Анилоксовые валы: последние достижения

Какие преимущества могут дать новые высоколиниатурные валы?
Как выбрать самый подходящий вал для конкретной работы?

Это повторяется каждые несколько лет — такой подзаголовок можно было бы дать нашей теме, которая регулярно обсуждается на конференциях DFTA, привлекая всеобщее внимание. Действительно, анилоксовые валы — центральный вопрос флексографии, и обращение к нему опять и опять вполне объяснимо. Немало уже было сказано об анилоксовых валах, но все же главное слово за будущим. Вашему вниманию предлагается изложение доклада, сделанного М. Хорншухом на одной из конференций DFTA.

Роли анилоксового вала

Чтобы обсуждать положение дел в этой области сейчас, нужно вспомнить о том, какую роль в флексографии играл анилоксовый вал раньше, в те добрые старые времена, когда печатник, глядя на оригинал, уже знал, какой анилоксовый вал из немногих имеющихся подходит для этой работы. Сегодня же стоит задать вопрос: способен ли кто-либо действительно разбираться в этом предмете? Какую линиатуру растра следует подобрать для воспроизведения участков с крупными штрихами и плашками, должен ли это быть растр с линиатурой 80 лин/см (200 ячеек/дюйм), 100 (250), 120 (300), 140 (350) или 160 лин/см (400 ячеек/дюйм)? Могут ли мелкорастровые анилоксовые валы забирать и переносить достаточное для печати штриховых изображений количество краски, или они просто в той или иной степени выполняют промежуточные функции? Можно ли повысить качество полутоновой печати с помощью мелколиниатурных анилоксовых валов? Или все эти цифры, все эти 170 лин/см (430 ячеек/дюйм), 180 (460) и т. д., — образно говоря, костыль, на который растерявшийся может опереться? Какой же анилоксовый вал, в конечном счете, использовать, когда и для чего?

Преимущества работы в прошлом заключались в единстве предъявляемых требований, с одной стороны, и единой технологии — с другой. (Стандарты в те дни были значительно выше, чем теперь!)

Сегодня затруднения вызывают разнообразие требований с одной стороны и наличие множества технологий с другой. В качестве запечатываемого материала используется от 20 до 30 видов пленок с различной восприимчивостью к краске и примерно такое же количество различных видов бумаги. Существует по крайней мере три типа красок: на основе растворителя, на водной основе и закрепляемые излучением, и около 100 формул красок. Добавим сюда приблизительно 100 типов фотополимерных форм, имеющих разные характеристики и различный состав полимерных композиций. Формы крепятся одной из 100 возможных комбинаций липкой ленты и покрытия вала. Печать может производиться на машинах с шириной рулона, изменяемой в диапазоне от 40 до 180 см. Краска с анилоксового вала счищается с применением, может быть, 40 различных конструкций ракельных систем со скоростями от 80 до 400 м/мин. На четкость изображения может влиять линиатура растра формы, лежащая в пределах от 28 до 80 лин/см для традиционного или, как сейчас принято называть, амплитудно-модулированного растрирования. Новая технология частотно-модулированного растрирования позволяет охарактеризовать растр числом микроточек на единицу поверхности. Эта величина колеблется между 240 и 960 точек/см². Закономерен вопрос: как же разобраться во всем этом хаосе — какой анилоксовый вал следует выбрать в том или ином случае?

Имеется ли в 90-х гг. то, чем мы располагали в 70-х — один универсальный анилоксовый вал для воспроизведени полутонов, штриховых изображений и больших плашек (например, белого фона)?

С точки зрения печатной технологии и без учета допустимых отклонений от стандарта в процессе изготовления анилоксовые валы, применяемые в тиражном производстве, характеризуются девятью параметрами, определяющими конечный результат.

Параметры, влияющие на качество печати, связаны между собой, подобно звеньям одной цепи. Искажения в любом из звеньев приводят к нестабильности всей системы. Таким образом, разрушается правильный баланс между различными взаимообусловленными факторами, что сказывается на работе печатной машины и, следовательно, приводит к снижению производительности. К основным параметрам относятся:

1. Линиатура растра печатной формы.
2. Тип печатной формы.
3. Способ крепления печатной формы на формном цилиндре.
4. Запечатываемый материал.
5. Красочная система.
6. Состав краски и ее вязкость.
7. Ракельная система.
8. Скорость печатной машины.
9. Тип печатной машины.

Безусловно, полный список параметров гораздо длиннее. Для нас важно зафиксировать на отдельных примерах имеющиеся проблемы. Вне всякого сомнения, каждый работающий с флексографией специалист должен самостоятельно подбирать по возможности близкое к идеалу сочетание перечисленных параметров, исходя из деталей каждого отдельного заказа.

Что касается анилоксового вала, то задача здесь может быть только одна: переносить ровно столько краски, сколько нужно!

