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1 Cronaca di una rivoluzione: la stampa flessografica ad alta definizione verso l ultima frontiera di qualità I progressi tecnologici nel campo dei cliché ad alta definizione e dell Anilox permetteranno di ottenere una migliore qualità a prezzi più competitivi? La maggior parte degli stampatori di imballaggi ricorda che, fino a poco tempo fa, ottenere una retinatura in grado di elaborare 40 linee al centimetro (L/CM), ovvero 100 LPI (Lines Per Inches), era già un successo. Certo, da vicino i singoli punti apparivano tutt altro che nitidi, ma di sicuro il risultato superava le precedenti 35 L/CM (85 LPI). Da allora, i progressi in materia di cliché, software e trasferimento dell inchiostro al cliché hanno consentito a quel 15% circa di stampatori che ambivano all eccellenza nella qualità di stampa offset e rotocalco di abbracciare l idea di una rivoluzione della stampa flessografica ad alta definizione. E a quanto pare, anno dopo anno, un ulteriore innovazione tecnica rende sempre più concreta la possibilità di ottenere punti sempre più piccoli, nitidi e uniformi (nonché riproducibili). RISULTATI SPERIMENTALI A CONFRONTO Dal confronto tra i risultati ottenuti su una macchina a 5 stazioni equipaggiata con cilindri GTT (Genetic Transfer Technology) e i dati raccolti utilizzando i normali cilindri da stampa anilox a celle esagonali a 60 emergono alcune differenze. In totale, rispetto al tradizionale formato con celle esagonali si utilizza il 27,5% in meno di inchiostro. Il volume di solvente diminuisce del 9%. Il montaggio del nastro richiede il 30% di tempo in meno. L installazione dei cilindri GTT non richiede alcun fermo macchina per la pulizia dei cliché o dei cilindri stessi, a differenza dell installazione dei cilindri anilox a celle esagonali. La stampa ai confini delle possibilità Jacques Perreault è un esperto: di punti se ne intende. Come responsabile di stabilimento presso Starflex Packaging, Inc., il suo occhio per gli aspetti di struttura, risoluzione, densità e uniformità dei punti nei quattro colori base ha contribuito a fare della macchina da stampa a fascia larga originaria di Montreal il fiore all occhiello della flessografia più avanzata nel mercato del Nord America. Con il pieno sostegno della direzione, il personale Starflex è estremamente motivato a ricercare la massima qualità; non è da meno Perreault, che punta a fornire un servizio sempre migliore ai clienti dei settori alimentare, medico e farmaceutico, che necessitano di grandi quantità di imballaggi flessibili, borse e sacchetti e film laminati con stampe accattivanti. Affiancato dal responsabile della stampa Alain Guimond, Perreault ha sposato la filosofia La qualità non è un obiettivo, è un esigenza. Non sorprende perciò che siano stati tra i primi ad adottare elevati standard di qualità e tecnologia ad alta definizione. L introduzione dell incisione al laser nei software e nei cliché digitali ha consentito di ottenere lineature più precise. Tuttavia, i tradizionali cilindri anilox a celle esagonali a 60 non erano in grado di fornire i vantaggi di stampa legati a fattori quali l utilizzo di una più vasta gamma di colori, una maggiore definizione dei punti, la riduzione dell effetto puntinato nei fondi e, non meno importante, la riproducibilità dei punti stessi. I nuovi cliché all avanguardia non erano abbastanza, senza una tecnica di trasferimento dell inchiostro altrettanto rivoluzionaria. Perciò Perreault ha dovuto fare una scelta: continuare a lavorare con il tradizionale anilox a celle esagonali oppure fare il passo decisivo verso l ultima frontiera tecnologica del canale d inchiostro a scorrimento aperto. Sviluppato e brevettato dall olandese Apex Group of Companies, questo sostituto a forma di S delle superfici anilox a celle esagonali, denominato Genetic Transfer Technology (GTT ), ha assicurato a Perreault i fondamentali vantaggi di stabilità e uniformità superiore nell ambizioso obiettivo di realizzare una flessografia con retinatura da oltre 70 linee cliché su macchina da stampa gearless Starflex 50 Carint. Inoltre, grazie alla tecnologia GTT, Perreault ha potuto ridurre la viscosità dell inchiostro di almeno quattro secondi al fine di ottenere la densità Pag. 1

