При всём различии предназначений современной гофротары, включая безликие, никак не маркируемые, коробки для переезда, на её поверхность, не менее чем в 70% случаев, наносится как служебная логистическая, так и требующая более качественной печати, рекламно-маркетинговая информация.
Выполняется эта операция большей частью с помощью флексографской печати, поскольку нанесение иным способом красочного слоя непосредственно на хорошо впитывающий гофрокартонный материал представляет собой довольно сложную задачу. Одним из исключений является струйная цифровая печать, возможности которой в отечественной гофроиндустрии используются не столь часто.
Ключевым же элементом флексографской технологии, как известно, является печатная секция, состоящая из трёх валов: формного, печатного (вала противодавления) и анилоксового, определяющего количество передаваемой на формный вал краски. Контроль же за тем, чтобы это количество не было избыточным, возлагается на ракельные ножи, снимающие эти излишки с гравированной поверхности анилоксов.
Конструктивные особенности
В настоящее время на большинстве гофропроизводств используются флексографские секции с закрытыми ракельными камерами, обеспечивающие требуемое качество печати и исключающие потери краски в процессе печати.
В состав таких систем входит собственно ракельная камера, механизм её фиксации у анилоксового вала, а также устройства регулирования прижима ракельного полотна, уплотнения, шланги и насосы для перекачки краски.
Ракельная камера имеет вход для краски в нижней части и отверстие для её выхода на левом и правом концах своей верхней части. Её герметичность обеспечивается наличием верхнего и нижнего ракельных лезвий, а также уплотнений по торцам камеры.
Верхний ракельный нож (позитивный) предназначен для герметизации камеры, предотвращает разбрызгивание краски, попадание в неё пыли и посторонних включений. Нижний (негативный) обеспечивает дозированную подачу краски на анилокс.
В процессе эксплуатации ракельной камеры может нарушаться её герметичность за счёт износа ракельных ножей при трении об анилоксовый вал или появления зазоров между ними и поверхностью вала из-за вибраций. Предотвратить утечки красок помогают механические, пневматические и гидравлические системы прижима ножей к анилоксовому валу.
Самой распространённой и относительно простой в установке и обслуживании является пневматическая система, существующая как в ручном, так и в автоматическом исполнении. В последнем случае, как и гидравлическая, она способна автоматически компенсировать износ ножа, поддерживая постоянное давление его прижима к анилоксу.
Широко применяемый вариант — использование длинного резинового надувного шланга, меняя давление в котором, оператор корректирует прижим камеры к анилоксовому валу.
Главное требование к ракельному ножу — его прямолинейность, необходимая для точного и равномерного переноса краски с анилокса на печатную флексоформу. Он также должен характеризоваться механической прочностью, жёсткостью и точностью геометрических размеров не только в пределах одного рулона ракельного полотна, но и от рулона к рулону в разных партиях. Рабочая кромка лезвия не должна иметь дефектов (заусенцы, зазубрины, пустоты, царапины).
По типу профиля ракели делятся на квадратные (прямые), скошенные (под разными углами), ламельные (ступенчатые) и скруглённые (по радиусу кромки). Ламельный нож изнашивается равномернее — толщина его кромки неизменна, поэтому её давление и распределение краски по анилоксу не меняются.
Профиль лезвия напрямую влияет на краскоперенос и интенсивность износа ножа. Прямое скруглённое используется в паре с низколинеатурным анилоксовым валом, например, для печати плашек. Такой профиль придаёт ножу высокую износостойкость и максимальную жёсткость, в том числе на длинных тиражах.
Для высококачественной печати на коротких тиражах оптимальным является полотно со скошенным лезвием. Такой нож обеспечивает быструю приработку и более точный краскоперенос анилоксом при работе под высоким давлением прижима.
Для тиражей с высокими требованиями к качеству печати рекомендуется использовать ракели с профилем «ламель». Очень быстрая приработка и равномерный износ ламельного ножа обеспечивают точность и стабильность краскопереноса как на коротких, так и на длинных тиражах.
Важным параметром лезвия с любым профилем является его толщина. Рекомендуется использовать нож наименьшей толщины из возможных при сохранении требуемого качества очистки поверхности анилокса от лишней краски.
Выбор толщины зависит от типа используемой краски и анилокса. Тонкое лезвие лучше адаптируется к неровностям поверхности анилокса, чем толстое. Поэтому для работы с низколинеатурным валом лучше подходит нож меньшей толщины. Но такой ракель больше изнашивается, чем более толстый, особенно при печати абразивными красками.
И, как справедливо заметил директор компании «Севлами» Сергей Нетягин, чем толще кромка ракеля, тем в большем количестве краска передается на форму, так как при вращении ракель под углом нагнетает и создает в ячейках анилокса избыточное давление.
