Анилоксовые валы: последние достижения
Анилоксовые валы: последние достижения
// Манфред Хорншух (Manfred Hornschuh) |
Какие преимущества могут дать новые
высоколиниатурные валы?
Как выбрать самый подходящий вал для
конкретной работы?
Это повторяется каждые
несколько лет — такой подзаголовок можно
было бы дать нашей теме, которая регулярно
обсуждается на конференциях DFTA, привлекая
всеобщее внимание. Действительно, анилоксовые
валы — центральный вопрос флексографии,
и обращение к нему опять и опять вполне
объяснимо. Немало уже было сказано об
анилоксовых валах, но все же главное слово
за будущим. Вашему вниманию предлагается
изложение доклада, сделанного М. Хорншухом
на одной из конференций DFTA.
Роли анилоксового вала
Чтобы обсуждать положение дел в этой области сейчас, нужно вспомнить о том, какую роль в флексографии играл анилоксовый вал раньше, в те добрые старые времена, когда печатник, глядя на оригинал, уже знал, какой анилоксовый вал из немногих имеющихся подходит для этой работы. Сегодня же стоит задать вопрос: способен ли кто-либо действительно разбираться в этом предмете? Какую линиатуру растра следует подобрать для воспроизведения участков с крупными штрихами и плашками, должен ли это быть растр с линиатурой 80 лин/см (200 ячеек/дюйм), 100 (250), 120 (300), 140 (350) или 160 лин/см (400 ячеек/дюйм)? Могут ли мелкорастровые анилоксовые валы забирать и переносить достаточное для печати штриховых изображений количество краски, или они просто в той или иной степени выполняют промежуточные функции? Можно ли повысить качество полутоновой печати с помощью мелколиниатурных анилоксовых валов? Или все эти цифры, все эти 170 лин/см (430 ячеек/дюйм), 180 (460) и т. д., — образно говоря, костыль, на который растерявшийся может опереться? Какой же анилоксовый вал, в конечном счете, использовать, когда и для чего?
Преимущества работы в прошлом заключались в единстве предъявляемых требований, с одной стороны, и единой технологии — с другой. (Стандарты в те дни были значительно выше, чем теперь!)
Сегодня затруднения вызывают разнообразие требований с одной стороны и наличие множества технологий с другой. В качестве запечатываемого материала используется от 20 до 30 видов пленок с различной восприимчивостью к краске и примерно такое же количество различных видов бумаги. Существует по крайней мере три типа красок: на основе растворителя, на водной основе и закрепляемые излучением, и около 100 формул красок. Добавим сюда приблизительно 100 типов фотополимерных форм, имеющих разные характеристики и различный состав полимерных композиций. Формы крепятся одной из 100 возможных комбинаций липкой ленты и покрытия вала. Печать может производиться на машинах с шириной рулона, изменяемой в диапазоне от 40 до 180 см. Краска с анилоксового вала счищается с применением, может быть, 40 различных конструкций ракельных систем со скоростями от 80 до 400 м/мин. На четкость изображения может влиять линиатура растра формы, лежащая в пределах от 28 до 80 лин/см для традиционного или, как сейчас принято называть, амплитудно-модулированного растрирования. Новая технология частотно-модулированного растрирования позволяет охарактеризовать растр числом микроточек на единицу поверхности. Эта величина колеблется между 240 и 960 точек/см2. Закономерен вопрос: как же разобраться во всем этом хаосе — какой анилоксовый вал следует выбрать в том или ином случае?
Имеется
ли в 90-х гг. то, чем мы располагали
в 70-х — один универсальный анилоксовый
вал для воспроизведени полутонов,
штриховых изображений и
С точки зрения печатной технологии и без учета допустимых отклонений от стандарта в процессе изготовления анилоксовые валы, применяемые в тиражном производстве, характеризуются девятью параметрами, определяющими конечный результат.
Параметры, влияющие на качество печати, связаны между собой, подобно звеньям одной цепи. Искажения в любом из звеньев приводят к нестабильности всей системы. Таким образом, разрушается правильный баланс между различными взаимообусловленными факторами, что сказывается на работе печатной машины и, следовательно, приводит к снижению производительности. К основным параметрам относятся:
- Линиатура растра печатной формы.
- Тип печатной формы.
