Stampa di materie plastiche e compound

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1 METODI PRATICA PROSPETTIVE Ingegneria di processo, materiali e applicazioni nella stampa offset a foglio su pellicole, tessere e supporti dati Stampa di materie plastiche e compound Nella stampa di pubblicità e riviste, ma anche in quella espositiva e di packaging, i consumatori finali e le agenzie cercano nuove possibilità per distinguere il proprio prodotto o mezzo pubblicitario visivamente dalla massa o offrire vantaggi extra rispetto agli altri. Per questo sempre più aziende tipografiche non producono solo stampe su carta e cartone, bensì spiccano stampando film in materiale plastico e carte sintetiche oppure accoppiati formati da carta, pellicola plastica e rivestimento in alluminio. Ciò che un tempo era dominio esclusivo della serigrafia e delle combinazioni di processi su macchine da stampa a nastro stretto è ormai divenuto un vero mercato per l offset a foglio, con prestazioni ottimali sia in termini di qualità che di economicità. Koenig & Bauer e KBA-Metronic hanno svolto un lavoro pionieristico nel settore della stampa offset UV e senza acqua, aggiudicandosi negli anni un sostanzioso vantaggio rispetto agli altri in termini di know-how. Ciò consente loro di stampare con successo anche superfici non assorbenti come le materie plastiche e l alluminio. Insieme a partner scelti, ed in parte esclusivi, sono state messe a punto soluzioni innovative mirate per questo mercato in crescita. Il pacchetto per stampa su plastica per le macchine KBA Rapida, ad esempio, offre componenti specifici per una corsa dei fogli senza pro- blemi ed opzioni uniche nel loro genere come la torre per il trattamento corona (foto in basso: su una Rapida 105) oppure l essiccatoio UV inerte intermedio che non aggredisce il supporto di stampa. Ma anche tantissime soluzioni Metronic consentono di stampare direttamente su oggetti in plastica come le tessere formato ISO e i CD, i DVD e i dischi Blu Ray, anche in misure e formati diversi. KBA detiene il portafoglio di gran lunga più vasto per la stampa offset di nastri di film e supporti dati. Le materie plastiche sono un gruppo di materiali da stampa e packaging con caratteristiche di stampa e lavorabilità ampiamente diverse tra loro. Per applicazioni particolari come banner, targhe, loghi, immagini lenticolari, tessere, etichette IML (InMould Labels) o scatole pieghevoli ed espositori, gli unici materiali adatti sono i polimeri. Con la presente brochure vogliamo fornire ispirazione e suggerimenti utili agli stampatori che intendono investire in questo promettente settore commerciale. A questo numero hanno contribuito anche alcuni importanti partner KBA con articoli specifici nei settori pellicole polimeriche, inchiostri e vernici UV, etichette IML, elettrostatica e trattamento e controllo della finitura superficiale. La brochure non spiega alcuni argomenti come l offset senz acqua, la fotoreticolazione UV, gli irradiatori UV o i fotoiniziatori, poiché sono già stati approfonditamente illustrati nei precedenti numeri della serie KBA Process, purtroppo non più disponibili se non come file in cinque lingue scaricabile dal sito web di KBA alla voce News & Presse\Presseservice\KBA Process. Come sempre, KBA cerca di spiegare metodi, processi, potenzialità, requisiti qualitativi ed esempi applicativi nel modo più obiettivo possibile. Numero 1/ Indice del contenuto KBA Editoriale 2 Materie plastiche Mezzi moderni con grandi potenzialità: PVC, PE, PP, PET 3 Produzione di nastri di plastica: PVC rigido, proprietà 5 Poliestere 8 Etichette IML in film di PP 10 Stampabilità Semplice calcolo della tensione superficiale delle pellicole 12 Maggiore tensione superficiale grazie alla torre per trattamento corona 14 Lavorabilità Neutralizzatori di elettricità statica sulle macchine offset a foglio 16 Inchiostri e vernici Inchiostri a base oleosa e a fotoreti - colazione UV per la stampa di pellicole 18 Verniciatura di pellicole plastiche con sistemi di verniciatura a fotoreticolazione UV nell offset a foglio 21 Applicazioni I clienti KBA conquistano nuovi settori di applicazione: alcuni esempi 23 La stampa di immagini lenticolari apre mercati di nicchia orientati al futuro 27 Glossario delle materie plastiche 29 Sigla editoriale 30 Risorse e collaboratori 9

2 Editoriale Carissimi clienti ed amici della nostra azienda, le precedenti pubblicazioni della nostra serie KBA Process hanno documentato il lavoro pionieristico della Koenig & Bauer in svariati settori della stampa offset: stampa diretta offset a foglio su cartone ondulato, stampa offset orientata alla salvaguardia dell ambiente senz acqua e senza viti del calamaio, finitura ibrida di grande effetto e verniciatura in linea economica nell offset a foglio. Il numero attuale di KBA Process tratta un applicazione dell offset a foglio ancora scarsamente diffusa, per la quale anche KBA ha qualcosa da offrire: la stampa di substrati con superficie non assorbente. Insomma, come sempre un argomento con grande potenziale per il futuro, perché le materie plastiche, i compound e le carte sintetiche con le loro straordinarie proprietà ottiche, tattili e d uso vanno ad arricchire il repertorio delle aziende tipografiche più innovative e creative offrendo loro un interessante opportunità per differenziarsi da quello che è un mercato standard spesso animato solo dai prezzi. La stampa su plastica offre possibilità strepitose per crearsi una base solida di clienti fissi con vere e proprie specialità. Non è certo un segreto che chi spicca con prodotti insoliti in un segmento di mercato ristretto ma comunque promettente per il futuro, può generare margini più ampi. Accedere alla stampa di pellicole e plastica ben preparati con un equipaggiamento su misura o con i sistemi appositamente concepiti per la stampa diretta su tessere e supporti dati rappresenta un investimento proficuo per il futuro. Nella stampa su plastica, KBA vanta innumerevoli referenze con installazioni e soluzioni per qualsiasi classe di formato. La nostra azienda è leader di competenza quando si tratta di alta produttività, qualità e flessibilità di formati della stampa offset a foglio rispetto ai tradizionali metodi di stampa su plastica. Nessun altro costruttore di macchine da stampa è in grado di offrire una gamma così vasta e così tante innovazioni per questo segmento di mercato in rapida crescita. KBA ha adattato il metodo derivante dall offset a bobina a nastro stretto già diversi anni fa per l offset a foglio con il pretrattamento corona integrato e l essiccazione intermedia UV inerte che non aggredisce i materiali. Per entrambe le soluzioni, i nostri ingegneri di Radebeul sono riusciti a superare con bravura l ostacolo, ossia di ottenere gli effetti desiderati nonostante le pinze continue. Ovviamente, successi di questo tipo sono ottenibili solo con partner eccellenti, come quelli che hanno contribuito alla realizzazione di questo numero e a cui va il nostro più sentito grazie per la lunga collaborazione. Credo che gli autori, con il fidato e competente appoggio redazionale dello specialista Dieter Kleeberg, siano riusciti ad illustrare la versatilità di applicazione della stampa su plastica e a rendere comprensibili le inconsuete proprietà dei materiali e i processi anche ai lettori meno esperti. Saremmo lieti se il numero 5 di KBA Process avesse fornito anche a voi alcuni suggerimenti utili per accedere alla stampa su plastica o ampliare questo settore di applicazione, perché è proprio per questo che KBA ha concepito questa serie di pubblicazioni. Nella speranza di poter contribuire ad un vostro successo imprenditoriale è nostro desiderio, sia oggi che in futuro, fornire idee accattivanti a tutte le aziende grafiche ed aprire nuove prospettive ai nostri clienti. In fin dei conti tutti noi vogliamo rafforzare la stampa in tutte le sue innumerevoli sfaccettature. Vostro Ralf Sammeck, Consiglio direttivo alle vendite di macchine offset a foglio, Koenig & Bauer AG Ralf Sammeck Consiglio direttivo alle vendite di macchine offset a foglio 2 Process

3 Materie plastiche Supporti di stampa Mezzi moderni con grandi potenzialità Plastica, un termine relativamente giovane che contraddistingue i cosiddetti polimeri. In effetti si tratta di macromolecole organiche formate da molecole più semplici di idrocarburi (monomeri). Tramite il concatenamento, la ramificazione o la reticolazione dei monomeri aumenta la resistenza del gruppo di molecole. Oggi i polimeri vengono utilizzati in diverse applicazioni anche come materiali per imballaggio e di stampa. Raccoglitore con un disegno floreale ad offset a foglio in PriPlak, una pellicola in polipropilene con pretrattamento corona prodotta dalla Arjo Wiggins e distribuita dalla Papier Union I polimeri non sono sempre di origine sintetica: i biopolimeri esistenti in Natura, infatti, come l asfalto o le resine vegetali, vengono utilizzati dall uomo già da diverse migliaia di anni. Oggi, chi parla di plastica intende nella maggior parte dei casi polimeri prodotti per via sintetica come quelli di uso corrente nella vita di tutti i giorni, quali il polivinilcloruro, il polipropilene, il polietilene o il poliestere (vedi riquadro). L industria grafica e del packaging si trova ad affrontare nuove sfide Oggi, grazie a nuovi metodi di colorazione in pasta, nuove finiture e possibilità di lavorazione le materie plastiche diventano sempre più interessanti per i designer e, quindi, importanti per le aziende grafiche. Gli esperti stimano che dal 2005 al 2006 l impiego di materiali sintetici sia cresciuto del 10 15%. Se un tempo si impiegavano principalmente carta e cartone come supporto di informazioni, con l evolversi dei processi industriali si è verificato un vero e proprio spostamento elementare degli interessi. I prodotti dovevano essere confezionati, protetti, spediti e presentati osservando requisiti sempre più specifici. Per questo anche i requisiti di un supporto di stampa come la carta divennero sempre più particolari: le etichette devono essere resistenti allo strappo e all acqua ma essere stampabili e iscrivibili senza problemi, la durata dei registri deve essere più lunga e i registri non devono strapparsi in caso di sollecitazioni più forti, la presentazione dei prodotti deve migliorare utilizzando packaging trasparenti, si devono migliorare le possibilità di presentazione nel punto di vendita. Dovendo rispettare esigenze così specifiche, le carte ed i cartoni tradizionali toccarono ben presto i propri limiti di prestazione, e fu così che fece il suo ingresso l industria chimica. Le materie plastiche cambiano il mondo La scoperta ed il perfezionamento delle materie plastiche più disparate ha cambiato il nostro mondo in brevissimo tempo come nessun altra scoperta prima di queste. La spirale delle innovazioni cominciò a girare sempre più velocemente, nuove materie plastiche diedero origine a nuove idee di applicazione, nuovi inchiostri, nuovi metodi e tecniche di lavorazione, nuove attese dal materiale. Tutto ciò, a sua volta, risvegliò il desiderio di nuove chance e, di conseguenza, di nuovi materiali... Mentre, però, l industria del packaging puntava di più sulla trasparenza e sulla stabilità piuttosto che su una buona stampabilità, per l industria grafica quest ultima era indispensabile. Tanto tempo fa si ricorreva al trattamento a fiamma come unica possibilità per rendere stampabile il polipropilene: per attivare la superficie e migliorare l adesione dell inchiostro, infatti, si riscaldava brevemente la superficie con una fiamma a gas senza però fondere il materiale plastico. Numerosi utenti erano spaventati da questo metodo così complicato e laborioso. Ciò nonostante, il polipropilene continuò a stimolare la fantasia degli esperti, anche perchè, in fin dei conti, non esistono quasi altri materiali sintetici altrettanto versatili e, sebbene si tratti di plastica, ecocompatibili. Fu così che alcuni produttori iniziarono a munire il propilene già in Poliesteri sintetici nell uso quotidiano Polivinilcloruro (PVC): è il materiale plastico clororganico più diffuso al mondo. In base ai dati del Ministero dell Ambiente tedesco, alla fine degli anni novanta in Germania sono stati prodotti e lavorati circa 1,5 milioni di tonnellate di PVC. Il 10 20& del PVC trova impiego negli imballaggi, mentre il 20 30% viene utilizzato per gli oggetti di uso comune più disparati. Con il termine polipropilene (PP) si definisce tutta una serie di materie termoplastiche saldabili che si distinguono per elevato carico a rottura, alta rigidezza torsionale e ottima resistenza termica. Il PP viene lavorato anche in pellicole, secchielli e flaconi e, poiché la sua combustione non è tossica, può essere smaltito in modo ecologico. Secondo Wikipedia, nel 2001 sono stati prodotti in tutto il mondo 30 milioni di tonnellate di PP. Polietilene (PE): è facilmente riconoscibile dalla sua superficie morbida che somiglia alla cera a cui non aderisce quasi nulla. Questo materiale presenta una bassa densità ma elevate resistenza, carico a rottura e resistenza chimica. Il PE viene trasformato, ad esempio, in pellicole autoadesive ecologiche o anche in materiale in fogli e bobina estremamente resistente allo strappo, come il versatile Tyvek di DuPont. Polietilentereftalato (PET): è un materiale termoplastico della stessa famiglia del poliestere. La sua elevata resistenza allo strappo rende il PET il materiale ideale per foglie sottilissime da 1 μm a 500 μm di spessore. Il suo impiego va dai packaging salvaroma per alimenti alle pellicole oscuranti e fotostabili colorate fino alla pellicola per le strisce reattive dell industria farmaceutica. Anche il settore bevande non può più fare a meno delle bottiglie e dei flaconi a perdere o a rendere in PET. Inoltre, questo materiale viene utilizzato anche come fibra tessile, ad esempio nell abbigliamento sportivo, ed in tantissimi altri settori della vita quotidiana. Process

4 Materie plastiche Supporti di stampa Film stampato per clipboard realizzato in PCV rigido Lucprint I film di PVC Lucprint sono atossici per alimenti e idonei anche al packaging di pesce surgelato fabbrica di uno speciale trattamento superficiale che rendeva il processo di stampa più semplice. Insieme agli inchiostri speciali e adottando di volta in volta il metodo più adatto, questo procedimento, oggi detto trattamento preliminare corona, consente di stampare senza problemi quello che un tempo era un materiale difficile. Ma sono stati perfezionati anche altri supporti di stampa di tipo sintetico, come il polistirolo, il PVC rigido e le pellicole autoadesive, materiali che, nel frattempo, sono divenuti di uso quotidiano in tantissime tipografie. Nuovi materiali, tecniche e mercati Finché le plastiche sono rimaste materiali rigidi erano dominio esclusivo delle aziende serigrafiche, perché solo le loro macchine erano in grado di lavorare questo mezzo ingombrante. Più tardi, però, fecero il loro ingresso sul mercato le pellicole ed altri sintetici flessibili, e sempre più aziende si diedero daffare per vincere questa nuova sfida: la stampa di materie plastiche flessibili con il metodo offset. Già oggi, materie plastiche fino a 1 mm di spessore non rappresentano più alcun problema per gli stampatori offset specializzati. Coadiuvati dalla fotoreticolazione UV degli inchiostri, non ci sono quasi più limiti alla creatività. Anche la stampa offset senz acqua e la tecnologia ibrida, entrambi anche frutto del lavoro di ricerca di KBA, hanno contribuito ad ampliare lo spettro di applicazione delle materie plastiche. Relativamente nuovi sul mercato, invece, sono i sistemi di stampa in piano che adottano inchiostri contenenti solvente o UV. Questi sistemi consentono di offrire stampati sintetici ad un prezzo conveniente anche per tirature ridotte. Il mercato più interessante, e attualmente più in rapida crescita, per i materiali sintetici stampati è quello della tecnica pubblicitaria: confezioni variopinte, segnaletiche di avvertimento, espositori, cartelloni o pannelli spuntano ovunque andiamo, addirittura negli uffici la plastica prende sempre più piede! La cosiddetta permanent paper (carta permanente) può essere stampata solo con il classico procedimento offset per poi venire immessa nella stampante laser a colori dell ufficio preprint per i sintetici. Prospettive Anche in futuro vi saranno tantissimi Banner in tessuto PowerJet Texpo in fibre di poliestere Trevira CS B1, stampa digitale con il metodo a getto d inchiostro campi di applicazione per il cartone classico, soprattutto se viene poi finito con vernici, dorature, laminazioni e quant altro. Tuttavia, l impiego di materie plastiche per le applicazioni piu diverse continuerà a crescere. I grossisti come la Papier Union hanno reagito già oggi a questa tendenza creando per questi nuovi mezzi sintetici una divisione di vendita mirata in cui lavorano specialisti idoneamente addestrati. Se nel segmento dei supporti di stampa sintetici si debba continuare anche in futuro a ricorrere a quelli che ormai sono considerati vecchi materiali sarà certamente oggetto di numerose accese discussioni. Molto probabilmente, però, in futuro verranno adottati nuovi sviluppi ed innovazioni non più basati sulla risorsa petrolio, sempre più scarsa, bensì materie plastiche prodotte con materie prime rigenerabili. Questo sviluppo richiederà nuovi tipi di inchiostro, macchinari e tecnologie, e risveglierà certamente nuovi desideri. A quel punto, chi vorrà ancora fare parte di questo interessantissimo mercato dovrà saltare già oggi sul treno in corsa, perché diventerà sempre più veloce! Klaus Fischer (Papier Union GmbH), Cornelia Lillelund 4 Process

