Nel mondo della stampa flessografica, il mantenimento dei rulli anilox ceramici è cruciale per ottenere stampe coerenti e di alta qualità. I metodi di pulizia tradizionali vengono rivoluzionati dalla tecnologia di pulizia laser, una soluzione precisa, efficiente e sicura che sta trasformando il settore.
Lo sfondo della pulizia laser
I rulli di anilox ceramici, grazie ai loro vantaggi come la precisione di trasferimento di inchiostro elevato e la lunga durata, hanno svolto un ruolo significativo nello sviluppo della stampa flessografica. Hanno gradualmente sostituito i rulli anilox metallici e sono diventati attrezzature standard per macchine per la stampa flessografica e società di stampa. Durante tutto questo processo, il problema di pulizia dei rulli anilox ceramici è sempre coesisteva con i loro vari vantaggi.
Il motivo per cui il problema di pulizia dei rulli anilox ceramici è sottolineato è che, rispetto ai rulli anilox metallici, la pulizia dei rulli anilox ceramici (di seguito indicati come rulli anilox ceramici) è più difficile. I motivi principali sono i seguenti:
1. Lo strato ceramico sul rullo anilox viene applicato sulla superficie del rullo di base usando un processo di spruzzatura termica. A causa delle proprietà del materiale della ceramica e delle caratteristiche del processo di spruzzatura termica, lo strato ceramico contiene naturalmente i pori, sebbene la porosità varia tra i diversi rulli anilox. La presenza di questi pori aumenta l'energia superficiale dello strato ceramico, rendendo l'inchiostro residuo aderire più ostinatamente all'interno delle cellule.
2. Le cellule sulla superficie del rullo anilox sono formate attraverso l'incisione laser. Le pareti interne delle cellule e i bordi delle pareti cellulari sono relativamente ruvidi. Questa rugosità migliora ulteriormente l'adesione dell'inchiostro residuo all'interno delle cellule.
3. Il conteggio delle linee di un rullo anilox può raggiungere fino a 1600 LPI (linee per pollice). Ciò significa che la dimensione di apertura delle cellule sulla superficie del rullo anilox può essere inferiore a 15 μm. Pulire le aperture così piccole che sono intasate con inchiostro indurito è piuttosto impegnativa.
4. Alcuni rulli di anilox perseguono eccessivamente conteggi di linea alta e grandi volumi di inchiostro, con conseguenti aperture di cellule profonde estremamente irragionevoli. Combinato con profondità di cellule irrazionali, questo spesso porta a molti rulli anilox che non si consumano attraverso l'uso ma invece sono danneggiati durante la pulizia o diventano inutilizzabili a causa della pulizia incompleta, che impedisce persino la distribuzione dell'inchiostro.
5. Le prestazioni degli inchiostri flexografici hanno anche migliorato rapidamente negli ultimi anni, in particolare in termini di aumento della velocità di stampa e di miglioramento della resistenza alle intemperie. Migliore è le prestazioni di utilizzo dell'inchiostro, più è difficile rimuovere i residui di inchiostro essiccati o induriti usando metodi di pulizia convenzionali.
Pertanto, dall'avvento dei rulli anilox ceramici, come pulirli in modo sicuro ed efficiente e mantenerli per estendere la loro vita di servizio efficace è sempre stato un argomento di preoccupazione significativa.
Metodi comuni di pulizia dei rulli Anilox:
★ pulizia a mano solvente
★ Cleanure ad ultrasuoni
★ pulizia dell'acqua ad alta pressione
★ NAHCO₃ (Bicarbonato di sodio) PULIZIONE DI SPRING
★ PULIZIONE DI BLAST ICE secco
★ Mezzi di plastica Blasting Pulizia
Se questi metodi sono classificati, possono generalmente essere divisi in:
- Metodo del solvente (metodo 1)
- Solvent + Media Spray (Metodi 2 e 3)
- Spray multimediale (metodi 4, 5 e 6)
Ognuno di questi metodi ha i suoi vantaggi e svantaggi. Se usati in modo appropriato, possono ottenere risultati di pulizia eccellenti; Tuttavia, se usati in modo improprio, possono anche portare a gravi conseguenze. Ad esempio, una selezione impropria di solventi può causare il rigonfiamento del rullo Anilox, l'uso improprio della pulizia ad ultrasuoni può comportare un cracking delle pareti cellulari del rullo anilox e tra le altre questioni non è adatto per i rulli anilox di alto conteggio. Non elaboreremo tutti qui.
