Анилоксовые валы: теория и практика
Часть 1: Объем ячеек анилокса, или Главное правило -
толщина переносимой красочной пленки

Кристофер Харпер,
технолог-консультант, Harper Corporation

Возможно, самую большую ошибку печатники совершают, когда говорят о печати какой-либо работы анилоксовым валом «с такой-то линиатурой». Достаточно часто слышишь: «Этот оттиск сделан на 800-м валу* или 550-м», - или: «Эту плашку надо печатать 440-м валом». Это странно, поскольку ни одна работа не печатается линиатурой анилоксового вала, но объемом краски, который этот вал переносит.

И тем не менее ошибка совершается ежедневно, когда для печати повторного заказа на машину ставится вал с линиатурой 800 лин/дюйм и цвет оттиска получается отличным от того, что был в предыдущем тираже. Соответственно, заказ не запускается до тех пор, пока еще один или несколько анилоксов с линиатурой 800 лин/дюйм не будут поочередно поставлены на машину и не получится цвет, соответствующий образцу, подписанному заказчиком. Эта частая ошибка стоит тысячи долларов простоя - и при этом ее можно легко избежать, если уяснить понятие объема краскопереноса анилоксового вала. Понятно, что такая терминология общепринята, поскольку линиатура - наиболее распространенная и понятная характеристика вала. Однако «печатает» не линиатура, а объем поверхности анилокса. Именно за счет этого объема и достигается необходимый цвет на оттиске. Соответственно, именно объем и есть основная характеристика вала, на которую и технический, и управляющий персонал в первую очередь должен обращать внимание, чтобы добиться снижения времени простоя машин.

Объем ячеек анилоксового вала рассчитывается так же, как и соотношение объема помещения к его площади. Разница только в том, что вместо кубических футов на квадратный фут используются кубические микроны на квадратный дюйм**. Эти кубические микроны и есть то «пространство» (то есть объем) внутри ячеек на один квадратный дюйм поверхности анилоксового вала, в котором находится краска, которая в конце концов образует красочную пленку на запечатываемом материале. Чтобы четко себе это представить, возьмем, например, объем воздуха на квадратный фут комнаты, в которой вы сидите. Мысленно замените воздух краской, и вы поймете, как много краски поместится в комнате на единицу ее площади.

При рассмотрении объема поверхности анилоксового вала все, конечно же, оказывается на микроскопическом уровне (рис. 1). Соответственно, в качестве единицы измерения нам необходимо использовать микрон. Он составляет одну миллионную долю метра, а в одной тысячной дюйма содержится 25,4 мкм.

Соответственно, в одной тысячной кубического дюйма содержится 645,16 мкм3, способных вместить краску. Этот объем в дальнейшем должен быть поделен на квадратный дюйм (единицу площади) поверхности анилокса. Поскольку получающееся число оказывается достаточно большим, объем ячеек принято выражать в биллионах (1 billion=109) кубических микрон на квадратный дюйм (billion cubic microns), или коротко: BCM.

BCM - это объемное выражение «емкости ячеек анилокса» на один квадратный дюйм его поверхности, способной передавать краску. Более просто можно объяснить так: на одном квадратном дюйме поверхности анилоксового вала линиатурой 800 лин/дюйм с шестиугольной формой ячейки имеется «место» для переноса краски в количестве 736 тыс. ячеек. Стандартный переносимый объем вала при гравировке 800 лин/дюйм обычно составляет от 1,6 до 2,2 млрд мкм3 (BCM), то есть 1600000000000 мкм3.

Определение объема анилоксового вала

Производители анилоксовых валов обычно используют два метода для определения объема ячеек вала, пригодного для переноса краски. Один довольно старый, но все еще применяемый, основан на использовании микроскопа. Объем определяется на основе анализа одной ячейки или некоторой их выборки. Это предполагает, что все остальные ячейки вала, а это около 222640 на каждом квадратном дюйме вала с линиатурой 440 лин/дюйм, окажутся в основном такими же. Необходимо заметить, что этот метод дает весьма приблизительные результаты, и следующий метод это подтвердил.

Рис. 1. Поверхность анилокса Platinum при увеличении в 376 раз

Он начал применяться с начала 90-х гг. XX в. и использует микрокартографическую модальность, называемую интерферометрической световой технологией. Метод использует так называемый многомодовый волноводный интерферометр (multimode waveguide interferometer или MWI), в котором один пучок света входит в волновод, образованный из двух параллельных зеркал, где он распространяется как комбинация многих различных мод. Поскольку эти моды следуют многими путями одновременно к пункту назначения, они интерферируют между собой. Получающаяся интерференционная картина может быть использована для измерения пройденного пути. Полученные расстояния записываются, и при помощи компьютера моделируется трехмерная микрокарта поверхности, по которой уже рассчитывается «доступное пространство» для переноса краски.

В результате обширных исследований, проведенных компанией Harper Corporation в конце 1990-х гг. было выявлено, что физические измерения размера, глубины и формы отдельной ячейки анилоксового вала, сделанные человеком при использовании старого способа, были полем для возникновения многочисленных погрешностей. Отклонение глубины ячейки в плюс или минус 15% могли произойти очень легко - просто из-за различной фокусировки микроскопа разными людьми.

