Rastrové válce nejen pro flexotisk

1513

K přenosu barvy či jiného média na potiskovaný substrát se dnes používá celá řada tiskových postupů vzájemně se lišících nejenom samotným principem tisku, ale také svým určením a množstvím přeneseného média.

 

Každý z tiskových principů má přitom několik společných znaků. Jedním z nich by mohl být formový válec, který je nositelem motivu přetištěného na papír či jiný substrát. Dalším společným prvkem je také to, že se na formový válec či desku musí médium či barva nějakým způsobem dostat. K tomuto účelu se používá celá řada řešení. Jedním z nich, známým z ofsetového tisku, je barevnice, jež pomocí duktoru dávkuje potřebné množství barvy. Setkat se můžeme také s postupem využívajícím brodícího válce, tedy válce, který je částečně ponořen do barvy. Další z variant, jež se v současnosti hojně aplikuje, je předávání barvy pomocí rastrového válce, označovaného též jako aniloxový. Tento princip se využívá zejména ve flexotisku a hlubotisku, stále častěji se však s touto technologií můžeme setkat také v ofsetovém tisku. Aniloxové válce se totiž používají v lakovacích jednotkách s komorovou raklí. Podívejme se nyní podrobněji na problematiku aniloxových válců, vysvětlíme si některé základní pojmy, vliv velikosti, tvaru a rozmístění jamek na množství přeneseného média, způsoby výroby těchto válců apod. Jednou z důležitých součástí práce s rastrovými válci je také jejich důkladné čištění. Pokud se mu totiž nevěnuje zvýšená pozornost, může docházet k zanášení jednotlivých jamek a tím nejenom ke snižování přeneseného množství barvy, ale v některých případech i k úplnému znehodnocení válce.

 


Obrázek 1
Znázornění tvarů jamek u mechanického hloubení používaného u chromovaných aniloxových válců. Nejhorší vyprazdňování vykazuje jamka A, naopak jamka označená písmenem C zajišťuje největší přenos tiskového média

 

Aniloxové válce a jejich výroba

Jak jsme již uvedli, jedná se o válce, jejichž povrch je souvisle pokryt přesně definovanými jamkami (celami). Jejich jádro je nejčastěji z nerezové nebo kompozitní oceli, někdy se využívá také varianta s hliníkovým jádrem. Na tomto jádru je nanesena speciální oddělovací vrstva (nejčastěji niklová), jež má za úkol ochránit jádro před korozí a dalšími vnějšími vlivy. Poslední je u rastrového válce buď chromová nebo keramická vrstva, v závislosti na technologickém postupu konkrétního výrobce. Do této vrstvy jsou posléze mechanickým nebo laserovým gravírováním vytvořeny jednotlivé jamky, přenášející při tisku či lakování tiskové médium. Při laserovém tvoření jamek se používají lasery CO2 nebo YAG. Vytváření jamek (cel) je přitom přesně definované. Na tvaru jamek, jejich hloubce a množství totiž závisí nejenom množství přenášeného média, ale i kvalita nanesené vrstvy. Pokud je takto válec vytvořen, aplikují se další povrchové úpravy, které mají za úkol zvýšit životnost nebo zlepšit přenášecí schopnosti válce. Typickým příkladem je úprava označovaná I. T. S. od společnosti Zecher. Spočívá v tom, že již vyrobený válec je vystaven působení speciálních chemikálií a plynů, které naruší a změní strukturu keramického povrchu válce. Tento válec pak vykazuje vyšší odolnost vůči agresivním látkám a tím pádem i vyšší životnost.

 