В итоге, после отвода кромки ракеля от ячеек, в них происходят своеобразные «микровзрывы», в результате которых краска разбрызгивается за пределы ячеек и передаётся в большем количестве на печатную форму. Это приводит к нечёткости печатного изображения и отклонению от цветопередачи изображения.
Изготавливают ракельные ножи из нержавеющей, воронёной, углеродистой стали, стекловолокна и пластика. Поскольку для красок на водной основе необходимы стойкие к коррозии ракели, в гофроиндустрии используются ракельные полотна либо пластиковые, либо из нержавеющей стали.
На практике, на гофропредприятиях применяют пластиковые негативные ракели толщиной от 1,8 до 2,3 мм и позитивные толщиной 0,7-0,8 мм. Что касается металлических, то эти значения соответственно, составляют 0,3-0,5 и 0,2-0,25 мм.
Металл или пластик?
Действительно, общепризнанным фактом является то, что в подавляющем числе случаев на гофропроизводствах применяются пластиковые ракельные ножи. Объяснений тому обычно два: во-первых, они не так опасны для поверхности крупноячеистых анилоксов, используемых при печати на хорошо впитывающих краску гофроматериалах; и, во-вторых, учитывая, как правило, невысокие требования к качеству печати, более дешёвые и более толстые пластиковые ракельные полотна отлично справляются с поставленными задачами.
Однако, как, например, пояснили инженер гофропроизводства «Ново Пакаджинг ББ» Антон Алехин и ведущий технолог «Архбум» Сергей Косогов, более мягкое, в сравнении с керамической поверхностью анилокса, покрытие современных стальных ракельных ножей, также исключает повреждения гравировки анилоксовых валов.
Есть контраргумент и второму объяснению, суть которого в наличии на гофрорынке современных печатных машин, работающих с высоколиниатурными анилоксами, и, соответственно, оснащаемых металлическими ракелями меньшей толщины.
Здесь стоит отметить, и это подтверждают поставщики ракельных полотен, что вполне достойными прочностными характеристиками могут обладать и пластиковые полотна специальных композиций, не уступающие по твёрдости ножам из металла, но, к сожалению, уже относящиеся к другой ценовой категории.
По словам директора по продажам компании UV-Service Сергея Добрынина, при использовании подобных композиций, пластиковый ракель с толщиной 0,8 мм может иметь такую же жёсткость как металлический толщиной 0,2 мм.
Факт равноправного использования «металла» и «пластика», в частности, подтвердил Антон Алехин, отметив, что качественные пластиковые ракели вполне способны отработать высоколиниатурный заказ, при выполнении которого ранее применялись стальные ножи.
Неизменным различием остаётся лишь намного больший рабочий ресурс последних, в несколько раз превышающий, при прочих равных условиях, время жизни пластиковых ракелей.
Условия эти определяются состоянием поверхности анилоксового вала, степенью дисперсности используемой краски, а также качеством обслуживания и конструктивными особенностями ракельных камер со связанными с ними трактами подачи краски, которые сегодня эксплуатируются на большинстве гофропроизводств.
Ракель любит чистоту
Поскольку способы выполнения первого из упомянутых условий — тема отдельной статьи, одна из которых была ранее опубликована на нашем портале, а тип используемой краски — вещь объективно необходимая, то в данном случае остановимся лишь на последних двух.
Абсолютно очевидным требованием к надлежащему обслуживанию ракельных камер становится их содержание, насколько это возможно, в идеальной чистоте. Чистоте, исключающей попадание под ракельный нож каких-либо абразивных частиц, которыми, как известно, могут быть опасные для пластикового полотна фрагменты засохшей краски, а также образующаяся от износа металлического ракеля пыль, либо же иные посторонние включения промышленного характера, включая мелкие фрагменты обрабатываемого гофрокартона.
Также не следует забывать, что источником загрязнения ракельной камеры может быть повторно используемая краска, содержащая посторонние частицы. Поэтому наличие на производстве системы её фильтрации никогда не будет лишним. Весьма востребованным элементом, в случае работы с металлическими ножами, являются устанавливаемые внутри ракельной камеры неодимовые магниты, улавливающие отколовшиеся от ракеля, в результате его износа, мелкие фрагменты.
Методы поддержания чистоты можно квалифицировать по степени их интенсивности. Первый, самый распространённый — промывка камеры обычной водой в течение 10-15 минут по окончании заказа. Однако, как отмечает главный технолог компании «ЯРЗУМ» Михаил Калашников, такой метод нельзя считать эффективным, так как полностью краску с анилокса и из ракельной камеры с его помощью удалить невозможно. Рекомендованный подход — добавление к воде специального щелочного смывочного раствора, как правило, предоставляемого поставщиком краски.