На мелколиниатурный растр, служащий для воспроизведения изображения в высоких светах, должно наноситься то оптимальное количество краски, которое не приводит к избыточному растискиванию или слипанию краев соседних точек, в то же время и тени, и участки сплошного изображения должны покрываться достаточным слоем краски. Для плашек его толщина определяется оптической плотностью, значение которой получают стандартным методом измерения. В идеале хотелось бы достичь оптической плотности, равной 1,55, что гарантировало бы воспроизведение всего тонового диапазона с хорошим контрастом.

Только стремлением к экономии можно объяснить существующую сегодня тенденцию к уменьшению количества красок, используемых для печати. Предпринимаются усилия для того, чтобы получать удовлетворительные результаты при печатании пятью красками там, где всего несколько лет назад использовались бы от шести до восьми. Это означает перенос акцента на потребность воспроизводить оригиналы, содержащие как полутоновые, так и штриховые элементы, наиболее простым и удобным способом.

Проще говоря, для любого заказа нужно подобрать подходящий анилоксовый вал!

Какой анилоксовый вал пригоден для запечатывания пленки? При печатании белой краской вал должен переносить такое ее количество, какое требуется для равномерного покрытия всей поверхности. Избыток краски только увеличивает расходы, приводит к снижению производительности, не говоря уже о такой хорошо знакомой проблеме, как задержка испарения растворителя.

Вязкость краски на основе растворителя, а также тип печатной формы плюс способ ее крепления — вот две вещи, которые ни в коем случае нельзя недооценивать. И то и другое влияет на характер переноса краски. Для предотвращения недостатков при накатывании белой краски параметры анилоксового вала должны подбираться в соответствии с параметрами печатной формы и вязкостью краски.

Печатная форма должна иметь разумную толщину и не должна крепиться на основе из пенорезины. Для печати белой краской 2-К пригодны как эластомерные (резиновые стереотипы), так и фотополимерные формы, подобные BASF ME или даже формы BF 270, применяемые при высокой печати.

Выбор форм для печати красками 2-К ограничен, но для красок 1-К, где выбор шире, предпочтение, отданое той или иной форме, в большей степени сказывается на качестве переноса. Для последнего случая рабочая группа DFTA сравнила шесть анилоксовых валов, значительно различавшихся глубиной ячейки и отношением ширины перемычки к ширине ячейки (рис. 1). Теоретические прикидки выхода краски из растровой ячейки показали, что стандартный анилоксовый вал с линиатурой растра 60 лин/см, глубиной ячейки 70 мкм и отношением ширин перемычки и ячейки 1:9 в самом деле оказался лучшим!

Рис. 1.
Теоретически рассчитанные объемы краски, принимаемые различными анилоксовыми валиками

Объемы краски, теоретически переносимые другими валами, значительно ниже. В процентах это выглядит так:

Но это только теория. На практике наблюдается обратная картина. При оптимально подобранных вязкости краски и печатной форме вал с линиатурой растра 140 лин/см, который теоретически переносит только 28,8% краски относительно 100-процентного переноса валом с растром 60 лин/см, в действительности подает достаточное количество краски на запечатываемую поверхность, делая ее более ровной и менее прозрачной на вид.

Как переносится краска

?Реально вал с линиатурой растра 60 лин/см и глубиной ячейки 70 мкм переносит только малую часть от теоретически рассчитанного значения объема краски. Большее количество остается в ячейках и быстро засыхает. Иначе говоря, поверхность, запечатанная сплошным фоном, лучше всего получается при печати тонким, равномерным слоем краски, а не толстым, который к тому же может содержать много пустот (рис. 2).

Рис. 2.
Влияние поверхностного натяжения краски в зоне контакта на разделение красочного слоя

Это можно объяснить так: чем уже перемычки между ячейками, тем лучше по ним растекается краска. Покрытые краской перемычки не оставляют зрительно различимых следов на запечатываемой поверхности. Соответственно, сплошные участки изображения воспроизводятся более равномерно (рис. 3, 4). Чем шире перемычки, тем, вследствие недостаточного покрытия краской запечатываемого материала, заметнее оставляемые ими незакрашенные «отметины».

Рис. 3.
Равномерность переноса краски разными анилоксовыми валами

Рис. 4.
Объемы краски, переносимые при различной площади контакта анилоксового валика

Чтобы сделать такую «крапчатость» менее явной, печатнику следует добиваться увеличения насыщенности краски на участках вокруг «отметин». Поясним это, сравнив относительные размеры перемычек растра шести анилоксовых валов. В качестве эталона использован вал с линиатурой 60 лин/см и глубиной ячейки 70 мкм. Ширина перемычки принята за 100% (рис. 5).

Рис. 5.
Относительные значения ширины перемычки ячеек (16,7мкм=100%)

Секрет гладкости фона запечатанной поверхности при использовании вала с растром 140 лин/см объясняется, главным образом, тем, что порция краски, принимаемая поверхностью перемычки, уменьшается на 77,5%. Имеющаяся в настоящее время технология предполагает строгую взаимосвязь между шириной перемычек, шагом растра и глубиной ячеек. Чем уже перемычки растра крупнолиниатурного анилоксового вала, тем больше должна быть глубина ячейки. Для мелкого растра справедливо обратное: чем уже перемычки, тем труднее гравировать более глубокие ячейки.

