Czyszczenie cylindrów wklęsłodrukowych

6 Dec 2016 14:43

Bardzo często cylindry wklęsłodrukowe sš po wydrukowaniu zlecenia przechowywane, aby można było w razie potrzeby powtórzyć drukowanie danego produktu. Dotyczy to głównie cylindrów wklęsłodrukowych stosowanych do drukowania różnych druków ilustrowanych (np. prospektów, druków reklamowych, katalogów) lub opakowań. Cylindry te muszš być jednak przed magazynowaniem dokładnie oczyszczone z resztek farby, aby przy powtórnym drukowaniu zapewnić dobrš jakoœć. Stosowane sš do tego różne metody: chemiczne czyszczenie ręczne, czyszczenie ultradŸwiękami, czyszczenie w maszynach lub mechaniczne metody strumieniowe (nadmuchiwanie œciernych œrodków czyszczšcych). Wadami tych metod sš koniecznoœć zbierania i utylizowania chemikaliów i œrodków œciernych oraz możliwoœć ujemnego wpływu tych œrodków na powierzchnię cylindra. W ostatnim czasie bardzo rozwinęła się nowa metoda Đ czyszczenie typu Excimer za pomocš promieniowania laserowego. Celem czyszczenia cylindra wklęsłodrukowego jest całkowite usunięcie resztek farby z całej powierzchni, a szczególnie z zagłębień, czyli z kałamarzyków farbowych. Wrażliwa powierzchnia miedzi na cylindrze jest chroniona przez znacznie twardszš, ale cienkš (5-6 ľm) warstwę chromu. Podlega ona już znacznym obcišżeniom mechanicznym powodowanym przez rakiel, a więc parametry czyszczenia promieniem lasera muszš być tak dobrane, aby nie szkodził on chromowanej powierzchni cylindra. W celu dobrania właœciwego lasera przeprowadzono szereg badań z farbami rozpuszczalnikowymi i wodnymi. Na poczštku okreœlono odpowiedniš długoœć fali promieniowania laserowego. W tym celu trzeba było zbadać optyczne głębokoœci wnikania oraz stopnie absorpcji różnych farb. Badania wykazały szczególnš przydatnoœć lasera UV dzięki wysokim stopniom absorpcji (A > 90%) i niewielkim optycznym głębokoœciom wnikania (0,6-2 ľm). Dlatego też dalsze prace przy opracowywaniu metody i urzšdzeń prowadzono z laserami typu Excimer o długoœci fali 248 nm i 308 nm (patrz tinta). Zastosowanie promieniowania lasera XeCl (l = 308 nm) prowadziło do lepszych rezultatów niż w przypadku lasera kryptonowo-fluorowego KrF (l = 248 nm). Ze względów ekonomicznych wybrano jednak laser KrF. Do pełnego oczyszczenia warstwy chromu bez jej uszkodzenia trzeba dopasować zakumulowanš gęstoœć energii do rodzaju rozpuszczalnika i farby oraz jej gruboœci. Pełne oczyszczenie cylindra wklęsłodrukowego jest możliwe poczšwszy od zakumulowanej gęstoœci energii 1,5 J/cm2 przy l = 248 nm. Dla œredniego zanieczyszczenia farbami rozpuszczalnikowymi o gruboœci warstwy 5-10 ľm potrzebna jest w celu całkowitego usunięcia farby zakumulowana gęstoœć energii od 2,4 do 4,0 J/cm2. Generalnie można przeprowadzić czyszczenie ze zakumulowanymi gęstoœciami energii wynoszšcymi od 1,5 do ok. 20 J/cm2. Możliwe sš przy tym do uzyskania wydajnoœci między 7,5 a 2 m2/h. Standardowe parametry czyszczenia okreœlono dla trzech stopni zanieczyszczenia (lekkie, œrednie i duże) i wprowadzono je jako dane do programu sterujšcego urzšdzeniem do czyszczenia. Koncepcja urzšdzenia do czyszczenia cylindrów bazuje na zasadzie ruchomej optyki Đ równolegle do cylindra przesuwa się odpowiednia głowica optyczna (fot. 1). Ponieważ w tym rozwišzaniu długoœć drogi œwiatła jest zmienna, trzeba było za pomocš odpowiedniego systemu prowadzenia i formowania promienia zapewnić stałš wielkoœć plamki promienia oraz stały, jednolity rozkład energii promieniowania laserowego na całej powierzchni cylindra. Powierzchnia