การปั๊มฟอยล์ด้วยความร้อน ความรู้และเทคนิคพิเศษที่โรงพิมพ์ต้องรู้

การปั๊มฟอยล์ด้วยความร้อน

การปั๊มฟอยล์ด้วยความร้อนเป็นการประดับตกแต่ง ซึ่งใช้ความร้อนและแรงกดเพื่อถ่ายโอนภาพหนึ่งจากแม่พิมพ์โลหะ ไปยังวัสดุฉลากสินค้าหรือบรรจุภัณฑ์ โดยใช้ฟอยล์โลหะเพื่อให้ผิวหน้าสะท้อนแสงสูงมาก ฟอยล์นั้นมักเป็นสีทองหรือสีเงิน แต่มันก็ถูกผลิตเป็นสี, รูปแบบ, และผิวพิเศษ ต่าง ๆ ด้วยเหมือนกัน (ดูภาพ 1) เราสามารถใช้แผ่นพลาสติกที่ขึ้นรูปด้วยความร้อน(Thermoformed plastic plate) แทนแม่พิมพ์โลหะซึ่งเหมาะสำหรับพิมพ์งานจำนวนน้อยมาก
    การใช้การทำผิวโลหะนั้นสามารถเพิ่มทั้งคุณภาพและเพิ่มมูลค่าของฉลากสินค้าหรือบรรจุภัณฑ์ โดยทำให้ภาพนั้นมีรูปทรงที่ดีเยี่ยม, มีความทึบและทำให้สีมีความหนาแน่นสูงมาก
 

ภาพ 1 - ตัวอย่างของการปั๊มฟอยล์ด้วยความร้อน

กระบวนการสร้างฟอยล์ที่โรงพิมพ์ทั่วไปไม่ค่อยทราบ

ฟอยล์อลูมิเนียม ที่ถูกเคลือบเงาถูกวางตำแหน่งด้วยชั้นกาวคว่ำหน้าลงบนวัสดุที่อยู่ชั้นล่างสุด มีการใช้แรงกดพร้อมด้วยแม่พิมพ์รูปภาพที่ถูกทำให้ร้อน เพื่อกระตุ้นให้ชั้นกาวทำงาน จากนั้น ฟิล์มชั้นฟอยล์จะถูกแยกออกจากวัสดุชั้นล่างสุด ปล่อยให้ภาพที่ถูกทำเป็นผิวโลหะของแม่พิมพ์ถูกสร้างบนผิวหน้าของวัสดุชั้นล่างสุด
    ฟอยล์ที่ใช้ปั๊มนั้นทำขึ้นด้วยชั้นต่าง ๆ ดังนี้ คือ ฟิล์มนำพา(film carrier) – เคลือบที่ถูกคลายออก(release coating) – เคลือบเงาสะท้อนแสง(reflective lacquer) และ กาว(adhesive)

    

ภาพ 2 – โครงสร้าง และ องค์ประกอบของฟอยล์

ภาพ 2 ภาพตัวอย่างโครงสร้างและองค์ประกอบของ”ฟอยล์” เมื่อมันถูกวางตำแหน่งอยู่เหนือวัสดุชั้นล่างสุดที่ถูกฟอยล์พิมพ์ลงไป และก่อนที่จะสัมผัสด้วยแม่พิมพ์ฟอยล์ที่ถูกทำให้ร้อน
    ฟอยล์ถูกวางตำแหน่งด้วยกาวคว่ำหน้าลงบนวัสดุชั้นล่างสุดและมีการใช้แรงกดด้วยแม่พิมพ์แกะสลักที่ถูกทำให้ร้อนแล้ว ซึ่งทำให้กาวทำงาน การทำให้กาวทำงานนั้นใช้เวลาสั้นมาก เราเรียกกันว่า “เวลาหน่วง”
    การควบคุมอุณหภูมิและแรงกดระหว่าง วัสดุชั้นล่างสุด, ฟอยล์ และ แม่พิมพ์ เป็นเรื่องสำคัญมากที่สุดในการที่จะทำให้กาวทำงานอย่างเพียงพอที่จะทำให้กาวและฟิล์มเคลือบเงาถ่ายโอนลงบนวัสดุชั้นล่างสุดได้
    สิ่งที่ควรพิจารณาเพื่อให้เกิดการถ่ายโอนอย่างมีประสิทธิภาพนั้น มีเรื่องชนิดของฟอยล์, ปัจจัยการคลายออกของกาว และ ผิวหน้าของวัสดุชั้นล่างสุดที่ฟอยล์ถูกกำหนดพื้นที่ให้ถูกพิมพ์ลงไป