Важно в каждом конкретном случае правильно подбирать характеристики анилоксового вала, чтобы они в наибольшей степени соответствовали данной области применения. Ячейки должны быть настолько глубоки, насколько это необходимо, то есть на несколько микронов ниже уровня, на котором краска, предположительно, разделяется, а перемычки должны быть столь узкими, чтобы их поверхность полностью покрывалась краской и не оставляла «отметин» в процессе печати.

Непременным условием является соответствие глубины и ширины ячеек анилоксового вала печатной форме, вязкости и типу краски. При изменении одного из этих параметров меняются и характеристики краскопереноса, причем отклонения могут составлять до 30%.

Без «если» и «но» не обойтись

В случаях, когда вязкость белой краски 1-К увеличивается до 24 с или если толстая печатная форма закрепляется на мягкой резиновой основе, положительные свойства нового поколения анилоксовых валов перестают ощущаться. Оттиск начинает растрескиваться, уменьшается количество переносимой краски. Использование белой краски 2-К с вязкостью 13 с на печатных машинах, имеющих ракельное устройство, позволяет печатнику по-прежнему использовать традиционный анилоксовый вал с линиатурой растра 60 лин/см и глубиной ячейки 70 мкм. Все относящееся к печати белой краской в равной степени относится и к цветной штриховой печати и печати плашек.

Широко известен тот факт, что при воспроизведении плашки фиолетового цвета на полиэтиленовой пленке синяя краска распределяется неравномерно, и на оттиске заметно чередование светлых и темных участков. Была предпринята попытка компенсировать это явление использованием анилоксового вала с линиатурой 80 лин/см и глубиной ячейки 30 мкм. Там, где эта проблема все же оставалась, анилоксовый вал был заменен на другой — 80 лин/см и 50 мкм. Однако изображение опять получалось пятнистым. Попробовали вал 60 лин/см и 70 мкм, но неоднородность изображения все так же бросалась в глаза. Вдобавок, из-за избытка краски на поверхности анилоксового вала на запечатываемом материале наблюдались следы разбрызгивания. Проблему мог бы решить вал меньшей краскоемкости. Участки сплошного изображения воспроизводились должным образом при применении вала с линиатурой 140 лин/см, отношением ширин перемычки и ячейки 1:18 и углом гравировки 60°. Здесь следует отметить, что не все анилоксовые валы с линиатурой 140 лин/см имеют одинаковые параметры. Глубина ячеек керамического анилоксового растрированного вала, строго говоря, не так существенна, как для более раннего поколения металлических валов. Однако та практически идеальная ширина перемычек, которая характерна для керамических валов с лазерным гравированием, едва ли достижима для хромированных металлических валов.

Такое же значение при сравнении имеют зона контакта керамического и глубина механически гравированной ячейки металлического вала. Параметром здесь является тот процент площади керамического вала, который после очистки ракелем несет краску, по сравнению с площадью не несущих краску участков хромированного вала.

Продемонстрируем сравнение трех анилоксовых валов 140 лин/см.

У вала 1 с отношением ширин перемычки и ячейки 1:6,5 площадь контакта на 32% больше, чем у вала 2 с отношением 1:3,5 и на 61% больше, чем у вала 3 с отношением 1:18. Что касается двух валов с линейным растром, площадь контакта вала 3 на 22% выше, чем у вала 2. Глубина ячейки в обоих случаях одинакова, но вал с отношением ширины перемычки к ширине ячейки 1:18 переносит на 22% больше краски, чем анилоксовый вал с отношением 1:6,5. Чем больше область контакта, тем лучше перенос краски и выше коэффициент передачи.

Помимо качества изображения, визуальной оценке поддается еще и объем отходов. Избыточный расход краски не только сам по себе обойдется в копеечку. Чрезмерная толщина красочного слоя может создавать проблемы при печати, что выражается в плохом закреплении и разбрызгивании краски, пятнистости изображения и т. д. Визуально хорошо проработанный оттиск легче получить при печати тонкой, но равномерной пленкой краски, то есть менее дорогостоящим, более удобным и не создающим проблем способом.

Чем глубже ячейки анилоксового вала, тем сложнее они поддаются очистке, затрудняя общую очистку вала и сказываясь на его однородности. Не слишком тщательная очистка делает невозможной равномерную подачу краски. Чем чаще вал чистят, тем выше риск деградации ячеек.

Для получения оттиска лучшего качества при воспроизведении штриховых и сплошных участков изображения стоит соблюдать следующие условия:

• не крепить печатные формы на основе из пенорезины;
• крепить печатные формы на 70 мкм выше делительной окружности шестерни печатного цилиндра;
• краски, используемые для запечатывания белых участков изображения в контрасте с другими штриховыми участками и плашками, должны иметь вязкость в диапазоне 22–24 с и применяться с закрытым ракельным устройством камерного типа.
• большие участки сплошного изображения должны иметь площадь растровых точек не более 97%.