Печать пакетов... Сколько ярусов?

Для чего нужны широкорулонные секционные флексомашины ярусного построения? В том числе, чтобы наступающий Новый год стал ярким праздником, одним из элементов которого может оказаться красивый, отпечатанный на подобной технике полиэтиленовый пакет.

Эти машины — промежуточное звено между флексографскими планетарными широкорулонными и секционными линейными машинами. Хотя по виду, конструктивным особенностям и работе с тянущимися материалами близки к планетарным (см. статью «Мир широких планет», ФСП № 5, 2006), отсутствие единой «точки опоры» для запечатываемого материала — центрального цилиндра — вносит кардинальные отличия в технологию печати. Транспортируемый между ярусно расположенными печатными секциями материал неизбежно растягивается, приводя к погрешностям совмещения цветов.

Азиатский синдром

Популярность ярусной флексографской техники на рынке чрезвычайно высока: на них печатают огромный объём выпускаемых в стране полиэтиленовых пакетов («майка», «с вырубной ручкой», молочных упаковочных) плюс традиционную упаковку. А всё из-за большой длины печати (раппорта), широких возможностей по комбинированию количества цветов на лицевой и оборотной сторонах рукавного полотна, приспособленности к работе с плёночными материалами (хотя и меньшей, чем у планетарной техники). Учитывая не всегда высокие требования к качеству, в статистике продаж доминируют недорогие китайские, тайваньские и корейские механизмы.

Но спрос на высококачественную цветную продукцию, в т. ч. яркие сувенирные пакеты, никто не отменял, а привычное размещение подобных заказов за рубежом вряд ли греет душу амбициозных руководителей активно развивающихся отечественных производств. Положительные сдвиги налицо. В питерской компании «Дар» весной установили 8-красочную сервоприводную ярусную широкорулонную флексомашину Superflexol Servo итальянской Filippini & Paganini.

Выбор техники в России разнообразен: далеко не полный список (не все поставщики были готовы предоставить техническую информацию по своим машинам) включает 18 компаний: Atlant, Bielloni, Carint, Cerutti, Filippini & Paganini, Flexo Group, Giave, Gramex, Hemingstone, Hon Jin, Hyplas, Jandi’s Indastrial, KYMC, Lee Yeun, Lung Meng Machinery, Tifmak, Uteco, YT.

Учитывая нарастающий интерес к многоцветной, более качественной и производительной печати, в обзор включены агрегаты, оснащаемые не менее чем 4-красочными секциями с шириной печати от 800 мм (в сводной таблице указаны все варианты их комплектации, в т. ч. меньших ширины и красочности).

Удобная геометрия

Особенности конструктивного исполнения ярусных машин позволяют компактно разместить на вертикальной станине все печатные секции с промежуточными сушками — на второй опоре монтируются устройства размотки и намотки. Сверху, на мостовой конструкции — туннельное сушильное устройство

(в большинстве машин — стандартно). Компактность не мешает реализации одного из главных преимуществ — несравнимо большей длины печати, востребованной для пакетов: у Uteco Blenda 422 она достигает 2200 мм, а диапазон 1000—1200 мм достаточно распространён: ему соответствуют спецификации машин Atlant, Bielloni, Carint, Filippini & Paganini, Giave, Gramex, Hyplas, Uteco. Не менее важен другой геометрический параметр — ширина печати, вносящая заметный вклад в производительность: как рассказал директор компании «Дар» Игорь Фомин, ширина 1600 мм (при длине раппорта 1200 мм) позволяет печатать заказы в три «потока».

Печатные «расклады»

Варианты прохождения полотна через тоннельную сушку при печати по схеме 3+3. Слева — материал проходит сквозь тоннельную сушку после запечатывания лицевой стороны, для закрепления красок на оборотной используется нижняя вспомогательная сушка. Справа — машина с двухсекционной тоннельной сушкой, в половинные секции которой (в схеме 6+0 используется вся длина тоннеля) материал заходит слева и справа после запечатывания лицевой и оборотной сторон.

Второе преимущество современных ярусных машин — богатый выбор схем печати с переворотом. Для 8-красочной машины это 8+0, 7+1, 6+2, 5+3, 4+4. При выводе из работы одной или нескольких секций (или для машин с меньшей красочностью) легко формируются серии соответствующих «малых раскладов». Основной принцип — использование обводных транспортных валов, позволяющих заводить полотно обратной стороной в нужную последовательность секций. В ряде машин операция сопровождается переключением шестерённых или ременных передач, вследствие чего вращение печатных групп меняется на противоположное. Важный элемент — исключение отмарывания на поверхность валов ранее запечатанной поверхности. Для этого материал после нанесения краски на первую запечатываемую сторону проходит через основную (машины Filippini & Paganini, Giave, Lung Meng) или дополнительную (Gramex) тоннельную или более мощную вспомогательную (машины Hemingstone, Tifmak) сушки. Двухсекционная тоннельная сушка (машины Giave) позволяет дважды пропустить через неё полотно (после запечатки лицевой и оборотной сторон).

