Сравнение флексографических систем: канавочный и двухроликовый ракельный станок.

В флексографической печати система подачи краски является основой стабильного качества печати. Сегодня существуют две доминирующие конструкции: открытая двухвалковая система подачи краски и закрытая система с ракельным ножом. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки в отношении равномерности переноса краски , требований к техническому обслуживанию, испарения растворителей и пригодности для различных типов красок. Это сравнение помогает операторам печатных машин и технологам сделать осознанный выбор, исходя из производственной среды, химического состава краски и требуемой скорости печати.

Двухроликовая система подачи краски – открытая конструкция

Двухвалковая система нанесения краски остается традиционным, простым подходом, используемым на многих устаревших флексографских печатных машинах и некоторых узкорулонных машинах. Ее открытая конфигурация проста для понимания и эксплуатации.

Конфигурация разливочного ролика + дозирующего ролика

В типичной двухвалковой системе ватерлиния (также называемая подающим валом) погружается в емкость или резервуар с краской. Вращаясь, она захватывает толстый слой краски. Затем этот слой переносится на дозирующий вал. Зазор и давление между этими двумя валами определяют, сколько краски проходит через анилоксовый вал или непосредственно в печатный цилиндр.

Красящий канал открыт в печатный цех от лотка до прижимного механизма валика. За исключением дополнительных защитных кожухов от брызг, уплотнений или крышек нет.

Перенос чернил контролируется давлением прилегания.

Регулировка давления лезвия здесь напрямую не применяется — вместо этого операторы регулируют давление между валом подачи краски и дозирующим валиком. Увеличение давления выдавливает больше краски, уменьшая толщину пленки. Снижение давления позволяет получить более толстый слой краски. Эта механическая регулировка интуитивно понятна, но чувствительна к параллельности валов, износу подшипников и навыкам оператора. Небольшие изменения давления могут резко изменить плотность по всей поверхности полотна, что приводит к полосам или неравномерному покрытию.

Ещё одним фактором является качество обработки поверхности валика. Гладкий дозирующий валик вмещает меньше чернил; валик с канавками или гравировкой — больше. Но любая текстура поверхности со временем изнашивается.

Открыт для окружающей среды – испарение и загрязнение

Поскольку чернила находятся в открытом поддоне, а валики открыты, испарение растворителя происходит быстро — особенно это касается чернил на основе растворителей. Это приводит к постоянному изменению вязкости чернил , что требует частого ручного измерения и добавления растворителей или воды. Чернила на водной основе также теряют воду, становятся гуще и склонны к высыханию на поверхности валиков.

Пыль, засохшие чернила, бумажные волокна и загрязнения из воздуха попадают непосредственно в лоток с краской и переносятся на валики. Это приводит к появлению разводов, полос и повреждению печатных форм. При длительных тиражах необходима частая очистка лотка от краски или его замена.

Система ракельных ножей с камерой – закрытая конструкция.

Система ракельных ножей с закрытой камерой была разработана для преодоления ограничений открытых двухвалковых конструкций. В настоящее время она является стандартной для большинства современных высокоскоростных флексографских печатных машин.

Герметичная камера с двумя лопастями

Камера охватывает сегмент окружности анилоксового валика. Два ракельных ножа — дозирующий и удерживающий — вместе с торцевыми уплотнениями образуют герметичную полость. Чернила закачиваются в камеру под низким давлением, заполняя поверхность анилоксового валика. Ракель с обратным углом соскребает излишки чернил, оставляя только чернила внутри гравированных ячеек. Удерживающий нож предотвращает утечку на выходе из камеры.

Такая конструкция полностью закрывает чернила, сводя к минимуму их контакт с воздухом.

Чернила циркулируют через насос.

Циркуляция чернил является неотъемлемой частью системы. Насос забирает чернила из герметичного контейнера или бочки и подает их в камеру. Излишки возвращаются в емкость самотеком или с помощью второго насоса. Этот непрерывный цикл поддерживает перемешивание чернил, предотвращает оседание пигмента и позволяет при необходимости регулировать температуру с помощью теплообменника. Система также упрощает интеграцию автоматических регуляторов вязкости.