Это тем более необходимо, если при выполнении следующего заказа предстоит переход с тёмной краски на светлую или наоборот. Особо тщательно промывка камеры должна выполняться перед печатью крупных сплошных плашек, чтобы полностью исключить попадание пыли и грязи на печатное клише.
Применение вместо специализированных смывок дешевых бытовых моющих средств — далеко не лучший вариант. Как пояснил Михаил Калашников, удалять из камеры их остатки непросто, приходится использовать дополнительный набор поверхностно-активных компонентов.
«В случае работы с пластиковыми ракелями, — солидарно отмечают Михаил Калашников и ведущий технолог ПЦБК Владимир Хомяков, — следует избегать промывки камер тёплой и, тем более, горячей водой, способной привести к искривлению профиля ракельного полотна, утрате им исходных механических характеристик».
В случае вывода красочной секции из работы, отличным вариантом будет двух-трёхчасовая промывка ракельной камеры упомянутым специальным смывочным средством, разведённым в воде в соотношении 1:10.
«Вообще, по-хорошему, перед тем как заказ делаешь, лучше всего отвести камеру от анилокса, минутное это дело, промыть губкой, очистить ракельные ножи, чтобы грязи внутри не было, поставить обратно и закачать краску», — советует Калашников. В случае ненадлежащего обслуживания, отмечает он, можно вообще забить посторонними включениями каналы подачи краски, вывести из строя насосы.
В процессе выполнения планово-профилактических работ специалисты рекомендуют особенно тщательно очищать поверхность камеры, на которую укладывается ракельный нож, в возможных местах неровностей которой может оставаться высохшая краска.
Последнее очень важно при наличии следов коррозии на частично утративших анодированное покрытие алюминиевых поверхностях. Пренебрегать такой очисткой не стоит, поскольку наличие даже очень мелких впадин приведёт к просачиванию краски под ракелем и, как следствие, к эффекту размытой печати, неверной краскопередаче.
Поможет ли смазка?
На ряде гофропроизводств для исключения такого просачивания практикуют нанесение на контактирующую с ракелем поверхность тонкого слоя густой смазки, будучи уверенными в невозможности её попадания на анилоксовый вал. С подобной практикой, в частности, категорически не согласны Михаил Калашников и Сергей Добрынин.
Последний, помимо уверенности в том, что даже небольшое, попавшее на анилокс, количество смазки станет причиной проплешин на печатном изображении, отметил, что тонкий смазочный слой под ракелем пусть незначительно, но меняет угол его примыкания к анилоксовому валу и, следовательно, количество передаваемой на печатное клише краски.
Заметно усложнит наличие смазки на анилоксе и процесс его очистки, поскольку, как отметил Михаил Калашников, обычной водой её не смоешь, приходится выполнять тщательную очистку его поверхности меламиновой губкой. Единственным местом, где, по его мнению, наличие смазочного слоя может помочь при герметизации камеры, являются места установки её боковых уплотнений.
Существует альтернативное мнение, согласно которому промазывание солидолом поверхности ракельной камеры, куда устанавливается нож, помогает предотвратить её коррозию. Однако, это вряд ли оправдано в том случае, если она имеет достаточно толстое тефлоновое покрытие.
Вместе с тем, нанесение смазки помогает фиксировать в процессе монтажа очень тонкие и гибкие пластиковые полотна.
По ссылке видео компании Bobst Martin, демонстрирующее монтаж ракельных ножей с использованием смазки.
Обеспечиваем параллельность
Следующим, не менее важным, условием продления ресурса ракельного ножа и, одновременно, обеспечения качественной печати и сохранности анилокса, является параллельность его рабочей кромки поверхности анилоксового вала.
Достигается она, в первую очередь, правильным позиционированием ракельной камеры. Несмотря на существующие конструктивные отличия в способах её установки в печатную секцию, методики обеспечения такой параллельности едины.
На первом этапе, с помощью металлического щупа, формируется равномерный зазор между рабочей кромкой ножа и поверхностью анилокса. На втором — проверка равномерности краскопереноса по всей длине анилоксового вала.
Для этого, на ряде производств, после закачки краски в ракельную камеру, практикуется прокрутка анилокса и визуальная оценка равномерности переноса краски по его длине. Сергей Косогов, в свою очередь, рассказал, что у них на предприятии выполняют тестовую печать растрового изображения, оценивая стабильность его воспроизведения на полноформатном листе гофрокартона.
Хотя главенствующую роль в параллельности установки ракеля играет положение ракельной камеры, не меньшее значение имеет и корректный монтаж полотна ножа, выполняемый по-разному, в зависимости от типа исполнения камеры.