Rastrové válce v ofsetovém tisku

Již jsme v úvodu zmínili, že se můžeme s nasazením rastrových válců stále častěji setkávat také v ofsetovém tisku. Zde se využívají především v oblasti lakování. Tento válec je přitom možné začlenit jak do dvouválcového systému s brodícím válcem, který předává lak přes válec aniloxový na lakovací a dále na potiskovaný substrát, nebo v systému s komorovou raklí. První varianta se však příliš nepoužívá. Naopak varianta s komorovou raklí se začíná prosazovat stále častěji. Důvodů je k tomu hned několik. Zařazení rastrového válce totiž s sebou přináší několik výhod. V prvé řadě je to přesně definované množství přeneseného laku. To je dáno tím, že je možné přenášet z komorové rakle pouze ten lak, který zůstane v jamkách. Lak na povrchu válce je pomocí rakle opětovně setřen do zásobníku laku. Tímto způsobem lze také nanést plně homogenní vrstvu laku s tím, že se dají aplikovat i některé velmi problematické laky. Zde máme na mysli například iriodinové laky, které u klasického dvouválcového systému velmi rychle zasychají na válcích, a tak je lze nanášet prakticky výhradně pomocí komorové rakle. Velmi dobrých výsledků je s tímto systémem dosahováno také u dalších druhů metalických a speciálních laků. Mezi nevýhody aplikace aniloxového válce do lakovacího zařízení pak patří problematičtější změna přenášeného množství. Válec je, jak jsme již uvedli, schopný přenášet pouze definované množství laku, a tak při požadavku na jeho zvýšení je nutné nejprve zaměnit aniloxový válec za takový, který přenášeným množstvím odpovídá naším požadavkům.

 


Obrázek 2
Tvary jamek u laserem upravovaných keramických válců. Také zde platí, že jamka A vykazuje nejmenší přenos při stejném objemu, naopak jamka C největší

 

Sledované parametry

Podobně jako u ostatních součástí tiskového procesu, také u aniloxových válců záleží na správném výběru. Proto je dobré znát základní parametry, které se u těchto válců sledují. Jedním z prvních je lineatura, kterou známe i z přípravy tiskových forem pro jednotlivé tiskové techniky. Rovněž zde se udává v linkách na palec či centimetr. Podobně jako v jiných technikách, také tady se lineatura postupem času zvyšuje. Platí totiž, že čím má válec větší lineaturu, tím je možné reprodukovat jemnější rastry, naopak se však snižuje množství přeneseného média. Ještě v 50. letech minulého století se vyráběly válce, jejichž maximální lineatura se pohybovala okolo 100 linek na centimetr; v dnešní době není výjimkou, když je lineatura válce i 5x vyšší.

Dalším parametrem, který je nutné sledovat, je množství přeneseného média, udávané v cm3/m2. Jde o maximální množství, které dokáže válec „nabrat“ do jamek. Je přitom nutné si pamatovat, že toto množství nebude přeneseno na potiskovaný substrát. Určité množství barvy nebo laku totiž zůstane v jamkách po jejich vyprázdnění (v závislosti na velikosti a tvaru jamky) a další ztráty vznikají při přenosu mezi dvěma válci. Z toho vyplývá, že pokud pracujeme s válcem s přenosem například 12 g/m2, musíme počítat s tím, že skutečný přenos na materiál se bude pohybovat přibližně okolo 25 %, tj. 3 g/m2. U aniloxových válců přitom platí, že množství přenášeného média není možné regulovat jinak než výměnou válce.

Třetím parametrem udávaným u rastrových válců je hloubka jamek. Ta samozřejmě ovlivňuje množství přeneseného média. Platí přitom, že čím je vyšší lineatura, tím může být menší hloubka jamek při stejném přeneseném množství. Jako příklad bychom mohli uvést rastrový válec s lineaturou 100 l/cm, který má na 1 cm2 10 000 jamek, jejichž hloubka je 100 µm. Pro stejné přenesené množství s válcem s lineaturou 300 l/cm přitom postačí, aby hloubka jamek byla pouhých 33 µm. U takovéhoto válce je pak počet jamek na čtverečním centimetru 90 000.

 


Mikroskopem zvětšené jamky na rastrovém válci

 

Na množství přeneseného média má velký vliv i samotný tvar jamek. Ten se pochopitelně postupně vyvíjel. Zatímco dříve se používaly jamky ve tvaru písmene „V“, v posledních letech se jednoznačně inklinuje k jamkám ve tvaru „U“.

U válců s chromovým povrchem, do nichž se jamky hloubily mechanickými postupy, můžeme pozorovat tvar jamek znázorněný na obrázku 1. Jde o přesné geometrické tvary, lišící se kvalitou předávky tiskové barvy. Vlevo se nachází typická jamka ve tvaru písmene „V“, která se vyznačuje špatným vyprazdňováním a rizikem rychlého zasychání barvy či laku, a tím zanášení jamek. Nejlepší vyprazdňování naopak nabízí jamka vpravo, která působí nejvíce otevřeně. Podobně je tomu i u keramicky ovrstvených rastrových válců, kde se jednotlivé jamky vytvářejí působením laseru. Také zde platí, že jamka ve tvaru písmene „V“ se vyznačuje nejmenším množstvím přeneseného laku či barvy, naopak jamka ve tvaru „U“ největším.

