Растровые валики: свойства, выбор, качество, чистка *

Структура растра на поверхности валиков различная. Классическая гравировка состоит из ячеек, которые называют чашечками. Раньше они были углублены в форме пирамиды и распределены на поверхности в шахматном порядке. Позже остановились на гексагональной гравировке с полусферическим углублением ячеек, расположенных в виде пчелиных сот.

Закрытые системы, такие как гексагональные, применяются сегодня преимущественно для лаков с металлическими пигментами, в остальных вариантах они вытеснены открытыми системами. В последние годы хорошо зарекомендовал себя «штриховой» ( haschur) способ гравировки, сравнимый с резьбовидным или линейным растром. Он предотвращает образование пены, но при сложных лаковых сюжетах возникает скатывание: лак стекает вдоль ячеек и скапливается на одном краю валика, становится заметен эффект фантома. Другие его причины — кроющая способность лака или недостаточное заполнение камер-ракеля. Для предотвращения эффекта (а также шаблонирования при выборочном лакировании) используют валик с соотношением диаметра к диаметру лакировального формного цилиндра 1:1,5. Современный открытый тип гравировки — «перекрёстно-штриховая» ( cross-hatching) : растровый валик имеет две «штриховые» гравировки, накладывающиеся друг на друга, что напоминает негативный растр. Но состоит он не из ячеек или канавок, а из элементов, которые можно назвать «канавчатые артефакты». В валиках от Zecher они образуются благодаря проломам под углом 90º в стенках канавок «штриховой» гравировки — от них остаются только длинные и узкие островки. Последние исследования показали, что эти структуры не обеспечивают переноса большего объёма лака, чем другие, но меньше его взбалтывают, устраняют эффект скатывания из-за центробежных сил, способствуют лучшему опорожнению при высоких скоростях.

Praxair создала «перекрёстно-штриховое» растрирование под торговой маркой ART ( Anilox Reserve Technology ), прорезая стенки штрихов так, чтобы на поверхности формировались пирамидальные «островки» и «столбики». Оба типа растра размещаются под углом 90º друг к другу. Если угол при негативной гравировке составляет всего 75º, то структура нарушается в одном направлении. Такое «перекрёстно-штриховое» растрирование называется ART - TIF -гравировка ( Thin Ink Film ) и оптимально в растровых валиках для высокоглянцевого лакирования. Удлинение «столбиков» приводит к расплющиванию — на поверхности валика может образовываться сплошная плёнка лака, для закрепления которой при передаче на запечатываемый материал требуется меньше времени. Поскольку на валике заранее образуется распределённый, тонкий слой лаковой плёнки, она почти не меняет своей толщины при переносе на запечатываемый материал, благодаря чему плоская TIF -гравировка обеспечивает передачу максимального количества лака. Выигрыш составляет до 5 пунктов глянца по сравнению с технологией ART .

Параметры

Репротехническая точность растра соответствует линиатуре (в линиях/см или линиях/дюйм; 100 лин./см = 250 лин./дюйм, 100 лин./дюйм = 40 лин./см) растрового валика от 40 до 180 лин./см (100–460 лин./дюйм). Точность растра определяется исходя из сочетаний ширины перемычек и ширины углублений (диаметр ячеек или канавок в мкм), то есть от соотношения перемычек и ячеек, которое варьируется между 1:8 (точное) и 1:25 (грубое). При ART - и TIF -гравировке вместо этого измеряются пирамидальные интервалы и длина кромок пирамид. Угол растра относительно оси цилиндра составляет при гексагональном и «штриховом» растрировании 60º, эффективность значения подтверждена на практике. ART и TIF имеют угол 45º, TIF с дополнительной деформацией — 75º. Чем мельче растр, тем меньше глубина гравировки (в мкм) и объём ячейки (в см 3 /м 2 или BCM ; 1 см 3 /м 2 = 0,645 BCM ; 1 BCM = 1,55 см 3 /м 2 ). Для гравировки ATR и ART - TIF объём ячейки не рассчитывается. Чем меньше объём ячейки, тем ниже фактически наносимое количество влажного лака (в см 3 /м 2 ). Каков фактически будет объём опорожнения структур, зависит, в первую очередь, от формы и шероховатости стенок структур, а во вторую — от поверхностного натяжения лакировального формного материала. То, что фактически попадёт на запечатываемый материал, зависит также от крекинга лаковой плёнки на лакировальной форме. Эмпирическая формула: на запечатываемый материал передаётся от четверти до трети забираемого лака — наносимое количество влажного лака растрового валика составляет 25–33% объёма его ячеек.