5 Materie plastiche Produzione Produzione di nastri di plastica Le pellicole plastiche vengono prodotte con tecnologie completamente diverse da quelle della carta e del cartone. Sull esempio della produzione di PVC rigido alla Klöckner Pentaplast si capisce come vengano ottenute le proprietà che le pellicole avranno sugli impianti di calandratura ad alta temperatura. impianti nettamente più larghi. Si utilizzano soprattutto S-PCV ed M- PVC con valori K (grado di polimerizzazione) di circa che consentono di produrre pellicole più trasparenti, con un ottima idoneità alla formatura sotto vuoto e spessori nettamente più elevati. 1 Rappresentazione schematica di una calandra La produzione di pellicole occupa un posto costante nella lavorazione dei polimeri, perché le pellicole sono di impiego universale. Per le loro innumerevoli possibilità di modificazione, questi prodotti soddisfano svariati requisiti in diverse branche industriali sia come semilavorati che come prodotti finiti. Per la produzione dei nastri di plastica sono state sviluppate svariate tecniche di processo diverse tra loro che permettono di realizzare nastri di pellicola idonei ad una miriade di settori di applicazione in modo economico. Sui tratta del processo di estrusione con estrusione in testa piana o soffiatura, il processo di spalmatura, il 20 % ,6 15,0 8,4 3,7 8, t 3,7 processo di fusione e la calandratura. Settori di applicazione del PVC Una valutazione dello sviluppo di quantità e costi degli ultimi anni mostra l andamento del mercato del PVC in funzione di quattro fattori di influenza principali: le recessioni economiche, l introduzione della regolamentazione degli imballaggi, diverse campagne contro i PVC e migliori pellicole alternative (polipropilene, poliestere o polistirolo). Contrariamente alle previsioni per cui suddetti polimeri alternativi avrebbero dovuto sostituire il PVC su larga scala, in questi ultimi anni si è registrata una ripartizione del mercato piuttosto stagnante, soprattutto nel mercato dei packaging e nel settore dei prodotti tecnici. I motivi risiedono nella convenienza di prezzo per la produzione e la modificazione del PVC nonché nell ottima lavorabilità dei semilavorati e dei prodotti finiti. 2, Il mercato europeo occidentale delle pellicole in PVC rigido presenta un consumo complessivo di t, di cui il 60% per imballaggi (1 generi alimentari, 2 non alimentari, 3 accoppiati in PVC, 4 coperchi di contenitori, 5 farmaci, 6 pellicole orientate, 7 altro) ed il 40% per applicazioni tecniche (8 nastri adesivi, 9 pellicole per ufficio, 10 mobili e infissi, 11 stampa offset, serigrafica e digitale, 12 pellicole per l edilizia, 13 altro) 8,4 4,7 9,3 8,4 2,8 4,7 Calandratura di film in PVC rigido Con il termine calandratura si intende la formatura di mescole ad alta viscosità nella linea di contatto tra due o più rulli per ottenere un nastro continuo ad una determinata temperatura di lavorazione. La calandratura, quindi, è un processo di deformazione per lo stampaggio ad alta pressione. Impostando la corretta apertura della linea di contatto si può prestabilire lo spessore della pellicola o della lastra. Dalla geometria della linea di contatto e dalle proprietà reologiche della massa a calandrare risulta la pressione della trafila. In quanto macchina trasformatrice, quindi, una calandra serve unicamente alla foggiatura. Le prime macchine simili alla calandra furono costruite prima del 1800 per la lucidatura dei tessuti. I primi brevetti per calandre di gommatura e per l applicazione di caucciù ai nastri di tessuto risalgono al L esigenza di velocità di produzione superiori ed i margini di guadagno sempre più ristretti portarono ad un ampliamento del campo di applicazione della calandra oltre che per la gomma anche per la lavorazione del polivinilcloruro (PVC rigido e morbido). Nel 1937, la prima calandra per PVC rigido poteva essere riscaldata fino a 220 C. Dal 1960, con la produzione di stabilizzatori ad alta efficacia, oltre ai metodi adottati fino a quel momento a bassa temperatura (NT) e ad alta temperatura (HT) si è potuto raggiungere un livello di temperatura maggiore all interno della calandra ed introdurre formulazioni modificate. Negli ultimi decenni, la costruzione tecnica e le forme di utilizzo sono rimaste pressocché invariate. L unica variazione recente è la maggiore larghezza dei rulli per aumentare la produzione e per la specializzazione della produzione di pellicole. Nella produzione di pellicole in PVC rigido si sono affermati il metodo ad alta pressione e le calandre a 4 o 5 rulli nelle larghezze da 1800 a 3000 mm. I vantaggi del metodo ad alta pressione risiedono nella grande modificabilità delle proprietà della pellicola e nell aumento della produzione su PVC rigido Il polimero al terzo posto per capacità di produzione e consumo è il PVC, con 28,6 milioni di tonnellate all anno. Dopo di questo, tra le materie plastiche standard più utilizzate troviamo il polietilene (57 milioni t/anno) insieme al polipropilene (35 milioni t/anno). I consumi di PVC, cresciuti costantemente negli ultimi sessant anni da circa t/anno a quasi 30 milioni t/anno, testimoniano quanto il PVC continui ad essere importante dal punto di vista tecnico. Grazie alla sua compatibilità con tutta una serie di additivi, il PVC è adatto ad un ampio spettro di prodotti rimasto pressoché invariato negli ultimi decenni. Le applicazioni vanno dai profilati per infissi alle pellicole fino alle paste e ai rivestimenti. In Germania ed in Europa viene lavorato circa il doppio di PVC rigido rispetto al PVC morbido. La quota di pellicole in PVC rigido è pari al 15% circa del consumo totale di PVC. Nel consumo totale di pellicole, il primo posto è occupato dalle pellicole per packaging con il 60% circa. Altre applicazioni di rilievo sono i film tecnici ed i film stampati. Il 20% del PVC rigido viene trasformato in pellicole tramite la calandratura, per coprire i segmenti di mercato principali del packaging e delle applicazioni tecniche. Il cloruro di vinile monomero è stato sintetizzato per la prima volta nel 1835 da Henri Victor Regnault. La prima produzione su scala industriale ebbe inizio nel 1938 presso la IG Farbenindustrie e quasi contemporaneamente alla Union Carbide e alla DuPont negli USA. Oggi la produzione avviene principalmente tramite l addizione mono o bistadio di cloro ad etilene. Il PVC, che con una concentrazione di cloro del 57% è il Process

6 Materie plastiche Produzione polimero a più basso consumo di petrolio, viene prodotto su scala industriale secondo tre tecnologie: polimerizzazione in emulsione (E- PVC) per paste flessibili e pellicole; polimerizzazione in sospensione (S-PVC) tipo principale, per tutte le applicazioni; polimerizzazione in massa (M- PVC) soprattutto per applicazioni con PVC rigido. L impiego di queste tre tipologie di PVC dipende dalle esigenze dell elaborazione successiva e dai loro prezzi di acquisto. S-PVC ed M-PVC sono piuttosto versatili nell utilizzo ed anche intercambiabili. L M-PVC, invece, data la sua purezza viene preferito per i prodotti trasparenti. Proprietà delle pellicole Oltre che per la tecnologia di produzione, il PVC si distingue anche per le proprietà intrinseche del materiale e di lavorazione (Figg. 2 e 3). Le sigle internazionali comuni sono PVC-U (per il PVC rigido, senza plastificanti, unplasticized ) PVC-P (per PVC morbido plastificato, plasticized ). Il PVC rigido adatto alla produzione di pellicole stampate presenta le seguenti caratteristiche: elevata resistenza meccanica, rigidezza torsionale e carico a rottura, scarsa resistenza agli urti a basse temperature in forma non modificata, diversi gradi di trasparenza, Coadiuvanti di lavorazione Termostabilizzatori Lubrificanti ad azione interna ed esterna Coadiuvanti di calandratura 4 Struttura di una formulazione di PVC-U Termoretrazione delle pellicole Per termoretrazione si intende la variazione in lunghezza e larghezza di una pellicola per effetto del calore. La retrazione può essere influenzata dai seguenti fattori: il controllo della temperatura e della velocità nel separatore a valle della calandra, additivi che influiscono sulla temperatura di transizione vetrosa, additivi che influiscono sul comportamento di estensione, misure costruttive per la riduzione del rilassamento. La causa della retrazione risiede nella dilatazione della pellicola oltre la cosiddetta temperatura di transizione vetrosa che segna la sottile zona di transizione tra durezza ed elasticità. Con la dilatazione, le catene molecolari vengono orientate e congelate con il successivo raf- Formulazione della pellicola PVC S, M, E 2 Confronto delle proprietà intrinseche di quattro polimeri diversi. GB = barriera ai gas, WB = barriera al vapor d acqua, Mi = migrazione, Mo = modificabilità, Tr = trasparenza, EM = modulo di elasticità, HR = temperatura di deflessione sotto carico, SpW = peso specifico ottime proprietà elettriche nel range di bassa tensione e bassa frequenza, elevata resistenza all attacco chimico, autoestinguente dopo la rimozione della sorgente di incendio. Questo quadro di caratteristiche non risulta tanto dal processo di produzione del PVC quanto maggiormente dal tipo di additivi aggiunti in fase di elaborazione successiva come stabilizzatori, lubrificanti, pigmenti, cariche e antistatici (Fig. 4). Spessore della pellicola e tolleranze di spessore Lo spessore della pellicola viene impostato nella calandra abbassando i rulli. Per le pellicole per imballaggi, Coadiuvanti applicativi Stabilizzatori UV Componente antiurto Coloranti Antistatici Agente antiblocco, opacizzazione, protezione contro la fiamma Componenti alta temperatura Copolimeri SAN ed ABS Valori limite per le tolleranze di spessore Spessore del film Tolleranze massime per Film per packaging Film per carte di credito e carte bancomat meno di 100 μm ± 10% ± 7% meno di 200 μm ± 0% ± 5% meno di 400 μm ± 7% ± 3% oltre 400 μm ± 5% ± 3% 3 Confronto delle caratteristiche di lavorabilità di quattro polimeri diversi. Pr = stampabilità, Th = termoformabilità, Fo = piegabilità, Se = saldabilità, AS = comportamento antistatico, En = energia di processo, Gl = incollabilità, Sc = resistenza alla graffiatura lo spessore è regolarmente compreso nel range tra 100 e 800 μm. Durante il processo di produzione lo spessore viene misurato radiometricamente, mentre in laboratorio la misurazione è meccanica con uno spessimetro e tastatori ad una pressione di contatto prescritta. Tolleranze di spessore possono presentarsi sia in direzione trasversale che longitudinale e diagonale. Le tolleranze in direzione trasversale vengono compensate in gran parte da appositi sistemi installati all interno dell impianto. Il profilo di spessore viene migliorato adottando misure come bombatura dei rulli, roll bending e compensazione dei rulli, ma anche con dispositivi di soffiatura per una correzione zonale dello spessore. Gli scostamenti in direzione longitudinale sono solitamente conseguenza di un gioco eccessivo nel cuscinetto dei rulli della calandra, di un errore di oscillazione radiale oppure di oscillazioni di velocità a partire dall ultimo rullo della calandra. Indipendentemente da ciò, la causa possono essere anche oscillazioni di carico nella trafila. Inoltre si possono presentare cosiddette striature, un ispessimento lineare obliquo rispetto alla direzione macchina. A causa della diversa rifrazione della luce, i rilievi di ca. 10 μm di spessore pregiudicano la qualità ottica della pellicola. Le linee di scorrimento o striature derivano dalla disomogeneità delle masse polimeriche nell avanzamento dei rulli (impastatore) che, a sua volta, trova la propria causa in oscillazioni di portata e variazioni di temperatura. Gli attuali valori limite per le tolleranze di spessore delle diverse tipologie di applicazione per le pellicole di PVC rigido sono compresi tra il 3 il 10% (vedi tabella). Secondo quanto risultato da alcune ricerche condotte in proprio, le tolleranze di spessore dipendono solo in minima parte dalla formulazione. Finitura superficiale nei processi di stampa Le pellicole di PVC rigido vengono essenzialmente prodotte nelle finiture lucida, opaca e a rilievo. Questa differenziazione della finitura si ottiene con superfici dei rulli opache o lucide oppure con un dispositivo di stampa a rilievo separato, con opacizzanti aggiunti alla formulazione nonché con il controllo della temperatura sull ultimo rullo della calandra e nel separatore. L omogeneità della finitura è di importanza fondamentale soprattutto per le pellicole stampate, poiché queste devono presentare proprietà specifiche per i diversi metodi di stampa. Per la serigrafia e la stampa offset UV si prestano pellicole lucide, opache e a rilievo. Nella stampa offset con inchiostri ad essiccazione ossidativa trovano impiego soprattutto pellicole opache, mentre nel rotocalco si utilizzano soprattutto pellicole lucide. 6 Process

7 Materie plastiche Produzione 100 % C Trasparenza (%) di diversi film in materiale plastico, riferita al PMMA (100%): 1 PP copolimero random, 2 PVC antiurto, 3 PETG, 4 PVC rigido, 5 PC, 6 PS (Styrolux), 7 PMMA antiurto, 8 PMMA Temperatura di deflessione sotto carico di diversi polimeri in base alla loro temperatura di rammollimento Vicat ( C): 1 PP, 2 APET, 3 PETG, 4 PVC antiurto, 5 PVC rigido, 6 PS, 7 PMMA, 8 PC 7 Proprietà di barriera di diversi materiali plastici, riferita al PVC rigido = 1, barriera al vapor d acqua e all ossigeno freddamento al di sotto della temperatura di transizione vetrosa. Con un successivo riscaldamento al di sopra della temperatura di transizione vetrosa, le tensioni congelate vengono nuovamente liberate e le catene molecolari riprendono la loro configurazione iniziale. Le forze antagoniste generate da questa reazione annullano la deformazione iniziale (forze di retrazione elastica). Trasparenza Una proprietà ottica importantissima delle pellicole è la trasparenza (Fig. 5). Essa infatti caratterizza la chiarezza della pellicola e la cosiddetta nitidezza dei contorni, ossia la riconoscibilità dei contorni dietro la pellicola ad esempio di materiali per packaging od iscrizioni. La trasparenza viene influenzata dalla configurazione della formulazione, dalle finiture degli ultimi rulli della calandra e dei primi rulli separatori nonché dal controllo della temperatura di detti rulli. I vizi della pellicola che riducono la trasparenza sono, ad esempio, le striature citate precedentemente che, essendo tolleranze di spessore ad onde corte, provocano distorsioni ottiche. Omogeneità della pellicola e planarità Per omogeneità della pellicola si intende l uniformità di determinate proprietà ottiche e meccaniche della pellicola particolarmente importanti per i processi di elaborazione successiva come stiratura, stampa o formatura sotto vuoto. Le differenze di temperatura sulla larghezza dei rulli e nel senso di rotazione dei rulli provocano variazioni di spessore sotto forma di errori di planarità: vale a dire che, ad esempio, i fogli rifilati non poggiano in piano o le bobine presentano scostamenti rispetto alla direzione longitudinale durante la sbobinatura, la cosiddetta sciabolatura. Queste differenze di temperatura possono causare anche dilatazioni oltre la larghezza della pellicola, esattamente come diversi processi di espansione, in seguito al non parellelismo di singoli rulli ed errori di oscillazione radiale dei rulli. Questi errori influiscono principalmente sul bordo del nastro di pellicola e quindi, in casi estremi, può avvenire che le copie su pellicola sul bordo non siano più idonei all elaborazione successiva. Intervalli di tempo di sosta troppi ampi dovuti a processi dinamici di flusso sfavorevoli nel gruppo di plastificazione oppure nella prima luce tra i rulli provocano sollecitazioni termiche dei componenti della pellicola troppo diverse tra loro causando uns degradazione termica diversificata. Le disomogeneità risultanti nella struttura molecolare sono causa di diversi valori di resistenza alla dilatazione e alla flessione della pellicola che possono portare, ad esempio, alla lacerazione o alla perforazione della pellicola con lo stiro in direzione traversa. Resistenza agli urti e rigidezza torsionale Spesso le pellicole sono sottoposte a sollecitazioni d urto meccaniche durante l elaborazione successiva o l impiego. La resistenza che la pellicola oppone a queste sollecitazioni viene chiamata resistenza agli urti. 8 Collocazione dei coefficienti di permazione dei polimeri per la permeazione di ossigeno [cm3 μm m 2 d 1 bar 1] e la permeazione del vapor d acqua [g μm m 2 d 1] Solitamente si distingue tra pellicole fragili, semiresistenti agli urti, resistenti agli urti e ad alta resistenza agli urti. La resistenza agli urti viene modificata aggiungendo idonei antiurto a base di MBS, CPE, ABS o a base acrilica. La loro azione aumenta in proporzione al valore K del PVC in questione. La plastificazione e la calandratura ottimali in termini di omogeneizzazione e regime di temperatura sono altrettanto importanti per la regolazione di una determinata resistenza agli urti. La rigidezza torsionale di una pellicola dipende dal suo modulo E (modulo di elasticità) e dal suo spessore. Per ottenere la stessa resistenza alla flessione della pellicola di PVC, ad esempio, si dovrebbe sostituire il film di PVC con un film in PP con uno spessore 1,3 volte maggiore. Termostabilità (Vicat) Per l elaborazione successiva e l idoneità all uso delle pellicole nell industria alimentare e farmaceutica è essenziale la temperatura di deflessione sotto carico, ad esempio per le stoviglie per microonde o i processi di sterilizzazione. In Figura 6 sono illustrate le cosiddette temperature di rammollimento Vicat di diversi polimeri. I policarbonati sono straordinariamente adatti a profili di proprietà di questo tipo. Proprietà di barriera Tanto maggiore è l azione di barriera di una pellicola (Fig. 7), tanto minore sarà la sua permeabilità rispetto a determinati mezzi. L azione di barriera viene valutata in base al passaggio (permeazione, Fig. 8) di un volume di gas ( permeabilità al gas ) o di una parte di peso di vapore (ad esempio permeabilità al vapor d acqua ) attraverso un metro quadro di pellicola di spessore prestabilito con un calo di pressione del gas o del vapore stabilito per la durata di un giorno. Frank Waßmann (Klöckner Pentaplast GmbH, Montabaur) Process