2 desiderata. La tecnologia GTT assicura una maggiore risoluzione dei punti e risultati più stabili, osserva Perreault. Ecco perché stiamo convertendo l intero stabilimento alla tecnologia GTT, comprese le macchine da stampa a uno o più ingranaggi. Non solo. Nonostante, tre anni fa, Starflex sia stata tra le prime aziende del settore ad avvalersi della tecnologia GTT come beta tester nel Nord America, di recente Perreault ha aderito con rinnovato entusiasmo a un altra prova su cilindri GTT abbinati a cliché DuPont Cyrel Digiflow con incisione digitale praticata con software Esko: Nei test con cliché da 250 linee (LPI), questi sono i risultati migliori che abbiamo ottenuto. Anche dopo decine di migliaia di metri, i livelli di densità non sono calati come invece accadeva con l anilox a 60 ; la presenza di chiazze e l effetto puntinato sono diminuiti e ovviamente, ci è voluto molto meno tempo per pulire cilindri GTT e cliché. Inoltre, grazie alla tecnologia GTT, non è stato più necessario regolare continuamente pressione e viscosità in fase di stampa. I fondi ottenuti con questo procedimento sono di qualità eccellente. Gli ostacoli della stampa di alto livello Perreault ricorda l ottimismo di quattro anni fa riguardo alla possibilità di ottenere 70 linee cliché utilizzando il tradizionale anilox a celle esagonali. Abbiamo usato cilindri anilox a celle esagonali da LPI [Apex] UltraCell-Plus, all epoca i migliori anilox disponibili. In fase di prova e per procedimenti ridotti, si riusciva a ottenere una stampa qualitativamente elevata con parametri di tolleranza così estremi, ma su quantitativi maggiori il trasferimento di inchiostro non era sufficientemente stabile né prevedibile. Come molti altri operatori nel campo della flessografia, Perreault aveva intuito il tallone d Achille della tecnologia anilox a celle esagonali di allora: la riproducibilità. Determinato a sperimentare la nuova tecnologia, Perreault racconta: Ci siamo affidati ad Apex per la sua capacità di fornire cilindri anilox LPI di qualità accettabile. Pertanto, quando Apex ha introdotto l innovativa tecnologia GTT, Perreault ha voluto saperne di più. Insieme al direttore commerciale Apex Aaron Lessing, ha cominciato ad applicarsi all obiettivo di migliorare la stampabilità, senza rinunciare all uniformità. Nel mercato della stampa a fascia larga, la tecnologia GTT porta il marchio UniFlex GTT ed è disponibile in cinque formati, corrispondenti alla gamma base di convenzionali lineature e volumi esagonali a 60. Tali formati sono: XL per fondi pieni, L per fondi e testi, M per soluzioni intermedie, S prevalentemente per cliché e XS per procedimenti di stampa speciale ad alta definizione. Durante un test realizzato da StarFlex per il confronto tra GTT e anilox tradizionale UltraCell-Plus, Lessing aveva suggerito di testare come colore di riferimento il magenta: il più problematico in quanto a densità da raggiungere. È stato quindi confrontato un anilox UltraCell-Plus con fattore LPI elevato con l UniFlex GTT in formato XS. Per entrambi sono stati utilizzati cliché DuPont Cyrel DigiFlow DFQ LPI (con e senza screening Microcell) ed EskoHD Microscreening. Partendo da una viscosità elevata, la densità variava da 1,4 per i cilindri UltraCell-Plus a 1,38 per i cilindri GTT: una differenza trascurabile rispetto al valore di riferimento, fissato a 1,3 circa. Ripetendo il test con una viscosità minore, la densità per i cilindri UltraCell-Plus è scesa all 1,2 mentre i cilindri GTT non sono scesi sotto l 1,29. I risultati si sono stabilizzati dopo 24 secondi, quando i cilindri GTT hanno riportato un valore leggermente più alto rispetto all 1,3 degli UltraCell-Plus. I due livelli di densità erano senza dubbio vicini, ma la differenza a livello di qualità e durata di stampa era significativa, spiega Lessing. I cilindri GTT hanno prodotto punti nitidi, con aloni e sbavature ridotti al minimo. E, cosa più importante, dopo quasi metri a velocità sostenuta, i livelli di densità e risoluzione dei punti sono rimasti invariati senza alcuna pulizia dei cilindri. Il tradizionale formato a celle esagonali non può proprio garantire questo tipo di riproducibilità. Stampabilità (minor effetto puntinato, maggior risoluzione dei punti e migliore stesura dell inchiostro), tempo di attività (meno pulizia dei cilindri, tempi di asciugatura ridotti) e redditività (strati di inchiostro più sottili) hanno convinto Perreault che la tecnologia GTT sia un concreto e rivoluzionario passo avanti. Ora non vede l ora di passare alla simulazione a colori con Pantone su quanti più lavori possibile. Pag. 2