Расход и давление можно регулировать, но основное дозирование осуществляется углом наклона и давлением ракельного ножа, а не давлением насоса. Некоторые системы также позволяют устанавливать давление на ноже для точной настройки протираемой пленки.

Минимальное испарение растворителя

Благодаря герметичности камеры испарение растворителя значительно снижается. Вязкость остается стабильной в течение нескольких часов или даже смен, что уменьшает количество отходов и необходимость вмешательства оператора. Выбросы летучих органических соединений ниже, а запах в печатном цехе сведен к минимуму — это особенно важно для чернил на основе растворителей и УФ-красок. Краски на водной основе также сохраняют свою влагоемкость, предотвращая преждевременное высыхание на анилоксовом валу.

Сравнение стабильности переноса чернил

В таблице ниже приведено краткое описание основных различий в производительности двух систем.

Что касается затопления анилоксового валика , то в двухвалковой системе излишки краски полностью удаляются за счет прилегания. Если дозирующий валик изношен или давление неравномерное, на анилоксовый валик наносится толстый, неконтролируемый слой краски, что приводит к загрязнению печати и увеличению размера точек. Камерная система с жестким лезвием с обратным углом предотвращает затопление по своей конструкции.

Точки технического обслуживания и износа

Двухвалковая система – Восстановление валков

Основными изнашивающимися компонентами являются поверхности валков дозатора и дозирующего валка. Со временем абразивные пигменты и частая чистка разрушают хромовое или керамическое покрытие. Валки с резиновым покрытием затвердевают или трескаются. В конечном итоге валки необходимо снять, перешлифовать и заново покрыть или заменить. Это дорогостоящая процедура, требующая большого количества материала. Кроме того, изнашиваются подшипники и механизмы регулировки прижимной силы, что приводит к нестабильному давлению.

Очистка открытой двухроликовой системы для быстрой смены задания происходит быстрее, чем в камерной системе — достаточно просто протереть валики и заменить чернильный поддон. Однако фактический интервал технического обслуживания для восстановления валков измеряется месяцами или годами, а не днями.

Камерная система – замена лезвий и уплотнений.

Камерные системы имеют расходные детали: два лезвия и торцевые уплотнения . Износ уплотнений — это нормальный, ожидаемый процесс. Уплотнения трутся о торцы анилоксового валика (или о керамическую втулку). По мере их износа чернила начинают протекать из торцов камеры, вызывая капли, загрязнения и возможное голодание по краям валика. Типичный срок службы уплотнений составляет от одной недели до нескольких месяцев, в зависимости от абразивности чернил, скорости печати и материала уплотнения (сверхвысокомолекулярный полиэтилен, политетрафторэтилен или композиты с углеродным наполнителем).

Лезвия также изнашиваются, особенно при печати абразивными белыми чернилами или чернилами, содержащими керамические пигменты. Изношенные лезвия вызывают полосы и неравномерный объем чернил. Лезвия и уплотнения недороги и предназначены для быстрой замены — обычно 10-15 минут на камеру.

Еще одно преимущество: сам анилоксовый вал не контактирует с корпусом камеры, поэтому износ валов минимален по сравнению с двухвалковыми системами, где валы соприкасаются друг с другом.

Применимость к различным типам чернил

Чернила на водной основе

Двухвалковые системы: Валки должны быть коррозионностойкими (из нержавеющей стали или с покрытием). Краски на водной основе быстро сохнут на открытых валках, образуя пленку, которая переносится на печатную форму. Требуется частая промывка. Испарение происходит быстро, поэтому вязкость постоянно возрастает.

Камерные системы: торцевые уплотнения должны быть устойчивы к воде и щелочам (типичный pH 8,5-9,5). Хорошо подходят неопреновые или EPDM-уплотнения. Закрытая камера значительно замедляет испарение воды, обеспечивая стабильную вязкость в течение нескольких часов. Однако при плохой циркуляции внутри камеры могут накапливаться засохшие частицы чернил; необходима регулярная промывка.

