Mendapatkan viskositas yang tepat sangat kritis untuk tinta flexo saat menjalankan mesin cetak di atas 400 meter per menit. Kebanyakan tinta berbasis pelarut bekerja dengan baik pada kisaran 50 hingga 150 centipoise, menemukan titik optimal di mana tinta mengalir dengan baik tetapi tetap mempertahankan pigmen tanpa mengendap. Tinta yang dapat di-cure dengan UV membutuhkan konsistensi yang lebih kental, biasanya antara 80 hingga 200 cP, sehingga tidak mulai mengering terlalu cepat di rol mesin cetak. Pilihan berbasis air bekerja lebih baik pada viskositas yang lebih rendah, sekitar 20 hingga 80 cP, memungkinkan tinta meresap cepat ke dalam film plastik karena bahan tersebut tidak menyerap banyak kelembapan. Studi yang dipublikasikan oleh MDPI pada tahun 2020 menunjukkan bahwa keluar dari kisaran yang direkomendasikan menyebabkan masalah pada dot gain yang meningkat antara 15% hingga 25%, yang sangat memengaruhi kejelasan hasil cetak akhir.
Shear thinning pada dasarnya terjadi ketika suatu bahan menjadi kurang kental atau lebih encer ketika diberikan gaya padanya. Sifat ini memungkinkan tinta flexografi bergerak dengan mudah melalui peralatan cetak pada kecepatan tinggi tanpa kehilangan bentuknya begitu tinta mengenai permukaan cetak. Ambil contoh tinta flexo UV yang biasanya mengurangi ketebalannya sekitar 40 hingga 60 persen ketika terkena gaya geser yang melebihi 5.000 per detik. Hal ini sangat berpengaruh dalam menghasilkan garis cetakan yang bersih dan mengurangi percikan tinta yang sering menjadi masalah ketika mesin cetak berjalan lebih cepat dari 600 meter per menit. Berdasarkan beberapa pengujian terbaru yang dipublikasikan tahun lalu di ScienceDirect, para pencetak yang memoles sifat shear thinning tinta mereka ternyata bisa mengurangi limbah bahan sekitar 18 persen secara keseluruhan dibandingkan penggunaan tinta standar.
Agar pencetakan flexo kecepatan tinggi berjalan dengan baik, semua komponen harus bekerja secara bersamaan dan lancar, termasuk sistem pengukur tinta, spesifikasi roll anilox yang sesuai, serta pelat bermutu tinggi. Saat pengguna mencetak dengan roll anilox berkeping 250 hingga 400 garis per inci bersama dengan siku dokter berbentuk kamar, mereka mengalami sekitar 30 persen lebih sedikit masalah terkait perubahan viskositas tinta. Hal ini menjaga ketebalan lapisan tinta tetap stabil, umumnya berada dalam kisaran plus minus 0,1 mikrometer. Pengujian di berbagai bengkel cetak juga menunjukkan temuan menarik. Tinta berbasis air yang diaplikasikan dengan ketebalan sekitar 12 hingga 15 mikrometer mampu mengendalikan penguasaan dot (dot gain) di bawah 8%, bahkan saat berjalan pada kecepatan hingga 450 meter per menit. Hasil ini jauh lebih baik dibandingkan konfigurasi yang tidak dioptimalkan, di mana penguasaan dot bisa mencapai hingga 22%. Kesesuaian antara sifat tinta dan cara mesin cetak beroperasi memberikan dampak nyata. Kebanyakan produsen melaporkan konsistensi warna tetap berada dalam variasi kurang dari 2% sepanjang produksi berkecepatan tinggi dan berdurasi panjang.
Cara tinta diformulasikan memiliki dampak besar pada seberapa cepat tinta mengering dan seberapa baik jalannya mesin cetak secara keseluruhan. Hal ini tergantung terutama pada jenis resin yang digunakan, seberapa cepat pelarut menguap, dan keseimbangan berbagai aditif. Perkembangan terbaru menunjukkan bahwa sistem berbasis pelarut modern kini menggunakan resin dengan viskositas rendah yang mampu melepaskan pelarutnya sekitar 22 persen lebih cepat dibandingkan formula lama menurut Packaging Trends Report 2023. Tinta berbasis air bahkan telah mencatat kemajuan yang lebih besar, mencapai waktu pengeringan sekitar 35 persen lebih cepat berkat polimer stabil pH yang dikandungnya. Kemajuan-kemajuan ini berarti risiko tinta menumpuk di media cetak menjadi jauh lebih kecil saat beroperasi pada kecepatan di atas 400 meter per menit. Bengkel cetak kini dapat menjalankan operasional selama 8 jam tanpa henti dengan waktu henti minimal karena limbah akibat masalah pengeringan kini turun hingga di bawah setengah persen.
