Laserrengöring av keramiska Anilox -rullar: The Ultimate Guide for Print Professionals

I världen av flexografisk tryckning är det avgörande att upprätthålla keramiska aniloxrullar för att uppnå konsekventa tryck av hög kvalitet. Traditionella rengöringsmetoder revolutioneras av laserrengöringsteknologi - en exakt, effektiv och säker lösning som förvandlar branschen.

Keramiska Anilox -rullar, på grund av deras fördelar som hög bläcköverföringsprecision och lång livslängd, har spelat en viktig roll i utvecklingen av flexografisk tryckning. De har gradvis bytt ut metallaniloxrullar och blivit standardutrustning för flexografiska tryckmaskiner och tryckföretag. Under hela denna process har rengöringsproblemet av keramiska Anilox -rullar alltid samexisterat med sina olika fördelar.

Anledningen till att rengöringsproblemet med keramiska aniloxrullar betonas är att jämfört med metallaniloxrullar är rengöring av keramiska aniloxrullar (nedan kallad keramiska aniloxrullar) svårare. De främsta orsakerna är följande:

1. Det keramiska skiktet på anilox -rullen appliceras på basrullytan med en termisk sprutningsprocess. På grund av de materiella egenskaperna hos keramik och egenskaperna hos den termiska sprutningsprocessen innehåller det keramiska skiktet naturligtvis porer, även om porositeten varierar mellan olika aniloxrullar. Närvaron av dessa porer ökar ytenergin på det keramiska skiktet, vilket gör att resterande bläck fästs mer envist inuti cellerna.

2. Cellerna på ytan av aniloxrullen bildas genom lasergravering. De inre väggarna i cellerna och kanterna på cellväggarna är relativt grova. Denna grovhet förbättrar ytterligare vidhäftningen av återstående bläck i cellerna.

3. Linjantalet för en aniloxrulle kan nå upp till 1600 lpi (linjer per tum). Detta innebär att öppningsstorleken på cellerna på anilox -rullytan kan vara mindre än 15 μm. Att rengöra så små öppningar som är igensatta med härdat bläck är ganska utmanande.

4. Vissa aniloxrullar strävar alltför upp med höga linjerantningar och stora bläckvolymer, vilket resulterar i extremt orimliga djupcellöppningar. I kombination med irrationella celldjup leder detta ofta till att många aniloxrullar inte är slitna genom användning utan istället skadas under rengöring eller blir oanvändbar på grund av ofullständig rengöring, vilket förhindrar till och med bläckfördelning.

5. Utförandet av flexografiska bläck har också förbättrats snabbt under de senaste åren, särskilt när det gäller att öka tryckhastigheten och förbättra vädermotståndet. Ju bättre användningsprestanda för bläcket, desto svårare blir det att ta bort torkade eller härdade bläckrester med konventionella rengöringsmetoder.

Därför, sedan tillkomsten av keramiska Anilox -rullar, har hur man säkert och effektivt rengör och upprätthåller dem för att förlänga sin effektiva livslängd alltid varit ett ämne av betydande oro.

Vanliga aniloxrullningsrengöringsmetoder:

★ Rengöring av lösningsmedel

★ Ultraljudrengöring

★ Högtrycksvattenrengöring

★ NAHCO₃ (natriumbikarbonat) sprayrengöring

★ Rengöring av torrisblast

★ Sprängningsrengöring av plastmedier

Om dessa metoder kategoriseras kan de i allmänhet delas in i:

• Lösningsmetod (metod 1)
• Solvent + mediaspray (metoder 2 och 3)
• Mediaspray (metoder 4, 5 och 6)

Var och en av dessa metoder har sina egna fördelar och nackdelar. När de används på lämpligt sätt kan de uppnå utmärkta rengöringsresultat; Men om de används felaktigt kan de också leda till allvarliga konsekvenser. Till exempel kan felaktigt urval av lösningsmedel få aniloxrullen att buka, felaktig användning av ultraljudsrengöring kan leda till sprickbildning av Anilox-rullens cellväggar, och mediasprutning är inte lämplig för High-line-count Anilox-rullar, bland andra problem. Vi kommer inte att utarbeta var och en här.

Eftersom dessa rengöringsmetoder kommer med både fördelar och risker, och de kräver en relativt hög kompetensnivå från användare, har människor under åren haft blandade känslor om dem-båda att älska och hata dem. Denna verklighet har skapat en möjlighet för uppkomsten av laserrengöringsmetoder.

Först, vad är laserrengöring?

Enkelt uttryckt innebär laserrengöring att använda en specifik laserstråle för att skanna ytan på en aniloxrulle. Bläcket inuti cellerna absorberar laserenergin och förångas och uppnår därmed rengöringsmålet utan att orsaka skador på cellerna i anilox -rullen.