8 Materie plastiche Versatilità Poliestere - Un esempio di versatilità Negli ultimi anni, il gruppo di plastiche a base di poliestere ha fatto il suo ingresso in tantissimi settori della stampa di imballaggi, mezzi pubblicitari e supporti dati. Rispetto ai substrati in PVC e polipropilene usati più di frequente, i poliesteri si distinguono per le numerose modificazioni adatte alle più svariate applicazioni per la stampa e gli imballaggi, addirittura come substrato per gli inchiostri a conduttività elettrica. Estere è la forma abbreviata del nome comune di etere acetico, più propriamente chiamato etilacetato. I poliesteri sono polimeri termoplastici che presentano legami esteri [ CO O ] nella loro catena molecolare principale di idrocarburi. Termoplastico significa che questi polimeri possono essere deformati ad alte temperature e mantengono la nuova forma dopo essersi raffreddati. I poliesteri vengono prodotti con diversi processi di policondensazione, a seconda della composizione chimica. Polietilentereftalato (PET, PETB) Il poliestere più conosciuto è più versatile è certamente il PET, ottenuto dalla policondensazione di monomeri di acido tereftalico e glicole etilenico. Le molecole semicristalline del PET (CPET) sono lineari senza reticolazioni laterali, l ideale per tessuti antipiega, antistrappo e ognitempo come il Trevira o il pile, Una serie di CD e DVD in policarbonato stampati a sei colori con il metodo offset UV senz acqua con la KBA-Metronic CD-Print ma anche per le corde delle racchette da tennis. Dal PET incolore, trasparente chiaro e amorfo (APET) si ottengono foglie con uno spessore di 1 μm fino alle pellicole cinematografiche; come materiale per nastri magnetici, invece, il PET è ormai passato di moda. Con l APET si possono realizzare anche contenitori soffioestrusi o realizzati con la tecnica di stiro-soffiaggio, ad esempio le bottiglie per bevande a rendere in PET, rimpiazzate sempre più frequentemente dal polietilennaftalato (PEN). L elevata resistenza allo strappo nonché l impermeabilità al calore, ai gas e all acqua nonostante lo spessore ridotto rendono le pellicole di APET degli strati barriera ideali per gli accoppiati utilizzati per buste e sacchetti alimentari salvaroma che, oltre tutto, sono facilmente stampabili con il metodo flessografico. I rivestimenti in APET mono-orientati (BOPET, DuPont Mylar) costituiscono addirittura l isolamento delle tute degli astronauti. I nastri di film APET, eventualmente con finiture di diversa lucentezza davanti e dietro, si prestano eccellentemente alla stampa laser e a getto d inchiostro digitale, ad esempio per pellicole da proiezione e pubblicità dei punti vendita. Queste pellicole vengono sempre più utilizzate anche nella stampa offset UV (ad umido e senz acqua). L APET, inoltre, ancor meglio se con PET coestruso con glicole (PETG), rappresenta la base per le pellicole lenticolari. Sulla parte anteriore presentano sottili linee lenticolari, mentre sul retro avviene la stampa offset a foglio ad alta precisione con inchiostri per stampa senz acqua, UV o UV per stampa senz acqua. Nella stampa sia Oggi le bottiglie per bevande e le etichette sleeve sono spesso in PET o PEN Minimovie su pellicola lenticolare in PET, stampata con l offset a foglio senz acqua su una 74 Karat di KBA su film di PET a superficie liscia che su pellicole lenticolari, gli utenti delle macchine KBA Rapida 74 UV e 105 UV, Rapida 74 G, 74 Karat e KBA-Metronic Genius 52UV hanno conquistato una ragguardevole quota di mercato. Nella produzione 8 Process

9 Materie plastiche Versatilità AttoP-Check è un etichetta preprodotta in PET che viene applicata su pellicole per packaging trasparenti. L inchiostro nanoottico reagisce con una forte colorazione non appena il contenuto sottostante la confezione si colora lievemente. Il produttore di carta Mondi produce ed utilizza questi tag, tarati sulla corretta umidità della carta, per lotti di carta di grande volume. (Foto: Attophotonics.com) in strepitosa crescita di carte bancomat e di credito, dominio delle macchine KBA-Metronic, l APET serve come film di laminazione. Il PETG, inoltre, viene utilizzato anche per etichette in rotoli termoretraibili. Il PETG ad orientazione trasversale o longitudinale consente di avvolgere completamente contenitori di qualsiasi forma, come colli di bottiglie di vino o vasi in vetro per conserve, con etichette in pellicola stampata (sleeve full body, etichette avvolgenti wrap-around, etichette termoretraibili) sul retro con la stampa flessografica (controstampa). Come il PVC ed il polipropilene, per i contenitori formati sotto vuoto si possono utilizzare anche l APET e l APET accoppiato con il polietilene. Nella sequenza di coestruzione PETG APET PETG si genera il GAG- PET che forma il corpo del blister degli imballaggi estrusi, ad esempio per compresse ma anche per altra minuteria. In questo caso, la chiusura della confezione blister è composta da cartone brillante chromolux stampato in 4/1, il lato anteriore viene finito con vernice blister resistente alla termosaldatura. Tramite la coestrusione del APET con PET contenente acido isoftalico (PETIP) si ottengono pellicole saldabili per lo più incollate in compound metallizzati, ad esempio per le confezioni salvaroma del caffè. Polibutilentereftalato (PBT) Il PBT viene impiegato per pezzi stampati ad iniezione che devono presentare caratteristiche di elevata stabilità dimensionale e ridotta attrizione, ad esempio i comandi negli abitacoli delle auto o componentistica elettrica. La resistenza allo shock termico rende il PBT il materiale ideale per le macchine da caffè e i ferri da stiro a vapore. Sotto forma di fibra troviamo il PBT nelle setole degli spazzolini da denti o come rivestimento per fibre ottiche, quindi anche nei cavi per l interconnessione dei pulpiti di macchine da stampa e, in coestrusione con il CPET, come fibra stretch per pantaloni. Negli ultimi tempi, il PBT trova impiego anche come nanocarica. Nei nastri di pellicola trasparente da opacizzare tramite lo stiro, le nanoparticelle fungono da mezzo di cavitazione riempiendo le cavità formatesi ed impedendo che le cavità della pellicola provochino una perdita di resistenza. Alcune pellicole opache per la stampa offset UV, quindi, contengono PBT. Nei pezzi stampati ad iniezione, le nanoparticelle di PBT fungono da fluidificante, cioè migliorano lo scorrimento dei termoplastici riscaldati che, in tal modo, possono essere lavorati per renderli più filigranati e morbidi. Attualmente non è ancora possibile stampare tutti i componenti di un transponder RFID (Foto: Infineon) Policarbonato (PC) Il PC è il poliestere più costoso e viene ottenuto da una miscela di dicloruro di carbonile tossico (fosgene) e un glicole. Tutti i CD, DVD ed i Blu-ray disc sono in PC, perché questo poliestere è particolarmente trasparente e consente di iscrivere lo strato di supporto dati senza errori anche attraverso il polimero. Il metodo di decorazione più veloce per questi dischi è la stampa offset UV senz acqua con cui è possibile ottenere al contempo anche una qualità di immagine fotorealistica. KBA-Metronic, con le macchine senza viti del calamaio CD-Print (6000 dischi a sei colori/ora) e Premius (7200 dischi a quattro colori/ora) propone due soluzioni ottimali per questo mercato. La stampa fotorealistica si ottiene anche con la stampa termografica con tecnologia retransfer, che però è troppo lenta. In termini di velocità e qualità, le stampe serigrafica e a getto d inchiostro restano dietro l offset UV senz acqua. Nella fase di prestampa, il policarbonato è conosciuto per il guscio trasparente e colorato in pasta dei computer Apple. Grazie alla sua perfetta trasparenza, il policarbonato è riuscito a spodestare il polimero polimetilmetacrilato (PMMA, plexiglas) da numerosi settori di applicazione. Stampa con i polimeri a conduttività elettrica A seconda dell applicazione, i poliesteri, ossia il PET e il PEN flessibili e il PA rigido, sono, accanto alla carta, i supporti di stampa preferiti per l ambiziosa tecnologia della stampa industriale con inchiostri elettricamente conduttivi. Questi inchiostri sono essi stessi polimeri speciali la cui struttura, parzialmente ionica, garantisce il trasporto degli elettroni (si parla di ionomeri o organic electronics ). Un polimero di questo tipo altamente promettente è il PEDOT:PSS composto dai due ionomeri polietilendiossitiofene e polistirensulfonato. Attualmente, il PEDOT:PSS sembra essere idoneo soprattutto alla stampa con i procedimenti offset Uno schermo piatto HDTV di Samsung, non realizzato con polimeri a cristalli liquidi bensì con OLED a matrice attiva su un supporto in PET: una prospettiva per l offset a foglio? (Foto: Aving.net) a foglio e a nastro stretto, perché pur avendo una viscosità inferiore a quella dell inchiostro offset denso, si applica con affidabilità e riproduce correttamente anche le strutture più fini. Positivi sono stati anche i risultati di alcune prove in cui il PEDOT:PSS è stato miscelato con il liquido di bagnatura ed i gruppi inchiostratori funzionavano a vuoto. In questo modo, le zone non stampanti della lastra in allumina si sono improvvisamente trasformate in zone stampanti, ricordando che la quota di PEDOT:PSS era stata applicata completametne al substrato con un caucciù speciale. Scopo generale dell elettronica stampata è la forte riduzione dei costi unitari rispetto ai wafer di silicio ed ai polimeri a cristalli liquidi. Finora l ostacolo è rappresentato soprattutto dai costi di produzione e dall introduzione di un ampia gamma di etichette RFID (identificazione a radio frequenza). A tutt oggi vengono stampati soltanto i componenti RFID più comuni, ossia gli elettrodi e l antenna bipolare. Componenti elettronici più complessi come transistor, diodi, condensatori, oscillatori, circuiti, alimentatori di corrente o diodi ad emissione luminosa (OLED: diodi organici ad emissione di luce, ad esempio per loghi, iscrizioni o display) o strutture ad assorbimento di luce (OPV: Organic Photovoltaics, vale a dire fotocellule) devono essere costruiti come multistrato. Dieter Kleeberg Process

10 Materie plastiche Supporti di stampa Etichette IML in film di polipropilene nell offset a foglio Le etichette In-mould Labels (IML) sono etichette a basso costo di produzione per il design di contenitori e chiusure. Diversamente dalle etichette autoadesive, queste sono integrate indissolubilmente nella superficie dell oggetto. Nella maggior parte dei casi, le etichette IML sono stampate con l offset a foglio per offrire massima qualità di stampa anche al segmento del mercato delle etichette. Produzione e scelta delle pellicole IML sono spiegate dal punto di vista della Treofan. La maggior parte dei packaging stampati ad iniezione per gelati e insalate sono decorati con la pellicola IML Treofan Decor EUH. La pellicola a cinque strati con trattamento corona su entrambi i lati presenta una densità di soli 0,55 g/cm 3 nonché ottime proprietà antistatiche, ed il suo comportamento durante lo stampaggio è diverso. Il suo nucleo a struttura cellulare è incorporato in due strati intermedi di OPP opaco Generalmente, per IML si deve intendere un processo in cui un contenitore realizzato mediante stampaggio ad iniezione, soffiatura o termoformatura viene munito di un etichetta quando è già nella sua forma finale. Grazie alle particolari caratteristiche della sua superficie, l etichetta IML si fonde permanentemente con il contenitore e, solitamente, non è più staccabile. Stampa di etichette Le etichette IML possono essere stampate con diversi metodi: offset a foglio con inchiostri ad essiccazione ossidativa o fotoreticolazione UV, serigrafia, offset a bobina a nastro stretto con inchiostri UV, stampa flessografica con inchiostri UV, stampa tipografica con lastre fotopolimeriche ed inchiostri ad essiccazione ossidativa o UV. L ordine di elencazione corrisponde circa alla frequenza di implementazione del metodo di stampa. L offset a foglio viene adottato più frequentemente perché consente di combinare diversi motivi su un unico foglio e per l ottima capacità fotorealistica e qualità di riproduzione dei dettagli dell immagine stampata. Considerando il prezzo conveniente delle bobine, è vantaggioso installare un gruppo che tagli in fogli la bobina di film a monte dell impianto anche per le pellicole per IML. La serigrafia viene utilizzata soprattutto laddove si stampino tirature altissime, ad esempio per le etichette delle confezioni di margarina. Per le tirature medio-alte si ricorre spesso all offset a bobina. La fustellatura avviene in linea o fuori linea a seconda del metodo di stampa. Produzione di pellicole Negli ultimi quindici anni ha mostrato un enorme crescita l impiego di pellicole di polipropilene, più esattamente di polipropilene orientato (OPP, cioè PP orientato) e polipropilene cast (CPP, non orientato) per il design di packaging stampati ad iniezione. Nella maggior parte dei casi si utilizzano pellicole in OPP che, tavolta, trovano applicazione anche per etichette particolarmente grandi, ad esempio per i secchi di colore. Nel caso delle pellicole in CPP viene prodotta una pellicola mono o multistrato tramite estrusione attraverso una trafila a fessura. La pellicola viene rifilata, dopodiché viene solitamente predisposta per la stampa con un trattamento corona preliminare. A questo punto la pellicola viene avvolta e tagliata a misura in un processo di taglio a valle in base alle misure di larghezza indicate dal cliente. Gli spessori consueti per le Prodotti tipici confezionati in packaging con etichette IML pellicole rientrano in un range da 80 a 100 μm. La produzione delle pellicole in OPP, invece, è molto più complessa: come prima cosa, come per il film in CPP si produce una pellicola multistrato in PP tramite estrusione. Per le pellicole IML si estrudono solitamente da tre a cinque strati insieme. I diversi materiali fusi vengono assiemati già nella trafila e colati insieme su un cilindro rotante refrigerato. Dopo che la cosiddetta prima foglia si è solidificata con il raffreddamento, questa viene nuovamente riscaldata ad una temperatura definita e orientata in direzione longitudinale. Lo stiro avviene attraverso cilindri che ruotano a diversa velocità alla superficie. Generalmente la pellicola viene orientata in direzione longitudinale di un fattore quattro o cinque. Così facendo si riduce corrispondentemente lo spessore della pellicola. Dopo l orientazione in direzione longitudinale avviene lo stiro in direzione traversa. A tale scopo, la pellicola viene introdotta in un cosiddetto stenter (irrigiditore) dove viene trattenuta da un morsetto catena su entrambi i bordi. Come prima cosa la pellicola viene nuovamente riscaldata mantenendo la larghezza. Una volta raggiunta una temperatura costante avviene uno stiro in direzione traversa di un fattore da otto a dieci. Alla Treofan, le pellicole IML vengono di solito prodotte in una larghezza di sette metri. Terminata l orientazione della pellicola, avvengono la stabilizzazione termica, per eliminare le tensioni Formatura del packaging Prodotti alimentari Prodotti non alimentari Stampaggio ad iniezione Margarina, burro, formaggio, yogurt, Pitture, detersivi, formaggi freschi, gelato e nutella, prodotti per il insalate, dessert, minestre liofilizzate giardinaggio Soffiatura Ammorbidenti, cosmetici, cura dell automobile Termoformatura Yogurt, formaggio Requisiti riguardanti le interazioni tra pellicole IML ed inchiostri tra pellicola e formatura tra pellicola e stampa Applicazione prodotto Forma Raffreddamento Messa a registro Planarità Temperatura Resistenza agli agenti chimici tra stampa e formatura Possibilità di singolarizzazione Carica elettrostatica Resistenza termica Design 10 Process

11 Materie plastiche Supporti di stampa Gamma di pellicole IML Treofan Decor per packaging stampati ad iniezione in PP e PE Prodotto Proprietà visive Spessore del film Grammatura Film PP orientato EUH* opaco/bianco, lucido/matt μm 27,5-49,5 g/m 2 EWR bianco, lucido/matt 57 μm 54,7 g/m 2 ETR lucido, traslucido 57 μm 54,7 g/m 2 Film PP non orientato CWD bianco 80 e 100 μm 74,2 e 92,8 g/m 2 CTD trasparente 82 μm 72,2 g/m 2 Queste vaschette e chiusure stampate ad iniezione per gelati sono stati decorati con la pellicola IML Treofan Decor ETR. La pellicola a tre strati con trattamento corona su entrambi i lati presenta una densità di 0,91 g/cm 3 e possiede un nucleo trasparente di OPP nella pellicola, ed il raffreddamento, poiché poco dopo la pellicola verrà a contatto con i rulli. Per assicurare la stampabilità della pellicola, la superficie viene sottoposta ad un trattamento corona a scariche elettriche preliminare con una tensione superficiale di ca. 40 mn/m. A questo punto la pellicola viene avvolta in bobine per macchina, quindi seguirà un processo di taglio a valle per produrre bobine nella larghezza indicata dall azienda tipografica o di taglio dei fogli. Proprietà delle pellicole per le applicazioni IML I film in OPP per le applicazioni IML devono essere dotati di requisiti specifici e mirati. Contrariamente alle pellicole di OPP utilizzate come materiale da imballaggio, le pellicole IML sono spesso utilizzate come fustellati (foglio) o etichette singole. Per questo motivo le pellicole IML hanno spesso uno spessore maggiore (57-90 μm) delle normali pellicole OPP per packaging. I fustellati o le etichette IML, inoltre, devono poter essere separati con facilità. Ciò si ottiene generalmente provvedendo le tipiche pellicole IML di un lato lucido e di un lato opaco. Attraverso il lato opaco della pellicola può penetrare aria molto più facilmente tra le superfici, cosa che semplifica enormemente il disimpilaggio. Lo strato opaco, inoltre, insieme al finissaggio della pellicola con additivi specifici riduce la carica statica generata dal distacco delle superfici. L esigenza di etichette il più possibilmente piane, vale a dire con una tendenza all accartocciamento minimale, richiede anche una scelta estremamente oculata delle materie prime per i diversi strati nonché una precisa combinazione degli spessori Composizione di una pellicola IML a cinque strati: la superficie (1) è responsabile della brillantezza, del comportamento antistatico e, con il trattamento preliminare corona, dell adesione di inchiostri ed, eventualmente, di strati di metallizzazione. I due strati intermedi (2, 4) determinano insieme al nucleo (3) il grado di bianco, l opacità e la densità e, quindi, anche la resistenza meccanica e la resistenza alla flessione della pellicola. La parte inferiore (5) aderisce alla confezione in modo autoadesivo dei vari strati. A tale riguardo, per la stampa occorre assicurarsi anche che vengano adottati metodi di stampa e sistemi di inchiostro che non causino o incrementino la tendenza all accartocciamento. Scelta della pellicola IML Il processo di produzione dei packaging viene influenzato soprattutto dalla scelta della pellicola IML. Per gli imballaggi stampati ad iniezione, la scelta del tipo di pellicola più adatto dipende soprattutto dai requisiti estetici che dovrà presentare la superficie etichettata (lucida o matt) e dall effetto che avrà l etichetta sulla forma dell imballaggio. Si possono produrre contenitori con etichette molto brillanti solo utilizzando un film in polipropilene orientato cosiddetto solido (ad esempio EWR, ETR) o un film in polipropilene cast (CWD, CTD). In questo caso, però, soprattutto le pellicole in PP orientato presentano un effetto secondario alquanto indesiderato, ossia sui contenitori asimmetrici con ridotto spessore di parete si osserva una forte deformazione al termine dello stampaggio ad iniezione. Per evitarla si utilizzano pellicole con struttura cellulare (EUH) che a loro volta, però, non consentono di creare etichette ad alta brillantezza, bensì solo finiture matt-ruvide. Dell inconveniente della formazione di una finitura a buccia d arancia il marketing ne fa una virtù e parla di finiture morbide soft touch. Le pellicole in PP non orientato, invece, non influiscono quasi sulla deformazione di un contenitore stampato ad iniezione, tuttavia, per il loro spessore e di conseguenza la maggiore grammatura, sono utilizzati meno per packaging alimentari che per contenitori di grandi dimensioni come secchi per colore da 5 a 25 litri di capacità. Considerata la ridotta pressione durante la formatura di imballaggi soffiati come le bottiglie in HDPE o PP, per questo processo si utilizzano principalmente pellicole rivestite con una speciale ceralacca. Tale ceralacca, inoltre, viene applicata con un disegno ben preciso che agevola l evacuazione dell aria tra il contenitore soffiato e l etichetta. Finora, i tentativi mirati ad ottenere lo stesso effetto con pellicole di PP orientato o non orientato per le applicazioni di stampaggio ad iniezione non hanno fornito risultati affidabili. Con il suo UND, però, la ditta Treofan GmbH dispone di un prodotto di sviluppo con cui la disaerazione avviene grazie alla permeabilità all aria della pellicola. Questa pellicola, inoltre, non richiede alcun rivestimento. Per gli imballaggi termoformati sussistono problemi simili a quelli del soffiatura. In passato era estremamente difficile eliminare l aria intrappolata tra l imballaggio stampato e la superficie dell etichetta. I primi tentativi riuscirono perforando l etichetta. Ciò però richiedeva un ulteriore fase di lavorazione e presentava l inconveniente che la perforazione così effettuata restava visibile. Dal 2006 si sono fatti passi avanti significativi in questo settore: ottimizzando il processo di formatura sotto vuoto ed utilizzando una pellicola a struttura cellulare ed uno strato sigillante modificato si è stati capaci di realizzare un etichettatura IML priva di bolle. Tale procedimento, però, produce una superficie dell etichetta opaca e a buccia d arancia. Con l utilizzo di una pellicola permeabile all aria come il Treofan UND, tuttavia, si può ottenere un etichetta lucida applicando vernici idonee. Wilfrid Tews (Treofan GmbH, Raunheim) Process

