Procese obișnuite de curățare cu role anilox de tipărire prin gravură flexo
Înfundarea celulelor rolelor anilox ceramice gravate cu laser cu particule de murdărie și cerneluri uscate afectează calitatea imprimării. Deci, rolele anilox murdare trebuie curățate cât mai curând posibil după imprimare. Există diferite metode disponibile în acest scop, care trebuie să aibă o anumită „agresivitate” pentru o curățare satisfăcătoare, dar în același timp nu trebuie să deterioreze stratul ceramic.
de Ansgar Wessendorf
conţinut
Noțiuni de bază
Fiecare proces de curățare trebuie să poată pătrunde până la fundul celulelor microscopice în stratul ceramic al unei role cu anilox pentru a îndepărta acolo reziduurile de vopsea și lac uscate. Trebuie să vă asigurați că pereții vasului și stratul ceramic nu sunt deteriorate.
În practică, procesele chimice, procesele de sablare (bicarbonat de sodiu, pelete de plastic), metoda cu ultrasunete și, din ce în ce mai mult, tehnologia laser sunt utilizate pentru curățarea rolelor anilox. Problema cu toate procesele este timpul necesar de la momentul în care rola anilox este murdară până când este curățată temeinic: cu cât sunt mai vechi reziduurile de cerneală și lac, cu atât sunt mai dificile sau incomplete datorate agenților de legare reactivi.
Proces de curățare chimică
Metoda de curățare chimică se bazează adesea pe substanțe de curățare alcaline în legătură cu solvenți cu fierbere ridicată. Moleculele de solvent slăbesc liantul din vopsea și ceea ce rămâne este un amestec de particule de pigment. Acest proces de lansare este foarte rapid.
Substanțele alcaline (de exemplu, soluția de hidroxid de sodiu) atacă apoi componentele individuale de culoare (de exemplu, lianții) și dizolvă amestecul eterogen de substanțe. Flocularea are loc. Această reacție este mai lentă și, prin urmare, necesită mai mult timp. Prin urmare, este important să lăsați agentul de curățare alcalin să funcționeze o anumită perioadă de timp. Surfactanții umeziți cu o proporție redusă de solvenți îmbunătățesc atât contactul dintre vopsea și produsul de curățat, cât și pătrunderea produsului de curățat în vopsea.
Sistemul de cerneală și solventul utilizat sunt de o importanță decisivă pentru succesul curățării. Dacă solvenții corespund cu cei din cerneala de imprimare, aceștia sunt cel mai probabil adecvați pentru curățare. Cernelurile pe bază de solvenți sunt solvenți nepolari (de exemplu, esteri), iar produsele de curățat pe bază de apă sunt utilizate pentru cernelurile pe bază de apă. Adesea, însă, solvenții sau amestecurile de solvenți cu diferite componente polare prezintă un rezultat mai bun de curățare. Curățarea este facilitată prin încălzirea lichidului de curățare.
Datorită compoziției diferite a ceramicii, tensiunile interfaciale, care influențează umectabilitatea agentului de curățare pe rolă anilox, variază, de asemenea. Dar natura suprafeței ceramice trebuie de asemenea luată în considerare. Cu cât este mai aspră și mai poroasă, cu atât vopseaua poate adera mai bine și cu atât este mai dificil de curățat.
În plus, o suprafață prea poroasă sau deteriorată poate face ca fluidul de curățare să se strecoare sub ceramică, apoi să se îndrepte către materialul purtător metalic și să provoace coroziune acolo. Există un risc crescut în acest sens, în special în cazul rolelor anilox mai vechi
În practică, însă, coroziunea apare rar. Cu toate acestea, nu se poate exclude faptul că stratul de protecție al materialului suport ceramic (de exemplu, stratul de nichel) nu a fost aplicat corect. Coroziunea este mai favorizată de acid decât de alcalin. Rezultatul este că stratul de nichel sau aluminiu de sub ceramică aruncă bule și distruge suprafața rolei anilox.
De asemenea, se poate întâmpla ca bula să fie distribuită uniform, schimbând astfel circumferința rolei anilox. Datorită diametrului mai mare, presiunea racletei este mai mare decât cea setată inițial pe mașină, ceea ce distruge apoi lama doctorului în timpul imprimării.