Борьба за скорость

Основной вклад в производительность печатной техники вносит заявляемая для неё максимальная скорость работы. Среди лидеров — машины Bielloni (300 м/мин), Cerutti Policroma и Uteco Jade Stack (350 м/мин), Gramex FS и Superflexol Servo от Filippini & Paganini (250 м/мин), скоростные версии машин Uteco (250 м/мин), оснащаемые более мощными сушками, машины Carint, Segesta от Flexo Group, Giave и версии Tifmak шириной 800 мм (200 м/мин). Справедливости ради отметим, что ряд указанных значений обозначает механическую скорость.

Как и в случае с планетарной техникой, предельные скорости мало практикуются. Среди основных ограничений — особенности печатаемого дизайна, мощность сушильных устройств, устойчивая работа красочных аппаратов, стабильность приводки. По словам технолога «Дар» Вадима Зайцева, значительную часть работ они выполняют при 180 м/мин, для особо сложных заказов не поднимаются выше 130 м/мин. Одно из условий скоростной работы — закрытые камер-ракельные системы, предотвращающие разбрызгивание краски. Как следует из таблицы, в базовом варианте комплектации большинство поставщиков предлагает открытый, дукторный вариант красочной системы, одна из особенностей которого — зависимость толщины переносимого красочного слоя от взаимодействия дукторного и анилоксового валов.

Пока преобладающие на российских предприятиях машины невысокой производительности (среди таковых — Atlant, YT, Hyplas SL-FG, Hon Jin) диктуют иной скоростной «ценз» — 50—80 м/мин. Постепенно набирает вес на рынке более производительная техника, чья рабочая скорость переваливает за 100 м/мин. По требованию заказчика они комплектуются системами автоматического контроля натяжения, равнения края полотна, секциями ввода/вывода полотна, средствами видеоконтроля (такие как Giave, Hemingstone, серия SL-FG-SP от Hyplas, серии GF-BDN и GF-FP от Jandi’s Indastrial, машины KYMC, Lung Meng, Lee Yeun HSP, Tifmak). Рост требований к качеству всё чаще заставляет производителей оснащать подобными системами и более медленные агрегаты (один из примеров — машины Atlant).

Трудный полиэтилен

Техника ярусного построения не приобретается для печати высокохудожественных растровых работ на тянущемся полиэтилене. Не исключение даже её сервоприводные версии высшей ценовой категории (от Bielloni, Carint, Filippini & Paganini), исполняемые по технологиям shaftless (один двигатель на печатную секцию) или gearless (сервопривод — для каждого из валов печатной группы). Хотя это резко повышает качество приводки за счёт корректировки скорости вращения последовательных печатных пар, выполняемой в соответствии с показаниями промежуточных датчиков силы натяжения (на установленной в «Дар» машине shaftless — 3 тензодатчика на 8 секций), результат далеко не всегда сравним с оттисками планетарной техники.

Открытая ракельная система не предполагает высоких скоростей печати

При покупке машин средней (от 150 000 долл.) и высшей (от 500 000 долл.) ценовых категорий результаты полноцветной печати приемлемы на более плотном полиэтилене низкого давления (ПНД). В случае работы с тонким полиэтиленом высокого давления (ПВД) производители, имеющие в парке оборудования экструдеры (таковых большинство), часто добавляют в исходный гранулят (5-10%) «линейный» (ориентированный) полиэтилен, делающий материал жёстче.

Обязательный элемент качественной печати на плёночных основах — система контроля натяжения запечатываемого полотна, в том или ином виде присутствующая во всех машинах. В агрегатах начального уровня — вручную регулируемый пружинный механизм, с заданным усилием тормозящий вращение вала устройства размотки. Следующий уровень — настраиваемые оператором порошковые муфты. Завершают иерархию автоматические системы с обратной связью, сигналы в которую подают тензодатчики или «танцующие» валы («балерины»), фиксирующие изменение заданного уровня натяжения полотна. Стандартно или опционально таковые устанавливаются в машинах Atlant, Bielloni, Carint, Filippini & Paganini, Flexo Group, Giave, Gramex, серии BDN от Jandi’s Indastrial, Hyplas, KYMC DPX, Lee Yeun, Lung Meng, Tifmak, Uteco.