12 Materie plastiche Tensione superficiale Semplice calcolo della tensione superficiale delle pellicole La stampabilità di una pellicola dipende fondamentalmente dalla sua tensione superficiale. Per poter assorbire l inchiostro, la tensione superficiale della pellicola deve essere superiore a quella dell inchiostro stesso. Con metodi semplici è possibile stabilire con rapidità se la tensione superficiale della pellicola è sufficientemente alta. Le forze di coesione tra le particelle all interno di un liquido si trovano in uno stato di equilibrio energetico, ma non in superficie (grafico: Schmid Rhyner) La tensione superficiale definisce il comportamento dell interfaccia tra un liquido (ad esempio l acqua) o un corpo solido (ad esempio una pellicola) ed un gas (ad esempio l aria), ed è per questo che viene anche chiamata tensione interfacciale. Questo fenomeno si manifesta anche quando i liquidi cercano di ridurre la propria superficie. La conseguenza di tale comportamento è che le gocce di liquido, se non influenzate da azioni esterne come ad esempio in caduta libera, assumono una forma quasi sferica. Interazioni atomiche Tra le particelle adiacenti agiscono forze di attrazione e di repulsione, le cosiddette forze di coesione. All interno di un liquido, tali forze sono sottoposte a varie interazioni in tutte le direzioni nello spazio. Ciò non riguarda le particelle in superficie, poiché queste hanno meno legami adiacenti delle particelle all interno. Il movimento delle particelle all interno di un liquido è energeticamente neutro, con il movimento verso la superficie si devono separare i legami tramite energia. Se la superficie di un liquido viene ingrandita, allora occorre intervenire. Il lavoro di ampliamento della superficie dipende dalla tensione superficiale del liquido. Il rapporto tra l intervento effettuato e l ampliamento di superficie che ne risulta è la tensione superficiale (simbolo di formula sigma ) σ = ΔW / ΔA con l unità di misura standard mn/m (millinewton al metro), che corrisponde alle unità di misura SI 0,001 kg m/s 2 oppure mj/m 2 (millijoule al metro quadro). Ad una temperatura di 20 C, l acqua presenta una tensione superficiale di mn/m, il mercurio di 484 mn/m e l isopropanolo di 21,7 mn/m. La tensione superficiale dipende anche dalla temperatura e, all aumentare di questa, generalmente diminuisce. Le sostanze grenzflächenaktiv come i tensioattivi nell additivo per liquido di bagnatura riducono la tensione superficiale del liquido per migliorare la bagnatura della lastra da stampa offset. Metodi di misura dei liquidi Nella maggior parte dei casi, la misurazione della tensione superficiale di un liquido si basa sul fatto che la superficie del liquido viene ampliata in modo definito e che sia stabilito Con l equazione di Young è possibile calcolare la tensione superficiale di un solido tramite il coseno dell angolo di contatto l intervento compiuto. Esempi ne sono il metodo dell anello secondo Pierre Lecomte du Noüy, il metodo della lamina secondo Wilhelmy e il metodo del telaio di Philipp Lenard. In tutti e tre i metodi viene immerso un corpo (anello, lamina o telaio) in un liquido per essere successivamente estratto in modo che vi aderisca ancora un film di liquido. La forza di trazione viene aumentata gradualmente fino a rompere il film. Dalla forza di trazione massima, dalle misurazioni del corpo di immersione e dalla densità del liquido si può calcolare la tensione superficiale. Metodi di misura dei solidi Anche la tensione superficiale dei solidi può essere definita solo indirettamente: con il metodo dell angolo di contatto si bagna il solido con due liquidi diversi con una tensione superficiale conosciuta. Spesso si utilizzano l acqua e lo ioduro di metilene. Nell equazione di Young riportata nel grafico sono riportati gli indici S ed L, rispettivamente per solido e liquido ; i simboli di formula σs e σl descrivono i componenti di tensione superficiale di entrambe le fasi; Y SL rappresenta la tensione interfacciale tra le due fasi Affinché un liquido non sagomato L possa bagnare la superficie sagomata di un solido S per spandimento, la tensione superficiale del solido deve essere maggiore di quella del liquido (schema in basso), altrimenti il liquido scivola via sotto forma di goccioline (schema in alto) (Grafico: Weilburger Graphics) 12 Process

13 Materie plastiche Tensione superficiale Un normale misuratore di angolo di contatto con videocamera è il goniometro da tasta PG-2 della ditta svedese Fibro System e θ sta per l angolo di contatto che corrisponde all angolo tra i vettori σl e Y SL. Per determinare l energia superficiale, diverse equazioni di partenza per Y SL vengono combinate con l equazione di Young riuscendo in tal modo a rappresentare cosı come funzione delle tensioni superficiali di fase. In questo modo si genera un sistema di equazioni con cui è possibile calcolare la tensione superficiale del solido. Per stabilire in modo semplice e veloce gli angoli di contatto, il mercato propone i cosiddetti goniometri. Questi strumenti di misura sono formati da un sistema per l iniezione dei liquidi di prova e di una videocamera che misura la sezione trasversale delle gocce. Ciò che ne risulta sono i valori di angolo di contatto così calcolati. Un angolo di contatto di 0 si forma quando il liquido si spande, ossia quando si verifica una bagnatura completa del solido. Con un angolo di contatto compreso tra 0 e 90 si parla di buona bagnatura, Immagine su PC di una goccia ripresa con la videocamera di un goniometro. La goccia bagna la superficie solo parzialmente, l angolo di contatto è nettamente superiore ai 90 con un angolo di contatto tra 90 e 180 di cattiva bagnatura. Un angolo di contatto di 180 significa che il liquido scorre sulla superficie del solido sotto forma di gocce sferiche. Questo fenomeno viene comunemente chiamato anche effetto loto, perché in Natura sono proprio le foglie del loto a reagire in questo modo. Un altra possibilità cui si ricorre spesso nella pratica è quella di determinare la tensione superficiale dei solidi utilizzando inchiostri di prova. Con un pennello viene applicato sulla superficie da controllare un inchiostro di prova con tensione superficiale definita. Se la superficie viene bagnata dall inchiostro significa che la tensione superficiale del solido è uguale o maggiore di quella dell inchiostro. Se l inchiostro applicato, invece, si ritira entro tre secondi formando goccioline, la tensione superficiale del solido è minore di quella dell inchiostro di prova. Tensioni superficiali di diverse materie plastiche Materia plastica PTFE (politetrafluoretilene, Teflon ) PE (polietilene) PE (polietilene) dopo il trattamento corona PVC (polivinilcloruro) PS (polistirolo) PET (polietilentereftalato, poliestere ) PMMA (polimetilmetacrilato) PC (policarbonato) Inchiostri di prova all opera: a sinistra l inchiostro si spande, cioè la bagnatura completa dimostra che la tensione superificiale della pellicola è almeno uguale alla tensione superficiale nota dell inchiostro di prova utilizzato. A destra la bagnatura non ha luogo, cioè la tensione superficiale della pellicola è minore della tensione superficiale nota dell inchiostro di prova utilizzato Con un set di inchiostri di prova è possibile provare a definire il valore di tensione superficiale di una pellicola Inchiostri di prova idonei alle pellicole Il metodo dell inchiostro di prova si basa su un dato di fatto, ovvero che i liquidi bagnano bene un solido solo se la loro tensione superficiale è inferiore a quella del solido stesso. Fonte: Fraunhofer IGB Tensione superficiale 22,5 mn/m 36,1 mn/m mn/m 38,4 mn/m 43,5 mn/m 47,0 mn/m 49,0 mn/m 46,7 mn/m Per questo è problematica la pressione esercitata su pellicole con una bassa tensione superficiale. Per garantire una sufficiente bagnatura della pellicola con l inchiostro di stampa occorre assicurarsi, tramite scelta dei materiali, trattamenti preliminari ecc., che la pellicola presenti una tensione superficiale superiore a quella dell inchiostro. Con un set di inchiostri di prova è quindi possibile determinare in poco tempo le condizioni della pellicola. Beatrix Genest (SID Sächsisches Institut für die Druckindustrie GmbH, Lipsia) Process

14 Stampabilità Pretrattamento corona Maggiore tensione superficiale grazie alla torre per trattamento corona Il pretrattamento corona è un metodo efficace per aumentare la tensione superficiale dei film plastici e dei substrati metallizzati, ma anche di superfici di carta e cartone non assorbenti. Perché l inchiostro possa aderire e restare sulla superficie occorre una tensione superficiale di almeno 38 mn/m circa. L effetto corona su pellicole pretrattate dal produttore perde di efficacia durante lo stoccaggio ed è per questo motivo che molti stampatori di pellicole utilizzano impianti di trattamento corona integrati. Il partner di KBA per questo settore è la ditta Ahlbrandt System GmbH. La KBA Rapida 74 G con gruppi inchiostratori senza viti del calamaio Gravuflow per la stampa offset senz acqua nelle sale per dimostrazioni pratiche dello stabilimento KBA di Radebeul è munita di una torre di trattamento corona (freccia destra) a monte del primo gruppo di stampa e di un apirazione diretta dell ozono (freccia sinistra). In questa configurazione è possibile stampare anche tipologie di pellicola selezionate. La Rapida 74 G è disponibile anche con dotazione UV con cui, in linea di principio, si possono stampare quasi tutti i tipi di pellicola Come funziona un pretrattamento corona Il pretrattamento corona è il metodo sicuramente più adottato per migliorare la stampabilità delle superfici delle pellicole. Aumentando la tensione superficiale non è solo possibile fare aderire inchiostri e vernici UV o inchiostri per la stampa offset senz acqua, ma anche gli adesivi. Il termine latino corona, uguale anche in italiano, spiega il procedimento: applicando alta tensione ad un elettrodo, intorno a questo si forma con una scarica incontrollata una corona radiante luminosa di colore bluastro e l aria circostante viene ionizzata. Più essere più precisi, la corrente ad alta frequenza scinde in radicali le molecole di ossigeno e di azoto nell aria. In un impianto di trattamento corona, questi radicali vengono condotti miratamente da un elettrodo al quarzo verso un controcilindro con rivestimento ceramico oppure, nel caso della KBA Rapida, verso un controcilindro cromato. A questo punto vengono accelerati lungo le linee di campo, cosa che consente loro di penetrare nella superficie della pellicola fino a 0,1 nanometri di profondità e di deviare gli atomi di idrogeno fuori dalle catene polimeriche. Riescono a scagliare atomi anche fuori dalle superfici metallizzate. In una manciata di millisecondi si creano veri e propri buchi nella struttura di reticolazione superficiale; questo effetto è chiamato rugosità. Il cilindro funge da controelettrodo, ossia scarica la carica. Allo stesso tempo fa sì che la pellicola mantenga la corretta distanza dall elettrodo. Adattamento all offset a foglio KBA propone l opzione corona per le macchine Rapida a partire da una larghezza di formato di 74 cm. Partner di KBA per questo settore è la ditta Ahlbrandt System GmbH di Lauterbach/Germania, che fornisce i suoi impianti di trattamento corona adattati all offset a foglio esclusivamente a KBA. La serie AS Corona Star è composta da impianti sviluppati per le macchine per stampa flessografica e a nastro stretto nonché per i produttori di pellicole e film. In questi impianti, il nastro di pellicola scorre ad una distanza di soli 2 mm dall elettrodo al quarzo. Per le macchine offset a foglio, però, questa distanza è troppo poca a causa delle pinze continue. Anche l alternativa di una scarica già nella zona del flusso di materiale sulla tavola mettifoglio, però, è fuori discussione a causa della sovrapposizione dei fogli e del rallentamento. Per questi motivi resta solo una possibilità: l impianto di trattamento corona deve essere installato in un idonea struttura a torre a monte Uno sguardo all interno della torre di trattamento corona di una KBA Rapida 74. Dietro ai rullini bianchi guidafogli si intravede la luce bluastra dell elettrodo al quarzo in funzione. In primo piano risplende la finitura cromata del controcilindro, grande come un cilindro di contropressione a doppia grandezza 14 Process

15 Stampabilità Pretrattamento corona del primo gruppo di stampa. In questa torre di trattamento corona, la distanza tra l elettrodo e il foglio di pellicola deve essere incrementato a ca. 5 mm, dovendo aumentare quindi anche la potenza di scarica. A seconda della larghezza di formato e, di conseguenza, dello spazio disponibile all interno della torre di trattamento corona si possono integrare da uno a tre elettrodi da 15 kv rispettivamente con una potenza assorbita di 3 kw. A piena potenza di scarica, la tensione superficiale dovrebbe aumentare del valore auspicato anche a massima velocità di produzione. Per ottenere una rugosità uniforme è importante che il foglio di pellicola poggi ampiamente sul controcilindro, che proprio per questo motivo è configurato come un cilindro di contropressione. Se la larghezza della pellicola cambia non occorre adattare anche la lunghezza dell elettrodo. L ozono che si genera nel dielettrico viene aspirato direttamente. La torre di trattamento corona elimina i limiti per gli stampatori Il vantaggio principale di un impianto di trattamento corona in linea risiede nel fatto che lo stampatore non è obbligato a consumare le pellicole pretrattate prima della data di scadenza dell effetto corona. Egli, infatti, potrà acquistare secondo le proprie necessità pellicole non pretrattate che, ovviamente, costano molto meno di quelle pretrattate. Ma lo stampatore può anche farsi una scorta di pellicole di diverso tipo per poter reagire con maggiore rapidità alle richieste dei propri clienti senza doversi preoccupare della riduzione dell effetto corona sulle pellicole. A ciò si aggiunge che, sui fogli trattati già dal produttore, l effetto corona viene letteralmente abrasa nel momento della separazione dei fogli e nel flusso di materiali del tavolo mettifoglio. Anche se dal controllo della tensione superficiale (con l inchiostro di prova) è risultato che una pellicola pretrattata presenta ancora un effetto residuo sufficiente, non significa che detta tensione superficiale arrivi davvero anche nel gruppo di stampa. Gli stampatori con macchine che dispongono di una torre per trattamento corona devono comunque controllare la tensione superficiale anche dei fogli di pellicola non trattati. In fin dei conti gli stampatori devono sapere con quale potenza di scarica devono lavorare alla massima velocità di produzione possibile, perché nell interesse dell economicità e dell ambiente è importante non scaricare più energia del necessario e non generare più ozono del necessario. Metodi alternativi Le pellicole pretrattate dai rispettivi produttori non sono sempre rifinite con un impianto di trattamento corona. Le pellicole trattate con metodi La struttura a torre costruita da KBA alloggia il telaio dell impianto di trattamento corona di Ahlbrandt ad una distanza ottimale dal controcilindro (foto in alto). Tutti e tre gli elettrodi di questo impianto di trattamento corona sono munti di flessibili indipendenti per l aspirazione dell ozono (foto in basso) alternativi, però, non diventano certo più economiche. Per questo motivo, il produttore di pellicole Klöckner Pentaplast ha messo a punto il cosiddetto trat tamento Dynox, che viene utilizzato almeno per le pellicole in PVC rigido. Con questo meto - do la tensione superficiale viene aumentata ad oltre 45 mn/m. A differenza del pretrattamento corona, l effetto di pretrattamen - to di questo metodo resta per oltre un anno e non viene abraso dalla separazione dei fogli. Un altro metodo è il pretrattamento al plasma: l effetto desiderato viene ottenuto bombardando la superficie con ioni, ed anche qui l effetto resta stabile per un arco di tempo più lungo rispetto al trattamento corona. Una terza alternativa è il finissaggio della pellicola con un cosiddetto top coat. Il produttore di pellicole applica una imprimitura composta da una speciale vernice di primer. Un altro metodo simile è il Prime-IT di Ciba, grazie al quale lo strato di imprimitura conserva l effetto corona. Conclusione Chi stampa regolarmente pellicole può stabilire con facilità se sia meglio installare un proprio impianto di trattamento corona in linea e lavorare con fogli di pelli cola non trattati ma più convenienti. In ogni caso può fare affi damento sul fatto che può impostare la stampabilità in modo che sia assolutamente riproducibile. Dieter Kleeberg Matthias Lange (KBA Radebeul) Process