- Способ крепления печатной формы на формном цилиндре.
- Запечатываемый материал.
- Красочная система.
- Состав краски и ее вязкость.
- Ракельная система.
- Скорость печатной машины.
- Тип печатной машины.
Безусловно, полный список параметров гораздо длиннее. Для нас важно зафиксировать на отдельных примерах имеющиеся проблемы. Вне всякого сомнения, каждый работающий с флексографией специалист должен самостоятельно подбирать по возможности близкое к идеалу сочетание перечисленных параметров, исходя из деталей каждого отдельного заказа.
Что касается анилоксового вала, то задача здесь может быть только одна: переносить ровно столько краски, сколько нужно!
На мелколиниатурный растр, служащий для воспроизведения изображения в высоких светах, должно наноситься то оптимальное количество краски, которое не приводит к избыточному растискиванию или слипанию краев соседних точек, в то же время и тени, и участки сплошного изображения должны покрываться достаточным слоем краски. Для плашек его толщина определяется оптической плотностью, значение которой получают стандартным методом измерения.
Только стремлением к экономии можно объяснить существующую сегодня тенденцию к уменьшению количества красок, используемых для печати. Предпринимаются усилия для того, чтобы получать удовлетворительные результаты при печатании пятью красками там, где всего несколько лет назад использовались бы от шести до восьми. Это означает перенос акцента на потребность воспроизводить оригиналы, содержащие как полутоновые, так и штриховые элементы, наиболее простым и удобным способом.
Проще говоря, для любого заказа нужно подобрать подходящий анилоксовый вал!
Сколько краски переносит вал? |
Какой анилоксовый вал пригоден для запечатывания пленки? При печатании белой краской вал должен переносить такое ее количество, какое требуется для равномерного покрытия всей поверхности. Избыток краски только увеличивает расходы, приводит к снижению производительности, не говоря уже о такой хорошо знакомой проблеме, как задержка испарения растворителя.
Вязкость краски на основе растворителя, а также тип печатной формы плюс способ ее крепления — вот две вещи, которые ни в коем случае нельзя недооценивать. И то и другое влияет на характер переноса краски. Для предотвращения недостатков при накатывании белой краски параметры анилоксового вала должны подбираться в соответствии с параметрами печатной формы и вязкостью краски.
Печатная форма должна иметь разумную толщину и не должна крепиться на основе из пенорезины. Для печати белой краской 2-К пригодны как эластомерные (резиновые стереотипы), так и фотополимерные формы, подобные BASF ME или даже формы BF 270, применяемые при высокой печати.
Выбор форм для печати красками 2-К ограничен, но для красок 1-К, где выбор шире, предпочтение, отданое той или иной форме, в большей степени сказывается на качестве переноса. Для последнего случая рабочая группа DFTA сравнила шесть анилоксовых валов, значительно различавшихся глубиной ячейки и отношением ширины перемычки к ширине ячейки (рис. 1). Теоретические прикидки выхода краски из растровой ячейки показали, что стандартный анилоксовый вал с линиатурой растра 60 лин/см, глубиной ячейки 70 мкм и отношением ширин перемычки и ячейки 1:9 в самом деле оказался лучшим!
Рис. 1.
Теоретически рассчитанные объемы краски,
принимаемые различными анилоксовыми
валиками
Объемы краски, теоретически переносимые другими валами, значительно ниже. В процентах это выглядит так:
Валик 1 |
100,0% |
Валик 2 |
66,0% |
Валик 3 |
71,5% |
Валик 4 |
43,8% |
Валик 5 |
28,8% |
Валик 6 |
23,4% |
Но это только теория. На практике наблюдается обратная картина. При оптимально подобранных вязкости краски и печатной форме вал с линиатурой растра 140 лин/см, который теоретически переносит только 28,8% краски относительно 100-процентного переноса валом с растром 60 лин/см, в действительности подает достаточное количество краски на запечатываемую поверхность, делая ее более ровной и менее прозрачной на вид.
Как переносится краска
?Реально вал с линиатурой растра 60 лин/см и глубиной ячейки 70 мкм переносит только малую часть от теоретически рассчитанного значения объема краски. Большее количество остается в ячейках и быстро засыхает. Иначе говоря, поверхность, запечатанная сплошным фоном, лучше всего получается при печати тонким, равномерным слоем краски, а не толстым, который к тому же может содержать много пустот (рис. 2).
