Поширені процеси очищення анілокс-роликів флексографічним друком
Засмічення комірок гравірованих лазерними керамічними анілокс-роликами частинками бруду та засохлих фарб впливає на якість друку. Тож брудні анілоксові валики слід якнайшвидше очистити після друку. Для цього доступні різні методи, які повинні мати певну “агресивність” для задовільного очищення, але в той же час не повинні пошкоджувати керамічний шар.
Ансгар Вессендорф
зміст
Основи
Кожен процес очищення повинен мати можливість проникати до дна мікроскопічних комірок у керамічному шарі анілоксового валика, щоб видалити там висохлі залишки фарби та лаку. Слід переконатися, що стінки чаші та керамічний шар не пошкоджені.
На практиці для очищення анілоксових роликів застосовують хімічні процеси, процеси вибухових робіт (бікарбонат натрію, пластикові гранули), ультразвуковий метод і дедалі частіше лазерну технологію. Проблема всіх процесів - час, що проходить від моменту забруднення валика анілокса до повного його очищення: чим старші залишки чорнила та лаку, тим складніші або неповні вони через реактивні зв’язуючі речовини.
Процес хімічного очищення
Хімічний метод очищення часто базується на лужних чистячих речовинах у зв'язку з висококиплячими розчинниками. Молекули розчинника звільняють сполучний матеріал від фарби, і що залишається сумішшю частинок пігменту. Цей процес випуску дуже швидкий.
Потім лужні речовини (наприклад, розчин гідроксиду натрію) атакують окремі кольорові компоненти (наприклад, в’яжучі речовини) і розчиняють неоднорідну суміш речовин. Відбувається флокуляція. Ця реакція відбувається повільніше і тому займає більше часу. Тому важливо дати лужному чистячому засобу працювати протягом певного часу. Змочуючі поверхнево-активні речовини з низькою часткою розчинників покращують як контакт між фарбою та очищувачем, так і проникнення очищувача в фарбу.
Використовувана чорнильна система та розчинник мають вирішальне значення для успішного очищення. Якщо розчинники відповідають розчинникам у друкарській фарбі, вони, швидше за все, придатні для очищення. Фарби на основі розчинників - це неполярні розчинники (наприклад, ефіри), а фарби на водній основі використовують водні миючі засоби. Однак часто розчинники або суміші розчинників з різними полярними компонентами демонструють кращі результати очищення. Прибирання полегшується нагріванням миючої рідини.
Через різний склад кераміки також змінюються міжфазні натяги, які впливають на змочуваність миючого засобу на анілоксовому валику. Але також слід враховувати характер керамічної поверхні. Чим він грубіший і пористіший, тим краще може злипатися фарба і тим складніше її чистити.
Крім того, занадто пориста або пошкоджена поверхня може призвести до того, що чистяча рідина просочиться під кераміку, а потім просочиться до металевого матеріалу-носія та спричинить там корозію. Особливо у старих анілокс-роликів у цьому відношенні підвищений ризик
Однак на практиці корозія трапляється рідко. Однак не можна виключати, що захисний шар на керамічному матеріалі-носії (наприклад, шар нікелю) був нанесений неправильно. Корозії більше сприяє кислота, ніж луг. В результаті шар нікелю або алюмінію під керамікою викидає бульбашки і руйнує поверхню анілоксового валика.
Також може статися так, що міхур розподіляється рівномірно, змінюючи тим самим окружність анілоксового валика. Завдяки більшому діаметру тиск ракеля вищий, ніж спочатку встановлено на машині, що потім руйнує лезо лікаря під час друку.
При очищенні хімічними рідинами в закритих системах на поверхні часто з’являються плями, які можуть негативно вплинути на поведінку передачі чорнила валиком анілоксу. Вони виникають, коли засіб для чищення стікає із захисного ковпака та бічних стінок системи на поверхню ролика з анілокс. Тому важливо після очищення видалити залишковий засіб для чищення.
Часто важко спостерігати за процесом очищення, оскільки процес очищення відбувається в окремій системі, в якій анілоксовий валик продувається нагрітою миючою рідиною (60–80 ° C) під високим тиском.
Крім того, під час використання хімічних миючих засобів слід дотримуватись правил техніки безпеки (дотримання граничних значень для летких вуглеводнів (ЛОС), захисних рукавичок, захисних окулярів тощо), а також вимог довкілля та утилізації. Наприклад, миючі засоби, що складаються з лужних речовин у поєднанні з розчинниками, не підлягають утилізації через систему громадської каналізації. Зараз виробники засобів для чищення пропонують цілий ряд екологічно чистих рішень, але ефект їх очищення може бути самим різним.
