Come funziona la stampa su carta integrata in una linea automatica per la produzione di paper bag
La produzione industriale di sacchetti di carta è un processo nel quale stampa e trasformazione possono essere integrate all’interno della stessa linea produttiva. Quando la stampa viene realizzata direttamente durante il processo di produzione del sacchetto si parla di stampa flexografica in linea, o inline flexo printing.
La logica è quella di un processo continuo: la carta viene alimentata dalla bobina, attraversa il gruppo di stampa e prosegue verso le successive stazioni della linea, dove viene piegata, incollata, tagliata e trasformata nel sacchetto finito.
Ma cosa significa concretamente stampare “in linea“? E quali sono le caratteristiche tecniche che rendono possibile mantenere stampa e produzione del sacchetto sincronizzate?
Per rispondere a queste domande partiamo da un caso reale: una Miniflex® 389 installata su una linea automatica per la produzione di sacchetti di carta, documentata nel video e nelle immagini che accompagnano questo articolo.
La stampa flexo direttamente sulla linea di produzione
Questa immagine permette di comprendere immediatamente il concetto di stampa in linea. La macchina da stampa non è collocata necessariamente all’inizio o alla fine di un processo separato: è inserita nel percorso che la carta compie all’interno della linea di produzione.
Il nastro di carta viene quindi movimentato continuamente e, nel punto previsto dalla configurazione della linea, entra nel gruppo flexografico. Dopo la stampa continua il proprio percorso verso le stazioni di trasformazione. È questa integrazione a distinguere una soluzione inline da una produzione nella quale la carta viene prima stampata su una macchina autonoma e soltanto successivamente trasferita alla macchina per la produzione dei sacchetti.
Il video: dalla carta stampata al sacchetto finito
Il video rappresenta il documento centrale di questo articolo perché consente di osservare il processo direttamente sulla macchina. Non si tratta quindi soltanto di spiegare come funziona la stampa flexografica, ma di vedere come una macchina da stampa viene inserita all’interno di un processo industriale continuo.
Nel filmato si osservano il percorso della carta, i rulli di guida, il gruppo di stampa e il sistema di controllo della macchina. È inoltre visibile il pannello di comando, sul quale durante la ripresa viene indicata una velocità di linea di circa 76 m/min.
Il dato è interessante non tanto come valore assoluto di produttività, quanto perché rende evidente una delle principali esigenze della stampa in linea: quando il materiale scorre continuamente a una velocità significativa, stampa e avanzamento della carta devono essere perfettamente coordinati.
Un errore di sincronizzazione, anche relativamente piccolo, può infatti modificare la posizione della grafica rispetto alle successive operazioni di taglio e formatura.
Che cos’è la stampa flexografica?
La flessografia è un processo di stampa rotativo nel quale una forma di stampa flessibile trasferisce l’inchiostro sul supporto.
Nel gruppo di stampa il percorso dell’inchiostro può essere semplificato in questo modo: inchiostro → anilox → lastra flexografica → carta
L’anilox è il cilindro inciso che permette di dosare e trasferire l’inchiostro verso la forma di stampa. La quantità di inchiostro effettivamente trasferita dipende da diversi parametri del processo: caratteristiche dell’anilox, inchiostro, forma di stampa, pressione, velocità e caratteristiche del supporto.
Nel caso dei sacchetti di carta il supporto è spesso costituito da carte kraft o altre carte specificamente destinate al packaging. La carta, rispetto a molti supporti plastici o patinati, presenta caratteristiche di assorbimento e superficie che devono essere considerate nella definizione del processo di stampa.
Perché la stampa viene realizzata prima della formazione del sacchetto?
Uno dei concetti fondamentali da comprendere è che la stampa avviene generalmente quando la carta è ancora in forma di nastro continuo. Questo rende il processo più controllabile rispetto alla stampa di un sacchetto già formato.
Prima della trasformazione, infatti, la carta può essere guidata attraverso il gruppo di stampa mantenendo sotto controllo:
- velocità;
- tensione;
- posizione laterale;
- pressione di stampa;
- quantità di inchiostro;
- ripetizione della grafica;
- registro;
- essiccazione.
Una volta stampato, il nastro può proseguire verso le stazioni che lo trasformeranno nel sacchetto.
Il principio può essere schematizzato così: Bobina → svolgimento → stampa flexografica → essiccazione → formatura → incollaggio → taglio → formazione del fondo → sacchetto
La sequenza precisa dipende naturalmente dal tipo di macchina e dalla geometria del sacchetto prodotto.