Poiché questi metodi di pulizia presentano benefici e rischi e richiedono un livello relativamente elevato di competenza da parte degli utenti, nel corso degli anni, le persone hanno avuto sentimenti contrastanti su di loro amando e odiandoli. Questa realtà ha creato un'opportunità per l'emergere di metodi di pulizia laser.
Principio di base della pulizia laser
Innanzitutto, cos'è la pulizia laser?
In termini semplici, la pulizia laser prevede l'uso di un raggio laser specifico per scansionare la superficie di un rullo anilox. L'inchiostro all'interno delle cellule assorbe l'energia laser e vaporizza, raggiungendo così l'obiettivo di pulizia senza causare danni alle cellule del rullo anilox.
Per comprendere la logica di base dietro la pulizia laser, è essenziale identificare prima il materiale target da pulire. Nel processo di pulizia di un rullo anilox, il materiale target è senza dubbio il residuo di inchiostro secco all'interno delle cellule.
I componenti dell'inchiostro, in termini semplici, possono essere divisi in pigmenti, leganti e additivi. Tra questi, il legante determina la forza di adesione e le proprietà che formano il film dell'inchiostro, ed è anche la componente principale dell'inchiostro dopo che si asciuga, a parte i pigmenti. In altre parole, per pulire accuratamente il residuo di inchiostro essiccato all'interno delle cellule del rullo anilox, il problema chiave sta trattando effettivamente il legante di inchiostro secco all'interno delle cellule.
Pertanto, la selezione e la regolazione del laser devono essere basate sul tipo di raccoglitore di inchiostro. Il laser dovrebbe essere in grado di vaporizzare il legante dell'inchiostro garantendo mentre lo strato ceramico rimanga inalterato.
Sulla base di questa logica fondamentale, possiamo abbattere la pulizia laser nei seguenti passaggi per una migliore comprensione:
1. L'energia laser viene assorbita dall'inchiostro residuo nelle cellule del rullo anilox durante la scansione;
2. L'improvvisa iniezione di alta energia provoca componenti del legante (resina) nell'inchiostro per espandersi e formare rapidamente il plasma;
3. Nelle piccole cellule del rullo anilox, il gas instabile altamente ionizzato generato aumenta istantaneamente la pressione all'interno delle cellule, creando un forte flusso d'aria verso le aperture delle cellule, che espelle i contaminanti dalle cellule.
4. La soglia di potenza e energia laser sono selezionate e regolate in base ai componenti della resina del legante. Durante la scansione, solo i componenti della resina (o componenti simili) possono assorbire completamente l'energia di questo tipo di laser, mentre i componenti ceramici e la maggior parte dei componenti del pigmento non possono cambiare assorbendo l'energia laser;
5. Mentre le scansioni laser, ci sarà una porta di scarico accanto alla testa laser collegata a una pompa del vuoto esterno, che succhia continuamente i contaminanti (principalmente gas e pigmenti simili al plasma che non possono essere vaporizzati);
6. Una piccola porzione di pigmenti che non viene risucchiata si spargherà sulla superficie del rullo anilox. Questi possono essere puliti con aria compressa. Per evitare di generare polvere, un panno privo di lanugine immerso in alcol può essere utilizzato per pulire la superficie del rullo anilox.
Efficacia della pulizia laser
Come mostrato nella Figura 1, questo è un test di pulizia condotto su un rullo anilox di tipo manica mediante inchiostro a base di solvente. Le specifiche del rullo anilox sono Ø130 × 1290 mm, con un numero di linee di 900 LPI.