För att förstå den grundläggande logiken bakom laserrengöring är det viktigt att först identifiera målmaterialet som rengörs. I processen för att rengöra en anilox -rull är målmaterialet utan tvekan den torkade bläckresten inuti cellerna.

Komponenterna i bläck kan i enkla termer delas upp i pigment, bindemedel och tillsatser. Bland dessa bestämmer bindemedlet vidhäftningsstyrkan och filmbildande egenskaper hos bläcket, och det är också den primära komponenten i bläcket efter att det torkar, bortsett från pigmenten. Med andra ord, för att noggrant rengöra den torkade bläckresten inuti Anilox -rullens celler, är den viktigaste frågan effektivt att behandla det torkade bläckbindemedlet i cellerna.

Därför måste valet och justeringen av lasern baseras på typen av bläckbindemedel. Lasern bör kunna förånga bläckbindemedlet samtidigt som det keramiska skiktet förblir opåverkat.

Baserat på denna grundläggande logik kan vi dela upp laserrengöring i följande steg för bättre förståelse:

1. Laserenergin absorberas av det återstående bläcket i Anilox -rullens celler under skanning;

2. Den plötsliga injektionen av hög energi orsakar bindemedlet (harts) komponenter i bläcket snabbt expanderar och bildar plasma;

3. I de små cellerna i aniloxrullen ökar den mycket joniserade instabila gasen som genereras direkt inuti cellerna, vilket skapar ett starkt luftflöde mot cellöppningarna, som utvisar föroreningar ur cellerna.

4. Laserkraften och energitröskeln väljs och justeras baserat på bindemedlets hartskomponenter. Under skanning kan endast hartskomponenterna (eller liknande komponenter) fullt ut absorbera energin i denna typ av laser, medan keramiska komponenter och de flesta pigmentkomponenter inte kan förändras genom att absorbera laserenergi;

5. När laserskanningarna kommer det att finnas en avgasport bredvid laserhuvudet anslutet till en yttre vakuumpump, som kontinuerligt suger ut föroreningarna (mestadels plasmliknande gaser och pigment som inte kan förångas);

6. En liten del av pigmenten som inte sugs ut kommer att spridas på ytan på aniloxrullen. Dessa kan blåsa rena med tryckluft. För att undvika att generera damm kan en luddfri trasa doppad i alkohol användas för att torka ytan på aniloxrullen.

Såsom visas i figur 1 är detta ett rengöringstest som utförs på en aniloxrulle av ärmstyp med hjälp av lösningsmedelsbaserat bläck. Specifikationerna för Anilox -rullen är Ø130 × 1290 mm, med ett linjeantal på 900 lpi.

Bild 1: före och efter jämförelse av laserrengöring för lösningsmedelsbaserad bläck aniloxrullar

Såsom visas i figur 2 är detta ett rengöringstest som utförs på en aniloxrulle av ärmstyp med hjälp av vattenbaserat bläck. Specifikationerna för Anilox -rullen är Ø178 × 1300 mm, med ett linjeantal på 900 lpi.

Bild 2: före och efter jämförelse av laserrengöring för vattenbaserad bläck Anilox-rullar

Såsom visas i figur 3 är detta ett rengöringstest som utförs på en etikettutskriftsbälte-axel Anilox Roller med UV-bläck. Specifikationerna för anilox -rullen är Ø105 × 418 mm, med ett linjeantal på 400 lpi.

Bild 3: före och efter jämförelse av laserrengöring för UV-bläck Anilox-rullar

Rengöringseffekterna av ovanstående aniloxrullar visas i figur 4 och figur 5, som också är tydligt synliga.

Bild 4: Förstorad vy av celler före rengöring

Bild 5: Förstorad vy av celler efter rengöring

Faktum är att innan vi formellt startade rengöringen av Anilox-rullarna genomförde vi många tester och kontinuerligt finjusterade laserapplikationsparametrarna för att bestämma de optimala rengöringsinställningarna för olika typer av bläck. Detta säkerställer effektiv rengöring under olika arbetsförhållanden. Naturligtvis kan den stora mängden data och tillämpliga scenarier som samlas under denna process också importeras till enhetens styrsystem.

1. Säkerhet för människor och miljön

Laserrengöring använder inga kemiska lösningsmedel och kräver inget annat medium förutom själva lasern. Rengöringsavfallet extraheras också omedelbart för ytterligare bearbetning. Under denna rengöringsprocess är det enda föroreningen en liten mängd pigmentpulver spridd på rullytan, som kan betraktas som försumbar när det gäller utsläpp. Därför är det utan tvekan mycket vänlig mot operatörernas hälsa och är tillräcklig för att uppfylla allt stränga miljöbehov.

