УФ-печать: вопросы и ответы

По данным недавнего отраслевого исследования, технологии УФ-печати по-прежнему вызывают множество вопросов у специалистов этикеточных типографий. Рекомендации дают представители GEW, ведущего разработчика систем отверждения УФ-красок.

Европейская флексографская техническая ассоциация (European Flexographic Technical Association, EFTA) распространила среди своих членов анкету, с целью выявить прикладную область, вызывающую больше всего вопросов со стороны типографий и производств, изготавливающих сложную печатную продукцию. Итогом стал семинар по технологиям УФ-печати, где выступили специалисты GEW. Его материалы и положены в основу статьи.

«Мы постарались осветить самые распространённые проблемы. Более углублённо технические тонкости красок и оборудования лучше обсуждать непосредственно с поставщиками», — пояснил исполнительный директор компании Малкольм Рей.

«Наши оттиски ужасно пахнут!»

Причины могут быть разными, в т. ч. недостаточное отверждение краски или лака — источником сильного запаха становятся «не сшитые» молекулярные структуры.

Попробуйте повысить минимальную мощность ламп до 160 Вт/см. Чистить УФ-лампы и рефлекторы нужно каждую неделю, а иногда и чаще. Если запах критичный, имейте в виду, что дешёвые фотоинициаторы пахнут сильнее.

При выборе красок учитывайте особенности готовой продукции. В распоряжении производителей красок широкий выбор компонентов, и они всегда учитывают пожелания заказчиков.

Не забывайте о материале: например, сильный запах даёт белёный картон.

На первую краску (в т. ч. белую трафаретную) флексографская УФ ложится «сеточкой»(плохо растекается)

Скорее всего, первый слой был пересушен. Уменьшите мощность лампы, чтобы уже нелипкая поверхность сохраняла адгезию и принимала вторую краску. Проинформируйте поставщика (поставщиков) краски об особенностях техпроцесса, чтобы избежать проблем с несовместимостью химикатов.

Недостаточная адгезия высохшей краски к поверхности

Чрезмерное отверждение краски может привести к усадке красочной плёнки. Уменьшите мощность ламп, проверьте адгезию и поверхностную липкость. При тестировании обратите внимание на поверхностное натяжение носителя (дин).

При хранении, особенно в условиях высокой влажности, активация предварительно обработанных плёнок резко снижается.

Когда менять УФ-лампы?

Через строго определённое количество отработанных часов (1000 или более, если лампы используются не в полную мощность). В системе УФ-отверждения должны быть счётчики для всех ламп — их цена не так велика по сравнению с убытками от бракованного тиража.

Применяйте только рекомендованные поставщиком оборудования УФ-лампы, дешёвые могут стать источником проблем. При печати высококачественных заказов на высоких скоростях имеет смысл укомплектовать печатную машину устройствами для измерения интенсивности УФ-излучения — простым радиометром или сложной системой, непрерывно отслеживающей интенсивность излучения по всей длине трубки (некоторые модели даже компенсируют падение мощности).

Многие изготовители упаковки работают с программными АСУП (MIS) — эффективным средством сокращения затрат и управления производством. Сделайте частью запрограммированного сценария замену ламп.

Когда меняют/обновляют УФ-сушки?

Если результаты и качество продукции устраивают, работайте с тем, что есть, не забывая о техобслуживании. Обновлять стоит старые системы с множеством маломощных ламп. При отверждении плотного красочного слоя или лака (во флексографии и трафаретной печати не редкость), большое число ламп низкой мощности не обеспечивает достаточной глубины отверждения.

Сегодня эффективность УФ-ламп повысилась настолько, что для качественного отверждения достаточно заменить их старые ламповые камеры новыми моделями того же производителя, оставив источник питания. Эффективность отверждения заметно повысится при значительной экономии средств.

Как определить уровень отверждения красок и лаков?

Главное — контролировать процесс и фиксировать данные. Вот некоторые признаки отклонений:

• краска остаётся жидкой — минимальное экспонирование или его отсутствие;
• образование плёнки, плохая адгезия к материалу — частичное отверждение (обычно поверхностное);
• липкая поверхность — обычно неполное отверждение;
• первая краска при нанесении флексографией или высокой печатью не принимает следующую — плохая адгезия, неэластичная красочная плёнка;
• жёсткая хрупкая поверхность, надпечатка проблематична — краска пересушена.

При соблюдении всех технологических требований поверхность красочного слоя не липкая, с низким уровнем запаха, гибкой красочной плёнкой и хорошей адгезией.