Компенсируют погрешности натяжения устанавливаемые в большинстве машин после тоннельной сушки валы водяного охлаждения полотна (один или два), иногда стандартно или опционально оснащаемые сервоприводом и элементом контроля силы натяжения (тензодатчиком или «танцующим» валом). В таких случаях (машины Bielloni, Carint, Filippini & Paganini, Gramex, Giave, Tifmak, Uteco) вал охлаждения формирует дополнительную (как правило, третью, перед устройством намотки) зону контроля натяжения полотна.

Первые две зоны образуют механизмы натяжения на устройствах намотки/размотки вкупе с прижимным валом на входе в печатные секции. В машинах среднего и высшего ценовых диапазонов в дело вступают секции ввода/вывода полотна, размещаемые после устройств размотки и перед намоткой. В их составе — тянущие валы и элементы контроля натяжения (чаще — «балерины»). Стандартно или опционально таковые предусмотрены в машинах Atlant, Bielloni, Carint, Filippini & Paganini, Gramex, серии GF-FP от Jandi’s Indastrial, KYMC, Hemingstone, Tifmak, Uteco.

Эффективное дополнение к системе контроля натяжения — блоки равнения кромки полотна, механические или автоматические, монтируемые после устройств размотки и перед намоткой (в зависимости от требований заказчика и особенностей базовых комплектаций).

С лица и оборота

«Крайней» в ряду ответственных за качество совмещения цветов и элементов дизайна на оттиске остаётся система продольной и поперечной приводки изображения между секциями. И хотя в большинстве машин она, по умолчанию, ручная (механическая), уровень её реализации различен. Простейший вариант — продольное смещение формного вала в пределах шага зуба (5 или 10 мм), более удобный — свободный его разворот относительно оси зацепления на 360°. (Все валы группы — печатный, формный и анилоксовый — жёстко связаны во время печати зубчатым зацеплением, свободный проворот формных валов при печати исключает храповый механизм.)

Разворот идёт с помощью обгонных муфт (механических или электромагнитных), величину задаёт оператор. Эффектно решение в автоматизированных и сервоприводных машинах, где за продольную (моторизованную) приводку отвечает отдельный электродвигатель. Важный элемент сервоприводных машин — размещаемые между печатными секциями тянущие валы, позволяющие точнее совместить оттиски на лицевой и оборотной сторонах. Как пояснил Зайцев, её обязательное дополнение — двухсторонняя система видеоконтроля, дающая оператору видеть «кресты» на лицевой и оборотной сторонах. Двухстороннее совмещение затруднено при работе с непрозрачными материалами, хотя, по заявлению ряда поставщиков, есть автоматизированные решения и для таких случаев.

Работа в линию

Механическая «пружинная» система настройки натяжения полотна на устройстве размотки. Интеллектуальная система инспекции и видеоконтроля — незаменимый компонент печатного производства при скоростях свыше 80 м/мин

Специфика пакетоделательного производства — отличный образец технологий конвертинга, о которых шла речь в ФСП № 5, 2006. Действительно, ключевой элемент абсолютного большинства подобных предприятий — экструзионные установки, зачастую устанавливаемые в линию с ярусными печатными машинами. В производственном помещении фирмы «Стандарт СТ» сразу 6 экструдеров, один объединён с 4-красочной ярусной флексомашиной. Как рассказал Вячеслав Кулеш, начальник отдела продаж Zakazpaketov.ru, работающая у них 4-красочная ярусная YT 4600 задействуется в линию при выпуске заказов большого объёма (200 000 пакетов и более). Директор фирмы «Пако Пластика» Илья Черепков, в чьём машинном парке две 4-красочные машины и экструдер, предпочитает использовать печатные машины только автономно, дабы не снижать скорости имеющейся техники.

Электромагнитная и механическая муфты (слева направо) управления продольной приводкой (смещением формного вала на 360°)

Обеспечить работу в линию берётся абсолютное большинство поставщиков ярусной техники, хотя есть и оговорки: некоторые предлагают лишь 2-красочные модели, другие — специализированные версии (например, серия агрегатов ST от Giave или Lung Meng CFP). Преимущественно для работы в линию с экструдерами своего производства разрабатывает производительную технику Bielloni. У остальных среди стандартных опций — блок согласования скорости прохождения полотна между печатной машиной и экструдером (в таблице — опция «ЛИН»). В его составе «танцующий» вал с системой обратной связи по положению или усилию натяжения и набор транспортных валов, компенсирующих длину подаваемого в машину полотна.