Velikost a tvar jamek v aniloxovém válci je nutné brát v potaz také vzhledem k velikosti tiskového bodu. Na formě by se totiž měly vyskytovat jenom takové body, které jsou větší než jamky na rastrovém válci. Pouze v tomto případě je zaručen optimální přenos. Pokud by byly tiskové body na fotopolymerní formě menší, mohlo by dojít k jejich zasunutí do jamky a tím i ke zničení, nebo alespoň nekvalitnímu přenosu barvy. V případě použití fotopolymerního štočku s velmi malými tiskovými body je nutné zvolit takový rastrový válec, který bude splňovat naše požadavky z hlediska množství přeneseného média, a zároveň bude pracovat s jamkami menšími než tiskový bod na formě.

 

Měření množství přeneseného média

Aniloxové válce se vyznačují tím, že dokáží přenést definované množství laku nebo tiskové barvy. Je pochopitelné, že pro měření tohoto množství dnes existuje hned několik metod. Jednou z nejznámějších je asi metoda pipetování, kdy se na rastrový válec nanese pomocí pipety lak či barva a setře se stěrkou tak, aby zůstalo v jamce pouze maximální přenášené množství. S takto připraveným válcem se provede otisk na speciální papír. Tento otisk se posléze naskenuje a jeho plocha se vyhodnotí ve speciálním programu. Kromě této spíše laboratorní metody existují také další řešení (pomocí interferenčního mikroskopu, fluorescence apod.).

 


Pohled na rastrové válce upínané do lakovací jednotky ofsetových strojů

 

Rastry

Již jsme uvedli, že se u aniloxových válců můžeme setkat s lineaturou jako u tiskových forem. Podobné je to i s natočením rastrů. Také u těchto válců totiž můžeme volit mezi několika základními úhly rastrů. Setkat se můžeme s úhlem natočení rastru 30°, 45°, 60° a 90°. V současnosti se však používá již pouze 45° a 60° natočení rastru, přičemž převládající využití má 60°. Tento rastr totiž nabízí větší množství jamek a tím i o 12 % větší přenos než 45° natočení.

Variantou k výše uvedeným rastrům je také linkový rastr (Tri-Helical), kde není rastr tvořen jednotlivými body, ale dlouhou spirálou, otáčející se okolo celého válce. Tyto speciální aniloxové válce se používají například v oblasti lakování v ofsetovém tisku. Linkový rastr má totiž výhodu v tom, že dokáže přenést o 30 % více laku než klasický rastr, navíc je velmi vhodný například pro aplikaci metalických laků. Mezi další výhody tohoto druhu rastru patří také jednodušší údržba, protože u těchto válců je snazší čištění.

 

Údržba rastrových válců

Životnost válců je do jisté míry dána také údržbou. Podobně jako u tiskových strojů, také u těchto válců platí, že při pravidelné a dobré údržbě se může životnost významně prodloužit. Rastrové válce je nutné pravidelně čistit, aby v jamkách nedocházelo k usazování barvy nebo laku. To by mohlo být velmi nebezpečné a vést až k úplnému poškození válce. Pokud by se totiž vytvářel na hranách cel nános, mohlo by dojít při jeho přesahu přes okraje jamky k jeho stržení raklí. Při něm by však mohla být také poškozena přepážka jamky. Takovéto poškození aniloxového válce je neopravitelné. Kromě možnosti poškození válce má však zanášení jamek zasychající barvou nebo lakem i další negativní dopady. Může totiž docházet ke snížení kvality tisku. Je pochopitelné, že k jistému poškození válců dochází i při pravidelné údržbě. Přepážky mezi jednotlivými celami jsou totiž při stírání barvy z povrchu válce extrémně namáhány a postupem času dochází k jejich zbroušení.

