TEHNOLOGII DE IMPRIMARE A PAHARELOR DIN MASE PLASTICE

Daniel PĂUNESCU prof. ing., Şcoala Gimnazială Nr.1 Stoenești, jud. Argeș

Lica BRĂTEAN, lect. univ. dr. ing., UTCB – DPPD

This work represents a study of the technological process of personalization of plastic cups. The interest for this

technology poses due to the fact that in selling different products the outside aspect of the recipient has a great

importance. The content of this work develop the students’ skill of knowing the way in which a common recipients can

become a very attractive one.

The study is introduced to the offset printing of plastic cups developed by Amplast Company. This company

uses single- and multicomponent lacquer systems, which are partly based on solvents, but prefers using water-based

systems for environmental reasons. I was one of this company’s employees. The technology consists in application of a

film of ink on the outside surface of the cup according to a pre-established model. From the point of view of the printing

process, the quality of the printing is given by the right choice of the machine and its preparing for a printing command.

As printing is a finishing operation, in the content of this work there is also a scheme of the material into a

product/cups.

1. INTRODUCERE

Lucrarea se adresează[ ]n mod special elevilor din clasele gimnaziale şi ai școlilor

profesionale. Educația tehnologică este una dintre aceste discipline, o disciplină școlară de cultură

generală, care contribuie la formarea-dezvoltarea personalității umane, proiectată și realizată prin

aplicarea cunoștințelor științifice din diferite domenii, dobândite la diferite niveluri, în viața socială,

în general, în cea economică în special. Aceasta asigură premisa formării profesionale dar și baza

metodologică a acesteia, posibilă și necesară în condiții de schimbare rapidă a structurilor

ocupaționale, fenomen valabil astăzi chiar la nivelul unor domenii sau specializări de vârf.

Prin studiul disciplinei Educaţie tehnologică se realizează corelarea cu exigenţele formulate în

documentele de politică educaţională din România şi din Comunitatea Europeană privind pregătirea

elevilor pentru viaţă şi învăţare continuă precum şi opţiunea pentru cariera profesională. Programa

pune un accent deosebit pe educaţia pentru calitate. Studiul calităţii produselor şi a serviciilor,

precum şi educaţia consumatorului şi a producătorului, permit dezvoltarea unor atitudini prin

asumarea de valori care vizează calitatea. Programa de Educaţie tehnologică pune, de asemenea,

accent pe dezvoltarea la elevi a competenţelor antreprenoriale, a spiritului de iniţiativă.

Fig.1. Ambalaje din polistiren.

Fig.2. Ambalaje din polipropilenă

2. TEHNOLOGII DE IMPRIMARE

2.1. MATERIALE

Polistirenul sau polistirolul (PS) se obține prin polimerizarea stirenului. Polimerizarea poate

fi accelerată de căldură, lumină și catalizatori. Acesta, este un

material termoplastic, transparent, dur, rigid, și stabil

dimensional. Prezintă proprietăți electroizolante deosebite și este

foarte rezistent la apă, de aceea este folosit ca material izolant

pentru diferite piese de radio, televiziune și radar, cât și pentru

izolarea cablurilor. Se topește foarte ușor, arde cu o flacără

galbenă luminoasă și degajă un fum gros cu miros specific

dulceag, solubil în benzen, acetonă. Se folosește de asemenea, la

confecționarea unor piese anexe pentru frigidere și automobile.

Din polistiren se confecționează o gamă largă de produse:

articole de uz casnic (pahare, castroane, etc.), articole de scris

jucării, unelte.

Polipropilena (PP) se obține prin polimerizarea propilenei în prezența unor catalizatori.

Grupările metil pot avea orientări diferite față de catena de

bază ceea ce face ca polipropilena să existe sub forma a trei

stereo izomeri: izotactică, sindiotactică și atactică.

Polipropilena, are unele proprietăți mai valoroase. Este cel

mai ușor material plastic, are proprietăți dielectrice bune,

este rezistentă la șoc, abraziune, la agenți chimici, se

descompune numai la temperatura de 3000C. O gamă de

produse confecționate din polipropilenă sunt fitinguri și țevi

pentru instalații termice, de apă, gaze.