3 Nel frattempo, Apex Tra il 2008 e il 2010, Apex ha effettuato a livello globale un lancio sperimentale dei prodotti GTT, con l intento di selezionare clienti del settore della stampa flessografica disposti, come Perreault, ad adottare la nuova tecnologia. Come lui, molti hanno aderito dopo aver assistito al confronto tra i risultati della stampa GTT e quelli della stampa tradizionale a celle esagonali. In occasione di un test decisivo effettuato nel maggio 2011 nel Regno Unito, un azienda impegnata nella stampa a fascia larga di imballaggi flessibili di alto livello ha lanciato ad Apex una nuova sfida. Un cliente dell azienda aveva avanzato una richiesta piuttosto comune: migliorare la qualità di stampa abbattendo nel contempo i costi. La tecnologia GTT sarebbe stata all altezza? Pag. 3

4 L esigenza dello stampatore era quella di ridurre i colori per la stampa da 7 (colori base ciano, magenta, giallo e nero più due inchiostri speciali e bianco) a 5 (colori base più bianco), sostituendo gli inchiostri speciali con simulazioni nei quattro colori base. Sono state utilizzate due bobine di metri ciascuna, una realizzata con anilox tradizionale a celle esagonali, l altra con cilindri UniFlex GTT XS, come campioni per misurare la qualità di stampa, l impiego di inchiostro e solvente e la pulizia dei macchinari. In entrambi i test sono stati utilizzati cliché ad alta definizione incisi al laser. I risultati dell esperimento erano davvero convincenti: la macchina a 5 stazioni equipaggiata con cilindri GTT ha evidenziato non solo un miglioramento rispetto ai parametri qualitativi richiesti, ma anche un risparmio di inchiostro pari al 27,5% rispetto al tradizionale formato a celle esagonali. 1 Inoltre, il volume di solvente è calato del 9%, mentre i tempi di registrazione e configurazione dei macchinari si sono ridotti sensibilmente. Infine, il semplice fatto di impiegare meno stazioni di inchiostro ha ridotto del 30% i tempi di montaggio del nastro. Altrettanto significativo è stato l abbattimento dei tempi di pulizia dei macchinari: durante l intero procedimento, l installazione dei cilindri GTT non ha richiesto fermi macchina per la pulizia dei cliché o dei cilindri stessi, a differenza dell installazione dei cilindri anilox a celle esagonali. Pag. 4

5 Ovviamente, il risparmio di inchiostro è in parte dovuto all impiego di un minor numero di stazioni per ottenere il risultato richiesto dal cliente, osserva Nick Harvey, esperto commerciale delle tecnologie di stampa flessografica. "Tuttavia, ridurre del 15% il consumo di inchiostro giallo, per esempio, è un traguardo notevole in proporzione. E, se tutto questo non bastasse, dopo il test la macchina ha stampato altri metri (alla velocità massima di 400 metri al minuto) utilizzando i quattro colori base più il bianco, senza bisogno di fermi macchina, né per pulire, né per regolare la risoluzione dei punti o la densità dell inchiostro. Inoltre, dal punto di vista ambientale, i cilindri GTT riducono del 25% l emissione di composti organici volatili rispetto all anilox tradizionale. 2 GTT: la spinta al perfezionamento Cosa ha spinto Apex a reinventare l anilox a celle esagonali? Dopotutto, la superficie a celle esagonali a 60 realizzata in ceramica con incisione al laser è stata una vera e propria innovazione rispetto ai cilindri cromati con incisione meccanica. La risposta sta negli aspetti di caricamento e rilascio dell inchiostro. Esistevano altre geometrie di incisione delle superfici in grado di migliorare il trasferimento dell inchiostro dalla camera della racla al cliché? Se le incisioni al laser di forma trielicoidale a canale aperto e cella allungata sono state utilizzate a lungo dai produttori come alternativa alle superfici anilox tradizionali a celle esagonali, solo nel 2008 la forma a slalom o forma a S è stata applicata a un canale inciso, evidenziando così la possibilità di trasferire l inchiostro al cliché in modo più completo e prevedibile. Le incisioni standard su anilox a celle esagonali non erano semplicemente in grado di tenere il passo con le nuove tecnologie per cliché, osserva Martien Hendriks, direttore tecnico di Apex Group of Companies. Inoltre, con l anilox a celle esagonali non era possibile realizzare punti molto sottili senza continue pulizie, pressione elevata e velocità di stampa ridotte. Perciò abbiamo dovuto metterci al lavoro per ottenere un incisione più funzionale. Ripensare al caricamento con l inchiostro come protagonista Secondo Hendriks, è la fisica del comportamento dei fluidi a determinare la qualità del trasferimento dell inchiostro dalla