Процес вибухових робіт (бікарбонат натрію та пластикові гранули)
Метод підривання - це механічний сухий процес очищення, при якому білий порошок бікарбонату натрію (NaHCO3), наприклад, наноситься на брудний анілокс-валик за допомогою сопла і відносно низького тиску (2,5–3,5 бар). NaHCO3 продувають на анілоксовий валик за принципом розпилювача. В результаті прискорення найдрібніші частинки NaHCO3 потрапляють на поверхню валика з анілоксом, яка подрібнюється гострими краями і, таким чином, може потрапити в свердловини. Анілоксовий валик не пошкоджений, оскільки твердість зерен становить половину твердості керамічної поверхні.
Змінюючи швидкість обертання анілоксового ролика та осьовий рух сопла, якість очищення можна регулювати залежно від ступеня забруднення. Час прибирання становить близько 40–60 хвилин.
Результат очищення, серед іншого, залежить від форми чаші. Якщо куполоподібні чаші можна легко очистити завдяки їх круглому отвору, це складніше з шестигранними чашами, навіть якщо якість очищення можна визнати задовільною. Результат очищення не є задовільним для пірамідальних чаш. Крім того, очищення анілоксових роликів з лініями понад 500 л/см навряд чи можливо через розмір частинок. Очищення пористої керамічної поверхні також важка за допомогою цього методу.
Після очищення бікарбонатом натрію на поверхні валика видно білі сліди атомізованого миючого середовища, і дуже мала частина залишається в комірках, що зазвичай не чинить негативного впливу на тиск. Проте залишки NaHCO3, що залишилися, слід просто видалити водою та тканиною. Слід зазначити, що ступінь жорсткості водопровідної води не надто висока, інакше вапно буде осідати в каструлях. Тому доцільно використовувати дистильовану воду для подальшого очищення.
Ця система вибухових робіт вимагає мало місця та проста у використанні. Використання бікарбонату натрію в основному нешкідливе для людей та навколишнього середовища, і його можна утилізувати разом із побутовими відходами. Гранулят, забруднений кольором, відфільтровується, щоб незабруднений порошок знову можна було використовувати для наступного процесу очищення. Однак, потрапляючи в анілоксовий валик, частинки руйнуються, що зменшує їх очищувальний ефект порівняно з вихідним порошком. Як правило, гранулят витрачається після двох процесів очищення.
Іншим вибуховим засобом для очищення керамічних анілоксових роликів є м'які пластикові гранули, що переробляються. Як і при використанні NaHCO3, система повністю інкапсулюється в процесі очищення. Гранули виготовлені з поліетилену і наносяться на поверхні роликів за допомогою сопла приблизно в 4 бар. Коли вони потрапляють на поверхню, пластикові гранули спочатку деформуються, а потім повертаються до початкової форми.
Поклади видаляються з поверхні і видаляються за допомогою підривного агента. Це також створює магнітне поле, яке видаляє металеві частинки. Потім частинки абразиву та бруду відокремлюються одна від одної, щоб чисті гранули можна було використовувати повторно кілька разів. Тут також якість очищення залежить від форми чашки та кількості ліній/см. Гранули з поліетилену доступні в різних ступенях тонкості.
Ультразвукове очищення
Завдяки поєднанню ультразвуку та миючого засобу, анілокс-валик ретельно очищається від залишків фарби та лаку, завдяки чому досягається хороший ефект очищення. Правильне застосування цієї технології не призведе до пошкодження ролика. Завдяки безперервній фільтрації миюча рідина може використовуватися відносно тривалий час, не змінюючи її через короткий час.
Залежно від розміру роликів з анілоксом, ультразвукова система очищення вимагає мало місця та проста в установці та експлуатації. Для генерування ультразвуку системі необхідний нагрівальний контейнер з очисною рідиною, система генераторів, що складається з одного або декількох п'єзокерамічних пластинкових генераторів та генератора. Процес особливо підходить для очищення анілоксових роликів з високими лініями.
Анілоксовий валик, що підлягає очищенню, обертається в миючій рідині. Його повністю або частково занурюють у розведений розчин гідроксиду натрію (10%). Під час очищення ультразвуком звукові хвилі викликають кавітацію, що створює мікроскопічні бульбашки газу. Ці бульбашки піддаються тиску і вибухають, як тільки потрапляють на поверхню ролика. Під час імплозії газових бульбашок виникають екстремальні, але локально обмежені піки тиску та температури, які розчиняють або руйнують тверді кольорові частинки у зв'язку з хімічними речовинами.
Ультразвукова частота має протилежний вплив на інтенсивність кавітації. Коли частота зменшується, зменшується і розмір бульбашки, і інтенсивність. Як правило, рекомендується мінімальна частота близько 40 кГц (40000 коливань/сек.), Щоб забезпечити достатню інтенсивність і утворення бульбашок, які повністю видаляють відкладення в клітинах.