Masele plastice sunt substanțe chimice, de origine organică, polimerice formate din

macromolecule de proveniență naturală sau obținute pe cale artificială.

Aceste materiale pot fi tari ca piatra, rezistente ca oțelul, transparente ca sticla, ușoare ca

lemnul, elastice precum cauciucul și pot fi obținute aproape în orice culoare. Ele se caracterizează

printr-o rezistență mecanică mare, densitate mică, stabilitate chimică înaltă, proprietăți

termoizolante și electroizolante. Principalele proprietăți ale maselor plastice sun prezentate în

tabelul următor.

Proprietăți

fizice și chimice

• culoarea

• densitatea

• conductibilitatea termică

• sudabilitatea termică

• proprietăți electrice

• proprietăți optice

• stabilitatea chimică

• punct de înmuiere

• dilatarea termică

• higroscopicitate

mecanice

• rezistența la rupere

• duritatea

• plasticitatea

• durabilitatea

• fragilitate

• rezistența la frecare

tehnologice

• deformarea la cald

• maleabilitatea

• ductilitatea

• capacitatea de turnare

• sudabilitatea

• temperatura de injecție

• presiunea de injecție

• temperatura de presare

• lubrifierea

• contracția la prelucrare

tab.1 - Proprietățile maselor plastice

2.2. PROCESE TEHNOLOGICE

2.2.1. Schema procesului tehnologic de obţinere a paharului.

Termoformarea, este procedeul de obţinere a produselor cave din semifabricate termoplaste

elaborate sub formă de foi sau folii. Acest procedeu este specific pentru fabricaţia pieselor cu pereţi

subţiri cum ar fi: pahare şi farfurii de unică folosinţă, caserole, capace, ambalaje, recipiente

alimentare, folii pentru medicamente şi altele.

Folia ajunge în zona de acțiune a matriței, după care urmează un

proces ciclic ce stabilește și viteza de înaintare a folie, ce constă în:

închiderea matriței; acționarea plugului cu poansoane; introducerea

aerului comprimat; tăierea (separarea produsului de folie); răcirea

(solidificarea produsului); acționarea sistemului de eliminare a

caserolelor din cuib.

Etichetare

Transfer

depozit produse Comercializare

Transfer în zona de

personalizare

(depozit tampon)

Auxiliare: cutie carton, scoci,

etichetă, folie PE.

Folia este încălzită până la starea de deformare plastică, această stare

trebuie să fie atinsă în zona matriței

Operatorul reglează temperaturile panourilor de încălzire

conform fișei tehnologice

Alimentare

utilaj cu folie

Comandă

Preîncălzire

Folie albă 640x1,05

Încălzirea

Pahar

P103

Rebut

tehnologic

Termoformarea

Ambalare

Stocare

Este supus procesului de reciclare, urmând

a fi transferat în depozitul de materii

prime.

Cu ajutorul stocatorului caserolele sunt preluate din zona matriței, se

introduc unele în altele, se stabilește nr de caserole din șir, urmând ca

operatorul să preia șirurile de caserole pentru a fi introduse în cutie.

Fig.4. Pahar

2.2.2 Schema procesul tehnologic de imprimare a paharelor este următoarea:

Imprimarea, are ca drept scop îmbunătățirea aspectului și marcarea anumitor indicații ce

corespund distingerii produsului. Imprimarea se poate realiza cu cerneluri sau termic. Procedeul

Etichetare

Ambalare

Transfer

depozit produse Comercializare

Auxiliare: cutie carton, scoci,

etichetă, folie PE.

Stocare

Cu ajutorul restocatorului paharele sunt introduse unele în altele

formând șir, iar în funcție de lungimea reglată sunt transferate pe masa

restocatorului pentru a fi preluate de operator și introduse în cutie

Montarea și

centrarea

plăcuțelor

Pahare

imprimate

Rebut

tehnologic

Imprimarea

Operatorul realizează toate operațiile necesare (montare,

centrare, preparare cerneală etc.), pentru a obține un

produs imprimat în conformitate cu mostra.

După ce operatorul s-a asigurat că produsele sunt conforme, începe imprimarea

reperelor crescând viteza treptat până ajunge la viteza optimă. Pe parcursul

imprimării operatorul se asigură că mașina nu rămâne fără cerneală, pahare iar

la restocare acestea nu blochează alimentarea. De asemenea v-a verifica continuu

calitatea imprimării.

