Bežné procesy čistenia flexotlačou aniloxovým valcom
Zanášanie článkov laserom gravírovaných aniloxových valčekov časticami nečistôt a zaschnutými farbami ovplyvňuje kvalitu tlače. Takže špinavé aniloxové valce musia byť vyčistené čo najskôr po tlači. Na tento účel sú k dispozícii rôzne metódy, ktoré musia mať určitú „agresivitu“ pre uspokojivé čistenie, ale zároveň nesmú poškodiť keramickú vrstvu.
autor: Ansgar Wessendorf
obsah
Základy
Každý proces čistenia musí byť schopný preniknúť až na dno mikroskopických buniek v keramickej vrstve aniloxového valca, aby sa z neho odstránili zaschnuté zvyšky farby a laku. Musí sa zabezpečiť, aby steny misky a keramická vrstva neboli poškodené.
Na čistenie aniloxových valcov sa v praxi používajú chemické procesy, tryskanie (hydrogenuhličitan sodný, plastové pelety), ultrazvuková metóda a čoraz viac laserová technológia. Problémom všetkých procesov je čas, ktorý trvá od znečistenia aniloxového valca až po jeho dôkladné vyčistenie: čím staršie sú zvyšky atramentu a laku, tým ťažšie alebo neúplné sú kvôli reaktívnym spojivom.
Proces chemického čistenia
Metóda chemického čistenia je často založená na alkalických čistiacich látkach v spojení s vysokovriacimi rozpúšťadlami. Molekuly rozpúšťadla rozpúšťajú spojivo z farby a zostane zmes pigmentových častíc. Toto vydanie je veľmi rýchle.
Alkalické látky (napr. Roztok hydroxidu sodného) potom napádajú jednotlivé farebné zložky (napr. Spojivá) a heterogénnu zmes látok rozpúšťajú. Prebieha flokulácia. Táto reakcia je pomalšia, a preto trvá dlhšie. Je preto dôležité nechať alkalický čistič určitý čas pôsobiť. Zvlhčovacie povrchovo aktívne látky s nízkym podielom rozpúšťadiel zlepšujú kontakt medzi farbou a čistiacim prostriedkom aj penetráciu čističa do farby.
Použitý atramentový systém a použité rozpúšťadlo majú rozhodujúci význam pre úspech čistenia. Ak rozpúšťadlá zodpovedajú rozpúšťadlám v tlačiarenskej farbe, sú s najväčšou pravdepodobnosťou vhodné na čistenie. Atramenty na báze rozpúšťadiel sú nepolárne rozpúšťadlá (napríklad estery) a pre atramenty na báze vody sa používajú čistiace prostriedky na báze vody. Často však rozpúšťadlá alebo zmesi rozpúšťadiel s rôznymi polárnymi zložkami vykazujú lepší výsledok čistenia. Čistenie je uľahčené zahriatím čistiacej kvapaliny.
Vďaka rozdielnemu zloženiu keramiky sa tiež líšia medzipovrchové napätia, ktoré ovplyvňujú zmáčavosť čistiaceho prostriedku na aniloxovom valci. Musí sa však vziať do úvahy aj povaha keramického povrchu. Čím je drsnejšia a pórovitejšia, tým lepšie priľne farba a tým ťažšie sa čistí.
Navyše povrch, ktorý je príliš pórovitý alebo poškodený, môže spôsobiť, že sa čistiaca kvapalina vkĺzne pod keramiku, potom sa prepracuje až ku kovovému nosnému materiálu a spôsobí tam koróziu. V tejto súvislosti existuje zvýšené riziko, najmä pri starších aniloxových valcoch
V praxi sa však korózia vyskytuje zriedka. Nemožno však vylúčiť, že ochranná vrstva na keramickom nosnom materiáli (napríklad niklová vrstva) nebola nanesená správne. Koróziu uprednostňuje kyselina skôr ako zásada. Výsledkom je, že vrstva niklu alebo hliníka pod keramikou vrhá bubliny a ničí povrch aniloxového valca.
Môže sa tiež stať, že bublina je rovnomerne rozložená, čím sa zmení obvod aniloxového valca. Vďaka väčšiemu priemeru je tlak stierky vyšší ako pôvodne nastavený na stroji, čo potom počas tlače zničí stieraciu lištu.