Рис. 2.
Влияние поверхностного натяжения краски
в зоне контакта на разделение красочного
слоя
Это можно объяснить так: чем уже перемычки между ячейками, тем лучше по ним растекается краска. Покрытые краской перемычки не оставляют зрительно различимых следов на запечатываемой поверхности. Соответственно, сплошные участки изображения воспроизводятся более равномерно (рис. 3, 4). Чем шире перемычки, тем, вследствие недостаточного покрытия краской запечатываемого материала, заметнее оставляемые ими незакрашенные «отметины».
Рис. 3.
Равномерность переноса краски разными
анилоксовыми валами
Рис. 4.
Объемы краски, переносимые при различной
площади контакта анилоксового валика
Чтобы сделать такую «крапчатость» менее явной, печатнику следует добиваться увеличения насыщенности краски на участках вокруг «отметин». Поясним это, сравнив относительные размеры перемычек растра шести анилоксовых валов. В качестве эталона использован вал с линиатурой 60 лин/см и глубиной ячейки 70 мкм. Ширина перемычки принята за 100% (рис. 5).
Рис. 5.
Относительные значения ширины перемычки
ячеек (16,7мкм=100%)
Секрет гладкости фона запечатанной поверхности при использовании вала с растром 140 лин/см объясняется, главным образом, тем, что порция краски, принимаемая поверхностью перемычки, уменьшается на 77,5%. Имеющаяся в настоящее время технология предполагает строгую взаимосвязь между шириной перемычек, шагом растра и глубиной ячеек. Чем уже перемычки растра крупнолиниатурного анилоксового вала, тем больше должна быть глубина ячейки. Для мелкого растра справедливо обратное: чем уже перемычки, тем труднее гравировать более глубокие ячейки.
Важно в каждом конкретном
случае правильно подбирать
Непременным условием является соответствие глубины и ширины ячеек анилоксового вала печатной форме, вязкости и типу краски. При изменении одного из этих параметров меняются и характеристики краскопереноса, причем отклонения могут составлять до 30%.
Без «если» и «но» не обойтись
В случаях, когда вязкость белой краски 1-К увеличивается до 24 с или если толстая печатная форма закрепляется на мягкой резиновой основе, положительные свойства нового поколения анилоксовых валов перестают ощущаться. Оттиск начинает растрескиваться, уменьшается количество переносимой краски. Использование белой краски 2-К с вязкостью 13 с на печатных машинах, имеющих ракельное устройство, позволяет печатнику по-прежнему использовать традиционный анилоксовый вал с линиатурой растра 60 лин/см и глубиной ячейки 70 мкм. Все относящееся к печати белой краской в равной степени относится и к цветной штриховой печати и печати плашек.
Широко известен тот факт, что при воспроизведении плашки фиолетового цвета на полиэтиленовой пленке синяя краска распределяется неравномерно, и на оттиске заметно чередование светлых и темных участков. Была предпринята попытка компенсировать это явление использованием анилоксового вала с линиатурой 80 лин/см и глубиной ячейки 30 мкм. Там, где эта проблема все же оставалась, анилоксовый вал был заменен на другой — 80 лин/см и 50 мкм. Однако изображение опять получалось пятнистым. Попробовали вал 60 лин/см и 70 мкм, но неоднородность изображения все так же бросалась в глаза. Вдобавок, из-за избытка краски на поверхности анилоксового вала на запечатываемом материале наблюдались следы разбрызгивания. Проблему мог бы решить вал меньшей краскоемкости. Участки сплошного изображения воспроизводились должным образом при применении вала с линиатурой 140 лин/см, отношением ширин перемычки и ячейки 1:18 и углом гравировки 60°. Здесь следует отметить, что не все анилоксовые валы с линиатурой 140 лин/см имеют одинаковые параметры. Глубина ячеек керамического анилоксового растрированного вала, строго говоря, не так существенна, как для более раннего поколения металлических валов. Однако та практически идеальная ширина перемычек, которая характерна для керамических валов с лазерным гравированием, едва ли достижима для хромированных металлических валов.