Este supus procesului de reciclare, urmând

a fi transferat în depozitul de materii

prime.

Cerneluri, cauciuc,

plăcuțe film, lavete,

diluant, spatule.

Transfer caserole

termoformate

Comandă

Reglarea

utilajului

Din depozit sunt transferate în zona

mașinii de imprimat/alimentator,

cutiile cu paharele ce trebuie

personalizate.

Pahar

P103

Se realizează de reglor. Acesta montează mandrine,

reglează sistemul de alimentare, sistemul de transport,

restocatorul etc.

Mandrine P103,

Eliminatori P103

Contrapunct

Fig.5. Smântână Napolact

termic se bazează pe deformarea la cald a materialului plastic, prin aplicarea unei scule (poanson,

matriță) prevăzute cu modele de imprimat. Imprimarea cu cerneluri constă în procesul de

transpunere a unui desen sau text de pe o formă de tipar pe un substrat. Se folosesc mașini de tipar,

cerneluri și alte elemente ce corespund diferitelor procedee de imprimare. Imprimarea are o mare

aplicabilitate pentru folii și corpuri cave. Materialele plastice folosite ca suport pot fi celofan,

polipropilenă, poliamide, policlorură de vinil, polietilenă, policarbonat, polistiren.

Dry Offset este procedeul cu transfer indirect, forma de imprimare transmite imaginea/textul

de tipărit unui element intermediar, care o/îl transferă pe suportul de imprimare. Imaginea cerneluită

de pe o matriță plană este preluată prin tamponarea cu un cauciuc care apoi transmite imaginea pe

suportul de imprimat. Zona de imprimare şi cea care nu imprimă se află pe acelaşi plan.

Dintre toate metodele populare, imprimarea offset oferă cea mai bună calitate și rezistență a

imprimării. Se caracterizează prin distribuţia uniformă a cernelii şi margini cu limite precise.

Imprimarea offset se folosește la tiraje mai mari mai ales din cauza costurilor de pregătire a

producției, în schimb, cu cât tirajul crește cu atât prețul unui produs scade. În cazul tirajelor mari

care necesită o imprimare precisă și eficientă, este cea mai bună metodă.

Constructiv, mașinile offset sunt în principal mașini rotative. Matrița și cauciucul imprimator

sunt plasate pe cilindri a căror mișcare de rotație asigură cerneluirea matriței, transmiterea imaginii

pe cauciucul imprimator și apoi pe suportul pe care se imprimă. Se utilizează pentru realizarea de

imprimări cu calități estetice forte bune în 1–8 culori, dispozitivele de asigurare a preciziei de

poziționare a imaginii permițând realizarea de imagini policrome de înaltă calitate.

Fig. 6 - Schema procedeului de imprimare offset (adaptare după Zlatian, 2007, p.64)

Fig. 7 – Elemente componente ale unei maşini de imprimat

Cerneluirea matriței se face cu un strat subțire și uniform astfel încât toate elementele

imprimabile să fie reproduse fidel. Caracteristicile principale ale cernelurilor folosite la imprimarea

offset sunt: culoarea, nuanța, intensitatea de colorare, capacitatea de acoperire, consistența,

aderența, uscarea, rezistența la lumină, rezistența la apă, rezistența la substanțe alcaline, rezistența

termică. Pentru a se realiza această cerință aparatul de cerneluire trebuie să preia din călimară o

cantitate bine definită de cerneală, să o frece pentru a o omogeniza, încălzi și a o aduce la

vâscozitatea optimă pentru a fi transferată pe matriță. Funcțional aparatul de cerneluire este format

din grupul alimentator, grupul frecător și grupul ungător.