2. Säkerhet för Anilox -rullar

Kanske påverkas av några tidigare negativa upplevelser, många människors största oro när de möter laserrengöring är om det absolut kan säkerställa säkerheten för Anilox -rullarna. Denna oro kan ytterligare delas upp i två olika riktningar:

① Oro för att laserrengöring kan skada de keramiska väggarna i anilox -rullen.

Bild 6: Misslyckat fall av tidig laserrengöringsmaskin av ett visst märke

Laser är i huvudsak en ljusstråle med mycket konsekvent fas och frekvens, men den har utmärkt riktning och koncentrerad energi. Olika material har olika absorptionshastigheter för ljus, och lasrar är inget undantag. Vi kan justera typen av laser och olika tröskelvärden för dess indikatorer för att ändra absorptionshastigheten för ett specifikt material för lasern. När det gäller anilox -rullslasrengöring, så länge vi hittar en lämplig laser och justerar rimligt justerar trösklarna så att hartskomponenterna i bläcket når sin topp absorptionshastighet för detta ljus, samtidigt som det säkerställer att keramiska skiktet absorberar lasern på dess lägsta nivå, kan vi uppnå bläckrengöring medan de skyddar den keramiska aniloxrullen från skador. Detta är den grundläggande logiken bakom laserrengöring.

När det gäller risken för ackumulerade termiska effekter kan det säkert bortses från eftersom laserljus i sig inte genererar värme. Värme frigörs endast när objektet absorberar laserenergin och genomgår förångning. Genom att matcha Anilox -rullens rengöringshastighet på lämpligt sätt kan denna värme enkelt spridas.

Praxis är det enda kriteriet för att testa sanningen. Baserat på ovanstående grundläggande logik använde vi en laser med utmärkt rengöringsprestanda för att upprepade gånger rengöra en ny, oanvänd Anilox Roller 100 gånger. Vi jämförde sedan cellformerna före och efter rengöring (som visas i figur 7) och 3D -modellerna (som visas i figur 8). Den slutliga slutsatsen är att laserrengöring inte orsakar någon skada på keramiska aniloxrullar.

Bild 7: Tillstånd efter laserrengöring

Figur 8: 3D -bilder av bläckcellerna på Anilox -rullen före och efter laserrengöring

② Många Anilox -rullleverantörer lägger till vissa polymerfyllmedel till det keramiska skiktet för att kompensera för keramikens porositet. Många är oroliga för att laserrengöring kan ha negativa effekter på dessa polymerfyllmedel och därmed påverka prestandan för anilox -rullen.

Sådana problem återspeglar faktiskt en djup förståelse för Anilox -rullar, men det finns fortfarande en viss brist på tydlighet när det gäller detaljerna i graveringsprocessen.

Vi har granskat material från många välkända inhemska och internationella Anilox Roller-tillverkare. Faktum är att denna typ av fyllmedel, ofta kallad "tätare", används allmänt av många tillverkare, även om det går med olika namn-några kallar det "tätningsmedel", andra kallar det "vätmedel", och vissa hänvisar helt enkelt till det som "beläggning." I huvudsak tjänar de alla samma syfte, med endast mindre skillnader i sammansättning.

Detta fyllmedel ger inga fördelar för att kontrollera precisionen för gravering eller den mekaniska noggrannheten hos anilox -rullen. Vissa tillverkare har till och med orsakat instabilitet i graveringen av bläckceller på grund av problem med fyllnadsformuleringen. På liknande sätt har det ingen effekt på att förbättra bläckcellväggarnas jämnhet eller öka bläckets flödesbarhet. Dess primära funktion är korrosionsförebyggande. Specifikt används det för att fylla porerna i keramiken, isolera det metalliska underlaget från yttre luft och olika vätskor, vilket förhindrar vätskepenetrering i det keramiska skiktet och efterföljande korrosion av det metalliska underlaget, vilket kan leda till skrotning av aniloxrullen.

För att uppnå syftet med korrosionsförebyggande är användning av en legeringsbas följt av keramisk sprutning bättre än att använda en "tätare", men det verkar som om metoden för att täta hål med fyllmedel är mer populär.