По сравнению с этим, использование интерферометрического метода позволило уменьшить погрешность практически в два раза, оправдывая тем самым большие инвестиции в технологию контроля качества. Цель компании Harper была простой: если флексография должна стать более предсказуемой с точки зрения цветовоспроизведения, объем анилоксового вала также должен быть более предсказуемым. Поэтому сегодня этот метод стал стандартным как при подготовке валов к гравированию, так и при контроле качества.

Объем анилокса и контроль цвета

Общеизвестно, что объем ячеек анилоксового вала обусловливает, какой цвет может быть получен на оттиске во время печати. Это определяется способностью размеров ячейки изменяться, что, соответственно, приводит к изменению толщины слоя передаваемой на оттиск краски - то есть к потемнению или осветлению цвета. Но каким образом можно регулировать цвет с помощью объема ячеек вала и допустимо ли это вообще? Например, можно ли печатать анилоксом 800 лин/дюйм более насыщенный цвет, чем анилоксом 600 лин/дюйм - ведь опыт показывает, что чем ниже линиатура анилокса, тем насыщеннее цвет оттиска?

Чтобы лучше понимать, как анилоксовый вал меняет цвет на оттиске вне зависимости от линиатуры, мы должны взять понятие «объем анилокса» и обратить его в «толщину красочной пленки». Для этого необходимо найти ответ на следующий вопрос: если вся краска, измеренная в BCM, будет перенесена на оттиск, какой толщины получится красочная пленка? Чтобы рассчитать это, необходимо «объем на единицу площади» анилокса (BCM) перевести в реальную «толщину красочной пленки» в микронах, которая получится, когда каждая ячейка отдаст все 100% имеющейся в ней краски. Расчет выглядит следующим образом: BCM/0,65=Доступная толщина красочной пленки. Как показано в таблице, объем анилокса, пересчитанный в толщину красочной пленки, оказывается существенно меньше, чем подавляющее большинство людей себе представляет: как можно видеть на примере вала с объемом 8 BCM, доступная толщина составляет немногим менее 0,0005 дюйма даже в том случае, когда вся краска передается на оттиск.

Полученный ответ неизбежно влечет за собой другой вопрос: сколько на самом деле краски передается с анилоксового вала на печатную форму и потом на запечатываемый материал? Ответ на него занял годы. Техническое объяснение этих результатов будет темой следующей статьи. Еще один возможный сюрприз для многих - на печатную форму передается примерно 50% краски из ячеек анилокса, после чего еще примерно 50% от этого количества оказывается на запечатываемом материале.

Следовательно, если вам «доступно» 3 BCM краски в ячейках на поверхности анилоксового вала, то для переноса на запечатываемый материал вам «доступно»: 3/0,65=4,615 мкм красочного слоя. Иными словами, анилокс с объемом 3 BCM предоставляет для переноса на оттиск красочный слой толщиной 4,615 мкм. Из них на форму переносится только половина, или 2,307 мкм. А на запечатываемом материале в результате оказывается половина красочного слоя с формы.

Таким образом, становится очевидным, что красная краска при такой толщине станет розовой, если ячейки анилоксового вала загрязнены хотя бы на 15%. В этом случае «доступная» толщина красочного слоя в 4,615 мкм уменьшается на 15% и становится 3,9 мкм. Такая разница может привести к большому цветовому отличию на оттиске, особенно на определенных цветах.

Этот факт ясно показывает необходимость введения стандартных процедур очистки поверхности валов и ухода за ними. В противном случае это приведет к длительным простоям, проблемам и разочарованиям в любой типографии. Возьмите себе за правило ставить своих печатников перед фактом: эти небольшие, но очень критичные с точки зрения контроля цвета величины могут легко сэкономить тысячи долларов ежегодно.

Чтобы заставить эту информацию работать на вашем производстве, правильно будет начать с инвентаризации собственного парка валов и классификации его в соответствии с переносимым объемом. Следуя логике, что печатаете вы именно переносимым красочным слоем - но никак не линиатурой анилокса - попробуйте каким-то образом изменить собственную терминологию. Мы рекомендуем вам начать, наряду с остальной маркировкой анилоксового вала, с указания его объема. Эта информация должна появиться везде, начиная от таблиц и ярлыков валов до технологических карт заказа. И если вы до сих пор так не делали, то это будет гигантский шаг на пути снижения времени простоя машин.

В качестве следующего шага мы рекомендуем составить таблицы своих анилоксовых валов таким образом, чтобы на первом месте стоял объем, и только потом - линиатура, для упрощения идентификации валов. Если у вас нет времени сделать это правильно, будет полезно потратить некоторое количество средств на то, чтобы пригласить кого-нибудь для проведения аудита парка анилоксовых валов, после чего идентифицировать, промаркировать и свести в таблицу соответствие цветов и анилоксов - во избежание угадывания каждый раз, когда появляется повторный заказ.

Пока мы отстаиваем точку зрения, что объем анилоксового вала является ключевой переменной в уравнении по контролю цвета, необходимо оговориться, что второй ключевой переменной оптимизации процесса цветовоспроизведения на печати является линиатура. Этот вопрос будет освещен во второй статье данного цикла, рассказывающей как выбор правильной линиатуры анилоксового вала становится стабилизирующим фактором качества красочной пленки, которую мы стремимся передавать на запечатываемый материал.