La curățarea cu lichide chimice în sisteme închise, apar adesea pete la suprafață, care pot afecta negativ comportamentul de transfer al cernelii rolei anilox. Ele apar atunci când agentul de curățare se scurge din hota de protecție și pereții laterali ai sistemului pe suprafața rolei anilox. Prin urmare, este important să îndepărtați agentul de curățare rămas după procesul de curățare.
Este adesea dificil să monitorizați procesul de curățare, deoarece procesul de curățare are loc într-un sistem separat în care rola anilox este sablată cu fluidul de curățare încălzit (60-80 ° C) la presiune ridicată.
În plus, atunci când se utilizează agenți chimici de curățare, trebuie respectate reglementările de siguranță (respectarea valorilor limită pentru hidrocarburile volatile (COV), mănuși de protecție, ochelari de protecție etc.), precum și cerințele de mediu și de eliminare. De exemplu, agenții de curățare care constau din substanțe alcaline în combinație cu solvenți nu trebuie eliminați prin sistemul public de canalizare. Producătorii de agenți de curățare oferă acum o gamă de soluții ecologice, dar efectul lor de curățare poate fi foarte diferit.
Proces de sablare (bicarbonat de sodiu și pelete de plastic)
Metoda de sablare este un proces mecanic de curățare uscată în care pulberea albă de bicarbonat de sodiu (NaHCO3), de exemplu, este sablată pe rola murdară anilox folosind o duză și o presiune relativ scăzută (2,5-3,5 bar). NaHCO3 este suflat pe rola anilox conform principiului unui atomizor. Ca urmare a accelerației, cele mai mici particule de NaHCO3 lovesc suprafața rolei anilox, care este zdrobită de pânzele cu muchii ascuțite și astfel poate pătrunde în puțuri. Rola anilox nu este deteriorată deoarece duritatea boabelor este jumătate din cea a suprafeței ceramice.
Prin modificarea vitezei de rotație a rolei anilox și a mișcării axiale a duzei, calitatea curățării poate fi ajustată în funcție de gradul de murdărire. Timpul de curățare este de aproximativ 40-60 de minute.
Rezultatul curățării depinde, printre altele, de forma bolului. Dacă bolurile în formă de cupolă pot fi curățate cu ușurință datorită deschiderii lor rotunde, acest lucru este mai dificil cu bolurile hexagonale, chiar dacă calitatea curățării poate fi descrisă ca satisfăcătoare. Rezultatul curățării nu este satisfăcător cu bolurile în formă de piramidă. În plus, curățarea rolelor anilox cu linii de peste 500 L/cm este greu de realizat din cauza dimensiunii particulelor. Curățarea suprafeței ceramice poroase este, de asemenea, dificilă cu această metodă.
După curățarea cu bicarbonat de sodiu, urmele albe ale mediului de curățare atomizat pot fi văzute pe suprafața rolei și o parte foarte mică rămâne în celule, ceea ce în mod normal nu are un efect negativ asupra presiunii. Cu toate acestea, resturile de NaHCO3 rămase trebuie pur și simplu îndepărtate cu apă și o cârpă. Trebuie remarcat faptul că gradul de duritate al apei de la robinet nu este prea mare, altfel varul se va depune în tigăi. Prin urmare, este recomandabil să folosiți apă distilată pentru curățarea ulterioară.
Acest sistem de proces de sablare necesită puțin spațiu și este ușor de utilizat. Utilizarea bicarbonatului de sodiu este in mare măsură inofensivă pentru oameni și mediu și poate fi eliminată împreună cu deșeurile menajere. Granulatul contaminat cu culoare este filtrat astfel încât pulberea necontaminată să poată fi apoi utilizată din nou pentru următorul proces de curățare. Cu toate acestea, atunci când lovesc rola anilox, particulele sunt distruse, ceea ce reduce efectul lor de curățare în comparație cu pulberea originală. De regulă, granulatul este epuizat după două procese de curățare.