Figura 1: confronto prima e dopo della pulizia laser per i rulli anilox a base di solventi
Come mostrato nella Figura 2, questo è un test di pulizia condotto su un rullo anilox di tipo manica mediante inchiostro a base d'acqua. Le specifiche del rullo anilox sono Ø178 × 1300 mm, con un numero di linee di 900 LPI.
Figura 2: confronto prima e dopo della pulizia laser per i rulli anilox a base di acqua
Come mostrato nella Figura 3, questo è un test di pulizia condotto su un rullo anilox dell'asse cinghia di stampa etichetta usando inchiostro UV. Le specifiche del rullo anilox sono Ø105 × 418 mm, con un numero di linee di 400 LPI.
Figura 3: confronto prima e dopo della pulizia laser per i rulli anilox di inchiostro UV
Gli effetti di pulizia dei rulli anilox sopra sono mostrati nella Figura 4 e nella Figura 5, che sono anche chiaramente visibili.
Figura 4: vista allargata delle celle prima della pulizia
Figura 5: vista ingrandita delle celle dopo la pulizia
In effetti, prima di iniziare formalmente la pulizia di rulli anilox, abbiamo condotto numerosi test e perfettamente messo a punto i parametri dell'applicazione laser per determinare le impostazioni di pulizia ottimali per diversi tipi di inchiostri. Ciò garantisce una pulizia efficace in varie condizioni di lavoro. Naturalmente, la grande quantità di dati e gli scenari applicabili accumulati durante questo processo possono anche essere importati nel sistema di controllo del dispositivo.
Sicurezza della pulizia laser
1. Sicurezza per le persone e l'ambiente
La pulizia del laser non utilizza solventi chimici e non richiede nessun altro mezzo oltre al laser stesso. I rifiuti di pulizia vengono anche prontamente estratti per ulteriori elaborazioni. Durante questo processo di pulizia, l'unico inquinante è una piccola quantità di polvere di pigmento sparse sulla superficie del rullo, che può essere considerata trascurabile in termini di emissioni. Pertanto, è senza dubbio molto amichevole per la salute degli operatori ed è sufficiente per soddisfare requisiti ambientali sempre più rigorosi.
2. Sicurezza per i rulli anilox
Forse influenzato da alcune precedenti esperienze negative, la più grande preoccupazione di molte persone quando si affrontano la pulizia laser è se può assolutamente garantire la sicurezza dei rulli anilox. Questa preoccupazione può essere ulteriormente divisa in due diverse direzioni:
① preoccupazione che la pulizia laser possa danneggiare le pareti ceramiche del rullo anilox.
Figura 6: caso fallito della prima pulizia laser da parte di un determinato marchio
Il laser è essenzialmente un raggio di luce con fase e frequenza altamente coerenti, ma ha un'eccellente direzionalità e energia concentrata. Materiali diversi hanno tassi di assorbimento diversi per la luce e i laser non fanno eccezione. Possiamo regolare il tipo di laser e vari valori di soglia dei suoi indicatori per modificare la velocità di assorbimento di un materiale specifico per il laser. Nel caso della pulizia laser a rulli Anilox, fintanto che troviamo un laser adatto e regolare ragionevolmente le soglie in modo che i componenti della resina nell'inchiostro raggiungano il loro tasso di assorbimento di picco per questa luce, garantendo che lo strato ceramico assorbe il laser al suo livello più basso, possiamo ottenere la pulizia dell'ink mentre proteggono il ceramico anilox dal danno. Questa è la logica di base dietro la pulizia laser.
Per quanto riguarda il rischio di effetti termici accumulati, può essere ignorato in modo sicuro perché la luce laser stessa non genera calore. Il calore viene rilasciato solo quando l'oggetto assorbe l'energia laser e subisce la vaporizzazione. Abbinandosi in modo appropriato la velocità di pulizia del rullo anilox, questo calore può essere facilmente dissipato.