16 Corsa dei fogli Elettrostatica Neutralizzatori di elettricità statica sulle macchine offset a foglio Nell offset a foglio è estremamente importante evitare le cariche elettrostatiche per garantire una corsa dei fogli senza problemi. Poiché le pellicole plastiche tendono a caricarsi in modo diverso dai fogli di carta, mettifoglio e uscita del foglio devono essere equipaggiati con neutralizzatori di elettricità statica. Principio di funzionamento della carica elettrostatica mediante trasizione elettronica Principio di funzionamento della carica elettrostatica (tensione U > 0) nella separazione dei fogli Che cos è l elettrostatica? Tutta la materia è costituita da singoli atomi che, a loro volta, sono composti da nuclei atomici a carica positiva e dagli elettroni negativi che vi orbitano intorno. Intorno al nucleo atomico orbitano esattamente tanti elettroni negativi quante sono le sue cariche positive. Complessivamente le cariche quindi si annullano, cosicché nel suo stato naturale originario, tutta la materia è neutra: si parla infatti di materia neutra. Il naturale equilibrio di cariche positive e negative può essere compromesso nel momento in cui gli oggetti si toccano, si sfregano l uno con l altro o vengono compressi uno contro l altro e poi staccati. In quel caso, le particelle negative (elettroni) si trasferiscono dalla superficie di un oggetto a quella dell altro; per rendere l idea dobbiamo immaginare gli elettroni che vengono trascinati via dall altro oggetto mediante attrito in modo puramente meccanico. In questo stato di squilibrio delle cariche, uno degli oggetti dispone di un numero di elettroni insufficiente a neutralizzare le cariche positive dei nuclei atomici, ed è quindi caricato positivamente. L altro oggetto, invece, è munito di un numero di elettroni eccessivo, ed è caricato nega tivamente. Gli oggetti con carica uguale, non importa se positiva o nega tiva, si respingono, mentre gli oggetti con carica diversa si attraggono. Elettrostatica sulle macchine offset a foglio Anche l offset a foglio influisce su questo fenomeno in vari modi. A causa dell attrazione di fogli con la stessa carica, l elettrostatica può influire negativamente sul processo di produzione e portarlo addirittura all arresto completo. Nel mettifoglio, gli effetti di attrazione dei fogli provocano un incollaggio della pila, una pessima separazione, doppi fogli e onde sulla tavola a cinghie nonché un disallineamento in corrispondenza delle squadre frontali. Nell uscita non è possibile allineare con precisione i fogli che cadono dalle pinze a catena che, quindi, vanno a comporre una pila irregolare. Ciò, a sua volta, è causa di una limitata macchinabilità dei fogli da stampa. In presenza di materiali estremamente delicati si può addirittura compromettere l inchiostrazione. In che misura un materiale tenda a caricarsi elettrostaticamente dipende dalle sue proprietà fisiche, dalla sua manipolazione nonché dalle condizioni ambientali della sala stampa. Mentre la carta si carica quando l umidità atmosferica è scarsa, i fogli di pellicola si caricano soprattutto a causa dell attrito radente durante il trasporto. Dotazione antistatica disponibile dalla fabbrica Poiché i problemi di carica elettrostatica dipendono dal tipo di supporto di stampa, le macchine offset a foglio di KBA possono essere equipaggiate già in fabbrica con diversi neutralizzatori o sistemi scaricatori della ditta KERSTEN Elektrostatik GmbH di Friburgo, Germania. Per le necessità fondamentali per le tipologie di carta e cartone sottili o patinate, la dotazione base comprende soltanto alcuni scaricatori. Per esigenze più specifiche sono disponibili pacchetti idonei fino alla dotazione completamente compatibile con le pellicole. Sull esempio della dotazione completa e pellicole compatibile della Rapida L installata presso la tipografia sperimentale di KBA andiamo ad illustrare i singoli componenti e le loro rispettive funzioni. Scaricatori sul mettifoglio Tutti gli scaricatori ai bordi della pila favoriscono la separazione dei fogli e, di conseguenza, consentono al mettifoglio di funzionare senza interruzioni. Sul bordo posteriore della pila del mettifoglio sono installati complessivamente sei scaricatori. I due elementi centrali sono testate di scarica DK 106 che vengono montate sull ugello soffiatore di separazione fogli KBA (Posizione 1.1) e, quindi, utilizzano per la scarica l aria dell impatto di separazione. Inoltre sono installati quattro ugelli scaricatori DD 406 che come soffiatori spogliatori soffiano aria sempre scarica di forza variabile nella pila (posizioni 1.2 e 1.3). Anche sui bordi laterali della pila sono montati rispettivamente due scaricatori: in questo caso si tratta di testate di scarica montate sui soffiatori spogliatori KBA che, quindi, si trasformano in ugelli scaricatori. Sulla tavola a cinghie sono installati un elettrodo scaricatore DE 206 (posizione 4) per la scarica del lato superiore del foglio, una serie di scarica DR (posizione 5) per la 16 Process

17 Corsa dei fogli Elettrostatica I neutralizzatori di elettricità statica della ditta KERSTEN (in giallo) sul mettifoglio della KBA Rapida L nella tipografia sperimentale: due testate di scarica DK 106 (in alto a sinistra sulla foto, Pos. 1.1 in corrispondenza dell ugello soffiatore di separazione fogli), uno dei quattro ugelli scaricatori DD 406 (in alto a destra, Pos. 1.2 e 1.3 come soffiatori spogliatori) nonché sulla tavola a cinghie un elettrodo scaricatore DE 206 (in basso a sinistra, Pos. 4 per la scarica del lato superiore del foglio) ed una serie di scarica DR (in basso a destra, Pos. 7 per il sollevamento del primo foglio). Come mostra lo schema del mettifoglio, la serie di scarica DR (Pos. 5 per la scarica del lato inferiore del foglio) non è visibile scarica del lato inferiore del foglio nonché una serie di scarica DR (posizione 7) per il sollevamento del primo foglio. Scaricatori all uscita Sull uscita vengono implementati esclusivamente elettrodi scaricatori del tipo DE 206 che scaricano il materiale su tutta la larghezza del formato. Il lato inferiore del foglio viene scaricato in corrispondenza del raddrizzafogli (posizione 8.2) e a valle del frenafogli (posizione 8.1), mentre il lato superiore del foglio viene scaricato da tre elettrodi (posizioni da 50.1 a 50.3) all altezza del polverizzatore antiscartino (posizione 9.1) e nel telaio del ventilatore. Scopo di tutti i dispositivi di 9.1 scarica è quello di consentire un trasporto omogeneo e continuo dei fogli, una spruzzatura antiscartino uniforme nonché un esatta formazione della pila. Gli elettrodi scaricatori KERSTEN DE 206 nell uscita della KBA Rapida L nella tipografia sperimentale: per la scarica del lato inferiore del foglio in corrispondenza del raddrizzafogli (Pos. 8.2) e a valle del frenafogli (Pos. 8.1) nonché per la scarica del lato superiore del foglio all altezza del polverizzatore antiscartino (Pos. 9.1) e nel telaio del ventilatore (Pos. da 50.1 a 50.3) 8.2 Funzionamento degli scaricatori Come ricordato, la carica elettrostatica rappresenta uno squilibrio di cariche sul piano atomico e molecolare. Per contrastare questa carica perturbatrice occorre neutralizzare lo squilibrio, cioè le cariche positive devono essere neutralizzate da cariche opposte negative e viceversa. Il risultato è nuovamente una struttura neutra. Gli scaricatori elettrostatici generano le cariche opposte necessarie dalle molecole presenti nell aria che li circonda. A tale scopo viene applicata una tensione di almeno 2500 V su punte di spillo generando così particelle cariche, ossia ioni, nelle dirette vicinanze delle punte. A seconda della polarità della tensione applicata, queste particelle possono essere positive o negative. Uno scaricatore installato su una macchina da stampa fa sì che venga sempre generato un numero sufficiente di ioni positivi o negativi. Con i sistemi next della ditta KER- STEN ciò è assicurato dall utilizzo di una tensione continua bipolare. Allo stesso tempo entrambe le polarità sono presenti sugli scaricatori sotto forma di tensione continua control- Process

18 Stampabilità Inchiostri offset lata. In questo modo si genera costantemente nel tempo il numero maggiore possibile sia di portatori di carica positiva che negativa. Con questa tecnologia si genera un numero di ioni nettamente superiore rispetto a quello ottenuto un tempo con la tensione alternata. Con un campo elettricamente generato, gli ioni vengono distribuiti uniformemente in un area circostante più ampia. Per ottenere questo effetto si ricorre alla legge fisica per cui carica e carica opposta si attraggono sempre. In questo modo, il supporto di stampa caricato preleva dalla vasta quantità di ioni presenti esattamente il numero necessario per neutralizzare la superficie. Se sono presenti ioni sufficienti, il supporto di stampa viene completamente scaricato. Gli ioni in eccesso vengono nuovamente assorbiti dallo scaricatore. Principio di funzionamento di uno scaricatore KERSTEN: in un campo elettrico vengono distribuiti uniformemente ioni fino alla neutralizzazione delle cariche (carica elettrica Q = 0) Risultati e vantaggi per l utente Con questi scaricatori si possono lavorare senza problemi anche i supporti di stampa più difficili, perché vengono neutralizzati esattamente i punti in cui il materiale deve essere neutro. Considerando i prezzi di acquisto elevati delle pellicole, nella stampa di pellicole l investimento in uno scaricatore è solitamente già ammortizzato dopo poche settimane. Di seguito riportiamo una panoramica degli effetti più importanti, e soprattutto visibili, per l utente: migliore separazione nel mettifoglio, meno doppi fogli e arresti macchina; minori tempi di sosta; posizionamento più preciso sulle squadre frontali; maggiore produttività grazie a velocità della macchina più elevate; lavorazione di supporti di stampa che non sarebbero altrimenti stampabili senza scarica elettrostatica (pellicole); pila netura con bordi esatti nell uscita; migliore e più rapida macchinabilità del materiale stampato; rapido ammortamento dell investimento; più soddisfazione per gli operatori addetti. Impiego e manutenzione Gli scaricatori sono di facile pulizia e non richiedono quasi manutenzione. Dal punto di vista elettrico, il sistema è completamente controllato, cioè non necessita di particolari impostazioni da parte dell utente. Le punte di spillo provvedono alla produzione di ioni come carica opposta. Per ottenere la piena potenza di scarica occorre assicurarsi che le punte di spillo vengano pulite regolarmente a seconda del grado di imbrattamento (solitamente una volta la settimana). Per il posizionamento e la regolazione degli ugelli scaricatori, in particolare per l alimentazione di aria nella pila del mettifoglio, occorre un po di esperienza. Wolfgang Zierhut (KERSTEN Elektrostatik GmbH) Inchiostri a base oleosa e a fotoreticolazione UV per la stampa di pellicole In passato, per la stampa offset dei film plastici si faceva uso principalmente di inchiostri con leganti a base di oli minerali. Negli ultimi anni, invece, l esigenza di sistemi prestazionali migliori da parte degli stampatori, dei rifinitori e dei consumatori finali ha portato alla constatazione che la tecnologia UV è l alternativa migliore agli inchiostri a base oleosa. In questo articolo si illustrano situazione attuale ed innovazioni di entrambi i sistemi di inchiostri dal punto di vista del produttore di inchiostri Siegwerk. Requisiti specifici per la stampa di pellicole Nell industria tipografica, soprattutto in quella della stampa offset, si fa sempre più uso di substrati sintetici come le materie plastiche ed altri supporti di stampa non assorbenti. Le sfide che un buon sistema di inchiostri offset deve superare per queste applicazioni sono soprat - tutto l ottima stampabilità, il miglioramento delle caratteristiche di fluidità su macchine da stampa sempre più veloci, la sicurezza dell adesione e della resistenza ai graffi su supporti di stampa non assorbenti. 1 Il momento torcente (asse Y) di un viscosimetro rotativo in funzione del tenore di acqua (asse X) dell inchiostro consente di capire quale influsso abbia il rapporto inchiostro-liquido di bagnatura sulla stampabilità degli inchiostri. Tanto maggiore è la quantità di acqua che l inchiostro può assorbire, tanto più è probabile poter stampare senza problemi anche pellicole. Maggiore è il momento torcente, minore è l azione della quantità di liquido di bagnatura. Gil inchiostri UV meno recenti (1 e 2) assorbono meno acqua. Il comportamento degli inchiostri UV di nuova generazione (3) presenta gli stessi vantaggi degli inchiostri a base oleosa (4) 18 Process

19 Stampabilità Inchiostri offset Criteri per la stampa di pellicole con inchiostri a base oleosa Criteri Parametri Livello Liquido di bagnatura Valore di ph > 5 * tenore di IPA 3 12% ** immissione acqua il più basso possibile Formazione della pila Altezza della pila limitato *** temperatura della pila < 40 C *** Spolveratura Quantità di polvere prescritto Attesa **** Distanza tra stampa < 48 h e lavorazione *) Soluzioni di liquido di bagnatura troppo acide rallentano il processo di essiccazione; **) si consiglia fino al 12% per poter stampare con la quantità minima possibile di liquido di bagnatura; ***) per evitare il bloccaggio della pila e la controstampa; ****) non stampare quantità di inchiostro eccessive, se la resistenza ai graffi è insufficiente, sovraverniciare se necessario Contrariamente alla maggior parte dei substrati in carta e cartone, le tipiche pellicole plastiche presentano una struttura superficiale che non consente la penetrazione dell inchiostro. Qui è impossibile agire sull essiccazione e l adesione con l infiltrazione nel substrato. Inoltre, la presenza di liquido di bagnatura negli inchiostri a base oleosa limita il processo di essiccazione. Per tale motivo, un equilibrio acqua-inchiostro bilanciato è il fattore chiave per agire sull essiccazione dell inchiostro. Per i substrati sintetici, quindi, sono stati creati inchiostri a base oleosa specifici che soddisfano le particolari esigenze tecniche di qualità del prodotto stampato. Con gli inchiostri a base oleosa, però, risulta estremamente difficile ottenere un buon compromesso tra velocità di essiccazione, sicurezza della pila, adesione e resistenza all abrasione (Tabella 1). Per questo è consigliabile sfruttare i vantaggi della fotoreticolazione UV come 2 Profilo dell equilibrio acqua-inchiostro nella tiratura. Il tiro ad umido ( wet tack ) dell inchiostro cambia con il tempo ( time ) quando si passa dalle interruzioni (allestimento, cambio della pila, lavaggi intermedi ecc.) alla velocità di produzione ottimale. Gli inchiostri UV più moderni (verde) conservano l equilibrio inchiostro-liquido di bagnatura, mentre gli inchiostri UV meno recenti (rosso) perdono il controllo immediato indurimento dello strato di inchiostro, ridotto influsso della quantità di liquido di bagnatura e ottima macchinabilità. Sviluppo di inchiostri essiccanti per irraggiamento modificati Quando i sistemi di inchiostri UV fecero il loro ingresso nell industria grafica, i principali aspetti criticati erano il loro comportamento alquanto problematico nella stampa offset e la qualità della loro adesione. Grazie all utilizzo di materie prime nuove e formulazioni di inchiostro innovative si è riusciti ad eliminare con successo queste caratteristiche critiche. Stampabilità degli inchiostri UV Su supporti di stampa non assorbenti come le pellicole plastiche, il liquido di bagnatura non può essere assorbito dalla superficie del substrato. A causa di un assorbimento eccessivo del liquido di bagnatura e della conseguente perdita di viscosità, le prime generazioni di inchiostri UV tendevano ad accumularsi sui rulli da stampa, sulle lastre e/o sui caucciù. Ottimizzando l equilibrio inchiostro-liquido di bagnatura è possibile migliorare anche la stampabilità. Grazie all ottimizzazione dell assorbimento e della cessione del liquido di bagnatura, le nuove generazioni di inchio- stri mostrano un maggiore libertà di movimento tra pennacchio di acqua e limite tonale (Fig. 2). Da alcuni anni si fa sempre più forte la tendenza di stampare senza alcool. L impiego di isopropanolo, però, si dimostra essere la scelta migliore, soprattutto nella stampa di pellicole, poiché riduce la tensione superficiale del liquido di bagnatura garantendo una stampa ottimale ed un equilibrio acqua-inchiostro correttamente bilanciato. Le sostanze alternative all alcol possono eventualmente sostituire l IPA a seconda della configurazione della macchina, del tipo di lastre eccetera. Adesione degli inchiostri UV La scarsa adesione degli inchiostri UV sulle pellicole registrata in passato è stata fortunatamente eliminata grazie allo sviluppo di nuove materie prime specifiche e di formulazioni di inchiostro ottimizzate. Affinché ciò sia garantito è essenziale, però, l assenza, ad esempio nel PVC, di plastificanti, antistatici ed altre sostanze che possano influire negativamente sull adesività. Per il PVC si consiglia una tensione superficiale di 35 mn/m. Per i supporti di stampa a base di ABS, PP, PET, PE e PS, invece, è assolutamente necessaria una tensione superficiale superiore a 40 mn/m. Anche qui non devono essere presenti additivi problematici come gli antistatici, per non compromettere l uniformità di adesione dell inchiostro a causa della loro azione distaccante. L impostazione della corretta tensione superficiale della superficie in materiale plastico tramite la formulazione della pellicola, quindi, è compito del produttore del rispettivo supporto di stampa. I produttori, inoltre, sottopongono la superficie delle pellicole ad un pretrattamento corona a scariche elettriche. Se la pellicola resta in magazzino per lunghi periodi di tempo, la tensione superficiale può diminuire di nuovo, rendendo necessario un ulteriore trattamento corona direttamente nelle rotative da bobina o a foglio. Questo metodo è vantaggioso anche nel caso in cui, per motivi di costi, non vengano utilizzate pellicole pretrattate. Anche la struttura molecolare della pellicola di inchiostro essiccata influisce enormemente sulle proprietà adesive, sulla flessibilità e sulla resistenza ai graffi. Flessibilità degli strati fotoreticolati UV Gli inchiostri e le vernici UV tendono generalmente a ritirarsi durante il processo di essiccazione. Tanto maggiore è lo spessore dello strato di inchiostro, soprattutto delle vernici UV, tanto più volume può ritirarsi. Ne consegue un minore qualità dell adesione. Soprattutto con la prova a strappo con nastro adesivo e quadrettatura, l adesività del nastro adesivo può essere maggiore di quella tra inchiostro/vernice e supporto di stampa. Ciò si manifesta con il sollevamento della pellicola di inchiostro-vernice dal supporto di stampa. La qualità dell adesione, però, dipende anche fortemente dall impiego di sistemi leganti inchiostro-vernice altamente flessibili che riducano il raggrinzimento. Qualità di reticolazione degli inchiostri UV Anche qualità di reticolazione diverse possono influire sull adesione della pellicola di inchiostrovernice: Se l inchiostro non è completamente essiccato, in alcune circostanze l adesione può essere pregiudicata da una insufficiente reticolazione della pellicola di inchiostro-vernice. In cari eccezionali, una reticolazione eccessiva del film di inchiostro-vernice può provocare anche un forte restringimento ed infragilimento della pellicola, che a loro volta comportano una minore flessibilità ed un ridotto grado di adesività. Versatilità degli inchiostri UV Agli albori della tecnologia UV non era sempre possibile utilizzare inchiostri specifici appositamente formulati per la stampa di pellicole anche per la stampa di carta e cartone, a causa dell elevata collosità degli oligomeri che assicurano l adesione. Grazie a qualità ottimizzate, oggi è possibile utilizzare gli inchiostri UV per pellicole anche per la stampa di substrati in carta e cartone. Process