Такое
же значение при сравнении имеют
зона контакта керамического и глубина
механически гравированной
Продемонстрируем сравнение трех анилоксовых валов 140 лин/см.
У вала 1 с отношением ширин перемычки и ячейки 1:6,5 площадь контакта на 32% больше, чем у вала 2 с отношением 1:3,5 и на 61% больше, чем у вала 3 с отношением 1:18. Что касается двух валов с линейным растром, площадь контакта вала 3 на 22% выше, чем у вала 2. Глубина ячейки в обоих случаях одинакова, но вал с отношением ширины перемычки к ширине ячейки 1:18 переносит на 22% больше краски, чем анилоксовый вал с отношением 1:6,5. Чем больше область контакта, тем лучше перенос краски и выше коэффициент передачи.
Помимо качества изображения, визуальной оценке поддается еще и объем отходов. Избыточный расход краски не только сам по себе обойдется в копеечку. Чрезмерная толщина красочного слоя может создавать проблемы при печати, что выражается в плохом закреплении и разбрызгивании краски, пятнистости изображения и т. д. Визуально хорошо проработанный оттиск легче получить при печати тонкой, но равномерной пленкой краски, то есть менее дорогостоящим, более удобным и не создающим проблем способом.
Чем глубже ячейки анилоксового вала, тем сложнее они поддаются очистке, затрудняя общую очистку вала и сказываясь на его однородности. Не слишком тщательная очистка делает невозможной равномерную подачу краски. Чем чаще вал чистят, тем выше риск деградации ячеек.
Для получения оттиска лучшего качества при воспроизведении штриховых и сплошных участков изображения стоит соблюдать следующие условия:
- не крепить печатные формы на основе из пенорезины;
- крепить печатные формы на 70 мкм выше делительной окружности шестерни печатного цилиндра;
- краски, используемые для запечатывания белых участков изображения в контрасте с другими штриховыми участками и плашками, должны иметь вязкость в диапазоне 22–24 с и применяться с закрытым ракельным устройством камерного типа.
- большие участки сплошного изображения должны иметь площадь растровых точек не более 97%.
Анилоксы: лазеры и керамика *
Важнейший параметр анилоксового вала — объём, но есть и другие значимые характеристики: линиатура растра, конфигурация ячеек, характер керамического покрытия.
Важнейший параметр анилоксового вала — объём, но есть и другие значимые характеристики: линиатура растра, конфигурация ячеек, характер керамического покрытия.
Основное правило: чем меньше объём переносимой краски, достаточной для плашки заданной плотности, и чем выше используемая для её переноса линиатура анилокса, тем качественнее печать.
Линиатура
Количество выгравированных ячеек на 1 см/дюйм анилоксового вала определяется объёмом краски, необходимым для получения плашки заданной плотности. Как правило, чем больше объём краски, тем ниже линиатура растра.
|
Новый твёрдотельный лазер Pamarco |
Когда появилась технология лазерного гравирования анилоксов, для триадной печати по невпитывающим материалам предпочитали линиатуры 200—240 лин./см. Тогда триадные краски были не такими насыщенными, а лазеры не воспроизводили более высокие линиатуры с объёмом ячейки, достаточным для нужной цветовой плотности. Мелкие точки в высоких светах на форме «тонули» в ячейках анилоксового вала, увеличивая растискивание; воспроизводить тонкие растровые элементы с печатных форм высокой линиатуры было проблематично.
С появлением усовершенствованных красочных систем и новых лазеров линиатура керамических анилоксов выросла до 500 лин./см, обеспечивая печать с заданной цветовой плотностью. При такой линиатуре ширина ячейки со стенкой — всего 20 мкм, потому вал воспроизведёт 1% точку для формы с линиатурой 60 лин./см, а её диаметр составит 19 мкм.
Теоретически возможны линиатуры более 1000 лин./см, хотя на практике 500 лин./см — потолок, ибо даже при достаточной насыщенности краски встают вопросы цены и эксплуатации анилокса. Время гравирования напрямую определяется количеством ячеек, поэтому вал с линиатурой 1000 лин./см будет изготавливаться в 4 раза дольше, чем вал 500 лин./см, что скажется на цене. Помимо стоимости, нужно учитывать краскоперенос, простоту очистки, износ вала.