Pri čistení chemickými tekutinami v uzavretých systémoch sa na povrchu často objavujú škvrny, ktoré môžu nepriaznivo ovplyvniť chovanie aniloxového valca pri prenose atramentu. Vznikajú, keď čistiace médium kvapká z ochranného krytu a bočných stien systému na povrch aniloxu. Preto je dôležité po procese čistenia odstrániť zvyšný čistiaci prostriedok.
Monitorovanie procesu čistenia je často ťažké, pretože proces čistenia prebieha v samostatnom systéme, v ktorom je aniloxový valec otryskaný horúcou čistiacou kvapalinou (60 - 80 ° C) pri vysokom tlaku.
Okrem toho pri použití chemických čistiacich prostriedkov musia byť dodržané bezpečnostné predpisy (dodržiavanie limitných hodnôt pre prchavé uhľovodíky (VOC), ochranné rukavice, ochranné okuliare atď.), Ako aj ekologické a likvidačné požiadavky. Napríklad čistiace prostriedky, ktoré pozostávajú z alkalických látok v kombinácii s rozpúšťadlami, sa nesmú likvidovať verejnou kanalizáciou. Výrobcovia čistiacich prostriedkov teraz ponúkajú celý rad riešení šetrných k životnému prostrediu, ale ich čistiaci účinok môže byť veľmi odlišný.
Proces tryskania (hydrogenuhličitan sodný a plastové pelety)
Metóda tryskania je mechanický proces suchého čistenia, pri ktorom sa napríklad na špinavý aniloxový valec tryská biely práškový hydrogenuhličitan sodný (NaHCO3) pomocou trysky a pri relatívne nízkom tlaku (2,5–3,5 baru). NaHCO3 sa vháňa na aniloxový valec podľa princípu rozprašovača. Zrýchlenie spôsobí, že najmenšie častice NaHCO3 zasiahnu povrch aniloxu valca, ktorý je rozdrvený sieťami s ostrými hranami a môže sa tak dostať do depresií buniek. Aniloxový valec nie je poškodený, pretože tvrdosť zŕn je polovičná oproti keramickému povrchu.
Zmenou rýchlosti otáčania aniloxového valca a axiálneho pohybu trysky je možné upraviť kvalitu čistenia v závislosti od stupňa znečistenia. Čas čistenia je okolo 40–60 minút.
Výsledok čistenia závisí okrem iného od tvaru misy. Ak sa dajú misky v tvare kupoly ľahko čistiť vďaka ich guľatému otváraniu, je to pri šesťhranných miskách zložitejšie, aj keď kvalitu čistenia možno označiť za uspokojivú. Výsledok čistenia nie je pri miskách v tvare pyramídy uspokojivý. Okrem toho je čistenie aniloxových valcov s linkami nad 500 L/cm len ťažko uskutočniteľné kvôli veľkosti častíc. Týmto spôsobom je tiež ťažké vyčistiť porézny keramický povrch.
Po vyčistení hydrogenuhličitanom sodným sú na povrchu valca viditeľné biele stopy rozprášeného čistiaceho média a v bunkách zostáva veľmi malá časť, čo normálne nemá negatívny vplyv na tlak. Zvyšné zvyšky NaHCO3 by sa napriek tomu mali jednoducho odstrániť vodou a handričkou. Je potrebné poznamenať, že stupeň tvrdosti vody z vodovodu nie je príliš vysoký, inak sa v panvách usadzuje vápno. Pre následné čistenie je preto vhodné použiť destilovanú vodu.
Tento systém tryskania vyžaduje málo miesta a je ľahko použiteľný. Používanie hydrogenuhličitanu sodného je pre človeka a životné prostredie do značnej miery neškodné a môže sa zlikvidovať spolu s domovým odpadom. Granulát znečistený farbou sa odfiltruje, takže sa môže nekontaminovaný prášok znova použiť na ďalší postup čistenia. Keď však narazia na aniloxový valec, častice sa zničia, čo znižuje ich čistiaci účinok v porovnaní s pôvodným práškom. Granulát sa spravidla spotrebuje po dvoch čistiacich procesoch.