Dal nastro di carta al prodotto finito
A questo punto diventa interessante osservare il risultato.
La fotografia mostra chiaramente un aspetto importante della stampa su carta kraft: la superficie e il colore naturale del supporto diventano parte integrante dell’aspetto finale della grafica. Nel caso mostrato, la stampa è prevalentemente monocromatica e sfrutta il contrasto tra l’inchiostro e il fondo naturale della carta.
È una soluzione molto comune nel packaging cartaceo, dove la grafica può essere utilizzata non soltanto per comunicare il marchio, ma anche per riportare:
- informazioni sul prodotto;
- istruzioni;
- indicazioni ambientali;
- simboli di riciclo;
- certificazioni;
- informazioni obbligatorie;
- elementi identificativi del produttore o del distributore.
La stampa, quindi, non ha necessariamente una funzione puramente estetica. Il sacchetto stesso diventa un supporto di comunicazione e informazione.
Anche il retro del sacchetto fa parte del progetto di stampa
Il grafico che prepara il file di stampa non lavora infatti semplicemente su un rettangolo.
Deve sapere come quel rettangolo verrà successivamente:
- piegato;
- incollato;
- tagliato;
- trasformato in un tubo;
- chiuso sul fondo.
La posizione di una scritta o di un logo deve quindi essere valutata tenendo conto della trasformazione della carta.
Questo è uno degli aspetti che rendono particolarmente interessante l’integrazione tra stampa e produzione del sacchetto: il progetto grafico e il processo meccanico non sono due elementi indipendenti.
Il registro di stampa: quando millimetri fanno la differenza
In una linea automatica la carta non deve soltanto attraversare la macchina. Deve attraversarla nella posizione corretta. La grafica deve quindi essere coerente con il passo di avanzamento del materiale e con la posizione nella quale il sacchetto verrà successivamente tagliato e formato.
Immaginiamo, per esempio, una grafica ripetuta ogni 360 mm. Se il passo della macchina cambia, anche la posizione della grafica rispetto al futuro sacchetto può cambiare. È per questo che il controllo del movimento del materiale rappresenta uno degli aspetti più importanti della stampa inline.
La Miniflex® 389 utilizza sistemi di motorizzazione e controllo della velocità del materiale che consentono al gruppo di stampa di lavorare in relazione al movimento della linea.
Il problema può essere riassunto in una semplice relazione: velocità della carta + sviluppo del cilindro + passo del sacchetto + posizione della grafica = registro corretto
Quando questi elementi rimangono sincronizzati, la grafica arriva nella posizione prevista sul prodotto finito.
L’importanza dell’anilox nella stampa su carta
Un altro elemento fondamentale del gruppo flexografico è l’anilox. La sua funzione è quella di trasferire una quantità controllata di inchiostro alla forma di stampa. La scelta dell’anilox deve essere coerente con il lavoro da eseguire. Una grafica con fondi pieni richiede esigenze differenti rispetto a una grafica costituita prevalentemente da testi, linee sottili o retinature. Inoltre, la carta kraft può presentare una superficie più o meno assorbente e irregolare.
Per questo motivo la qualità della stampa non dipende da un singolo componente, ma dall’equilibrio tra: carta + inchiostro + anilox + lastra + pressione + velocità + essiccazione. È questa combinazione che determina il risultato finale.
Inchiostri e carta: perché l’essiccazione è importante
Nel packaging cartaceo sono molto diffusi gli inchiostri a base acqua, anche in relazione alla necessità di contenere l’impiego di solventi e le relative emissioni di VOC. Ma l’utilizzo di un inchiostro a base acqua introduce una questione importante: l’acqua deve essere rimossa prima che il materiale prosegua verso le successive stazioni della linea.
La velocità di produzione rende il problema ancora più significativo. La carta potrebbe infatti percorrere rapidamente la distanza tra il gruppo di stampa e la stazione successiva.
Il sistema di essiccazione deve quindi essere adeguato contemporaneamente a:
- velocità della linea;
- quantità di inchiostro;
- tipo di carta;
- superficie stampata;
- formulazione dell’inchiostro.
Un’essiccazione insufficiente può provocare problemi di set-off, sbavature o trasferimento dell’inchiostro sulle parti della macchina che vengono a contatto con il materiale.
Stampa e converting: due processi che devono lavorare insieme
Il vero interesse della stampa inline emerge proprio a questo punto. Una macchina per sacchetti non deve semplicemente produrre una carta stampata. Deve trasformare quella carta in un oggetto con dimensioni e caratteristiche definite.
