچکتر تغییر شکل می‌دهند. همچنین، از آنجایی که قوانین تعداد خطوط بالاتر حاوی دات های ترام بیشتری در واحد سطح هستند، در فضای مورد نظر دات ترام بیشتری در داخل محدوده موجود بود. این موضوع مرکب را قادر می سازد تا راحت تر پخش شود.
 ترکیبی از تغییر شکل دات ترام بیشتر و پخش مرکب در گام های دات ترام بیشتر، بنابراین دانسیته چاپی بالاتری ایجاد می کند. با این حال، با افزایش تعداد خط، حجم مرکب دریافتی از سیلندر آنیلوکس به دلیل سطح پایین‌تر هر دات ترام کاهش می‌یابد. بنابراین، در گام دات ترام‌ 68 cm−1، مرکب کافی در داخل حفره وجود ندارد تا اثرات فشار هیدرودینامیکی لایه مرکب مشاهده شود و رشد دات های ترام چاپ شده روی متریال چاپی به دلیل حجم مرکب موجود محدود می‌شود. ، که منجر به دانسیته مشابه  59 cm−1  در گام دات ترام است.
آنیلوکس همچنین تأثیر قابل توجهی بر تراکم چاپ دارد. به طور کلی، بالاترین حجم سلول بیشترین تراکم و کمترین حجم سلول کمترین تراکم را تولید می کند. حکاکی ها با حجم های بین  4 cm3/m2 و  5 cm3/m2 تقریباً با یکدیگر یکسان بودند. با افزایش حجم آنیلوکس، تفاوت قابل‌توجهی بین شیب منحنی‌ها برای سه دات ترام برای ساختار 20 درصدی یا ساختار 80 درصدی وجود نداشت. برای هر دو ساختار 40 درصد و 60 درصد دات ترام، شیب تندتری برای گام های دات ترام   59 cm−1   و 68 cm−1  نسبت به گام های دات ترام ‌39 cm−1   مشاهده شد. بنابراین، یک برهمکنش بین گام دات ترام روی پلیت کلیشه و حجم مرکب حمل شده توسط سیلندر آنیلوکس وجود دارد. در پوشش های کم، اندازه دات ترام کوچک روی پلیت کلیشه ظرفیت حمل مرکب را محدود می کند و هیچ اثری مشاهده نمی شود. در پوشش‌های زیاد، ساختار دات ترام‌ای روی پلیت کلیشه به گونه‌ای است که محیط دات های ترام در مقایسه با مساحت ویژگی و حجم مرکب موجود کوچک است و فرصت کمی برای پخش شدن مرکب وجود دارد. فشار هیدرودینامیکی روی فیلم مرکب، دوباره اثر افزایش حجم سلول را پنهان می کند.

شکل 8 تغییرات دانسیته برای ساختارهای دات ترام هافتون : اثر تعداد خط پلیت کلیشه

۵ . نتیجه گیری ها
 این تحقیق بر روی اثرات فشار سیلندر ، تعداد خط پلیت، و مشخصات سلول آنیلوکس بر روی دانسیته Solid و بازتولید هافتون در چاپ فلکسوگرافی متمرکز شده است. بررسی ها نشان داده است که در این موضوع اطلاعات کمی وجود دارد، به ویژه در مورد هرگونه تعامل بین مشخصات سلول آنیلوکس (حکم خط و حجم) و تعداد خط حاکم بر پلیت کلیشه. بنابراین، این اولین تحقیقی است که به بررسی چگونگی تأثیر پارامترهای پلیت کلیشه، مانند فشار سیلندر  و تعداد خط، از حجم مرکب موجود در پلیت کلیشه می پردازد. به این ترتیب، این مطالعه دانش و درک مکانیک فرآیند چاپ فلکسوگرافی را افزایش داده است.
 در نتیجه بررسی ها، نتایج زیر به دست آمده است.
مشخصات حکاکی سلولی سیلندر انیلوکس بیشترین تأثیر را بر میزان مرکب رسوب‌شده روی متریال چاپی و از این رو بر روی دانسیته رنگ و بازتولید هافتون.

 نتایج مربوط به دانسیته ساختارهای دات ترام هافتونه نشان می دهد که برهمکنشی بین خط حاکم بر پلیت کلیشه و حجم سلولی سیلندر آنیلوکس وجود دارد.

با این حال، این مورد برای ساختارهای دات ترام‌ های کوچک یا بزرگ مشاهده نمی‌شود. نرخ افزایش دانسیته برای افزایش حجم آنیلوکس در قوانین تعداد خطوط بالاتر بیشتر از قوانین تعداد خطوط پایین تر است. این موضوع به محدوده بیشتر دات های ترام در قسمت نسبت داده می شود

حجم سلول آنیلوکس عامل غالب بر کیفیت چاپ بود، اما جنبه‌های دیگری مانند شکل سلول نیز تاثیرگذار بود. نشان داده شد که سلول‌هایی با حجم مشابه، اما با قوانین تعداد خطوط متفاوت، نتایج متفاوتی را بر روی تصویر چاپ شده از نظر حجم مرکب منتقل شده تولید می‌کنند. در حالی که نسبت بین حجم سلول و حاکم خط سلول در طول بررسی فعلی به عنوان یک پارامتر در نظر گرفته نشد، موضوعی است که نیاز به بررسی بیشتر دارد.

افزایش فشار نفوذ بین پلیت کلیشه و متریال چاپی باعث بهبود یکنواختی لایه مرکب شد که منجر به افزایش دانسیته Solid شد. این موضوع بیشتر بین تعامل 25 میکرومتر و تعامل 50 میکرومتر قابل توجه بود. افزایش بیشتر تعامل باعث بهبودهای کمتری در دانسیته Solid شد. 

 زبری یک فیلم مرکب چاپ شده به حجم مرکب حمل شده توسط سیلندر آنیلوکس بستگی دارد. گام سلولی سیلندر آنیلوکس بر زبری مرکب چاپ شده تأثیری ندارد

این پژوهش توسط شورای تحقیقات مهندسی و علوم فیزیکی، انجمن فنی فلکسوگرافی اروپا، دولت و مجلس ولز و Timsons Limited پشتیبانی شده است.