20 Stampabilità Inchiostri offset 3 Proprietà delle serie di inchiostri offset UV messi a punto dalla Siegwerk per la stampa di materie plastiche: Pr = stampabilità, Mi = scarsità di migrazione, Ad = adesività, Ve = versatilità, Od = scarsità di odore I requisiti gli impianti UV nella stampa di pellicole La qualità della formazione della pellicola degli inchiostri UV può essere nettamente migliorata utilizzando lampade drogate oppure con un a - tmosfera di azoto (intertizzazione UV). Se da un lato i sistemi UV troppo freddi impediscono il riscaldamento e, quindi, una variazione delle dimensioni delle pellicole, dall altro riducono la velocità di polimerizzazione degli inchiostri e delle vernici UV. L essiccazione in presenza di azoto può evitare questa perdita di velocità, e quindi consentire alla macchina da stampa di produrre ad una velocità più elevata. Importante: è necessario controllare l adesione alla pellicola degli inchiostri e delle vernici per tutti gli ordini. Contrariamente alla resistenza ai graffi, infatti, l adesività solitamente non migliora nelle 12 ore successive alla stampa. Proprietà sensoriali e migratorie Le pellicole stampate possono essere utilizzate, ad esempio, come film di avvolgimento, pellicole termoretraibili, packaging di cosmesici, etichette eccetera. Per alcune di queste applicazioni sono necessarie specifiche idonee degli inchiostri e delle vernici UV come ridotto odore, proprietà organolettiche neutre per non compromettere i prodotti confezionati, Tabella 2: Gamma di inchiostri UV della Siegwerk Druckfarben AG per la stampa offset di pellicole 4 Per il controllo degli inchiostri viene utilizzato anche un sistema LC/MS (cromatografo in fase liquida/spettrometro di massa) per riconoscere le sostanze tossiche e misurare anche le impurità più infinitesimali Supporti di stampa non assorbenti Carta e cartone Serie di inchiostri Sicura Plast SP Sicura Plast LO Sicura Plast LM Sicura Litho Sicura LM Scatole pieghevoli per packaging primari di prodotti alimentari X X *** X *** Scatole pieghevoli per packaging secondari di prodotti alimentari ** *** ** ** *** Scatole pieghevoli cosmetici, farmaci e tabacco *** ** * *** * Scatole pieghevoli per sostanze chimiche *** * * *** * Etichette e cartellini *** ** * *** * Etichette In-mould Labels (IML) X * *** X *** Espositori *** * * *** * Brochure e volantini *** * * *** * Stampa su metallo *** *** * X X nessuna migrazione nei prodotti confezionati. A causa delle esigenze sempre più elevate dei consumatori, dei legislatori e della chimica analitica, il produttore di inchiostri da stampa deve soddisfare requisiti sempre più complessi. Le qualità di inchiostro vengono formulate con materie prime specifiche che riducono al minimo l azione organoletticha, ossia la stimolazione di un recettore sensoriale (filamenti olfattivi e nervi gustativi delle mucose) nonché la migrazione. Fotoiniziatori ottimizzati, l utilizzo di monomeri e oligomeri ad elevata purezza con un elevato peso molecolare nonché una ridottissima migrazione sono in grado di soddisfare le nuove esigenze. Nonostante l elevato grado di purezza delle materie prime selezionate ed i metodi di produzione sempre più raffinati, gli utenti devono controllare e definire con precisione le qualità proposte dai fornitori di inchiostri in base alle condizioni tecniche della propria tipografia (macchina da stampa, impianto UV, velocità di produzione ecc.). Oltre all inchiostro e alla vernice esistono numerosi altri parametri che possono influire sui dati organolettici e di migrazione che non possono essere controllati dal produttore di inchiostro. Il parametro da considerare maggiormente è l idoneità dei prodotti detergenti e degli additivi per il liquido di bagnatura. Per effetto delle radiazioni UV, inoltre, i supporti da stampa possono sviluppare un proprio odore. Un altro aspetto da considerare con attenzione è la corretta manipolazione e conservazione della tiratura già stampata. Per questo si consiglia di contattare direttamente l interlocutore del produttore di inchiostri o vernici in caso di domande o applicazioni particolari, soprattutto nel delicato settore della produzione di packaging per alimenti, per ottenere un supporto ed una consulenza mirati alle esigenze e ai requisiti tecnologici necessari. Compendio La stampa di supporti sempre più complessi con superfici chiuse, dalle pellicole plastiche ai supporti metallizzati per arrivare alle lastre di lamiera, richiede un costante perfezionamento dei prodotti da parte dei fornitori di inchiostri e vernici. Una vera sfida è rappresentata soprattutto dalle velocità di produzione sempre più elevate delle macchine da stampa e, di conseguenza, da tempi di essiccazione sempre più brevi. Poiché non tendono a ritirarsi, per determinate applicazioni si continuano ad utilizzare sistemi a base oleosa. Tuttavia, la tecnologia UV va occupando un posto sempre più importante nell industria grafica, grazie alla costante ottimizzazione della formulazione e della lavorazione degli inchiostri (soprattutto in termini di proprietà organolettiche) nonché del controllo tonale nella fase di prestampa e delle proprietà fisiche degli irradiatori. Peter Psotta (Siegwerk Backnang GmbH, Backnang) *) sviluppo non specifico per questa applicazione, ma utilizzabile ; **) consigliato; ***) particolarmente consigliato; X) non utilizzabile 20 Process

21 Stampabilità Verniciatura UV Verniciatura di pellicole plastiche con sistemi di verniciatura a fotoreticolazione UV nell offset a foglio Fatta eccezione per il fatto che le vernici UV brillanti hanno bisogno di tempo per scorrere prima che la fotoreticolazione UV abbia effetto, il meccanismo di essiccazione è il medesimo sia per gli inchiostri UV che per le vernici UV. Ciò che invece va considerato è che le pellicole plastiche si comportano in modo diverso dalla carta e dal cartone. Il presente articolo del produttore di vernici ACTEGA Terra illustra queste peculiarità. Etichette su pellicola con verniciatura UV La reticolazione chimica per mezzo delle radiazioni UV è uno dei processi di essiccazione più innovativi degli inchiostri e delle vernici nell industria tipografica. Con la tecnologia UV, inoltre, è possibile stampare numerosi substrati non assorbenti. Le prime applicazioni agli inizi degli anni settanta sfruttavano già i vantaggi validi ancor oggi di questa innovativa tecnologia (Tabella 1). Nella stampa da bobina a nastro stretto, la fotoreticolazione viene già applicata in oltre il 90% dei casi e sempre più spesso trovano applicazione diversi sistemi UV anche nel settore del packaging. La stampa e la verniciatura sono metodi adottati sempre più di frequente anche nell offset a foglio. Ricerche approfondite e sviluppi innovativi nel campo delle materie prime, degli inchiostri e delle vernici hanno reso possibile la diffusione di Foto: ACTEGA Terra questa tecnologia in diversi settori dell industria grafica, anche nella stampa delle pellicole. Rispetto alla carta e al cartone, però, per la verniciatura di pellicole plastiche occorre tenere in considerazione alcune particolarità (Tabella 2). Termosensibilità della pellicola L utilizzo di irradiatori UV comporta sempre il rilascio anche di raggi UV, ossia di calore. Ai fini della reticolazione, questo calore è certamente voluto, ma se la sua intensità è eccessiva si può verificare il cosiddetto curling (arricciatura del supporto di stampa). Ciò provoca problemi di precisione della messa a registro nonché eccessive temperature nella pila. Per questo motivo si deve erogare solo la quantità di ultravioletti indispensabile per la reticolazione degli inchiostri e delle vernici utilizzate. Adattando i parametri di produzione si può evitare di generare un apporto di calore eccessivo. In linea di massima, la reticolazione UV avviene sotto l influsso dell aria circostante. Siccome le molecole di ossigeno presenti nell aria tendono a reagire con i componenti dell inchiostro e della vernice, questa reazione competitiva deve essere compensata aumentando la potenza di radiazione, cosa che, ovviamente, comporta una maggiore esposizione al calore per il substrato. Con la tecnologia dell inertizzazione UV, metodo affermatosi ormai da tempo nella stampa da bobina, è disponibile una soluzione anche per la stampa offset a foglio. Tramite l inertizzazione, la zona circonstante l irradiatore UV viene lavata con azoto fino al substrato eliminando così l ossigeno. La reazione competitiva con l ossigeno dell aria viene impedita consentendo, così, di ridurre nettamente la potenza di radiazione da erogare e di apportare meno calore nel substrato. Un altro Tabella 1: Vantaggi della verniciatura UV Criterio Qualità Emissioni SOV nessuna (senza solventi) Percentuale solida 100% Produttività immediata macchinabilità Brillantezza altissima (fino a 100 punti) Resistenza chimica elevata Resistenza meccanica elevata Pulizia semplice (non si secca) Tabella 2: Peculiarità della verniciatura di pellicole Proprietà Conseguenze Termosensibilità della pellicola Ritiro, rigonfiamento, deformazione (termoplasticità) della pellicola Retrazione da polimerizzazione della vernice Deformazione della pellicola Tensione superficiale della pellicola Adesività dello strato di vernice su superfici di pellicola lisce, non assorbenti Carica elettrostatica della pellicola Repulsione della vernice, effetto lastra di vetro Lucidezza della pellicola e dello strato di vernice Effetto lastra di vetro Process

22 Stampabilità Verniciatura UV Tabella 3: Fasi della verniciatura di pellicole Fase di applicazione Fase di scorrimento Fase di essiccazione e possibili risultati conseguenti Problemi di adesione Arricciatura/retrazione Risultato ottimale La vernice viene applicata sulla pellicola La pellicola di vernice ancora fluida forma una superficie omogenea L eccessivo ritiro all interno della pellicola di vernice impedisce l adesione al substrato L adesione della pellicola funziona, ma la vernice si ritira a causa della retrazione da polimerizzazione deformando la pellicola Una vernice idonea con la giusta polarità e una minore retrazione da polimerizzazione assicura una adesione ottimale senza arricciatura vantaggio è che si può ridurre la quota di fotoiniziatore negli inchiostri e nelle vernici UV utilizzati e, quindi, si ottengono sistemi UV che sviluppano meno odore. Adesione della vernice alla pellicola L adesività su substrati plastici dipende da diversi fattori. Poiché, in effetti, si tratta sempre di una aderenza meccanica, la tensione superficiale riveste un ruolo particolarmente importante. Per garantire una buona adesione dell inchiostro o della vernice, quindi, la tensione superficiale delle pellicole di poliolefina, ad esempio il polipropilene (PP) ed il polietilene (PE), non deve essere inferiore a 38 mn/m, meglio se 40 mn/m. In generale, le pellicole vengono sottoposte ad un trattamento corona già in fabbrica dal rispettivo produttore. Tuttavia è consigliabile controllare sempre la tensione superficiale, perché l effetto del trattamento dura al massimo sei mesi, in alcuni casi addirittura molto meno (per i metodi di prova, si veda l articolo sulla tensione superficiale). Una tensione superficiale insufficiente può essere aumentata con un trattamento preliminare corona. Questo metodo si è rivelato particolarmente utile con il PP e il PE, mentre per PVC, PET e PS solitamente il trattamento corona non occorre. Se ciò nonostante dovessero presentarsi problemi di adesione, un trattamento corona può essere utile anche per queste materie plastiche. KBA propone moduli per il pretrattamento corona in linea a monte del primo gruppo di stampa. Deformazione del substrato causata da stampa e verniciatura Non solo il calore immesso può provocare la deformazione del substrato, anche la cosiddetta retrazione da polimerizzazione. A seconda della qualità, durante la reticolazione gli inchiostri e le vernici UV riducono il proprio volume del 2 10%. La pellicola di inchiostro o di vernice si ritira quindi leggermente anche nella dilatazione planografica. Sulla pellicola di plastica compaiono restringimenti e si formano ondulazioni. Scegliendo una vernice UV non retraibile è possibile ridurre o comunque contrastare notevolmente questo effetto. Inoltre occorre assicurarsi che la quantità di vernice applicata non sia eccessiva. Cariche elettrostatiche ed effetto lastra di vetro Nella maggior parte dei casi, le pellicole, non importa se in bobine o in fogli, sono altamente elettrostatiche. Se le pellicole sono in fogli, le cariche elettrostatiche provocano una difficile separazione nelle macchine da stampa e nelle fasi dell elaborazione successiva. Oltre ai neutralizzatori di elettricità statica installati sulle macchine (si veda l articolo della ditta Kersten) si può ridurre l elettrostaticità anche con un corretto stoccaggio. Per potersi acclimatare, le pellicole devono essere stoccate almeno tre giorni prima della stampa a temperature comprese tra 20 e 22 C e ad una umidità relativa del 55%. Se le pellicole sono molto sottili, durante l elaborazione successiva risulta spesso estremamente difficile separare la pellicola stampata. Per questo, per la stampa può essere opportuno utilizzare una vernice ad effetto antistatico per evitare il cosiddetto effetto lastra di vetro, Questo effetto, una sorta di incollaggio dei fogli tra loro, viene ulteriormente favorito dall uscita o dalla mancanza di aria tra i fogli nonché da pellicole Tabella 4: Differenze di formulazione tra vernici UV di sovrastampa per carta/cartone e pellicole plastiche Componenti di formulazione Vernice UV di sovrastampa per carta/cartone Vernice UV di sovrastampa per pellicole plastiche Leganti Epossiacrilati: Epossiacrilati modificati: flessibilizzata, brillante, (prepolimeri ad alta viscosità) rigida, fragile, molto brillante, migliori proprietà di adesività; media adesività uretanacrilati: flessibile, ottima adesività Diluenti reattivi, di-tetrafunzionale, media adesività, da mono a trifunzionale, ottima adesività, monomeri/polieteri retrazione da polimerizzazione ridotta retrazione da polimerizzazione (da bassa a media viscosità) da media ad alta diversi, nessuna differenza essenziale Fotoiniziatori diversi diversi, nessuna differenza essenziale Additivi Agenti di coalescenza, antischiuma, stabilizzatori Agenti di coalescenza, antischiuma, stabilizzatori, antistatico e strati di vernice estremamente lisci. Vernici per pellicole plastiche nell offset a foglio Per ottenere risultati ottimali, per la formulazione di vernici UV per la stampa di pellicole si adottano materie prime diverse da quelle utilizzate per le vernici per cartone e carta. Le vernici UV per pellicole, quindi, sono munite di ottime proprietà adesive e gli strati di vernice risultano altamente flessibili. Accanto alle vernici molto brillanti e matt, per la finitura di pellicole pla - stiche sono disponibili anche vernici ad effetto dorato e argentato, vernici madreperlate e qualità bianco coprente. Inoltre, le vernici UV per pellicole possono essere dotate di diverse funzioni e proprietà come la resistenza chimica ai solventi, alle soluzioni alcaline e agli acidi più svariati. Con la formulazione, inoltre, è possibile agire anche sulle proprietà meccaniche: maggiore resistenza all abrasione nonché coefficienti di scivolamento da antiscivolo fino ad altamente scivoloso con effetto release. Inoltre si possono fornire vernici UV resistenti al calore per le etichette IML nonché sistemi UV a basso odore e ridotta migrazione per i packaging alimentari. La stampa e la verniciatura di pellicole plastiche esige il massimo da tutte le parti coinvolte nel processo: produttori di macchine, pellicole, inchiostri e vernici e, non da ultimo, la tipografia che dovrà eseguire l ordine. Ciò richiede un dialogo intenso per poter operare con successo in questo interessante ed innovativo settore di mercato. Mark Fregin (ACTEGA Terra GmbH, Lehrte) 22 Process