Kemajuan terbaru dalam teknologi UV, berkas elektron (EB), dan LED curing telah merevolusi cara tinta mengeras hampir seketika melalui reaksi kimia yang dipicu oleh cahaya. Dalam hal UV flexo printing, tinta-tinta ini biasanya membentuk ikatan yang kuat dalam waktu sekitar setengah detik setelah terpapar gelombang cahaya antara 200 hingga 450 nanometer. Hal ini memungkinkan para pencetak memproduksi material pada kecepatan mengesankan sekitar 750 meter per menit tanpa melengkung atau merusak material di bawahnya. Berbicara tentang efisiensi, sistem LED mengkonsumsi daya sekitar 60 persen lebih sedikit dibandingkan lampu uap raksa tradisional menurut penelitian terbaru dari RadTech pada tahun 2024. Dan ada juga keuntungan lain dengan teknologi EB, karena teknologi ini sama sekali tidak memerlukan inisiator kimia, menjadikannya sangat cocok untuk pengemasan makanan di mana regulasi keamanannya sangat ketat.
Mengatur pengeringan termal dengan tepat sangat penting saat menjalankan proses cetak flexo berbasis pelarut pada kecepatan tinggi, terutama jika kita ingin tetap mematuhi regulasi lingkungan yang ketat. Banyak mesin cetak modern saat ini dilengkapi dengan sistem pengeringan cerdas yang menggunakan teknologi yang disebut regenerative thermal oxidizers atau disingkat RTO. Sistem ini mampu memulihkan sekitar 85 persen panas dari gas buang. Keunggulan pendekatan ini adalah kemampuannya menghancurkan hampir seluruh senyawa VOC dengan efisiensi hingga 99,9 persen, sekaligus mengurangi biaya energi sekitar 18 hingga 22 dolar per jam menurut beberapa laporan industri tahun lalu. Yang lebih menguntungkan lagi? Sistem ini tetap bekerja sangat baik meskipun mesin beroperasi pada kecepatan tinggi hingga 600 meter per menit, sehingga mampu memenuhi seluruh standar emisi Uni Eropa tanpa kesulitan.
Tinta flexo menempel dengan baik pada plastik dengan energi permukaan rendah yang sulit seperti polyethylene yang memiliki tegangan permukaan sekitar 35-38 mN/m dan polypropylene pada sekitar 29-31 mN/m berkat formulasi resin yang dirancang khusus. Jika dibandingkan dengan bagaimana tinta bekerja pada kertas atau karton, plastik membutuhkan ikatan kimia sebenarnya, bukan hanya pegangan mekanis. Karena itulah, formula tinta modern sering kali mencakup poliuretan yang dimodifikasi yang mampu membentuk ikatan langsung dengan molekul plastik itu sendiri. Beberapa produsen juga telah mencapai kemajuan signifikan dengan resin berbasis akrilat. Bahan ini mampu menurunkan sudut kontak sedemikian rupa sehingga tinta dapat menyebar secara merata di permukaan bahkan tanpa melalui proses corona treatment. Penelitian mengenai daya lekat pada cetak flexo telah mengonfirmasi bahwa metode ini sangat efektif dalam berbagai aplikasi.