La pratica è l'unico criterio per testare la verità. Sulla base della logica fondamentale di cui sopra, abbiamo usato un laser con eccellenti prestazioni di pulizia per pulire ripetutamente un nuovo rullo anilox inutilizzato 100 volte. Abbiamo quindi confrontato le forme cellulari prima e dopo la pulizia (come mostrato nella Figura 7) e i modelli 3D (come mostrato nella Figura 8). La conclusione finale è che la pulizia laser non causa alcun danno ai rulli anilox ceramici.
Figura 7: stato dopo la pulizia laser
Figura 8: immagini 3D delle celle di inchiostro sul rullo anilox prima e dopo la pulizia laser
② Molti fornitori di rulli anilox aggiungono alcuni riempitivi di polimeri allo strato di ceramica per compensare la porosità della ceramica. Molte persone sono preoccupate che la pulizia laser possa avere effetti negativi su questi riempitivi di polimeri, influenzando così le prestazioni del rullo anilox.
Tali preoccupazioni, infatti, riflettono una profonda comprensione dei rulli anilox, ma c'è ancora una certa mancanza di chiarezza riguardo ai dettagli del processo di incisione.
Abbiamo esaminato i materiali da molti noti produttori di rulli anilox nazionali e internazionali. In effetti, questo tipo di riempitivo, comunemente indicato come "sigillante", è ampiamente utilizzato da molti produttori, sebbene vada con nomi diversi, il semplice "sigillante", altri lo chiamano "agente bagnante" e alcuni si riferiscono semplicemente ad esso come "rivestimento". In sostanza, hanno tutti lo stesso scopo, con solo piccole differenze nella composizione.
Questo riempitivo non offre alcun vantaggio per il controllo della precisione dell'incisione o dell'accuratezza meccanica del rullo Anilox. Alcuni produttori hanno persino causato l'instabilità nell'incisione delle cellule di inchiostro a causa di problemi con la formulazione di riempimento. Allo stesso modo, non ha alcun effetto sul miglioramento della levigatezza delle pareti cellulari di inchiostro o nell'aumento della fluidità dell'inchiostro. La sua funzione primaria è la prevenzione della corrosione. In particolare, viene utilizzato per riempire i pori nella ceramica, isolando il substrato metallico dall'aria esterna e vari liquidi, impedendo così la penetrazione liquida nello strato ceramico e la successiva corrosione del substrato metallico, che potrebbe portare alla demolizione del rullo anilox.
Per raggiungere lo scopo della prevenzione della corrosione, l'uso di una base in lega seguita dalla spruzzatura in ceramica è meglio che usare un "sigillante", ma sembra che il metodo di sigillare i fori con riempitivi sia più popolare.
L'incisione delle cellule di inchiostro sul rullo anilox è anche completata utilizzando la tecnologia laser. L'energia laser utilizzata per l'incisione della ceramica è estremamente elevata, forse più volte o addirittura decine di volte maggiore della potenza delle apparecchiature di pulizia laser. Si può immaginare se il riempitivo di cui ci occupiamo possa sopravvivere all'interno delle pareti delle cellule di inchiostro sotto l'irradiazione laser ad alta potenza. Per quanto riguarda le parti delle pareti delle cellule di inchiostro nella parte superiore che non sono state incise dal laser, teoricamente, potrebbe esserci ancora un po 'di riempimento. Tuttavia, in realtà, durante il processo di incisione del rullo anilox, a causa dell'effetto ripetuto del laser, uno strato di forme ceramiche fusi sopra le pareti cellulari di inchiostro, che poi si solidifica in una ceramica dura e densa al raffreddamento. Questo strato di ceramica ha una densità e una durezza molto elevate e la sua forza di legame con la normale parete ceramica è persino superiore alla forza di legame tra gli strati ceramici normali. Dopo la lucidatura, la parte superiore delle pareti cellulari di inchiostro del rullo anilox è effettivamente coperta da uno strato di ceramica "fusa", che rende difficile l'esposizione dello strato di ceramica originale.