23 Applicazioni Esempi I clienti KBA conquistano nuovi settori di applicazione KBA è l unico produttore a proporre una vasta gamma esaustiva di configurazioni di macchina per la stampa della plastica, dotazioni waterless e UV e macchine speciali per la stampa di pellicole, tessere e supporti dati. I clienti di KBA possono quindi avvalersi di soluzioni su misura per affrontare anche i settori di applicazione più innovativi, come testimoniano i seguenti esempi di applicazione degli ultimi anni. KBA-Metronic: stampa diretta su supporti dati e tessere La KBA-Metronic AG è da tempo uno dei fornitori leader di questi due mercati specialistici. Nel mercato dei supporti dati, il Blu-Ray Disc assicura la continuità degli ordini quando CD e DVD non saranno più in uso. Con le macchine CD-Print e Premius si possono stampare i dischi con una KBA-Metronic OC200 per la stampa diretta su tessere in plastica in formato ISO qualità offset senz acqua ottimale. La macchina Premius stampa anche minidisc e biglietti da visita digitali in diverse misure e forme. La KBA-Metronic OC200 è la macchina più diffusa al mondo per la stampa diretta su tessere in plastica nel formato ISO con e senza cavity (cavità per chip). Con un dispositivo di rovesciamento alla fine della linea di stampa si può effettuare immediatamente la stampa in volta, dopodiché è possibile personalizzare le tessere con il metodo a getto d inchiostro sulla KBA-Metronic universys ed aggiungere campi delebili o etichette. Come soluzione minimale alternativa è disponibile il modulo scratch-off UDA150- S che può essere combinato con fino a due testine di stampa a getto d inchiostro alphajet C. KBA Rapida 74 e 74G: potenza nella stampa di pellicole La Rapida 74 detiene una vasta quota di mercato nella stampa delle pellicole plastiche. Rudolf Berle, titolare della berle:druck di Kaarst-Büttgen ha investito nel 2004 in una macchina a cinque colori con sistema di verniciatura con dotazione UV. In questo modo riesce a stampare soprattutto pellicole lenticolari. La stessa specializzazione la fornisce anche la Rapida 74 a cinque colori messa in funzione agli inizi del 2008 presso la tipografia Staffner di St. Pacchetto per la stampa di pellicole e plastica per le macchine offset a foglio KBA Applicazioni: superfici non assorbenti (cartoni patinati lucidi, pellicole/accoppiati con una resistenza alla flessione simile a quella del cartone) Alimentazione/Mettifoglio*: neutralizzazione dell elettricità statica, rivestimenti (anche cromo), albero tampone con rulli, rulli su squadre di copertura, staffa di guida sincronizzata con rulli, coadiuvata da getto d aria di soffiatura Gruppi di stampa/gruppi di verniciatura*: guidafogli con meccanismo di guida del cartone e getto d aria di soffiatura, controllo del passaggio del foglio, pinze modificate, neutralizzazione dell elettricità statica, protezione UV (agitatore di inchiostro, rulli, dispositivo di lavaggio, essiccatoio UV intermedio, alimentazione vernice) Uscita*: lamiere guidafogli con controllo dell aria, commutabile su aspirazione/ soffiatura, rullo aspirante, neutralizzazione dell elettricità statica, dispositivi di aspirazione, prolungamento dell uscita con essiccatoio UV finale *) Le funzioni selezionabili variano a seconda del tipo e del formato di macchina nonché della concreta richiesta del cliente. La Rapida 74 senz acqua alla Roldán Gráficas stampa tessere in PVC, PETG e PS Personalizzare, etichettare e applicare vernice grattabile su tessere in plastica sulla KBA-Metronic universys Dischi standard, minidisc e biglietti da visita digitali dalla KBA-Metronic Premius Process

24 Applicazioni Esempi Tutte le macchine KBA su cui è possibile stampare pellicole e prodotti in plastica (con riserva di modifiche) Macchina Formato max. Possibile stampa su plastica Stampa di pellicole Opzioni di finitura delle pellicole Opzione corona KBA-Metronic CD-Print CD, DVD, BRD specifica per supporti dati rigidi UV senza acqua Primer UV serigrafia o stampa no flessografica KBA-Metronic Premius CD, DVD, BRD specifica per supporti dati rigidi UV senza acqua Primer UV serigrafia, no vernice UV KBA-Metronic OC100/200 8,6 x 5,4 cm x2 Tessere in ABS, PC, PET, PS, PVC fino a 1,2 mm, UV senza acqua Primer UV, vernice UV no con cavità chip KBA-Metronic universys 8,6 x 5,4 cm Personalizzazione di tessere in ABS, PC, PET, Inchiostri per inkjet Lamina per impressioni no PS, PVC fino a 0,8 mm a caldo grattabili, etichettatura KBA-Metronic UDA150-S Scratch-off 8,6 x 5,4 cm Personalizzazione di tessere in ABS, PC, PET, Inchiostri per inkjet Lamina per impressioni no PS, PVC fino a 0,8 mm a caldo grattabili, etichettatura KBA-Metronic Genius 52UV 36 x 52 cm a seconda del polimero: da ca. 0,1 a ca. 0,8 mm UV senza acqua Vernice UV no KBA Performa 74 UV 52 x 74 cm Pellicole da 0,05 a 0,6 mm UV Vernice UV no KBA Rapida 74 UV 52 x 74 cm Opzione per pellicole fino a 1,0 mm UV, UV senza acqua Vernice UV effettuato KBA Rapida 74G 52 x 74 cm Opzione per pellicole in ABS, PC, PET, PS, senz acqua (Zeller+ Vernice a dispersione effettuato PVC fino a 1,0 mm Gmelin Toracard TF) (Tppl Tipadur P-1203 B3) KBA Rapida 74G UV 52 x 74 cm Opzione per pellicole fino a 1,0 mm di spessore UV senza acqua Vernice UV possibile Novità: KBA Rapida 75 UV 52/60,5 x 75 cm Opzione per pellicole fino a 1,0 mm UV, UV senza acqua Vernice UV possibile KBA Rapida x 105 cm Opzione per pellicole fino a 1,2 mm UV, UV senza acqua Vernice UV effettuato Novità: KBA Rapida105 (ex universal) 74 x 105 cm Opzione per pellicole fino a 1,2 mm UV, UV senza acqua Vernice UV effettuato Novità: KBA Rapida x 106 cm Opzione per pellicole fino a 1,2 mm UV, UV senza acqua Vernice UV possibile KBA Rapida x 130 cm Opzione per pellicole fino a 1,2 mm UV, UV senza acqua Vernice UV su richiesta KBA Rapida 130a 96,5 x 130 cm Opzione per pellicole fino a 1,2 mm UV, UV senza acqua Vernice UV su richiesta KBA Rapida x 142 cm Opzione per pellicole fino a 1,2 mm UV, UV senza acqua Vernice UV su richiesta KBA Rapida x 162 cm Opzione per pellicole fino a 1,2 mm UV, UV senza acqua Vernice UV su richiesta KBA Rapida 162a 120 x 162 cm Opzione per pellicole fino a 1,2 mm UV, UV senza acqua Vernice UV su richiesta KBA Rapida x 185 cm Opzione per pellicole fino a 1,2 mm UV, UV senza acqua Vernice UV su richiesta KBA Rapida x 205 cm Opzione per pellicole fino a 1,2 mm UV, UV senza acqua Vernice UV su richiesta Johann in Tirolo (Austria) con torre di verniciatura, prolungamento dell uscita, dotazione ibrida e UV nonché pacchetto plastica. La prima Rapida 74 per stampa senz acqua della Spagna alla Roldán Gráficas di Terrasa, nei pressi di Barcellona, produce dal 2007 principalmente tessere in PVC, PETG e PS. La macchina a sei colori del membro della European Waterless Printing Association è dotata di quattro essiccatoi UV intermedi e di un essiccatoio UV finale. Alla Güse Verlag GmbH di Karben, nei pressi di Francoforte sul Meno, produce la prima Rapida 74 G installata da novembre 2005 in Germania. La macchina da stampa offset senz acqua con gruppi inchiostratori senza viti del calamaio Gravuflow è idonea al funzionamento misto con inchiostri a reticolazione per ossidazione/penetrazione e a fotoreticolazione UV. La sua specialità sono targhe, sigilli in plastica inseribili e da Alla Güse di Karben vicino a Francoforte si stampano sigilli in plastica sulla Rapida 74 G con il metodo UV senz acqua per la commercializzazione di piante La Rudolf Berle, berle:druck, con una pellicola lenticolare, stampa sulla sua Rapida 74 UV Markus Staffner, davanti alla sua Rapida 74 rialzata, stampa soprattutto pellicole lenticolari 24 Process

25 Applicazioni Esempi La prima torre per trattamento corona al mondo nella stampa offset alla Etna di Nantua (Francia) Uno dei due essiccatoi UV intermedi della Rapida 105 a sei colori presso la Crea appendere per la vendita di piante. Presso la tipografia Etna di Nantua (Francia) in aprile 2003 ha iniziato la produzione la prima macchina offset a foglio con torre per trattamento corona. Sulla Rapida 74 a sei colori vengono stampate anche pellicole pretrattate destinate alla lavorazione su altre macchine sprovviste di torre per trattamento corona. KBA Rapida 105: anche con essiccatoi inerti Anche la Rapida 105 da 15 gruppi di stampa della Graf-Poz di Poznan (Polonia), che con i suoi 30 metri è la Rapida più lunga d Europa, è dotata di una torre per trattamento corona. Già a monte del primo dei sette gruppi di stampa è possibile irruvidire la pellicola con un pretrattamento corona a scariche elettriche e impregnare con vernice metallica o bianco coprente nonché essere sottoposta ad essiccazione intermedia La Rapida 105 di 30 metri di lunghezza alla Graf-Poz di Poznan (Polonia) è la prima con torre per trattamento corona Nella categoria Printing & Packaging, la Crea Printing Industries è stata recentemente insignita del premio RTE Award for Innovation per una scatola in pellicola lenticolare biodegradabile. Altri esempi della stessa azienda: 1 espositore pubblicitario con effetto flip-flop; 2 adesivi da pavimento; 3 scatole pieghevoli in PET per bottiglie di bevande; 4 inserti cuciti trasparenti per libri e riviste; 5 utensili per la scuola con stampa pubblicitaria; 6 scatole portatili in PET per biancheria intima; 7 tavole illustrative mediche; 8 espositori da tavolo; 9 raccoglitori ad anelli; 10 set da tavola in due torri di essiccazione. Nella configurazione a doppia verniciatura, questo gigante, adatto anche al cartone, è in grado di applicare anche vernici molto brillanti o ad effetto. La ditta Serigraph di West Bend, Illinois, è uno dei maggiori specialisti nella stampa di pellicole degli USA. Già diversi anni fa, la serigrafia, che dà il nome all azienda, è stata affiancata anche dalla stampa offset. Dal 2000, la Serigraph è anche utente di una KBA Rapida 105 UV a sei colori con torre di verniciatura. Dal 2002, la Crea Printing Industries di Roeselare nei pressi di Bruge (Belgio) è il primo al mondo ad applicare la tecnologia di inertizzazione UV nell offset a foglio. Due di questi gruppi sviluppati dalla SID di Lipsia in collaboarzione con la Eltosch vengono utilizzati come essiccatoi intermedi su una KBA Rapida 105 a sei colori più verniciatura. In questo modo, la Crea ottiene la stampa di pellicole in PVC sottili senza deformazioni, perché si può ridurre notevolmente l apporto di calore. Process

26 Applicazioni Esempi La Capital Print di Londra utilizza una Rapida 205 per mezzi pubblicitari in plastica di grande formato KBA Rapida 205: la superjumbo stampa pellicole La Capital Print, Londra, ha installato nel 2005 una Rapida 205 per la stampa in quadricromia con torre di verniciatura, essiccatoio e dotazione speciale per la stampa di cartone e plastica. Oltre alla stampa multiuso di mezzi pubblicitari di massa, l obiettivo è quello di produrre anche mezzi pubblicitari in formato grande in modo nettamente più conveniente che con la serigrafia. KBA-Metronic Genius 52UV: versatilità nel formato B3 Ciò che sanno fare le Rapida più grandi, lo sa fare anche la piccola Esempi di stampa della Serigraph di West Bend, Illinois (USA): 1 Cartelli pubblicitari a soffitto con stampa bilaterale; 2 Loghi aziendali formati sotto vuoto come targa applicabile; 3 Pellicola lenticolare come fascetta per imballaggi; 4 Cartellino per scaffali con effetto lenticolare; 5 Inserto lenticolare per una custodia di DVD; 6 Display a parete; 7 Display a parete formato sotto vuoto; 8 Set da tavola per una catena di ristoranti con ottica micromotion (metodo Serigraph in cui, a seconda dell angolazione, si vede un lampo a forma di stella dall interno verso l esterno); 9 Etichetta adesiva micromotion su un packaging in pellicola; 10 Adesivo a pavimento; Display da inserire formati sotto vuoto; 13 Pannello di comando per una macchina da palestra; 14 Etichette IML su mazze da golf; 16 Elementi formati sotto vuoto per un display per scaffale in plastica macchina UV senz acqua Genius 52UV. L utente più famoso è il gruppo svedese Inplastor presso cui vengono stampate e laminate carte bancomat osservando severe misure di sicurezza. La macchina installata a Strängnäs è dotata di un impianto di verniciatura separato e di un prolungamento dell uscita. La tipografia Kunstdrukkerij Mercurius di Zaanstad (Paesi Bassi) è famosa per la sua qualità. Alla fine del 2006 è stata installata una Genius 52 UV a cinque colori utilizzata principalmente per la stampa di pellicole. Il quinto gruppo di stampa viene impiegato per verniciature o leganti. Inoltre è presente una unità di verniciatura UV separata con essiccatoio UV e prolungamento dell uscita. La Mercurius di Zaanstad stampa pellicole sulla Genius 52 UV a quattro o cinque colori Sulla KBA-Metronic Genius 52UV della Inplastor si stampano carte bancomat 26 Process

27 Applicazioni Stampa di immagini lenticolari La stampa di immagini lenticolari apre mercati di nicchia orientati al futuro Immagini ad effetto flip e minimovie, effetti 3D, zoom e morphing: questi prodotti alquanto accattivanti non sono ancora entrati a far parte della vita quotidiana. Con questa proficua applicazione nella stampa di pellicole plastiche si lavorano le pellicole lenticolari. Per questa lavorazione occorre una tecnica di stampa precisa ed affidabile. Una delle macchine della gamma KBA capace di soddisfare questi requisiti è la Metronic Genius 52UV. Molti se le ricordano dai tempi in cui erano bambini, le immagini ad effetto flip che fanno l occhiolino o salutano con la mano. Nella maggior parte dei casi è un semplice cambio di immagine (flip), un inclinazione che suggerisce un movimento. Negli ultimi anni, la tecnologia della stampa di immagini lenticolari è stata rivoluzionata. I sorprendenti mondi a più strati di queste immagini possono essere composti da fino a 16 fasi ed ingannano perfettamente l occhio umano dando l impressione di una sequenza cinematografica o di un diorama. Sono tre gli elementi fondamentali per la qualità della moderna stampa di immagini lenticolari e che hanno portato al loro decisivo progresso: la pellicola a retinatura lenticolare finemente strutturata, l esatta preparazione dei dati digitali dell immagine con un software speciale, macchine da stampa in grado di fornire immagini brillanti e precisissime con una perfetta esattezza di registro. Come funziona la stampa di immagini lenticolari La tecnologia lenticolare sfrutta le leggi ottiche: lenticula significa, in latino, piccola lente. La pellicola lenticolare è composta, quindi, da lenti cilindriche disposte affiancate su linee finissime (Grafico 1) e con una forma tale da consentire al loro piano focale di inserirsi esattamente sul retro della pellicola. Le pellicole lenticolari comuni possono presentare da 40 a 130 linee lenticolari per pollice, ossia al centimetro. I raggi luminosi che partono da un punto nel piano focale vengono, in parole semplici, rifranti dalla forma della lente e più o meno raggruppati in un fascio di raggi parallelo. In questo modo, l osservatore vede solo una piccola parte della sezione di immagine che si cela dietro ogni lente, ad esempio, come raffigurato nello schema del Grafico 2, solo la fettina blu e, quindi, solo un immagine nel complesso blu. Se l osservatore cambia l angolo di visione, l immagine blu scompare per lasciar posto ad un immagine verde e via di seguito. Questo effetto si può sfruttare per collocare più immagini o sezioni di immagine dietro le singole lenti. Se, ad esempio, si vuole ottenere un cambio di immagine con quattro motivi (Grafico 3, riga A), ogni motivo dovrà essere suddiviso in fettine della larghezza delle lenti (Grafico 3, riga B). L importante è che ogni immagine venga scomposta in un numero di fettine uguale a quello delle lenti su un array. Naturalmente, l immagine a fettine composta in questo esempio risulterebbe quattro volte più grande del formato finale e, quindi, deve essere ancora compressa ad un quarto della sua larghezza complessiva, cosicché alla fine, nella stampa, le fettine vengano a trovarsi esattamente dietro ogni singola lente (Grafico 3, riga C). Tutto sommato, quindi, un processo Grafico 1 La pellicola lenticolare è composta da lenti cilindriche parallele e viene stampata sul retro (qui in basso) estremamente complesso che può essere applicato correttamente solo con un software moderno e richiede l occhio esperto dello specialista. Un caso per la Genius 52UV Con la sua Genius 52UV, la KBA- Metronic propone una macchina da stampa flessibile ed efficiente creata appositamente per le esigenze particolari della stampa su materiali innovativi come le pellicole lenticolari. Holger Volpert, membro del consiglio direttivo della KBA-Metronic AG, vede nella macchina uno strumento altamente performante per mercati di nicchia con un elevato potenziale di sviluppo: La Genius 52UV è l ideale per il profilo di esigenze di quelle tipografie che desiderano realizzare in modo economico ordini creativi anche per tirature piccole e medie con una qualità brillante. Grazie alla sua economicità e alla particolare affidabilità, questa macchina assicura assoluta Motivi con effetto flip, stampati su una Genius 52UV con formato del foglio 36 x 52 cm Grafico 2 Dietro ogni lente cilindrica di larghezza m vengono stampate fettine di immagini affiancate nel piano focale n. Lo schema dell esempio di immagine lenticolare mostra quindi n = 4 fasi o motivi parziali. A seconda dell angolo di visione, l osservatore vede solo i raggi luminosi che partono dal rispettivo insieme 1 delle fettine di immagine (rappresentato in rosso), 2 (blu), 3 (verde) oppure 4 (giallo) qui cambia tra le fasi rappresentate in blu e in verde Process