Údržbu válců bychom mohli rozdělit na dvě základní etapy. Tou první je pravidelná denní údržba, která probíhá před započetím každé zakázky. Toto mytí a čištění je možné provádět jak přímo ve stroji, tak i mimo něj. K mytí se zde používá celá řada chemických přípravků, podobně jako je tomu při mytí tiskové desky a potahu v ofsetovém tisku. Také zde platí, že existují agresivnější a těkavější přípravky, které sice mají lepší mycí účinek, ale jsou zdraví škodlivé. Na druhé straně jsou pak přípravky méně agresivní s poněkud horším mycím účinkem. Platí přitom, že lepších výsledků se dosahuje s přípravky na zásadité bázi. Kyselé přípravky totiž bývají často velmi agresivní ke keramické vrstvě válců.

Druhou etapou údržby je hloubkové čištění aniloxových válců. I při pravidelné a důkladné údržbě totiž dochází k pozvolnému zanášení jamek, vyžadujícímu důkladné vyčištění. To se podle zkušeností tiskáren a vytížení jednotlivých rastrových válců provádí přibližně jednou až dvakrát do roka. Pochopitelně jiné nároky na intenzitu hloubkového čištění bude mít flexotisková tiskárna, pracující s aniloxovými válci denně, a jiné ofsetová tiskárna s lakovacím agregátem s komorovou raklí, kterou využívá jenom k občasnému lakování.

 


Základní úhly jamek používané u aniloxových válců. Dnes jsou nejčastěji používány varianty s úhly 45° a 60°

 

Hloubkové čištění se provádí výhradně mimo tiskový stroj a lze k němu použít několik základních postupů. Prvním z nich je čištění chemickou cestou. Při něm je aniloxový válec vystaven dlouhodobějšímu působení nějakého chemického prostředku. Jeho úkolem je narušení struktury usazených zbytků barvy a laku, respektive jejich sušiny. Po tomto narušení usazenin je již možné běžné očištění válce. Jde o nejstarší a také nejrychlejší způsob čištění. Jeho nevýhoda však spočívá v tom, že při dlouhodobém používání tohoto postupu může dojít k narušení povrchové struktury rastrového válce.

Druhou variantou hloubkového čištění aniloxových válců je použití ultrazvuku. Jde o systém, u něhož je válec vystaven vlnám ultrazvuku, jejichž působením dochází k narušení usazenin a tím i k jejich odstranění. Největší výhodou je pochopitelně to, že válec nepřichází do styku s žádnou chemikálií. Na druhou stranu i tento postup má své výrazné nevýhody. Může totiž u něj docházet k případnému zničení válců, a to zejména v případě, kdy je válec nepatrně poškozen či pokud jsou na jeho povrchu mikrotrhlinky. V takovém případě může dojít působením ultrazvuku k jejich postupnému zvětšování, což může vést k poškození povrchu válce nebo ke zborcení přepážek mezi jednotlivými celami.

 


Tvorba tiskové rozety při použití rastrových válců při natočení jednotlivých barev

 

Třetím hojně využívaným systémem hloubkového čištění povrchu aniloxových válců je čištění na bázi otryskávání, které je velmi podobné tomu, jaké známe například z pískování skla. Při tomto způsobu je povrch válce určitým, přesně stanoveným tlakem a pod určitým úhlem otryskáván mokrými nebo vlhkými krystalky uhličitanu sodného. Při čištění se válec pomalu otáčí a tím je rovnoměrně čištěn celý jeho povrch. Při tomto postupu jsou nečistoty odstraněny nejšetrnější metodou, protože při ní nedochází nejen k působení chemikálií na povrch válců, ale ani k žádným jiným nežádoucím účinkům. Prach vznikající z roztříštěného tryskaného prášku a usazenin tiskové barvy se následně odsaje.

Na správném výběru aniloxových válců závisí také výsledná kvalita tisku. Při nevhodné volbě válců může dojít k nedostatečnému přenosu. Je třeba si pamatovat, že by zvláště v ofsetovém tisku měla tiskárna disponovat válci s různými hustotami tak, aby mohla regulovat množství nanášeného laku. Důraz by měl být kladen také na pravidelnou údržbu válců, aby se snížilo jejich zanášení. To totiž může nejenom poškodit válec, ale také významně snížit přenosovou schopnost válců. U rastrového válce se zanesenými jamkami se totiž může množství přeneseného média snížit až o 2/3. Z toho vyplývá, že u válce s přenosovým množstvím 16 g/m2 může být přenos snížen až na méně než 2 g/m2.

 

Pro Svět tisku připravil Patrik Thoma

 

Článek vyšel v časopise 1126>Svět tisku 2 / 2005.

 

120>