Efficienza della pulizia laser
Teoricamente, maggiore è la potenza laser, maggiore è la velocità di pulizia, che è senza dubbio. Tuttavia, dal punto di vista della sicurezza, come abbiamo discusso in precedenza, dobbiamo selezionare una fonte laser appropriata e controllare varie soglie del laser. Tra questi controlli, uno dei più importanti è il controllo della soglia di potenza del laser. In altre parole, anche se viene selezionata la fonte laser più adatta, la potenza laser non può essere aumentata indefinitamente; Una volta che la potenza laser supera la soglia di tolleranza dello strato ceramico, può causare danni al rullo anilox. Pertanto, riteniamo che il limite superiore dell'efficienza della pulizia laser sia molto chiaro.
Questo limite superiore sull'efficienza della pulizia laser determina anche che quando si incontrano rulli anilox con gravi blocchi (come quelli che non sono stati utilizzati per diversi anni o sono vicini a essere demoliti a causa del blocco), potrebbero essere necessarie molteplici pulizie per pulirli a fondo.
Anilox rotola la macchina per la pulizia laser in linea
Prendendo la pulizia laser nella mia azienda come esempio, a seconda del grado di blocco, la velocità di pulizia varia da 500 mm/h a 1200 mm/h (cioè il laser viaggia da 500 a 1200 mm lungo l'asse del rullo anilox all'ora). Naturalmente, se i costi dell'attrezzatura non sono un problema, l'efficienza di pulizia può essere migliorata aumentando il numero di teste laser.
Confronto con i metodi di pulizia tradizionali
1. Facilità di funzionamento
L'attrezzatura per la pulizia laser è precisa e stabile. Durante la fase di test iniziale, i parametri ottenuti dai test possono essere salvati nel sistema di controllo del dispositivo. Nell'uso effettivo, è necessario selezionare solo le impostazioni appropriate in base alle condizioni di lavoro specifiche, senza richiedere un intervento manuale eccessivo per le regolazioni.
2. Sicurezza
◎ A causa dell'aumento del livello di intelligenza, il sistema di controllo può incorporare molti meccanismi di protezione per garantire la sicurezza delle persone, dell'ambiente e del rullo anilox. Se il costo non è un problema, è anche possibile fornire un feedback in tempo reale sullo stato del laser.
◎ Non sono richiesti solventi, riducendo efficacemente la probabilità che i rulli anilox siano corrosi.
Soprattutto per i rulli anilox di tipo manicotto, l'autore ha visto molti casi di corrosione, la maggior parte dei quali sono causati da una pulizia impropria, in cui solventi o acqua penetrano nell'interfaccia tra la superficie in fibra di vetro del rullo anilox e il nucleo di alluminio.
◎ Evita il collasso della parete web o il crack causato da altri metodi di pulizia fisica.
3. alta intelligenza, buona esperienza utente
◎ La pulizia del laser è semplice e conveniente da utilizzare. Posizionare il rullo Anilox nella posizione appropriata sull'apparecchiatura, fare clic sul pulsante di avvio e la pulizia di questo rullo Anilox sarà completata senza alcun intervento manuale durante questo periodo. Il tempo risparmiato può essere utilizzato per altre attività o riposo.
◎ Il processo di pulizia laser non prevede solventi o altri media, quindi non ci saranno odori irritanti nel seminario, né ci saranno acque reflue di vari colori che verranno dimessi, garantendo un seminario pulito e ordinato.
4. Pulizia approfondita
In passato, quando abbiamo incontrato rulli anilox con gravi blocchi, è stato spesso molto problematico perché non esisteva un metodo altamente efficace per garantire una pulizia approfondita senza danneggiare il rullo anilox. Per la pulizia laser, i rulli anilox così gravemente bloccati richiedono solo più pulizie.
5. Ridurre i costi operativi complessivi
Nel complesso, l'introduzione della pulizia laser porta direttamente a una diminuzione del volume totale degli appalti di rulli anilox. Questa non è una buona notizia per i produttori di rulli Anilox, ma è una benedizione per le aziende di stampa.