Un alt agent de sablare pentru curățarea rolelor ceramice anilox sunt peletele de plastic moi, reciclabile. Ca și în cazul utilizării NaHCO3, sistemul este complet încapsulat în timpul procesului de curățare. Peletele sunt fabricate din polietilenă și sunt aplicate pe suprafețele rolei cu o duză la aproximativ 4 bari. Când lovesc suprafața, peletele de plastic se deformează inițial și apoi revin la forma inițială.
Depunerile sunt îndepărtate de la suprafață și îndepărtate cu agentul de sablare. Acest lucru creează, de asemenea, un câmp magnetic care elimină particulele metalice. Apoi particulele abrazive și de murdărie sunt separate unele de altele, astfel încât peletele curate să poată fi refolosite de mai multe ori. Și aici, calitatea curățării depinde de forma cupei și de numărul de linii/cm. Peletele de polietilenă sunt disponibile în diferite grade de finețe.
Curățarea cu ultrasunete
Datorită combinației de ultrasunete și agent de curățare, rola anilox este curățată temeinic de reziduuri de vopsea și lac și astfel se obține un bun efect de curățare. Aplicarea corectă a acestei tehnologii nu va deteriora rola. Datorită filtrării continue, lichidul de curățare poate fi utilizat pentru o perioadă relativ lungă de timp, fără a fi nevoie să-l schimbați după scurt timp.
În funcție de dimensiunea rolelor anilox, un sistem de curățare cu ultrasunete necesită puțin spațiu și este ușor de instalat și de utilizat. Pentru a genera ultrasunete, sistemul necesită un recipient încălzitor cu fluid de curățare, un sistem oscilator format din unul sau mai multe oscilatoare cu plăci piezoceramice și un generator. Procesul este deosebit de potrivit pentru curățarea rolelor anilox cu rigle înalte.
Rola anilox de curățat se rotește în lichidul de curățare. Este complet sau parțial imersat în soluția diluată de hidroxid de sodiu (10%). În timpul curățării cu ultrasunete, undele sonore provoacă cavitație, care creează bule microscopice de gaz. Aceste bule sunt supuse presiunii și implodează imediat ce lovesc suprafața rolei. În timpul imploziei bulelor de gaz, apar vârfuri de presiune și temperatură extreme, dar limitate local, care dizolvă sau distrug particule de culoare solidă în legătură cu substanțele chimice.
Frecvența cu ultrasunete are o influență opusă asupra intensității cavitației. Când frecvența este redusă, atât dimensiunea bulei, cât și intensitatea scad. De regulă, se recomandă o frecvență minimă de aproximativ 40 kHz (40.000 oscilații/sec.) Pentru a asigura o intensitate suficientă și formarea de bule care elimină complet depunerile din celule.
Rola trebuie să se rotească continuu în lichidul de curățare. Acest lucru împiedică suprafața rolei anilox să fie aspră de intensități sonore care sunt prea mari pe alocuri. Undele sonore își pierd și ele eficacitatea odată cu creșterea distanței de la sursa sonoră, iar ultrasunetele pot avea doar un efect neuniform. Acesta este motivul pentru care distanța definită între sursele sonore și rola anilox și setarea frecvenței trebuie să fie coordonate cu precizie.
Pentru un rezultat bun de curățare cu ultrasunete, lichidul de curățare trebuie de asemenea încălzit la 60-65 ° C (mai bine 80 ° C) și rola trebuie să se rotească în baie timp de aproximativ 20-30 de minute. După curățare, rola anilox încălzită trebuie mai întâi să se răcească la temperatura camerei, ceea ce împiedică utilizarea sa direct în producția de tipărire.
În timpul curățării cu ultrasunete, uneori pot apărea presiuni de aproximativ 1500 bari, care pot deteriora suprafața rolei anilox. De exemplu, fisurile pot continua să se propage, astfel încât lichidul de curățare să poată pătrunde până la baza rolei și să provoace coroziune acolo. Fețele și capetele capetelor deteriorate și cu scurgeri ale unei role pot fi, de asemenea, cauza. În plus, rețelele fine de rigle înalte pot fi deteriorate dacă rola anilox este expusă la curățarea cu ultrasunete prea mult timp.