Конфигурация ячеек
При лазерном гравировании угол поворота растра может быть любым, но для анилоксовых цилиндров всех производителей это 45°, 30° и 60°.
Раньше угол растра на анилоксах для традиционных видов печати составлял 45°. Дабы избежать наложения с чёрной краской, углы для флексографии сместили на 7,5°. С углами поворота в 30° и 60° количество ячеек анилоксового вала увеличивается на 15% по сравнению с 45° при одинаковом размере ячеек. Результат — равномерное нанесение красочной плёнки. Кроме того, соприкасаются только три ячейки, а не четыре, как при 45°, — между ними меньше керамики, влияющей на нанесение краски. И стандартом стала шестиугольная ячейка с углом наклона растра 60°.
|
Конфигурации ячеек |
Иногда, в т. ч. при нанесении клея и лака, когда имеют дело с высокой вязкостью и большими объёмами, используются специальные растровые схемы — канальные ячейки и спиральный (tri-helical) растр, представляющий собой сплошную линию, непрерывно огибающую вал под углом в диапазоне 30—60°. Эти структуры отличаются высоким краскопереносом и оптимально подходят для данных приложений.
При флексографском способе печати всегда было сложно воспроизводить векторные и растровые изображения с одной формы, особенно при наличии плашек высокой плотности. Проблема актуальна в первую очередь при выпуске запечатываемой гофрокартонной продукции, а также там, где на впитывающие материалы для достижения требуемой плотности переносятся большие объёмы краски, а менять анилоксовые валы не рекомендуется.
Решить задачу призвана разработанная BEL Group технология Laser Two Tone (LTT), удваивающая количество ячеек на анилоксовом цилиндре при сохранении стандартного объёма. Эффект достигается чередованием больших и малых ячеек под углом 30—60°. По информации разработчика, конфигурация обеспечивает более равномерное нанесение краски и предотвращает точечные дефекты.
Лазерные технологии
Керамические анилоксовые валы традиционно гравировались лазерами CO2, использующими энергию конца ИК-спектра. Технология по-прежнему широко применяется, особенно для низких линиатур. Верхний порог лазеров CO2 — 800 лин./дюйм (314 лин./см — прим. ред.). Формирование ячеек сопровождается выделением большого количества тепла, расплавляющего керамику: поверхность вала становится грубой и требует полировки.
Несколько лет назад производители анилоксов стали работать с твёрдотельными YAG-лазерами (Yttrium Aluminium Garnet, алюмоиттриевый гранат), использующими ближнюю область ИК-спектра. Меньшая длина волны означает меньший размер пятна и повышенную концентрацию в нём энергии, улучшая условия для работы с высокими линиатурами и многоимпульсным методом формирования ячейки.
|
Лазеры и их длины волн |
Обычно YAG-лазерами гравируют валы линиатурой до 200 лин./см и выше, хотя теоретически это может быть и 1000 лин./см. Ячейки получаются глубже, а стенки более отвесными по сравнению с результатами лазеров CO2, так что объём обработанного YAG-лазером вала всегда выше, краскоперенос ячеек лучше. Линиатуру можно повышать без ущерба для объёма переносимой краски, а это большой плюс для растровых триадных работ.
YAG-лазер меньше плавит материал, и поверхность готового вала более гладкая. Pamarco использует термальный YAG-лазер для своего растра Thermaflo с гравированием ячеек в многоимпульсном режиме. Верхняя часть ячеек формируется равномернее, а дно получается более плоским. Благодаря форме ячейки и гладким стенкам краска стабильнее подаётся на материал. Растр применяется для изготовления валов 200—500 лин./см.
BEL Group, гравирующая анилоксы CO2- и YAG-лазерами, сделала шаг вперёд в сфере лазерных технологий, разработав твёрдотельный лазер в зелёной области спектра. Длина волны у него вдвое меньше, чем у YAG-лазеров, а тепло вообще не выделяется. Концентрированный поток энергии гравирует покрытия валов не только из оксида хрома, но и из карбида вольфрама, который гораздо твёрже, отличается отличной износостойкостью и менее подвержен скалыванию. Новая технология называется Emerald Range.