camera della racla alla superficie anilox e da questa al cliché. Con le celle esagonali (in sostanza, buchi o incavi), l inchiostro proveniente dalla camera viene incanalato all interno delle cellette a pressioni elevate, il che comporta la formazione di bolle d aria. In gergo tecnico, questo fenomeno si definisce tensione. Questo inchiostro, instabile e pieno di bolle, viene poi trasferito al cliché. Dopodiché, velocità, pressione e instabilità concorrono a far aderire l inchiostro in modo non uniforme, con condensazioni o sbavature tra i punti del cliché. Il che, a detta dello stesso Hendriks, si traduce in minore risoluzione dei punti, chiazze, cliché sporchi, ostruzione delle celle anilox e livelli di densità difficilmente prevedibili. Pag. 5

6 Ma c è dell altro. Una volta trasferito l inchiostro al cliché, una normale cella esagonale ne trattiene ancora un residuo. Ne consegue che, nei cliché con retinature più fitte, per trattenere la quantità necessaria di inchiostro le celle esagonali devono essere più piccole, ma anche più profonde. Per ottenere la densità desiderata, occorre aggiungere più pigmento all inchiostro, il che significa dover aumentare la pressione del cliché per raccogliere dalla cella l inchiostro divenuto più denso, spiega Hendriks. Il problema è che la combinazione di celle esagonali più fitte e profonde, maggiore pressione e inchiostro più denso fa sì che parte dell inchiostro rimanga trattenuto all interno delle celle, anziché essere trasferito al cliché. Ora: le cellette esagonali contenenti avanzi di inchiostro ritornano nella camera della racla con una bolla d aria che è necessario rimuovere per poter riempire nuovamente le celle stesse. E per farlo, c è bisogno di ancora più pressione della camera della racla. Utilizzando la tradizionale tecnologia a celle esagonali, siano esse a 30, a 60 o di forma allungata, non si sa mai quale sia il volume delle celle, soprattutto in presenza di inchiostro secco o superfici usurate, avverte Hendriks. Infine va detto che l estrema pressione necessaria per iniettare l inchiostro nelle celle finisce per far sì che lo stesso trabocchi dalla camera sul cliché, compromettendo la prevedibilità dell intero processo... per non parlare dell erosione di racla, anilox e cliché, dovuta alla frizione a pressioni elevate. La soluzione al problema: un migliore scorrimento dell inchiostro Ben presto è apparso chiaro che il problema legato alle celle esagonali erano le pareti all estremità delle celle stesse, ricorda Hendriks. È lì che si accumula la pressione e si addensa l aria. Un po come le buche in autostrada. Dopo anni di ricerca di nuove geometrie per l incisione al laser su superfici anilox, comprensive di barriere angolari con pareti ridotte, Hendriks è arrivato a elaborare un modello che permetteva all inchiostro di scorrere tanto delicatamente da ridurre la tensione, la presenza di bolle d aria e la necessità di pressioni elevate. Il canale a scorrimento aperto permette all aria di fuoriuscire senza mischiarsi all inchiostro in fase di pulitura nella camera della racla. Inoltre, durante il trasferimento al cliché, lungo il canale si viene a creare una via di sfogo per l inchiostro, che così non perde e non sbava tra i punti del cliché. Questo pattern di canali di inchiostro a scorrimento costante posti uno accanto all altro viene inciso a raggiera lungo il diametro esterno del cilindro. È qui che si vede la differenza tra le tradizionali superfici anilox a celle esagonali e il nostro nuovo sistema di incisione, afferma Nick Harvey del team Apex. Abbiamo deciso di chiamarlo Genetic Transfer Technology [tecnologia di trasferimento genetico], data la somiglianza tra i canali e la forma elicoidale tipica del DNA. Oltre a sviluppare il canale di inchiostro a scorrimento, Apex ha brevettato un rivestimento di ceramica ibrida estremamente resistente (più di 1500 Vicker), su cui il canale viene inciso con un raggio laser a emissione costante, anziché pulsata. Tali innovazioni hanno permesso di creare un canale con pareti regolari, tra il 40 e il 60% meno profonde rispetto alle incisioni su anilox a celle esagonali. A cilindro finito, abbiamo scoperto che, con inchiostri più diluiti, si riusciva a ottenere una densità pari o superiore a quella dell anilox a celle esagonali, racconta Hendriks. Il rilascio dell inchiostro sul cliché è molto più uniforme e preciso, essendosi ridotto il grado di tensione. L impronta geometrica del canale e la ceramica estremamente liscia