Чернила на основе растворителей и УФ-чернила

Именно здесь камерная система демонстрирует свои преимущества. Испарение растворителя является серьезной проблемой в открытых системах — оно не только изменяет вязкость, но и выделяет легковоспламеняющиеся и неприятно пахнущие пары. Камерная система с герметичным контуром подачи чернил снижает воздействие летучих органических соединений и соответствует экологическим нормам. Для УФ-чернил, чувствительных к ингибированию кислородом и испарению мономеров, закрытая камера обеспечивает стабильность состава чернил.

Двухвалковые системы для сольвентных красок требуют частых проверок вязкости и добавления растворителя. Кроме того, они представляют повышенный риск возгорания, если не обеспечивается надлежащая вентиляция.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Можно ли переоборудовать двухвалковую систему в систему с камерными лезвиями?
Да, многие производители печатного оборудования предлагают комплекты для модернизации. Обычно это включает в себя демонтаж валиков подачи чернил и дозирующих валиков, установку системы ракельных ножей, совместимой с существующим анилоксовым валом, а также добавление насоса и шлангов циркуляции чернил. Стоимость умеренная по сравнению с новой печатной машиной, а улучшение стабильности печати и снижение расхода растворителей часто окупаются в течение нескольких месяцев.

В2: Какую систему проще чистить при выполнении краткосрочных работ?
Для очень коротких тиражей (менее 30 минут) двухроликовая система очищается быстрее, поскольку в ней нет герметичных полостей, торцевых уплотнений или шлангов, которые нужно промывать. Однако открытая система расходует больше чернил (чернила остаются в лотке и на валиках). Для нескольких коротких тиражей с разными цветами многие типографии предпочитают камерные системы, несмотря на более длительное время очистки, поскольку они позволяют использовать меньше чернил в целом и быстрее добиваться стабильного цвета после запуска.

В3: Как узнать, когда необходимо заменить уплотнения камеры?
Признаками являются: протекание чернил с концов камеры на подшипники анилоксового валика или раму печатной машины; снижение переноса чернил по краям полотна (более светлый отпечаток); или видимые следы износа на торцевых уплотнениях. Большинство операторов заменяют уплотнения по графику (например, каждое утро понедельника), чтобы избежать непредвиденных простоев.

Резюме и рекомендации по выбору

Выберите двухвалковую систему подачи краски, если:

• Скорость вашего пресса постоянно ниже 150 м/мин.

• В основном вы печатаете грубые линии или сплошное покрытие (не используете высокотрафаретную печать).

• У вас ограниченный бюджет на капитальные затраты, и вы готовы смириться с повышенным расходом чернил и их отходами.

• В вашем рабочем процессе преобладают кратковременные и частые смены цвета.

Выберите систему ракельных ножей с камерой , если:

• Вам требуется печать с разрешением более 150 lpi или равномерная плотность по всей поверхности полотна?

• Ваш печатный станок работает на высоких скоростях (более 200 м/мин).

• Вы используете чернила на основе растворителей, УФ-чернила или чернила на водной основе и хотите минимизировать испарение и содержание летучих органических соединений (ЛОС).

• Вы можете смириться с расходом на лезвия/уплотнители в обмен на меньший расход чернил и меньшее внимание со стороны оператора.

• Для длительных циклов работы без постоянной регулировки необходима стабильная вязкость.

Для большинства современных флексографических производств, особенно тех, которые печатают гибкую упаковку , этикетки или гофрокартон с предварительной печатью, система ракельного ножа с камерой стала стандартом. Превосходная стабильность переноса чернил, сниженное воздействие на окружающую среду и способность поддерживать постоянную вязкость чернил значительно перевешивают незначительные затраты на техническое обслуживание, связанные с заменой ножа и уплотнения.

Нужна помощь в выборе подходящей системы подачи краски для ваших конкретных типов красок и скорости печати? Свяжитесь с нашей технической командой для получения рекомендаций по индивидуальной настройке.

Примечание: Изображения в этой статье приведены только для озна ознакомления.