Валик повинен постійно обертатися в миючій рідині. Це запобігає шорсткості поверхні анілоксового ролика внаслідок інтенсивності звуку, яка місцями занадто висока. Звукові хвилі також втрачають свою ефективність із збільшенням відстані від джерела звуку, і ультразвук може мати лише нерівномірний ефект. Ось чому визначена відстань між джерелами звуку та роликом анілокса та налаштування частоти повинні бути точно узгоджені.
Для хорошого результату очищення за допомогою ультразвуку рідину для чищення також слід нагріти до 60–65 ° C (краще 80 ° C), а валик повинен обертатися у ванні приблизно 20–30 хвилин. Після очищення нагрітий анілокс-валик повинен спочатку охолонути до кімнатної температури, що перешкоджає його використанню безпосередньо у виробництві друку.
Під час ультразвукового очищення іноді може виникати тиск близько 1500 бар, що може пошкодити поверхню анілоксового ролика. Наприклад, тріщини можуть продовжувати поширюватися, так що миюча рідина може проникнути до основи ролика і спричинити там корозію. Причиною цього можуть бути також пошкоджені та негерметичні торці та кінці ролика. Крім того, дрібні полотна високих ліній можуть бути пошкоджені, якщо анілоксовий валик занадто довго піддається ультразвуковому очищенню.
Лазерний процес
Принцип лазерного очищення заснований на тому, що дуже коротко сфокусований лазерний імпульс з високою інтенсивністю потрапляє на керамічну поверхню анілоксового ролика і поглинає енергію лазерного променя. Це призводить до так званого «холодного» випаровування шару бруду та сторонніх частинок. Особливо при використанні металевих матеріалів поверхня майже не нагрівається через відбиття світла. Таким чином, лазерний метод є щадним процесом очищення за умови, що параметри частоти імпульсів і ширина сканування лазерного променя, а також швидкість просування і обертання лазера правильно встановлені або узгоджені.
В основному використовується твердотільний лазер з діодною накачкою, який зазвичай працює з потужністю близько 300 Вт і довжиною хвилі 1064 нм. Завдяки змінному налаштуванню частоти імпульсів лазерного світла, лазер можна використовувати для широкого спектра матеріалів. Чим коротший імпульс лазера (або чим вище частота імпульсу), тим вища потужність лазера. Як результат, надходження тепла в матеріал відповідно вище або менше.
Змінна установка швидкості обертання дозволяє компенсувати різні діаметри роликів без збільшення споживаної енергії. Це дозволяє уникнути теплового перевантаження анілоксового ролика. З іншого боку, подачу енергії можна збільшити вибірково, регулюючи швидкість обертання. Тут також існує ризик того, що ролик частково зазнає надмірних термічних навантажень. Крім того, встановлення неправильної швидкості обертання помітно через невеликі горизонтальні смуги на поверхні анілоксового ролика.
Правильна швидкість подачі особливо помітна на сильно забруднених анілокс-роликах, оскільки цей параметр також впливає на вхід енергії в анілоксовий ролик. Вихід лазерного променя (ширина сканування) може бути встановлений змінним чином, щоб енергія розподілялася на більшій або меншій площі. Звичайно, це впливає на те, наскільки висока швидкість видалення.
Лазерне очищення анілоксового ролика з шириною стовбура близько 1300 мм займає близько 45 хвилин при швидкості подачі 30 мм/хв. Після короткого періоду охолодження валик готовий до використання. Метод показує хороші результати очищення речовин, які важко очищати, таких як акварелі та кольори 2K, а також з високими лініями. Інші методи очищення досягають своїх меж за цих умов.
«Сухий» лазерний процес працює без хімічних речовин, і анілоксові валики не потрібно чистити. Для видалення частинок бруду та залишків фарби необхідний всмоктувальний пристрій. Оператор системи повинен носити відповідні захисні окуляри для захисту від лазерних променів. Процес також підходить для вбудованого очищення, наприклад, очищення важкодоступних анілоксових валиків безпосереднім друком на гофрованому картоні.
Для багатьох потенційних користувачів використання лазерного процесу протиставляється високим інвестиційним витратам. Крім того, правильна настройка лазера на анілокс-роликах з різними правилами та речовини, що підлягають видаленню (акварелі, розчинницькі фарби, 2К або УФ-лаки тощо), вимагає відносно великої кількості часу, досвіду та ноу-хау. Однак, коли ця основна робота закінчена, результати очищення є дуже задовільними.
Висновок
Вартість придбання керамічного анілоксового валика становить кілька тисяч євро. Регулярне прибирання необхідне для забезпечення максимально тривалого терміну служби. Щоб видалити ці забруднення, потрібно ретельно очистити приміщення друкарні. Для цього доступні різні методи очищення, усі з яких мають свої переваги та недоліки.
джерело
Звіт про дослідження DFTA: "Дослідження ефективності, стійкості та небезпеки процесів очищення валиків з анілокс у флексографічному друку", Дітмар Вольф