ชนิดต่าง ๆ ของระบบการให้ความร้อนแก่แม่พิมพ์ฟอยล์

การใช้ระบบน้ำมันหรือกระแสไฟฟ้า เพื่อให้ความร้อนแม่พิมพ์ฟอยล์ โดยทั่วไปแล้วเป็นที่ชื่นชอบจากช่างพิมพ์มากกว่า เพราะว่ามีความแตกต่างในการปฏิบัติงานทั้งหมดของระบบทั้งสองน้อยมาก(ดูภาพ 3)
    ปัจจัยสำคัญอย่างยิ่งคือการควบคุมอุณหภูมิผิวหน้าของแม่พิมพ์และความเสมอกันของอุณหภูมิแม่พิมพ์ตลอดความกว้างของม้วน
    อุณหภูมิผิวหน้าของแม่พิมพ์ต้องอยู่ในช่วงเบี่ยงเบน ซึ่งถูกควบคุมโดยปัจจัยคลายออกของวัตถุที่ใช้พิมพ์ฟอยล์และความเร็วการวิ่งที่เหมาะสมของงานที่กำลังถูกพิมพ์ฟอยล์ อุณหภูมิจะต้องถูกคงไว้ตลอดการผลิต
    เพื่อสร้างอุณหภูมิแม่พิมพ์ให้ดีที่สุด ช่างพิมพ์ต้องทำให้แน่ใจว่าแรงกด(การกด)ระหว่างแม่พิมพ์, วัสดุที่ถูกพิมพ์, ฟอยล์ และ แผ่นเหล็กด้านก้น (การพิมพ์ฟอยล์พื้นราบ) หรือยางที่คลุมลูกกลิ้งกด (rotary foiling) ถูกตั้งไว้ถูกต้องแล้ว
    เพื่อเป็นการประกันว่าจะได้ภาพฟอยล์ที่ดี แผ่นฟอยล์จะต้องจากผิวหน้าของวัสดุที่ถูกพิมพ์ฟอยล์ โดยมีรอยหลุดออกสะอาดและมีบางแรงดึงจำเป็นต้องรักษาเอาไว้เพื่อไม่ให้แผ่นฟอยล์หลวมหรือ”ห้อยไว้หลวมๆ”
    ที่จุดนี้ ช่างพิมพ์สามารถปรับการกด, อัตราเร็วการวิ่ง, การควบคุมความร้อน และ แรงดึงแผ่นฟอยล์ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกพิมพ์ออกมาดีที่สุด

   