Исходя из близости к значению для воды плотности (примерно 1 г/см 3 ) низковязкого лака, можно количественно рассчитывать объём и количество наносимого лака (в г/см 3 ). Поэтому растровые валики очень приблизительно обозначают как «6-граммовые», «12-граммовые» и т. д.

Чем меньше количество перенесённого на материал лака, тем тоньше лаковый слой. Исходя из этого рассчитывают индекс толщины слоя: глубину гравировки (в мкм) делят на объём ячеек (в см 3 /м 2 ). Результирующий конфликт единиц измерения игнорируется — индекс безразмерен. Для примера, гравировка Thin ink Film имеет самый низкий индекс (1,3), далее следует ART (1,8). Другие типы растров располагаются в интервале 2,5–3,5 в зависимости от применяемого для их создания лазера.

Выбор подходящего растрового валика

Количество лака, передаваемого с помощью растрового валика, — величина постоянная для всей ширины формата. Общая дозировка изменяется только после смены растрового валика, зональная дозировка невозможна. Для вариантов использования лака с точки зрения его типа и запечатываемого материала нужны растровые валики с оптимальным объёмом передачи влажного лака и типом гравировки (см. таблицу).

Структура растра влияет не только на переносимый объём. При работе с эффектно-пигментированными лаками следует так подбирать размеры ячеек, канавок или промежуточных «столбиков», чтобы пигментные частицы могли передаваться полностью. Металлические пигменты достигают 7–17 мкм, интерферентные (например, Merk Irodin , как отдельные листочки, или закапсулированные, как жемчужинки) и капсулы с запахом могут иметь размер 5–200 мкм. Сравните размеры пигментов в стандартных печатных красках (1–3 мкм). Несмотря на достаточную ширину ячеек, не все пигменты помещаются в ячейки или канавки и прижимаются скребком ракеля, что приводит к повышенному износу керамики валиков — поэтому для лаков с капсулированными пигментами берут валики с гравировкой ART .

В полиграфическом производстве, как правило, применяются растровые валики с различной гравировкой. Чтобы исключить недоразумения, нужно однозначно идентифицировать параметры каждого. Хранить их необходимо в ёмкостях или на полках, снабжённых полным описанием. В случае сомнений следует воспользоваться прибором для измерения объёма.

Но всё-таки многие растровые валики поставляются с нестандартной маркировкой, проштампованной или выгравированной на металле. Это осложняет её считывание в лакировальной машине. С недавнего времени Praxair снабжает стандартные и заказные валики идентификационными полосами ( ID strip) , которые позволяют определить характеристики валиков и хорошо читаются даже при установке в лакировальной машине. Их толщина варьируется в зависимости от размера валика и требований заказчика, они содержат гравировку на кромке поверхности цилиндра вне растровой структуры. Данные создаются компьютером и записываются во время лазерной гравировки вместе со структурой растра на керамическую поверхность валика. Износостойкость полос аналогична гравированным меткам.