cylindra jest obrabiana spiralnie, przy czym prędkoœć napędów jest tak dobrana, aby można było ustawić liczbę impulsów na dane miejsce oraz stałš częstotliwoœć powtarzania impulsów i ich nakładanie się na siebie. Droga promieni w urzšdzeniu jest następujšca: promień lasera jest najpierw prowadzony przez trzy elementy kierujšce tak, że przebiega równolegle do osi cylindra. Wewnštrz najważniejszego elementu, jakim jest głowica optyczna, dodatkowy element kieruje promień prostopadle do powierzchni cylindra. Głowica, która porusza się wzdłuż całej długoœci cylindra, zawiera moduł do ujednorodnienia promienia oraz obiektyw typu zoom do ustawienia wielkoœci plamki promienia. Element ssšcy umieszczony między głowicš optycznš a cylindrem usuwa produkty czyszczenia i chroni optykę przed zanieczyszczeniem. Aby reagować na zmiany w wydajnoœci lasera (np. z powodu jego starzenia się) lub uwzględniać okreœlone wymagania, zmiany gęstoœci energii powinny następować poprzez ustawianie wielkoœci plamki promienia. W tym celu zastosowano obiektyw o zmiennej ogniskowej pozwalajšcy na zmianę powiększenia, dzięki czemu gęstoœć energii może być dopasowywana do usuwania różnych farb i różnych ich gruboœci, a w czasie pracy może ona być utrzymywana na stałym poziomie. Obok rodzaju farby decydujšcš wielkoœciš dla zakumulowanej gęstoœci energii jest gruboœć warstwy farby. Te gruboœci sš na cylindrze bardzo różne, a dodatkowo trzeba wykluczyć uszkodzenie warstwy chromu. Dlatego też opracowano kontrolowane i regulowane prowadzenie procesu czyszczenia cylindra. Ta kontrola jest włšczona w całš koncepcję sterowania i regulacji urzšdzenia, a więc możliwa jest praca automatyczna. Obsługujšcy urzšdzenie wprowadza na pulpicie obsługi cztery parametry okreœlajšce warunki czyszczenia: długoœć koszulki cylindra (robocza szerokoœć cylindra), œrednicę cylindra, rodzaj farby (np. z rozpuszczalnikiem, niebieska) oraz stopień zanieczyszczenia (silne, œrednie, słabe). Odpowiedni system regulacji gęstoœci energii obejmuje dostosowywanie za pomocš obiektywu o zmiennej ogniskowej wielkoœci plamki promienia do aktualnej energii wyjœciowej lasera. W ten sposób można utrzymać na stałym poziomie potrzebnš gęstoœć energii także przy zmniejszeniu się energii lasera. Prędkoœć obrotowa cylindra oraz prędkoœć przesuwu optyki sš dostosowywane do wielkoœci plamki. Do kontroli procesu czyszczenia cylindra opracowano system do przetwarzania obrazu (fot. 2). Kamera CCD odczytuje w czasie pierwszego cyklu czyszczenia resztki zanieczyszczeń pozostajšce na cylindrze. W skład tego systemu wchodzš też oœwietlenie błyskowe oraz optyka powiększajšca do rejestracji nawet najmniejszych czšstek farby (w zakresie kilku ľm). Do analizy danych z odczytu obrazu opracowano przystosowany do tego program, który poza ocenš powierzchni pozostałego zanieczyszczenia okreœla także jego gruboœć. Na bazie wyników opracowanych przez ten system przetwarzania obrazu po pierwszym cyklu czyszczenia następuje drugi etap, w którym w okreœlony sposób dokonywane jest naprowadzanie na pozostałe resztki zanieczyszczeń i ich usuwanie. Na podstawie okreœlonego stopnia zanieczyszczenia cylindra program opracowuje standardowe parametry (gęstoœć energii i liczba impulsów) dla pierwszego cyklu czyszczenia oraz okreœla dane dla czyszczenia końcowego. Po obu cyklach cylinder jest całkowicie czysty. Na podstawie artykułu K. Wissenbacha, J. Birkela i E. Willenborga ăReinigung von Tiefdruckzylindern auf neuen WegenÓ z ăFlexo+Tief-DruckÓ nr 5/2003 opracował ZZ