Анилоксы: лазеры и керамика <i><A HREF="#vr"><SUP>*</SUP></A></i>

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 (andrey@uvservice.ru), генеральный директор компании UV-service

НАШИ

Современный растровый вал — продукт высоких технологий. При его создании объединяются последние достижения порошковой металлургии и лазерной техники. Гравировка анилоксовых валов лазерами высокой мощности — путь к получению высоких линиатур и краскопереноса даже при классических ячейках. Благодаря высокой удельной мощности лазеров, материал не плавится лучом, а испаряется. Появилась уникальная возможность изготовления ячейки любой глубины с отвесными краями. Для примера, при линиатуре 270 лин./см лазер СО2 способен выгравировать ячейку 4,5 см³/см², лазер YAG — 7 см³/см², термальный — 10 см³/см².

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.

1. 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.
2. 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.

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