Graveringen av bläckceller på Anilox -rullen är också klar med laserteknik. Laserkraften som används för graveringskeramik är extremt hög, eventuellt flera gånger eller till och med tiotals gånger större än kraften i laserrengöringsutrustning. Man kan föreställa sig om det fyllmedel vi är oroliga för att överleva i bläckcellväggarna under en sådan högeffekt laserbestrålning. När det gäller de delar av bläckcellväggarna på toppen som inte graverades av lasern, teoretiskt kan det fortfarande finnas något fyllmedel närvarande. I verkligheten, under graveringsprocessen för anilox -rullen, på grund av den upprepade effekten av lasern, ett lager av smält keramiska former ovanpå bläckcellväggarna, som sedan stelnar till en hård och tät keramik vid kylning. Detta skikt av keramik har mycket hög densitet och hårdhet, och dess bindningsstyrka med den normala keramiska väggen är ännu högre än bindningsstyrkan mellan normala keramiska skikt. Efter polering täcks faktiskt toppen av bläckcellväggarna i anilox -rullen av ett skikt av "smält" keramik, vilket gör det svårt för det ursprungliga keramiska skiktet att utsättas.

Teoretiskt sett, ju högre laserkraften, desto snabbare är rengöringshastigheten, vilket är utan tvekan. Men ur säkerhetsperspektivet, som vi diskuterade tidigare, måste vi välja en lämplig laserkälla och kontrollera olika trösklar för lasern. Bland dessa kontroller är en av de viktigaste att kontrollera laserens krafttröskel. Med andra ord, även om den mest lämpliga laserkällan är vald, kan laserkraften inte ökas på obestämd tid; När laserkraften överskrider toleranströskeln för det keramiska skiktet kan det orsaka skador på anilox -rullen. Därför tror vi att den övre gränsen för effektiviteten för laserrengöring är mycket tydlig.

Denna övre gräns för effektiviteten hos laserrengöring bestämmer också att vid möter anilox -rullar med allvarliga blockeringar (såsom de som inte har använts på flera år eller är nära att skrotas på grund av blockering) kan flera rengöringar krävas för att rengöra dem noggrant.

Anilox rullar in-line laserrengöringsmaskin

Med laserrengöringsmaskinen i mitt företag som ett exempel, beroende på graden av blockering, sträcker sig rengöringshastigheten från 500 mm/h till 1200 mm/h (dvs. laseren reser 500 till 1200 mm längs anilox -rullen per timme). Naturligtvis, om utrustningskostnader inte är ett problem, kan rengöringseffektiviteten förbättras genom att öka antalet laserhuvuden.

1. Enkel drift

Laserrengöringsutrustningen är exakt och stabil. Under den initiala testfasen kan parametrarna erhållna från testerna sparas i enhetens styrsystem. Vid faktiskt användning behöver du bara välja lämpliga inställningar baserat på de specifika arbetsförhållandena, utan att kräva överdriven manuell intervention för justeringar.

2. Säkerhet

◎ På grund av den ökade nivån på intelligens kan kontrollsystemet innehålla många skyddsmekanismer för att säkerställa säkerheten för människor, miljön och aniloxrullen. Om kostnaden inte är ett problem är det till och med möjligt att ge feedback i realtid om laserens status.

◎ Inga lösningsmedel krävs, vilket effektivt minskar sannolikheten för att Anilox -rullar är korroderade.

Speciellt för hylsa aniloxrullar har författaren sett många fall av korrosion, varav de flesta orsakas av felaktig rengöring, där lösningsmedel eller vatten sipprar in i gränssnittet mellan glasfiberytan på aniloxrullen och aluminiumkärnan.

◎ undviker kollaps eller sprickor på webbväggar orsakade av andra fysiska rengöringsmetoder.

3. Hög intelligens, bra användarupplevelse

◎ Laserrengöring är enkel och bekväm att använda. Placera anilox -rullen i lämplig position på utrustningen, klicka på startknappen och rengöringen av denna Anilox -rullen kommer att slutföras utan någon manuell ingripande under denna period. Den sparade tiden kan användas för andra uppgifter eller vila.

◎ Laserrengöringsprocessen innebär inga lösningsmedel eller andra medier, så det kommer inte att finnas någon irriterande lukt i verkstaden, och det kommer inte heller att finnas avloppsvatten i olika färger som släpps ut, vilket säkerställer en ren och snygg verkstad.

4. Grundlig rengöring

Tidigare, när vi mötte Anilox -rullar med svåra blockeringar, var det ofta mycket besvärligt eftersom det inte fanns någon mycket effektiv metod för att säkerställa grundlig rengöring utan att skada anilox -rullen. För laserrengöring kräver så hårt blockerade Anilox -rullar endast flera rengöringar.

5. Minska de totala driftskostnaderna

Sammantaget leder introduktionen av laserrengöring direkt till en minskning av den totala upphandlingsvolymen för aniloxrullar. Detta är inte goda nyheter för Anilox Roller -tillverkare, men det är en välsignelse för tryckföretag.