Procesul laser
Principiul curățării cu laser se bazează pe faptul că un impuls laser focalizat foarte scurt, cu intensitate mare, lovește suprafața ceramică a rolei anilox și absoarbe energia fasciculului laser. Acest lucru duce la ceea ce este cunoscut sub numele de evaporare „rece” a stratului de murdărie și a particulelor străine. Mai ales atunci când se utilizează materiale metalice, suprafața este greu încălzită din cauza reflexiei luminii. Prin urmare, metoda laser este un proces de curățare ușor, cu condiția ca parametrii frecvenței impulsului și lățimea de scanare a fasciculului laser, precum și viteza de avans și rotația laserului să fie setate sau coordonate corect.
Se utilizează în principal un laser în stare solidă pompat cu diode, care funcționează de obicei cu o putere de aproximativ 300 W și o lungime de undă de 1064 nm. Datorită setării variabile a frecvenței pulsului luminii laser, laserul poate fi utilizat pentru o gamă largă de materiale. Cu cât pulsul laserului este mai scurt (sau frecvența pulsului este mai mare), cu atât este mai mare puterea laserului. Ca urmare, căldura introdusă în material este în mod corespunzător mai mare sau mai mică.
Setarea variabilă a vitezei de rotație permite compensarea diferitelor diametre ale rolei fără a crește puterea de energie. Acest lucru previne supraîncărcarea termică a rolei anilox. Pe de altă parte, alimentarea cu energie poate fi crescută selectiv prin ajustarea vitezei de rotație. Și aici există riscul ca rola să fie parțial supusă la solicitări termice excesive. În plus, setarea unei viteze incorecte de rotație este vizibilă prin mici dungi orizontale pe suprafața rolei anilox.
Viteza corectă de alimentare este deosebit de vizibilă cu rolele anilox puternic murdare, deoarece acest parametru influențează și aportul de energie în rolă anilox. Ieșirea fasciculului laser (lățimea de scanare) poate fi setată variabil, astfel încât energia să fie distribuită pe o zonă mai mare sau mai mică. Desigur, acest lucru influențează cât de mare este rata de eliminare.
Curățarea cu laser a unei role cu anilox cu lățimea cilindrului de aproximativ 1300 mm durează aproximativ 45 de minute la o viteză de alimentare de 30 mm/min. După o perioadă scurtă de răcire, rola este gata de utilizare. Metoda prezintă rezultate bune de curățare pentru substanțe greu de curățat, cum ar fi acuarele și culorile 2K, precum și cu liniile înalte. Alte metode de curățare își ating limitele în aceste condiții.
Procesul laser „uscat” funcționează fără substanțe chimice, iar rolele anilox nu trebuie curățate. Este necesar un dispozitiv de aspirație pentru a îndepărta particulele de murdărie și reziduurile de vopsea. Operatorul sistemului trebuie să poarte ochelari de protecție corespunzători pentru a se proteja împotriva razelor laser. În plus, metoda este potrivită pentru curățarea în linie, de ex. curățarea rolelor anilox inaccesibile în imprimarea directă din carton ondulat.
Pentru mulți utilizatori potențiali, utilizarea procesului laser se opune costurilor mari de investiții. În plus, setarea corectă a laserului pe rolele anilox cu diferite reguli și substanțele care trebuie îndepărtate (acuarele, cerneluri cu solvent, lacuri 2K sau UV etc.) necesită o cantitate relativ mare de timp, experiență și know-how. Cu toate acestea, odată realizată această lucrare de bază, rezultatele curățării sunt foarte satisfăcătoare.
Concluzie
Costul de achiziție al unei role anilox ceramice este de câteva mii de euro. Curățarea regulată este necesară pentru a asigura cea mai lungă durată de viață posibilă. Este necesară o curățare amănunțită în afara tiparului pentru a elimina acești contaminanți. Pentru aceasta sunt disponibile diferite metode de curățare, toate având avantajele și dezavantajele lor.
sursă
Raport de cercetare DFTA: "Investigarea eficacității, sustenabilității și pericolelor proceselor de curățare a rolelor anilox în imprimarea flexografică", Dietmar Wolf