hanno permesso di trasferire e ricaricare l inchiostro più rapidamente e in modo più omogeneo. Sperimentare con i colori e vantaggi inaspettati Durante le fasi di ricerca e di lancio iniziale, è apparso evidente che la tecnologia GTT permetteva di stampare fondi e retinature appartenenti allo stesso cilindro, eliminando così la necessità di predisporre seconde e terze stazioni per ottenere combinazioni cromatiche. È stata una piacevole sorpresa, ricorda Harvey. Un singolo cilindro GTT poteva svolgere il lavoro di due o tre cilindri a celle esagonali. Ma non è finita. Harvey ha scoperto che la stampa realizzata con tecnologia GTT risultava a volte "troppo densa", il che voleva dire poter ridurre la quantità di pigmento o diluire la formulazione dell inchiostro. All inizio pensavamo di stampare male, ma poi abbiamo scoperto che la tecnologia GTT permetteva semplicemente di stampare punti nitidi, ma incredibilmente densi. Così abbiamo regolato gli inchiostri e la pressione del cliché di conseguenza. Pag. 6

7 In altre parole, dai test si è visto che la tecnologia GTT dava spesso risultati di stampa migliori con meno stazioni e meno inchiostro, osserva Harvey. E di questo bisognava ringraziare un trasferimento dell inchiostro al cliché più completo e omogeneo. Apex ha capito che con queste caratteristiche, per arrivare alla gamma completa di combinazioni di volume/cm³m² degli anilox tradizionali con incisione esagonale, la tecnologia GTT richiedeva solo alcune variazioni dell incisione in termini di ampiezza dei canali di inchiostro. Tutto quello che serve a una macchina da stampa a fascia larga per stampare qualsiasi cosa, l abbiamo condensato in cinque formati GTT: XL, L, M, S e XS. Un po come andare a comprare un vestito, afferma Harvey. Non c è più bisogno di regolare i livelli di LPI/cm³m² e tenere appositi inventari per gli anilox a celle esagonali. E non solo. Ci siamo resi conto che i nostri formati S e XS erano in grado di elaborare anche le retinature per cliché più accurate e che la maggiore definizione dei punti faceva aumentare l armonia dei colori. In particolare, il formato XS si è rivelato perfetto per la stampa flessografica ad alta definizione. Meno inchiostro, più qualità in meno tempo: e in futuro? Considerando l attuale tendenza del mercato verso l adozione di tecnologie per cliché HD (ad alta definizione) in grado di rendere incisività e densità, afferma Harvey, è essenziale poter contare su parametri di tolleranza del rilascio di inchiostro prevedibili e affidabili. D altra parte, a cosa serve avere una macchina da Formula 1, se bisogna fermarsi ai box a ogni giro? Secondo Harvey, con le incisioni GTT gli stampatori possono dire: Non gestire le variabili [degli anilox]: toglile. EskoArtwork è della stessa opinione e ha premiato la tecnologia GTT con la prima Certificazione Esko di stampa flessografica HD per superfici di trasferimento dell inchiostro al cliché. Questi progressi nella realizzazione di materiali per cliché e incisioni al laser di elevata qualità e ad alta definizione hanno consentito alle aziende operanti nel settore della stampa flessografica di raggiungere i massimi standard qualitativi ipotizzabili per la stampa offset e rotocalco. Tuttavia, senza un accurato ed efficiente trasferimento dell inchiostro al cliché, la prevedibilità e la riduzione del consumo di inchiostro su grossi quantitativi sono rari da ottenere. Senza una riduzione dei costi e la prevedibilità a lungo termine del processo produttivo, la stampa flessografica ad alta definizione sarebbe rimasta appannaggio di pochi clienti di alto livello. Ma con l avvento della tecnologia con canale di inchiostro a scorrimento aperto come la GTT, i dati sperimentali dimostrano come tecniche innovative di trasferimento dell inchiostro al cliché permettano di aumentare la qualità a prezzi più competitivi e con tempistiche ridotte. ### NOTE A PIÈ DI PAGINA 1. Sun Chemicals ha monitorato e calcolato il risparmio di inchiostro durante il test effettuato su bobina da metri. 2. L'inglese Environmental Project Management (EPM) ha misurato le emissioni di composti organici volatili avvalendosi di metodologie e attrezzature standard del settore. Informazioni sull autore: Jack Fountain è direttore tecnico commerciale presso Apex Group of Companies. Con oltre 15 anni di esperienza come consulente commerciale nel settore dell industria grafica e dell anilox, attualmente gestisce i test sperimentali di stampa flessografica presso Apex. Pag. 7