Важны регулярное протоколирование техпроцесса и повторяемость результатов.

Проведите тесты для фиксации базовых параметров, дающих оптимальное качество: на адгезию к клеящей ленте, на адгезию методом решётчатого надреза, на стойкость к задирам, на стойкость к метилэтилкетону, на пастеризацию, на интенсивность УФ-излучения, контроль скорости печати и т. д. Следите, чтобы значения проверяемых параметров выдерживались в последующих работах.

УФ-краски намного дороже водных

Утверждение верно при сравнении цены за килограмм краски, но не даёт полной картины.

Содержание твёрдых веществ в термозакрепляющихся составах — 33%, а в УФ-красках — до 99%.

Для полноценного сравнения нужно сопоставить кроющую способность или реальный краскоперенос.

При получении сухой красочной плёнки толщиной 2 мкм были получены следующие значения (краски известного производителя):

Краска на водной основе — 1 349 670 см²/кг.

УФ-краска — 3 551 762 см²/кг.

Средняя цена краски аналогичного качества

Краска на водной основе — 6,94 фунтов стерлингов/кг.

УФ-краска — 22,33 фунтов стерлингов/кг.

Стоимость расхода краски на 1000 см²

Краска на водной основе — 0,005 фунтов стерлингов.

УФ-краска — 0,006 фунтов стерлингов.

Небольшое различие легко компенсируется сокращением отходов краски и материала в комбинации с повышением производительности.

При УФ-сушке выделяется столько тепла, что невозможно печатать на термочувствительных материалах

Несколько лет назад проблема была актуальной. Акцент делался на создание всё более мощных ламп, что означало увеличение выделяемого ИК (теплового) излучения. В настоящее время производители предлагают самый широкий спектр решений для контроля за выделением тепла и беспроблемной печати на термочувствительных материалах, вплавляемых и усадочных рукавных этикетках, безосновных плёнках.

Современные прогрессивные системы со встроенным валом водяного охлаждения могут работать даже с плёнками толщиной 15 мкм.

УФ-оборудование потребляет много энергии

Одно из главных отличий в стоимости эксплуатации термальной и УФ-сушки — большие энергозатраты.

Большая газовая сушка потребляет 163 кВт, требует установки больших вентиляторов, а ультрафиолетовая сушка той же мощности — 82 кВт. Итоговые расходы на термальную сушку в год составят 30 595 фунтов стерлингов, на ультрафиолетовую сушку — 15 430 фунтов стерлингов.

От первого лица

«Если вы не используете УФ-лампы, предоставленные поставщиком оригинального (OEM) оборудования, вы покупаете лампы более низкого качества». Хотел бы развеять этот миф. Большинство производителей УФ-систем лампы НЕ ИЗГОТАВЛИВАЮТ. Они их закупают, делая выбор на основании умонастроений в день заключения контракта: сегодня заказ на их производство может быть размещён у одного поставщика, а завтра выбор падёт на другого. Как правило, производитель оборудования не может повлиять на качество ламп: оно всецело зависит от инноваций и методов компаниии-изготовителя.

Исторически, т. н. оригинальные производители оборудования (OEM) чрезвычайно заинтересованы в снижении закупочных цен на лампы. А результатом постоянного давления на поставщика может стать снижение их качества. Для удержания «лампового бизнеса» они жёстко привязывают потребителя на гарантийный период к строго определённому производителю, лампы которого закупают сами. Иначе гарантия объявляется недействительной. Практика известная, но некорректная.

Что касается стоимости ламп, то она формируется под влиянием множества факторов, зачастую её завышают или занижают OEM-производители. Потребитель всегда будет в выигрышном положении, приобретая лампу непосредственно у производителя УФ ламп: риск покупки дешёвой продукции по завышенной стоимости исключён.

Имея 30-летний опыт работы в области производства УФ-ламп, выделю факторы успеха, позволяющие выпускать лампы высшего качества: современное оборудование, постоянное совершенствование техпроцесса; сырье наивысшего качества; контроль и мониторинг техпроцесса на всех стадиях.

Единственный путь изготовления лампы высшего качества — использование высоких температур и вакуума. Лишь они очищают и выравнивают структуру кварца. Согласно моим данным, Alpha-Cure — единственный производитель, использующий вакуумные печи Graphite Hot Zone с температурой нагрева 1150 °С, позволяющей удалить из кварца загрязнения и неоднородности, ранее неподконтрольные и отрицательно влияющие на стабильность и качество работы УФ-ламп.