Качество поверхности и гравировки

Поверхность растрового валика состоит из керамического слоя, на котором лазер гравирует структуру растра. Керамика имеет особую жёсткость и устойчивость к износу. Другие характеристики керамического слоя должны обеспечивать оптимальное прилегание к металлическому телу валика, его защиту от коррозии, отсутствие сторонних вмешательств и хорошую восприимчивость к гравировке. Важны также максимально низкая пористость керамики, т. е. высокогладкая и замкнутая поверхность. Чем глаже, тем ниже поверхностное натяжение для лака, а значит, лучше опорожняются структуры при передаче лака и при очистке. Praxair гарантирует долю микропор (булавочных отверстий) менее 3%, хотя при гравировке ART и TIF булавочные отверстия не играют роли. Поверхностное натяжение может быть снижено или приведено к точно заданному и с помощью специальной обработки. Praxair использует для этого радужное покрытие собственной разработки. Преимущества тонкого переливающегося слоя, кроме передачи более мелких деталей, заключаются в более равномерном нанесении лака для получения необходимых значений матовости или глянцевости, в малом образовании микропены. Zecher применяет в этом случае технологию I . T . S . ( Invisible Treatment System ) — невидимую на поверхности, но равномерно влияющую на молекулярную структуру всего керамического слоя, улучшая её жёсткость и устойчивость к коррозии. Но одни только идеальные свойства поверхности не могут обеспечить оптимальную передачу лака и характеристики очистки. Решающее значение при гексагональной и «штриховой» гравировке имеет поперечное сечение ячеек и канавок. Расположенные тесно друг к другу или сужающиеся книзу, они препятствуют опорожнению. В этом случае самой успешной оказывается форма полусферы ( U -форма). При полностью открытом «перекрёстно-штриховом» растрировании форма «столбиков» никакого влияния не оказывает. В области лазерной гравировки керамических поверхностей исследования проводятся в направлении термального оптоволоконного YAG -лазера. Кроме традиционно применяемых термических лазеров, используются углеродные в режимах гауссовом, одиночного импульса (фокусировка кривой в форме колокола) и в мультиимпульсном (расширенная и ослабленная, но жёстко ограниченная интенсивность), а также неодимные твёрдотельные YAG- лазеры. В целом YAG -лазеры U -образной формы подходят лучше, чем углеродные. Последние, прежде всего из-за того, что обеспечивают плоскую структуру стен , — оптимальный выбор для ART и TIF .

Технология очистки

Благодаря гладким стенкам структур, сегодня необходимость очистки растровых валиков значительно уменьшилась. Особенно просто чистить валики типа ART и TIF . Но, даже если немедленно очищать валики непосредственно после их применения, требуется регулярная и основательная сервисная чистка. В то время как процесс очистки после печати осуществляется с помощью системы подачи лака, и растровый валик при этом может оставаться в ракельной камере, при сервисной очистке растровый валик необходимо демонтировать. С этой точки зрения револьверный магазин для растровых валиков, предлагаемый одним из конкурентов, не соответствует философии КБА по комфорту обслуживания (кроме того, отсутствует возможность произвольной смены).

Для очистки вне машины есть разные технологии, но все требуют осторожности при их осуществлении. Необходимо точно следовать указаниям соответствующих руководств!

Химические средства очистки оказывают более или менее агрессивное воздействие. Имеются в продаже средства и на основе биологических компонентов. Чем агрессивнее средство, тем больше подвергается повреждениям поверхность валиков, тем выше риск коррозии. Многие типографии проводят еженедельную «агрессивную глубокую очистку», соблюдая меры безопасности.

Классическое механическое средство — стальная щётка. Недостаток — она не позволяет одинаково хорошо прочистить все ячейки, а регулярное использование может повредить перегородки ячеек.

Эффективнее лучевая технология. Бикарбонат натрия и пластиковые шарики — относительно щадящий метод, криоуглерод диоксид (сухой лёд) ещё эффективнее, но может также оказаться слишком агрессивным.

Ультразвуковая технология дороже лучевой. КБА продаёт УЗ-технологию, альтернатива — почасовая аренда системы CleanMobil у Zecher . При правильном применении она обеспечивает высококачественную очистку, но слишком высокая неконтролируемая интенсивность может привести к повреждению керамики.

При лазерной очистке остатки лака могут выпариваться с помощью слабого лазерного воздействия. Решающей для успешной очистки является продолжительность воздействия. p

* KBA Process, № 4, 2007. Публикуется с разрешения и при содействии «КБА-РУС».

Обслуживание растровых валиков

Практические советы с семинара КБА по лакированию

1. Дисциплина при очистке

2. Проверка объёма ячеек

- загрязнение остатками лака (измерение может одновременно стать доказательством загрязнения), - ошибка при оттиске валика на бумаге, - ошибка при интерферометрическом анализе отпечатка валика.