Dopo la stampa possono quindi avvenire diverse operazioni:
- piegatura longitudinale;
- applicazione dell’adesivo;
- formazione del tubo;
- taglio;
- formazione del fondo;
- incollaggio;
- raccolta dei sacchetti.
La grafica stampata deve rimanere coerente con tutte queste operazioni. Un elemento grafico troppo vicino a una piega può risultare deformato. Una scritta posizionata in prossimità di un taglio può essere parzialmente eliminata. Un errore nel passo di avanzamento può spostare la grafica rispetto al centro del sacchetto. Per questo motivo la stampa deve essere progettata considerando il converting che avviene immediatamente dopo.
Stampa inline o stampa offline?
Non esiste una soluzione universalmente migliore. La scelta dipende dal processo produttivo.
La stampa inline presenta un interesse particolare quando si desidera mantenere il materiale all’interno di un flusso continuo: bobina → stampa → produzione del sacchetto.
In una configurazione offline, invece, la sequenza può essere: bobina → stampa → riavvolgimento → movimentazione → nuova alimentazione → produzione del sacchetto. La seconda configurazione può essere vantaggiosa in determinate produzioni, ad esempio quando una bobina stampata deve essere utilizzata successivamente su più linee. La stampa inline può invece ridurre le operazioni intermedie e la necessità di movimentare nuovamente il materiale. La scelta dipende quindi da volumi, varietà dei lavori, caratteristiche della grafica, organizzazione dello stabilimento e configurazione delle linee.
Cosa ci insegna questo caso reale
Le immagini e il video della Miniflex® 389 permettono di osservare il processo da tre punti di vista diversi.
- La macchina mostra l’integrazione fisica della stampatrice all’interno della linea.
- Il video mostra il movimento continuo della carta e il funzionamento del processo durante la produzione.
- Il sacchetto finito mostra il risultato: la grafica progettata sul nastro diventa parte integrante del prodotto.
È questa continuità a rappresentare il vero significato della stampa in linea. Non si tratta semplicemente di aggiungere una stampante a una macchina per sacchetti. Si tratta di far dialogare il processo di stampa con il processo di trasformazione della carta.
Dalla bobina al sacchetto: un unico processo produttivo
La stampa flexografica in linea può quindi essere vista come una delle fasi di un processo industriale più ampio.
La sequenza è:
1. Alimentazione: La carta viene svolta dalla bobina e introdotta nella linea.
2. Stabilizzazione del materiale: Il nastro viene guidato e mantenuto nella corretta posizione e tensione.
3. Stampa: Il gruppo flexografico trasferisce la grafica sulla carta.
4. Essiccazione: L’inchiostro viene portato alle condizioni necessarie per consentire la prosecuzione del processo.
5. Formatura: La carta stampata viene piegata e trasformata progressivamente.
6. Taglio e formazione del fondo: Il materiale viene suddiviso e trasformato nella geometria finale del sacchetto.
7. Raccolta: I sacchetti finiti vengono raccolti e preparati per le successive operazioni logistiche. In questo schema la stampa non è un elemento estraneo al processo. È una delle operazioni che avvengono durante la trasformazione della bobina nel prodotto finito.
La stampa flexografica in linea nella produzione automatica di sacchetti di carta è interessante soprattutto perché permette di integrare due processi tradizionalmente distinti: stampa e converting.
La carta viene stampata mentre percorre la linea e, senza necessariamente essere riavvolta e trasferita a un’altra macchina, prosegue verso le operazioni che la trasformeranno nel sacchetto. Il risultato dipende dalla capacità di mantenere sincronizzati diversi elementi: velocità, passo, tensione, registro, trasferimento dell’inchiostro, essiccazione e formatura.
Il video della Miniflex® 389 consente di vedere concretamente questo principio in funzione, mentre le fotografie del sacchetto mostrano il risultato finale del processo. È proprio questa relazione tra macchina, materiale e prodotto a rendere la stampa inline particolarmente interessante nel settore dei sacchetti di carta e del paper packaging.
La domanda, quindi, non è soltanto: “Come si stampa un sacchetto di carta?”
La domanda più interessante è: “Come si integra la stampa nel processo industriale che trasforma una bobina di carta in un sacchetto finito?”
Ed è qui che la stampa flexografica in linea trova una delle sue applicazioni più significative.
Scopri la Miniflex® 389, progettata per l’integrazione della stampa flexografica nei processi automatici di produzione e converting della carta.
Scritto da Alessio Zuccaro – Technical Sales Manager | Team Giugni®
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