Faktor | Rentang Target | Dampak pada Adhesi |
---|---|---|
Energi permukaan (setelah perlakuan) | ≥40 mN/m | Memungkinkan tinta menyebar dan melekat |
Dosis corona | 8–12 W·min/m·² | Mengoksidasi permukaan untuk membentuk gugus polar |
Transisi kaca resin (Tg) | -10°C hingga 25°C | Menyeimbangkan fleksibilitas dan ketahanan terhadap panas |
Ketika polipropilena menjalani perlakuan corona, energi permukaannya meningkat hingga sekitar 45–50 mN/m karena proses ini menambahkan gugus hidroksil dan karbonil pada permukaannya. Hal ini membuat bahan lebih mudah berikatan secara kimia. Untuk pencetakan flexo berbasis air, produsen sering menggunakan kopolimer akrilik yang memiliki angka asam antara 80 hingga 120 mg KOH per gram. Bahan ini membantu membentuk ikatan yang lebih kuat melalui interaksi hidrogen. Sistem berbasis pelarut menggunakan pendekatan yang berbeda. Mereka biasanya mencampur komponen poliester dan poliuretan di mana sekitar 20–35% material mengandung gugus hidroksil. Saat dikombinasikan dengan pengeras isosianat selama proses pengeringan, formulasi ini menghasilkan lapisan yang sangat kuat dan tahan lama pada permukaan cetak.
Tinta flexo umumnya menempel dengan baik pada material seperti PET/PE dan laminasi BOPP/CPP, mempertahankan tingkat adhesi sekitar 4B menurut standar ASTM D3354 ketika menggunakan metode dual cure khusus tersebut. Versi flexo UV-nya juga cukup mengesankan, mampu mempertahankan sekitar 98% daya cengkeramnya bahkan setelah didiamkan selama tiga hari dalam kondisi suhu 60 derajat Celcius dan kelembapan hampir 95%. Hal ini terjadi karena tinta tersebut membentuk jaringan koneksi dengan lapisan ekstrusi. Untuk tinta nitroselulosa berbasis pelarut, tinta jenis ini bekerja sangat baik pada kantong retort. Tinta ini mampu bertahan terhadap lebih dari 500 tes pembengkokan tanpa gagal, yang merupakan angka yang cukup tinggi. Hal ini terjadi karena resinnya memiliki tingkat fleksibilitas yang tepat, dengan modulus elastisitas berkisar antara 1,2 hingga 1,8 GPa pada suhu ruangan.
Mendapatkan hasil yang baik dari pencetakan kecepatan tinggi berarti harus tepat dalam menyesuaikan viskositas tinta dengan cara kerja mesin cetak. Penelitian terbaru dalam reologi mengungkapkan sesuatu yang menarik mengenai tinta UV flexo. Ketika tinta tersebut berada dalam kisaran 90 hingga 120 centipoise, tinta bekerja paling baik dengan anilox roll antara 600 hingga 1.200 garis per inci menurut sebuah studi tahun lalu. Apa yang membuat kombinasi ini efektif? Cara tinta menipis di bawah tekanan geser memungkinkan tinta mengalir mulus saat pelat cetak bergabung dengan cepat. Pada saat bersamaan, tinta mempertahankan tepi yang bersih dan titik-titik tajam yang sangat penting saat mereproduksi gambar atau teks yang terperinci.
Saat berjalan pada kecepatan lebih dari 600 meter per menit, pelarut perlu menguap lebih cepat dari 0,8 gram per meter persegi per detik untuk mencegah masalah offsetting. Sistem resin baru telah mengurangi masalah kabut tinta sekitar 42%, menurut Packaging Frontiers tahun lalu. Sistem ini bekerja lebih baik karena menciptakan kohesi yang lebih kuat antar partikel, sehingga tinta tidak mudah terurai ketika terkena gaya sentrifugal yang intens selama proses pencetakan. Formula hibrida terbaru berhasil menggabungkan sifat pengeringan cepat dengan stabilitas cairan yang baik. Artinya, para pencetak dapat mempertahankan kualitas cetakan meskipun menjalankan mesin pada batas kecepatannya yang sangat tinggi ini, tanpa mengorbankan konsistensi selama produksi berkepanjangan.
Baru-baru ini, sebuah perusahaan minuman ringan besar berhasil mencapai hampir 98,6% waktu operasi mesin ketika mereka beralih menggunakan tinta flexografi hibrida khusus berbasis UV dan pelarut ini yang dijalankan pada kecepatan sekitar 610 meter per menit. Pendekatan pengeringan ganda yang baru mereka terapkan mampu mengurangi penggunaan energi oven hingga hampir 37%, angka yang cukup mengesankan mengingat mereka tetap mampu menjaga perbedaan warna di bawah 0,3% sepanjang jam kerja panjang selama 18 jam. Ini menunjukkan bahwa ketika produsen meluangkan waktu untuk memilihkan tinta yang tepat sesuai kemampuan mesin cetaknya, mereka bisa menjalankan operasional dengan kecepatan tinggi tanpa khawatir warna akan berubah atau mengalami masalah dengan berbagai jenis material. Kesimpulannya? Integrasi yang cerdas adalah kunci yang membedakan antara sekadar bertahan dan benar-benar unggul dalam produksi.