Grupul alimentator, este acea parte a aparatului de cerneluire care realizează alimentarea cu

cerneală și este format din jgheab sau călimară, ductor, lamelă, șuruburile de reglare. Grupul

frecător se compune dintr-o serie de cilindrii de cauciuc și metalici acoperiți cu un strat uniform de

poliuretan care se rotesc formând un mecanism în care nu există frecare circulară. Între doi cilindri

adiacenți se asigură tangența cu o anumită presiune care facilitează transmiterea cernelii de la unul

la altul, pornind de la alimentatorul oscilant. Pentru a realiza frecarea cernelii, unul dintre cilindrii

au o mișcare oscilantă. Grupul ungător este format din 1-4 cilindrii de cauciuc care preiau cerneala

și o transmit plăcii. Pentru a nu îneca matrița în cerneală valurile ungătoare întră în contact cu

matrița numai în timpul operațiilor de cerneluire a plăcii și a imprimării.

Cauciucul imprimator este un covor de cauciuc vulcanizat pe o suprafață textilă rezistență la

întindere, are o grosime uniformă, deformații minime și constante la compresiune și întindere și o

elasticitate care asigură preluarea și transmiterea imaginii de pe placă pe suportul de imprimat fără

deformații. Suportul nu prezintă o grosime uniformă pe întreaga suprafață. Abaterile menționate

sunt inevitabile și pentru a realiza un contact uniform între matrița-cauciuc imprimator și suport-

cauciuc imprimator, pentru a produce efectul scontat, este necesar fixarea pe cilindrul port-cauciuc

a unui strat elastic, uzual numit așternut. Sub acțiunea presiunii, acesta se deformează și

compensează abaterile de la forma corectă a elementelor care participă la realizarea imprimatului.

Imprimarea offset oferă o multitudine de avantaje, cum ar fi:

calitate foarte bună a imaginii;

permite tipărirea culorilor speciale;

fiecare copie este identică sursei;

permite o imprimare mai precisă şi produce mai puține deșeuri;

preţul pe unitate scade direct proporţional cu volumul de produse imprimate.

2.2.3 Procesul tehnologic de pregătire a maşinii de imprimat OMSO DM 45

Mașinile de imprimat dry-offset sunt mașini complexe semiautomate sau automate, ce pot

imprima cu una până la 12 culori diverse produse cilindrice, conice, rectangulare, plate sau cu

degajări executate din hârtie, plastic sau metal. Procesul de imprimare constă în mai multe unități

individuale de culoare care prin intermediul unor role preiau cerneala din călimară, plăcuțe de

imprimare (clișee) se ondulează pe cilindrii port-film ajustabili montați în jurul unui cilindru Offset,

realizându-se o imprimare multicoloră într-un singur pas. Sistemul pentru cerneală, pentru a realiza

o imprimare fină, curată, în straturi groase, este conceput să utilizeze cerneală cu uscare rapidă sub

acțiunea radiațiilor infraroșii (cu rezistențe electrice) sau ultraviolete (tunel cu lămpi ultraviolete).

Fig.8. Mașina de imprimat offset OMSO DM45

Principalele părți componente ale unei mașini de imprimat offset sunt:

a) mecanismul de alimentare automat;

b) dispozitivul lanțului cu avans transversal;

c) capul de imprimat;

d) turelă;

e) sistemul de preluare repere imprimate;

f) transportatorul;

g) uscătorul;

h) stocatorul de produse imprimate.

La imprimarea paharelor sau caserolelor trebuie să se șină cont de caracteristicile utilajului.

Pentru mașina de imprimat OMSO DM45, caracteristicile sunt prezentate în tabelul următor:

Caracteristici

Numărul de culori 5

Anul de lansare 1990

Numărul de mandrine 8

Numărul de unități de imprimare 5

Unghi de rotație maxim al turelei. 50

Presiune de lucru sistem pneumatic 6-8 atm

Consumul de energie electrică 5kW/h

Consumul de aer 460 de litri/min

Performanță 15000buc/ora

Viteza Convertor variabilă

Lungimea maximă de imprimare 293 mm

Lățimea maximă de imprimare 110 mm

Diametrul maxim al conului 110 mm

Diametrul minim de con 30 mm

1. Reglarea alimentării paharelor

1.1. Schimbarea mandrinelor

1.2. Reglarea alimentatorului

1.3. Reglarea monitorizării micro limitatorului de

descărcare

1.4. Reglajul axial al alimentatorului

1.5. Reglarea microlimitatorului pentru încărcarea a două

pahare.