Плёночная «коронация»

Эффективность поточного производства упаковочной продукции повышают вспомогательные средства — двухваловые устройства размотки и намотки, грузоподъёмные механизмы, системы коронной обработки. Наличие экструдеров снимает вопросы о месте установки мощных коронаторов для первичной обработки плёнки: как пояснил директор «Стандарт СТ» Олег Кудряшов, подобные агрегаты, работающие с напряжением 20 000 В, — неочевидный объект для обслуживания оператором печатной машины. А приобретение систем повторного коронирования, монтируемых на машину для восстановления частично утерянного в процессе хранения плёнки уровня её активации, оправдано лишь при отсутствии собственного экструзионного производства.

«Танцующий» вал и датчик контроля его положения в блоке согласования натяжения полотна между экструдером и печатной машиной

Важный элемент — грузоподъёмные механизмы, перемещаемые по направляющим по обеим сторонам машины. Их существенность осознаёшь сразу, увидев в печатном цеху габаритные формные валы на максимальную длину печати (1200 или 1500 мм). Потому важно и отсутствие «мертвых зон» в работе тельферов: некоторые производители, по конструктивным причинам, ограничивают их «сферу влияния» лишь зонами погрузки/разгрузки рулонов запечатываемого материала.

Заметно сократит потери рабочего времени полуавтоматическая система смены рулонов, базирующаяся на ручной склейке концов материала оператором. Что же касается автоматических турельных (револьверных) систем, то, учитывая стоимость, приобретать их имеет смысл лишь в комплекте с мощной автоматизированной машиной.

Работа без проблем

Руководители производств советуют перед покупкой широкорулонной флексографской ярусной печатной машины тщательно проанализировать варианты сервисного обслуживания, наметить каналы поставки запчастей. Как рассказали Кулеш и Кудряшов, на чьих предприятиях эксплуатируется сравнительно недорогая азиатская техника, комплектующие заказываются на российских заводах, техническое обслуживание осуществляется либо самостоятельно, либо силами приглашённых, зарекомендовавших себя на рынке специалистов. Ситуация «упрощается» при работе со сложным оборудованием, для обслуживания которого «бесплатно», в период гарантийного срока, привлекаются специалисты компании-производителя. Стоит запланировать и предстоящие расходы на заказ и приобретение формных валов с комплектами шестерён для разной длины печати: самый «богатый» их стандартный набор, о котором довелось услышать от поставщиков, не превышал 4-х типоразмеров. Для успешного же выполнения широкого спектра заказов понадобится не менее 60-ти валов — именно такое и даже большее их количество имеют в инструментальном парке Кудряшов, Фомин и Черепков.

Разглаживающий вал собственного производства — на металлическую поверхность наклеены полоски специального обработанного узкого скотча

Обязательным элементом при работе на скоростях свыше 80 м/мин становятся закрытые ракельные камеры, комплектуемые циркуляционными красочными насосами, заметно облегчающими трудоёмкую и важную операцию смывки красочных секций. Разумеется, идеальный вариант — автоматическая смывка, реализуемая переключением красочных насосов на прокачку растворителя по красочным магистралям. Учитывая стоимость решения, это удел счастливых владельцев мощной скоростной техники. Одно из условий высококачественной печати — поставка керамических анилоксовых валов, стандартно или опционально предлагаемых большинством поставщиков.

Часто используемый и востребованный элемент — «разглаживающие валы», предотвращающие появление морщин на тонких плёнках (15—20 мкм). Кто-то изготавливает их самостоятельно, наматывая специальным образом скотч на транспортный вал, кто-то приобретает специализированные системы. Одно из предложений — у Filippini & Paganini, опционально включающей в комплект канавочные обрезиненные валы. Ситуация на рынке диктует неизбежность смещения интересов отечественных «пакетных» производств к более сложной и производительной технике. Что доказывают растущий спрос на качественную продукцию и беседы с руководителями производств, задумывающихся о приобретении недорогих «планет» на вторичном рынке или новых 6-8-секционных ярусных машин с элементами автоматизации.

Автор выражает искреннюю признательность специалистам компаний Bielloni Converting, Carint, Cerutti, Converplas, Gramex, Lung Meng Machinery, Zakazpaketov.ru, «Бронко», «Вариант», «Дар», «Итрако», «Новое решение», «Пако Пластика», «Полиграфические системы», «Полиграфспектр», «Полимер Проект», «Полимер Трейдинг», «Россита», «Стандарт СТ» и «Эксимпак» за помощь при подготовке статьи.