Berkat peningkatan dalam teknologi resin dan metode pengeringan inframerah, tinta flexo berbasis air saat ini mampu menyaingi kecepatan pengeringan tinta berbasis pelarut. Beberapa formula terbaru juga bekerja sangat baik, mereka mampu mengering pada film polietilena dalam waktu kurang dari 0,3 detik dan melepaskan sekitar setengah jumlah bahan kimia berbahaya ke udara dibandingkan versi sebelumnya, menurut laporan industri terbaru berjudul Sustainable Printing Solutions tahun 2024. Dorongan untuk produk yang lebih ramah lingkungan tampaknya juga berhasil. Hanya dalam tahun lalu saja, pasar Eropa untuk jenis tinta ini berkembang sekitar 11% secara tahunan menurut angka dari Market Data Forecast tahun 2024.
Lebih banyak produsen saat ini beralih ke sistem pengeringan hibrida yang menggabungkan teknologi UV, EB, dan LED karena sistem ini menghemat biaya energi dan membantu memenuhi regulasi yang terus berubah. Contohnya adalah pengaturan UV-LED yang beroperasi sekitar 400 meter per menit—yang sebenarnya dapat mengurangi penggunaan daya hingga hampir 40% dibandingkan lampu uap raksa konvensional. Dan ada pula pengeringan EB yang menghilangkan penggunaan fotoinisiator yang merepotkan, menjadikannya pilihan terbaik ketika menangani bahan kemasan makanan yang tidak bisa mentolerir bahan kimia. Yang lebih menarik lagi? Sistem kombinasi ini bekerja sangat cepat pada berbagai jenis bahan termasuk film BOPP dan plastik PET tanpa mengurangi kecepatan produksi sama sekali.
Tinta pintar kini sedang menjadi sorotan di industri percetakan. Yang kami maksud adalah tinta pengaman yang dapat berubah warna dan formula khusus yang bekerja dengan kode QR. Kini tinta-tinta ini mulai terhubung dengan mesin cetak yang dikendalikan melalui awan, sehingga memungkinkan para pencetak melakukan penyesuaian secara langsung selama proses produksi berkecepatan tinggi. Beberapa proyek uji coba telah menunjukkan pengurangan pemborosan tinta sekitar 15 persen ketika menggunakan sistem AI yang pada dasarnya menebak kapan pelat cetak akan aktif berikutnya. Kombinasi antara teknologi digital dan metode percetakan tradisional memberikan keunggulan tersendiri bagi printer flexo dalam menangani paket dengan berbagai persyaratan data, tanpa mengurangi kecepatan proses secara signifikan. Sebagian besar konfigurasi masih mampu beroperasi pada kecepatan mendekati 800 meter per menit meskipun sudah dilengkapi berbagai fitur pintar ini.
Kisaran viskositas yang direkomendasikan untuk tinta flexo bervariasi tergantung jenisnya: tinta berbasis pelarut sebaiknya berada di antara 50 hingga 150 centipoise, tinta yang dapat mengeras dengan UV di antara 80 hingga 200 centipoise, dan tinta berbasis air di antara 20 hingga 80 centipoise.
Sifat shear-thinning sangat penting karena memungkinkan tinta mengalir dengan mudah melalui peralatan cetak berkecepatan tinggi tanpa kehilangan bentuknya, sehingga memastikan hasil cetakan tetap bersih dan mengurangi pemborosan.
Kecepatan pengeringan tinta sangat dipengaruhi oleh formulasi tinta tersebut, terutama jenis resin, pelarut, dan aditif yang digunakan, yang dapat secara signifikan mempengaruhi efisiensi mesin cetak dan menghasilkan waktu pengeringan yang lebih cepat.
Sistem pengeringan hibrida yang menggabungkan teknologi UV, EB, dan LED menawarkan efisiensi yang lebih tinggi, pengurangan konsumsi energi, serta kepatuhan terhadap regulasi lingkungan, menjadikannya sangat bermanfaat bagi operasi pencetakan berkecepatan tinggi.