В традиционных вакуумных футерованных печах нагреть лампу выше 1000 °С невозможно, так как при температуре выше 1000°С кварцевая футеровка традиционной печи разрушается.

Высокие технологии стоят дорого. Ориентировочная стоимость печей Graphite Hot Zone — 300 000 фунтов стерлингов, что в 10 раз выше цен на футерованные.

Шейн Азерстоун (shane.atherstone@alpha-cure.com), директор по экспорту компании Alpha-Cure

НАШИ

Хорошая статья с простыми, но нужными практическими советами. Со стороны производителей красок добавлю всего несколько пунктов:

1. Правильно замечено, что пересушивание краски может вызывать проблемы в печати. Мы с этим сталкиваемся постоянно; бытует мнение, что выражение «кашу маслом не испортишь» на 100% подходит к процессу закрепления краски. Даже при печати 2-цветной этикетки на 8-красочной машине обычная практика такова, что печать краски-подложки (обычно, белой) идёт на первой секции, далее она закрепляется под 7-ю лампами, работающими на 100% мощности, а на последней секции на неё пытаются положить цветную плашку. Результат почти всегда — вторая краска не растекается, «ложится с проколами». Обычное решение — добавить во вторую краску силиконовую добавку и пожаловаться на нерадивых поставщиков, производящих несовместимые краски… А решение проще — УФ-каша лишнего масла не любит!
2. Дешёвые фотоинициаторы… Только не надо искать в ассортименте поставщиков дорогие фотоинициаторы и самостоятельно добавлять их в краску! Не поможет! Существуют специальные УФ-серии с пониженным запахом за счёт использования специального сырья, действительно, более дорогого, и не только фотоинициаторов. Правильно замечание про запах запечатываемого материала: обычно он появляется после прохождения через УФ-сушку, зачастую эффект дают праймеры, нанесённые на материал.
3. По поводу проверки степени закрепления метилэтилкетоном. Мы практикуем этанол, т. к. он менее агрессивен, требуется большее количество протиров, следовательно, погрешность меньше.
4. Удивило, что в статье от производителей УФ-сушек ничего не сказано о специальных лампах для чёрных и белых красок. Ещё пару лет назад это была модная тема, теперь она постепенно сходит на нет. Наш опыт также показывает, что излишние затраты на спецлампы оправдываются далеко не всегда, можно найти более изящные и дешёвые пути повышения скорости и качества закрепления красок.

Евгения Баум (Eugenia.Baum@xsys-printsolutions.com), менеджер по продажам XSYS Print Solutions Flint Group

Для проверки отверждения обычно используют три простых теста: на липкость и стирание красочной плёнки, устойчивость к царапанью. В первых случаях можно использовать палец (прижать к красочной плёнке или потереть её), во втором — с небольшим нажимом сделать 5 царапин верхней частью ногтя под углом 45° в направлении от себя. Оттиск устойчив, если повреждений нет или они невелики. Плохая устойчивость к царапанью не всегда означает слабое отверждение краски, чаще это признак неудачного выбора пары запечатываемый материал/краска. Устойчивость к царапанью с течением времени возрастает, поэтому проверяется спустя сутки после печати.

Что касается проблем с отводом тепла, то производители современных УФ-сушек успешно их решают. Это могут быть системы с водным охлаждением и кварцевыми фильтрами, как у датской DPL Indusri, или охлаждающими валами, как у английской GEW. Подчеркну, что универсальных сушек не существует. Подбирать их следует под конкретный спектр запечатываемых материалов.

Андрей Семичев (andrey@uvservice.ru), генеральный директор компании UV-Service

Считаю публикацию очень своевременной. Поскольку долгое время работал с GEW, наши точки зрения очень близки, что-то добавить сложно. Акцентирую внимание специалистов на технических параметрах УФ-сушек. В них лучше использовать «родную» УФ-лампу либо, на худой конец, аналог от европейского производителя. Основная проблема лампы — перегрев, а значит, кварцевое стекло и отражатель должны быть чистыми. Опыт показывает, что лампы приходится менять в 3- 4 чаще, чем отражатели. Особое внимание — вентиляции. Правильно организованная вытяжка снижает температуру лампы на 30-40°. И последнее: флексография — это искусство, и хотя печать УФ-красками уменьшает влияние человеческого фактора, полностью его не исключает.

Владимир Булычев (Bulichev@firmcont.ru), заместитель генерального директора «Конт»