1.6. Reglarea fotocelulei de descărcare rapidă a reperelor

1.7. Reglarea fazei melcilor

1.8. Reglarea fazei ejectului cu aer, pentru încărcare

2. Reglarea descărcării paharelor

2.1. Reglarea preluării ventuzei și a acțiunii de suflare

2.2. Reglarea benzii transportoare perforate

Fig.9. Sistemul de alimentare

Fig.10. Sistemul de preluare a

reperelor

3. Uscarea reperelor

3.1. Reglarea riglelor de ghidaj.

3.2. Reglarea sârmei.

3.3. Reglarea ghidajelor platformei care schimbă

4. Reglarea restocatorului

4.1. Reglarea restocatorului

4.2. Reglarea dispozitivului de măsurare a reperelor

restocate.

5. Reglarea sistemului de imprimare

5.1. Montarea cauciucului pentru imprimare

5.2. Montarea plăcuței de imprimare (clișeului)

5.2.1. Fixarea plăcuței de imprimare pe rola port-film

5.2.2 Sincronizarea plăcuței de imprimare

5.3. Reglarea presiunii rolei plăcuței de imprimare

5.4. Ansamblul rolelor de cerneală

5.4.1. Rola conducătoare

5.4.2. Rolele automate oscilante

5.4.3. Rola transportoare

5.4.4. Rola de înmuiere, aceasta are misiunea de a transporta

cerneala de la rola casetei spre rola succesivă

oscilantă, între timp dozând cantitatea de cerneală.

5.4.5. Rola casetei și caseta pentru cerneală

6. Reglarea poziției turelei

6.1. Reglajul longitudinal

6.2. Reglajul în cruce

6.3. Reglajul conicității

7. Reglarea contrapunctului

Fig.10. Sistemul de uscare

Fg.11. Restocatorul

Fig.12. Ansamblul rolelor de

cerneluire

Fig.13. Turela capului de

imprimare

3. CONCLUZII

Prin conținutul lucrării „Tehnologii de imprimare a paharelor din mase plastice” am dorit să

abordez problematica legată de ambalaje alimentare de unică folosință din punctul de vedere al

personalizării acestora. Prezentarea proceselor tehnologice coroborat cu proprietățile materialelor

plastice, dezvoltă la elevi capacitatea de a executa operații tehnologice în vederea obținerii de

produse. Prin studierea proceselor tehnologice, elevii se pot orienta către o viitoare meserie. În acest

sens elevii absolvenții claselor a VIII-a se pot orienta către școlile profesionale sau licee cu profil

tehnic, specializarea mecanică sau electromecanică, pentru a obține calificările necesare angajării

lor într-o companie de profil.

Fișa tehnologică descrie procesul tehnologic de imprimare a paharelor prin metoda offset. Se

face referire la modul prin care utilajul este pregătit pentru realizarea unei comenzi. În această

optică, încă de timpuriu, din anii copilăriei, elevii urmează să stăpânească nu numai cunoştinţe

ştiinţifice, ci şi deprinderi practice de acţiune, comportamente adecvate de muncă, utile pentru

întregul curs al vieţii lor ulterioare. Sub aspect metodologic, în situaţia în care viitorul va da o tot

mai mare importanţă disciplinei educaţie tehnologică, este firesc să capete o tot mai mare

importanţă „metodele acţionale”, cele care vizează formarea şi perfecţionarea capacităţilor psiho-

motorii, a deprinderilor practice, de muncă etc.

BIBLIOGRAFIE 1. Rusu M., Rusu D. L., Tehnologii de prelucrare a polimerilor, vol. I, Editura Dosoftei, Iaşi, 1995.

2. Stănescu Paul O., Teodorescu D., Hubca Gh., Ambalaje polimerice pentru produse alimentare, Editura

MATRIX ROM, București, 2010

3. Tudose Z. R., Ibănescu I., Vasiliu M., Stancu A., Cristian Gh., Procese, operații și utilaje în industria chimică,

Editura Didactica și Pedagogică, București, 1977;

4. Zlatian Radu, Tehnologii de imprimare, Editura ALMA, Craiova, 2007

5. www.bursadeprint.ro

6. www.greiner-assistec.com

7. www.omso.it

8. www.priorityprinting.ca/Passport-to-Printing/Printing/

9. www.xa.yimg.com, Curs 5, Termoformarea foilor,