В самых «продвинутых» конфигурациях, где фиксация ножа осуществляется с помощью специальных, автоматически защелкивающихся, замков, параллельность кромки обеспечить намного проще. Правда, и здесь есть нюанс. В тех случаях, когда конструкция ракельной камеры не позволяет её закрыть в случае несрабатывания хотя бы одной защёлки, проблем с установкой не возникает. Если же такое ограничение не предусмотрено, про тщательный визуальный контроль равномерности краскопереноса забывать не стоит.
Наиболее распространённая ситуация — болтовое крепление ножа с помощью прижимных металлических планок. Фиксацию его начинают с одного из краёв, поочередно, перемещаясь справа налево или слева направо, друг за другом затягивая болты.
В случае работы с пластиковыми полотнами, особенно небольшой толщины, для обеспечения прямолинейности, их вытягивают в продольном направлении с помощью клещей или плоскогубцев. Впрочем, как отметил Антон Алехин, подобную процедуру они проводят и для металлических полотен.
Что на практике?
Регулярно осуществляемые промывка и очистка ракельной камеры, а также надлежащий монтаж ракельного ножа, безусловно, позволяют продлить его ресурс. Но износ его, разумеется, неизбежен и зависит от степени интенсивности его работы, типа этой работы, давления его прижима к анилоксу и, разумеется, материала, из которого он изготовлен. На влиянии на этот износ состояния поверхности анилоксового вала останавливаться не будем.
Как, например, рассказал Антон Алехин, он строит технологический процесс таким образом, чтобы плановая замена ножей проводилась во время технического обслуживания раз в неделю. Однако, в случае с пластиковыми полотнами их, в самых негативных сценариях, порой приходится менять по два раза в день. В данном случае следует, конечно, учитывать, с какими анилоксами и при какой скорости печати работают эти ножи. Как подчеркнул Алехин, линиатура выполняемых ими работ не опускается ниже 120 lpi.
Михаил Калашников, в свою очередь, отметил, что качественный «пластик» способен без проблем, на более «привычных» для гофроиндустрии линиатурах, отработать печать 200 000 гофролистов, если речь не идёт, разумеется, о высоко абразивной белой краске.
Как, в свою очередь говорит Владимир Хомяков, при стабильной работе оборудования, пластиковые ракели остаются работоспособными до 14 календарных дней. Стандартное же время их круглосуточного использования на предприятии составляет 10 дней. Безусловно, ключевым условием подобных показателей является высокая культура производства.
Следить за давлением
Одной из составляющей такой культуры является профессионализм операторов печатной машины, способных по мельчайшим деталям воспроизводимого на гофролистах изображения, оценить состояние ракельного полотна и, при необходимости, скорректировать давление его прижима к анилоксовому валу.
После монтажа нового ракеля и проверки его параллельности, печатник устанавливает минимально необходимое давление прижима ножа, обеспечивающее требуемый и равномерный краскоперенос. Увеличение силы прижима осуществляется лишь в случае очевидного увеличения переноса краски на печатную форму. Обычно, диапазон такого давления составляет 0,4-1,0 бар.
«Если же оператор по незнанию начнёт увеличивать прижим, в контакт с анилоксом может вступить более твёрдая основа ножа или металлические элементы ракельной камеры, способные повредить его поверхность», — говорит Сергей Косогов.
Кроме того, как отмечает Антон Алехин, при избыточном давлении ракельное полотно начинает изгибаться, его края стачиваются. Итог — образование выемки в центре, увеличенный расход краски, в то время как на периферии он минимальный.
Оценивать износ ракеля
Величину этого износа на предприятиях определяют, как по объективному, так и по косвенному показателям. Объективный — величина физического истирания ракеля, которая по мнению Михаила Калашникова, не должна превышать 2-3 миллиметров. В противном случае велик риск повреждения керамического покрытия анилокса. Косвенный — текущая величина давления прижима, которое, как говорит Сергей Косогов, служит «маячком», сигнализирующем о степени износа ракельного полотна.
Всё решает профилактика
Цитируемые в статье эксперты солидарны, что только ответственное отношение к выполнению профилактических процедур по обслуживанию ракельной камеры и системы подачи краски способны гарантировать продление срока службы ракельного полотна, повысить стабильность и качество печатной продукции, сократить производственные расходы.
Исключительно при условии регулярных осмотров и промывки ракельных камер, своевременной замены их уплотнений, проверки параллельности ракельных ножей, поддержании оптимальной величины их давления прижима, а также регулярной очистки контуров циркуляции краски, получится достичь максимальных ресурсных показателей столь важного компонента флексографской печати, как ракельное полотно.
Автор выражает искреннюю признательность всем упомянутым в данной статье экспертам, а также руководителю отдела технологии и сервиса компании «ВДеталях» Ольге Шаботиной, за предоставленную информацию и подробные технические консультации.
Игорь Кистенев