Ďalším otryskávacím prostriedkom na čistenie keramických aniloxových valcov sú mäkké, recyklovateľné plastové pelety. Rovnako ako pri použití NaHCO3 je systém počas procesu čistenia úplne zapuzdrený. Pelety sú vyrobené z polyetylénu a nanášajú sa na povrchy valcov pomocou dýzy okolo 4 bar. Keď narazia na povrch, plastové pelety sa spočiatku deformujú a potom sa vrátia do pôvodného tvaru.
Usadeniny sa odstránia z povrchu a odstránia sa pomocou tryskacieho prostriedku. To tiež vytvára magnetické pole, ktoré odstraňuje kovové častice. Potom sa od seba oddelia častice brusiva a nečistoty, aby bolo možné čisté pelety opakovane použiť opakovane. Aj tu závisí kvalita čistenia od tvaru pohára a počtu riadkov/cm. Polyetylénové pelety sú dostupné v rôznych stupňoch jemnosti.
Ultrazvukové čistenie
Vďaka kombinácii ultrazvuku a čistiaceho prostriedku sa aniloxový valec dôkladne očistí od zvyškov atramentu a laku, čím sa dosiahne dobrý čistiaci účinok. Správne použitie tejto technológie nepoškodí valec. Vďaka nepretržitému filtrovaniu je možné čistiacu kvapalinu používať pomerne dlho bez toho, aby ste ju po krátkej dobe museli meniť.
V závislosti od veľkosti aniloxových valčekov vyžaduje ultrazvukový čistiaci systém málo miesta a ľahko sa inštaluje a ovláda. Na generovanie ultrazvuku vyžaduje systém vyhrievateľný zásobník s čistiacou kvapalinou, oscilátorový systém pozostávajúci z jedného alebo viacerých piezokeramických doskových oscilátorov a generátor. Tento postup je zvlášť vhodný na čistenie aniloxových valcov s vysokými pravidlami.
Aniloxový valec, ktorý sa má čistiť, sa otáča v čistiacej kvapaline. Je úplne alebo čiastočne ponorený do zriedeného roztoku hydroxidu sodného (10%). Počas ultrazvukového čistenia spôsobujú zvukové vlny kavitáciu, ktorá vytvára mikroskopické bubliny plynu. Tieto bubliny sú vystavené tlaku a ihneď po náraze na povrch valca prasknú. Počas implózie plynových bublín sa vyskytujú extrémne, ale lokálne obmedzené tlakové a teplotné špičky, ktoré rozpúšťajú alebo ničia pevné farebné častice v spojení s chemikáliami.
Ultrazvuková frekvencia má opačný vplyv na intenzitu kavitácie. Keď sa frekvencia zníži, zmenší sa veľkosť bubliny aj intenzita. Všeobecne sa odporúča minimálna frekvencia okolo 40 kHz (40 000 kmitov/s.), Aby sa zabezpečila dostatočná intenzita a tvorba bublín, ktoré úplne odstránia usadeniny v bunkách.
Valec by sa mal v čistiacej kvapaline otáčať nepretržite. Tým sa zabráni zdrsneniu povrchu aniloxu valčekom miestami príliš vysokou intenzitou zvuku. Zvukové vlny tiež strácajú účinnosť so zväčšujúcou sa vzdialenosťou od zdroja zvuku a ultrazvuk môže mať iba nerovnomerný účinok. Preto musí byť definovaná vzdialenosť medzi zdrojmi zvuku a aniloxovým valcom a nastavenie frekvencie presne koordinované.
Pre dobrý výsledok čistenia pomocou ultrazvuku musí byť čistiaca kvapalina tiež zahriata na 60–65 ° C (lepšie 80 ° C) a valec sa musí vo vani točiť asi 20–30 minút. Po vyčistení musí byť vyhrievaný aniloxový valec najskôr ochladený na izbovú teplotu, čo znemožňuje jeho priame použitie v tlačovej výrobe.
Počas ultrazvukového čistenia môže niekedy vzniknúť tlak okolo 1 500 barov, ktorý môže poškodiť povrch aniloxového valca. Napríklad sa môžu ďalej šíriť trhliny, takže čistiaca kvapalina môže preniknúť k základni valca a spôsobiť tam koróziu. Príčinou môžu byť tiež poškodené a netesné čelné plochy a konce valčeka. Ak sú aniloxový valec príliš dlho vystavený ultrazvukovému čisteniu, môžu sa navyše poškodiť jemné pásy vysokých vlascov.