28 Applicazioni Stampa di immagini lenticolari Grafico 3 Con un cambio di immagine composto da quattro motivi (riga A; qui come nel Grafico 2 rappresentati in rosso, blu, verde e giallo per una migliore comprensione), ogni motivo viene suddiviso in fettine della stessa larghezza di una lente (riga B). Il numero di fettine deve essere esattamente uguale a quello delle lenti su un array. Se prendiamo i quattro motivi, l immagine intera sarebbe quindi quattro volte più larga dell array di lenti. Per questo occorre comprimere l immagine intera ad un quarto (riga C) affinché sotto ogni lente si inserisca una fettina dei quattro motivi. Tutti i grafici KBA-Metronic AG/Peter Schmitt pert, ex direttore alle vendite per la tecnica di stampa, conosce le esigenze quotidiane dei clienti: Nella stampa lenticolare occorre soprattutto una precisione assoluta. Non avendo viti del calamaio, bensì un gruppo inchiostratore senza viti, la Genius 52UV garantisce una inchiostrazione costantemente stabile. Il sistema di messa a registro, inoltre, consente un montaggio delle lastre esattamente a registro anche nel cambio automatico. Per questo anche gli scarti di avviamento sono competitività anche per applicazioni di nicchia come la stampa delle pellicole lenticolari. Se occorre calcolare definitivamente l immagine lenticolare da produrre, si stampa sul retro di una pellicola trasparente. Holger Volridotti. Un argomento importante quando si tratta di consumo di materiali di alta qualità come le pellicole lenticolari. Poiché nel settore dei formati piccoli le tirature sono spesso ridotte, sono particolarmente importanti valori di consumo bassi e tempi di allestimento ridotti. Sulla Genius 52UV un unico operatore può realizzare un cambio di ordine in soli sette minuti. La Genius 52UV, una macchina compatta che occupa solo 12 m2 di superficie, stampa in modo economico in offset senz acqua con inchiostri a fotoreticolazione UV e, quindi, può stampare brillantemente i materiali non assorbenti più disparati con spessori da 0,1 a 0,8 mm. Conquistare mercati lucrativi La stampa di immagini lenticolari conferisce agli stampati profondità e movimento. In questo modo, con le pellicole lenticolari i prodotti ottengono ciò che oggi è sempre più difficile conquistare: attenzione. Non importa se si tratta di pubblicità, marketing, fiere, merchandising, packaging: le possibilità di applicazione sono infinite. Per etichette, display, brochure, imballaggi, decorazioni e tanti altri prodotti, le immagini lenticolari possono essere utilizzate con grande effetto, perché agli strepitosi effetti lenticolari reagi - scono positivamente i gruppi target più diversi. Gli effetti flip dinamici non sono solo decorativi, ma possono integrare in una sola immagine lenticolare numerose informazioni, spiegazioni di funzioni, viste dettagliate eccetera. Holger Volpert è assolutamente convinto: La tecnica made in Germany si è guadagnata nei decenni una reputazione straordinaria che va mantenuta nel tempo sui mercati globalizzati. Ciò riesce soltanto se restiamo permanentemente vicini alle necessità del mercato e ampliamo le nostri potenzialità con una grande forza innovativa: sono richieste ricchezza di idee e strategie visionarie. Con la Genius 52UV apriamo un vasto spettro di possibilità e rafforziamo la reputazione della KBA- Metronic come partner serio, impegnato e capace dell industria tipografica. La Genius 52UV di KBA-Metronic consente la stampa offset senz acqua e senza viti del calamaio con inchiostri UV offrendo una qualità ed un economicità imbattibili nella stampa di pellicole flessibili e rigide (anche PVC, PET, ABS) per spessori di materiale compresi tra 0,1 und 0,8 mm a seconda del substrato Birgit Grosse, Dipl.-Phys. Peter Schmidt (reparto Innovations & Patents della KBA-Metronic AG, Veitshöchheim) 28 Process

29 Glossario Una panoramica delle principali materie plastiche Nell industria delle materie plastiche, i lunghi nomi dei legami chimici sono stati abbreviati con le sigle internazionali per agevolare la comunicazione tra gli addetti e i non addetti. Il presente glossario fornisce una panoramica delle sigle e dei nomi comuni dei principali polimeri, tra i quali anche tutti i legami citati nella presente brochure. ABS: Acrilonitrile-Butadiene-Stirolo; stampabile come pellicola con inchiostri a fotoreticolazione UV e offset senz acqua APET, A-PET, PET-A: PET amorfo; per pellicole di PET stampabili, ad alta trasparenzza, alta brillantezza e film di laminazione per schede in plastica BOPET: pellicola di APET biorientato (cioè orientazione longitudinale e trasversale), ad esempio il DuPont Mylar BOPP: pellicola in polipropilene biorientata CA: acetato di cellulosa; polimero naturale ad alta trasparenza, alta brillantezza, estremamente rigido CAP: propionato acetico di cellulosa COC: copolimeri di cicloolefine, Topas Compound o accoppiati: materiali stampabili e per packaging ottenuti dall incollaggio o dalla saldatura di vari strati di materiali uguali o diversi CPET, C-PET: PET parzialmente cristallino CPO: poliolefine cicliche EVOH, EVAL: etilenvinilalcol Estrusione: processo di soffiatura con cui una pellicola plastica si forma da una massa polimerica attraverso trafile GAG-PET: compound di PET coe- Estrusore struso (PETG-APET-PETG); per blister e packaging formati sotto vuoto GPPS: General Purpose Polystyrene, PS multiuso HDPE: High-Density Polyethylene, PE ad alta densità HIPS, PS-I: High Impact Polystyrene, PS altamente resistente agli urti HTR, PHEMA: Hard Tissue Replacement, polidrossietil-metacrilato; pellicole estremamente resistenti allo strappo e ai raggi UV per la stampa flessografica e offset; ottime proprietà di formatura sotto vuoto e laminazione IML: In-Mould Label ; etichette prodotte principalmente da pellicola in PP multistrato stirato che, dopo la stampa, vengono integrate nella superficie del packaging in plastica tramite un processo di fusione LDPE: Low-Density Polyethylene, PE a bassa densità LLDPE: LDPE isotattico lineare Materie plastiche, plastica: denominazione comune per polimeri sintetici e semisintetici; suddivisione in termoplastici (deformabili con il calore come PVC, PP), duroplastici (non deformabili, ad esempio PUR, epossidici essiccati) ed elastomeri (tutte le lastre in gomma deformabili a freddo); come supporti di stampa sono solitamente adatti solo i termoplastici in pellicola; come materiale per packaging trasformabile anche in corpi cavi per soffiatura Monofilm: pellicola plastica composta da un solo tipo di polimero; opposto: pellicola coestrusa Mylar: marchio registrato della DuPont; sinonimo di pellicole in PET orientato OLED: Organic Light Emitting Diode (diodo organico ad emissione di luce); polimero stampabile a conduttività elettrica che trasmette luce se alimentato da tensione OPET-A: pellicola in PET-A orientata (cioè stirata); alta trasparenza, alta brillantezza, alta rigidità OPP: polipropilene orientato (cioè stirato) OPV: Organic Photovoltaic ; fotocellula in polimero stampabile a conduttività elettrica OPVC-P: pellicola in PVC morbido orientato (cioè stirato) PA: poliammide; policondensato a scarsa trasparenza, ottima brillantezza, ottima rigidità; termoplastico la cui variante rigida può essere fusa anche in pellicole stampabili ad offset; spesso accoppiato con il PE per i sacchetti per alimenti; come materiale in fibre PA 6.6 per carta sintetica PAN: poliacrilnitrile; polimerizzato ad alta trasparenza, alta brillantezza, alta rigidità PBN: polibutilene naftalato PBT: polibutilenetereftalato; poliestere per pezzi stampati ad iniezione resistenti al calore e all usura; guaine e nanocarica PC: policarbonato; il poliestere più costoso; policondensato ad alta trasparenza, alta brillantezza, alta rigidità per CD, DVD e dischi Blu-ray Disc nonché alloggiamenti trasparenti di apparecchiature PE: polietilene, polietene; poliolefina polimerizzato da mediamente trasparente a trasparente, simile alla cera, scarsa brillantezza, media rigidità PEDOT:PSS: polietilendiossitiofenepolistirensulfonato; copolimero stampabile e a conduttività elettrica PEEK: polietereterchetone Pellicola coestrusa: pellicola accoppiata con il processo di estruzione formata da due masse polimeriche uguali o diverse Pellicola lenticolare: pellicola con retinatura lenticolare Pellicole plastiche: nastri di polimero formati tramite stampaggio ad iniezione o estrusione e poi trasformati in substrati o accoppiati con spessori da 20 a 150 μm, spessori tipici da 50 a 100 μm, e confezionati come merce in fogli o in bobina; disponibili con superficie da trasparente a opaco bianco e colorato nelle finiture lucido, semilucido e matt nonché strutturato con disegni o come pellicola lenticolare; con inchiostri a fotoreticolazione UV si può stampare quasi qualsiasi tipologia di pellicola; nella stampa offset si possono utilizzare anche inchiostri convenzionali e per il senz acqua, nella stampa flessografica e serigrafica anche inchiostri con solvente e base acquosa; lavorazione nei settori scatole pieghevoli, packaging flessibile, schede e articoli pubblicitari PEN: polietilennaftalato; poliestere; policondensato ad alta trasparenza, alta brillantezza, alta rigidità; sostituisce il PET in diverse applicazioni PET, PETB: polietilentereftalato; il poliestere più importante; policondensato altamente antipiega PET-A: APET, PET amorfo PETB: PET PETG, PET-G: PET coestruso con glicole; pellicola di base con ottima trasparenza, brillante, rigido per pellicole lenticolari ed etichette in rotoli termoretraibili PETIP: compound di PET nella coestrusione di APET con PET contenente acido isoftalico; per pellicole saldabili in compound metallizzati PHEMA: polidrossietil-metacrilato; vedi HTR PK: polichetoni PLA: Polylactic acid, poliacido lattico; biopoliestere compostabile ottentuto da materie prime rigenerabili; stampabile anche nella stampa offset come pellicola rigida ad alta brillantezza ed elevata resistenza Pellicole plastiche: film polimerici Plexiglas: PMMA PMMA: polimetilmetacrilato, estere dell acido metacrilico; plexiglas, vetro acrilico, per lo più stampato Process

30 Glossario Risorse e collaboratori solo in serigrafia Poliestere: etilacetato; polimeri con legami esteri, ad esempio PET, PEN, PC Polimeri: macromolecole organiche formate da molecole più semplici di idrocarburi (monomeri) che sviluppano un elevata resistenza ed altre proprietà con il concatenamento, la ramificazione o la reticolazione; omopolimeri (da un solo tipo di monomero): PE, PP, PVC; copolimeri (da diversi tipi di monomero): ABS POM: poliossimetilene, poliacetale, poliformaldeide PP: polipropilene, polipropene; da mediamente trasparente a trasparente, brillante, simile alla cera, rigido PS: polistirolo, polistirene; trasparente, rigido; espandibile (polistirolo, non stampabile) PSU: polisulfone PTT: politrimetilentereftalato PUR: poliuretano; base per pezzi stampati e adesivi PVC: polivinilcloruro; da mediamente trasparente a trasparente, rigido PVC-P: PVC plasticized ; PVC morbido PVC-U: PVC unplasticized ; PVC rigido PVDC: polivinilidencloruro, un poliolefina polimerizzato PVOH: polivinilalcol; film barriera antistatico, saldabile, idrosolubile, biodegradabile, ad alta resistenza Tatticità: configurazione stereochimica preferenziale delle molecole polimeriche; i polimeri isotattici (cioè con la stessa configurazione relativa, ad esempio il PP) sono ottimamente orientabili TPE: elastomeri termoplastici Vetro acrilico: vedi PMMA Dieter Kleeberg Risorse e collaboratori Desideriamo cogliere l occasione per ringraziare cordialmente tutti i nostri collaboratori e i partner i cui prodotti, soluzioni e componenti rendono possibile ai nostri clienti la stampa di pellicole plastiche sulle macchine offset a foglio di KBA. Consulenza, certificazione Berufsgenossenschaft Druck und Papierverarbeitung, D-Wiesbaden (www.bgdp.de) Druck & Beratung D. Braun, D-Mülheim/Ruhr (www.wluv.de) fogra Forschungsgesellschaft Druck e.v., D-München (www.fogra.org) Inchiostri, vernici, additivi e prodotti detergenti ACTEGA Terra Lacke GmbH, D-Lehrte (www.actega.com/terra/) DS Druckerei Service, D-Reutlingen (www.dsgroup.de, Eckart GmbH & Co. KG, D-Fürth (www.eckart.de) Epple Druckfarben AG, D-Neusäß (www.epple-druckfarben.de) Flint Group Germany GmbH, D-Stuttgart; Day International GmbH/Varn Products GmbH, D-Reutlingen (www.flintgrp.com, Huber Group, D-München; Hostmann-Steinberg GmbH, D-Celle (www.mhm.de, Jänecke+Schneemann Druckfarben GmbH, D-Hannover (www.js-druckfarben.de) Merck KGaA, D-Darmstadt (www.merck-pigments.com) SunChemical Hartmann Druckfarben GmbH, D-Frankfurt am Main (www.sunchemical.com) Schmid Rhyner AG Print Finishing, CH-Adliswil (www.schmid-rhyner.ch) Siegwerk Group, D-Siegburg, D-Backnang, F-Annemasse (www.siegwerk-group.com, Dipl.Ing. Werner Tippl, A-Wien VEGRA GmbH, D-Aschau am Inn (www.vegra.de) Weilburger Graphics GmbH, D-Gerhardshofen (www.weilburger-graphics.de) Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG, D-Eislingen (www.zeller-gmelin.de) Tecnica di essiccazione e irraggiamento Adphos Vertiebs GmbH, D-Hamburg (www.adphos.de, Grafix GmbH Zerstäubungstechnik, D-Stuttgart (www.grafix-online.de) Heraeus Noblelight GmbH, D-Hanau (www.heraeus-noblelight.com) Kühnast Strahlungstechnik GmbH, D-Wächtersbach (www.uv-technology.de) Dr. Hönle AG UV Technology, D-Gräfelfing (www.hoenle.de) IST Metz GmbH, D-Nürtingen (www.ist-uv.com) RadTech Europe, NL-Den Haag (www.radtech-europe.com) Sächsisches Institut für die Druckindustrie (SID), D-Leipzig (www.sidleipzig.de) Equipaggiamenti per trattamento corona e neutralizzazione dell elettricità statica Ahlbrandt System GmbH, D-Lauterbach/Hessen (www.ahlbrandt.de) KERSTEN Elektrostatik GmbH, D- Freiburg im Breisgau (www.kersten.de) Pellicole in plastica, metallo e lenticolari DPLenticular Ltd, IRL-Dublin (www.dplenticular.com, Folienwerk Wolfen GmbH, D-Wolfen-Thalheim (www.folienwerk-wolfen.de) Klöckner Pentaplast GmbH & Co. KG, D-Montabaur (www.kpfilms.com) Leonhard Kurz Stiftung & CO. KG, D-Fürth (www.kurz.de) Papier Union GmbH, D-Hamburg (www.papierunion.de) Priplak SAS, F-Neuilly-en-Thelle (www.priplak.com, Schneidersöhne Unternehmensgruppe, D-Ettlingen (www.schneidersoehne.de) Treofan Germany GmbH & Co KG, D-Neunkirchen, D-Raunheim (www.treofan.com) Software 3D Digi-Art Neue Visuelle Medien Elmar Spreer, D-Apen (www.lenticularsoftware.de) HumanEyes Technologies Ltd, The Hebrew University, IL-Jerusalem (www.humaneyes.com, 30 Process

31 Sigla editoriale Koenig & Bauer AG Würzburg Friedrich-Koenig-Straße Würzburg, Germania Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Web: Koenig & Bauer AG Radebeul Friedrich-List-Straße Radebeul, Germania Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Web: KBA-Metronic AG Benzstraße Veitshöchheim, Germania Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Web: Se non conoscete ancora la nostra rivista KBA-Report per i clienti e non l avete ancora ricevuta, mettetevi in contatto con noi rivolgendovi alla Signora Anja Enders, che sarà lieta di aiutarvi: Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) KBA Process è una pubblicazione specialistica di ingegneria dei processi che riepiloga ed illustra dettagliatamente e con esempi pratici lo stato attuale e le prospettive di sviluppo di tecnologie innovative con l intento di offrire un valido strumento nelle scelte strategiche delle aziende operanti nel settore. Numeri precedenti: KBA Process N. 1 Focus: stampa offset diretta su cartone ondulato (2002) KBA Process N. 2 Senza acqua e senza viti del calamaio (2005) KBA Process N. 3 Prodotti pregiati con il metodo ibrido (2006) KBA Process N. 4 Finitura inline dello stampato con vernice (2007) Editore: Gruppo imprenditoriale Koenig & Bauer (www.kba.com) Redazione: Jürgen Veil Klaus Schmidt Dieter Kleeberg direttore del marketing offset a foglio, responsabile dei contenuti, direttore del marketing, giornalista specializzato/servizi PR per l industria grafica, Autori e collaboratori redazionali: Walter J.Bolliger Siegwerk Backnang GmbH, Backnang Martin Dähnhardt KBA Radebeul Olivier Deage Siegwerk France S.A., Annemasse Klaus Fischer Papier Union GmbH, Amburgo Mark Fregin ACTEGA Terra GmbH, Lehrte Beatrix Genest SID Sächsisches Institut für die Druckindustrie GmbH, Lipsia Anne-Kathrin Gerlach KBA Radebeul Birgit Grosse KBA-Metronic AG, Veitshöchheim Dieter Kleeberg Dipl.-Ing. D. Kleeberg, Nidderau Izabella Kwiatkowska European Media Group Poznan Matthias Lange KBA Radebeul Marc Lavor Siegwerk France S.A., Annemasse Cornelia Lillelund Giornalista freelance (per la Papier Union) Peter Psotta Siegwerk Backnang GmbH, Backnang Peter Schmidt KBA-Metronic AG, Veitshöchheim Wilfrid Tews Treofan GmbH, Neunkirchen e Raunheim Jürgen Veil KBA Radebeul Frank Waßmann Klöckner Pentaplast GmbH, Montabaur Wolfgang Zierhut KERSTEN Elektrostatik GmbH, Friburgo in Brisgovia Layout: Katrin Jeroch KBA Radebeul Cenni giudirici: Con riserva di apportare modifiche alle caratteristiche e alle specifiche dei prodotti senza preavviso. Qualsiasi ristampa e riproduzione, anche di singoli contributi, esige l autorizzazione dell editore nonché l indicazione esatta delle fonti. Marchi registrati, modelli depositati e brevetti non sono stati espressamente indicati all interno dell opera. Ciò non significa che le rispettive denominazioni siano libere o comunque liberamente utilizzabili. Printed in the Federal Republic of Germany Process

32 Tecnologia offset a foglio KBA KBA Rapida 106 Il miracolo dell innovazione negli avviamenti Fin dalla drupa 2004 la macchina a foglio hi-tech Rapida 105 rappresenta il riferimento nel medio formato per quanto riguarda automazione, produttività, flessibilità e innovazione. Alla drupa 2008 la nuova Rapida 106 ha rappresentato il nuovo riferimento ancora più avanzato in tema di tempi di avviamento, controllo della qualità, comfort operativo, riduzione degli scarti ed economicità di gestione. Tutto compreso. Tutto attuale. Tutto il meglio. Per la nuova generazione di medio formato Rapida 106 questa è la pura realtà. Convincetevene di persona. KBA.P.616.i Koenig & Bauer AG, macchine a foglio, Radebeul Tel: (+49) ,

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