ภาพ 3 – แผนผังแสดงแบบร่างสำหรับการให้ความร้อนแม่พิมพ์ด้วยน้ำมันและกระแสไฟฟ้า

ระบบประหยัดฟอยล์ สิ่งที่ช่างพิมพ์และโรงพิมพ์ต้องการมาก

หนึ่งในด้านที่ไม่ดีของการปั๊มฟอยล์ด้วยความร้อนก็คือ ปริมาณการสูญเสียแผ่นฟอยล์ ซึ่งปรากฏขึ้นเป็นช่องว่างระหว่างแต่ละรูปภาพ ฟอยล์ที่ถูกพิมพ์ ในภาพ 4 บริเวณภาพฟอยล์ที่ถูกพิมพ์ (รูปหัวใจ) และช่องว่างระหว่างแต่ละรูปภาพนั้นมองเห็นได้ชัดเจน
    เมื่อม้วนของแผ่นฟอยล์นี้ได้เคลื่อนที่ผ่านเครื่องพิมพ์ไปแล้ว มันจะไม่สามารถถูกนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีก
    ปัญหาของแผ่นฟอยล์ที่เสียนี้ถูกแก้ไขได้โดยการใช้หน่วย”ประหยัดฟอยล์” เครื่องมือเหล่านี้ใช้ทำการควบคุมตัวแปร ”การดึงผ่าน” ของแผ่นฟอยล์เพื่อลดความสูญเสียและทำให้มีการใช้แผ่นฟอยล์ที่ประหยัดที่สุด
    การเพิ่มปริมาณของแผ่นฟอยล์ที่ป้อนเข้าไปข้างในหน่วยป้อนฟอยล์หมุนรอบแกน ซึ่งจะถูกทำให้สอดคล้องกับความเร็วเครื่องพิมพ์ (ความเร็วของแม่พิมพ์) ผ่านทางเครื่องเข้ารหัสทางแสงที่ติดอยู่ตรงการขับเคลื่อนเครื่องพิมพ์
    กลไกการป้อนแผ่นฟอยล์นั้นถูกควบคุมโดย stepper motor ซึ่งทำการเร่งขึ้นหรือลดการเร่งม้วนฟอยล์และรักษาอัตราเร็วที่เหมาะสมและแรงดึงเอาไว้
 
 

ภาพ 4 – ผลกระทบของการใช้เครื่องประหยัดฟอยล์

A)    การปั๊มฟอยล์ด้วยความร้อนโดยไม่ได้ใช้ระบบประหยัดฟอยล์
B)    การปั๊มฟอยล์ด้วยความร้อนโดยใช้ระบบประหยัดฟอยล์
การเคลื่อนไหวนี้ประสบความสำเร็จจากการใช้วิธีให้ลูกกลิ้งหมุนไปและหมุนกลับ ระบบลูกกลิ้ง ซึ่งพาแผ่นฟอยล์เดินหน้าตามรอบการพิมพ์และจากนั้นถอยหลังกลับ ดึงเอาฟอยล์ที่อยู่ระหว่างช่องว่างในแต่ละรูปภาพบนแม่พิมพ์กลับมาและจากนั้นก็ทำซ้ำการเคลื่อนที่ให้พร้อมสำหรับแต่ละภาพต่อไป(ดูภาพ 5)
   

ภาพ 5 – ระบบประหยัดฟอยล์

    ข้อดีอย่างมากอีกประการหนึ่งของระบบนี้คือความสะดวกในการใช้แต่ละผืนเนื้อฟอยล์(ดูภาพ 6) สิ่งนี้อนุญาตให้ช่างพิมพ์ใช้เนื้อฟอยล์ได้ในระดับที่เหมาะสมที่สุดและลดความสูญเสียฟอยล์ได้เพิ่มขึ้น ยกตัวอย่างเช่น ยังสะดวกจากการใช้ม้วนฟอยล์ซึ่งมีความกว้างม้วนขนาดใดก็ได้ที่ถูกตัดตกค้างเอาไว้ในสต็อกได้อีกด้วย
 
   

ภาพ 6 - การประหยัดฟอยล์

    หน่วยประหยัดฟอยล์รุ่นล่าสุดที่มีใช้ในโรงพิมพ์ทำการควบคุมการเคลื่อนที่ของแผ่นฟอยล์โดยใช้ระบบสุญญากาศ ซึ่งทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้การเต้นไปมาของลูกกลิ้งอีก อีกหนึ่งข้อที่ดีมากของหน่วยประหยัดฟอยล์ชนิดนี้คือ มีความเร็วสูง (เคลื่อนที่ได้ถึง 20 ครั้งต่อวินาที) ควบคู่กับมีความเที่ยงตรงการป้อนฟอยล์ระดับสูงมาก(สำคัญมากสำหรับการใช้กับระบบ (holographic) เมื่อช่องว่างฉลากสินค้าขนาดเล็กกำลังถูกพิมพ์อยู่