Laserový proces
Princíp laserového čistenia je založený na skutočnosti, že veľmi krátko zameraný laserový impulz s vysokou intenzitou zasiahne keramický povrch aniloxového valca a absorbuje energiu laserového lúča. To vedie k takzvanému „studenému“ odparovaniu vrstvy nečistôt a cudzích častíc. Najmä pri použití kovových materiálov je povrch vplyvom odrazu svetla ťažko zahriaty. Laserová metóda je teda šetrný proces čistenia za predpokladu, že parametre pulznej frekvencie a šírky skenovania laserového lúča, ako aj rýchlosti posuvu a rotácie laseru sú správne nastavené alebo koordinované.
Používa sa hlavne laser v tuhej fáze napájaný diódami, ktorý zvyčajne pracuje s výkonom okolo 300 W a vlnovou dĺžkou 1064 nm. Vďaka variabilnému nastaveniu frekvencie impulzov laserového svetla je možné laser použiť na širokú škálu materiálov. Čím kratší je laserový impulz (alebo vyššia frekvencia impulzov), tým vyšší je výkon lasera. Vďaka tomu je prívod tepla do materiálu zodpovedajúcim spôsobom vyšší alebo nižší.
Variabilné nastavenie rýchlosti otáčania umožňuje kompenzáciu rôznych priemerov valcov bez zvýšenia príkonu energie. Tým sa zabráni tepelnému preťaženiu aniloxového valca. Na druhej strane sa dá dodávka energie selektívne zvýšiť úpravou rýchlosti otáčania. Aj tu existuje riziko, že je valec čiastočne vystavený nadmernému tepelnému namáhaniu. Okrem toho je nastavenie nesprávnej rýchlosti otáčania viditeľné cez malé vodorovné pruhy na povrchu aniloxového valca.
Správna rýchlosť posuvu je obzvlášť zreteľná pri silne znečistených aniloxových valcoch, pretože tento parameter ovplyvňuje aj prívod energie do aniloxového valca. Výstup laserového lúča (šírka skenovania) je možné nastaviť variabilne tak, aby sa energia distribuovala na väčšiu alebo menšiu plochu. To má samozrejme vplyv na to, aká vysoká je rýchlosť odstránenia.
Laserové čistenie aniloxového valca so šírkou valca okolo 1300 mm trvá asi 45 minút pri rýchlosti posuvu 30 mm/min. Po krátkej dobe ochladenia je valec pripravený na použitie. Tento proces vykazuje dobré výsledky čistenia pre látky, ktoré sa ťažko čistia, ako sú napríklad akvarely a farby 2K, ako aj vysoké čiary. Ostatné metódy čistenia dosahujú za týchto podmienok svoje limity.
„Suchý“ laserový proces funguje bez chemikálií a aniloxové valce sa nemusia čistiť. Na odstránenie častíc nečistôt a zvyškov farby je potrebné sacie zariadenie. Prevádzkovateľ systému musí nosiť vhodné ochranné okuliare na ochranu pred laserovými lúčmi. Tento postup je vhodný aj na inline čistenie, ako je čistenie ťažko dostupných aniloxových valcov v priamej tlači na vlnitú lepenku.
Pre mnohých potenciálnych používateľov je použitie laserového procesu v rozpore s vysokými investičnými nákladmi. Okrem toho správne nastavenie lasera na aniloxových valcoch s rôznymi pravidlami a na odstraňované látky (akvarely, rozpúšťadlové farby, 2K alebo UV laky atď.) Si vyžadujú pomerne veľa času, skúseností a know-how. Po vykonaní tejto základnej práce sú však výsledky čistenia veľmi uspokojivé.
Záver
Obstarávacia cena keramického aniloxového valca je niekoľko tisíc eur. Na zaistenie čo najdlhšej životnosti je potrebné pravidelné čistenie. Na odstránenie týchto kontaminantov je potrebné dôkladné čistenie mimo tlačiarenského lisu. K dispozícii sú rôzne spôsoby čistenia, pričom všetky majú svoje výhody a nevýhody.
zdroj
Výskumná správa DFTA: „Skúmanie efektívnosti, udržateľnosti a nebezpečenstva procesov čistenia aniloxových valcov vo flexografickej tlači“, Dietmar Wolf