Керамические покрытия
От твёрдости и плотности керамического покрытия зависит не только износостойкость анилокса, но и его пористость. С момента появления основное покрытие керамических анилоксовых валов — оксид хрома. В порошкообразном виде и на высокой скорости он распыляется сквозь высокотемпературную плазму, вплавляясь в поверхность вала.
Перед гравированием покрытие проходит алмазную полировку. От его однородности зависит качество гравирования, износостойкость вала и его пористость. Некоторые производители сами наносят покрытие на валы, часть обращается к субподрядчикам. В любом случае нанесение покрытия тщательно контролируется, если цель — вал с максимально жёсткой и минимально пористой поверхностью
Недавно для Apex был специально разработан плазмовый напылитель. По утверждению фирмы, это передовое решение для полиграфической индустрии: полностью компьютеризованная система обеспечивает гомогенное и компактное нанесение керамического слоя с пористостью менее 1% без использования герметиков.
Не все производители полируют готовые валы, ссылаясь на то, что полирование сокращает объём ячеек и увеличивает толщину стенок, т. е. бесполезного пространства. На самом деле, при лёгком полировании таких проблем не возникает, а стенка ячейки достаточно крутая, особенно если гравировалась YAG-лазером.
Преимущества полирования — гладкая поверхность вала, сокращающая износ ракельного ножа. В определённой степени полировка даёт более точный объём и однородную поверхность, снижая шансы на попадание в краску керамических частиц.
Выводы
Анилоксовый вал был и остаётся сердцем флексопечати. Качество и стабильность флексографских оттисков, особенно на растровых работах, напрямую зависят от него. Как и остальные флексографские технологии, керамические анилоксовые валы продолжают совершенствоваться. Стабильность и повторяемость становятся выше, от чего печать только выигрывает.
* Журнал FlexoTech, апрель 2006 г. © FlexoTech, Published by Whitmar Publications Ltd.
НАШИ
Конфигурация анилоксовых ячеек и угол наклона боковых поверхностей очень важны для максимального выхода краски и большего переноса её на форму.
С учётом особенностей взаимодействия с ракелем, угол поворота растра 60° имеет явное преимущество. При такой гравировке ячейка заполняется краской постепенно и мягко выходит из неё. Главная задача анилоксового вала — однородный перенос краски — решается лучше. Механическая нагрузка на анилокс минимальна, т. к. ракель имеет постоянную опору на стенки ячейки, нет его биения в углах ячеек и, соответственно, полошения при печати.
Андрей Семичев ([email protected]), генеральный директор компании UV-service
НАШИ
Современный
растровый вал — продукт
Но возникли другие проблемы. Как извлечь краску из получившейся глубокой ячейки-колодца? И как долго она будет служить, не засоряясь? И как её чистить? Новое поколение лазеров заострило проблему качества керамического слоя. Анилоксовая гильза — алюминиевая конструкция с температурой плавления 600 °С, а нанесённый на её поверхность керамический слой плавится при 3000°С. Он мгновенно застывает, образуя пористое покрытие из оплавленных, сцепленных между собой частиц керамики. У разных производителей уровень пористости доходит до 10%. Если для изготовления валов с высоким краскопереносом использовать термальный лазер, образовавшиеся ячейки будут иметь неровные стенки, повторяющие структуру поверхностного материала. Они быстро забьются шлаком, их очистка будет затруднена.
Специалисты Zecher решают проблему по двум направлениям.
- Повышают плотность керамического слоя до 99,8% за счёт наносящих покрытие скоростных плазменных горелок, скорость расплавленных частиц керамики в которых в несколько раз превышает скорость звука.
- Задействуют лазеры повышенной мощности, а ячейки формируют в два этапа: а) испарение материала покрытия; б) оплавление стенок ячейки лазерным пучком пониженной мощности.
Результат — почти идеально гладкая поверхность ячеек, что очень заметно при ультразвуковой мойке.

- Анималистический жанр в творчестве Е. Лансере
- Анималистический ритуализм
- Анималотерапия
- Анималотерапия. Использование методики.
- Анималотеропия
- Анимационная в туризме
- Анимационная графика в презентации
- Анестезіологія іcторія розвитку анестезіології
- Анестетики в стоматологии
- Анеуплоидия
- АНЗЮС
- Анизотропия и симметрия кристаллов
- Анизотропное травление
- Аникеев, Серафим Михайлович